KR20180042100A - A control apparatus and method for packet based optical signal switching - Google Patents

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KR20180042100A KR1020170017448A KR20170017448A KR20180042100A KR 20180042100 A KR20180042100 A KR 20180042100A KR 1020170017448 A KR1020170017448 A KR 1020170017448A KR 20170017448 A KR20170017448 A KR 20170017448A KR 20180042100 A KR20180042100 A KR 20180042100A
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Abstract

The present invention relates to an apparatus to control a packet-type optical signal switch and a method thereof. According to the present invention, the method to control an optical switching may comprise: a step of generating an optical switch path by corresponding to a destination node of a service traffic introduced from an external service network; a step of generating an optical frame corresponding to the generated optical switch path; a step of transmitting a request message to a control server in order to receive a time slot to transmit the generated optical frame; a step of receiving an approval message as a result of approval for the transmitted request message to generate an optical signal having a specific wavelength to transmit the optical frame; and a step of transmitting the optical frame to the destination node in accordance with the optical switch path by using the generated optical frame. The present invention provides an apparatus and method for generating an optical signal for each destination of an optical signal network and controlling an optical signal switching path to transfer data traffic to a destination by using a technology to change an optical switch path in accordance with a change in the wavelength of an optical signal and an input/output port of the optical signal.

Description

패킷형 광 신호 스위치의 제어 장치 및 방법{A CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR PACKET BASED OPTICAL SIGNAL SWITCHING}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a packet-

본 발명은 패킷형 광 신호 스위치의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광 신호 네트워크의 인입부에 도착한 데이터 트래픽을 광 신호 네트워크에 적합한 광 신호로 변환하고, 해당 광 신호의 파장과 광 신호의 입출력 포트 변경에 따른 광 스위치 경로의 변경 기술을 이용하여 데이터 트래픽을 목적지로 전달할 수 있도록 광 신호 네트워크의 목적지 별로 광 신호를 생성하고 광 신호 스위칭 경로를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for controlling a packet-type optical signal switch, and more particularly, to a method and apparatus for controlling a packet-type optical signal switch by converting data traffic arriving at an inlet of an optical signal network into an optical signal suitable for the optical signal network, To an apparatus and method for generating an optical signal for each destination of an optical signal network and controlling an optical signal switching path so that data traffic can be transmitted to a destination using a technique of changing an optical switch path according to a change of input / output ports of a signal.

최근 데이터 통신에서 회선 기술인 OTN(Optical Transport Network), SDH(Synchronous Optical Networking), SONET(Synchronous Optical Network)과 패킷 기술인 Ethernet, MPLS(Multi-Protocol Label Switching), IP(Internet Protocol) 등의 발전으로 광 네트워크의 고속 대용량화가 진행되고 있다.Recent developments in data communication, such as OTN (Optical Transport Network), SDH (Synchronous Optical Networking), SONET (Synchronous Optical Network), packet technology Ethernet, Multi-Protocol Label Switching (MPLS) And the capacity of the network is increasing rapidly.

그러나 고속 대용량화가 진행되고 있는 광 네트워크에서 전기적 스위치를 이용한 신호의 전송은 한계에 가까워지고 있다. 따라서, 광 네트워크의 출발지 노드에서 생성된 광 신호를 전기로 변환하지 않고 직접 목적지 노드까지 전송하는 광 네트워크의 필요성이 증대되고 있는 실정이다.However, the transmission of signals using an electrical switch is approaching the limit in an optical network in which high capacity is being rapidly increased. Accordingly, there is a growing need for an optical network that directly transmits an optical signal generated at a source node of an optical network to a destination node without converting it into electricity.

본 발명은 광 신호 네트워크의 인입부에 도착한 데이터 트래픽을 광 신호 네트워크에 적합한 광 신호로 변환하고, 해당 광 신호의 파장과 광 신호의 입출력 포트 변경에 따른 광 스위치 경로의 변경 기술을 이용하여 데이터 트래픽을 목적지로 전달할 수 있도록 광 신호 네트워크의 목적지 별로 광 신호를 생성하고 광 신호 스위칭 경로를 제어하는 장치 및 방법을 제공한다.The present invention relates to a method and a device for converting data traffic arriving at an inlet of an optical signal network into an optical signal suitable for an optical signal network and using a technique of changing a wavelength of the optical signal and an optical switch path, The present invention provides an apparatus and method for generating an optical signal for each destination of an optical signal network and controlling an optical signal switching path so that the optical signal can be transmitted to a destination.

본 발명의 일실시예에 따른 패킷형 광 신호 네트워크의 데이터 평면(data plane)이 수행하는 광 스위칭 제어 방법은 외부 서비스 네트워크로부터 유입되는 서비스 트래픽의 목적지 노드에 대응하여 광 스위치 경로를 생성하는 단계; 상기 생성된 광 스위치 경로에 대응하는 광 프레임을 생성하는 단계; 상기 생성된 광 프레임을 전송하기 위한 광 신호의 목적지 입력 포트를 포함하는 광 스위치 경로와 타임 슬롯을 할당 받기 위하여 각 인입 노드가 제어 서버로 요청 메시지를 전송하는 단계; 상기 전송된 요청 메시지에 대한 승인 결과로 승인메시지를 수신하여 상기 광 프레임을 전송하기 위해 특정 파장을 가지는 광 신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 광 신호를 이용하여 상기 광 프레임을 전송하고 스위칭 하기 위한 입출력 포트 및 스위칭 포트를 지정하여 광 신호 전달을 위한 광 스위치 경로 설정 단계; 상기 할당된 타임 슬롯과 광 스위치 경로에 따라 목적지 노드까지 광 프레임을 전달하는 단계를 포함할 수 있다.An optical switching control method performed by a data plane of a packet optical signal network according to an embodiment of the present invention includes generating an optical switch path corresponding to a destination node of service traffic flowing from an external service network; Generating an optical frame corresponding to the generated optical switch path; Transmitting a request message to each ingress node to a control server in order to allocate a time slot and an optical switch path including a destination input port of an optical signal for transmitting the generated optical frame; Receiving an acknowledgment message as a result of the acknowledgment of the transmitted request message and generating an optical signal having a specific wavelength for transmitting the optical frame; Setting an optical switch path for optical signal transmission by designating an input / output port and a switching port for transmitting and switching the optical frame using the generated optical signal; And transmitting the optical frame to the destination node according to the allocated time slot and the optical switch path.

상기 광 프레임 전달하는 단계는 광 신호의 파장에 따라 광 스위치 경로를 변경하는 배열 광도파로 격자 라우팅(Arrayed Waveguide Granting Routing, AWGR)을 이용할 수 있다.The step of transmitting the optical frame may use an arrayed waveguide grating routing (AWGR) that changes the optical switch path according to the wavelength of the optical signal.

상기 요청 메시지를 전송하는 단계는 해당 광 스위치 경로의 사용과 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지를 전송 중에 다른 인입 노드로부터 상기 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지를 수신하는 경우, 시프트 레지스터의 지연 로직을 이용하여 순차적으로 전송할 수 있다.Wherein the step of transmitting the request message includes the steps of: using the optical switch path and receiving a request message for time slot allocation from another ingress node during transmission of a request message for time slot allocation, Can be transmitted sequentially.

상기 광 스위치 경로와 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지는 요청 타임 슬롯의 아이디(ID), 목적지 노드 아이디(ID) 및 광 스위치 경로 아이디 (ID), 서비스 포트 및 광 스위치 경로의 혼잡상황, 요청 메시지를 전송한 인입 노드 정보 및 요청 메시지를 전송한 인입 노드의 목적지 별 VOQ 정보를 포함할 수 있다.The request message for the optical switch path and the time slot allocation includes an ID of a requested time slot, a destination node ID and an optical switch path ID, a congestion state of a service port and an optical switch path, The incoming ingress node information and the destination-specific VOQ information of the ingress node that transmitted the request message.

본 발명의 일실시예에 따른 패킷형 광 신호 스위칭 네트워크의 제어 서버(Control server)가 수행하는 광 신호 스위칭 제어 방법은 인입 노드의 제어 클라이언트(Control client)로부터 해당 광 스위치 경로의 사용과 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 수신된 요청 메시지를 기반으로 스케줄링 기능을 수행하여 특정 타임 슬롯에 특정 광 스위치 경로가 할당되도록 결정하는 단계; 및 상기 수신된 요청 메시지에 대한 승인 결과로 승인 메시지를 상기 인입 노드의 제어 클라이언트로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.The optical signal switching control method performed by the control server of the packet-type optical signal switching network according to an embodiment of the present invention is a method for controlling the use of a corresponding optical switch path from a control client of an ingress node, ≪ / RTI > Determining a specific optical switch path to be allocated to a specific time slot by performing a scheduling function based on the received request message; And forwarding an acknowledgment message to the control client of the ingress node as a result of the approval of the received request message.

상기 광 스위치 경로와 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지는 요청 타임 슬롯의 아이디(ID), 목적지 노드 아이디(ID) 및 광 스위치 경로 아이디 (ID), 서비스 포트 및 광 스위치 경로의 혼잡상황, 요청 메시지를 전송한 인입 노드 정보 및 요청 메시지를 전송한 인입 노드의 목적지 별 VOQ 정보를 포함할 수 있다.The request message for the optical switch path and the time slot allocation includes an ID of a requested time slot, a destination node ID and an optical switch path ID, a congestion state of a service port and an optical switch path, The incoming ingress node information and the destination-specific VOQ information of the ingress node that transmitted the request message.

상기 요청 메시지를 수신하는 단계는 복수의 인입 노드로부터 수신된 요청 메시지를 그룹화하여 처리할 수 있다.The step of receiving the request message may group and process request messages received from a plurality of incoming nodes.

본 발명의 일실시예에 따른 광 신호 스위칭 장치는 패킷형 광 네트워크의 인입 노드로 유입되는 서비스 트래픽을 광 신호를 이용하여 목적지 노드로 전달하기 위한 데이터 평면(data plane); 상기 데이터 평면의 인입 노드와 광 신호 목적지 노드 사이에 존재하는 복수의 광 스위치 경로에서 광 스위칭을 제어하기 위한 제어 서버를 포함할 수 있다.An optical signal switching apparatus according to an embodiment of the present invention includes a data plane for transmitting service traffic to an ingress node of a packet-type optical network to a destination node using an optical signal; And a control server for controlling optical switching in a plurality of optical switch paths existing between the ingress node of the data plane and the optical signal destination node.

상기 데이터 평면은 상기 서비스 트래픽의 목적지 노드에 대응하여 광 스위치 경로가 관리 되고, 상기 광 스위치 경로에 대응하는 광 프레임을 생성하는 광 프레임 송신부; 상기 생성된 광 프레임을 상기 목적지 노드로 전송하기 위하여 특정 파장을 가지는 광 신호를 생성하는 광 가변 송신기; 상기 특정 파장을 가지는 광 신호를 상기 목적지 노드로 전송하는 광도파로 격자 라우팅(AWGR: Arrayed Waveguide Grating Routing); 상기 특정 파장을 가지는 광 신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하는 광 수신기; 및 상기 수신된 광 신호에 포함된 광 프레임에서 상기 서비스 트래픽을 추출하는 광 프레임 수신부를 포함할 수 있다.An optical frame transmitter for managing an optical switch path corresponding to a destination node of the service traffic and generating an optical frame corresponding to the optical switch path; A variable optical transmitter for generating an optical signal having a specific wavelength to transmit the generated optical frame to the destination node; An arrayed waveguide grating routing (AWGR) for transmitting the optical signal having the specific wavelength to the destination node; An optical receiver for receiving the optical signal having the specific wavelength and converting the optical signal into an electrical signal; And an optical frame receiver for extracting the service traffic from the optical frame included in the received optical signal.

상기 광 스위치 경로는 상기 인입 노드에서 목적지 노드까지의 광 신호 전달 및 스위칭 장치의 입출력 포트, 상기 광 신호가 전송되는 타임 슬롯 및 상기 광 신호의 파장에 대한 정보를 포함할 수 있다.The optical switch path may include an optical signal transmission from the ingress node to a destination node and information about an input / output port of the switching device, a time slot through which the optical signal is transmitted, and a wavelength of the optical signal.

상기 제어 서버는 상기 인입 노드의 제어 클라이언트(Control client)로부터 해당 광 스위치 경로의 사용과 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지를 수신하고, 상기 수신된 요청 메시지에 대한 승인 결과로 승인메시지를 상기 인입 노드의 제어 클라이언트로 전달하는 제어 인터페이스 관리부; 상기 제어 인터페이스 관리부가 수신한 해당 광 스위치 경로의 사용과 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지를 기반으로 스케줄링 기능을 수행하여 특정 타임 슬롯에 특정 광 스위치 경로가 할당되도록 결정하는 스케줄러를 포함할 수 있다. The control server receives a request message for use of the optical switch path and time slot allocation from a control client of the ingress node and transmits an acknowledgment message to the ingress node as a result of the approval of the received request message A control interface manager for delivering the control message to the control client; And a scheduler for determining a specific optical switch path to be allocated to a specific time slot by performing a scheduling function based on the use of the corresponding optical switch path received by the control interface management unit and a request message for time slot allocation.

상기 인입 노드의 제어 클라이언트는 해당 광 스위치 경로의 사용과 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지를 전송 중에 다른 인입 노드로부터 상기 요청 메시지를 수신하는 경우, 시프트 레지스터의 지연 로직을 이용하여 순차적으로 전송할 수 있다.When the control client of the ingress node receives the request message from another ingress node while transmitting the request message for the use of the optical switch path and the time slot allocation, the control client can sequentially transmit the request message using the delay logic of the shift register.

상기 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지는 요청 타임 슬롯의 아이디(ID), 목적지 노드 아이디(ID) 및 광 스위치 경로 아이디 (ID), 서비스 포트 및 광 스위치 경로의 혼잡상황, 요청 메시지를 전송한 인입 노드 정보 및 요청 메시지를 전송한 인입 노드의 목적지 별 VOQ 정보를 포함할 수 있다.The request message for time slot allocation includes an ID of a requested time slot, a destination node ID and an optical switch path ID, a congestion state of a service port and an optical switch path, And the destination-specific VOQ information of the ingress node that transmitted the information and request message.

본 발명의 일실시예에 의하면, 광 신호 네트워크의 인입부에 도착한 데이터 트래픽을 광 신호 네트워크에 적합한 광 신호로 변환하고, 해당 광 신호의 파장과 광 신호의 입출력 포트 변경에 따른 광 스위치 경로의 변경 기술을 이용하여 데이터 트래픽을 목적지로 전달할 수 있도록 광 신호 네트워크의 목적지 별로 광 신호를 생성하고 광 신호 스위칭 경로를 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, data traffic arriving at an inlet of an optical signal network is converted into an optical signal suitable for the optical signal network, and the wavelength of the optical signal and the change of the optical switch path It is possible to generate an optical signal for each destination of the optical signal network and control the optical signal switching path so that the data traffic can be transmitted to the destination using the technique.

본 발명의 일실시예에 의하면, 인입 노드와 목적지 노드 사이에 광 신호를 전기적 신호로 변환 없이 광 스위칭을 가능하게 하는 제어 기술을 통해 네트워크의 데이터 전달 지연을 줄이고 전기 에너지 소모를 줄일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce data transmission delay in the network and reduce electric energy consumption through a control technique that enables optical switching between an incoming node and a destination node without converting an optical signal into an electrical signal.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 패킷형의 광 신호 네트워크에 대한 개념도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인입 노드와 목적지 노드의 광 신호 입출력 포트 별로 파장 및 타임 슬롯에 따라 광 스위치 경로가 구성 관리되는 테이블 형상을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 광 스위치 경로 별로 대응하는 광 프레임이 특정 파장을 가지고 특정 타임 슬롯 동안 데이터 평면을 통해 목적지인 목적지 노드로 전송되는 형상을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 각각의 광 프레임이 하나의 타임 슬롯 동안 서비스 트래픽으로 이더넷 프레임을 전달하는 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 각각의 광 프레임이 두 개 이상의 타임 슬롯 동안 서비스 트래픽으로 이더넷 프레임을 전달하는 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 각각의 네트워크 노드에서 타임 슬롯에 대한 요청 및 승인, 광 신호 또는 광 프레임 전송을 위하여 관리되어야 하는 타임 슬롯 기반의 시간 정보를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제어 규칙을 시간 측면에서 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 요청 메시지 전달을 위한 상향(Upstream) 제어 네트워크의 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 메시지 다중화 부의 상세 동작을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 요청 메시지 전달을 위한 상향(Upstream) 제어 네트워크의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 패킷형의 광 신호 네트워크를 위한 제어 인터페이스의 하향(Downstream) 제어 네트워크의 물리적 형상을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 프레임을 사용한 요청 메시지의 예를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 프레임을 사용한 그룹별 승인 메시지의 예를 도시한 도면이다.
1 is a conceptual diagram of a packet-type optical signal network according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a table shape in which an optical switch path is configured and managed according to wavelength and time slot for each optical signal input / output port of an ingress node and a destination node according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a shape in which an optical frame corresponding to each optical switch path has a specific wavelength and is transmitted to a destination node through a data plane during a specific time slot according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example in which each optical frame according to an embodiment of the present invention transmits Ethernet frames as service traffic during one time slot.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which each optical frame according to an embodiment of the present invention delivers Ethernet frames to service traffic during two or more time slots.
FIG. 6 illustrates time slot-based time information to be managed for requesting and acknowledging time slots, optical signals, or optical frame transmissions in each network node according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a time diagram of control rules according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
8 is a diagram illustrating an example of an upstream control network for transmitting a request message according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating a detailed operation of a message multiplexing unit according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating another example of an upstream control network for transmitting a request message according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a physical configuration of a downstream control network of a control interface for a packet-type optical signal network according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram illustrating an example of a request message using an Ethernet frame according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating an example of an approval message per group using an Ethernet frame according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional descriptions of embodiments of the present invention disclosed herein are presented for the purpose of describing embodiments only in accordance with the concepts of the present invention, May be embodied in various forms and are not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention are capable of various modifications and may take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. However, it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the specific disclosure forms, but includes changes, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, or the like may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element being referred to as the second element, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Expressions that describe the relationship between components, for example, "between" and "immediately" or "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ", or" having ", and the like, are used to specify one or more of the features, numbers, steps, operations, elements, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 패킷형의 광 신호 네트워크에 대한 개념도를 도시한 도면이다.1 is a conceptual diagram of a packet-type optical signal network according to an embodiment of the present invention.

광 신호 네트워크(100)는 외부 서비스 네트워크로부터 인입 노드(210)로 유입된 서비스 트래픽을 광 소자의 입출력 포트와 광 신호의 파장에 따른 광 스위치 경로(Photonic Switch Path, PSP)의 변경 기술을 이용하여 목적지 노드까지 전송할 수 있다. 이때, 광 신호 네트워크(100)는 서비스 트래픽을 광 스위치 경로를 통해 목적지인 목적지 노드(220)까지 전송하는 데이터 평면(200), 광 스위치 경로의 변경을 제어하기 위한 제어 서버(300) 및 각각의 인입 노드(210) 및 목적지 노드(220)에 분산된 제어 클라이언트(214)로 구성될 수 있다.The optical signal network 100 uses the input / output port of the optical device and the change technology of the optical switch path (PSP) according to the wavelength of the optical signal to transmit the service traffic, which has flowed from the external service network to the ingress node 210, To the destination node. At this time, the optical signal network 100 includes a data plane 200 for transmitting service traffic to a destination node 220 via an optical switch path, a control server 300 for controlling the change of the optical switch path, And a control client 214 distributed to the ingress node 210 and the destination node 220.

먼저, 데이터 평면(200)은 광 신호 네트워크(100)에서 서비스 트래픽이 입출력되는 경로에 포함된 광 소자 모두를 포함하며, 서비스 트래픽이 입력되는 인입 노드(210)의 입력 포트로부터 서비스 트래픽이 출력되는 목적지 노드(220)의 출력 포트까지 서비스 트래픽이 전송될 수 있는 물리적인 경로 전체를 의미한다.First, the data plane 200 includes all the optical elements included in the path through which the service traffic is input / output in the optical signal network 100, and the service traffic is output from the input port of the ingress node 210 to which the service traffic is input The entire physical path through which the service traffic can be transmitted to the output port of the destination node 220. [

데이터 평면(200)은 복수의 인입 노드(210), 복수의 목적지 노드(220) 및 인입 노드(210)와 목적지 노드(220) 사이에 위치하여 광 신호의 파장에 따라 광 스위치 경로를 변경하는 배열 광도파로 격자 라우팅(Arrayed Waveguide Granting Routing, AWGR)(230)으로 구성될 수 있다. 복수의 인입 노드(210) 및 목적지 노드(220) 사이에는 복수의 광 스위치 경로가 존재할 수 있으며, 각각의 광 스위치 경로는 인입 노드(210)로부터 목적지 노드(220)까지 존재하는 모든 물리적인 광 소자들에 대한 광 신호 입출력 포트, 광 신호가 전달되는 타임 슬롯 및 광 신호의 파장에 대한 속성 정보를 포함할 수 있다.The data plane 200 includes a plurality of ingress nodes 210, a plurality of destination nodes 220 and an array 220 that is located between the ingress node 210 and the destination node 220 and changes the optical switch path according to the wavelength of the optical signal. And an Arrayed Waveguide Granting Routing (AWGR) 230. A plurality of optical switch paths may exist between the plurality of ingress nodes 210 and the destination node 220 and each optical switch path may include all physical optical elements 220 existing from the ingress node 210 to the destination node 220. [ Output ports for optical signals, time slots through which optical signals are transmitted, and property information on wavelengths of optical signals.

구체적으로 복수의 인입 노드(210) 각각은 광 프레임 송신부(211), 광 가변 송신기(212) 및 광 경로 스위치(213)를 포함할 수 있다. 광 프레임 송신부(211)는 외부 서비스 네트워크를 통해 유입된 서비스 트래픽에 본 발명에 의한 제어를 통하여 데이터 평면(200) 상의 광 신호 전달 경로인 광 스위치 경로를 결정할 수 있다. 광 프레임 송신부(211)는 각 광 스위치 경로에 대응하는 광 프레임(Photonic Frame, PF)을 생성하여 광 프레임을 저장하는 메모리인 VOQ(Virtual Output Queue)에 저장 할 수 있다. 이때, VOQ는 동일한 목적지에 대한 광 스위치 경로 별로 생성된 광 프레임을 구분하여 저장할 수 있다. Specifically, each of the plurality of ingress nodes 210 may include an optical frame transmitter 211, a variable optical transmitter 212, and an optical path switch 213. The optical frame transmitter 211 can determine the optical switch path that is the optical signal transmission path on the data plane 200 through the control of the present invention to the service traffic flowing through the external service network. The optical frame transmitting unit 211 may generate a photonic frame (PF) corresponding to each optical switch path and store the optical frame in a virtual output queue (VOQ), which is a memory for storing optical frames. At this time, the VOQ can store the optical frames generated by the optical switch paths for the same destination separately.

광 가변 송신기(212)는 동일한 목적지에 대한 광 스위치 경로 별로 VOQ에 저장된 광 프레임을 전송하기 위하여 광 소자들의 입출력 포트와 타임 슬롯 별로 특정 파장을 가지는 광 신호를 생성할 수 있다. 즉, 특정 광 스위치 경로에 대응하여 생성된 특정 광 프레임은 하나의 특정 파장을 가지는 광 신호를 통해 특정 타임 슬롯동안 목적지인 목적지 노드(220)까지 전송될 수 있다. 이후 광 가변 송신기(212)는 생성된 특정 파장을 가지는 광 신호를 인입 노드(210)의 후단에 위치한 광 경로 스위치(213)로 전달 할 수 있다.The optical tunable transmitter 212 may generate an optical signal having a specific wavelength for each time slot and input / output port of the optical devices to transmit the optical frame stored in the VOQ for each optical switch path for the same destination. That is, a specific optical frame generated corresponding to a specific optical switch path can be transmitted to a destination node 220 which is a destination during a specific time slot through an optical signal having a specific wavelength. The optical tunable transmitter 212 may then transmit the generated optical signal having the specific wavelength to the optical path switch 213 located at the rear end of the ingress node 210.

광 경로 스위치(213)는 광 가변 송신기(212)에서 수신된 광 신호를 해당 광 신호에 대응하는 타임 슬롯동안 해당 광 신호에 대응하는 광 스위치 경로에 따라 지정된 출력 포트로 스위칭 할 수 있다. The optical path switch 213 may switch the optical signal received by the optical variable transmitter 212 to an output port designated according to an optical switch path corresponding to the optical signal during a time slot corresponding to the optical signal.

배열 광도파로 격자 라우팅(230)은 광 경로 스위치(213)를 통해 수신된 광 신호를 파장에 따라 광학적으로 결정된 출력 포트로 전달 할 수 있다. 즉, 배열 광도파로 격자 라우팅(230)은 수신된 광 신호의 파장에 따라 출력 포트가 미리 정해질 수 있다.The arrayed optical waveguide grating routing 230 can transmit the optical signal received through the optical path switch 213 to an optically determined output port according to the wavelength. That is, the array optical waveguide grating routing 230 can preset the output port according to the wavelength of the received optical signal.

복수의 목적지 노드(220) 각각은 광 수신기(221) 및 광 프레임 수신부(222)로 구성될 수 있다. 먼저, 광 수신기(221)는 배열 광도파로 격자 라우팅(230)을 통해 수신된 광 신호를 전기적 신호로 변환하여 광 프레임 수신부(222)로 전달 할 수 있다.Each of the plurality of destination nodes 220 may include an optical receiver 221 and a light frame receiver 222. First, the optical receiver 221 may convert an optical signal received through the optical waveguide grating routing 230 into an electrical signal and transmit the electrical signal to the optical frame receiver 222.

광 프레임 수신부(222)는 광 수신기(221)를 통해 전기적 신호로 변환된 광 신호의 광 프레임에서 외부 서비스 네트워크에 적합한 서비스 트래픽을 추출하고, 추출된 서비스 트래픽을 해당하는 외부 서비스 네트워크의 인터페이스로 전달할 수 있다.The optical frame receiver 222 extracts the service traffic suitable for the external service network from the optical frame of the optical signal converted into the electrical signal through the optical receiver 221 and delivers the extracted service traffic to the interface of the corresponding external service network .

상기 광 프레임 송신부(211), 광 가변 송신기(212), 광 경로 스위치(213), 광 수신기(221) 및 광 프레임 수신부(222)는 전기적인 제어가 필요한 부품 및 소자이다. 이때, 광 프레임 송신부(211), 광 가변 송신기(212), 광 경로 스위치(213)는 인입 노드(210)에 실장 되고, 광 수신기(221) 및 광 프레임 수신부(222)는 목적지 노드(220)에 실장되는 것으로 설명되고 있지만, 필요에 따라 물리적으로 분리되어 제어 될 수 있으며, 광 경로 스위치(213)와 배열 광도파로 격자 라우팅(230)의 배치는 다양한 광 스위칭 경로 구성을 위해 배치 순서 변경 및 중첩을 통해 다양한 형상으로 구성할 수 있다.The optical frame transmitter 211, the optical variable transmitter 212, the optical path switch 213, the optical receiver 221, and the optical frame receiver 222 are parts and devices that require electrical control. At this time, the optical frame transmitter 211, the optical variable transmitter 212, and the optical path switch 213 are mounted on the ingress node 210. The optical receiver 221 and the optical frame receiver 222 are connected to the destination node 220, But the arrangement of the optical path switch 213 and the arrayed optical waveguide grating routing 230 may be changed in the order of arrangement and overlapping for various optical switching path configurations. It is possible to configure various shapes.

본 발명의 일실시예에 따른 광 신호 네트워크(100)의 데이터 평면(200)에 포함된 복수의 인입 노드(210)와 목적지 노드(220)들 각각은 도 1과 같이 복수의 광 가변 송신기(212) 및 복수의 광 수신기(221)를 포함할 수 있다. 따라서 복수의 인입 노드(210)와 목적지 노드(220)들 각각은 외부 서비스 네트워크와 서비스 입출입 지점(service ingress/egress point)에서 복수의 이더넷 포트를 통해 외부 서비스 네트워크 또는 ToR 스위치로 연결될 수 있다. Each of a plurality of incoming nodes 210 and destination nodes 220 included in a data plane 200 of an optical signal network 100 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of optical variable transmitters 212 And a plurality of optical receivers 221. Thus, each of the plurality of ingress nodes 210 and the destination nodes 220 may be connected to the external service network or the ToR switch through a plurality of Ethernet ports at a service ingress / egress point.

이때, 경우에 따라 외부 서비스 네트워크의 네트워크 구성 요소는 ToR 스위치가 아닌 서버, 저장장치, 프로세서 등 통신 기능을 가진 모든 형태의 네트워크 구성요소가 될 수 있으며, 복수의 인입 노드(210)와 목적지 노드(220)들 각각의 서비스 입출입 지점에는 필요에 따라 복수의 물리적 포트가 존재할 수 있다.In this case, the network component of the external service network may be any type of network component having a communication function such as a server, a storage device, a processor, etc., rather than a ToR switch, and a plurality of incoming nodes 210 and a destination node 220 may have a plurality of physical ports at a service entry / exit point as required.

이와 같이 복수의 인입 노드(210)와 목적지 노드(220)들 각각이 복수의 광 가변 송신기(212) 및 복수의 광 수신기(221)에 의해 연결되어 있는 패킷형 광 신호 네트워크 구조를 가지면, 각각의 인입 노드(210)는 동시에 여러 개의 목적지 노드(220)로 광 신호를 전달 함으로써 증가된 대역폭으로 통신이 가능하다.If each of the plurality of ingress nodes 210 and the plurality of destination nodes 220 is connected by a plurality of optical variable transmitters 212 and a plurality of optical receivers 221, The ingress node 210 is capable of communicating at an increased bandwidth by transmitting optical signals to multiple destination nodes 220 at the same time.

본 발명의 일실시예에 따른 광 신호 네트워크(100)의 데이터 평면(200)은 인입 노드(210)와 목적지 노드(220)의 조합으로 구성되는 총 N 개의 네트워크 노드들을 포함할 수 있으며, 각각의 네트워크 노드들은 시각이 동기화되어 관리 및 제어될 수 있다.The data plane 200 of the optical signal network 100 according to an embodiment of the present invention may include a total of N network nodes configured by a combination of an ingress node 210 and a destination node 220, Network nodes can be managed and controlled in a synchronized manner.

다음으로 제어 서버(300)는 데이터 평면(200)을 통해 전달되는 광 신호에 대한 광 스위치 경로를 변경할 수 있는 제어 신호를 제공할 수 있다. 구체적으로 제어 서버(300)는 제어 인터페이스 관리부(310) 및 프레임 스케줄러(320)로 구성될 수 있다. 먼저 인입 노드(210)의 VOQ에는 동일한 목적지에 대한 광 스위치 경로 별로 생성된 광 프레임이 타임 슬롯 단위로 구분되어 저장되어 있다. 이때, 인입 노드(210)에 포함된 제어 클라이언트(Control Client)(214)는 VOQ에 저장된 광 프레임을 목적지인 목적지 노드(220)까지 전송하기 위하여 해당 광 프레임에 대한 광 스위칭 경로와 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지를 제어 서버(300) 내의 제어 인터페이스 관리부(310)로 전송할 수 있다.The control server 300 may then provide a control signal to change the optical switch path for the optical signal transmitted over the data plane 200. [ Specifically, the control server 300 may include a control interface management unit 310 and a frame scheduler 320. First, in the VOQ of the ingress node 210, optical frames generated for each optical switch path for the same destination are stored in units of time slots. At this time, the control client 214 included in the ingress node 210 transmits an optical switching path and a time slot allocation for the corresponding optical frame to the destination node 220, which is a destination, To the control-interface management unit 310 in the control server 300. The control-

제어 인터페이스 관리부(310)는 복수의 인입 노드(210)들에 포함된 제어 클라이언트(214)로부터 수신된 요청 메시지를 기반으로 광 신호 네트워크(100)의 타임 슬롯 별 광 스위치 경로 관리 테이블을 구성하고 프레임 스케줄러(320)가 제어 클라이언트(210)들의 요청에 대한 스케줄링을 시작할 수 있도록 한다.The control interface management unit 310 forms an optical switch path management table for each time slot of the optical signal network 100 based on the request message received from the control client 214 included in the plurality of ingress nodes 210, Allowing the scheduler 320 to begin scheduling for the requests of the control clients 210.

프레임 스케줄러(320)는 제어 인터페이스 관리부(310)를 통해 수신된 요청 메시지들을 이용하여 타입 슬롯 별 광 스위치 관리 테이블의 유효한 요청에 대해 스케줄링을 수행함으로써 하나의 타임 슬롯 동안 특정 광 스위치 경로에 따라 특정 광 프레임을 전송할 수 있도록 제어할 수 있다.The frame scheduler 320 schedules a valid request of the optical switch management table for each type slot by using the request messages received through the control interface management unit 310, It is possible to control the transmission of the frame.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인입 노드와 목적지 노드의 광 신호 입출력 포트 별로 파장 및 타임 슬롯에 따라 광 스위치 경로가 구성 관리되는 테이블 형상을 도시한 도면이다.2 is a diagram showing a table shape in which an optical switch path is configured and managed according to wavelength and time slot for each optical signal input / output port of an ingress node and a destination node according to an embodiment of the present invention.

광 신호 네트워크(100)의 목적지인 목적지 노드(220)는 타임 슬롯을 기반으로 운영되며, 각각의 목적지 노드(220)는 특정 타임 슬롯에 정해진 파장을 가지는 광 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 하나의 물리적 입출력 포트에 여러 개의 광 스위치 경로를 통해 광 신호가 송수신되는 구조를 가지는 네트워크 노드는 광 신호의 송수신을 위해 타임 슬롯을 정확하게 관리하여야 한다. 다시 말해서, 각각의 네트워크 노드는 목적지 별로 VOQ를 관리하므로 특정 타임 슬롯을 통해 특정 VOQ에 저장된 광 프레임을 대응하는 광 스위치 경로에 따라 전송할 수 있다.도 2에서와 같이 광 신호 네트워크(100)의 네트워크 노드(1~n)는 특정 타임 슬롯동안 정해진 파장을 가지는 광 신호에 대응하는 광 스위치 경로가 할당됨을 알 수 있다.The destination node 220, which is the destination of the optical signal network 100, is operated on a time slot basis, and each destination node 220 can receive an optical signal having a predetermined wavelength in a specific time slot. Therefore, a network node having a structure in which optical signals are transmitted and received through a plurality of optical switch paths to one physical input / output port must accurately manage time slots for transmitting and receiving optical signals. In other words, since each network node manages VOQs according to destinations, optical frames stored in specific VOQs can be transmitted according to the corresponding optical switch paths through specific timeslots. As shown in FIG. 2, It can be seen that the nodes 1 to n are assigned optical switch paths corresponding to optical signals having a predetermined wavelength during a specific time slot.

예를 들어, 도 2의 Node(1)은 복수의 송신 포트(또는 수신 포트)를 포함할 수 있다. 구체적으로 송신 포트(1)는 특정 타임 슬롯 TS(1) 동안 λ1의 파장을 가지는 광 신호에 대해 PSD ID(1)에 해당하는 광 스위치 경로를 할당하고, 특정 타임 슬롯 TS(2) 동안 λ2의 파장을 가지는 광 신호에 대해 PSD ID(2)에 해당하는 광 스위치 경로를 할당하는 것을 알 수 있다. For example, the Node 1 of FIG. 2 may include a plurality of transmission ports (or reception ports). Specifically, the transmission port 1 allocates an optical switch path corresponding to a PSD ID (1) to an optical signal having a wavelength of? 1 during a specific time slot TS (1) It can be seen that the optical switch path corresponding to the PSD ID (2) is allocated to the optical signal having the wavelength.

이때, 도 2의 광 스위치 관리 테이블을 보면 알 수 있듯이 각각의 송신 포트(또는 수신포트)에 대해 하나의 타임 슬롯 동안에는 특정 파장을 가지는 광 신호에 대한 광 스위치 경로가 할당될 뿐 상기 특정 파장 이외의 파장을 가지는 광 신호에 대한 광 스위치 경로는 중복되어 할당되지 않는다.At this time, as can be seen from the optical switch management table of FIG. 2, for each transmission port (or reception port), an optical switch path for an optical signal having a specific wavelength is allocated during one time slot, The optical switch paths for optical signals having wavelengths are not overlapped and assigned.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 광 스위치 경로 별로 대응하는 광 프레임이 특정 파장을 가지고 특정 타임 슬롯 동안 데이터 평면을 통해 목적지인 목적지 노드로 전송되는 형상을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a shape in which an optical frame corresponding to each optical switch path has a specific wavelength and is transmitted to a destination node through a data plane during a specific time slot according to an embodiment of the present invention.

도 3에서도 광 신호 네트워크(100)의 네트워크 노드는 특정 타임 슬롯에 정해진 파장을 가지는 광 신호에 대응하는 광 스위치 경로를 따라 광 프레임이 전송되는 것을 알 수 있다. Also in FIG. 3, the network node of the optical signal network 100 knows that an optical frame is transmitted along an optical switch path corresponding to an optical signal having a predetermined wavelength in a specific time slot.

도 3을 보면 알 수 있듯이, 각각의 송신 포트(또는 수신포트)에 대해 하나의 타임 슬롯 동안에는 특정 파장을 가지는 광 신호에 대한 광 프레임이 할당될 뿐 상기 특정 파장 이외의 파장을 가지는 광 신호에 대한 광 프레임은 중복되어 할당되지 않는다.As can be seen from FIG. 3, for each transmission port (or reception port), an optical frame for an optical signal having a specific wavelength is allocated during one time slot only for an optical signal having a wavelength other than the specific wavelength Optical frames are not redundantly assigned.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 각각의 광 프레임이 하나의 타임 슬롯 동안 서비스 트래픽으로 이더넷 프레임을 전달하는 예를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating an example in which each optical frame according to an embodiment of the present invention transmits Ethernet frames as service traffic during one time slot.

하나의 타임 슬롯은 광학적 스위치 구간(OTSi)과 전기적 처리 구간(ETSi)으로 구성될 수 있다. 이때, 각각의 광학적 스위치 구간 및 전기적 처리 구간은 최소 관리 시간 정보(ti)의 배수로 산출될 수 있다. 광학적 스위치 구간은 데이터 전송에 사용될 수 없는 시간이며 광학적 절체 시 광 신호의 정상적 생성 시간으로 광 신호 상승 에지 시간인 Optical rising edge time(OTSre), 광 신호의 소멸 시간으로 광 신호 하강 에지 시간인 Optical falling edge time(OTfe), 광 스위치 경로의 거리차 보상 구간(OTg)을 포함한다. One time slot may be composed of an optical switch section OTSi and an electrical processing section ETSi. At this time, each optical switch section and the electrical processing section may be calculated as a multiple of the minimum management time information ti. The optical switch interval is the time that can not be used for data transmission. It is the normal generation time of optical signal during optical switching. Optical rising edge time (OTSre) of optical signal rising edge, optical falling time of optical signal falling edge time edge time (OTfe), and distance difference compensation interval (OTg) of the optical switch path.

전기적 처리 구간은 실제 데이터 전송에 사용되는 구간으로 전기적으로 비트(bit)의 0과 1을 판단할 수 있다. 구체적으로 전기적 처리 구간은 광 프레임을 전송하기 위한 Payload Time(ETSPi)과 프리엠블(Preamble) 및 광 프레임 헤더(PF header Time(ETSHi))으로 구성된다. 광 프레임 헤더는 OTSre와 프리엠블로 구성될 수도 있고, 필요에 따라 광 프레임의 제어 및 속성 정보가 담겨 각각의 네트워크 노드들 사이에 제어를 위한 In-Band Signaling이 가능하다.The electric processing section is an interval used for actual data transmission and can electrically determine bit 0 and bit 1. Specifically, the electrical processing section includes a payload time (ETSPi), a preamble, and an optical frame header (ETSHi) for transmitting an optical frame. The optical frame header may be composed of an OTSre and a preamble. If necessary, optical frame control and attribute information may be included, and in-band signaling for control between the respective network nodes is possible.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 각각의 광 프레임이 두 개 이상의 타임 슬롯 동안 서비스 트래픽으로 이더넷 프레임을 전달하는 예를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which each optical frame according to an embodiment of the present invention delivers Ethernet frames to service traffic during two or more time slots.

하나의 광 스위치 경로에 대해 두 개 이상의 타임 슬롯이 연속적으로 승인되는 경우, 하나의 목적지로 전달되는 광 프레임은 타임 슬롯마다 광학적 스위칭을 거치지 않고 광학적 헤더에 페이로드(payload)를 채워서 전송할 수 있다. 이에 광 신호 네트워크(100)의 인입 노드(210)는 광 프레임의 길이를 가변하여 전송하는 것이 가능하다. 두 번째 이상의 타임 슬롯에 대한 OTS와 ETSH는 연속된 파장을 기반으로 전송하는 경우 필요가 없으며, 실제 데이터 전송을 위하여 사용될 수 있다. 즉, 하나의 광 스위치 경로에 대해 두 개 이상의 타임 슬롯이 연속적으로 승인되면 첫 번째 타임 슬롯 이외의 타임 슬롯은 페이로드인 PF Payload(ETSP)로 채워질 수 있다.When two or more timeslots are consecutively acknowledged for one optical switch path, an optical frame delivered to one destination can be transmitted by filling a payload in an optical header without optical switching for each time slot. Accordingly, the ingress node 210 of the optical signal network 100 can transmit the optical frame with a variable length. The OTS and ETSH for a second or more timeslots are not needed when transmitting based on consecutive wavelengths and can be used for actual data transmission. That is, if two or more time slots are consecutively acknowledged for one optical switch path, time slots other than the first time slot may be filled with PF payload (ETSP) which is a payload.

각각의 네트워크 노드가 전송하는 광 프레임의 최소 전송단위는 임의의 타임 슬롯 동안 보내질 수 있다. 이때 OTS를 고려하여야 하며, OTS동안 유효한 서비스 트래픽은 전송할 수 없다. The minimum transmission unit of an optical frame transmitted by each network node may be sent during any time slot. At this time, OTS should be considered, and service traffic that is valid during OTS can not be transmitted.

하나의 인입 노드(210) 또는 목적지 노드(220)에서 관리되는 타임 슬롯의 개수는 총 노드의 개수인 N-1(각 노드가 자신의 노드로 전송하지 않는 경우) 또는 N(각 노드가 자신의 노드로 전송하는 경우)개 이상이다.The number of time slots managed by one ingress node 210 or the destination node 220 is N-1 (when each node does not transmit its own node) or N (when each node is its own node) Node) is more than.

만약 자신의 노드로 전송하지 않고, 하나의 노드에 하나의 입출력 포트만 존재한다면 패킷형의 광 신호 네트워크(100)에는 N*(N-1) 개의 광 스위치 경로가 존재할 수 있다. 이때, 하나의 노드에 A개의 입출력 포트가 존재한다면 패킷형의 광 신호 네트워크(100)에는 A * N(N-1) 개의 광 스위치 경로가 존재할 수 있다.If there is only one input / output port in one node without transmitting to its own node, N * (N-1) optical switch paths may exist in the packet-type optical signal network 100. At this time, if there are A input / output ports in one node, A * N (N-1) optical switch paths may exist in the packet type optical signal network 100.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 각각의 네트워크 노드에서 타임 슬롯에 대한 요청 및 승인, 광 신호 또는 광 프레임 전송을 위하여 관리되어야 하는 타임 슬롯 기반의 시간 정보를 나타낸다.FIG. 6 illustrates time slot-based time information to be managed for requesting and acknowledging time slots, optical signals, or optical frame transmissions in each network node according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따라 스케줄링 되는 N개의 네트워크 노드(Scheduling Client)들은 각각 네트워크 관리 주기(Network Management Period: NMP), 확장형 타임 슬롯(STS:Scalable Time Slot), 단일 타임 슬롯(TSi) 단위로 시간 정보를 관리할 수 있다. 단일 타임 슬롯은 클럭부와 관련된 물리적 시간에 대한 것으로 각 광 스위치 경로의 VOQ 별로 광 프레임을 전송 관리하기 위해 할당된다.N Scheduling Clients to be scheduled according to an embodiment of the present invention may be classified into a Network Management Period (NMP), a Scalable Time Slot (STS), a Single Time Slot (TSi) Time information can be managed. A single time slot is assigned to the physical time associated with the clock unit and is used to transmit and manage the optical frames for each VOQ of each optical switch path.

확장형 타임 슬롯은 각 광 스위치 경로의 VOQ 최대 저장 용량에 따라 제한적이며, 타임 슬롯의 정수배(=m*TS, m>1)로 구성될 수 있다. 단일 확장형 타임 슬롯을 구성하는 타임 슬롯 개수가 증가할수록 관리되는 전체 네트워크 노드의 개수는 비례하여 줄어 들 수 있다.The extended time slot is limited by the VOQ maximum storage capacity of each optical switch path, and may be an integer multiple of the time slot (= m * TS, m > 1). As the number of timeslots constituting a single extended time slot increases, the number of all managed network nodes may be reduced proportionally.

네트워크 관리 주기는 패킷형 광 신호 네트워크의 네트워크 노드의 수 및 타임 슬롯과 관련된 시간 정보와 광 신호 네트워크 상에서 광 프레임(PF) 제어와 관련된 스케줄링 주기를 나타낸다. 네트워크 관리 주기는 타임 슬롯의 양의 정수배로 관리되며, 입출력 네트워크 노드의 수와 관련된 스위치의 크기와 관련하여 만약 스위칭이 360X360, 180X180, 90X90 구조가 가능하면 광 신호의 각 입출력 포트는 360, 180, 90개의 타임 슬롯으로 구성된 주기를 가질 수 있다.The network management period represents the number of network nodes in the packet optical signal network and the time information associated with the time slot and the scheduling period associated with optical frame (PF) control on the optical signal network. The network management period is managed as a positive integer multiple of the time slot. If the switching is 360X360, 180X180, 90X90 structure with respect to the size of the switch related to the number of input / output network nodes, each input / And may have a cycle of 90 time slots.

패킷형의 광 신호 네트워크 내에 존재하는 모든 네트워크 노드들에 대한 광 스위치 경로 테이블은 제어 서버(Control Server)에서 관리된다. 또한 각각의 네트워크 노드에 해당하는 광 스위치 경로 테이블 속성은 정적으로 제어 채널을 통해 설정될 수 있으며, 각각의 네트워크 노드들에 대한 광 스위치 경로 테이블은 각각의 네트워크 노드 내에서도 관리될 수 있다. 그리고 각각의 광 스위치 경로는 VOQ와 연관 지어 관리될 수 있으며 패킷형의 광 신호 네트워크 내에서 제어 서버와 각각의 네트워크 노드 내의 광 스위치 경로는 물리적인 네트워크 구성에 따라 광 스위치 경로의 속성을 포함하여 정적으로 사전 설정될 수 있다.An optical switch path table for all network nodes in a packet-type optical signal network is managed by a control server. Also, the optical switch path table attribute corresponding to each network node can be statically set through the control channel, and the optical switch path table for each network node can be managed in each network node. Each optical switch path can be managed in association with the VOQ. In the packet optical signaling network, the optical switch path in the control server and each network node includes the attributes of the optical switch path according to the physical network configuration, Lt; / RTI >

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제어 규칙을 시간 측면에서 도시한 도면이다.FIG. 7 is a time diagram of control rules according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

패킷형의 광 신호 네트워크(100)에서 광 신호 또는 광 프레임의 통계적 다중화 전송과 각 인입 노드(210)에서 동일 목적지 노드(220)로 전송을 위한 경쟁 상황이 발생한 경우에 타임 슬롯 별 광 프레임의 동적 전송을 위한 스케줄링은 다음과 같은 제어 규칙에 의해 진행될 수 있다. 광 신호 네트워크(100)를 구성하는 각각의 네트워크 노드의 광 프레임 송신부(211)에서 전송할 광 프레임이 존재하면 각각의 인입 노드(210)에 포함된 제어 클라이언트(Control client)(214)가 제어 서버(300)로 해당 광 스위치 경로의 사용과 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지(Request)를 전송할 수 있다.When statistical multiplexing of an optical signal or an optical frame in a packet-type optical signal network 100 and contention for transmission to each of the ingress nodes 210 to the same destination node 220 occurs, dynamic Scheduling for transmission can be performed by the following control rules. If there is an optical frame to be transmitted from the optical frame transmission unit 211 of each network node constituting the optical signal network 100, a control client 214 included in each ingress node 210 transmits a control frame to the control server 300 to transmit a request message for use of the optical switch path and time slot allocation.

제어 서버(300)는 각각의 인입 노드(210)에서 수신된 요청 메시지를 기반으로 광 프레임 스케줄러(320)의 스케줄링 기능을 수행하여 하나의 타임 슬롯에 하나의 파장을 가지는 광 신호가 특정 광 신호 입출력 포트를 통해 전달될 있도록 사용 광 스위치 경로를 결정할 수 있다.The control server 300 performs a scheduling function of the optical frame scheduler 320 on the basis of the request message received from each ingress node 210 so that an optical signal having one wavelength in one time slot is input / The optical switch path used can be determined so that it is transmitted through the port.

제어 서버(300)는 결정된 특정 광 스위치 경로의 광 프레임 전송을 인가하기 위해 모든 인입 노드(210)에 승인 메시지(Grant)를 전송하여 요청 메시지를 전송한 인입 노드(210)가 자신의 요청이 승인 되었는 지를 확인할 수 있도록 할 수 있다. The control server 300 transmits an acknowledgment message (Grant) to all the ingress nodes 210 in order to apply the optical frame transmission of the determined specific optical switch path, and the ingress node 210, which has transmitted the request message, And to make sure that the

그리고 각각의 인입 노드(210)는 승인 메시지를 통해 결정된 광 스위치 경로에 따라 데이터 평면(200)의 특정 광 신호 입출력 포트를 이용하여 특정 타임 슬롯 동안 특정 파장을 이용함으로써 광 프레임을 전송할 수 있다.Each ingress node 210 may transmit an optical frame by using a specific wavelength during a specific time slot using a specific optical signal input / output port of the data plane 200 according to the optical switch path determined through the grant message.

구체적으로 제어 규칙을 시간 측면에서 확인해 보면 제어 서버(300)와 제어 클라이언트(214) 사이에 요청 메시지 전달 시간(Request Time), 제어 서버(300) 내의 스케줄링 처리 시간 (Scheduling Time), 승인 메시지 전달 시간 (Grant Time)을 포함한 왕복시간(Round Trip time)으로 관리될 수 있다. Specifically, when the control rule is checked in terms of time, a request message transmission time (Request Time), a scheduling processing time (Scheduling Time) in the control server (300), an acknowledgment message delivery time (Round Trip Time) including the Grant Time.

각각 제어 클라이언트(214)는 각 타임 슬롯의 시작 지점에 인입 노드(210)의 VOQ 정보가 담긴 요청 메시지를 제어 서버(300)에 전송하고, 각 타임 슬롯에 대한 승인 메시지를 수신하면 해당 타임 슬롯을 승인 받은 인입 노드(210)가 해당 타임 슬롯에 광 프레임을 전송할 수 있다.The control client 214 transmits a request message containing the VOQ information of the ingress node 210 to the control server 300 at the start point of each time slot and when receiving the acknowledgment message for each time slot, The authorized ingress node 210 may transmit an optical frame in the time slot.

이때, 제어 규칙의 왕복시간은 광 신호 네트워크(100)의 구조에 따라 가변적일 수 있다. 다시 말하면 타임 슬롯의 시간 주기는 왕복시간보다 짧은 경우(Time Slot Case 1)에도 관리될 수 있고, 타임 슬롯의 시간 주기가 왕복시간보다 긴 경우(Time Slot Case 2)에도 관리될 수 있어야 한다. At this time, the round trip time of the control rule may be variable according to the structure of the optical signal network 100. In other words, the time slot of the time slot can be managed even when the time slot is shorter than the round trip time (Time Slot Case 1), and can be managed even when the time slot is longer than the round trip time (Time Slot Case 2).

Time Slot Case 2의 경우 승인 메시지를 받은 인입 노드(210)는 다음 타임 슬롯 동안에 광 프레임을 전송할 수 있다. 이와는 달리 Time Slot Case 1의 경우에는 승인 메시지 내에 각 인입 노드(210)에 승인 통보될 타임 슬롯 정보를 가지고 있어야 하며, 승인 메시지를 받은 인입 노드(210)는 다음 타임 슬롯이 아닌 지정된 타임 슬롯에 광 프레임을 전송할 수 있다. 이때, 하나의 승인 메시지 안에 여러 개의 타임 슬롯을 승인하는 정보가 포함될 수 있다.In the case of Time Slot Case 2, the ingress node 210 receiving the grant message can transmit the optical frame during the next time slot. On the other hand, in case of Time Slot Case 1, the ingress node 210 having the approval message should have the time slot information to be notified to each ingress node 210 in the approval message, Frame can be transmitted. At this time, information for approving multiple time slots in one acknowledgment message may be included.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 요청 메시지 전달을 위한 상향(Upstream) 제어 네트워크의 예를 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating an example of an upstream control network for transmitting a request message according to an embodiment of the present invention.

제어 서버(300)의 제어 인터페이스 관리부(310)는 패킷형 광 신호 네트워크(100) 내에 존재하는 복수의 인입 노드(210)에서 발생하는 요청 메시지를 수집하여 광 프레임 스케줄러(320)가 효과적으로 스케줄링을 수행할 수 있도록 전달 및 공유할 수 있다. 그리고 제어 인터페이스 관리부(310)는 광 프레임 스케줄러(320)에 의해 완료된 스케줄링의 승인 결과를 승인메시지를 통해 복수의 인입 노드(210) 각각으로 빠르게 전달하기 위한 제어 프로토콜 프레임 처리 기능을 제공한다. 이때, 제어 인터페이스 관리부(310)는 수신된 복수의 요청 메시지를 가공하여 광 스위치 경로에 대한 타임 슬롯 할당 요청 테이블을 구성하여 스케줄링의 시작시점을 광 프레임 스케줄러(320)로 전달할 수 있다.The control interface management unit 310 of the control server 300 collects a request message generated in the plurality of ingress nodes 210 existing in the packet type optical network 100 and the optical frame scheduler 320 performs effective scheduling And can be shared and transmitted. The control interface management unit 310 provides a control protocol frame processing function for rapidly transferring the approval result of the scheduling completed by the optical frame scheduler 320 to each of the plurality of ingress nodes 210 through the grant message. At this time, the control interface manager 310 processes the received plurality of request messages to form a timeslot allocation request table for the optical switch path, and transmits the scheduling start time to the optical frame scheduler 320.

제어 인터페이스 관리부(310)는 복수의 인입 노드(210)에 대한 요청 및 승인 메시지에 대한 전달 시간을 줄이고 효율적인 처리를 위해 전체 인입 노드(210)를 여러 개의 그룹(또는 Zone)으로 그룹화하고, 송수신될 요청 메시지 및 승인 메시지를 해당 그룹(또는 Zone)으로 설정함으로써 각각의 메시지는 그룹별로 송신 및 수신 처리된다.The control interface management unit 310 groups all the ingress nodes 210 into a plurality of groups (or zones) for efficient processing, reduces transmission time for request and acknowledge messages for the plurality of ingress nodes 210, By setting the request message and the approval message to the corresponding group (or zone), each message is transmitted and received for each group.

이와 같은 그룹의 형성은 광 신호 네트워크(100)의 물리적 형상에 의존하여 네트워크 노드들을 그룹으로 형성 할 수 있고, 관리 측면의 효율을 위해 논리적으로 네트워크 노드들의 그룹을 형성할 수 있다. 물리적 형상은 제어 서버(300)의 하나 포트에 연결된 복수의 네트워크 노드 또는 제어 클라이언트(214)를 하나의 그룹으로 정할 수 있다.The formation of such a group may form a group of network nodes depending on the physical shape of the optical signal network 100 and logically form a group of network nodes for management efficiency. The physical configuration may define a plurality of network nodes or control clients 214 connected to one port of the control server 300 as a group.

예를 들어, 도 8는 360개의 네트워크 노드가 존재할 때 45개의 네트워크 노드를 하나의 그룹으로 관리한 것으로 총 8개의 그룹을 관리하는 예를 보여준다.For example, FIG. 8 shows an example in which a total of eight groups are managed by managing 45 network nodes as one group when 360 network nodes exist.

이와 같은 상향 제어 네트워크는 데이지 체인 형태를 가지며 요청 메시지를 위해 하나의 입력 포트와 출력 포트를 가지는 각각의 네트워크 노드(또는 제어 클라이언트)는 서버 방향 출력 포트로 요청 메시지를 송신하고, 입력 포트에 수신된 요청 메시지를 서버 방향 출력 포트로 전달한다.Each of the network nodes (or control clients) having an input port and an output port for requesting messages transmits a request message to a server direction output port, The request message is forwarded to the server direction output port.

즉, 각각의 네트워크 노드의 제어 클라이언트(214)에는 메시지 다중화 부가 있어서 해당 타임 슬롯의 정해진 시간에 자신의 지역(local) 요청 메시지를 전송할 수 있고, 수신된 다른 네트워크 노드의 요청 메시지(여기서는 Transit 요청 메시지로 부르는 메시지)를 충돌 없이 상향으로 보낼 수 있다. That is, in the control client 214 of each network node, the message multiplexing unit can transmit its own local request message at a predetermined time of the corresponding time slot, and can transmit a request message of another received network node Message) can be sent upward without collision.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 메시지 다중화 부의 상세 동작을 도시한 도면이다.9 is a diagram illustrating a detailed operation of a message multiplexing unit according to an embodiment of the present invention.

먼저 네트워크 노드에 포함된 제어 클라이언트(214)는 도 9의 (a)와 같이 디폴트(Default) 모드로 동작하여 동기 로직(Logic)의 트리거(Trigger)에 의한 요청 시간(Request Time)에 자신의 지역(Local) 요청 메시지를 전송할 수 있다.First, the control client 214 included in the network node operates in a default mode as shown in FIG. 9A, and transmits a request message to the control client 214 at the request time (Trigger) of the synchronization logic (Logic) (Local) request message.

도 9의 (b)와 같이 자신의 Local 요청 메시지를 전송하는 중에 다른 네트워크 노드로부터 Transit 요청 메시지가 수신되는 경우, 제어 클라이언트(214)는 시프트 레지스터(Shift Register) 또는 다른 물리적 로직에 의한 지연 로직이 동작하여 순차적으로 전송이 가능하도록 할 수 있다. 9 (b), when a Transit request message is received from another network node while the local request message is being transmitted, the control client 214 generates a delay logic by a shift register or other physical logic And can be sequentially transmitted.

즉, 제어 클라이언트(214)는 자신의 Local 요청 메시지를 전송하는 중에 다른 네트워크 노드로부터 Transit 요청 메시지가 수신되면, Local 요청 메시지를 다중화기를 통해 전송완료한 후 Transit 요청 메시지를 위한 스위치 동작을 수행하여 도 9의 (c)와 같이 Transit 요청 메시지를 순차적으로 전송할 수 있다.That is, when the control client 214 receives a Transit request message from another network node while transmitting its Local Request message, it transmits a Local Request message through a multiplexer and performs a switch operation for a Transit request message It is possible to sequentially transmit a Transit request message as shown in (c) of FIG.

이때, 만약, Local 요청 메시지와 Transit 요청 메시지 사이의 충돌 상황이 발생하지 않는 경우 제어 클라이언트(214)는 지연 로직을 동작시키지 않아 그룹 내 요청 메시지의 전달 속도를 높일 수 있다.At this time, if there is no collision between the Local request message and the Transit request message, the control client 214 does not operate the delay logic, thereby increasing the transmission speed of the in-group request message.

이와 더불어 상향 제어 네트워크의 장애 관리를 위해 필요에 따라 그룹의 최하단 네트워크 노드 사이의 링크를 물리적으로 연결하고 논리적으로 차단하거나 물리적 우회 링크를 이용하여 장애가 발생하는 노드를 우회하는 여러 형태의 링 보호절체 방식을 사용하여 장애에 대한 보호절체를 수행할 수도 있다.In addition, for the fault management of the uplink control network, various types of ring protection switching methods that physically connect and logically block the link between the lower-level network nodes of the group or bypass the faulty node by using a physical bypass link May be used to perform a protection switchover to the fault.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 요청 메시지 전달을 위한 상향(Upstream) 제어 네트워크의 다른 예를 도시한 도면이다.10 is a diagram illustrating another example of an upstream control network for transmitting a request message according to an embodiment of the present invention.

예를 들어 도 9과 같이 360개의 네트워크 노드가 존재할 때 45개의 네트워크 노드를 하나의 그룹으로 관리한 것으로 총 8개의 그룹을 관리할 수 있다. For example, as shown in FIG. 9, when there are 360 network nodes, 45 network nodes are managed as one group, and a total of 8 groups can be managed.

이와 같은 상향 제어 네트워크는 트리 형태로 그룹별 각 네트워크 노드(또는 제어 클라이언트)에 포함된 하나의 출력 포트는 여러 개의 입력 포트 및 서버 방향으로 하나의 출력 포트 갖는 다중화부를 통해 연결되어 그룹 내 요청 메시지가 다중화됨으로써 제어 서버(300)로 전달될 수 있다. 다중화부의 기본 원리는 도 10의 다중화부와 같을 수 있다. 이때, 입력 포트의 개수가 증가에 따라 여러 메시지를 임시로 저장하기 위한 충분한 크기의 저장 메모리가 필요하고, 출력 포트로의 메시지 전송이 지연 로직에 의해 충돌 없이 수행될 수 있다. 이때, 도 11에 의한 다중화부는 스위치를 사용할 수도 있다.In the uplink control network, one output port included in each network node (or control client) of each group is connected through a multiplexer having a plurality of input ports and one output port in the server direction, And may be transmitted to the control server 300 by multiplexing. The basic principle of the multiplexing unit may be the same as that of the multiplexing unit of FIG. At this time, a storage memory of sufficient size to temporarily store a plurality of messages is required as the number of input ports increases, and message transmission to the output port can be performed without collision by delay logic. At this time, the multiplexer according to FIG. 11 may use a switch.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 패킷형의 광 신호 네트워크를 위한 제어 인터페이스의 하향(Downstream) 제어 네트워크의 물리적 형상을 도시한 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating a physical configuration of a downstream control network of a control interface for a packet-type optical signal network according to an embodiment of the present invention.

예를 들어 도 11과 같이 360개의 네트워크 노드가 존재할 때 45개의 네트워크 노드를 하나의 그룹으로 관리한 것으로 총 8개의 그룹을 관리할 수 있다.For example, when there are 360 network nodes as shown in FIG. 11, 45 network nodes are managed as one group, and a total of 8 groups can be managed.

제어 서버(300)와 제어 클라이언트(214) 사이에서 광학적 신호 분기를 제공하는 분광기(Optical Splitter)를 사용하였으며, 제어 서버(300)가 송신한 승인 메시지(Grant)를 추가적인 지연 없이 그룹 내 모든 제어 클라이언트(214)에 동일한 제어 신호로 전달할 수 있다.An optical splitter for providing an optical signal branch between the control server 300 and the control client 214 is used and the grant message transmitted from the control server 300 is transmitted to all control clients (214) with the same control signal.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 프레임을 사용한 요청 메시지의 예를 도시한 도면이다.12 is a diagram illustrating an example of a request message using an Ethernet frame according to an embodiment of the present invention.

요청 메시지는 각 네트워크 노드가 요청하는 정보가 담겨 있다. 요청 정보는 요청 타임 슬롯의 아이디(TS ID), 서비스 포트 및 광 스위치 경로의 혼잡상황 (BP), 요청 메시지를 전송한 인입 노드(210) 또는 클라이언트 정보(S-PFWI ID)와 요청 메시지를 전송한 인입 노드(210)에서 광 스위치 경로를 통해 송신될 광 프레임을 저장하고 있는 목적지 별 VOQ 정보를 포함할 수 있다. 또한 광 스위치 경로 아이디(ID)도 포함될 수 있지만, 도 12에서는 표시되어 있지 않으며, 광 스위치 경로 아이디(ID)는 인입 노드 정보와 목적지 별로 순차적으로 나열된 목적지 별 VOQ 정보에 의해 도출될 수 있다.The request message contains information requested by each network node. The request information includes a request ID (TS ID), a congestion state (BP) of a service port and an optical switch path, an ingress node 210 or a client information (S-PFWI ID) And may include destination-specific VOQ information that stores an optical frame to be transmitted through an optical switch path at one ingress node 210. The optical switch path ID (ID) can also be included, but is not shown in FIG. 12, and the optical switch path ID can be derived by the incoming node information and the destination-specific VOQ information sequentially listed for each destination.

도 12에서는 네트워크 노드가 360개인 경우를 도시한 것으로 각 노드가 360개의 목적지 노드로 광 프레임을 전송하기 위해 360개의 광 스위치 경로로 전달될 광 프레임이 담긴 360개의 목적지별 VOQ정보를 담은 예를 도시한 것이다. VOQ정보에는 송신이 필요한 광 프레임의 데이터 량과 전송되지 않은 광 프레임의 최대 지연 상황 등이 포함될 수 있다. 이때, 각 정보의 길이는 필요에 따라 적합한 길이를 사용할 수 있다.12 illustrates an example in which 360 nodes each include 360 optical packets to be transmitted to 360 optical switch paths for transmitting optical frames to 360 destination nodes. It is. The VOQ information may include a data amount of an optical frame requiring transmission and a maximum delay condition of an optical frame not transmitted. At this time, the length of each information can be appropriately determined according to need.

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 프레임을 사용한 그룹별 승인 메시지의 예를 도시한 도면이다.13 is a diagram illustrating an example of an approval message per group using an Ethernet frame according to an embodiment of the present invention.

승인 메시지는 각 그룹별로 다른 네트워크 노드들에게 승인될 정보가 담긴다. 승인 정보는 승인 타임 슬롯(TS ID)과 그룹 내 네트워크의 인입 노드 별(S-PFWI)로 할당된 프레임 필드에 각 네트워크 노드가 사용 가능한 광 스위치 경로 정보 또는 광 스위치 경로와 관련된 목적지 노드(220) 정보가 담긴다. The acknowledgment message contains information that will be approved by different network nodes for each group. The authorization information includes optical switch path information available to each network node in the frame field allocated to the authorization time slot (TS ID) and the ingroup node (S-PFWI) in the group network, or the destination node 220 associated with the optical switch path. It contains information.

즉, 임의의 네트워크 인입 노드가 광 프레임을 전송하기 위해 임의의 타임 슬롯에 승인을 요청한 여러 개의 광 스위치 경로에 대한 요청 중에서 실제 해당 타임 슬롯을 사용할 수 있는 지에 대한 유무, 타임 슬롯에 대한 사용을 승인 받았다면 할당 받은 광 스위칭 경로의 속성 정보가 포함된다. 이때, 각 정보의 길이는 필요에 따라 적합한 길이를 사용할 수 있으며, 필요에 따라 구체적으로 인입 노드 아이디를 값을 명기하고, 승인된 목적지 노드 또는 광 스위칭 경로를 명기할 수도 있다. 상기의 승인 및 요청 메시지는 이더넷 이외의 통신 메시지에 담겨서 전송될 수도 있다.In other words, whether any network ingestion node can actually use the corresponding timeslot among requests for optical switch paths requesting permission to arbitrary timeslots to transmit optical frames, approval of use of time slots The attribute information of the optical switching path allocated is included. At this time, the length of each information may be an appropriate length according to need, specify the entry node ID specifically as required, and specify an approved destination node or an optical switching path. The acknowledgment and request message may be transmitted in a communication message other than Ethernet.

본 발명은 패킷형의 광 신호 네트워크(100)에 유입되는 서비스 트래픽을 광 신호 네트워크(100)의 목적지 별로 광 프레임을 생성하여 전달하기 위해 사용되는 제어 관리 네트워크에 대한 것이다. 구체적으로 패킷형의 광 신호 네트워크(100)에 대한 제어 관리 속성을 발명하고, 이 제어 관리 속성들을 지연 없이 빠른 시간에 제어 서버(300)와 네트워크 노드 간에 주고 받을 수 있는 제어 네트워크 프로토콜 구체화 하는 방법을 제공한다. 이에 따른 물리적 제어 네트워크 형상을 발명하여 광 신호 네트워킹 운영을 빠른 시간에 가능하게 한다. 본 발명을 통해 기존 수 초 이상의 광 네트워크 제어시간을 수 us로 가능하게 함으로써 광 스위치에서 정적으로 사전 설정되는 회선 처리뿐만 아니라 동적으로 스케줄링이 가능한 패킷형 광 신호 처리도 가능하게 할 수 있다.The present invention relates to a control management network used for generating and delivering an optical frame to a destination of an optical signal network (100) by service traffic flowing into a packet-type optical signal network (100). Specifically, a method of embodying a control management attribute for a packet-type optical signal network 100 and embodying a control network protocol capable of transmitting and receiving the control management attributes between the control server 300 and the network node in a short time without delay to provide. Thereby realizing the optical signal networking operation in a short time. The present invention makes it possible to control the optical network control time for several seconds or more by a few us, thereby making it possible to process packet-type optical signals that can be dynamically scheduled as well as line processing that is statically preset in the optical switch.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA) , A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

100 : 패킷형 광 신호 네트워크
200 : 데이터 평면
210 : 인입 노드
211 : 광 프레임 송신부
212 : 광 가변 송신기
213 : 광 경로 스위치
214 : 제어 클라이언트
220 : 목적지 노드
211 : 광 수신기
212 : 광 프레임 수신부
230 : 배열 광도파로 격자 라우팅
300 : 제어 서버
310 : 제어 인터페이스 관리부
320 : 광 프레임 스케줄러
100: packet-type optical signal network
200: data plane
210: incoming node
211: Optical frame transmitter
212: optical variable transmitter
213: Optical path switch
214: control client
220: destination node
211: Optical receiver
212: optical frame receiver
230: Arranged optical waveguide grating routing
300: control server
310: Control interface manager
320: Optical Frame Scheduler

Claims (13)

패킷형 광 신호 네트워크의 데이터 평면(data plane)이 수행하는 광 스위칭 제어 방법에 있어서,
외부 서비스 네트워크로부터 유입되는 서비스 트래픽의 목적지 노드에 대응하여 광 스위치 경로를 생성하는 단계;
상기 생성된 광 스위치 경로에 대응하는 광 프레임을 생성하는 단계;
상기 생성된 광 프레임을 전송하기 위한 타임 슬롯을 할당 받기 위하여 제어 서버로 요청 메시지를 전송하는 단계;
상기 전송된 요청 메시지에 대한 승인 결과로 승인 메시지를 수신하여 상기 광 프레임을 전송하기 위해 특정 파장을 가지는 광 신호를 생성하는 단계;
상기 생성된 광 신호를 스위칭하기 위한 입출력 포트 및 스위칭 포트를 지정하여 상기 광 신호의 전송을 위한 광 스위치 경로를 설정하는 단계; 및
상기 할당된 타임 슬롯과 상기 설정된 광 스위치 경로에 따라 상기 목적지 노드까지 상기 광 프레임을 전달하는 단계
를 포함하는 광 스위칭 제어 방법.
A method of optical switching control performed by a data plane of a packet-type optical signal network,
Generating an optical switch path corresponding to a destination node of service traffic flowing from an external service network;
Generating an optical frame corresponding to the generated optical switch path;
Transmitting a request message to a control server to allocate a time slot for transmitting the generated optical frame;
Receiving an acknowledgment message as a result of the acknowledgment of the transmitted request message and generating an optical signal having a specific wavelength for transmitting the optical frame;
Setting an optical switch path for transmission of the optical signal by designating an input / output port and a switching port for switching the generated optical signal; And
Transmitting the optical frame to the destination node according to the allocated time slot and the set optical switch path
/ RTI >
제1항에 있어서,
상기 광 프레임을 전달하는 단계는,
광 신호의 파장에 따라 광 스위치 경로를 변경하는 배열 광도파로 격자 라우팅(Arrayed Waveguide Granting Routing, AWGR)을 이용하는 광 스위칭 제어 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of transmitting the optical frame comprises:
An optical switching control method using an arrayed waveguide grating routing (AWGR) that changes an optical switch path according to a wavelength of an optical signal.
제1항에 있어서,
상기 요청 메시지를 전송하는 단계는,
해당 광 스위치 경로의 사용 및 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지를 전송 중에 다른 인입 노드로부터 상기 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지를 수신하는 경우, 시프트 레지스터의 지연 로직을 이용하여 순차적으로 전송하는 광 스위칭 제어 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the transmitting the request message comprises:
When receiving a request message for allocation of timeslots from another ingress node during transmission of a request message for use of the optical switch path and time slot allocation, the optical switching control method for sequentially transmitting the request message for the time slot allocation using the delay logic of the shift register .
제1항에 있어서,
상기 광 스위치 경로 및 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지는,
요청 타임 슬롯의 아이디(ID), 목적지 노드 아이디(ID), 광 스위치 경로 아이디(ID), 서비스 포트 및 광 스위치 경로의 혼잡상황, 요청 메시지를 전송한 인입 노드 정보 및 요청 메시지를 전송한 인입 노드의 목적지 별 VOQ 정보를 포함하는 광 스위칭 제어 방법.
The method according to claim 1,
The request message for the optical switch path and the time slot allocation includes:
The destination node ID, the optical switch path ID, the congestion status of the service port and the optical switch path, the incoming node information that transmitted the request message, and the incoming node that transmitted the request message, And the VOQ information of each destination of the optical signal.
패킷형 광 신호 네트워크의 제어 서버(Control server)가 수행하는 광 스위칭 제어 방법에 있어서,
인입 노드의 제어 클라이언트(Control client)로부터 해당 광 스위치 경로의 사용 및 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지를 수신하는 단계;
상기 수신된 요청 메시지를 기반으로 스케줄링 기능을 수행하여 특정 타임 슬롯에 특정 광 스위치 경로가 할당되도록 결정하는 단계; 및
상기 수신된 요청 메시지에 대한 승인 결과로 승인 메시지를 상기 인입 노드의 제어 클라이언트로 전달하는 단계
를 포함하는 광 스위칭 제어 방법.
An optical switching control method performed by a control server of a packet-type optical signal network,
Receiving a request message for use of a corresponding optical switch path and a time slot assignment from a control client of an ingress node;
Determining a specific optical switch path to be allocated to a specific time slot by performing a scheduling function based on the received request message; And
Transmitting an acknowledgment message to the control client of the ingress node as a result of the approval of the received request message
/ RTI >
제5항에 있어서,
상기 광 스위치 경로 및 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지는,
요청 타임 슬롯의 아이디(ID), 목적지 노드 아이디(ID), 광 스위치 경로 아이디(ID), 서비스 포트 및 광 스위치 경로의 혼잡상황, 요청 메시지를 전송한 인입 노드 정보 및 요청 메시지를 전송한 인입 노드의 목적지 별 VOQ 정보를 포함하는 광 스위칭 제어 방법.
6. The method of claim 5,
The request message for the optical switch path and the time slot allocation includes:
The destination node ID, the optical switch path ID, the congestion status of the service port and the optical switch path, the incoming node information that transmitted the request message, and the incoming node that transmitted the request message, And the VOQ information of each destination of the optical signal.
제5항에 있어서,
상기 요청 메시지를 수신하는 단계는,
복수의 인입 노드로부터 수신된 요청 메시지를 그룹화하여 처리하는 광 스위칭 제어 방법.
6. The method of claim 5,
The receiving of the request message comprises:
A method of optical switching control for grouping and processing request messages received from a plurality of ingress nodes.
패킷형 광 네트워크의 인입 노드로 유입되는 서비스 트래픽을 광 신호를 이용하여 목적지 노드로 전달하기 위한 데이터 평면(data plane);
상기 데이터 평면의 인입 노드와 목적지 노드 사이에 존재하는 복수의 광 스위치 경로에서 광 스위칭을 제어하기 위한 제어 서버
를 포함하는 광 스위칭 제어 장치.
A data plane for transmitting service traffic to an ingress node of a packet-type optical network to a destination node using an optical signal;
A control server for controlling optical switching in a plurality of optical switch paths existing between the ingress node and the destination node of the data plane;
And an optical switching device.
제8항에 있어서,
상기 데이터 평면은,
상기 서비스 트래픽의 목적지 노드에 대응하여 광 스위치 경로가 관리되고, 상기 광 스위치 경로에 대응하는 광 프레임을 생성하는 광 프레임 송신부;
상기 생성된 광 프레임을 상기 목적지 노드로 전송하기 위하여 특정 파장을 가지는 광 신호를 생성하는 광 가변 송신기;
상기 특정 파장을 가지는 광 신호를 상기 목적지 노드로 전송하는 광도파로 격자 라우팅(AWGR: Arrayed Waveguide Grating Routing);
상기 특정 파장을 가지는 광 신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하는 광 수신기; 및
상기 수신된 광 신호에 포함된 광 프레임에서 상기 서비스 트래픽을 추출하는 광 프레임 수신부
를 포함하는 광 스위칭 제어 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the data plane comprises:
An optical frame transmission unit managing an optical switch path corresponding to a destination node of the service traffic and generating an optical frame corresponding to the optical switch path;
A variable optical transmitter for generating an optical signal having a specific wavelength to transmit the generated optical frame to the destination node;
An arrayed waveguide grating routing (AWGR) for transmitting the optical signal having the specific wavelength to the destination node;
An optical receiver for receiving the optical signal having the specific wavelength and converting the optical signal into an electrical signal; And
An optical frame receiver for extracting the service traffic from an optical frame included in the received optical signal,
And an optical switching device.
제8항에 있어서,
상기 광 스위치 경로는,
상기 인입 노드에서 목적지 노드까지의 광 신호 입출력 포트, 상기 광 신호가 전송되는 타임 슬롯 및 상기 광 신호의 파장에 대한 정보를 포함하는 광 스위칭 제어 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the optical switch path comprises:
An optical signal input / output port from the ingress node to a destination node, a time slot through which the optical signal is transmitted, and information on a wavelength of the optical signal.
제8항에 있어서,
상기 제어 서버는,
상기 인입 노드의 제어 클라이언트(Control client)로부터 해당 광 스위치 경로의 사용 및 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지를 수신하고, 상기 수신된 요청 메시지에 대한 승인 결과로 승인 메시지를 상기 인입 노드의 제어 클라이언트로 전달하는 제어 인터페이스 관리부;
상기 제어 인터페이스 관리부가 수신한 해당 광 스위치 경로의 사용 및 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지를 기반으로 스케줄링 기능을 수행하여 특정 타임 슬롯에 특정 광 스위치 경로가 할당되도록 결정하는 스케줄러
를 포함하는 광 스위칭 제어 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the control server comprises:
Receives a request message for use of the corresponding optical switch path and a time slot assignment from the control client of the ingress node, and transmits an approval message to the control client of the ingress node as a result of the approval of the received request message A control interface management unit;
A scheduler for determining a specific optical switch path to be allocated to a specific time slot by performing a scheduling function based on a request message for use of a corresponding optical switch path received by the control interface management unit and a request message for time slot allocation,
And an optical switching device.
제11항에
상기 인입 노드의 제어 클라이언트는,
해당 광 스위치 경로의 사용 및 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지를 전송 중에 다른 인입 노드로부터 상기 요청 메시지를 수신하는 경우, 시프트 레지스터의 지연 로직을 이용하여 순차적으로 전송하는 광 스위칭 제어 장치.
[Claim 11]
The control client of the ingress node,
And sequentially transmits the request message using the delay logic of the shift register when receiving the request message from another ingress node during transmission of the request message for use of the optical switch path and time slot allocation.
제11항에 있어서,
상기 타임 슬롯 할당을 위한 요청 메시지는,
요청 타임 슬롯의 아이디(ID) 목적지 노드 아이디(ID), 광 스위치 경로 아이디(ID), 서비스 포트 및 광 스위치 경로의 혼잡상황, 요청 메시지를 전송한 인입 노드 정보 및 요청 메시지를 전송한 인입 노드의 목적지 별 VOQ 정보를 포함하는 광 스위칭 제어 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the request message for the time slot assignment comprises:
The ID of the request time slot, the ID of the destination node, the optical switch path ID, the congestion state of the service port and the optical switch path, the incoming node information that transmitted the request message, And an optical switching control device including destination-specific VOQ information.
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