KR100681003B1 - Bandwidth allocation device and method to guarantee qos in ethernet passive optical access network - Google Patents

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Abstract

A band allocation apparatus for QoS assurance in an EPON(Ethernet Passive Optical Network) and a method thereof are provided to guarantee QoS by efficiently distributing upstream data transmitted to an OLT(Optical Line Terminal) from ONUs(Optical Network Units) according to priority. An OLT creates a bandwidth management table that collects the report information of all the ONUs(S400). Then, the OLT finds out a bandwidth(U1) available at the first priority(P1) among all available upstream bandwidths(S401). The OLT confirms whether "S1", a bandwidth amount required at the first priority, is larger than or equal to "U1"(S402). If "S1" is larger than or equal to "U1", the OLT distributes the bandwidth "U1", assigned to the first priority(P1), to "Ri1", which has requested the bandwidth of the first priority(P1), by using a packet scheduling algorithm based on a round robin method(S403). As "S1" is larger than or equal to "U1", the remaining bandwidth(BWREM1) of the bandwidth, assigned to the first priority(P1), becomes "0"(S404).

Description

이더넷 수동 광 가입자망(ＥＰＯＮ)에서 ＱｏＳ보장을 위한 대역 할당 장치 및 방법{BANDWIDTH ALLOCATION DEVICE AND METHOD TO GUARANTEE QOS IN ETHERNET PASSIVE OPTICAL ACCESS NETWORK}BANDWIDTH ALLOCATION DEVICE AND METHOD TO GUARANTEE QOS IN ETHERNET PASSIVE OPTICAL ACCESS NETWORK}

도 1은 일반적인 이더넷 수동 광 가입자망(EPON)에서 상향 및 하향 데이터를 전송하는 구조 및 동작 원리를 나타내는 도면. 1 is a view showing a structure and operation principle of transmitting up and down data in a typical Ethernet passive optical subscriber network (EPON).

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 수동 광 가입자망(EPON)에서 QoS보장을 위한 대역 할당 장치의 구성도.2 is a block diagram of a band allocation apparatus for guaranteeing QoS in an Ethernet passive optical subscriber network (EPON) according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 OLT에서 ONU의 요구 대역폭을 관리하기 위한 대역폭 관리테이블.3 is a bandwidth management table for managing the required bandwidth of the ONU in the OLT according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 OLT에서의 우선순위를 고려한 1단계 대역할당과정을 나타내는 순서도. 4 is a flowchart illustrating a one-step band allocation process considering priorities in an OLT according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 OLT에서의 상기 도 4에 의하여 할당하고 남은 잔여 대역폭을 ONU에 분배하는 2단계 대역할당과정을 나타내는 순서도.FIG. 5 is a flowchart illustrating a two-step band allocation process for distributing the remaining bandwidth allocated by the FIG. 4 in the OLT to the ONU according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 2단 대역 할당을 통한 대역 할당 결과를 나타내는 도표. 6 is a diagram illustrating a band allocation result through two-stage band allocation according to an embodiment of the present invention.

도7 은 본 발명의 2단 대역 할당 방법을 적용하는 시점을 결정하는 과정을 나타내는 도면. 7 is a diagram illustrating a process of determining a time point of applying a two-stage band allocation method of the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 고정주기의 동적 대역 할당방법에서, 이전 주기에서 REPORT 메시지를 보내지 않았던 ONU의 REPORT를 효율적으로 받기 위한 방법을 나타내는 도면.8 is a diagram illustrating a method for efficiently receiving a REPORT of an ONU that did not send a REPORT message in a previous period in the fixed period dynamic band allocation method according to the present invention.

본 발명은 이더넷 수동 광 가입자망(Ethernet Passive Optical Access Network: EPON)에 관한 것으로, 특히 하나의 광종단장치(Optical Line Terminal: OLT)에 다수의 광가입자장치(Optical Network Unit: ONU)가 연결된 EPON에서 다수의 ONU에 대하여 상향 데이터의 전송을 위한 대역폭을 할당하는 장치 및 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an Ethernet passive optical access network (EPON), and more particularly to an EPON in which a plurality of optical network units (ONUs) are connected to one optical line terminal (OLT). The present invention relates to an apparatus and method for allocating bandwidth for transmission of uplink data to a plurality of ONUs.

일반적으로, 가입자망(Access Network)이란 중앙기지국(Central Office: C0), 전파 중계소(Head-End) 또는 POP(Point-of-Presence)등의 서비스 제공자와 서비스를 제공받는 가입자 사이에 위치하는 통신구간을 말한다. In general, an access network is a communication between a service provider such as a central office (C0), a head-end or a point-of-presence (POP), and a subscriber who receives the service. Say the section.

현재 가입자망으로는 저속 데이터 및 음성 위주의 데이터를 처리하는 전화선 기반의 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)/VDSL(Very high-data rate Digital Subscriber Line)과 같은 xDSL망 및 광/동축 혼합망인 케이블 방송망(Hybrid Fiber Coaxial: HFC) 등이 주로 사용되고 있다. 그러나 최근에 초고속인터 넷, 고속 LAN(Local Area Network) 및 홈 네트워크의 발전과 더불어 음성과 데이터, 멀티미디어 스트리밍 등의 다양한 어플리케이션(application)의 등장으로 가입자망의 대역폭 요구량이 급격히 증가하고 있으며, 기존의 전화선을 이용하는 xDSL망과 동축케이블을 이용하는 케이블 방송망(HFC)등으로는 급격히 증가하는 가입자 망 대역폭 요구를 수용할 수 없게 되었다.Current subscriber networks include xDSL networks, such as telephone line-based Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) / Very High-data Rate Digital Subscriber Line (VDSL), which handle low-speed and voice-oriented data, and cable / broadcasting networks, which are optical / coaxial mixed networks. Hybrid Fiber Coaxial (HFC) is mainly used. However, with the recent development of high speed internet, high speed local area network and home network, various applications such as voice, data, and multimedia streaming have rapidly increased the bandwidth requirements of subscriber networks. XDSL networks using telephone lines and cable broadcasting networks (HFCs) using coaxial cables cannot accommodate rapidly increasing subscriber network bandwidth requirements.

이와 같이, 최근 VOD, CATV, HDTV 등과 같은 다양한 서비스가 폭발적으로 증가하고 있으며 인터넷 트래픽의 고속화 및 통신과 방송이 융합되는 광대역 통합망(Broadband Convergence Network: BcN) 환경에서 광선로를 이용하는 가입자망이 주목을 받고 있다. 특히 수동 광 가입자망(Passive Optical Network: PON)은 통신망의 기술적, 경제적, 진화적 측면에서 FTTx(Fiber To The x)를 위한 가장 적합한 대안으로 오래 전부터 인식되어 왔다. As such, various services such as VOD, CATV, HDTV, etc. are exploding in recent years, and attention is paid to subscriber networks using optical fiber in broadband convergence network (BcN) environment where high-speed internet traffic and convergence of communication and broadcasting are attracting attention. I am getting it. In particular, Passive Optical Networks (PONs) have long been recognized as the most suitable alternative for Fiber To The x (FTTx) in terms of the technical, economical and evolutionary aspects of telecommunications networks.

PON 기술은 초기에 ATM(Asynchronous Transfer Mode)망을 대상으로 개발되었으나, ATM기술을 이용한 APON(ATM PON)은 복잡성, 고 비용, 이더넷(Ethernet) 기반의 가입자 트래픽 증가 및 비디오 서비스 수용의 어려움 등의 여러 가지 이유로 널리 사용되지 못하였다. 최근에는 IEEE 802.3ah EFM(Ethernet in the First Mile) 태스크 포스(Task Force)를 중심으로 EPON(Ethernet PON)에 대한 표준화가 완료된 상태이다. 상기 EPON 기술은 이더넷 프레임을 가입자와 중앙기지국(Central Office: CO)사이의 수동형 광선로에서 프로토콜 변환 없이 전송하므로, 기존의 전화선 및 동선 기반의 망에 비하여 가격 경쟁력까지 갖고 있어 최근에 많은 연구 개발이 이루어지고 있으며, 여러 칩 업체들이 EPON 표준을 준수하는 칩을 생산하고 있다. 특히 최근 들어 EPON을 이용한 광가입자망이 폭넓게 확산되고 있는 추세이다. PON technology was initially developed for Asynchronous Transfer Mode (ATM) networks, but APON (ATM PON) using ATM technology has high complexity, high cost, increased subscriber traffic based on Ethernet, and difficulty in accommodating video services. It was not widely used for various reasons. Recently, the standardization of the Ethernet PON (EPON) has been completed based on the IEEE 802.3ah Ethernet in the First Mile (EMF) Task Force. The EPON technology transmits Ethernet frames in a passive optical path between subscribers and a central office (CO) without protocol conversion, and thus has a price competitiveness compared to existing telephone lines and copper-based networks. Many chip companies produce chips that comply with the EPON standard. In particular, in recent years, the optical subscriber network using EPON has been widely spread.

도 1은 일반적인 이더넷 수동 광 가입자망(EPON)에서 상향 및 하향 데이터를 전송하는 구조 및 동작 원리를 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a structure and operation principle of transmitting uplink and downlink data in a general Ethernet passive optical subscriber network (EPON).

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 이더넷 수동 광 가입자망(EPON)은 OLT(Optical Line Terminal)(100), 스플리터(splitter)(105) 및 ONU(Optical Network Unit)(110,120,130)로 구성된다. 이러한 EPON은 다수의 광가입자장치(ONU)(110,120,130)가 하나의 광섬유를 통해 광종단장치(OLT)(100)를 공유하는 점대다점(point-to-multipoint) 구조를 가진다. 즉, OLT(100)에서 다수의 ONU(110,120,130)로 데이터를 전송하는 하향전송은 브로드캐스팅 방식으로 전달된다. 반면에, 다수의 ONU(110,120,130)에서 OLT(100)로 데이터를 전송하는 상향전송은 다점대점(multipoint-to-point) 방식으로 전달된다.As shown in FIG. 1, a typical Ethernet passive optical subscriber network (EPON) is composed of an optical line terminal (OLT) 100, a splitter 105, and an optical network unit (ONU) 110, 120, and 130. The EPON has a point-to-multipoint structure in which a plurality of optical subscriber units (ONUs) 110, 120, and 130 share the optical termination device (OLT) 100 through one optical fiber. That is, the downlink transmission of data from the OLT 100 to the plurality of ONUs 110, 120, and 130 is delivered in a broadcasting manner. On the other hand, uplink transmission of data from the plurality of ONUs 110, 120, and 130 to the OLT 100 is delivered in a multipoint-to-point manner.

상기 OLT(100)는 중앙기지국(CO)에 위치한다. 그리고 상기 ONU(110,120,130)는 가입자단말(140 내지 145)에서 생성하는 가입자 트래픽을 집선한다. 그리고 상기 스플리터(150)는 하나의 OLT(100)와 다수의 ONU(110,120,130)를 1:N으로 연결하여, 상기 OLT(100)와 다수의 ONU(110,120,130) 사이의 광 분배망을 형성한다. EPON에서는 하향 트래픽(160)은 브로드캐스트 형태로 전송된다는 점에서 기존의 이더넷 트래픽과 유사하게 처리된다. 그러나 상향 전송은 복수개의 ONU(110,120,130)가 동시에 1개의 OLT(100)에 상향 트래픽(150)을 전송하는 형태이다. 예를 들어, EPON에 서 하나의 ONU(110)는 상향 트래픽(L1)을 전송하기 위하여 다른 ONU들(120,130)과 망 자원을 공유하게 되고, OLT(100)는 ONU(110,120,130)간 공유된 망자원의 접근 권한을 제어한다. 따라서 트리구조의 EPON에서 상향 데이터 전송 시 발생할 수 있는 충돌을 방지하고 대역폭을 할당하기 위하여 공평하고 효율적인 대역할당방법 및 MAC 프로토콜인 MPCP(Multi Point Control Protocol)를 사용한다. 상향 데이터 전송에 있어서, 가장 간단한 방법은 등록된 ONU(110,120,130)의 수만큼 동일하게 대역폭을 할당하는 고정대역 할당방식이 있다. 그러나 고정대역 할당방식은 QoS(Quality of Service) 지원이 어렵고 전체 대역폭에 여유가 있을 경우에도, 각 ONU(110,120,130)가 필요로 하는 대역폭을 차등하여 제공할 수 없다는 단점이 있다. 이와 같은 고정대역 할당방식의 단점을 극복하기 위하여 동적대역할당 방법들이 제시되었으며, 가장 대표적인 방법이 IPACT(Interleaved Polling with Adaptive Cycle Time) 방법이다. IPACT는, 예를 들어, 현재 전송권한을 가진 ONU(110)의 마지막 전송이 끝나기 전에 OLT(100)가 하향전송을 이용하여 다음 ONU(120)로 GATE 메시지를 보내는 방법으로, 각 ONU(110,120,130)는 OLT(100)의 GATE 메시지에 따라 상향데이터를 전송할 때에, ONU(110,120,130)의 버퍼정보를 OLT(100)에 알려줌으로써 동적대역 할당과정을 수행할 수 있도록 한다. 그러나 IPACT는 ONU(110,120,130)의 버퍼정보에 따라 대역폭을 차등 제공하지만, 서로 다른 특성을 가진 여러 종류의 트래픽이 혼합된 경우에는 각각의 트래픽이 요구하는 특성을 구분할 수 없으며, 적절한 QoS제공이 어렵다는 단점이 있다.The OLT 100 is located at the central base station CO. The ONUs 110, 120, and 130 aggregate subscriber traffic generated by subscriber stations 140 through 145. In addition, the splitter 150 connects one OLT 100 and a plurality of ONUs 110, 120, and 130 by 1: N to form a light distribution network between the OLT 100 and the plurality of ONUs 110, 120, and 130. In EPON, downlink traffic 160 is handled similarly to conventional Ethernet traffic in that it is transmitted in broadcast form. However, in the uplink transmission, a plurality of ONUs 110, 120, and 130 simultaneously transmit uplink traffic 150 to one OLT 100. For example, in the EPON, one ONU 110 shares network resources with other ONUs 120 and 130 in order to transmit upstream traffic L1, and the OLT 100 shares a network between ONUs 110, 120 and 130. Control access rights of resources. Therefore, in order to prevent collisions that may occur during uplink data transmission in the EPON in the tree structure and to allocate bandwidth, a fair and efficient bandwidth allocation method and a MAC protocol (Multi Point Control Protocol) are used. In the uplink data transmission, the simplest method is a fixed band allocation scheme in which the bandwidth is allocated equal to the number of registered ONUs 110, 120, and 130. However, the fixed band allocation method has a disadvantage in that it is difficult to provide a quality of service (QoS) support and even if the bandwidth is sufficient, the ONUs 110, 120, and 130 may provide different bandwidths. In order to overcome the shortcomings of the fixed band allocation method, dynamic band allocation methods have been proposed, and the most representative method is the IPACT (Interleaved Polling with Adaptive Cycle Time) method. For example, IPACT is a method in which the OLT 100 sends a GATE message to the next ONU 120 by using the downlink before the last transmission of the ONU 110 having the current transmission right is finished. When the uplink data is transmitted according to the GATE message of the OLT 100, the OLT 100 notifies the OLT 100 of buffer information of the ONUs 110, 120, and 130 to perform a dynamic band allocation process. However, IPACT provides bandwidth differently according to buffer information of ONU (110,120,130), but when several kinds of traffic with different characteristics are mixed, it is difficult to distinguish the characteristics required by each traffic and it is difficult to provide proper QoS. There is this.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 이더넷 수동 광 가입자망(EPON)에 있어서 광가입자장치(ONU)로부터 광종단장치(OLT)로 전송되는 상향 데이터에 QoS를 보장하면서도 동적으로 대역을 할당할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is to guarantee the QoS of upstream data transmitted from the optical subscriber unit (ONU) to the optical termination unit (OLT) in the Ethernet passive optical subscriber network (EPON), while dynamically providing a bandwidth. An apparatus and method that can be assigned are provided.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 대역 할당 방법은, 복수의 광가입자장치(ONU)에서 광종단장치(OLT)로 전송될 상향 데이터를 소정의 데이터 우선순위에 따라 복수의 클래스로 구분하여, 각 클래스 별로 필요한 대역폭을 광종단장치(OLT)에게 요구하는 제1 단계; According to the present invention, a band allocation method for guaranteeing QoS in an Ethernet passive optical subscriber network according to the present invention includes a plurality of optical subscriber units (ONUs) for uplink data to be transmitted to an optical termination unit (OLT). A first step of dividing into a plurality of classes according to the order and requesting the optical termination device (OLT) the bandwidth required for each class;

상기 광종단장치(OLT)는 상기 각각의 클래스 별로 미리 할당된 가중치를 이용하여 각 클래스 별 대역폭 요구량에 따라 대역폭을 분배하는 제2 단계; 및 상기 광종단장치(OLT)는 이용 가능한 전체 상향 대역폭에서 상기 제2 단계에서 분배하고 남는 여분의 대역폭을 상기 복수의 광가입자장치(ONU)들에게 분배하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The optical termination device (OLT) is a second step of distributing the bandwidth in accordance with the bandwidth requirements of each class by using the weight assigned in advance for each class; And the optical termination device (OLT) comprises a third step of distributing the remaining excess bandwidth to the plurality of optical subscriber units (ONUs) in the second step in the total available upstream bandwidth. .

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 대역 할당 장치는, 광종단장치(OLT)로 전송될 상향 데이터를 소정의 데이터 우선순위에 따라 복수의 클래스들로 구분하여 전송하고, 각 클래스 별로 필요한 대역폭은 상기 광종단장치(OLT)로부터 할당받는 복수의 광가입자장치 (ONU); 및 이용 가능한 전체 상향 대역폭에서 상기 각각의 클래스 별로 미리 할당된 가중치를 이용하여 각 클래스 별 대역폭 요구량에 따라 대역폭을 상기 광가입자장치(ONU)들에게 분배한 후, 남는 여분의 대역폭을 상기 광가입자장치(ONU)들에게 다시 분배하는 광종단장치(OLT)를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the band allocation apparatus for QoS guarantee in the Ethernet passive optical subscriber network according to the present invention for achieving the above object, the plurality of classes according to a predetermined data priority to the uplink data to be transmitted to the optical termination device (OLT) And a plurality of optical subscriber units (ONU) allocated from the optical termination device (OLT); And distributing the bandwidth to the optical subscriber units (ONUs) according to the bandwidth requirements for each class using the weights pre-assigned for each class from the total available upstream bandwidth, and then the remaining extra bandwidth is allocated to the optical subscriber units. And an optical termination device (OLT) for redistributing to the ONUs.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 광가입자장치(ONU)는, 광종단장치(OLT)로 전송될 상향 데이터를 소정의 데이터 우선순위에 따라 복수의 클래스들로 구분하여 저장하는 복수의 우선순위 큐; 및 상기 광종단장치(OLT)로부터 수신된 대역폭 할당 정보에 따라서 상기 우선순위 큐에 저장된 상향 데이터를 상기 광종단장치(OLT)로 전송하는 스케쥴러를 포함하고, 상기 광종단장치(OLT)로부터 할당되는 대역폭은, 상기 광종단장치(OLT)가 이용 가능한 전체 상향 대역폭에서 상기 광종단장치(OLT)에 대역폭을 요구하는 복수의 광가입자장치(ONU)에 대하여 상기 각각의 클래스 별로 미리 할당된 가중치를 이용하여 각 클래스 별 대역폭 요구량에 따라 대역폭을 분배한 후, 다시 남은 여분의 대역폭을 상기 복수의 ONU들에게 분배함으로써 할당되는 것을 특징으로 한다. In addition, the optical subscriber unit (ONU) for QoS guarantee in the Ethernet passive optical subscriber network according to the present invention for achieving the above object, a plurality of uplink data to be transmitted to the optical termination device (OLT) according to a predetermined data priority A plurality of priority queues for classifying and storing the classes; And a scheduler for transmitting the upstream data stored in the priority queue to the optical termination device (OLT) according to the bandwidth allocation information received from the optical termination device (OLT), and allocated from the optical termination device (OLT). The bandwidth is pre-assigned for each of the classes for the plurality of optical subscriber devices (ONU) requesting bandwidth to the optical termination device (OLT) in the total up bandwidth available to the optical termination device (OLT). After the bandwidth is distributed according to the bandwidth requirement for each class, the remaining extra bandwidth is allocated to the plurality of ONUs.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 광종단장치(OLT)는, 복수의 광가입자장치(ONU)로부터 전송될 상향 데이터를 소정의 데이터 우선순위에 따라 복수의 클래스로 구분하고, 상기 복수의 광가입자장치(ONU)에 대한 각각의 우선순위별 대역폭 요구량과, 상기 광가입자장치(ONU)까지의 거리정보를 갖는 대역폭 요구 테이블을 저장하는 저장부; 및 이 용 가능한 전체 상향 대역폭에서 상기 각각의 클래스 별로 미리 할당된 가중치를 이용하여 각 클래스 별 대역폭 요구량에 따라 대역폭을 상기 복수의 광가입자장치(ONU)에 분배하고, 이후 남는 여분의 대역폭을 다시 상기 복수의 광가입자장치(ONU)에게 분배하는 대역폭 할당부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the optical termination device (OLT) for guaranteeing QoS in the Ethernet passive optical subscriber network according to the present invention for achieving the above object, according to a predetermined data priority to the upstream data to be transmitted from the plurality of optical subscriber unit (ONU) A storage unit for classifying a plurality of classes, the bandwidth request table having bandwidth requirements for respective priorities for the plurality of optical subscriber units (ONU) and distance information to the optical subscriber units (ONUs); And allocating bandwidth to the plurality of optical subscriber units (ONUs) according to the bandwidth requirements for each class by using weights pre-assigned for each class in the total available upstream bandwidth, and then reclaiming the remaining extra bandwidth again. It characterized in that it comprises a bandwidth allocation unit for distributing to a plurality of optical subscriber unit (ONU).

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION A detailed description of preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same reference numerals and the same elements among the drawings are denoted by the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 수동 광 가입자망(EPON)에서 QoS보장을 위한 대역 할당 장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a band allocation apparatus for guaranteeing QoS in an Ethernet passive optical subscriber network (EPON) according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 이더넷 수동 광 가입자망(EPON)에서 QoS보장을 위한 대역 할당 장치는 복수의 광가입자장치(ONU)(210 내지 230) 및 광종단장치(OLT)(200)로 이루어진다. 그리고 하나의 OLT(200)와 다수의 ONU(210 내지 230)는 스플리터(240)에 의하여 1:N으로 연결됨으로써, 상기 OLT(200)와 다수의 ONU(210 내지 230) 사이에 광 분배망이 형성된다. Referring to FIG. 2, a band allocation apparatus for guaranteeing QoS in an Ethernet passive optical subscriber network (EPON) according to an embodiment of the present invention includes a plurality of optical subscriber units (ONUs) 210 to 230 and an optical termination unit (OLT). It consists of 200. In addition, one OLT 200 and a plurality of ONUs 210 to 230 are connected by 1: N by a splitter 240, so that an optical distribution network is provided between the OLT 200 and the plurality of ONUs 210 to 230. Is formed.

상기 각각의 광가입자장치(210 내지 230)는 복수의 우선순위 큐(211), ONU 스케쥴러(scheduler)(212), 상향큐(213) 및 ONU 광모듈(214)을 포함한다. 상기 각 각의 광가입자장치(210 내지 230)에는 다수의 사용자 단말(미도시)이 접속되어 있으며, 각각의 사용자 단말에서 입력된 상향 데이터를 그 우선순위에 따라서 복수의 클래스로 분류한다. 예를 들어, 상기 복수의 클래스는, 사용자 단말로부터 입력된 데이터 중에서 E1/T1과 같이 보장형 서비스(guaranteed service)가 필요하고 지연(delay)과 지터(jitter)에 매우 민감한 트래픽에 대한 제1 우선순위(Priority-1) 클래스와, 지연(delay)에 민감한 멀티미디어 트래픽에 대한 제2 우선순위(Priority-2) 클래스, 및 이메일(E-mail)이나 FTP와 같이 지연(delay)에 덜 민감한 최선형(best-effort) 서비스를 요구하는 트래픽에 대한 제3 우선순위(Priority-3) 클래스로 분류될 수 있다. 그리고 상기 복수의 우선순위 큐(211)는 상기 사용자 단말로부터 입력된 데이터를 대응하는 우선순위 큐(211-1 내지 211-3)에 저장한다. 예를 들어, 상기 제1 우선순위 클래스에 해당하는 데이터는 제1 우선순위(Priority-1) 큐(211-1)에 저장되고, 상기 제2 우선순위 클래스에 해당하는 데이터는 제2 우선순위(Priority-2) 큐(211-2)에 저장되며,상기 제3 우선순위 클래스에 해당하는 데이터는 제3 우선순위(Priority-3) 큐(211-3)에 저장된다. Each of the optical subscriber devices 210 to 230 includes a plurality of priority queues 211, an ONU scheduler 212, an up queue 213, and an ONU optical module 214. A plurality of user terminals (not shown) are connected to each of the optical subscriber devices 210 to 230, and the upward data input from each user terminal is classified into a plurality of classes according to their priorities. For example, the plurality of classes may include a first priority for traffic requiring a guaranteed service such as E1 / T1 among data input from a user terminal and highly sensitive to delay and jitter. (Priority-1) class, the Priority-2 class for delay sensitive multimedia traffic, and the less sensitive to delay, such as E-mail or FTP. -effort) can be classified into a third priority (Priority-3) class for the traffic requesting service. The plurality of priority queues 211 store the data input from the user terminal in the corresponding priority queues 211-1 to 211-3. For example, data corresponding to the first priority class is stored in a first priority queue 211-1, and data corresponding to the second priority class is assigned a second priority ( Priority-2) is stored in the queue (211-2-2), the data corresponding to the third priority class is stored in the third priority (Priority-3) queue (211-3).

상기 ONU 스케쥴러(212)는 상기 OLT(200)로부터 수신되는 GATE 프레임에 포함된 상향 대역 할당량에 관한 정보를 갖는 다중 GRANT 정보에 따라서 상기 우선순위 큐(211)에 저장된 상향 데이터를 상기 상향큐(213)를 통하여 상기 OLT(200)로 전송한다. The ONU scheduler 212 transmits the uplink data stored in the priority queue 211 according to multiple GRANT information having information on uplink bandwidth allocation included in the GATE frame received from the OLT 200. Is transmitted to the OLT 200 through.

상기 상향큐(213)는 상기 우선순위 큐(211)로부터 출력된 데이터들을 출력순서에 따라 상기 ONU 광모듈(214)로 전송한다. The upstream queue 213 transmits the data output from the priority queue 211 to the ONU optical module 214 in the order of output.

상기 ONU 광모듈(214)은 상기 상향큐(213)로부터 출력된 데이터들과 상기 우선순위큐(211)로부터 획득한 큐 상태에 관한 정보를 포함하는 리포트 프레임(Queue Status Report Frame)(216)을 광원을 이용하여 상기 OLT(200)로 전송하며, 상기 OLT(200)로부터 하향 데이터(Down-stream Data) 및 게이트 정보(Gate Information)를 수신하는 기능을 한다.The ONU optical module 214 may generate a Queue Status Report Frame 216 including data output from the upstream queue 213 and information about a queue status obtained from the priority queue 211. It transmits to the OLT 200 using a light source, and receives down-stream data and gate information from the OLT 200.

상기 제어부(215)는 제어 프레임(Control Frame)을 이용하여 상기 상향큐(213)로부터 출력된 데이터들과 상기 우선순위큐(211)로부터 획득한 큐 상태에 관한 정보를 포함하는 리포트 프레임(Queue Status Report Frame)(216)이 상기 ONU 광모듈(214)을 통하여 상기 OLT(200)로 전송될 수 있도록 제어하는 기능을 한다. The control unit 215 uses a control frame to generate a report frame including information on the queue status obtained from the priority queue 211 and data output from the upstream queue 213. Report Frame (216) to control the transmission to the OLT 200 through the ONU optical module 214.

이와 같이 상기 ONU(210, 220, 230)의 상향 데이터 큐(211)의 정보는 ONU(210, 220, 230)의 정보를 나타내는 REPORT 프레임(216) 형태로 ONU 광모듈(205)을 통하여 OLT(200)에 전달된다.As described above, the information of the upstream data queue 211 of the ONUs 210, 220, and 230 is transmitted through the ONU optical module 205 in the form of a report frame 216 representing the information of the ONUs 210, 220, and 230. 200).

상기 광종단장치(OLT)(200)는 대역폭 할당부(211)와 저장부(212)를 포함하며, 상기 ONU(210,220,230)로부터 상기 우선순위큐(211)의 상태에 관한 정보를 나타내는 REPORT 프레임을 수신하여, 이용 가능한 전체 상향 대역폭에서 상기 각각의 클래스 별로 미리 할당된 대역폭을 이용하여 각 클래스 별 대역폭 요구량에 따라 대역폭을 상기 ONU들(210 내지 230)에게 분배한 후, 남는 여분의 대역폭을 상기 ONU들(210 내지 230)에게 다시 분배한다.The optical termination device (OLT) 200 includes a bandwidth allocation unit 211 and a storage unit 212, and receives a report frame indicating information on the state of the priority queue 211 from the ONU (210, 220, 230) Receive and distribute bandwidth to the ONUs 210 to 230 according to the bandwidth requirements for each class using the bandwidth allocated in advance for each class in the total available upstream bandwidth, and then the remaining extra bandwidth is allocated to the ONU. Redistribution to fields 210 to 230.

상기 대역폭 할당부(211)는 상기 ONU(210,220,230)로부터 수신한 REPORT 프레임을 이용하여 ONU(210,220,230)별 각 클래스에 필요한 상향 대역을 계산하고, 이용 가능한 전체 상향 대역폭에서 상기 각각의 클래스 별로 미리 할당된 대역폭을 이용하여 각 클래스 별 대역폭 요구량에 따라 대역폭을 상기 ONU(210,220,230)에 분배하며, 이후 남는 여분의 대역폭을 상기 ONU들(210,220,230)에게 분배하는 기능을 한다. 상기 대역폭 할당부(211)에 의하여 각 ONU(210,220,230)마다 각각의 클래스별 스케쥴러를 통하여 계산된 상향 대역 할당량은 GATE 프레임을 통하여 다시 ONU(210,220,230)로 전송된다. The bandwidth allocator 211 calculates an uplink band required for each class for each ONU 210, 220, or 230 using a REPORT frame received from the ONUs 210, 220, and 230, and is pre-allocated for each class in all available uplink bandwidths. The bandwidth is distributed to the ONUs 210, 220, and 230 according to the bandwidth requirements for each class, and then the remaining extra bandwidth is distributed to the ONUs 210, 220, and 230. The uplink bandwidth allocation calculated by each class scheduler for each ONU (210, 220, 230) by the bandwidth allocation unit 211 is transmitted to the ONU (210, 220, 230) again through a GATE frame.

그러면 상기 ONU(210,220,230)는 GATE 프레임을 수신하고, ONU 스케쥴러(212)는 수신된 GATE 프레임에 포함된 다중 GRANT 정보에 따라서 클래스별 큐(211)에 저장된 상향 데이터를 하나의 상향큐(213)를 통하여 OLT(200)로 전송된다.Then, the ONUs 210, 220, and 230 receive a GATE frame, and the ONU scheduler 212 uses one upstream queue 213 for uplink data stored in the class-specific queue 211 according to the multi-Grant information included in the received GATE frame. Is transmitted to the OLT 200 through.

상기 저장부(212)는 각각의 ONU(210,220,230)에 대하여 각 우선순위별 대역폭 요구량과, 상기 ONU(210,220,230)와 상기 OLT(200) 사이의 거리정보를 갖는 대역폭 요구 테이블을 저장한다. The storage unit 212 stores a bandwidth request table having bandwidth requirements for respective priorities and distance information between the ONUs 210, 220, 230, and the OLT 200, for each ONU 210, 220, 230.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 OLT에서 ONU의 요구 대역폭을 관리하기 위한 대역폭 관리테이블이다.3 is a bandwidth management table for managing a required bandwidth of an ONU in an OLT according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 대역폭 관리테이블(300)은 OLT(200) 내에 구성되며, 상기 OLT(200)에 등록된 모든 ONU들(210,220,230)의 REPORT 정보를 종합하여 관리하는 테이블이다. Referring to FIG. 3, the bandwidth management table 300 is configured in the OLT 200 and aggregates and manages REPORT information of all ONUs 210, 220, and 230 registered in the OLT 200.

상기 대역폭 관리테이블(300)에는 각 ONU(210,220,230) 별로 요구하는 3개의 우선순위별 대역폭 요구량(301 내지 303)과, ONU(210,220,230)에서 OLT(200)까지의 거리정보를 나타내는 RTT(Round-Trip-Time)(304)값이 기록된다. 상기 대역폭 관리테이블(300)에서 각 우선순위별 대역폭 요구량을 합산하면, 가장 우선순위가 높은 제1 우선순위(Priority-1) 의 대역폭 요구량의 합계는

Figure 112005057227473-pat00001
(301)이 된다. 여기서 i는 ONU의 번호를 나타내고, 1은 제1 우선순위(Priority-1)를 나타낸다. 그리고 제2 우선순위(Priority-2)와 제3 우선순위(Priority-3)의 대역폭 요구량의 합계는 각각
Figure 112005057227473-pat00002
(302)와
Figure 112005057227473-pat00003
(303)이다.The bandwidth management table 300 includes three priority bandwidth requirements 301 to 303 required for each ONU 210, 220, 230, and RTT (Round-Trip) indicating distance information from the ONU 210, 220, 230 to the OLT 200. Time 304 value is recorded. When the bandwidth requirements for each priority are summed in the bandwidth management table 300, the sum of the bandwidth requirements of the first priority (Priority-1) having the highest priority is
Figure 112005057227473-pat00001
(301). I represents a number of the ONU, and 1 represents a first priority (Priority-1). The sum of the bandwidth requirements of the second priority (Priority-2) and the third priority (Priority-3) is respectively
Figure 112005057227473-pat00002
With 302
Figure 112005057227473-pat00003
(303).

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 OLT에서의 우선순위를 고려한 1단계 대역할당과정을 나타내는 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a one-step band allocation process considering priorities in an OLT according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 먼저 모든 ONU들의 REPORT 정보를 종합하는 대역폭 관리테이블(300)을 생성한다(S400). 그리고 운영자에 의해 입력된 우선순위별 가중치를 통하여 이용 가능한 전체 상향 대역폭 중 제1 우선순위(Priority-1)에서 이용 가능한 대역폭을 알아낸다(S401). 본 발명에서는 OLT(200)에서 각 ONU(210,220,230)의 상향 대역 요구를 우선순위에 기반하여 대역폭을 스케쥴링을 할 경우에, 다양한 환경의 서비스에서 적절한 우선순위를 제공할 수 있도록, 우선순위별로 할당하는 가중치(P1, P2, P3)를 운영자가 CPU 인터페이스를 통하여 직접 설정하도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 운영자가 입력한 우선순위별 가중치를 P1, P2, P3라고 하 면, 제1 우선순위(Priority-1)에서 이용 가능한 대역폭 U1=P1 이 된다. 도 3의 대역폭 관리테이블(300)을 참조하면, 제1 우선순위(Priority-1)의 대역폭 요구량은

Figure 112005057227473-pat00004
이다. 본 발명에서는 먼저 S1이 U1보다 크거나 같은지 비교한다(S402). 만약 S1이 U1보다 크거나 같으면, 제1 우선순위(Priority-1)에 배정된 대역폭 U1을 제1 우선순위(Priority-1) 대역을 요구한 Ri1에 라운드로빈을 기반으로 하는 패킷 스케쥴링 알고리즘을 사용하여 분배한다(S403). 이 경우에는 S1이 U1보다 크거나 같으므로 제1 우선순위(Priority-1)에 배정된 대역폭에서 Ri1에 분배하고 남는 대역폭 BWREM1 값은 “0”이 된다(S404). 만약 S1이 U1보다 작으면, 제1 우선순위(Priority-1) 대역을 요구한 Ri1에 요구한 만큼 분배해주고 남는 대역을 하기 [수학식 1]에 따라서 계산한다(S405). Referring to FIG. 4, first, a bandwidth management table 300 for synthesizing REPORT information of all ONUs is generated (S400). Then, the available bandwidth at the first priority (Priority-1) among the total uplink bandwidths available through the weight of the priority input by the operator is found (S401). In the present invention, when the OLT 200 schedules the bandwidth based on the priority of the upband request of each ONU (210, 220, 230), it is assigned by priority so as to provide an appropriate priority in services of various environments It is desirable to allow the operator to set the weights P1, P2, P3 directly via the CPU interface. When the weight for each priority input by the operator is P1, P2, and P3, the bandwidth U1 = P1 available in the first priority (Priority-1) is obtained. Referring to the bandwidth management table 300 of FIG. 3, the bandwidth requirement of the first priority (Priority-1) is
Figure 112005057227473-pat00004
to be. In the present invention, S 1 is first compared to be greater than or equal to U 1 (S402). If S 1 is greater than or equal to U1, a packet scheduling algorithm based on round robin based on the bandwidth U1 allocated to the first priority (Priority-1) to R i1 for which the first priority (priority-1) band is requested. Distribute using (S403). In this case, since S 1 is greater than or equal to U1, the bandwidth BW REM1 remaining after distribution to R i1 at the bandwidth allocated to the first priority (Priority-1) becomes “0” (S404). If S 1 is smaller than U1, the first priority band is distributed to the requested R i1 as required and the remaining band is calculated according to Equation 1 below (S405).

Figure 112005057227473-pat00005
Figure 112005057227473-pat00005

그리고 제1 우선순위(Priority-1)에서 대역폭 BWREM1이 남았으므로, P2에 이용 가능한 대역폭은 U2=P2+BWREM1이 되며, 하기 [수학식 2]에 따라서 계산된다(S406).Since the bandwidth BW REM1 remains at the first priority (Priority-1), the bandwidth available for P2 becomes U2 = P2 + BW REM1 and is calculated according to Equation 2 below (S406).

Figure 112005057227473-pat00006
Figure 112005057227473-pat00006

그리고 도 3의 대역폭 관리테이블(300)을 참조하면, 제2 우선순위(Priority-2)의 대역폭 요구량은

Figure 112005057227473-pat00007
이다. 먼저 S2가 U2보다 크거나 같은지 비교한다(S407). 만약 S2가 U2보다 크거나 같으면, 제2 우선순위(Priority-2)에 배정된 대역폭 U2를 제2 우선순위(Priority-2) 대역을 요구한 Ri2에 라운드로빈을 기반으로 하는 패킷 스케쥴링 알고리즘을 사용하여 분배한다(S408). 이 경우에는 S2가 U2보다 크거나 같으므로 제2 우선순위(Priority-2)에 배정된 대역폭에서 Ri2에 분배하고 남는 대역폭 값은 “0”이 된다(S409). 만약 S2가 U2보다 작으면, 제2 우선순위(Priority-2) 대역을 요구한 R2에 요구한 만큼 분배해주고 남는 대역폭 BWREM2를 하기 [수학식 3]에 따라 계산한다(S410). Referring to the bandwidth management table 300 of FIG. 3, the bandwidth requirement of the second priority (Priority-2) is
Figure 112005057227473-pat00007
to be. First, it is compared whether S 2 is greater than or equal to U 2 (S407). If S 2 is greater than or equal to U2, a packet scheduling algorithm based on round robin based on the bandwidth U2 allocated to the second priority (Priority-2) to R i2 for which the second priority (Priority-2) band is requested. Distribute using (S408). In this case, since S 2 is greater than or same than U2 partitioned R i2 in the bandwidth allocated to the second priority (Priority-2) and excess bandwidth value is "0" (S409). If S 2 is smaller than U 2 , the second priority (priority-2) band is allocated to R 2 as required and the remaining bandwidth BW REM2 is calculated according to Equation 3 below (S410).

Figure 112005057227473-pat00008
Figure 112005057227473-pat00008

제2 우선순위(Priority-2)에서 대역폭 BWREM2가 남았으므로, P3에 이용 가능한 대역폭 U3=P3+BWREM2가 되며, 하기 [수학식 4]에 따라 계산된다(S411).Since the bandwidth BW REM2 remains at the second priority (Priority-2), the bandwidth U3 = P3 + BW REM2 available for P3 is calculated and calculated according to Equation 4 below (S411).

Figure 112005057227473-pat00009
Figure 112005057227473-pat00009

그리고 도 3의 대역폭 관리테이블(300)에서 제3 우선순위(Priority-3)의 대역폭 요구량은

Figure 112005057227473-pat00010
이다. 먼저 S3이 U3보다 크거나 같은지 비교한다(S412). 만약 S3이 U3보다 크거나 같으면, 제3 우선순위(Priority-3)에 배정된 대역폭 U3를 제3 우선순위(Priority-3) 대역을 요구한 Ri3에 라운드로빈을 기반으로 하는 패킷 스케쥴링 알고리즘을 사용하여 분배하고(S414), 1단계 대역할당 스케쥴링을 종료한다. 만약 S3이 U3보다 작으면, 제3 우선순위(Priority-3) 대역을 요구한 Ri3에 요구한 만큼 분배해주고 남는 대역폭 BWREM를 OLT에 등록된 모든 ONU에게 분배해주는 2단계 대역할당 과정을 수행한다(S413).In the bandwidth management table 300 of FIG. 3, the bandwidth requirement of the third priority-3 is
Figure 112005057227473-pat00010
to be. First, compare S 3 is greater than or equal to U 3 (S412). If S 3 is greater than or equal to U 3 , a packet scheduling algorithm based on round robin based on the bandwidth U 3 allocated to the third priority (priority-3) to R i3 requiring a third priority (priority-3) band (S414), and the step 1 band allocation scheduling is terminated. If S 3 is less than U3, a two-stage band allocation process is performed in which the third priority (priority-3) band is allocated to the requested R i3 and the remaining bandwidth BW REM is distributed to all ONUs registered in the OLT. It performs (S413).

이와 같이 1단계 대역할당 과정을 통하여 각 클래스별 대역 할당이 끝나면, 상기 OLT(200)는 각각의 ONU(210,220,230)에 대하여 클래스별로 할당된 대역폭을 GATE 메시지를 통하여 ONU(210,220,230)로 전송한다. 그러면 ONU(210,220,230)에서 는 GATE 메시지에 포함된 클래스별 대역 할당량을 기준으로 상향 데이터를 전송하고, 여분의 상향대역 할당량이 있을 경우에 ONU의 우선순위가 높은 큐에 있는 데이터를 먼저 전송한다. 그러나 위와 같이 ONU(210,220,230)와 OLT(200)사이의 REPORT 메시지와 GATE 메시지를 이용한 대역폭 할당 과정에서 ONU(210,220,230)가 자신의 큐 정보를 바탕으로 REPORT 메시지를 보낸 이후에 새로운 상향 데이터가 발생할 수 있다. 만약, OLT(200)에서 ONU(210,220,230)에게 할당된 GATE값들을 합하여 보내고 새로 발생한 상향 데이터가 P1 등급이면, ONU 자체의 스케쥴러에 의하여 P1 등급의 상향 데이터만 먼저 서비스 되고 낮은 우선순위의 데이터는 OLT에 계속 대역폭을 요구해도 실제적으로 서비스를 받지 못하는 Light Load Penalty 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 이러한 Light Load Penalty 문제를 해결하기 위하여 다음과 같이 2단계 대역할당 과정을 추가로 수행한다. As such, when the band allocation for each class is completed through the one-step band allocation process, the OLT 200 transmits the bandwidth allocated for each ONU 210, 220, 230 to the ONU 210, 220, 230 through a GATE message. Then, the ONUs 210, 220, and 230 transmit uplink data based on the band allocation for each class included in the GATE message. If there is an extra uplink allocation, the ONU 210 first transmits the data in the high priority queue of the ONU. However, new uplink data may occur after the ONU 210, 220, 230 sends a REPORT message based on its queue information in the bandwidth allocation process using the REPORT message and the GATE message between the ONU 210, 220, 230 and the OLT 200 as described above. . If the OLT 200 sums the GATE values allocated to the ONUs 210, 220 and 230, and sends newly generated upstream data to the P1 level, only the upstream data of the P1 level is serviced first by the scheduler of the ONU itself, and the low priority data is the OLT. If you continue to request bandwidth, you may experience a Light Load Penalty problem that is not actually serviced. Therefore, the present invention additionally performs a two-step band allocation process as follows to solve the light load penalty problem.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 OLT에서의 상기 도 4에 의하여 할당하고 남은 잔여 대역폭을 ONU에 분배하는 2단계 대역할당과정을 나타내는 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a two-step band allocation process of distributing the remaining bandwidth allocated by the FIG. 4 in the OLT to the ONU according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 먼저, 상기 도 4에 따른 1단계 대역할당과정을 통하여 대역폭을 할당한 후 남은 잔여 대역폭(BWREM)을 하기 [수학식 5]와 같이 계산한다(S500). 즉 하기 [수학식 5]에서 잔여 대역폭(BWREM)은 전체 이용 가능한 상향 대역폭에서 상기 1단계 대역할당과정에서 ONU들(210,220,230)이 요구한 대역폭을 할당하고 남은 대역폭값에 해당한다.Referring to FIG. 5, first, after the bandwidth is allocated through the one-step band allocation process according to FIG. 4, the remaining residual bandwidth BW REM is calculated as shown in Equation 5 below (S500). That is, in Equation 5, the remaining bandwidth BW REM corresponds to the remaining bandwidth value after allocating the bandwidth required by the ONUs 210, 220, and 230 in the first band allocation process from the total available upstream bandwidth.

Figure 112005057227473-pat00011
Figure 112005057227473-pat00011

Figure 112005057227473-pat00012
Figure 112005057227473-pat00012

이와 같이 BWREM값을 계산한 후에, N값을 상향 대역을 요청하는 모든 ONU(210,220,230)의 개수로 설정하고(S501),

Figure 112005057227473-pat00013
값이 유효한 이더넷 프레임 크기(EFMIN) 값 보다 크거나 같은지 비교한다(S502). After calculating the BW REM value as described above, N is set to the number of all ONUs 210, 220, and 230 requesting an uplink (S501).
Figure 112005057227473-pat00013
Comparing the value is greater than or equal to the valid Ethernet frame size (EF MIN ) value (S502).

상기 단계(S502)에서 비교한 결과,

Figure 112005057227473-pat00014
값이 유효한 이더넷 프레임 크기(EFMIN) 값 보다 크거나 같으면, 각각의 ONU에
Figure 112005057227473-pat00015
값에 따른 대역폭을 할당한다(S503). As a result of the comparison in step S502,
Figure 112005057227473-pat00014
If the value is greater than or equal to the valid Ethernet frame size (EF MIN ) value, then each ONU
Figure 112005057227473-pat00015
The bandwidth is allocated according to the value (S503).

만약, 상기 단계(S502)에서 비교한 결과

Figure 112005057227473-pat00016
값이 유효한 이더넷 프레임 크기(EFMIN) 값 보다 작으면, N값을 줄여서
Figure 112005057227473-pat00017
값이 유효한 이더넷 프레임 크기(EFMIN) 보다 크게 만든다. 이때, ONU들(210,220,230) 중에서 낮은 ONU 우선순위의 ONU(210,220,230)를 하나씩 제거하여 N값을 줄인다. 본 발명에서는 이더넷 트래픽이 자기 유사(Self-similar) 특성을 갖고 있다고 가정하고, 이전 사이클에서 여분으로 할당한 대역을 사용한 ONU에 가중치를 부여하는 방법을 사용한다. 이때, 가장 최근의 사이클에서 여분으로 할당한 대역을 사용한 ONU에 더 많은 가중치를 주고, 오래전의 사이클에서 여분으로 할당한 대역을 사용한 ONU에 적은 가중치를 주며, 여분으로 할당한 대역을 사용하지 않은 ONU에게는 가중치를 주지 않는 방법을 사용함으로써, 낮은 우선순위의 ONU를 제거한다(S504). If, as a result of comparing in step S502
Figure 112005057227473-pat00016
If the value is less than the valid Ethernet frame size (EF MIN ) value, reduce the value of N
Figure 112005057227473-pat00017
Make the value larger than the valid Ethernet frame size (EF MIN ). At this time, among the ONUs 210, 220, and 230, the ONUs 210, 220, and 230 having the low ONU priority are removed one by one to reduce the N value. In the present invention, it is assumed that Ethernet traffic has a self-similar characteristic, and a method of weighting ONU using a band allocated in the previous cycle is used. At this time, more weight is given to the ONU with the extra allocated band in the most recent cycle, less weight is given to the ONU with the extra allocated band in the oldest cycle, and ONU without the extra allocated band. By using a weighting method, the low priority ONU is removed (S504).

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 2단 대역 할당을 통한 대역 할당 결과를 나타내는 도표이다. 6 is a diagram illustrating band allocation results through two-stage band allocation according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, Gi1(600) 값은 1단계 대역 할당 과정에서 i번째 ONU에게 할당된 제1 우선순위(P1)의 대역할당 값이고, Gi2(601) 값은 1단계 대역 할당 과정에서 i번째 ONU에게 할당된 제2 우선순위(P2)의 대역할당 값이고, Gi3(602) 값은 1단계 대역 할당 과정에서 i번째 ONU에게 할당된 제3 우선순위(P3)의 대역할당 값이다. RGi(403) 값은 2단계 대역 할당 과정에서 i번째 ONU에게 할당된 여분의 대역할 당 값이다. Gi(404) 값은 1단계와 2단계 대역 할당 과정에서 i번째 ONU에게 할당된 모든 대역 값을 합한 값을 나타낸다. Referring to FIG. 6, the value G i1 600 is a band allocation value of the first priority P1 allocated to the i-th ONU in the first step band allocation process, and the value G i2 601 is a one step band allocation process. Is the band allocation value of the second priority (P2) allocated to the i-th ONU in, and G i3 (602) is the band allocation value of the third priority (P3) allocated to the i-th ONU in the first-stage band allocation process. to be. The RG i (403) value is an extra band allocation value allocated to the i th ONU in the two-stage band allocation process. The G i 404 value represents the sum of all band values allocated to the i th ONU in the first and second band allocation processes.

본 발명에서는 이와 같이 2단 대역할당 과정을 통하여 i번째 ONU에게 네 종류의 GATE값들(Gi1, Gi2, Gi3, RGi)이 정해지면, OLT는 GATE 메시지를 이용하여 각각의 ONU에게 할당된 GATE값들(Gi1, Gi2, Gi3, RGi)을 보내도록 한다. 이상의 방법을 이용하여 본 발명에서는 EPON의 상향 대역폭을 그 우선순위에 따라 효율적으로 분배하여 QoS를 제공할 수 있게 된다.In the present invention, if four kinds of GATE values (G i1 , G i2 , G i3 , RG i ) are assigned to the i th ONU through the two-stage band allocation process, the OLT is allocated to each ONU using the GATE message. Send the GATE values (G i1 , G i2 , G i3 , RG i ). In the present invention using the above method it is possible to efficiently distribute the uplink bandwidth of the EPON according to its priority to provide QoS.

도 7은 본 발명의 2단 대역 할당 방법을 적용하는 시점을 결정하는 과정을 나타내는 도면이다. 7 is a diagram illustrating a process of determining a time point of applying the two-stage band allocation method of the present invention.

종래에 사용하던 IPACT(Interleaved Polling with Adaptive Cycle Time) 방법은 PON에서 인터리브된(Interleaved) 폴링 방법을 사용하고, ONU들의 상향 트래픽 요구량을 기준으로 폴링 사이클을 가변하여 EPON의 상향채널의 효율성을 높일 수 있다. 그러나 IPACT 방법은 ONU들이 요구하는 상향 트래픽을 모두 합한 값이 OLT에 미리 할당된 한 주기(1-Cycle)의 처리시간을 기준으로 설정된 임계치를 초과할 경우에 필연적으로 데이터 손실이 발생할 수 있다. 만약, 1-Cycle의 처리시간에 제약을 받지 않으면, 지연(delay)과 지터(jitter)에 매우 민감한 트래픽은 전송은 되더라도 실제로 이용할 수 없는 경우가 발생한다. 따라서 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 먼저 각 ONU들의 REPORT 메시지를 기준으로 상기 도 3에 서와 같이 REPORT 테이블(300)을 생성한다(S700). 그리고 상기 REPORT 테이블(300)을 참조하여, 미리 1-Cycle의 처리시간을 기준으로 임계치(KThreshold)로 설정하여, ONU들이 요구하는 상향 트래픽을 모두 합한 값(REQTOTAL)과 상기 임계치(KThreshold)의 크기를 비교한다(S701). The conventionally used Interleaved Polling with Adaptive Cycle Time (IPACT) method uses an interleaved polling method in the PON and increases the efficiency of the uplink channel of the EPON by varying the polling cycle based on the upstream traffic demand of the ONUs. have. However, the IPACT method may inevitably cause data loss when the sum of the uplink traffic required by ONUs exceeds a threshold set based on the processing time of one cycle (1-Cycle) previously allocated to the OLT. If you are not limited by the processing time of 1-Cycle, traffic that is very sensitive to delay and jitter may be unavailable even though it is transmitted. Therefore, in order to solve this problem, the present invention first generates a REPORT table 300 as shown in FIG. 3 based on REPORT messages of respective ONUs (S700). And the REPORT with reference to the table 300, by setting the threshold value (K Threshold), based on the processing time of the 1-Cycle advance, the sum of the uplink traffic to ONU demand values (REQ TOTAL) and the threshold value (K Threshold ) Are compared (S701).

만약 상기 단계(S701)에서 비교한 결과, ONU들이 요구하는 상향 트래픽을 모두 합한 값(REQTOTAL)이 상기 임계치(KThreshold)보다 크거나 같으면, 본 발명에서 제안하는 2단 대역 할당 방법을 사용한다(S702). 그러나 상기 단계(S701)에서 비교한 결과, ONU들이 요구하는 상향 트래픽을 모두 합한 값(REQTOTAL)이 상기 임계치(KThreshold)보다 작으면 종래의 IPACT방법을 사용하도록 한다(S702).If the comparison result in step S701 shows that the sum of the uplink traffic required by the ONUs (REQ TOTAL ) is greater than or equal to the threshold (K Threshold ), the two-stage band allocation method proposed by the present invention is used. (S702). However, as a result of the comparison in step S701, if the total value REQ TOTAL sum of the uplink traffic required by the ONUs is smaller than the threshold K Threshold , the conventional IPACT method is used (S702).

도 8은 본 발명에 따른 고정주기의 동적 대역 할당방법에서, 이전 주기에서 REPORT 메시지를 보내지 않았던 ONU의 REPORT를 효율적으로 받기 위한 방법을 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating a method for efficiently receiving a REPORT of an ONU that did not send a REPORT message in a previous period in the fixed period dynamic band allocation method according to the present invention.

본 발명에 따른 2단 대역 할당 방법은 일정한 고정 주기에 따라 대역을 할당하는 방법으로서, 도 8에 도시된 바와 같이, (K-1)Cycle(800)의 크기와 (K)Cycle(801)의 크기가 동일하다. 본 발명에 따른 2단 대역 할당 방법은 한 주기의 REPORT 메시지를 기준으로 다음 주기의 GRANT 값을 결정하는 "Interleaved Polling with stop" 방법을 근본으로 하고 있다. 이러한 "Interleaved Polling with stop" 방법에서는, 한 주기에서 ONU들이 상향 데이터를 전송할 때 서로 충돌이 발생하지 않도록 여분의 가드타임(Guard-Time)(802)을 사용한다. The two-stage band allocation method according to the present invention is a method of allocating a band according to a fixed fixed period. As shown in FIG. 8, the size of (K-1) Cycle 800 and the (K) Cycle 801 The same size. The two-stage band allocation method according to the present invention is based on the "Interleaved Polling with stop" method for determining the GRANT value of the next period based on the REPORT message of one period. In this " Interleaved Polling with stop " method, an extra Guard-Time 802 is used to prevent collisions with each other when ONUs transmit uplink data in one cycle.

그러나, 도 4에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 1단계의 대역할당 결과 여분의 대역이 없을 경우에 이전 주기에서 OLT로 REPORT 메시지를 보내지 않았던 ONU들은 계속해서 자신의 대역을 요구할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. However, as described with reference to FIG. 4, in the case where there is no excess band as a result of the band allocation in the first step, ONUs that did not send a REPORT message to the OLT in a previous cycle may continue to require their own bandwidth. Can be.

본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 도 8에 도시된 바와 같이 이전 주기((K-1)Cycle)(800)의 마지막에 현재 주기((K)Cycle)(801)에 사용할 GRANT를 계산하는 계산구간(Computation Period)(803)이 있으며, 이때부터 (K-1)Cycle(801)에서 첫 번째 ONU가 상향 데이터를 전송하기 전까지 상향 대역이 유휴(Idle) 상태에 있게 된다. 본 발명에서는 이러한 상향 유휴 대역(805)을 사용하여 이전 주기에서 REPORT 메시지를 보내지 않았던 ONU들의 REPORT를 받도록 한다. 먼저 OLT가 (K-1)Cycle(800)의 마지막에 디스커버리(discovery)는 되어 있으나 이전 주기에서 REPORT를 요구하지 않았던 ONU 그룹에게 REPORT를 허락하는 멀티캐스팅 메시지를 보내고(806), 이 메시지를 받은 ONU중에서 새로 REPORT메시지를 보내려고 하는 ONU는 OLT에게 REPORT 메시지를 보내어 상향 대역을 요구한다(807). 이때 요구된 상향 대역은 (K)Cycle(801)의 마지막에서 대역 계산 알고리즘을 거쳐, 다음 주기((K+1)Cycle)에서 요구대역을 할당 받는다.In order to solve this problem, the present invention calculates the GRANT to be used for the current period ((K) Cycle) 801 at the end of the previous period ((K-1) Cycle) 800 as shown in FIG. There is a calculation period (803), from which the uplink band is idle until the first ONU transmits uplink data in (K-1) Cycle (801). In the present invention, the uplink idle band 805 is used to receive REPORTs of ONUs that did not send a REPORT message in a previous cycle. First, the OLT sends a multicast message (806) to allow the REPORT to the ONU group that has been discovered at the end of (K-1) Cycle (800) but did not request REPORT in the previous cycle (806). The ONU attempting to send a new REPORT message in the ONU sends an REPORT message to the OLT to request an uplink band (807). At this time, the required uplink band is assigned a request band in the next period ((K + 1) Cycle) through a band calculation algorithm at the end of (K) Cycle 801.

본 발명에 따른 이더넷 수동 광 가입자망(EPON)에서 QoS보장을 위한 대역 할당 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구 현할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 인터넷을 통한 전송과 같이 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다.The bandwidth allocation method for guaranteeing QoS in an Ethernet passive optical subscriber network (EPON) according to the present invention may be implemented as computer readable codes on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, and also include those implemented in the form of carrier waves such as transmission over the Internet. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims below, but also by those equivalent to the claims.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면 이더넷 수동 광 가입자망(EPON)에 있어서 광가입자장치(ONU)로부터 광종단장치(OLT)로 전송되는 상향 데이터를 그 우선순위에 따라서 효율적으로 분배하여 QoS를 제공할 수 있는 이점이 있다. According to the present invention as described above, in the Ethernet passive optical subscriber network (EPON) to provide QoS by efficiently distributing the upstream data transmitted from the optical subscriber unit (ONU) to the optical termination unit (OLT) according to its priority. There is an advantage to this.

또한, 본 발명에 따르면, ONU와 OLT사이의 REPORT 메시지와 GATE 메시지를 이용한 대역폭 할당 과정에서 ONU가 자신의 우선순위 큐 정보를 바탕으로 OLT에 REPORT 메시지를 보낸 이후에 새로운 상향 데이터가 발생한 경우에, 낮은 우선순위 의 데이터가 실제적으로 서비스를 받지 못하는 문제를 해결함으로써 새로 발생한 상향 데이터를 효율적으로 전송할 수 있는 이점이 있다. Further, according to the present invention, when new uplink data occurs after the ONU sends a REPORT message to the OLT based on its priority queue information in the bandwidth allocation process using the REPORT message and the GATE message between the ONU and the OLT, By solving the problem that low-priority data is not actually serviced, there is an advantage of efficiently transmitting newly generated upstream data.

Claims (20)

이더넷 수동 광 가입자망에 있어서, 복수의 광가입자장치(ONU)에서 광종단장치(OLT)로 전송될 상향 데이터를 소정의 데이터 우선순위에 따라 복수의 클래스로 구분하여, 각 클래스 별로 필요한 대역폭을 광종단장치(OLT)에게 요구하는 제1 단계; In an Ethernet passive optical subscriber network, uplink data to be transmitted from a plurality of optical subscriber units (ONUs) to an optical termination unit (OLT) is divided into a plurality of classes according to predetermined data priorities, and the bandwidth required for each class is optically determined. A first step of requesting an end device (OLT); 상기 광종단장치(OLT)는 상기 각각의 클래스 별로 미리 할당된 가중치를 이용하여 각 클래스 별 대역폭 요구량에 따라 대역폭을 분배하는 제2 단계; 및The optical termination device (OLT) is a second step of distributing the bandwidth in accordance with the bandwidth requirements of each class by using the weight assigned in advance for each class; And 상기 광종단장치(OLT)는 이용 가능한 전체 상향 대역폭에서 상기 제2 단계에서 분배하고 남는 여분의 대역폭을 상기 복수의 광가입자장치(ONU)들에게 분배하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 대역 할당 방법.The optical termination device (OLT) comprises a third step of distributing the remaining excess bandwidth to the plurality of optical subscriber units (ONU) in the second step in the total available upstream bandwidth. Bandwidth Allocation Method for Guaranteeing QoS in Passive Optical Subscriber Networks. 제1항에 있어서, 상기 제2 단계는,The method of claim 1, wherein the second step, 상기 광종단장치(OLT)는 상기 각각의 광가입자장치(ONU)의 대역폭 요구량에 대한 테이블을 만드는 단계; 및The optical termination device (OLT) creating a table of bandwidth requirements of each optical subscriber device (ONU); And 상기 각각의 클래스 별로 미리 할당된 대역폭을 가장 우선순위가 높은 클래스부터 차례대로 각 클래스 별 대역폭 요구량에 따라 대역폭을 분배하고, 높은 클래스의 대역폭을 분배한 후 남는 대역폭을 그 다음 순위의 클래스에 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 대 역 할당 방법.The bandwidth allocated in advance for each class is allocated in order from the highest priority class to the bandwidth requirement for each class, and the remaining bandwidth after allocating the bandwidth of the higher class is allocated to the next class. A band allocation method for guaranteeing QoS in an Ethernet passive optical subscriber network, comprising the steps of: 제1항에 있어서, 상기 복수의 클래스별로 할당되는 대역폭에 대한 가중치는 서비스 환경에 따라 운영자에 의하여 설정 가능한 것을 특징으로 하는 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 대역 할당 방법.The method of claim 1, wherein the weights of the bandwidths allocated to the plurality of classes are set by an operator according to a service environment. 제1항에 있어서, 상기 제2 단계에서, The method of claim 1, wherein in the second step, 상기 광종단장치(OLT)는 각 클래스별로 라운드로빈을 기반으로 하는 패킷 스케쥴링 알고리즘을 사용하여 대역폭을 분배하는 것을 특징으로 하는 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 대역 할당 방법.The optical termination device (OLT) is a bandwidth allocation method for guaranteeing QoS in the Ethernet passive optical subscriber network, characterized in that for each class by using a packet scheduling algorithm based on the round robin. 제1항에 있어서, 상기 제3 단계는, 상기 여분의 대역폭(BWREM)이 상기 복수의 광가입자장치(ONU)들이 요구하는 대역폭보다 적으면, 상기 여분의 대역폭(BWREM)을 상기 광가입자장치(ONU)들의 (N)수로 나눈 값이(
Figure 112005057227473-pat00018
)이 이더넷의 최소 프레임 전송 시간보다 클 때까지 소정의 ONU 우선순위에 따라 낮은 우선순위의 광가입자장치(ONU)를 제외함으로써, 높은 우선 순위의 광가입자장치(ONU)들에게 최소 이더넷 전송 시간 이상의 상향대역을 할당하는 것을 특징으로 하는 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 대역 할당 방법.The method of claim 1, wherein the third step, the if the extra bandwidth (BW REM) is less than the bandwidth of the plurality of optical network unit (ONU) are required, the extra bandwidth (BW REM) the optical network The number divided by the (N) number of devices (ONU) is (
Figure 112005057227473-pat00018
By subtracting the low priority optical subscriber unit (ONU) according to a predetermined ONU priority until) is greater than the minimum frame transmission time of Ethernet, the high priority optical subscriber units (ONUs) A band allocation method for guaranteeing QoS in an Ethernet passive optical subscriber network characterized by allocating an upband. 제5항에 있어서, 상기 소정의 ONU 우선순위는 상기 각각의 광가입자장치(ONU)에게 상기 여분의 대역폭(BWREM)을 할당할 때, 인터넷 트래픽의 자기유사(Self-similar) 특성을 반영하기 위하여, 최근에 여분의 대역폭(BWREM)을 많이 사용한 광가입자장치(ONU)에 높은 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 대역 할당 방법.6. The method of claim 5, wherein the predetermined ONU priority reflects a self-similar characteristic of Internet traffic when allocating the extra bandwidth BW REM to each of the optical subscriber units ONU. In order to provide high priority to an optical subscriber unit (ONU) that has recently used a lot of extra bandwidth (BW REM ), the bandwidth allocation method for guaranteeing QoS in an Ethernet passive optical subscriber network. 제1항에 있어서, 상기 광종단장치(OLT)는 GATE 프레임을 이용하여 상기 광가입자장치(ONU)에게 상기 할당된 클래스별 대역폭에 관한 정보를 전송하고, 상기 광가입자장치(ONU)는 상기 수신된 클래스별 대역폭에 관한 정보를 이용하여 각 클래스별 큐에 들어 있는 상향 데이터를 상기 광종단장치(OLT)로 전송하는 것을 특징으로 하는 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 대역 할당 방법.The optical subscriber device (OLT) of claim 1, wherein the optical termination device (OLT) transmits information on the allocated class-specific bandwidth to the optical subscriber device (ONU) using a GATE frame, and the optical subscriber device (ONU) is the reception The bandwidth allocation method for guaranteeing QoS in the Ethernet passive optical subscriber network, characterized in that the uplink data contained in the queue for each class is transmitted to the optical termination device (OLT) by using the information on the bandwidth of each class. 제1항에 있어서, 상기 방법은, 상기 광가입자장치(ONU)들의 대역폭 요구량을 모두 합한 값이 상기 광종단장치(OLT)에 미리 할당한 한 주기(1-Cycle)의 처리시간을 기준으로 설정된 임계치를 초과할 경우에 적용되는 것을 특징으로 하는 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 대역 할당 방법.The method of claim 1, wherein the sum of the bandwidth requirements of the optical subscriber units (ONUs) is set based on the processing time of one cycle (1-Cycle) previously allocated to the optical termination unit (OLT). A band allocation method for guaranteeing QoS in an Ethernet passive optical subscriber network, which is applied when the threshold is exceeded. 제1항에 있어서, 상기 광가입자장치(ONU)가 이전 주기에서 상기 광종단장치 (OLT)로 REPORT 메시지를 보내지 않은 경우에는, 이전 주기((K-1)Cycle)의 마지막부터 현재 주기((K)Cycle)의 첫 번째 광가입자장치(ONU)가 상향 데이터를 전송하기 전까지 사이의 상향 유휴 대역을 이용하여 상기 광종단장치(OLT)로 REPORT 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 대역 할당 방법.2. The method according to claim 1, wherein when the optical subscriber unit ONU does not send a REPORT message to the optical termination device OLT in a previous period, the current period (( K) Cycle's first optical subscriber unit (ONU) Ethernet passive optical subscriber network, characterized in that the transmission of the REPORT message to the optical termination unit (OLT) using the upstream idle band between the transmission until the uplink data Bandwidth Allocation Method for Guaranteeing Quality of Service in QoS 이더넷 수동 광 가입자망에 있어서, 광종단장치(OLT)로 전송될 상향 데이터를 소정의 데이터 우선순위에 따라 복수의 클래스들로 구분하여 전송하고, 각 클래스 별로 필요한 대역폭은 상기 광종단장치(OLT)로부터 할당받는 복수의 광가입자장치(ONU); 및In the Ethernet passive optical subscriber network, uplink data to be transmitted to the optical termination device (OLT) is divided into a plurality of classes according to a predetermined data priority, and the required bandwidth for each class is the optical termination device (OLT). A plurality of optical subscriber units (ONUs) allocated from the apparatus; And 이용 가능한 전체 상향 대역폭에서 상기 각각의 클래스 별로 미리 할당된 가중치를 이용하여 각 클래스 별 대역폭 요구량에 따라 대역폭을 상기 광가입자장치(ONU)들에게 분배한 후, 남는 여분의 대역폭을 상기 광가입자장치(ONU)들에게 다시 분배하는 광종단장치(OLT)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 대역 할당 장치. After allocating the bandwidth to the optical subscriber units (ONUs) according to the bandwidth requirements for each class using the weights pre-assigned for each class in the total available upstream bandwidth, the remaining extra bandwidth is allocated to the optical subscriber units ( Bandwidth allocation apparatus for guaranteeing QoS in an Ethernet passive optical subscriber network, characterized in that it comprises an optical termination unit (OLT) for redistributing to ONU). 제10항에 있어서, 상기 각각의 광가입자장치(ONU)는, The method of claim 10, wherein each of the optical subscriber unit (ONU), 상기 소정의 데이터 우선순위에 따라 각 클래스별로 상향 데이터를 구분하여 저장하는 복수의 우선순위 큐; 및A plurality of priority queues for classifying and storing upstream data for each class according to the predetermined data priority; And 상기 광종단장치(OLT)로부터 수신된 대역 할당 정보에 따라서 상기 우선순위 큐에 저장된 상향 데이터를 상기 광종단장치(OLT)로 전송하는 스케쥴러를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 대역 할당 장치.QoS guarantee in the Ethernet passive optical subscriber network, characterized in that it comprises a scheduler for transmitting the uplink data stored in the priority queue to the optical termination device (OLT) according to the band allocation information received from the optical termination device (OLT). Bandwidth Allocation Device. 제10항에 있어서, 상기 광종단장치(OLT)는,The method of claim 10, wherein the optical termination device (OLT), 상기 각각의 우선순위별 대역폭 요구량과, 상기 광가입자장치(ONU)와 상기 광종단장치(OLT) 사이의 거리정보를 갖는 대역폭 요구 테이블을 저장하는 저장부; 및 A storage unit for storing a bandwidth request table having bandwidth requirements for each priority and distance information between the optical subscriber unit (ONU) and the optical termination unit (OLT); And 이용 가능한 전체 상향 대역폭에서 상기 각각의 클래스 별로 미리 할당된 대역폭을 이용하여 각 클래스 별 대역폭 요구량에 따라 대역폭을 상기 복수의 광가입자장치(ONU)에 분배하고, 이후 남는 여분의 대역폭을 상기 복수의 광가입자장치(ONU)들에게 분배하는 대역폭 할당부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 수동 광 가입자망에서 QoS 보장을 위한 대역 할당 장치.The bandwidth is allocated to the plurality of optical subscriber units (ONU) according to the bandwidth requirements of each class by using the bandwidth allocated in advance for each class in the total available upstream bandwidth, and then the remaining extra bandwidth is allocated to the plurality of optical units. Bandwidth allocation apparatus for guaranteeing QoS in an Ethernet passive optical subscriber network comprising a bandwidth allocation unit for distributing to the subscriber units (ONU). 이더넷 수동 광 가입자망에 있어서, 광종단장치(OLT)로 전송될 상향 데이터를 소정의 데이터 우선순위에 따라 복수의 클래스들로 구분하여 저장하는 복수의 우선순위 큐; 및 An Ethernet passive optical subscriber network comprising: a plurality of priority queues for storing uplink data to be transmitted to an optical termination device (OLT) into a plurality of classes according to a predetermined data priority; And 상기 광종단장치(OLT)로부터 수신된 대역폭 할당 정보에 따라서 상기 우선순위 큐에 저장된 상향 데이터를 상기 광종단장치(OLT)로 전송하는 스케쥴러를 포함하고,A scheduler for transmitting the upstream data stored in the priority queue to the optical termination device (OLT) according to the bandwidth allocation information received from the optical termination device (OLT), 상기 광종단장치(OLT)로부터 할당되는 대역폭은, 상기 광종단장치(OLT)가 이용 가능한 전체 상향 대역폭에서 상기 광종단장치(OLT)에 대역폭을 요구하는 복수의 광가입자장치(ONU)에 대하여 상기 각각의 클래스 별로 미리 할당된 가중치를 이용하여 각 클래스 별 대역폭 요구량에 따라 대역폭을 분배한 후, 다시 남은 여분의 대역폭을 상기 복수의 ONU들에게 분배함으로써 할당되는 것을 특징으로 하는 광가입자장치.The bandwidth allocated from the optical termination device (OLT) is equal to the plurality of optical subscriber devices (ONU) that require bandwidth to the optical termination device (OLT) at the total uplink bandwidth available to the optical termination device (OLT). And distributing the bandwidth according to the bandwidth requirement for each class by using the weights pre-assigned for each class, and then allocating the remaining extra bandwidth to the plurality of ONUs. 제13항에 있어서, 상기 광가입자장치(ONU)는, 이전 주기((K-1)Cycle)에서 상기 광종단장치(OLT)로 REPORT 메시지를 보내지 않은 경우에, 이전 주기((K-1)Cycle)의 마지막부터 현재 주기((K)Cycle)의 첫 번째 광가입자장치(ONU)가 상향 데이터를 전송하기 전까지 사이의 상향 유휴 대역을 이용하여 상기 광종단장치(OLT)로 REPORT 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 광가입자장치.15. The method according to claim 13, wherein the optical subscriber unit ONU does not send a REPORT message from the previous cycle K-1 to the optical termination device OLT. Transmitting a REPORT message to the optical termination device (OLT) using an uplink idle band between the end of the cycle and the first optical subscriber unit (ONU) of the current cycle ((K) Cycle) before transmitting the uplink data. Optical subscriber device, characterized in that. 이더넷 수동 광 가입자망에 있어서, 복수의 광가입자장치(ONU)로부터 전송될 상향 데이터를 소정의 데이터 우선순위에 따라 복수의 클래스로 구분하고, 상기 복수의 광가입자장치(ONU)에 대한 각각의 우선순위별 대역폭 요구량과, 상기 광가입자장치(ONU)까지의 거리정보를 갖는 대역폭 요구 테이블을 저장하는 저장부; 및 In an Ethernet passive optical subscriber network, upstream data to be transmitted from a plurality of optical subscriber units (ONUs) is divided into a plurality of classes according to predetermined data priorities, and respective priorities for the plurality of optical subscriber units (ONUs). A storage unit for storing a bandwidth request table having a bandwidth requirement for each rank and distance information to the optical subscriber unit (ONU); And 이용 가능한 전체 상향 대역폭에서 상기 각각의 클래스 별로 미리 할당된 가중치를 이용하여 각 클래스 별 대역폭 요구량에 따라 대역폭을 상기 복수의 광가입자장치(ONU)에 분배하고, 이후 남는 여분의 대역폭을 다시 상기 복수의 광가입자장 치(ONU)에게 분배하는 대역폭 할당부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광종단장치.The bandwidth is distributed to the plurality of optical subscriber units (ONU) according to the bandwidth requirements of each class by using the weights pre-assigned for each class in the total available upstream bandwidth, and then the remaining extra bandwidth is again distributed to the plurality of optical subscriber units (ONU). Optical termination device comprising a bandwidth allocation unit for distributing to the optical subscriber unit (ONU). 제15항에 있어서, 상기 복수의 클래스별로 할당되는 대역폭에 대한 가중치는 서비스 환경에 따라 운영자에 의하여 설정 가능한 것을 특징으로 하는 광종단장치.The optical termination apparatus of claim 15, wherein a weight for the bandwidth allocated to each of the plurality of classes is set by an operator according to a service environment. 제15항에 있어서, 상기 대역폭할당부는, 각 클래스별로 라운드로빈을 기반으로 하는 패킷 스케쥴링 알고리즘을 사용하여 대역폭을 분배하는 것을 특징으로 하는 광종단장치.16. The optical termination device of claim 15, wherein the bandwidth allocation unit distributes bandwidth by using a packet scheduling algorithm based on round robin for each class. 제15항에 있어서, 상기 대역폭할당부는, 상기 여분의 대역폭(BWREM)이 상기 복수의 광가입자장치(ONU)들이 요구하는 대역폭보다 적으면, 상기 여분의 대역폭(BWREM)을 상기 광가입자장치(ONU)들의 (N)수로 나눈 값이(
Figure 112005057227473-pat00019
)이 이더넷의 최소 프레임 전송 시간보다 클 때까지 소정의 ONU 우선순위에 따라 낮은 우선순위의 광가입자장치(ONU)를 제외함으로써, 높은 우선 순위의 광가입자장치(ONU)들에게 최소 이더넷 전송 시간 이상의 상향대역을 할당하는 것을 특징으로 하는 광종단장치.The method of claim 15, wherein the bandwidth assignment to the, the, if the extra bandwidth (BW REM) is less than the bandwidth of the plurality of optical network unit (ONU) are required, the extra bandwidth (BW REM) the optical network The number divided by the (N) number of devices (ONU) is (
Figure 112005057227473-pat00019
By subtracting the low priority optical subscriber unit (ONU) according to a predetermined ONU priority until) is greater than the minimum frame transmission time of Ethernet, the high priority optical subscriber units (ONUs) Optical termination device, characterized in that the allocation of the up band. 제18항에 있어서, 상기 소정의 ONU 우선순위는 상기 각각의 광가입자장치 (ONU)에게 상기 여분의 대역폭(BWREM)을 할당할 때, 인터넷 트래픽의 자기유사(Self-similar) 특성을 반영하기 위하여, 최근에 여분의 대역폭(BWREM)을 많이 사용한 광가입자장치(ONU)에 높은 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 광종단장치.19. The method of claim 18, wherein the predetermined ONU priority reflects a self-similar characteristic of Internet traffic when allocating the extra bandwidth BW REM to each of the optical subscriber units ONU. In order to provide a high priority to the optical subscriber unit (ONU) that has recently used a lot of extra bandwidth (BW REM ). 제15항에 있어서, 상기 광종단장치(OLT)는, GATE 프레임을 이용하여 상기 광가입자장치(ONU)에게 상기 할당된 클래스별 대역폭에 관한 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 광종단장치.The optical termination device according to claim 15, wherein the optical termination device (OLT) transmits information on the allocated class-specific bandwidth to the optical subscriber device (ONU) using a GATE frame.
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