<테마특강> IMT2000 서비스를 위한 AAL2 프로토콜

　비동기전송모드(ATM)를 비롯한 대부분의 데이터 통신망은 지연에 민감하지 않으면서 오류에 민감한 초고속 대용량의 서비스를 수용하기 위해 발전해 왔다.

　그러나 최근 이동 통신의 폭발적인 성장과 음성 압축 기술의 발달로 인하여, 데이터 통신망을 이용한 음성 서비스 즉, 지연에 민감하면서 오류에는 민감하지 않는 음성 및 영상 서비스에 관심이 집중되고 있다.

　이에 국제전기통신연합(ITU­T), ATM포럼과 같은 국제 표준화 연구기관에서는 초고속 통신망인 ATM에서 지연에 민감한 저속의 짧은 가변 길이 패킷의 전송에 효율적인 AAL2를 표준화하였다.

　기존의 AAL(ATM Adaptation Layer)이 고속 대용량 통신 서비스에 적합하도록 표준화되었다면, AAL2는 이와 반대적인 개념으로 발상의 전환이라고 할 수 있다.

약력

◇90년 2월 호서대학교 정보통신과 졸업

◇92년 2월 호서대학교 정보통신과 대학원 공학석사

◇97년 3월∼현재 홍익대학교 전자과 대학원 박사 과정(수료)

◇99년 3월∼현재 경민대학 정보통신과 겸임교수

◇99년 11월∼현재 스퍼트콤 대표이사

　AAL2는 기존의 AAL처럼 ATM 계층에서의 VP/VC를 이용한 다중화뿐만 아니라 AAL에서도 CID(Channel Iden

tifier)를 이용하여 다중화할 수 있도록 하여 망 자원의 활용도를 높일 뿐만 아니라 단일 ATM 커넥션 상에서 변동 대역폭을 갖고 있는 다수의 사용자 채널을 구현할 수 있는 이점 등이 있다.

　이러한 AAL2는 많은 분야에서 이용될 것으로 예상된다. 특히 제 3세대 이동 통신인 IMT2000 네트워크에서 기지국, 제어국, 교환국 간의 음성 패킷들을 실시간으로 처리하면서 망 자원의 활용도를 높이기에 매우 적합한 프로토콜 구조를 가지고 있다.

　AAL2는 1995년 9월 루슨트사의 연구원 존 볼트윈이 TIS1.5위원회에 SMAAL(Short Multiplexed AAL)이란 이름으로 기고했다.

　SMAAL은 1996년 5월 ITU­T SG13제네바 회의에서 처음 소개하여 연구되기 시작, 1997년 2월 서울 회의에서 표준안에 대한 기술적인 합의를 도출하였고 그해 9월 토론토 회의에서 핵심 표준안이 승인되었다.

　AAL2에 대한 표준안은 AAL2 일반 틀과 CPS(Common Part Sublayer)에 대해 기술된 I.363.2와 SRSSCS(Segmentation and Reassembly Service Specific Convergence Sublayer)에 대해 기술된 I.366.1과 시그널링리콰이어먼트(Signaling requirement), ANP(Adaptation Negotiation Procedure), AAL2 SSCS for Trunking 등이 있다. 현재 진행중이거나 완료된 AAL2에 대한 표준안은 아래와 같다.

- 363.2:B­ISDN ATM Adaptation Layer Specification:Type 2 AAL(97/9).

- 366.1:Segmentation and Reassem

　 bly SSCS(Service Specific Conver

　 gence Sublayer) for the AAL Type 2(98/6).

- TRUNK:AAL Type 2 SSCS for Trunking.

- TRQ.2015.1.01:Signaling Require ments for AAL Type 2 CS1(Capability Set1).

- ANP:Dynamic Allocation of AAL Type 2 Channels.

　IMT2000 유선구간의 망 형상 및 프로토콜은 서비스의 품질, 네트워크 구축 및 유지에 있어서 매우 중요한 요소가 될 것이다.

　여기서 소개하는 새로운 AAL2는 IMT2000 서비스를 위한 ATM 프로토콜이라고 하여도 과언이 아니며, 더 큰 의미에서 보면 ATM에 음성과 데이터 통신을 결합한 솔루션이라고 할 수 있다.

　과거 음성과 데이터 통합은 음성망이 데이터망보다 훨씬 크기 때문에 음성망에서 어떻게 하면 데이터를 보낼 수 있을 것인가 하는 문제가 주요 연구과제였다. 그러나 이제는 그 반대가 되어버렸다.

　데이터망이 워낙 빠르게 성장하고 있기 때문에 어떻게 하면 데이터망에서 음성을 효율적으로 처리할 수 있는가 하는 것이 더 중요한 이슈가 되었다.

　이런 이슈의 결과로 VoIP(Voice over Internet Protocol), VoFR(Voice over Frame Relay), VToA(Voice Telephony over ATM)와 같은 기술이 출현했다. 이중에서 성능이나 향후의 확장성 등을 고려하여 VToA를 적용하는 것으로 귀결되어지고 있다.

　특히 AAL2의 경우 그 트래픽 처리의 특성상 무선 데이터의 처리에서 더욱 큰 효과를 나타낼 수 있다. 무선 음성 데이터의 경우 실시간으로 짧고 가변적인 길이를 갖는 패킷을 전송해야 하므로 AAL2의 적용이 최적의 솔루션으로 평가 받고 있다.

　AAL2 적용의 우수성은 ATM 포럼 및 기타 연구논문을 통하여 증명되었고 세계의 거대 기업들이 AAL2 개발에 박차를 가하고 있는 상황이다.

　본 기고에서는 ATM 및 AAL2에 대한 고찰과 AAL2의 핵심 응용 분야인 IMT2000 적용 솔루션에 대해서 논의토록 한다.

　우선 국내에서의 ATM 연구를 살펴보면 95년부터 범 국가적 초고속 정보통신 사업 계획(초고속 정보통신 기반 구축 종합 계획)을 수립하여 추진중에 있다. 이러한 초고속 정보통신망은 그 물리적 하부 망으로 ATM을 사용한다. ATM을 이용한 고속의 통신 인프라 위에 다양한 상위 계층 프로토콜을 필요에 따라 수용함으로써 음성, 데이터 및 실시간 영상 정보까지 각각에 대한 QoS(Quality of Service)를 만족시키면서 서비스를 제공하는 것이다.

　현재 ATM 통신망은 신규서비스의 창출과 기존 서비스의 가격경쟁력이 있는 수용 등을 필요로 하는데 이를 위해 Native ATM API(Application Programming Interface), ATM 망에서의 인터넷 수용 방안, ATM 망에서의 음성 전화서비스 수용 방안, ATM 망에서의 영상 서비스 수용 방안 등에 대한 집중적인 연구가 진행되고 있다. AAL2는 IMT2000을 포함하여 위에서 언급한 수용 방안 중 음성 전화서비스 및 영상서비스 수용 방안이다.

　AAL2의 중요성은 패킷 필(Fill) 지연에 있다. 패킷필 지연은 망의 관리자로 하여금 CPS 패킷들을 CPS­PDU로 다중화하는 동안 시간주기를 제어할 수 있게 한다.

　이러한 특성은 망 관리자가 AAL2 어댑테이션 페이즈로 들어오는 음성의 특성을 변경할 수 있게 해준다.

　대부분의 음성 회선들은 서로 다른 최소 지연을 요구하기 때문에 ATM을 통한 음성 구현환경에서 지연에 적응한다는 것은 매우 중요한 기능이다. 이 외에도 대역폭의 이용효율, 음성 압축 및 묶음 제거, 아이들(idle) 음성 채널 지원기능, 단일 ATM 커넥션에서 여러 사용자의 가변 대역폭 지원, VBR­rt 클라스 등의 이점이 있다.

　AAL2의 구성은 CPS(Common Part Sublayer)와 SSCS(Service Specific Convergence Sublayer)로 구성되어 있다.

　SSCS는 SSSAR, SSTED, SSADT라는 3개의 서브레이어로 구성되며 음성 패킷과 일반적인 데이터 트래픽을 ATM 방식에 맞도록 조립 및 분할한다. SSCS는 코덱의 규격이라고도 할 수 있으며 다른 종류의 서비스를 지원하기 위해 서로 다른 프로토콜이 사용되기도 한다.

　CPS는 SSCS에서 전송되는 SSCS­PDU에 헤더를 붙여 CPS 패킷을 만들고, CPS 패킷을 다중화하여 CPS­PDU 페이로드를 만든다.

　여기에 헤더를 붙여 CPS­PDU, 즉 ATM­SDU를 만들어 ATM 계층에 전송하게 된다.

　AAL2의 개념은 과 같이 저속의 VBR 소스에서 입력되는 짧은 패킷들 중에서 무음기간을 압축하고 유효 패킷들을 추출하여 CPS 패킷 헤더를 부착한 CPS 패킷을 생성한다.

　이렇게 생성된 CPS 패킷들을 다중화하여 STF(Start Field)를 조립한 CPS­PDU를 생성하고, 여기에 ATM 셀 헤더를 추가하여 ATM 셀을 생성하게 된다.

　STF는 ATM 셀 내에서 처음으로 시작되는 패킷의 시작점을 가리키므로 1개의 패킷이 2개로 분할되어 셀에 다중화되어도 STF를 이용하여 다음 패킷의 시작점을 찾아내게 된다. 이러한 원리로 ATM 셀에 패킷들을 다중화하므로 망 자원의 효율을 극대화할 수 있다.

　IMT2000 시스템에 AAL2의 적용은 망 형상에 따라서 큰 차이를 보일 수 있으나 예상되는 대표적 예는 와 같이 단말기에서 발생한 음성 및 영상 데이터가 기지국으로 전송되고 이 데이터는 기지국의 가입자 카드에서 AAL2로 처리하여 ATM 셀로 다중화하고 제어기 쪽으로 전송된다.

　제어기에서는 입력되는 ATM 셀에서 패킷을 추출하여 CPS 패킷 및 ATM 커넥션으로 스위칭하여 다시 ATM 셀로 조립하여 교환국으로 전송하게 된다. 교환국에서는 대용량 AAL2 스위치를 이용하여 패킷의 목적지로 전송한다.

　이러한 AAL2 시스템의 구현은 IMT2000이라는 제 3세대 통신망의 핵심 기술이라 할 수 있으며 앞으로 많은 연구가 필요하다.

　특히 AAL2의 핵심 기능이라 할 수 있는 CPS의 구현, 데이터 트래픽과 음성 패킷을 처리할 수 있는 SSCS의 구현, CPS 패킷을 패킷레벨 및 ATM 셀 레벨로 스위칭할 수 있는 기능 구현 분야에 많은 연구가 필요하다.