제 20 장 광대역 종합정보통신망(B-ISDN)

20.1 개요

* 협대역 ISDN 은 64 Kbps를 기본으로 하여 최대 1.5 Mbps 범위의 정보 신호 를 수용하지만 비디오 영상 신호나 HDTV, 대용량 파일 전송 등의 고속.광대 역 통신에는 부적합하다.

* B-ISDN은 N-ISDN으로 제한되는 전송속도를 100 Mbps 이상으로 상승시켜 대역폭의 부족으로 지원하기 어려웠던 고속 데이터통신 서비스 및 VOD (Video On demand)나 CATV와 같은 넓은 대역폭을 필요로 하는 영상 서비스 를 지원한다.

* B-ISDN은 점대점 통신, 다중점 통신과 같은 유연한 연결 방식을 제공하며 고 속의 전송속도와 더불어 광대역 멀티미디어 서비스를 제공한다.[그림 20.1]

* B-ISDN의 사용자·망 접속(UNI)은 155.520 Mb/s와 622.080 Mb/s(4 × 155.520 Mb/s)이며 이러한 고속 디지털 전송을 위해서 광화이버가 사용된다.

* 광대역 ISDN에서 수용되는 서비스의 특성은 수십 Kbps의 저속에서 수백Mbps 의 고속까지의 다양한 대역폭을 가진다는 것, 정보의 흐름이 양 방향, 편 방향, 방송 등 대칭적 또는 비대칭적 이라는 것, 고정 전송속도(음성, 음악, 영상 등) 혹은 가변 전송속도(데이터 통신 등)를 갖는다는 것, 정보의 전송 지연과 정보 손실의 정도에 따라 상이한 통신 품질을 갖는다는 점을 들 수 있다.

* 이러한 다양한 특성의 서비스를 광대역 ISDN 이라고 하는 하나의 통신망에서 수용 가능하게 하는 비밀이 비동기 전달 모드(Asynchronous Transfer Mode, ATM)라고 불리는 전송 모드이다.

* 전송 모드의 의미는 신호를 다중, 교환, 전송 하는 형태를 의미한다.

* N-ISDN 이 기존의 전화망을 디지틀화하여 실현한 것에 비해 B-ISDN은 ATM과 광화이버를 전면적으로 채용한 새로운 통신망이다.[그림 20.2]

20.2 ATM 서비스

* ATM 서비스는 CBR(Constant Bit Rate), VBR(Variable Bit Rate), ABR(Available Bit Rate) 및 UBR(Unavailable Bit Rate)로 분류된다.

* VBR 서비스는 실시간 성에 대한 요구에 따라 RT(Real Time) VBR과 NRT(NonReal Time) VBR 로 분류된다.

* ATM 서비스 클래스에 따라 고려되고 있는 트래픽 파라미터로는 PCR(Peak Cell Rate), SCR(Sustainable), BT(Burst Tolerance), MCR(Minimum Cell Rate) 등이 있고 서비스 품질 파라미터로는 CLR(Cell Loss Rate), CTD(Cell Transfer Delay), CDV(Cell Delay Variation)등이 있다.

20.2.1 CBR 서비스

* BCR 서비스는 circuit emulation 이나 비디오, 오디오와 같이 지연 및 지연 변 이에 대한 엄격한 제한이 요구되는 실시간 서비스에 주로 응용된다.

* CBR 서비스를 위해서는 항상 고정된 전송 대역폭이 제공되므로 셀 지연과 손 실률에 대한 서비스 품질이 보장된다.

* CBR 서비스의 대표적인 응용 예로는 대화형이나 방송형의 비디오 및 오디오 서비스가 있다.

20.2.2 VBR 서비스

* VBR 은 응용 서비스가 셀 지연 변이(CDV)에 민감한가에 따라 rt-VBR 과 nrt-VBR 로 나누어진다.

* rt-VBR 은 주로 가변 부호화율로 코딩 된 동영상이나 오디오 전송에 응용되며 nrt-VBR 은 프레임 릴레이간 접속 서비스, 항공사의 예약 시스템이나 공정 제 어 등 응답 시간에 대한 제약이 있는 데이터 서비스에 주로 응용된다.

* VBR 서비스는 통계적 다중화에 의해 링크를 효율적으로 사용할 수 있는 장점 이 있다.

20.2.3 ABR 서비스

* 최소 셀 전송율을 보장하면서 CBR 및 VBR 트래픽이 사용하지 않는 링크의 가용 대역폭을 최대한 활용하여 고속 데이터를 전송하기 위한 방식

* 분산 컴퓨팅, 영상정보 검색, 고속화일 전송 및 LAN 간 접속 등에 적용된다.

* 이러한 고속 데이터 서비스는 매우 버스트(burst)하며 버스트의 크기 또한 가 변적이면서 예측하기 불가능한 특징을 가진다.

* 또한, 셀 지연에는 비교적 덜 민감하나 하나의 셀 손실이 수 많은 셀의 재전송 을 초래하게 되는 특징이 있다.

* 따라서, 폭주가 발생하면 피드백(feedback)에 의한 전송율 제어를 통하여 가능 하면 셀 손실을 방지하여야 한다.

20.2.4 UBR 서비스

* UBR 서비스는 CBR, VBR 및 ABR 트래픽이 사용하고 남아 있는 대역폭을 활 용하여 데이터를 전송하기 위해 제안

* UBR 은 CAC 를 통해 전송 대역폭이 할당되지 않으며 사용 파라미터 제어나 피드백 제어 등의 어떠한 트래픽 제어도 적용되지 않는다.

* 따라서, UBR 은 셀 지연이나 셀 손실에 대한 서비스 픔질 보장이 전혀 없는 방식으로 기존의 best effort 서비스가 이에 해당한다.

* UBR 은 버스트의 길이가 매우 짧아 노드의 버퍼만으로도 충분히 통계적 다중 화가 가능한 데이터의 응용에 가장 적합하다.

* UBR 의 대표적인 응용 예로는 지연이나 지연 변이에 대한 엄격한 요구가 없 는 전자우편이나 파일 전송 서비스 등이다.

* VBR 은 통계적 다중화를 통해 링크를 효율적으로 사용할 수 있다는 장점을 가지지만, VBR 서비스를 위해 가장 어려운 점은 서비스 품질을 보장하면서 링 크 이용도를 극대화할 수 있는 효율적인 대역폭 할당 방안의 개발이다.

* 특히, rt-VBR 의 대표적인 응용 예가 되는 MPEG에 의한 압축 동영상은 최대 셀 전송률이 매우 높고 매우 버스트하며 nonstationary 한 특징을 보인다.

* 따라서, 이와 같은 vbr 서비스만으로는 링크 이용에 한계가 있으므로 잉여 대 역폭을 ABR 이나 UBR 트래픽으로 채워 전송하면 경제적인 통신 서비스가 가 능하다.

20.3 사용자-망 접면(UNI:User Network Interface)

* [그림 20.3]은 B-ISDN 네트워크의 구성 예를 나타낸다.

20.3.1 참조점과 기능 그룹

* [그림 20.4]는 B-ISDN UNI 접면의 참조 구성을 나타낸다.

(1) TB 참조점

* 단말 측과 망 측을 구분하는 물리적 경계점

* B-NT1 과 단말간에 물리계층에서 1대1 대응 관계를 갖는 인터페이스

(2) SB 참조점

* 단말 측과 망 측을 구분하는 물리적 경계점

* B-NT2 와 단말간에 1대1 혹은 1대다의 대응 관계를 갖는 인터페이스

(3) R 참조점

* B-ISDN UNI 에 근거한 단말과의 접속만이 아닌 B-ISDN 에서 규정하고 있지 않은 기존 단말인 TE2를 지원하기 위해 정의된 참조점

(4) B-NT1(Broadband Network

Termination 1 : 광대역 망 종단 장치 1)

* 가입자선 전송 방식의 사용자 측의 전송로 종단 기능을 갖으며 물리 계층 기능 만을 갖는다.

(5) B-NT2(Broadband Network

Termination 2 : 광대역 망 종단 장치 2)

* 계층 1보다 상위의 기능을 종단한다. 신호 기능 및 교환 기능을 구비할 수 있 으며 이 경우 구내 교환기와 같은 기능을 수행할 수 있다.

(6) B-TE 1 (Broadband Terminal Equipment 1 : 광대역 단말 장치 1)

* 이용자댁내에 장치되는 단말 장치

* B-ISDN UNI를 준수한 단말 장치

(7) B-TE 2 (Broadband Terminal Equipment     2 : 광대역 단말 장치 2)

* B-ISDN UNI를 준수하지 않은 비표준     광대역 단말 장치

(8) B-TA(Broadband Terminal Adaptor)

* B-TE 2 를 B-ISDN UNI 에 접속해주는     장치

20.3.2 참조 구성의 실현 형태

(1) B-NT1과 B-NT2의 물리적 구성

* 다양한 형상의 가입자망을 구성하기 위해서 기능 그룹과 참조점의 조합이 이루 어 진다.[그림 20.5]

(2) B-NT2의 멀티포인트형 구성

* 가입자망의 멀티포인트 접속 형태를 위해 [그림 20.6]과 같이 TB 참조점의 사 용자측에 MA(Media Adaptor)를 사용하여 복수 단말을 수용하는 것이 가능하 다.

* B-NT2는 스타, 버스, 링 형상으로 구성하는 것이 가능하다.

20.4 프로토콜 구조

* B-ISDN 프로토콜은 이용자 평면(user plane), 제어 평면(control plane), 관리 평명(management plane)으로 구성된다. [그림 20.7]

* 이용자 평면은 사용자 정보의 전달과 관련된다.

* 제어 평면은 호(call) 제어 및 연결(connection) 제어 기능과 관련된다.

* 관리 평면은 시스템 전체의 관리 기능과 관련된다.

* [그림 20.8]은 각 계층의 기능을 나타낸다.

* 이용자 평면의 프로토콜과 네트워크 장치와의 관계가 [그림 20.9]에 나타나 있 다.

* 제어 평면의 프로토콜과 네트워크 장치와의 관계가 [그림 20.10]에 나타나 있 다.

* [그림 20.11]은 정보 전달과 관련된 상위 계층, ALL 계층, ATM 계층, 물리 계 층 간의 관계를 나타낸다.

20.5 ATM 다중화

* 사용자 정보는 ATM 계층에서 일정한 길이의 블록으로 나누어진 후 헤더를 추가하여 전송 된다.

* 이러한 일정 길이의 블록을 셀(cell)이라 하며 헤더의 길이는 5 옥텟, 패이로드 의 길이는 48 옥텟으로 총 53 옥텟의 길이를 갖는다.

* ATM은 패킷교환의 원리를 발전시킨 새로운 전달 모드 이다.

* 정보의 전송속도는 1초에 송신된 셀의 수로 결정된다.

* 비트 율이 높은 정보는 많은 수의 셀로 송신되고 비트 율이 낮은 정보는 적은 수의 셀로 송신된다.

* 연속적인 정보는 셀이 연속적으로 송신되고 번스트한 정보는 정보가 발생된 경 우에만 셀이 송신되므로 전송의 유연성이 제고된다.

* STM에서의 정보 비트율은 64kbps의 정수배로 결정되지만 ATM에서는 정보 의 비트율은 임의의 값으로 결정이 가능하다.

* B-ISDN 에서는 다양한 특성을 갖는 정보(서비스)를 효율적으로 수용하여야 하므로 비트율을 자유자재로 설정할 수 있는 ATM을 전송 모드로 사용하는 것이 적합하다.

* N-ISDN 및 기존의 전화망에서 적용된 신호 전송 형식은 STM(Synchronous Transfer Mode)으로 동기 다중과 회선 교환을 특징으로 한다.

* STM에서는 정보신호를 125 us 마다 주기적으로 송신하고(이러한 125 us 을 단위로 송신되는 신호의 묶음을 프레임 이라 함) 다중화할 각 채널의 정보도 125 us 주기로 순차적으로 전송하는 방식으로 다중화 신호에서 특정 채널의 신호는 프레임의 선두 위치를 기준으로 인식된다.

* 반면, ATM에서는 다중화될 채널의 신호를 125 us 주기로 순차적으로 전송하 지 않고 정보의 발생 상황에 따라 랜덤하게 전송하는 방식을 채택하며 이러한 방식으로 구성된 다중화 신호에서 특정 채널의 신호를 인식하기 위해서는 stm 과 같이 특정 채널의 신호가 프레임 내의 고정된 위치를 차지하고 있지 않으므 로 프레임의 선두 위치를 기준으로 한 방식은 사용할 수 없고 각 채널을 유일 하게 결정하는 식별자를 각 셀의 헤더에 추가하는 방식을 사용한다.(이러한 식 별자가 VCI(Virtual Connection Identifier)/VP(Virtual path Identifier)임)

* STM은 다중화 신호 내에서 특정 채널의 위치가 고정적으로 할당되어 있어 해 당 채널을 통해 송신할 정보가 없는 경우도 해당 채널은 다중화 신호 내에서 대역폭을 소비하며 전송되는 단점이 있지만 ATM 에서는 각 채널의 셀 발생 율에 따라 다중화 신호 내에서 동적으로 채널의 대역폭을 할당하므로 STM에 비해 전송 효율은 높다.[그림 20.12]

20.6 ATM 계층(ATM Layer)

20.6.1 개요

* 패킷(packet) 관련 전달 모드(transfer mode) 이다.

* Frame relay 나 X.25 와 같이 하나의 물리 선로를 통해 다수의 논리적 연결 (logical connection)이 설정되는 다중화 기능을 제공한다.

* 각 논리 연결을 통한 정보의 흐름은 53 바이트의 고정된 길이를 갖는 셀(cell) 을 통해 이루어진다.

* 링크간 에러 제어나 흐름 제어 기능은 없다.(고속 데이터 전송을 위하여 전송 에 관련된 기본적인 기능만 제공하고 부가적인 기능은 제공 않함)

* ATM 계층은 가상 회선 레벨(virtual channel level) 과 가상 경로 레벨(virtual path level)로 구성된다.

20.6.2 가상 회선(Virtual Circuit)

* ATM 에서는 모든 정보신호를 셀로 분할하여 송신하고 셀은 발생된 정보량에 비례하여 송신되면 좋지만 하나의 물리적인 회선을 하나의 통신(연결)에 점유 시킬 필요는 없다. 즉, 다중화 기법을 적용하는 것이 회선의 이용 효율을 상승 시키는 방법이다.

* 셀을 송신하는 측으로 부터 이 통신을 보면 상대방까지 물리적인 전용 회선이 사용되는 경우와 동일한 효과를 가지므로 이를 가상 채널(회선), Virtual Channel 이라 부른다.

* 하나의 회선을 통해 복수의 통신이 이루어지는 경우 각 연결에 속한 셀을 구별 하는 방법이 필요하며 이를 위해 셀 헤더에 VCI(Virtual Channel Identifier)가 사용된다.

* X.25에서의 LCN과 Frame relay에서의 DLCI와 동일한 개념이다.

20.6.3 가상 경로(Virtual Path)

* 단말과 단말간에는 하나의 VC가 설정되는 것이 보통이지만 네트워크 내의 국 과 국간에는 다수의 VC가 설정되는 것이 보통이다.

* 이러한 구간에서는 각 VC를 각각의 VCI에 의해 전송하는 것 보다 여러 개의 VC를 묶어서 전송하는 방식이 더 효율적이다.

* 이와 같은 채널의 묶음을 경로(path)라 하고 ATM 에서는 가상 채널의 묶음을 가상 경로(VP:Virtual Path)라 한다.[그림 20.13]

* VP를 구별하기 위해 셀의 헤더에 VPI(Virtual Path Identifier)가 사용된다.

* VC의 경로를 절체하는 것은 ATM 교환기 이지만 VP의 경로를 VPI에 의해 설정하는 스위치는 ATM 크로스커넥트 라고 한다.

* 셀의 헤더에는 VCI 와 VPI 가 있고 각각의 통신마다 설정된 VC와 VP를 경유 해서 상대방의 단말까지 전송된다.

* 각 셀의 VC 는 VPI 와 VCI 의 조합에 의해 식별된다.

* VCI 에는 16비트가 할당되므로 하나의 VP 에 216=65,536 개의 VC 가 다중화 될 수 있다.

* VPI에는 사용자.망 접속(UNI: User Network Interface) 에서는 8비트, 네트워 크 내의 장치간 접속(NNI:Network Node Interface)에서는 15비트가 할당 됨.

20.6.4 VPI/VCI 변환(VPI/VCI Translation)

* [그림 20.14]와 같은 네트워크 구성하에서 단말 A에서 단말 C로 영상, 음성, 문 자로 구성되는 멀티미디어 데이터를 전송하는 경우의 VPI/VCI 할당과 각 장치 에서의 VPI/VCI 변환을 기술한다.

* 단말장치에서 영상, 음성, 문자 데이터를 전달하기 위해서는 각 데이터는 상이 한 VPI/VCI를 갖는 셀로 구성된다.

* 예를 들어, 영상에는 VPI=2, VCI=20, 음성에는 VPI=2, VCI=21, 문자에는 VPI=2, VCI=22가 할당된다.[그림 20.15]

* 이러한 셀들은 하나의 물리적인 선로를 통해 전송되므로 논리적인 연결은 3개 가 설정되었지만 실제로는 [그림 20.16]와 같이 셀들이 전송된다.

* 상기와 같이 설정된 연결 상태에 단말 B로부터 단말D 로 새로운 연결이 설정 되면 새로운 VPI/VCI 가 할당되어야 한다.

* 단말장치가 사용할 VPI/VCI는 신호 절차에 의해 결정되며 B-NT(정확히 하면 B-NT2임. B-NT1에는 신호 기능이 없음)가 할당하여 준다.

* 단말 B는 B-NT를 기준으로 단말 A 와 상이한 선로에 접속되어 있으므로 단 말 A가 사용하고 있는 VPI/VCI를 사용해도 무방하다.

* 단말 A의 연결과 단말 B의 연결은 반드시 구별되어야 하므로 B-NT는[표 20.1]과 같은 변환 테이블을 운용한다.

[표 20.1] VPI/VCI 변환 테이블

입력 포트	입력 VPI/VCI	출력 VPI/VCI
1	2/20	4/44
1	2/21	6/45
1	2/22	8/46
2	2/20	4/66
2	2/22	6/88

* 즉, B-NT는 입력 포트항을 이용하여 상이한 입력 포트의 셀에 동일한 VPI/VCI를 할당하더라도 구별할 수 있다.

* B-NT가 입력된 셀을 그대로 교환 장치로 전송하지 않고 위의 테이블과 같이 VPI/VCPI 값을 변환하여 전송하는 이유는 만일 변환 없이 그대로 전송된다면 입력 포트 1 의 2/20 셀과 입력 포트 2 의 2/20 셀이 2/20 의 동일한 VPI/VCI 값을 갖고 교환기로 송신되므로 교환기는 이들을 동일한 연결에 속한 셀로 간 주하게 되어 정확한 통신이 이루어지지 않는다.

* 교환 장치도 마찬가지로 입력된 셀을 다른 교환 장치나 B-NT로 전송할 때는 변환 기능을 수행하여야 한다.[그림 20.17]

20.6.5 가상 연결/채널 특성

* 신호 기능이 필요로 되는 교환 연결 및 그렇지 않은 영구 연결이 제공된다.

* 가상 채널 내에서의 셀의 전송 순서는 보장된다.

* 가상 채널별로 사용자와 네트워크 간에 트래픽 변수에 대한 협상이 가능하다.

* 협상되는 변수로는 셀의 평균 입력율(average rate), 첨두율(peak rate), 버스트 성(burstiness) 및 첨두 기간(peak duration) 등이다.

* 네트워크는 사용자와 협상된 트래픽 변수가 준수되는지 감시한다.

* 협상된 트래픽 변수가 준수되지 않으면 관련된 셀은 네트워크 내에서 파기되고 상황이 심각해진 경우는(폭주 현상이 예측되는 경우 등)관련된 가상 연결을 해 제 하기도 한다.

20.6.6 ATM 셀(cell)

* ATM은 5바이트의 헤더(header)와 48바이트의 정보 필드로 구성된다.[그림 20.18]

* User Network

Interface(UNI) 및 Network Node Interface(NNI)에서의 헤더 형태는 [그림 20.19]와 [그림 20.20]과 같다.

* GFC 필드는 종단간(end-to-end) 흐름 제어용으로 사용된다.

* VPI 는 사용자와 사용자 혹은 사용자와 통신망간의 가상 경로를 나타낸다.

* VCI 는 사용자와 사용자 혹은 사용자와 통신망간의 가상 채널을 나타낸다.

* VPI, VCI 는 통신망 내의 교환기나 크로스포인트 등의 네트워크 장치에 의해 변환된다.

* Payload type 필드는 정보 필드에 실린 정보의 형태(사용자 정보 인지 혹은 제 어 정보 인지)를 나타낸다.

* Cell loss priority 는 네트워크 내에서 congestion 이 발생한 경우 셀에 대한 네트워크의 처리 방법을 지시한다. CLP 의 값이 0인 경우는 상대적으로 우선 순위(priority) 가 높은 셀을 의미하여 congestion 이 네트워크 내에서 발생한 경우라도 통신망이 해당 셀을 파기(discard) 할 수 없다. 반면에, CLP 의 값이 1인 경우는 파기가 가능하다. CLP 필드는 사용자 뿐만 아니라 네트워크도 세 팅이 가능하여 호(call) 설정시에 협상된 트래픽 변수를 준수하지 않는 가상 채 널(VC)을 감지하여 해당 채널에 해당되는 셀의 CLP 비트를 1로 지정하여 통 신망 내에서의 해당 셀의 우선순위를 낮춘다.

* HEC 필드는 5바이트의 헤더 중 HEC 필드를 제외한 4바이트에 대하여 전송 도중 발생한 단일 비트 오류에 대한 정정 기능과 두 비트 이상의 오류에 대한 검출 기능을 제공한다.

* NNI 의 셀 형태에서는 UNI 의 GFC 필드 영역을 VPI 필드가 사용한다.

* 이것은 통신망 내에서 확장된 가상 경로수를 지원하기 위함이다.

20.6.7 헤더 오류 제어

* 송신부는 셀의 헤더 중 HEC 필드를 제외한 4 옥텟에 대해 생성 다항식 x8+x2+x+1을 사용하여 오류 제어를 위한 1 옥텟의 코드를 생성하고 이를 HEC 필드에 삽입한다. HEC 코드 생성 방식은

① 헤더 4 옥텟의 정보를 이진법으로 나타낸다.

② 2진법식에 x8을 곱한다.

(x31+0+0+x28+……+x3+0+x1+x0)x8

③ 이것을 x8+x2+x+1로 나눈다.

(x31+0+0+x28+……+x3+0+x1+x0)x8 /x8+x2+x+1

④ 나머지는 8비트로 표현되므로 각 계수를 HEC 필드에 기입한다.

ax7+bx6+dx4+ex3+fx2+gx1+hx0

* 수신부는 수신한 셀의 처음 4 옥텟에 대해 송신부가 HEC 을 생성한 방식대로 HEC 옥텟을 생성하여 그 결과를 수신한 셀의 HEC 필드와 비교한다. 전송 도 중 헤더에 오류가 발생하였다면 비교 결과는 상이할 것이고 오류가 발생하지 않았다면 비교 결과는 동일할 것이다.

* [그림 20.21]은 수신부에서의 HEC 알고리듬을 나타낸다.

* 비교 결과 오류가 발생하지 않으면 오류정정모드(error correction mode)를 유 지하고 오류가 감지되면 단일 오류인 경우는 정정하고 그렇지 않은 경우는 오 류 발생을 검출한 후 검출 모드(detection mode)로 천이한다.

* 검출 모드에서는 한 번 오류가 발생하면 연속적으로 발생될 가능성을 고려하여 오류 정정을 수행하지 않는다.

* 오류 셀이 수신되는 한 검출 모드를 유지하고 정상 셀이 수신되면 정정 모드로 전환한다.

20.7 ATM 적응 계층(AAL: ATM Adaptation Layer)

20.7.1 개요

* AAL 은 음성, 영상, 데이터 서비스 등의 다양한 서비스 특성을 ATM 계층으 로 정합하여 다양한 서비스를 제공하는 기능을 수행한다.

* 따라서, 서비스 특성에 따라 상이한 AAL이 정의된다.

* AAL 에서 제공하는 서비스의 예로서는 비트 오류 등의 전송 오류로 발생하는 전송 오류에 대한 처리, 셀의 패이로드 크기로 정보원을 분할·조립하는 기능, 셀 손실 및 오 삽입에 대한 처리, 흐름 제어 및 타이밍 제어 등이다.

* AAL 계층은 B-ISDN 이 제공하는 각 서비스의 특성에 따라 구성된다.

* AAL 계층의 입장에서 서비스를 분류하면 [그림 20.22]와 같다.

* 영상 데이터의 정보량은 각 영상 부분에 있어서나 또는 영상 내의 움직임 양에 의해 시시각각 변화하므로 영상 데이터를 부호화하면 부호화된 데이터는 시간적으로 변화한다.

* 이러한 속성을 갖는 영상 데이터를 고정 속도의 영상 데이터로 구성하기 위해 서는 다음과 같이 부호화기 다음에 버퍼를 두어 버퍼로 부터 일정한 속도로 읽 어 낸다.[그림20.23]

* 버퍼가 오버플로우(overflow)되거나 언더플로우(underflow)되는 것을 방지하기 위해 휘드백(feedback) 신호가 필요로 된다.

* 버퍼가 오버플로우 상태에 거의 도달하면 생성하는 정보량을 감소하라는 명령 (예를 들어, 픽셀(pixel) 당 비트 수를 감소)을 부호화기로 휘드백한다. 이 경우, 화질에 영향을 받게 되는 것은 당연한 일이다.

* 버퍼가 언더플로우 상태에 거의 도달하면 보다 많은 양의 정보를 생성하라는 신호를 부호화기로 전달한다. 만일, 생성할 정보가 없는 경우는 더미(dummy) 정보가 전달된다.

- 가변속도 영상 데이터는 고정속도 방식에서의 버퍼를 사용하지 않고 영상 데 이터 자체가 그대로 부호화 된다.[그림 20.24]

* 회선 모방은 기존의 DS1,DS3 등의 서비스를 ATM 을 통해 제공해 주는 기능

20.7.2 프로토콜 구조

* AAL 과 인접 계층과의 관계가 [그림20.25]에 표시되어 있다.

* AAL은 SAR(Segmentation And

Reassembly) 부 계층과

CS(Convergence Sublayer)로 구성되며 이들간에는 SAP(Service Access

Point)가 정의되지는 않는다.

* CS 부 계층은 AAL 을 사용하는 다양한 응용 프로그램을 지원하며 각각의 응 용 프로그램은 SAP 를 통해 AAL 에 부착된다.

* 따라서, CS 부 계층은 서비스에 따라 변화한다.

* SAR 부 계층은 CS 로부터 수신한 정보를 AAL 헤더와 트레일러와 함께 ATM 셀의 48 바이트 정보 필드에 삽입하거나 그 역의 기능을 수행한다.

20.7.3 AAL 프로토콜 사양

(1) AAL 1

* 기존의 음성 통신 및 전용선 서비스와 같은 고정 속도형(CBR : Constant Bit Rate) 서비스를 제공한다.

* 사용자 정보를 셀로 분할, 셀로 부터 조립, 손실 셀·오삽입실에 대한 처리, 지 연 변이 처리, 소스클럭 주파수를 수신단에서 회복하는 기능을 제공한다.

* 타입 1 의 SAR PDU 구성은 [그림 20.26]에 나타나 있다.

* SN(Sequence Number) 은 순차 번호를 나타내며 순차 번호를 통해 수신단에 서 셀 손실 및 오삽입셀을 검출한다.

* ATM 계층에서는 셀의 전송에만 전념을 하고 상위의 AAL 에서는 서비스에 따라 필요한 서비스 품질을 확보한다.

* CSI(CS Indication) 는 CS 기능이 존재하는지의 여부를 나타내기도 하고 타이 밍 정보를 가진 셀이 손실되었을 때의 클럭을 보정하기 위한 표시 등, CS 기 능 자체로 사용된다.

* 예를 들어, AAL 1은 송신측 서비스 클럭이 수신측에 전달되어야 하며 이 기능 을 위해 CSI가 사용

될 수 있다.

* 송신측 서비스 클럭을 수신측에 전달하는 방법으로 SRTS(Synchronous Residual Time Stamp)가 있다.

* SRTS 에서는 송신측 서비스 클럭을 수신측에 전달하기 위해 네트워크 전체의 공통 클럭인 네트워크 클럭과 송신측 서비스 클럭의 차이분을 홀수번의 순차 번호를 갖는 SAR-PDU 의 CSI 필드에 삽입하여 송신한다.

* 수신측은 수신되는 CSI 필드의 값과 네트워크에서 수신한 네트워크 클럭을 기 반으로 송신측의 서비스 클럭을 복원할 수 있다.[그림 20.27]

* SNP (Sequence Number Protection) 는 SN 에서 발생되는 오류 검출 및 정정 기능을 제공한다.

(2) AAL 2

* SNP 는 SN 영역에 대한 오류 검출 및 정정 기능을 수행한다. SN 영역은 먼 저 3비트의 CRC 제어 비트로 보호되며 이 제어 비트와 SN 을 추가한 7비트를 짝수 패리티 검사로 보호하는 2 단계 보호 기능을 수행한다. 이 방법에 의해 1 비트 오류 정정 및 복수의 비트 오류 검출이 가능하다.

* [그림 20.28] 은 타입 2의 SAR PDU 형태이다.

* SN 은 타입 1 과 동일하다.

* IT(Information Type) 는 BOM(Beginning Of Message)/ COM(Continuation Of Message)/EOM(End Of Message) 등의 정보, 타이밍 정보, 비디오 혹은 오 디오 신호의 요소를 표시하는데 사용된다.

* LI(Length Indication)는 SAR-PDU 패이로드에 포함된 CS-PDU 의 옥텟수를 표시한다.

* CRC(Cyclic Redundancy Code)는 오류 정정용으로 사용된다.

(3) AAL 3

* 연결형 데이터통신 및 신호 등의 서비스를 제공한다.

* 사용자 정보를 셀로의 변환, 셀로부터 조립 등의 기본 기능 이외에 셀 내의 패 이로드 부분의 오류 제어 기능 및 AAL 계층의 다중 처리 기능 등을 제공한다.

* [그림 20.29] 는 타입 3 의 SAR PDU 구성을 나타낸다.

* ST(Segment Type) 는 세그먼트 형태, BOM(10), COM(00), EOM(01), SSM(Single Segment Message)(11) 을 나타낸다.

* SN(Sequence Number) 는 하나의 CS-PDU 가 분할되어 격납 되는 SAR-PDU 를 모듈로 16 으로 계수하는데 사용된다. 동일한 AAL 연결에 속 한 SAR-PDU 는 그전의 순차 번호에 1 을 더한 번호를 갖는다.

* P(Priority) 는 동일한 ATM 연결상에서 2종류의 우선순위를 갖는 정보를 전송 할 때 사용된다.

* 하나의 CS-PDU 가 분할되어 격납 되는 SAR-PDU 는 모두 동일한 MID(Multiplexing IDentification) 를 갖는다. 즉, MID 는 특정의 CS-PDU 에 속한 SAR-PDU 를 구별하는데 사용된다. MID 로 인해 상이한 CS-PDU 가 동시에 다중화 되어도 수신측에서 각 CS-PDU 의 조립이 가능하다.

* SAR-PDU 패이로드내의 CS-PDU 정보는 좌측부터 채워지며 CS-PDU 정보를 포함하지 않은 SAR-PDU 패이로드 부분은 모두 영으로 채워진다.

* LI(Length Indication) 는 SAR-PDU 에 포함된 CS-PDU 옥텟수를 바이너리로 코드화한 것이다.

* CRC 는 SAR-PDU 헤더, 패이로드, 트레일러의 길이 표시 필드까지를 대상으 로 실행한 CRC 계산이 삽입된다.

* CRC 생성 다항식은

1+x+x4+x5+x9+x10 이고 계산 결과는 최하위 비트부터 crc 필드의 가장 우측에서부터 놓이게 된다.

* CS 서브 계층은 다시 CPCS(Common Part CS) 와 SSCS(Service Specific CS) 로 구성된다.[그림 20.30]

* CPI는 CPCS 헤더 및 트레일러의 형태를 규정한다.

* 송신측은 Btag 와 Etag 에 동일 번호를 설정하고 수신측에서는 그들의 일치를 확인 함으로서 수신된 CPCS-PDU 의 정당성을 확인한다.

* Basize 는 수신측에 대해 CPCS-PDU 를 수신하기 위한 최대 버퍼 크기를 지 정한다.

* PAD 는 CPCS-PDU 의 패이로드 길이를 32 비트의 배수로 하기 위하여 0 으 로 채운 부분이다.

* AL 은 CPCS-PDU 의 트레일러 길이를 32 비트 배수로 하기 위하여 0으로 채 운 부분이다.

* Length 는 CPCS-PDU 의 패이로드 길이를 표시하며 PAD 는 포함되지 않는 다. 따라서, Length는 PAD 길이를 식별함과 동시에 프레임의 정당성(셀 손실 이나 오 삽입)을 검출한다.

(4) AAL 4

* 비연결형 데이터통신 서비스를 위해 사용된다.

* 타입 3 기능과 동일한 기능을 제공한다.

* 타입 4 의 SAR PDU 구성이 [그림 20.31]에 나타나 있다.

(5) AAL 5

* 다중화 기능이 없는 연결형 데이터 서비스를 위해 사용된다.

* 간이화된 AAL 형태이며 AAL 3 의 ST 에 상응하는 기능은 ATM 헤더의 PT 로 대신 사용한다.

* SAR-PDU 는 헤더 및 트레일러가 없는 구조이다.

* CPCS-PDU 의 PAD 는 사용자 정보의 길이를 48 바이트의 정수배로 구성하 기 위해 사용된다.

* LI는 사용자 정보의 길이를 바이트 단위로 나타낸다.

* CRC-32 는 생성 다항식 x31+x30+x26+x25+x24+x18+x15+x14+x12+x11+x10+x8+x6+x5+x4+x3+x+1을 사용하여 CPCS-PDU 의 오류 처리를 수행 한다.[그림 20.32]

20.8 물리 계층(Physical Layer)

20.8.1 개요

* 물리 계층은 TC(Transmission

Convergence) 부 계층과 PM(Physical

Media) 부 계층으로 구성된다.[그림 20.33]

* TC 부 계층은 물리 매체를 통해 전송할 프레임의 생성, 스크램블(scramble), 셀 동기, 셀 속도 조정, 유효 셀 추출 등의 기능을 수행한다.

* PM 부 계층에서는 전송매체, 전송 부호, 급전 등에 관한 규정이 정의된다.

(1) 셀 동기

* 입력 비트 스트림에서 셀 경계를 찾아내는 기능이다.

* 셀 헤더는 1 옥텟의 HEC 필드와 HEC 의 대상이 되는 4 옥텟으로 구성된다.

* 셀 동기는 생성 다항식 x8+x2+x+1의 CRC 를 이용한 헤더오류제어의 결과를 이용한다.

* [그림 20.34]는 헤더오류제어에 의한 셀 동기 확립의 상태 천이를 나타낸다.

* 추적 상태(동기가 이루어지지 않는 상태에서 셀 경계를 추적하는 상태)에서는 가정한 헤더 영역에 대해 순환 부호를 행한다. 즉, 어디서부터가 셀의 시작인지 를 수신측은 알지 못하므로 임의의 위치에서 부터 5 옥텟을 셀의 헤더로 가정 하고 추적을 한다.

* 추적 상태에서 올바른 HEC 이 검출되면 준동기 상태로 천이한다.

* 준동기 상태는 일단 하나의 셀을 찾아낸 상태이므로 이 상태 이후 부터는 셀 단위, 즉 53 옥텟 단위로 올바른 HEC 이 검출되면 동기 상태로 천이한다.

* 동기 상태에서는 셀 단위로 HEC 을 조사하고 계속해서 올바른 HEC 이 검출 되면 동기 상태를 유지하지만 연속해서 □번 오류의 HEC 이 검출되면 다시 추적 상태로 천이한다.

(2) 전송 프레임

* 물리 계층은 상위 계층인 ATM 계층의 셀을 자신의 프레임에 실어 나른다.

* 물리 계층의 전송 비트율에는 155.520 Mbps와 622.080 Mbps가 있으며 각각은 SDH(Synchronous Digital Hierarchy) 신호 계위의 STM-1과 STM-4신호를 사용한다.

* 각 신호의 프레임은 125 us마다 정기적으로 생성되어 ATM 셀을 실어 나른다.

[그림 20.35]

* STM-1 프레임은 270 * 9 옥텟 구조를 갖고 매 125 us마다 반복되므로 전송

비트율은 170*9*8 bits/125*10-6 sec=155.520 Mbps가 된다.

* [그림 20.36]은 ATM 셀을 실어 나르는 STM 4 프레임 구조를 나타낸다.

20.8.2 SDH(Synchronous Digital

Hierarchy)

* SDH 는 동기식 디지틀 계위를 나타내며 계위란 신호를 단계적으로 묶어 가는 규칙을 의미한다.

* SDH 이전의 가장 공통화된 계위는 PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)로 서 여전히 미국과 유럽에서 DS-1, DS-2, DS-3, DS-4 신호로 사용되고 있다. [그림 20.37]

* [그림 20.38] 은 SDH(Synchronous Digital Hierarchy) 계위를 나타낸다.

* SDH에서 DS-1 과 같은 저위 신호를 다중화하여 STM-1 신호를 구성하는 방 법이 [그림 20.39] 에 나타나 있다.

* [그림 20.30] 에서 보는바와 같이 SDH의 다중화 과정은 각 단계별로 C(Container), VC(Virtual Container), TU(Tributary Unit), TUG(Tributary Unit Group), AU(Administrative Unit), AUG(Administrative Unit Group) 와 같은 신호가 구성되어 이루어진다.

* C 는 동기식 다중화 구조를 구성하는 기본 신호 단위로서 PDH신호를 다중화 하는 경우 신호는 일단 C 에 매핑된 후 다중화 과정이 수행된다.

* PDH 신호를 수용하기 위한 C 에는 C-1, C-2, C-3, C-4 가 있으며 C-1 은 DS-1 을 위한 C-11 과 DS-1E 를 위한 C-15 로 구분된다.

* B-ISDN 의 ATM 셀은 C-4 에 매핑된 후 다중화 과정을 거친다.

* VC 는 경로 계층간의 연결을 지원하기 위한 신호 단위로서 정보를 채운 패이 로드(C)와 경로 오버헤더로 구성된다. 오버헤더란 전송 오류나 고장이 발생했 을 때 사용자나 망의 운용자에게 알리기 위한 운용 및 관리 정보이다. VC 의 송신부는 C 의 내용을 안전하게 송신하기 위해 전송 도중 방생할 수 있는 다 양한 오류 상황에 대처 기능을 갖는 제어 필드로 C 를 감싸서 송신한다. VC 가 목적지에 도달하는 데에는 전송로를 포함하여 전송장치를 통과하게 되는데 이 VC 를 수신하여 오버헤더의 내용을 분석하고 필요한 조치를 취하는 장치가 망내에는 존재하게 되는데 이러한 장치를 VC 의 종단점(termination) 혹은 VC 를 종단한다고 하는 용어를 사용한다. 전송 도중 지나쳐 온 장치들, 즉, VC 에 대해 어떠한 조치도 하지 않고 수신한 내용을 그대로 전달만 한 장치는 VC에 대해 연속점(transit point)라고 하는 용어를 사용한다.

* VC는 125 us 또는 600 us 를 주기로 반복되며 C-1, C-2, C-3, C-4 를 수용하 기 위하여 VC-1, VC-2, VC-3, VC-4 의 4 종류가 있다.

* VC-1은 C-11을 패이로드로 하는 VC-11과 C-15를 위한 VC-15로 구분된다.

* VC-1과 VC-2를 저위 VC라고 하며 이들의 경로 오버헤더는 V5 라고 한다.

* VC-3과 VC-4를 고위 VC라고 하며 이들의 경로 오버헤더는 각 VC-3 POH와 VC-4 POH라고 한다.

* TU는 하위 경로 계층과 상위 경로 계층간의 적응 기능을 제공하기 위한 신호 이다.

* 즉, 하위 VC들은 TU와 TUG를 거쳐 상위 VC로 매핑될 수 있다.

* 상하위 VC와 고저위 VC는 다른 개념으로 상하위 VC는 상호간의 상대적 비교 관계를 나타낸 것으로 예를 들어 VC-3는 VC-4에 대해 하위 VC가 된다.

* TU는 하위 VC에 TU 포인터를 붙여서 구성되는데 이 때 TU 포인터는 하위 VC가 하위 VC 프레임 시작점으로부터 어긋난 정도(위상)를 표시한다.

* TU에는 TU-1, TU-2, TU-3의 3 종류가 있으며 TU-2는 다시 TU-11과 TU-15로 세분된다.

* TUG는 TU를 다수 개 결합하여 상위 VC 패이로드 내의 정해진 위치에 정렬 시킨 것을 의미하며 TU를 결합해서 TUG를 구성할 때는 오버헤더는 사용하지 않는다.

* TUG에는 TUG-2와 TUG-3의 2 종류가 있고 TUG-2는 동일한 종류의 TU-1 을 다수 개 조합하여 구성하거나 한 개의 TU-2로 구성된다.

* 패이로드에는 고위 VC가 채워지며 VC는 AU에 대해 임의의 위치에 올 수 있 으므로(VC의 위치가 AU에 대해 고정적인 것이 아니라 흐름적 임) AU 포인터 는 포인터의 위치와 VC의 첫 번째 바이트간의 바이트 차이를 나타내어 VC의 위치를 지시한다.

* AU에는 AU-3와 AU-4의 2 종류가 있으며 AU-3의 패이로드에는 VC-3가 채 워지고 AU-4의 패이로드에는 VC-4가 채워진다.

* AUG는 AU가 복수 개 결합하여 STM 패이로드 내의 정해진 위치에 정렬시킨 것을 일컫는다.

* AUG는 3개의 AU-3 또는 한 개의 AU-4에 의해 구성된다.

* STM-1은 3 개의 AU-3를 다중화한 후 섹션 오버헤더를 추가하여 구성되거나 혹은 한 개의 AU-4와 섹션 오버헤더를 추가하여 구성된다.

* [그림 20.40]은 다중화 과정의 한 예를 나타낸다.

* 어떤 신호(프레임)의 오버헤더에 위치하는 포인터는 앞에서 기술한대로 그 신 호(프레임)가 실어 날으는 패이로드의 시작 위치를 가리킨다. 즉, 신호에 대하 여 패이로드의 위치는 고정된 것이 아니라 유동적(floating)이다. 예를 들어, STM-1 신호의 패이로드가 VC-4인 경우 VC-4는 STM-1신호의 패이로드내에 어떠한 위치에 올 수도 있다. 즉, [그림 20.41]과 같이 두 개의 STM-1신호에 걸쳐질 수도 있다. 이러한 경우, 포인터는 VC-4의 시작점을 가리킨다.

20.8.3 Justification

* 전송 장치간에 데이터를 송수신하는 경우 전송로를 거쳐 수신되는 신호는 지터 (jitter)라고 하는 시간적 변화를 받게 되며 이러한 신호를 수신하기 위해서는 수신 노드의 입력 단에 버퍼(탄성 버퍼, elastic buffer)를 설치하여 입력되는 비트 열을 일시적으로 저장한 후 읽어 내는 방법을 사용한다.

* 지터란 신호의 이상적인 시간 축상에서의 변위를 의미하며 단위는 초(sec) 혹 은 도(degree)이다. [그림 20.42]

* 탄성 버퍼는 수신되는 신호로 부터 클럭을 추출하여 쓰기클럭으로 사용하고 읽 기클럭은 노드의 자체 클럭으로 사용하는 버퍼이다. [그림 20.43]

* 탄성 버퍼의 쓰기클럭과 읽기클럭간의 최대 위상 차이로 데이터 손실 없는 수 신을 위한 탄성 버퍼의 용량이 결정된다.

* 예를 들어, 155.520 Mbps의 STM-1 신호를 송수신 하는 경우 두 클럭간의 최 대 위상차가 15 ppm이라고 하면 신호의 속도는 155.517667 Mbps와 155.522333 Mbps 사이가 된다.

* 만일, 어느 순간에 입력 신호의 속도가 155,522333 Mbps이고 로컬클릭이 155.517667 Mbps의 속도로 동작하고 이러한 클럭차이가 1 초 동안 유지된다면 두 클럭간에는 4666 비트의 차이가 발생되고 이러한 차이를 흡수하기 위해서는 탄성 버퍼의 용량이 최소한 4666비트가 되어야 한다.

* 역으로, 어느 순간에 입력 신호의 속도가 155.517667 Mbps 이고 로컬클럭이 155.522333 Mbps의 속도로 동작하고 이러한 클럭차이가 1 초 동안 유지된다 면 두 클럭간에는 -4666 비트의 차이가 발생되고 이러한 차이를 흡수하기 위 해서는 탄성 버퍼의 용량이 최소한 4666 비트가 되어야 한다.

* 결론적으로, 입력되는 신호로 부터 추출한 클럭을 탄성 버퍼의 쓰기클럭으로 사용하고 로컬클럭을 읽기클럭으로 사용하는 데이터 수신 방식은 탄성 버퍼의 용량으로 최소한 9332 비트를 필요로 한다.

* 이러한 버퍼의 용량은 justification 이라고 하는 방법을 사용하여 줄일 수 있 다.

* STM-1 신호에는 justificaition 을 위한 용도로 3 바이트의 H3 바이트와 H3 바이트 다음의 3 바이트가 사용된다.

* 이 방식은 읽기클럭과 쓰기클럭의 위상 차이를 감시하고 있다가 쓰기클럭의 속 도가 읽기클럭의 속도에 비해 3 바이트 낮아지면 쓰기클럭의 속도를 수신 장치 가 제어할 수 없으므로 읽기클럭의 속도를 늦추어야 한다. 이를 위해, H3 바이 트 다음의 3 바이트 동안 탄성 버퍼로 부터 데이터를 읽지 않음으로서 클럭차 이를 줄인다. 이러한 동작을 positive justification 이라 한다. [그림 20.44]

* 역으로, 쓰기클럭의 속도가 읽기클럭의 속도에 비해 3 바이트 높아지면 읽기클 럭의 속도를 상승시켜야 하므로 H3 바이트의 순간에도 데이터를 읽음으로서 H3 바이트는 유효한 데이터를 갖게 된다. 이러한 동작을 negative justification 이라 한다. [그림20.45]

* 두 클럭간의 위상 차이가 존재하지 않으면 어떠한 justification도 발생하지 않 는다. 즉, H3 바이트에는 데이터가 포함되지 않고 H3 바이트 다음의 3 바이트 에는 정상적인 데이터가 실린다.

* 이러한 justification 방식을 사용함으로서 탄성 버퍼에 필요한 용량은 justification을 사용하지 않는 방식에 비해 매우 적은 6 바이트가 된다.

20.8.4 포인터

* SDH 에서는 포인터란 개념을 사용하여 STM 신호의 패이로드에 놓여진 실제 적인 데이터의 위치를 지정하는 용도로 사용된다.

* 따라서, 패이로드 내에서의 데이터 유지는 고정적이지 않고 유동적이 된다.

* 이것은 전송 노드에서 프레임의 수신을 위해 필요로 되는 버퍼의 용량을 줄게 하는 효과를 갖으며 이로 인해 전송 노드에서의 지연이 줄어든다.

* 예를 들어, [그림 20.46]와 같은 전송 노드의 구성에서 노드 A로 부터 프레임을 수신하여 헤더 처리를 한 후 프레임의 패이로드를 뽑아내어 이를 다시 노드 C 로 전달되는 프레임의 패이로드에 실어 전달하는 방법을 생각한다.

* 생각할 수 있는 첫 째 방법은 노드 A에서 노드 B로 수신되는 프레임의 타이밍 은 노드 B가 노드 C로 전달하는 프레임의 타이밍과 일치하지 않으므로 수신한 신호를 노드 B의 송신 프레임의 패이로드 시간이 올 때까지 저장하고 그 순간 부터 신호를 읽는 방식이다.

* 그러나, 이 방법은 프레임의 위상차를 해결하기 위해 버퍼의 용량이 적어도 한 프레임은 되어야 한다.

* 즉, 노드에 수신된 신호가 다음 노드로의 전송을 위해 읽혀질 타이밍이 송신 신호의 고정적인 기준 타이밍에 의해 결정되므로 최소한 한 프레임의 길이 만 큼 저장하여야 한다.

* 노드에서의 저장은 지연을 유발하므로 가능한 한 노드에서의 지연이 적은 전송 방식이 바람직하며 이를 위해 도입된 개념이 포인터 방식이다.

* 이 방식은 수신한 신호의 전송을 위해 읽혀지는 타이밍을 고정화하지 않고 수 신하는 대로 전송하고 단지 기입된 위치를 포인터를 통해 지시한다.

* 수신측은 포인터 값을 기반으로 패이로드 내에서의 실질적인 데이터 위치를 찾 아내게 된다.

20. 8. 5 ATM 셀의 전송

* ATM 셀은 STM 프레임의 패이로드에 실려 전송된다.

* 수신측에서 ATM 셀을 찾기 위한 방법으로 두 가지 방식이 있다.

* 수신측의 물리 계층은 수신되는 비트열로 부터 STM 프레임 동기용 헤더 필드 인 A2, A2 바이트를 찾아내어 프레임 동기를 취한다.

* 이로 부터, STM 신호의 패이로드 부분을 찾아낼 수 있다. ATM 셀은 STM 신호의 패이로드 부분에 위치하므로 패이로드에서 ATM 셀을 찾아야 하는데 첫째 방법은 패이로드에서 ATM 셀의 헤더를 찾아서 셀의 경계를 찾는 방법 이고 두 번  방법은 STM 프레임의 경로(path) 오버헤더와 H4에 셀의 위치를 나타내는 정보를 실어 전송하고 수신측에서는 H4 바이트의 값을 통해 패이로 드에서의 셀을 찾아내는 방법이다.

* 상기의 첫째 방법을 cell delineation이라 하고 이 방식은 20.6.7 의 HEC 알고리 즘을 통해 이루어진다.

* H4를 통한 셀 경계 식별 방법이 [그림 20.47]에 나타나 있다.

* 패이로드 용량(STM-1 인 경우 2,340 옥텟) 은 셀 길이의 정수배가 아니므로 셀은 패이로드의 경계에 걸쳐질 수 있다.

* Path 오버헤더의 H4 옥텟은 송신부에 의해 셀의 시작점을 지시한다.

* 즉, H4에는 H4로 부터 H4 다음에 오는 처음 셀의 시작점 까지의 옥텟 수가 설정 된다.

20. 9 신호 프로토콜

* B-ISDN 신호 프로토콜은 point-to-point, point-to-multipoint, multiconnection, broadcastion 및 멀티미디어 통신, 대역폭 및 QoS(Quality of Service) 협상 등 의 고도의 서비스를 제공하여야 한다.

* 이러한 서비스를 지원해야 할 새로운 신호 프로토콜의 개발에는 많은 시간이 필요하므로 ITU-T 에서는 B-ISDN이 표준화되는 일정을 release 1, release 2, release 3 로 나누어 기본적인 서비스의 지원(release 1)에서 B-ISDN이 제공하 는 모든 서비스의 연결 형태를 지원하는 최종적인 신호 프로토콜(release 3)의 개발을 목표로 한다.

* Point-to-point형 연결형태의 신호 프로토콜로는 UNI 에서는 Q.2931 로 규정되 고 NNI 에서는 B-ISDN로 규정된다. [그림 20.10]

20.9.1 계층 3 신호프로토콜 Q.2931

(1) 호 설정 및 해제

* [그림 20.48]은 사용자의 정보를 전달하기 위한 호 설정 및 해제 과정을 나타낸 다. SETUP 메시지를 전달한다(1). 이 SETUP 메시지로 상호 정보를 교환하기 원하는 상대방 전화번호와 원하는 서비스 등급, 셀 속도 등의 정보가 전달된다. 이 SETUP 메시지가 사용하는 VPI/VCI 는 0/5 으로 이 VPI/VCI 값은 신호정 보를 전달하기 위해 사전에 설정된 값이다. 따라서, 사용자의 정보 전달에 사용 되는 설의 VPI/VCI는 절대로 이 값을 사용할 수 없다.

* SETUP 메시지를 수신한 교환장치는 착신지를 향해 호 설정을 시도하고 있음 을 알리기 위한 CALL PROCEEDING 메시지를 발신 사용자에게 전달하며(2) 착신자측으로 호 연결 설정을 요구하는 SETUP 메시지를 보낸다(3). 교환기는 단말장치가 이 연결에 대해 사용하여야 할 VPI/VCI 를 할당하여 CALL PROCEEDING 메시지를 통해 전달한다. 즉, 단말장치가 아용하여야 할 VPI/VCI 를 교환기가 호 설정 과정에서 할당하여 전달한다.

* 착신 사용자에게는 호 설정 요구가 도착했음을 알리는 신호를 보내면서 망으로 는 착신자에게 신호를 보내는 중이라는 의미를 갖는 ALERTING 메시지를 송 신한다(4).

* 망은 착신 사용자로부터 ALETING 메시지를 받으면 발신자에게 착신자가 신 호를 받고 있다는 의미의 ALETING 메시지를 전달한다(5).

* 한편, 착신자가 호 설정 요구를 받아들이고자 하면 이를 알리는 CONNECT 메 시지를 망으로 전달하여(6) 망은 발신자에게 착신 사용자까지 호 연결이 완료 되었음을 알리는 CONNECT 메시지를 전달하고(7) 착신자로 CONNECT_ACK 메시지를 전달하여 호 연결이 완료 되었음을 알린다(8).

* 설정된 호를 해제하기 위해서는 사용자나 망이 호 해제 과정을 시작할 수 있 다.

* 호 해제를 원하는 사용자 또는 망은 호 해제를 요구하는 의미의 RELEASE 메 시지를 상대방에게 전달한다.

* RELEASE 메시지를 수신한 측은 호 연결시 사용되었던 모든 자원을 복구하면 서 호 연결을 해제하고 RELEASE COMPLETE 메시지를 반환, 호의 연결을 해제한다.

(2) 메시지 종류 및 형태

* 일반적으로 계층의 3 신호 메시지는 4 가지의 기본적인 프로토콜 식별자, 호 참조번호, 메시지 타입, 메시지 길이와 정보요소로 구성된다. [그림 20.49]는 일 반적인 메시지의 구조를 나타낸다.

* 프로토콜 식별자는 호 설정을 위한 신호 프로토콜인 Q.2931을 나타낸다.

* 호 참조 번호는 연결 설정을 시도하고 있는 호를 다른 호와 구분해주는 식별자 이다.

* 메시지 타입은 여러 종류의 메시지를 구별하는 식별자이다.(예를 들어, SETUP, CALL PROCEEDING 등)

* 메시지 길이는 정보 요소의 전체 길이를 나타낸다. 각 메시지는 메시지 특유의 정보 요소를 갖게 된다.

20.9.2 Signalling AAL(SAAL) 프로토콜

(1) Signalling ALL 기능

* SAAL ALL의 한 종류로서 두 신호 엔터티간의 Q.2931 메시지 전달을 위한 신호 링크를 제공한다.

* SAAL은 SAR(Segmentation And Reassemble)와 CPCS(Common Part Convergence Sublayer)로 구성되는 AAL 공통 부분과 SSCOP(Service Specific Connection Oriented Protocol)와 SSCF(Service Specific Coordination Function)로 구성되는 SSCS(Service Specific CS)로 나누어 진다.[그림 20.50]

(2) SAR 부 계층의 기능

* SAR 부 계층은 CPCS 부 계층에서 내려오는 48 옥텟 정수 배의 SAR-PDU를 받아 들여 이를 절단하여 48 옥텟의 SAR-PDU를 발생시키거나 ATM 계층에 서 올라오는 48 옥텟의 SAR-PDU를 결합시키는 기능을 수행한다.

(3) CPCS 부 계층의 기능

* SSCOP 계층에서 내려오는 임의의 길이의 CPCS-SDU의 투명한 전달과 비트 오류, 셀 손실이나 잘못 삽입된 셀에 대한 오류 검출 및 확인을 위해 8 옥텟 길이의 CPCS-PDU Trailer를 첨가하는 기능과 CSCP-PDU가 48 옥텟의 정수 배가 되도록 padding필드를 만드는 기능과 그 역의 기능을 수행한다.

(4) SSCOP 부 계층의 기능

* SSCOP 부 계층의 기능에는 SSCOP 연결 설정, 해제 및 재동기, 사용자 데이 터의 확인 또는 비확인 전송 및 이들의 순서 보장, 선택적 재전송에 의한 오류 정정, 송신측에 대한 흐름제어, 계층관리로의 보고 등이 있다.

* SSCOP 부 계층에서는 연결설정 및 해제를 위해서 AA-ESTABLISH 와 AA-RELEASE signal, 사용자 데이터의 전송을 위해서 AA- DATA, AA- UNIDATA signal, SSCOP 연결의 재동기를 위해 AA-RESYNC, SSCOP 프로 토콜 오류를 계층괄리로 보고하기 위해 MAA-ERROR 등과 같은 signal을 사 용한다.

(5) SSCF 부 계층의 기능

* SAAL 상위계층에는 UNI 쪽에는 Q.2931, NNI 쪽에서는 BISUP 계층 3 프로토 콜이 해당되는데 UNI 에서의 SSCF 는 Q.2931 에서 사용되는 AAL-primitive 와 SSCOP 에서 사용되는 AA-signal 사이의 프리미티브 변화기능만을 수행한다.