A T M  기 술

차례 :

1. 서론

2.기존의 통신 네트워크의 구성

3. 데이터 통신을 고속화하기 위한 방법 - 데이터 통신의 고속화를 위한 새로운 기술

4. ATM이란?

5. ATM기술의 필요성

6. ATM 교환의 특징과 방법

7. ATM 교환의 구조-ATM switch, ATM cell

8. wireless ATM

9. 결론

1. 서 론

정보 고속도로의 원형인 인터넷은 전세계의 다양한 정보를 전달하는 가장 큰 범용 통신 기반인 동시에 새로운 서비스 및 통신 기술의 시험장이 되고 있다. 이러한 인터넷은 초기에는 연구소, 대학 및 정부기관에서만 사용이 가능했으나 인터넷 서비스 제공회사들이 등장함에 따라 가정과 회사에서도 손쉽게 접근하여 전세계 어디와도 연결이 가능한 벙용 통신망으로 발전하였다.

또한 텍스터 위주의 서비스가 하이퍼 텍스트 기반의 멀티미디어 웹서비스로 전환됨에 따라 누구나 손쉽게 인터넷을 이용할 수 있게 되었으며, 폭발적인 사용자 및 트래픽 증가를 보이게 되었다. 특히 텍스트를 포함한 다양한 미디어 전달 및 제공 기술의 발달로 멀티미디어 서비스가 가능해졌으며, 전송속도의 문제만 해결되면 미래의 멀티미디어 기간 매체로 성장할 것으로 예상된다.

이와 같이 인터넷의 중요성이 증대됨에 따라 인터넷에 접속되는 컴퓨터 수도 1988년 이래 매년 2배 가까이 증가되고 있으며 이러한 추세는 당분간 지속될 것으로 예상된다.

아래의 (그림 1)과 같이 인터넷에 접속하는 컴퓨터 수가 매년 72%의 증가를 보이며, 1997년 현재 156개국에 1700만 대의 컴퓨터가 접속되어 있고 2000년에는 1억대로 증가될 것으로 예상되어지고 있다.

2. 기존의 통신 네트워크 구성

전통적인 데이터 통신망은 네트워크 계층의 계층화된 네트워크 주소가 커버하는 서브넷 단위로 그룹화되며 서브넷 간에는 라우터를 통하여 연결된다. 기존의 LAN에서는 하나의 LAN 세그먼트 또는 브리지로 접속된 복수의 LAN 세그먼트가 하나의 서브넷으로 구성되므로 소규모의 LAN을 제외하고는 서브넷간 통신을 위한 라우터가 사용되어 왔다.

다수의 LAN들이 WAN (Wide Area Network)을 통하여 다른 망과 접속되는 경우에도 서브넷의 경계를 벗어날 때는 반드시 라우터를 경유해야만 한다.

이러한 라우터의 역할은 네트워크 프로토콜에 대해 라우팅 테이블을 구성하고, 이를 관리하는 라우팅 기능과 도착한 패킷 헤더를 검사하여 적용할 네트워크 프로토콜을 결정하고 추출된 목적지 주소를 해당 라우팅테이블에서 검색하여 적절한 경로로 패킷을 전달하는 forwarding기능을 수행한다. 또한 서브넷간 logical 경계를 구분해 주며 세브넷간 다양한 프로토콜 데이터의 forwarding을 수행하고 이 과정에서 불필요한 방송 트래픽, 라우터가 지원하지 않는 프로토콜 패킷 또는 알려지지 않은 망으로 향하는 트래픽을 차단하는 역할을 수행한다.

즉 라우터는 다양한 WAN 인터페이스를 지원할 수 있고 LAN과도 유연하게 정합 될 수 있으므로 경제적인 망 환경의 구축을 가능하게 하며, 높은 비용의 WAN을 경제적으로 활용할 수 있도록 데이터 압축, 우선 순위 전달기능 등을 제공한다.

이와 같이 라우터는 망을 구성하는 필수 불가결한 요소이나 소프트웨어에 의한 프로토콜처리 방식은 성능을 높이는데 한계가 있어 망 성능 향상의 장애물이 되고 있다.

따라서 급증하는 트래픽을 원활하게 수용하고 경제적으로 망의 처리율을 높일 수 있는 새로운 기술의 필요성이 증대되고 있다.

3. 데이터 통신을 고속화하기 위한 방법 - 데이터 통신의 고속화를 위한 새로운 기술

데이터망을 고속화하기 위한 여러 방안들은 망의 병목지점이 되고 있는 라우터의 속도를 높이거나, 라우터를 통과하는 트래픽을 최소화 시켜 병목지점을 없애거나 최소화하려는 시도들이다. 이러한 고속화 방법들은 다음과 같이 분류될 수 있다.

- 2계층 스위치를 적용한 방법

라우팅보다 성능대 가격비가 우수한 스위치를 최대한 활용하여 망 전체의 처리율을 높이고자하는 방법이다. 망을 LAN 스위치 (2계층 스위치) 또는 ATM(1계층 스위치)를 사용하여 구성하면, 기존의 공유매체 방식의 LAN에 비하여 서브넷 처리 용량을 획기적으로 증가 시킬 수 있다.

- ATM기술을 적용하는 방법

ATM Forum의 LANE (LAN Emulation), MPOA (Multiprotocol over ATM), IP over ATM, NHRP (Next Hop Resolution Protocol)와 같이 ATM망의 고속 스위칭 기능을 활용하여 데이터 트래픽을 전달할 수 있게 프로토콜을 부가하는 방법이다.

- 흐름 단위 처리 방법

패킷이 매번 도착할 때마다 해당 패킷의 라우팅을 처리하는 기존 라우터의 라우팅 처리 오버헤드를 최소화하는 방법이다. 대부분의 통신 응용들은 하나의 세션이 설정되면 연속된 다수의 패킷이 전달되는 특징을 가지고 있으므로, 이러한 동일 경로 흐름의 첫 번째 패킷에 대해서는 정상ㅇ적인 라우팅 처리를 수행하며, 동일한 흐름의 연속된 패킷에 대해서는 이전에 처리했던 결과에 따라 고속으로 처리하는 방법이다.

흐름의 선두 부분은 라우터에서 처리하고 동일 흐름의 연속된 패킷은 ATM 스위치를 통하여 직접 전달되도록 하여 처리능력을 크게 확장시키는 Ipsilon의 IP스위치 및 도시바의 CSR도 흐름 기반의 고속화 기술을 적용한 전형적인 예이다.

- 백본의 고속 스위칭을 이용하는 방법

망을 가입자 트래픽이 망으로 입력되는 에지와 트래픽이 집중되는 백본으로 나누어, 에지에서는 라우팅 및 보안에 관련된 복잡한 기능을 처리하고 백본에서는 집중화된 트래픽의 스위칭 기능을 수행하도록 한다. 백본의 스위칭 성능을 극대화하기 위하여, 에지는 백본으로 전달되는 패킷 헤더에 짧은 고정 길이의 스위칭 태그를 부가하여 백본이 태그값만으로 스위칭을 수행하도록 한다.

- 하드웨어에 의한 3계층 기능 처리 방법

반도체 기술의 발전에 따라 3계층 기능을 하드웨어로 처리하여 라우터의 성능을 높이고자 하는 방법이다. 실제 3계층 모두를 하드웨어로 처리할 수는 없으므로 라우터의 기능을 라우팅 기능과 패킷 forwarding 기능으로 구분하고 패킷 forwarding 기능만을 하드웨어로 대체한다. 그러면 프로세서는 forwarding기능에 관련된 처리 부하가 경감될 뿐만 아니라 하드웨어의 고속성을 활용하게 되어 라우터의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.

- 서브넷간 직접 통신하는 방법

기본적으로 서브넷간에는 라우터를 경유하여 통신하는 것을 원칙으로 하고 있으나 병목 지점인 라우터를 경유하지 않고 종단간에 직접 통신이 가능하도록 하여 망의 성능을 높이고자 하는 방법이다.  서브넷간 통신시 라우터가 가진 고유의 기능을 모두 무시할 수는 없기 때문에 일반적으로 동일 경로를 통하여 전달되는 트래픽 흐름 중 선두 부분이 정상적으로 라우터를 경유하여 전달될 경우에만 나머지 연속된 흐름은 라우터의 개입 없이 직접 전달된다.

아래의 표에는 위의 고속화 방법을 적용한 기술 및 장치를 나타내었다.

4. ATM 이란?

앞에서는 기존의 데이터 통신 시스템에서 늘어나는 통신망 사용자의 증가로 인하여 전송속도의 문제가 발생하게 되었고, 그로 인해서 현재 개발되어지고 있는 전송속도를 증가시키는 방법들에 대해서 고찰을 하여 보았다.

이제부터는 그 방법 중에서 ATM의 기술과 적용 방법에 대해서 알아보자.

ATM 이란 Asynchronous Transfer Mode 의 약자로서 비동기 전송모드를 말한다.

ATM은 한 가닥의 전송로를 여러 대의 단말이 공용해 통신을 가능케 하기 위해서 어떤 단말이 데이터를 송출중일 때 다른 복수의 단말이 동시에 데이터를 송출할 수 있도록 하는 제어방식을 말하는데 복수의 디지털 신호를 시간 축 상에 다중화 하여 하나의 고속 디지털 신호로 변환하는 것을 시분할 다중(TDM)방식이라고 하는데, 이는 동기 시분할 다중과 비동기 시분할 다중으로 나뉜다. 비동기 시분할 다중은 어떤 하나의 단말이 송출해야 할 데이터를 가질 때만 비동기로 가변장 데이터를 송출하도록 제어하는 방식이며 이 방식은 동기 시분할 다중에 비해 전송로를 보다 효과적으로 이용할 수 있으며 간헐적인 데이터를 단 시간에 송신할 수 있으며 따라서 비동기시 분할 다중을 채용한 LAN은 패킷 교환 기능을 제공하기도 한다.

ATM은 패킷의 길이가 가변길이인 128~4096바이트인데 비해 셀의 길이는 짧은 고정길이인 53바이트이며 셀 마다의 오부호 검출과 재 전송제어를 하지 않으며 하드웨어로 교환처리를 하기 때문에 패킷마다의 오부호 검출 재 전송 등의 복잡한 제어를 하는 패킷 교환 보다 고속 전송이 가능하다.

ATM의 정보는 48바이트의 정보와 5바이트의 헤더로 된 53바이트의 셀 형태로 해 온라인 전송되며 ATM교환기도 전송정보를 셀 단위로 교환, 접속하며 패킷 교환과 같이 일정한 길이 이하의 블록으로 분할해 회선이 비어있을 때 셀을 전송한다.

5. ATM 기술의 필요성

기존의 교환망은 음성 위주의 서비스만을 취급하였으나 축적 프로그램 제어 방식과 공통선 신호 방식의 도입으로 다양한 서비스를 제공할 수 있게 되었을 뿐 아니라 교환의 디지틀 화를 통해 경제성과 서비스 품질 향상을 이룩하였고, 동시에 회선과 패킷 교환을 통합한 64Kbps계의 ISDN 서비스가 가능하게 되었다.

그러나 정보통신 서비스에 대한 사용자의 요구는 점차 고도화, 다양화, 개인화 추세로  고급화되어가면서 동영상과 같은 고속, 대용량의 정보 전달이 필요하게 되었다. 이러한 다양한 형태의 서비스 별로 요구되는 품질을 만족시키고 모든 서비스를 경제적인 단일 통신망에 수용함으로써 협대역 ISDN 서비스 및 고속의 광대역 영상 서비스 및 고속의 광대역 영상 서비스까지 제한 없이 처리 가능한 광대역 종합 정보 통신망(B-ISDN)에 필요한 교환 기술은 CCITT에서 정의한 ATM을 근간으로 회선 및 패킷 교환의 잇점을 상호 보완하여 기존의 고정 채널 교환방식에서 가상 채널 교환 개념을 도입하게 되었다.

ATM은 ATDM방식을 이용하여 정보를 전달하는 것으로 개념적으로는 패킷 전달모드와 동기식 전달 모드(STM)의 중간적인 위치에 있는 새로운 전달 모드라 할 수 있다.

ATM 방식은 액세스 채널별로 정보의 유무에 따라 필요시에만 채널이 할당되므로 STM이 고정적으로 채널이 할당되는 것에 비해 전송효율을 증가시킬 수 있고, 채널 속도의 가변성으로 인해 다양한 속도의 서비스가 가능한 이점이 있으나 헤더의 추가에 따른 처리기능이 복잡해지는 단점도 있다. ATM은 회선 교환과 패킷 교환의 장점을 사리면서 패킷 교환의 단점을 보완하는 방향으로 시작되어 짧은 지연과 작은 지연 변이 특성을 가짐으로써 음성과 같은 지연에 민감한 서비스에도 적용시킬 수 있다. 시간 특성이 개선되는 요인으로는 고속의 전달속도(155Mbps 이상)와 가변길이의 프레임 사용대신에 짧고 고정된 길이의 셀 을 사용하기 때문이다. ( 53바이트 )

또한 LANE 및 IP over ATM과 같은 프로토콜은 서브넷 내 에서만 통신할 수 있었으나 NHRP 및 MPOA는 다른 서브넷에 속한 단말들에 대해서도 직접 가상 연결을 설정하여 통신이  가능한 구조를 가지고 있다. 또한 IP 스위치 및 CSR(cell switch router)도 ATM스위치에 적용 될 수 있는 기술이며, 태그 스위칭은 다양한 망에 적용될 수 있으나 ATM망이 가장 주요한 적용 대상으로 간주되고 있다.

따라서 데이터 통신망을 고속화하기 위해 시도되고 있는 새로운 기술 중에서  ATM이 가장 유력한 기술에 해당되어진다.

6. ATM 교환의 특징과 방법

ATM 교환의 주요 특징으로는 첫째, 정보를 일정길이의 셀로 처리함으로써 서비스 추가에 유연성을 가짐과 동시에 고속 및 병렬 처리가 가능하고 둘째, 정보의 전송량에 따라 셀을 동적으로 할당함으로써 전송망의 사용효율을 증대시키고 고정 및 가변 속도의 서비스가 수용 가능하며 셋째, 망 내에서의 프로토콜을 간략화하여 하드웨어적으로 처리되는 셀 헤더의 가상 채널 번호(VCI)와 가상 경로 번호(VPI)를 이용한 다중화 및 라우팅 등의 셀 전송에 필요한 최소한의 기능만 담당하고 흐름제어와 에러제어는 단말간에서 처리토록 함으로써 회선 교환과 같은 고속성을 실현할 수 있다.

- 모든 정보를 고정장의 셀로 보낸다.

- 정보가 발생했을 때만 셀을 보내면 된다.

- 셀의 루팅(전송)을 하드웨어로 실행한다.

- 가상경로에 의해 커넥션과 대역을 독립하여 관리한다.

- 셀에 우선 순위를 붙여 보낼 수 있다.

- 패킷 방식과 달리 오류확인 재송제어를 단말과 송수신하지 않는다.

- 풍부한 OAM 셀이 상시 삽입되어 있다.

- 셀화를 위한 지연이 생긴다.

- 트래픽이 폭주했을 때만 셀 손실이 있을 수 있다.

다음으로는 ATM 교환의 방법을 알아보도록 하자.

회선을 접속하기 위한 교환 방식은 □회선교환□과 □패킷교환□이 사용되고 있다. 회선 교환은 정보를 보내기 전에 상대방 번호에 따라서 교환기의 스위치를 설정해 두고 발신 단말과 착신 단말과의 사이에 물리적인 회선을 만드는 방식이다. 상대쪽의 단말에 정보를 즉석에서 전송할 수 있다. 주로 연속적으로 발생하는 정보의 전송에 적합하다.

반면에 패킷 교환 방식은 먼저 디지털 정보를 결정된 크기 이하의 블록으로 나누고 각 블록에 어드레스 번호 등을 포함한 헤더를 붙인다. 이 최소 단위를 패킷이라 부르며 패킷 단위로 전송한다.

한편 패킷 교환에서는 각 패킷을 도착한 순서대로 다중화하고 있다. 신호의 채널은 패킷의 헤더에 있는 어드레스 번호로 식별하기 때문에 □레이블 다중□이라고 부른다. 어느 채널에 정보가 없을 때에는 별도 채널의 정보를 다중화 하여 전송하면 되므로 전송로를 효율적으로 사용할 수 있다.

B-ISDN에서 사용되는 ATM을 비동기 전송 모드라고 한다. 전송 모드란 신호를 다중, 교환 전송하는 형태를 말한다. 기존의 전화망이나 DDX 현재의 N-ISDN에서 사용하는 회선교환의 전송형태는 STM(synchronous transfer mode)이다.

ATM은 패킷 교환의 원리를 발전시킨 것이다. 아래의 그림에는 STM과 ATM의 차이점에 대해서

나타내었다. 디지털 정보는 모두 일정한 길이의 블록으로 나누어 헤더를 붙여 전송한다.

패킥솨 유사한 블록을 ATM에서는 □셀□ 이라고 부른다.  양자의 차이는  그 길이이다. 패킷의 크기는 보통 128~4096 byte이며 여러 종류를 준비해 두고 그 크기 내에서 임의의 길이를 선택한다.

이에 반해  셀은 패킷보다 짧아 실제 정보가 48byte, 헤더가 5byte 합계 53byte로 결정되어 있다.  정보는 모두 셀로 분해되어 셀 단위로 네트워크 내를 전송한다. 정보의 전송 속도는 1초간에 셀을 몇 개 전송하는 가로 결정된다.

전송 속도가 높은 정보에서는 셀을 많이 보내고 전송속도가 낮은 정보에서는 셀을 조금만 보내면 된다. 연속적인 정보에서는 셀을 연속적으로 보내고 버스트형태의 정보에서는 정보가 발생했을 때에만 셀을 전송한다.

STM에서는 정보의 전송속도는  64Kbps든가 이것의 정수 배인 특정의 값밖에 취할 수 없다. 네트워크의 전송속도와 동기 시킬 필요가 있다. 이에 대하여 ATM에서는 정보의 전송속도는 자유이므로 임의의 값을 취한다. 이런 이유로 여기에서 유래한 것이다.

B-ISDN에서는 여러 가지 특성을 가진 정보를 효율적으로 다루고자 함으로 전송 속도를 자유롭게 설정할 수 있는 ATM이 적합하다.

또한 ATM에서는 모든 정보신호를 셀로 분할한 다음 전송한다.

셀은 발생한 정보 신호량에 따라 전송되기 때문에 하나의 물리적인 회선을 하나의 통신에만 점유시킬 필요가 없다. 즉 복수의 통신 셀을 하나의 회선상에 다중화하여 전송하는 편이 회선의 이용 효율 측면에서 유리하다. 그러나 복수의 통신이 하나의 회선으로 셀을 전송하기 때문에 각 셀이 어떤 통신에 대응하는가는 셀의 헤더내의 레이블을 보지 않으면 알 수 없다.

신호를 전송하는 하는 쪽에서 본다면, 셀을 전송하게 되면 여러 가지 회선을 거쳐서 상대방까지 이르게 되는데 이를 위하여 마치 전용회선이 마련되어 있는 것처럼 보이게 된다. 다시 말해서 가상적인 회선이 만들어진 것으로 생각된다. 이와 같은 회선을 가상채널(가상 회선, VC: Virtual Channel)이라 부른다.

VC에는 각각 가상 채널 식별자 (VCI : virtual channel identifier)라고 하는 번호가 주어지고 있다. 통신이 시작될 때에 이용하는 VCI가 셀의 헤더에 등록된다. 하나의 통신에서 발생하는 셀은 모두 같은 VC를 통하여 전송된다. 아래의 그림 (a)에 이용자 망 인터페이스 점에서의 셀의 헤더의 구조를 나타내었다.

또한 단말과 단말간에는 하나의 VC가 설정되는 것이 보통이지만, 네트워크내의 국과 국간에는 언제나 다수의 VC가 설정되어 있다. 이와 같은 구간에서는 각 VC를 각각의 VCI에 EK라서 전송하는 것보다는 몇 개의 VC를 하나로 묶어서 전송하는 편이 간단하다. 몇 개의 채널을 하나로 뭉친 것을 경로(path)라고 부른다. ATM에서는 가상채널을 묶는 것이기 때문에 가상경로(VP : Virtual Path)라고 한다. VP는 VC와 마찬가지로 번호를 부여하게 되며, 역시 셀의 헤더에 가상경로 별자 (VPI : Virtual Path Identifier)를 기록한다. (아래 그림 (b) )

VC의 경로를 바꾸는 것은 ATM 교환기이지만, VP의 경로를 VPI에 따라서 설정하는 스위치는 ATM Cross connect라고 한다. ATM Cross-connect는 ATM 교환기와 마찬가지로 하드웨어 스위치이다. 셀의 헤더 중에는 VCI와 VPI가 둘다 있으며 통신이 있을 때마다 정해진 VC와 VP를 경유하여 상대편 단말까지 전송된다. 각 셀의 VC는 VPI와 VCI의 조합에 의해 식별된다. VCI에는 16bit가 할당되어 있으므로 하나의 VP에 216(65536)개의 VC를 다중화 할 수 있다. 게다가 VPI에는 UNI(User Network Interface)에 8bit, NNI(Network Node Interface)에 12bit가 할당되어 있기 때문에 대규모 B-ISDN에 적용하더라도 가상적인 회선수를 충분히 확보할 수  있다.

네트워크 내에서 VCI값은 ATM 교환기가 할당하고 VPI값은 ATM 교환기와 ATM Cross-connect가 할당한다. 송신 단말에서 발생하는 셀은 발신 단말 - 교환기, 교환기 - 교환기, 교환기 - 착신 단말의 구간에서 각각 다른 VCI를 부여받는다. 아래 그림에 이와 같은 관계를 나타내었다.

또한 발신 단말 - 교환기, 교환기 - Cross-connect, Cross-connect - Cross-connect, Cross-connect

-  교환기, 교환기 - 착신 단말의 구간에서도 다른 VPI가 부여된다. 이는 VCI와 VPI의 번호를 될 수 있는 한 효율적으로 이용하기 위함이다.

7. ATM 교환의 구조 - ATM switch, ATM cell

1) ATM 셀의 구조

- ATM 셀의 크기

: 53 바이트(옥텟)의 고정 크기 패킷

: 5바이트 헤더와 48 바이트 payload(데이터)로 구성

VPI
VPI	VCI
VCI
VCI	PT	CLP
HEC

GFC	VPI
VPI	VCI
VCI
VCI	PT	CLP
HEC

: 헤더는 경로 배정, 셀의 종류, 셀 포기 순위 등에 관한 제어 정보 제공

- ATM 셀 헤더의 구성

: GFC : Generic Flow Control : 사용자로부터 망으로의 트래픽 양 조절

: PT   : Payload Type : 사용자 셀 여부 또는 셀의 체증 경험 여부

: VPI  : Virtual Path Identifier : 경로 배정용

: CLP : Cell Loss Probability : 셀의 포기 순위 표기 1bit

: VCI  : Virtual Circuit Identifier : 경로 배정용

: HEC : Header Error Control : 셀 헤더에 대한 CRC(cyclic redundancy check)

: UNI  : User Network Interface

: NNI  : Network Node Interface

2) ATM switch

ATM 스위치를 일명 자체 셀프루팅 스위치라고 부른다. 하드웨어에서 입력포트로부터 출력포트로 경로를 자동적으로 선택하는 (루팅) 방식이라고 하는 의미이다. 당초 이 개념을 실현하는 방식으로서 Banyan 스위치는 셀 헤더내의 루팅정보 (또는 주소)를 각 비트마다 순차로 해독하여 0인지 1인지 양자택일을 반복하는 것에 의해 경로를 자동적으로 선택하는 방법이다. 그러나 특정의 경로에 이것을 피하기 위하여 먼저 셀을 행선지( 주소 ) 순서로 바꾸어 세우는 방법이 고려되었는데 이것이 Batcher-Banyan 형태이다.

Banyan 스위치의 앞에 놓여지는 Batcher 회로는 다수의 Comparater(비교기)로 구성되어 있으며, 입력 셀의 행선지 주소의 대소를 비교하여 화살표 순에 따라 Banyan 스위치로 출력위치를 결정한다. 먼저 주소 ( 0과 1의 조합으로 표시 )의 수치 순서에 상대적으로 나란히 선다. 예를 들면 행선지의 주소로서 #3(001),  #1(001), #4(100), #0(000)의 4개의 셀이 입력되었다고 하자. 이것을 Batcher 회로 비교기에서 주소번호가 작은 쪽을 위, 큰 쪽을 아래에 차례차례 할당하면  그 출력 측에 작은 쪽부터 순번으로 나란히 세울 수 있다. 다음에 Banyan 스위치에서 각각의 주소는 출력 포트의 정해진 위치에 할당된다.

그러나 이 방법에서도 동일 주소에 셀이 집중하면 충돌을 피할 수 없기 때문에 여러 가지 개선법이 제안되어지고 있다.

- 입력 VPI/VCI를 해당 출력 VPI/VCI로 번역

- 입력 단자에서 해당 출력 단자로 셀 전달

- 교차형 교환기 : n2개의 crosspoint 교환 소자로 구성

- n2 경로 교환기 : 입출력간 n2개의 서로 다른 경로 존재

- 공통 메모리형 교환기 ( shared - memory switch )

: 모든 입력선과 출력선이 공용하는 하나의 dual - port 메모리 사용

: 입력용 다중화기 (multiplexer)사용, 출력용 역 다중화기 (dualmultiplexer) 사용

- 공용 매체형 교환기 ( shared - medium switch )

: 입출력선의 N배의 대역폭을 갖는 공용 매체로 전달

각 출력  단자당 한 개의 주소 필터

NEC의 ATOM switch, Fore System의 Fore switch

- 다단 연결형 교환기 ( Multistage interconnection network )

: 임의의 입출력 단자간에 하나의 경로 존재

8. Wireless ATM

Wireless ATM( 무선 ATM )은 무선 채널을 통해 이동 환경에서도 유선 ATM 망과 접속할 수 있고 유선 ATM 망에서 지원하는 다양한 형태의 광대역 서비스들을 지원할 수 있는 유선 ATM 망의 확장된 개념이다.

따라서 무선 ATM은 신뢰성이 높고 고속의 광 전송로를 근감으로 하는 유선 ATM망의 능력과 용량들을 가능한 개념이다. 유선 ATM은 신뢰성 높고 고속의 광 전송로를 근감으로 하는 유선 ATM 망의 능력과 용량들을 가능한 투명하고 자연스러우면서도 효과적인 방법으로 무선 영역까지 확장 적용할 수 있는 유무선 통합의 종합 정보 통신망 서비스의 구현을 목표로 하고 있다.

협대역 무선 이동 서비스는 휴대전화나 이동 PC등 손으로 휴대할 수 있는 단말기에 의해 제공되는 서비스로 주로 2Mbps 이하의 전송속도를 요구하는데 휴대 전화와 같이 비교적 셀 손실률에 덜 민감한 실시간 서비스나 클라이언트 - 서버, 전자메일, 그룹웨어등  비 실시간 데이터 전송에 사용된다. 유선 ATM의 무선 액세스로의 대체 응용은 워크스테이션이나 PC 혹은  B-ISDN망에 사용되는 어떤 단말기도 사용 가능하다. 이러한 응용들은 이동성이 적은 전형적인 B-ISDN 응용일 수 있는데 이때 사용자 장치는 주로 고정적이거나 저속 이동 특성을 지닌다. 이 시나리오에서 무선 ATM은 무선의 고정적인 사용자에게 유선망에 가까운 서비스 품질을 제공해야 하며, 사용자가 그것이 유선망인지 무선망인지를 감지 할 수 없게 해야 한다. 그 응용의 한 예로 멀티미디어 회의를 들 수가 있는데 전통적인 회의방식을 바꾸어 놓을 이 응용은 사용자에게 고품질의 다자간 통신 채널을 제공하기 위해서 무선 영역에서도 25Mbps 이상의 전송 속도를 요구할 수 있다.

무선 ATM은 무선 채널을 통해 이동 환경에서도 유선 ATM망과 접속할 수 있고 유선 ATM 망에서 지원하는 다양한 형태의 광대역 서비스들을 지원하 수 있는 유선 ATM 망의 확장된 개념이다. 따라서, 무선 ATM은 신뢰성 높고 고속의 광전송로를 근간으로 하는 유선 ATM망의 능력과 용량들을 가능한 투명하고 자연스러우면서도 효과적인 정보 통신망 서비스의 구현을 목표로 하고 있다. 즉 유선 ATM 망에서 제공하는 다양한 서비스, 데이터 전송 속도 그리고 품질들에 있어서 대등한 서비스를 추구한다. 그러나 광 전송로의 신뢰성과 용량 측면에서 무선 전파 환경의 열악한 전송 특성을 고려할 대 무선 ATM에서 제공할 수 있는 서비스의 질과 양적인 측면에서 많은 차이가 예상되며, 이를 해결할 수 있는  기술적 발전에 따라 무선 ATM의 실현 가능성이 구체화 될 것이다. 무선 ATM망에서는 유, 무선  전  영역에 거쳐 ATM 셀 단위로 프로토콜 처리 및 교환 기능이 수행되며, 망 전체의 전송 구조는 ATM 통신망 프로토콜 체계 하에 이동 단말 지원을 위한 기능과 무선 접속 기능 등이 요구된다. 이와 같은 관점에서 무선 ATM은 크게 Radio ATM과 Mobile ATM 의 개념으로 구분해 볼 수 있다. Radio ATM은 무선 채널상에 ATM 망이 지원하는 전송속도 및 서비스 품질과 대등한 성능을 구현하기 위해 무선 매체 상의 전송 기능, 매체 접근 제어 기능, 그리고 데이터 링크 제어 기능을 포함한다. 한편 Mobile ATM은 단말기의 이동성을 지원하는 부분으로 핸드 오프, 핸드 오프에 따른 경로 재 설정, 로밍 및 위치 관리 등의 기능을 포함한다. 즉 Radio ATM은 유선 ATM망의 가상회선을 무선 구간으로 확장하는 개념이며, Mobile ATM은 ATM 단말의 위치 관리 및 핸드 오프 기능을 부가하여 이동성을 지원하 수 있는 유선 ATM망의 기능을  확장한 개념이다.

무선 ATM 시스템은 이동성을 요구하는 각종 응용 서비스에 대해 유선 ATM 기반의 네트워크를 무선 접속 구간을 통해 확장함으로써 이동 환경 하에서도 ATM 서비스를 지원하는 확장된 이동성 지원 ATM 서비스 (ATM Mobility Extension Service : AMES)를 실현하는 것을 목표로 하는데 AMES를 통해 무선 ATM 단말기는 유선 ATM망에 접속함으로써 유선망의 UNI에서 제공하는 것과 동일한 서비스를 제공해야 한다. 따라서 무선 ATM 시스템은 ATM망 내에서의 이동성을 지원하기 위한 기능과 ATM 기반의 무선 접속을 위한 기능을 통해 현재 ATM Forum의 권고안을 기반으로 하는 ATM 장비와 연동할 수 있도록 설계되어야 한다.

이러한 AMES 실현을 위한 무선 ATM 시스템의 기준구성을 보면 아래 그림과 같다. 무선 ATM 시스템의 기준 구성은 무선 ATM 시스템의 물리적인 위상과 구성 요소들을 나타내는데 중앙의 공중망 하부구조는 고정된 ATM망이며 주변 구성 요소들은 무선 ATM망으로 구축될 수 있다. 주변 구성 요소들의 유형을 분류하면 고정된 무선망 요소, 이동성을 갖는 사용자 요소, 고정 사용자가 연결된 이동 스위치 요소, PCS와의 상호 연도 요소, 무선 Ad - Hoc 망 요소 등이다.

ATM 서비스를 무선 영역까지 확장 제공하기 위해 연구되고 있는 무선 ATM 기술은 ATM 망에서 풀어야 하 제반의 과제 외에도 무선 영역에서 고속의 데이터 전송률을 얻어 내기 위한 고주파 활용 기술 및 저 신뢰도의 무선 채널 활용 기술, 그리고 단말의 이동성에 따른 위치 관리 및 핸드 오프, 로밍 등 부가적인 많은 문제점들을 가지고 있다.

현재 무선 ATM 기술에 대해 표준화를 이끌어 나가고 있는 ATM Forum에서는 제 외국에서 연구 및 구현되고 있는 무선 ATM 프로토콜 타입의 개발 경험을 바탕으로 각 요소 기술에 대한 요구사항을 정리하고 있으나 아직 요구 사항조차도 완전하게 정립되지 못한 상황이다.

9. 결 론

위에서 지금의 ATM 기술로서 나와 있는 것들을 살펴보았다. 하지만 솔직히 아직까지는 이 내용에 대해서도 정확하게 개념이 잡히지 않는다. 또한 이 곳 저곳에서 자료를 수집하여 살펴 보았지만, 정확한 개념을 잡지 못했다.

하지만 한 가지 정확한 것은 기존은 통신망들이 전송 속도에 문제가 있다면 앞으로 광 통신이나 B-ISDN과 같은 종합 정보 시스템이 나왔을 경우, 전송 속도가 현저하게 느려지게 될 것이고 그것을 개선, 향상시키기 위한 방법의 일종으로 ATM이 고려되고 있는 것 같다.

* 참고 자료 : - www.etri.re.kr : 기술 정보 --> 주간 기술 동향

1) ATM 이란 [1996.3.20] : 이병헌 : 정보기술 개발단 / 조사역

2) ATM 기술개론 : 한국 전자 통신 연구소 기술 정보 홈페이지

3) Wireless ATM 표준 기술 연구 [1997.11.12] : 김용진, 김장경, 강충구, 조유제

4) 데이터 통신 고속화를 위한 신기술 [1997.04.30.] : 전병천, 백기진, 김영선                   - 전자 신문 홈페이지 - 용어 검색 : ATM