KR100565943B1 - Wavelength Path Path Based Optical Packet Label Switching Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파장 대역 경로 기반의 광패킷 레이블 스위칭 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an optical packet label switching device based on a wavelength band path.
본 발명에서는 각각 N+1+N/L 개의 입출력 단자를 가지며 병렬로 구성된 L 개의 광 파장 스위치와, 상기 각 광 파장 스위치의 N/L 개의 출력단자 및 입력단자를 N/L 개의 광 섬유라인으로 연결하여 형성된 광섬유 패킷 지연기와, 상기 각 광 파장 스위치의 N 개의 입력 단자에 N 개의 광 섬유라인을 통해 연결된 N 개의 입력 라인카드와, 상기 각 광 파장 스위치의 한 개의 입력 단자에 광 섬유라인으로 연결된 파장 역다중기와, 상기 각 광 파장 스위치의 N 개의 출력단자에 N 개의 광섬유라인으로 연결된 N 개의 출력 라인카드 및, 상기 각 광 파장 스위치의 한 개의 출력단자에 광 섬유라인으로 연결된 파장 다중기를 포함한다. In the present invention, each of the N + 1 + N / L input and output terminals having L optical wavelength switch configured in parallel, the N / L output terminal and the input terminal of each optical wavelength switch to N / L optical fiber line An optical fiber packet retarder formed by connection, N input line cards connected through N optical fiber lines to N input terminals of each optical wavelength switch, and optical fiber lines connected to one input terminal of each optical wavelength switch. A wavelength demultiplexer, N output line cards connected to N output terminals of each optical wavelength switch by N optical fiber lines, and a wavelength multiplexer connected to an output terminal of each optical wavelength switch by optical fiber lines .
본 발명의 실시 예에 따르면, 적은 수의 광섬유 지연선을 사용하면서도 패킷 손실율을 최소로 할 수 있다. 또한, 전달망에서 입출력 노드 간의 총 패킷 지연 시간이 매우 적어 IP 트래픽 뿐만 아니라 실시간 서비스가 요구되는 TDM 데이터의 수용에 유리한 효과를 가진다.According to an embodiment of the present invention, the packet loss rate can be minimized while using a small number of optical fiber delay lines. In addition, the total packet delay time between the input and output nodes in the transport network is very small, which is advantageous in accommodating not only IP traffic but also TDM data requiring real time service.
스위칭, 레이블, 지연기, 역다중기, 다중기, 광패킷Switching, Labels, Delays, Demultiplexers, Multiplexers, Optical Packets
Description
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광패킷 레이블 스위칭 장치의 구조도이다. 1 is a structural diagram of an optical packet label switching device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 광섬유 패킷 지연기를 갖는 광 파장 스위치 모듈 구조도이다. 2 is a schematic diagram of an optical wavelength switch module having an optical fiber packet retarder.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 입력 라인 카드의 구조 예시도이다. 3 is a diagram illustrating a structure of an input line card according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 출력 라인 카드의 구조 예시도이다.4 is an exemplary structure diagram of an output line card according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 통신 데이터 트래픽 스위칭 장치에 관한 것으로, 특히, 파장 대역 경로 기반의 광패킷 레이블(label) 스위칭 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a communication data traffic switching device, and more particularly, to an optical packet label switching device based on a wavelength band path.
현재, 다양한 형태의 데이터 트래픽(traffic)을 효과적으로 수용하기 위해서 광 기술을 이용한 고속의 광 패킷 스위칭 시스템이 제공되고 있다. 이 중 파장 단위의 저속 라우팅 기능을 갖는 코아용 광회선 분배기와 IP 도메인에 접속하여 효율적으로 패킷 트래픽을 수용 처리하는 고속 에지용 광패킷 스위치를 포함하는 광 패킷 스위칭 시스템은, 에지(edge)에 위치하여 WDM(Wavelength Division multiplexing) 광 전달망 상의 파장 경로를 이용한 패킷 트래픽 처리를 수행한다.At present, a high speed optical packet switching system using optical technology is provided to effectively accommodate various types of data traffic. Among these, an optical packet switching system including an optical fiber splitter for cores having a low-speed routing function in wavelength units and an optical packet switch for high speed edges that efficiently receive and handle packet traffic by connecting to an IP domain is located at an edge. Packet traffic processing using a wavelength path on a wavelength division multiplexing (WDM) optical transport network is performed.
상기와 같이 파장 단위 광경로를 이용하는 종래의 광 패킷 스위칭 시스템은 파장 레벨 이하의 입상(granularity)으로 고속의 패킷 트래픽을 수용하는데 효과적이고, 광회선 분배기와 통합하여 구성하는 경우에 망 자원의 활용을 높일 수 있으며, 광회선 분배기의 디멘젼(dimension)도 감소시키기는 장점을 가진다. The conventional optical packet switching system using the wavelength unit optical path as described above is effective for accommodating high-speed packet traffic with granularity below the wavelength level, and utilizes network resources when integrated with an optical line splitter. It can be increased, and the dimension of the optical line splitter is also reduced.
그러나, 종래의 광 패킷 스위칭 시스템은 비교적 큰 용량의 광패킷 버퍼를 구현하기 위하여 광섬유 지연선 이외에 추가로 고속의 가변파장 변환기가 필요하고, 시스템 디멘젼이 증가하면 스위칭과 버퍼링에 대한 제어가 어려운 단점이 있다.However, the conventional optical packet switching system requires a high speed variable wavelength converter in addition to the optical fiber delay line in order to implement a relatively large optical packet buffer, and it is difficult to control switching and buffering as the system dimension increases. have.
이러한 종래의 광 패킷 스위칭 시스템의 단점을 해결하기 위해 개발된 광 패킷 스위칭 시스템은 하나의 WDM 기반 광 상호연결 패브릭(fabric)과 여러 개의 단위 패킷 스위치로 구성하여, 대역폭 활용에 대한 입상(granularity)이 파장 이하로 스위칭이 가능하고, 대용량의 광패킷 스위치 구현에 장점이 있으나, 단위 스위치의 앞단에 구현이 어려운 고속의 가변 파장 수신기가 필요하고, 단위 패킷 스위치 내의 전/광 변환 및 전자식 패킷 버퍼로 인한 종단간 패킷 지연으로 고속의 실시간 데이터 서비스 수용에 불리한 문제점이 있다.The optical packet switching system developed to solve the shortcomings of the conventional optical packet switching system is composed of one WDM-based optical interconnect fabric and several unit packet switches, thereby achieving granularity of bandwidth utilization. It is possible to switch below wavelength, and it is advantageous to implement a large-capacity optical packet switch, but it requires a high speed variable wavelength receiver that is difficult to implement in front of the unit switch, and due to all / optical conversion and electronic packet buffer End-to-end packet delay has the disadvantage of accommodating high speed real-time data service.
그리고, 상기 광 버퍼 제어의 복잡성을 극복하기 위하여 WDM 광 전달망에서 광 버퍼 대신에 다수의 파장 채널을 이용하는 순수한 파장/공간 혼합형 광 패킷 스위치는 파장 기술을 패킷 충돌 해결에 활용함으로써 대역폭의 효율적 이용과 망의 융통성을 한층 높일 수 있는 장점이 있으나, 많은 수의 광 게이트 어레이(array)와 가변 파장 변환기를 필요로 하는 단점이 있다.In order to overcome the complexity of the optical buffer control, a pure wavelength / space mixed optical packet switch using a plurality of wavelength channels instead of an optical buffer in a WDM optical transport network utilizes a wavelength technology for packet collision resolution and efficiently uses bandwidth. Although there is an advantage to increase the flexibility of the, there is a disadvantage that requires a large number of optical gate array (array) and a variable wavelength converter.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, IP 라우터, 이더넷 스위치, ATM 스위치, TDM 장치 등과 같은 다양한 통신 장비 등을 통합 수용하는 멀티 서비스 기반의 프로비젼닝 에지 스위칭 시스템에서, 현재의 광소자 기술로는 구현이 어려운 광버퍼를 최소한으로 사용하면서 패킷 손실과 지연 특성이 매우 우수한 파장 대역 경로 기반의 광 패킷 레이블 스위칭 장치를 제공하는데 있다. Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to solve the conventional problems, in a multi-service based provisioning edge switching system that accommodates various communication equipment such as IP routers, Ethernet switches, ATM switches, TDM devices, etc. In addition, the present invention provides a wavelength band path-based optical packet label switching device having excellent packet loss and delay characteristics with a minimum amount of optical buffers that are difficult to implement with current optical device technologies.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 광 패킷 레이블 스위칭 장치는, 각각 N+1+N/L 개의 입출력 단자를 가지며 병렬로 구성된 L 개의 광 파장 스위치; 상기 각 광 파장 스위치의 N/L 개의 출력단자 및 입력단자를 연결하는 N/L 개의 광 섬유라인으로 형성되어, 상기 광 파장 스위치로부터 출력되는 소정 파장의 광패킷을 지연시켜 상기 광 파장 스위치로 입력하는 광섬유 패킷 지연기; 상기 각 광 파장 스위치의 N 개의 입력 단자에 각각 연결되어 있으며, 수신된 IP 데이터를 처리하여 착신 주소에 따른 소정 파장을 가지는 광패킷을 생성하여 상기 L 광 파장 스위칭 중 하나의 광 파장 스위치로 전송하는 N 개의 입력 라인카드; 상기 각 광 파장 스위치의 한 개의 입력 단자에 연결되어 있으며, 입력되는 광패킷을 역다중화시켜 상기 각 광 파장 스위치로 전송하는 파장 역다중기; 상기 각 광 파장 스위치의 N 개의 출력단자에 각각 연결되어 있으며, 상기 광 파장 스위치로부터 출력되는 소정 파장의 광패킷을 수신하는 N 개의 출력 라인카드; 및 상기 각 광 파장 스위치의 한 개의 출력단자에 연결되어 있으며, 상기 각 광파장 스위치로부터 출력되는 광패킷을 다중화시켜 출력하는 파장 다중기를 포함하며, 상기 각 광 파장 스위치는 상기 입력 라인카드로부터 수신되는 광패킷을 그 파장에 따라 해당 착신 주소에 대응하는 상기 출력 라인카드 또는 파장 다중기로 전송한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an optical packet label switching device comprising: L optical wavelength switches each having N + 1 + N / L input / output terminals and configured in parallel; It is formed of N / L optical fiber lines connecting N / L output terminals and input terminals of each optical wavelength switch, and delays an optical packet having a predetermined wavelength output from the optical wavelength switch and inputs the optical wavelength switch. Optical fiber packet delayer; Connected to the N input terminals of each of the optical wavelength switch, and processing the received IP data to generate an optical packet having a predetermined wavelength according to the destination address to transmit to one optical wavelength switch of the L optical wavelength switching N input line cards; A wavelength demultiplexer connected to one input terminal of each optical wavelength switch and demultiplexing an input optical packet and transmitting the demultiplexed optical packets to each optical wavelength switch; N output line cards connected to the N output terminals of the optical wavelength switches, respectively, for receiving optical packets having a predetermined wavelength output from the optical wavelength switches; And a wavelength multiplexer connected to one output terminal of each optical wavelength switch, the multiplexer outputting multiplexed optical packets outputted from the optical wavelength switches, wherein each optical wavelength switch is an optical signal received from the input line card. The packet is transmitted to the output line card or wavelength multiplexer corresponding to the destination address according to the wavelength.
여기서 각 입력 라인카드는 상기 하나의 광 파장 스위치를 통해 하나의 착신 주소로 복수의 광 패킷을 동시에 전송하는 경우가 발생하면, 다른 입력 라인카드와 중재 요구/허가 신호를 상호 교환하여 각기 다른 광 파장 스위치를 통해 하나의 착신 주소로 복수의 광 패킷이 전송되게 한다. 특히, 상기 광섬유 패킷 지연기는 1 타임 슬롯 시간 동안 광 패킷을 지연시키킨다. When each input line card simultaneously transmits a plurality of optical packets to one destination address through the one optical wavelength switch, each input line card exchanges arbitration request / license signals with other input line cards to different optical wavelengths. The switch allows multiple optical packets to be sent to one destination address. In particular, the fiber optic packet delayer delays the optical packet for one time slot time.
한편, 각 광파장 스위치는 상기 파장 역다중기의 출력단에 광섬유선으로 연결된 제1 가변파장변환기; 상기 광섬유 패킷지연기의 출력단에 연결된 제2 가변 파장변환기; 상기 입력 라인카드 및 상기 제1 및 제2 가변 파장변환기 출력단에 각각 광섬유선으로 연결되어, 입력되는 광패킷들을 결합하여 하나의 출력단을 통하여 출력하는 광 커플러; 및 상기 광 커플러의 출력단에 연결되어 인가되는 광패킷들을 파장 역다중화시켜 상기 광패킷들의 파장에 따라 상기 출력 라인카드 및 파장 다중기 그리고 상기 광섬유 패킷 지연기 중 하나로 출력하는 파장 역다중기를 포함할 수 있다. On the other hand, each optical wavelength switch includes a first variable wavelength converter connected to the output terminal of the wavelength demultiplexer by an optical fiber line; A second variable wavelength converter connected to an output terminal of the optical fiber packet delay unit; An optical coupler connected to the input line card and the output terminals of the first and second variable wavelength converters, respectively, by an optical fiber line, for coupling the input optical packets and outputting them through one output terminal; And a wavelength demultiplexer connected to an output terminal of the optical coupler to output wavelength demultiplexed to the output line card, the wavelength multiplier, and the optical fiber packet retarder according to the wavelength of the optical packets. have.
또한, 각 입력 라인카드는 입력 IP 데이터를 수신하여 프레임 레벨의 헤더를 처리한 후 페이로드 데이타와 함께 출력하는 프레임 수신 및 처리부; 착신주소별로 레이블이 저장되어 있는 포워딩 룩업 테이블; 상기 헤더의 정보를 토대로 상기 포 워딩 룩업 테이블을 참조하여 착신 주소를 결정하고, 착신 주소에 따른 레이블을 부착하여 패킷을 생성 및 저장하는 패킷 생성 및 저장부; 다른 입력 라인 카드와 재 요구/허가 신호를 상호 교환한 후 각각 착신 주소에 해당하는 파장 정보와 출력 스위칭 정보를 출력하는 패킷 충돌 제어부; 상기 패킷 생성 및 저장부로부터 패킷을 수신하고, 상기 파장 정보에 따라 상기 패킷을 변조하여 출력하는 파장가변 광패킷 송신부; 및 상기 출력 스위칭 정보에 따라 상기 L개의 광파장 스위치 중에서 1개의 광파장 스위치로 변조 처리된 광패킷을 전송하는 광게이트 어레이부를 포함한다. In addition, each input line card includes a frame receiving and processing unit for receiving input IP data, processing a frame level header, and outputting the payload data together with the payload data; A forwarding lookup table storing labels for each destination address; A packet generation and storage unit for determining a destination address with reference to the forwarding lookup table based on the header information, and generating and storing a packet by attaching a label according to the destination address; A packet collision controller for exchanging a re-request / permit signal with another input line card and outputting wavelength information and output switching information corresponding to a destination address, respectively; A wavelength tunable optical packet transmitter for receiving a packet from the packet generation and storage unit, and modulating and outputting the packet according to the wavelength information; And a photogate array unit configured to transmit an optical packet modulated to one optical wavelength switch among the L optical wavelength switches according to the output switching information.
또한, 상기 출력 라인 카드는 상기 L개의 광 파장 스위치로부터 광패킷을 수신한 후 광전 변환하여 전기적인 신호로 출력하는 광패킷 수신 어레이부; 상기 전기적 신호에 따른 IP 데이터를 복원하고 입력된 순서대로 출력하는 패킷 조립 및 저장부; 및 상기 IP 데이터를 전광 변환하여 출력하는 프레임 처리 및 송신부를 포함한다. The output line card may further include: an optical packet receiving array unit for receiving the optical packets from the L optical wavelength switches and then performing photoelectric conversion and outputting them as electrical signals; A packet assembly and storage unit for restoring IP data according to the electrical signal and outputting the data in an input order; And a frame processing and transmitting unit configured to totally convert the IP data and output the converted IP data.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광패킷 레이블 스위칭 장치의 구조도이다. 첨부한 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 광패킷 레이블 스위칭 장치는, L개의 광 파장 스위치(1)와, 광 파장 스위치(1)의 입출력 단자의 연결로 형성된 광섬유 패킷 지연기(2), N 개의 입력 라인카드(3), 파장 역다중기(4), N개의 출력 라인카드(5), 파장 다중기(6)로 구성되어 있다. 여기서 L은 광 파장 스위치의 개수이고, N은 입출력 라인카드의 개수이다. 그리고 L과 N은 1 이상의 자연수이다. 1 is a structural diagram of an optical packet label switching device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an optical packet label switching device according to an embodiment of the present invention includes an optical fiber packet delay formed by connecting L
L 개의 광 파장 스위치(1) 각각은 N+1개의 입력 단자와, N+1개의 출력 단자와, N/L개의 광섬유 패킷 지연기(2)용 입출력 단자를 가지며, N+1개의 입력 단자에는 N개의 입력 라인카드(3)와 1개의 파장 역다중기(4)가 연결된다.Each of the L
이때, 광 파장 스위치(1)와 입력 라인카드(3) 및 파장 역다중기(4) 간의 연결은 N+1개의 광섬유 라인(line)에 의해 이루어진다. 즉, 하나의 광섬유 라인은 광 파장 스위치(1)의 입력 단자 중 하나에 연결되어 N 개의 입력 라인카드 중 하나(또는 파장 역다중기)에 연결된다. 그리고 광 파장 스위치(1)의 N+1 개의 출력 단자는 N개의 출력 라인카드(5)와 1개의 파장 다중기(6)에 연결되며, 각 연결 또한 N+1 개의 광섬유 라인에 의해 이루어진다.At this time, the connection between the
광섬유 패킷 지연기(2)는 광 파장 스위치(1)의 입출력단자 중에서 N/L 개의 입출력 단자를 각각 N/L 개의 광섬유로 상호 연결함으로써 이루어진다. 입력 라인카드(3)와 파장 역다중기(4)는 L 개의 출력단자를 가지고, 출력 라인카드(5)와 파장 다중기(6)는 L 개의 입력 라인을 가지며, 파장 역다중기(4) 및 파장 다중기(6)는 L 개의 광 파장 스위치(1)의 입출력단과 각각 L 개의 광섬유 라인으로 상호 연결된다. The optical fiber
도 2는 입력 라인카드(3) 혹은 파장 역다중기(4)로부터 전달된 광패킷을 해당 출력 라인카드(5) 혹은 파장 다중기(6)로 전/광 변환이 없이 스위칭하기 위한 광 파장 스위치(1)의 상세 구조도이다. FIG. 2 shows an optical wavelength switch for switching an optical packet transmitted from an
도 2에 도시된 바와 같이, 광 파장 스위치(1)는 N/L+1 개의 가변 파장변환기(10,11)와 광 커플러(12) 및 파장 역다중기(13)로 구성된다. 광 커플러(12)는 N+1+N/L개의 광 입력단과 1개의 광 출력단을 갖고 있으며, 파장 역다중기(13)는 1 개의 광 입력단과 N+1+N/L개의 광 출력단을 갖는다.As shown in FIG. 2, the
광 커플러(12)는 N개의 입력 라인카드(3)로부터 입력된 λ1, λ2, ... λN, λN+1, λN+2, ... λN+1+N/L 등과 같은 파장을 갖는 광패킷을 결합하여 출력하며, 파장 역다중기(13)는 결합된 광패킷을 각 파장에 따라 출력 라인카드(5), 파장 다중기(6), 광섬유 지연선(14, 광섬유 패킷 지연기로 기능)으로 스위칭한다. 광섬유 지연선(14)을 경유한 광패킷은 가변 파장변환기(11)로 입력된다. The
N/L개의 가변 파장변환기(11)들은 1:1로 대응되어 있는 N/L개의 입력 라인카드(3)에 있는 포워딩 정보에 따라 입력되는 파장을 출력 라인카드(5) 혹은 파장 다중기(6)에 대응되는 파장인 λ1, λ2, ... λN, λN+1의 파장으로 변환하고 광 커플러(12) 및 파장 역다중기(13)를 경유하여 광패킷을 스위칭 한다.The N / L
가변 파장변환기(10)는 파장 역다중기(4)로부터 입력되는 광패킷을 포워딩 룩업 테이블에 따라 λ1, λ2, ... λN, λN+1의 파장으로 변환하여 광 커플러(12)로 출력하여, 출력 라인카드(5) 혹은 파장 다중기(6)로 스위칭되도록 한다. The
한편, IP 트래픽을 수신하여 룩업 테이블에 따라 착신 주소를 결정하고 광패킷을 생성한 후 라우팅 정보에 따라 해당 광파장 스위치(1)로 광패킷을 송신하는 입력 라인카드(3)는 다음과 같이 구현될 수 있다. On the other hand, the input line card (3) for receiving the IP traffic to determine the destination address according to the lookup table, generate the optical packet, and then transmit the optical packet to the corresponding optical wavelength switch (1) according to the routing information to be implemented as follows. Can be.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 입력 라인 카드의 구현 예를 나타낸 도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 입력 라인카드(3)는 프레임 수신 및 처리부(20), 패킷 생성 및 저장부(21), 포워딩 룩업 테이블(22), 파장가변 광패킷 송신부(23), 패킷 충돌제어부(24) 및 광게이트 어레이부(25)로 구성될 수 있다. 3 is a diagram illustrating an implementation example of an input line card according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the
프레임 수신 및 처리부(20)는 입력 IP 데이터를 수신하여 프레임 레벨의 헤더를 처리한 후 페이로드 데이타와 함께 패킷 생성 및 저장부(21)로 전달한다. 패킷 생성 및 저장부(21)는 프레임 헤더 (혹은 입력 포트) 정보를 이용하여 포워딩 룩업 테이블(22)을 액세스함으로써 해당 프레임의 착신 주소를 결정하고 레이블의 부착과 패킷 생성 과정을 거친 후 내부 메모리에 저장한다.The frame receiving and
패킷 충돌 제어부(24)는 포워딩 룩업 테이블(22)로부터 포워딩할 패킷에 대응되는 라우팅 정보를 수신하고 다른 입력 라인카드(3)들과 중재 요구/허가 신호를 상호 교환한 후, 파장가변 광패킷 송신부(23) 및 광게이트 어레이부(25)에 각각 착신 주소에 해당하는 파장 정보와 광게이트 어레이부(25)의 출력단에 대응되는 출력 스위치 정보를 전달한다. The packet
파장가변 광패킷 송신부(23)는 패킷 생성 및 저장부(21)로부터 패킷을 수신하고 패킷 충돌 제어부(24)로부터 수신한 파장 정보로 패킷 데이터를 변조한 후 광게이트 어레이부(25)로 출력한다. The wavelength tunable
광게이트 어레이부(25)는 패킷 충돌 제어부(24)로부터 수신한 출력 스위치 정보에 따라 해당 출력 포트를 선택하여 L개의 광파장 스위치(1) 중에서 1개의 광파장 스위치(1)로 입력된 광패킷을 전송한다. The
또한, L개의 광파장 스위치(1)로부터 동시에 입력된 광패킷을 수신하고 조립하여 IP 데이터를 출력하는 출력 라인카드(5)는 다음과 같이 구현될 수 있다. In addition, the
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 출력 라인 카드의 구현 예를 나타낸 도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 출력 라인카드(5)는 광패킷 수신 어레이부(33), 패킷 조립및 저장부(32), 프레임 처리 및 송신부(31)로 구성될 수 있다. 4 is a diagram illustrating an implementation example of an output line card according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the
광패킷 수신 어레이부(33)는 L개의 광파장 스위치(1)로부터 광패킷을 수신하여 각각 광전 변환 후 패킷 조립 및 저장부(32)로 전달한다. 수신된 광패킷은 패킷 조립 및 저장부(32)에서 IP 데이터로 복원되고 일시적인 손실을 방지하기 위하여 메모리에 저장된 후 입력된 순서대로 프레임 처리 및 송신부(31)로 전달된다. 프레임 처리 및 송신부(31)는 프레임 헤더 처리와 전광 변환 후 IP 데이터를 출력한다.The optical packet receiving
다음에는 위에 기술된 구조를 토대로 하여 입력되는 IP트래픽 들에 대한 본 발명의 실시 예에 따른 광패킷 레이블 스위칭 과정에 대하여 설명한다.Next, an optical packet label switching process according to an embodiment of the present invention for IP traffic input based on the above-described structure will be described.
입력 라인카드(3)에 각각 IP 데이터가 도착하면, 각각의 입력 라인카드(3)는 저장된 포워딩(forwarding) 룩업(look-up) 테이블(table)을 참조하여 수신된 IP 데이터의 착신주소를 해석하고 레이블을 부착한 후 광패킷을 생성한다.When each IP data arrives at the
여기서, N개의 각 입력 라인카드(3)는 광패킷을 N개의 출력 라인카드(5)와 한 개의 파장 다중기(6)로 포워딩하는 경우에, N 개의 출력 라인카드(5)와 한 개의 파장 다중기(6)에 대응되도록 서로 다른 N+1 개의 파장 즉, λ1, λ2, ..., λn, λn+1과 같은 특정 파장을 지정하여 광 파장 스위치(1)로 송신한다. 즉, N 개의 출력 라인카드(5)와 한 개의 파장 다중화기(6) 각각으로 각각의 특정 파장을 가 지는 광패킷이 전송된다.Here, each of the N
한편, 입력 라인 카드(3)가 출력 라인 카드(5)나 파장 다중기(6)로 하나의 광 파장 스위치(1)를 이용하여 동시에 1 개 이상의 광패킷을 포워딩하는 경우에, 해당 광 파장 스위치(1)의 출력단에서 동일한 파장에 의한 충돌이 발생한다. 그러므로, N 개의 입력 라인카드(3)들은 중재 요구/허가 신호를 상호 교환한 후, 두번째 ~ L번째 출력단에 연결된 다수의 광 파장 스위치(1)를 통해 각각의 출력 라인카드(5)나 파장 다중기(6)로 광패킷을 전송한다. 이에 따라 각각의 출력 라인카드(5)나 파장 다중기(6)는 패킷 지연이 없이 최대 L 개의 광패킷들을 입력 라인카드(3) 혹은 파장 역다중기(4)로부터 동시에 수신할 수 있다.On the other hand, when the
그리고 L 개 이상의 패킷이 동일한 출력 라인 카드(5)나 파장 다중기(6)로 동시에 포워딩되는 경우를 대비하여, N 개의 입력 라인카드(3)들을 순서대로 N/L 개씩 총 L 개의 그룹으로 분류하고, 각각의 입력 라인카드(3)들에 대하여 그룹 번호는 L 개의 해당 광 파장 스위치(1)에 1:1로 대응시켜 1번째 ~ N/L번째 등과 같이 부여한다. 그리고 각 그룹에 해당하는 입력카드(3)들은 광 패킷을 그룹 번호와 대응되도록 λN+1+1, λN+1+2, ... λN+1+N/L 등의 고정된 파장으로 각각 대응시켜 해당 광 파장 스위치(1)로 송신함으로써, 광섬유 패킷 지연기(2)를 경유 1 타임 슬롯 시간 동안만 저장한 후 해당 출력 라인카드(5)나 파장 다중기(6)로 스위칭한다. In case N or more packets are forwarded simultaneously to the same output line card (5) or wavelength multiplexer (6), N input line cards (3) are classified into L groups in total by N / L in order. For each
상술한 구조에서 광 파장 스위치(1) 및 광 섬유 패킷 지연기(2)는 1 타임 슬롯 시간만 패킷을 저장한 후 패킷을 스위칭함으로써, 입력 라인카드(3)에서 출력 라인카드(5)나 파장 다중기(6)로 스위칭 가능한 패킷 수는 2L개까지이며 그 이상으 로 패킷이 도착할 경우 나머지 패킷은 손실 처리된다. In the above-described structure, the
입력 라인카드(3)에서 광 파장 스위치(1)를 경유하여 파장 다중기(6)로 포워딩되는 광패킷은 다른 에지 노드로 라우팅되는 트래픽으로서, 이때 스위칭된 광패킷들은 파장 다중기(6)에서 해당 파장으로 변환 다중화된 후, 광전달망의 파장 대역 경로(1, 2, ... L 등과 같이 여러개의 파장 채널로 구성된 레이블 스위칭 기반의 경로)를 통하여 상대편의 에지 노드로 패킷 지연이나 손실이 없이 투명하게 전달된다. The optical packets forwarded from the
광전달 망으로부터 L 개의 채널로 구성되는 파장 대역 경로를 통하여 입력되는 광패킷들은 파장 역다중기(4)에서 파장에 따라 분류된 후, 각각의 광파장 스위치(1)에서 포워딩 테이블에 따라 λ1, λ2, ...λ N, λN+1 등으로 파장 변환되어 출력 라인카드(5) 혹은 파장 다중기(6)로 스위칭된다. The optical packets inputted through the wavelength band path composed of L channels from the optical transmission network are classified according to the wavelengths in the
이러한 본 발명에 따르면, 입력 라인카드(3)에서 입력되는 IP 패킷 트래픽을 포워딩 룩업 정보에 따라 레이블을 부착하고 광패킷을 생성한 후, 패킷 충돌이 발생하지 않도록 착신 주소에 따라 λ1, λ2, ... λN, λN+1, λN+2, ... λN+1+N/L 등의 특정 파장으로 변환하여 L개 중의 적절한 광파장 스위치(1)로 광패킷을 선택 송신하고, 광파장 스위치(1)에서는 입력된 광패킷을 직접 혹은 광섬유 패킷 지연기(2)를 경유하여 1 타임 슬롯 후에 출력 라인카드(5) 및 파장 다중기(6)로 스위칭 함으로써, 입력 광패킷들은 손실 이전에 한번의 스위칭 기회를 더 갖게 되어, 적은 수(즉 L 값)의 광파장 스위치(1)에서도 낮은 패킷 손실율을 얻을 수 있다. According to the present invention, after the IP packet traffic input from the
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.The technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, but this is by way of example only and not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 입력 광패킷들이 손실 이전에 한번의 스위칭 기회를 더 갖게 되어, 적은 수의 광파장 스위치를 사용하여도 패킷 손실율을 감소시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, since the input optical packets have one more switching opportunity before the loss, it is possible to reduce the packet loss rate even using a small number of optical wavelength switches.
또한, 입력 IP 트래픽이 광전달망 상의 파장 대역 경로(즉 1, 2, ... L)를 통하여 투명하게 다른 광패킷 에지 시스템으로 전달되는 경우, 입출력 노드에서의 패킷 지연은 1 타임 슬롯 이하이므로 버스트 IP 트래픽 뿐만 아니라 실시간 TDM 데이터 및 ATM 서비스의 수용에도 유리하다. In addition, when input IP traffic is transparently routed to other optical packet edge systems through wavelength band paths (i.e., 1, 2, ... L) on the optical network, the packet delay at the I / O node is less than one time slot and therefore burst. It is also advantageous for accommodating real-time TDM data and ATM services as well as IP traffic.
또한, 광패킷 버퍼링을 위한 고가의 대용량 전자 메모리 대신에 가변 파장변환기 및 광섬유 패킷 지연기를 사용함으로써, 광패킷 전달망의 규모가 큰 경우 보다 저렴한 가격으로 패킷 레이블 스위칭을 구현할 수 있다. In addition, by using a variable wavelength converter and an optical fiber packet delayer instead of an expensive large-capacity electronic memory for optical packet buffering, it is possible to implement packet label switching at a lower price than a large optical packet transmission network.
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