정보통신공학과 통신학과, 정보처리기사 등 정보통신시스템 요약정리 61. B-ISDN 프로토콜과 ATM 기술

61. B-ISDN 프로토콜과 ATM 기술

 

가. B-ISDN 프로토콜의 참조모델
N-ISDN과 B-ISDN은 개념적인 정의와 기능 측면에서 매우 유사하지만, 구현하기
위한 기술은 매우 다르다. N-ISDN은 다수의 망을 하나의 사용자-망 인터페이스
(UNI), 즉 디지털화 된 가입자망을 통해서 접속하는 것으로서 접속점 통합(interface
integration)이라고 볼 수 있다. 반면에, B-ISDN은 다양한 정보를 동등한 ATM 셀로
바꾸어 전달하는 것으로 망 통합(network integration)이라고 볼 수 있다.
ITU-T에서는 ATM 기술을 채택한 B-ISDN의 프로토콜 참조모델을 [그림 5-11]과
같이 제안했다. 프로토콜 모델은 계층(layer)과 평면(plane)의 구조로 되어 있으며, 평
면의 개념은 ATM 망을 흐르는 정보를 역할에 따라서 사용자 정보와 호제어 정보 및
관리 정보 등 3가지로 구분하고, 대응되는 평면을 각각 사용자 평면(user plane), 제
어 평면(control plane) 및 관리 평면(management plane)이라 한다. 사용자 평면과
제어 평면의 프로토콜은 물리 계층, ATM 계층, ATM 적응계층(AAL : ATM
Adaptation Layer), 상위계층 등 4계층으로 구성된다.
사용자 평면은 사용자 정보의 전송, 흐름 제어, 오류 복구 등을 담당하며, 계층적 구
조를 갖는다. 즉, 사용자 정보를 그 특성에 부합하는 ATM 적응계층을 거쳐서 ATM
셀로 바꾸어 목적지까지 전달한다.
제어 평면은 호의 연결제어를 담당하며, 계층적 구조를 가지고 있다. 이것은 전화
서비스가 단일 호로서 하나의 연결에 대응되지만, B-ISDN에서는 단일 호의 지속

시간 동안에 복수의 연결이 설정 및 해제될 수 있다. 화상회의 서비스를 제공할 경우, 회
의 도중에 신규 참여자가 단일 호에 추가로 연결할 수도 있고, 기존의 참가자가 연결을
해제할 수도 있다. 이러한 형태로 B-ISDN UNI에서의 복수 연결에 의한 다중 전송의
예는 [그림 5-12]와 같이 나타낼 수 있다. 이러한 특성으로 인해, 호의 설정 및 해제 등
에 필요한 신호 정보는 SAAL(Signaling AAL)을 거쳐서 제어 셀로 만들어져 전송된다.
관리평면은 계층관리와 평면관리의 기능을 포함한다. 계층관리 기능은 각 계층의 자
원과 파라미터, 그리고 운용관리·유지보수(OAM : Operation, Administration and
Maintenance) 정보의 흐름을 관리하며, 평면관리 기능은 각 평면의 역할을 조정한다.

B-ISDN UNI에서의 복수 연결에 의한 다중 전송의 예

한편, 제어 평면과 사용자 평면이 ATM 이하의 계층을 공유하는데, 이는 제어 셀이
나 정보 셀이 ATM 전달망의 관점에서 동일하게 취급된다는 점을 보여준다. 그리고
B-ISDN 프로토콜 물리 계층, ATM 계층, ATM 적응계층(AAL) 등의 3계층이 핵심적
인 역할을 수행하고 있기 때문에, B-ISDN 프로토콜을 ATM 프로토콜이라고도 하며,
결국 B-ISDN은 ATM 프로토콜이 핵심이므로 B-ISDN/ATM으로 함께 표기할 경우
가 많다. 여기서, ATM 계층은 OSI 참조모델의 물리계층과 데이터링크 계층의 기능을
부분적으로 모두 수행하고 있다.

나. ATM 프로토콜
ATM 프로토콜의 각 계층이 담당하는 주요 기능들을 요약하면 <표 5-8>과 같고,
B-ISDN 프로토콜 참조모델에서 사용자 평면의 ATM 프로토콜 구조를 개념적으로 표
현 한 것이 [그림 5-13]이다. 네트워크 내의 ATM 교환기에서는 ATM 계층과 물리계
층에 관련된 기능만을 수행하여 양 종단 시스템 간에 경로를 연결하고, 사용자측의 종
단 시스템에서는 이들 기능을 포함하여 연결된 경로를 통해 양 종단 시스템 간에 AAL
기능과 상위계층에 관련된 기능을 수행한다.

 

ATM 프로토콜의 계층별 기능

계층(layer)	부계층(sublayer)	기 능
ATM 적응 계층 (AAL)	수렴(CS) 부계층	•상위 계층의 사용자 정보를 프로토콜 데이터 유니트 단위로 만들어 주는 기능
	분할 및 병합 (SAR) 부계층	•프로토콜 데이터 유니트를 ATM 셀의 사용자 정보 단위로 구성하여 주는 기능
ATM 계층	-	•흐름제어 기능 •셀 헤더의 생성 및 추출 기능 •셀 VPI/VCI 변환 기능 •셀의 다중화 및 역다중화 기능
물리 계층	전송 수렴(TC) 부계층	•셀 흐름을 데이터 비트 부호 흐름으로 변환하는 기능 •헤더 오류 제어용 바이트의 발생 및 확인 기능
	물리 매체(PM) 부계층	•물리 매체와 비트 시간정보에 관련된 기능을 제공

물리 계층은 ATM 셀을 전달하는 기능이며, 물리 매체(PM : Physical Medium) 부
계층에서는 물리적인 매체를 통한 신호 비트의 전송이나, 물리적인 인터페이스 등 전
송매체를 규정한다. 그리고 전송수렴(TC : Transmission Convergence) 부계층은 전송매체로부터 비트들을 ATM 셀로 변환하고, 셀의 오류 검사와 셀의 분리 및 셀 간
경계 식별 등을 수행한다.

[그림 5-14]는 B-ISDN 하위계층 프로토콜의 기능, 즉 <표 5-8>의 ATM 프로토콜
에 대한 각 계층별 기능을 표현한 것이다. ATM 적응계층에서는 사용자 정보를 ATM
셀의 사용자 정보단위로 분할 및 병합하는 기능을 수행하고, ATM 계층에서는 ATM
셀을 구성하게 된다.

B-ISDN 하위계층 프로토콜의 기능

ATM 셀은 [그림 5-15]와 같이 53옥텟(바이트)로 고정된 크기이며, 5바이트의 헤더
와 48바이트의 페이로드로 구성된다. 헤더는 ATM 서비스, 트래픽 제어, 교환기능 등 을 수행하기 위한 정보를 담고 있으며, 페이로드는 전송하고자 하는 정보를 저장하고
있다. 이러한 기능을 수행하는 셀의 헤더는 UNI 헤더와 NNI 헤더로 구분된다.
UNI는 ATM 네트워크의 워크스테이션이나 라우터 등과 같은 종단 시스템과 ATM
교환기 간의 통신을 정의하므로, UNI 헤더에는 GFC(Generic Flow Control) 기능이
있어서 사용자에서 망으로 전달되는 트래픽의 양을 조절한다. 특히, 네트워크 상에는
다수의 종단 시스템에서 데이터 전송을 위해 제한된 전송 매개체를 공유하는 경우가
많이 발생하게 되므로, 이때 발생할 수 있는 회선경쟁을 해결하여 데이터가 원활히 수
신측으로 전달될 수 있도록 하는 기능을 담당한다.
하지만 NNI는 ATM 교환기 상호간의 통신을 정의하므로, NNI 헤더는 UNI 헤더의
GFC 필드(field)를 포함할 필요가 없으며, 이에 따라 GFC 필드에 해당되는 비트를 공
중 ATM 교환기 간의 대규모 트렁크(trunk) 기능을 허용할 수 있도록 가상경로 식별
자(VPI : Virtual Path Identifier) 필드로 확장하였고, 나머지 필드는 UNI 헤더 형
식과 기능이 동일하다.
ATM 계층에서 지원하는 ATM 연결에는 ATM 셀을 단방향으로 전송하는 기능을
의미하는 가상채널(VC : Virtual Channel)과, 가상채널들의 논리적인 결합을 의미하
는 가상경로(VP : Virtual Path)가 있다. VC와 VP의 근본적인 차이점은 VC가 사용
자의 요구에 의해 동적으로 생성되거나 제거되지만, VP는 네트워크 운영 시스템에 의
하여 반영구적으로 생성되고 제거되는 것이다. 각각의 가상채널에는 가상채널 식별자 (VCI : Virtual Channel Identifier)가 부여되고, 마찬가지로 각각의 가상경로에는
가상경로 식별자(VPI)가 부여된다. [그림 5-16]은 하나의 물리 링크에 가상경로와 가
상채널 간의 개념적인 관계를 나타낸 것이다.

ATM 계층에서 VC 링크는 VCI 식별자가 할당된 지점에서부터 VCI 식별자가 끝나
거나 변경되는 지점까지를 의미하며, 마찬가지로 VP 링크는 VPI 식별자가 할당된 지
점에서부터 VPI 식별자가 끝나거나 변경되는 지점까지를 의미한다. 가상채널 연결
(VCC : Virtual Channel Connection)이란 VC 링크들이 연결되어 구성하는 것이고,
마찬가지로 가상경로 연결(VPC : Virtual Path Connection)이란 VP 링크들이 연결
되어 구성하는 것이다.
한편, B-ISDN의 다양한 서비스들을 시간 제약성, 비트 발생률, 연결 모드 등의 특성
에 따라, ATM 적응계층(AAL)에서는 <표 5-9>와 같이 크게 4가지 등급(class)으로 서
비스를 분류하고, 또한 이에 따라 4가지 유형의 프로토콜을 분류하여 사용하고 있다.

AAL 프로토콜을 서비스 유형에 따라 구분하여 이용함으로써, 효율성과 경제성 및
성능 향상을 꾀할 수 있다. 특히, AAL 5 프로토콜 유형은 연결형을 기반으로 하는
ATM 프로토콜을 이용하여 실시간 동작이 요구되지 않는 데이터 통신, 즉 인터넷 등
의 데이터 통신에 적용되며, 양 종단 시스템 간에 통신을 위한 접속방법은 비연결형
방식이 채택되고 있다. 이 프로토콜은 ATM 기술을 이용한 IP 전송(IP over ATM)이
나, LAN 에뮬레이션(emulation) 등과 같이 비연결형 서비스가 제공되고 있는 네트워
크와 연동으로 데이터를 전송할 때 사용된다.