KR100415584B1

KR100415584B1 - 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ａｔｍ-ｐｏｎ)상에서의동적 대역 할당 방법

Info

Publication number: KR100415584B1
Application number: KR10-2001-0085751A
Authority: KR
Inventors: 김승환; 이유태; 고제수
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2004-01-24
Also published as: KR20030055696A; US20030123482A1; US7180910B2

Abstract

본 발명은 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ATM-PON) 상에서 복수의 광통신망 유닛(ONU)을 구비한 ONU그룹과 광 종단장치(OLT) 간의 매체 접속 제어(MAC) 프로토콜에서의 동적 대역 할당 방법에 관한 것으로서, 상기 광종단장치에서 ONU그룹의 각 ONU에 설정된 연결들의 트래픽 표현자 정보와 각 ONU에 대기 중인 비실시간 셀의 수에 대한 정보로부터 각 ONU에 설정된 연결의 서비스 품질을 만족시키도록 해당 ONU에 할당할 대역을 결정하여, 상향 전송 채널의 이용률을 높이면서도 효율적인 전송을 가능하게 할 수 있다는 장점이 있다.

Description

비동기 전송 모드 수동 광통신망(ＡＴＭ-ＰＯＮ)상에서의 동적 대역 할당 방법{DYNAMIC BW ALLOCATION METHOD IN ATM PASSIVE OPTICAL NETWORK}

본 발명은 비동기 전송 모드 수동 광 통신망(ATM-PON) 상에서 복수의 광통신망 유닛(ONU)을 구비한 ONU 그룹과 광 종단장치(OLT)간의 매체 접속 제어(MAC) 프로토콜에서의 효율적인 망 자원 사용과 다양한 ATM 서비스를 제공하기 위한 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ＡＴＭ-ＰＯＮ)상에서의 동적 대역 할당 방법에 관한 것이다.

현재, 광대역 서비스를 제공하기에 적합한 경제적인 구축 방법으로 ATM-PON 시스템이 설정되어 운용되고 있다. 이러한 가입자망 구조로서의 상기 ATM-PON 시스템의 상향에서는 트래픽의 다중화가 발생하므로, 이에 대한 효과적인 대체 방법으로서 MAC 프로토콜이 구비되어야 한다. 실제로, 충돌을 해결하기 위한 알고리즘으로서 트리(tree) 알고리즘을 제안하는 많은 MAC 프로토콜 제안서가 있다. 그러나, 이 알고리즘은 시간에 민감한 높은 우선 순위의 트래픽이 들어올 경우에는 성능이 떨어진다는 문제점이 있다.

그리고, 일반적으로 다수의 통신망 사업자들은 광대역의 PON 관련 시스템을 적용하고 있다. 이런 PON 시스템은 음성과 같은 저속의 동기화 서비스에서부터 LAN 상호 연결과 같은 고속의 서비스까지를 제공하므로, MAC 프로토콜 상에서 필요한 대역 할당이 서비스의 성능에 영향을 미치지 않아야 한다.

PON 시스템은 FTTH(Fiber To The Home) 또는 FTTC(Fiber To The offiCe) 가입자 액세스 노드와 ONU(Optical Network Unit) 사이에 분배망인 ODN(Optical Distribution Network)을 사용하는 구조로서, 모든 노드는 버스나 트리 구조의 형태로 분산된 토폴로지(topology)이다.

또한, PON 시스템은 광 가입자망을 액세스하기 위해, 가정 및 회사 등의 내부에 설치된 ONU 및 각 ONU 들과 광케이블로 연결된 전화국측 OLT(Optical Line Termination)를 포함하여 구성되며, 각 OLT를 통해 인터넷 서비스, 전화 서비스(POTS service), 대화형 비디오 서비스(VOD) 등의 서비스들이 제공된다.

이러한 PON 방식은 사용자들이 교환 장비와 광 자원의 공유가 가능하며, 광분배망이 수동적이기 때문에 유지비용이 낮고, 공급자가 쉽게 스플릿을 추가 삭제할 수 있는 유연성이 높으며, 또한 고도의 자원 공유로 가입자당 비용이 낮은 장점을 가지고 있다.

반대로, PON 방식은 다수의 사용자가 광 자원을 공유하기 때문에 사용자들 사이에 충돌 문제가 발생하게 되는데, 이러한 상황은 특히 멀티미디어 트래픽 환경을 지원하는 ATM-PON 환경에서 빈번히 발생하여 성능을 떨어트리는 결과를 가져온다.

따라서, PON 시스템에서 사용자들간에 충돌 문제없이 정보를 전송하고, 효율적으로 망 자원을 사용할 수 있는 방법이 요구된다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 OLT에서 ONU 그룹의 각 ONU에 설정된 연결들의 트래픽 표현자 정보와 각 ONU에 대기 중인 비실시간 셀의 수에 대한 정보로부터 각 ONU에 설정된 연결의 서비스 품질을 만족시키도록 해당 ONU에 할당할 대역을 결정하는 비동기 전송 모드 수동광통신망(ＡＴＭ-ＰＯＮ)상에서의 동적 대역 할당 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비동기 전송 모드 수동 광통신망 상에서의 동적 대역 할당 방법을 나타낸 플로우챠트이다.

도 2는 본 발명에 있어서 새로운 실시간 연결이 설정될 경우 대역할당전의 전처리 과정을 나타낸 플로우챠트이다.

도 3은 본 발명에 있어서 기존의 실시간 연결이 해제될 경우 대역할당전 전처리 과정을 나타낸 플로우챠트이다.

도 4는 본 발명에 있어서 새로운 비실시간 연결이 설정될 경우 대역할당전 전처리 과정을 나타낸 플로우챠트이다.

도 5는 본 발명에 있어서 기존의 비실시간 연결이 해제될 경우 대역할당전 전처리 과정을 나타낸 플로우챠트이다.

도 6는 본 발명에 있어서 어떤 ONU로부터 상태 정보를 받은 경우에 대역할당전에 이루어지는 전처리 과정을 나타낸 플로우챠트이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명은 복수의 광통신망 유닛을 구비한 ONU 그룹과 광 종단 장치간의 상호 데이터 전송을 위한 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ATM-PON) 상에서의 동적 대역 할당 방법에 있어서,

각 광통신망 유닛에 설정된 연결들의 트래픽 표현자, 고정 대역폭, 유효 대역폭, 보증 대역폭, 최대 대역폭, 동적 대역폭을 설정하는 단계;

상기 각 광통신망 유닛에 대응하는 트래픽 표현자를 갱신하는 단계;

모든 광통신망 유닛에 설정된 고정대역폭의 합을 가용 링크 용량과 비교하는 단계;

모든 광통신망 유닛의 고정 대역폭의 합이 가용 링크 용량보다 큰 경우, 각 광통신망유닛에 해당 유효대역폭에 비례하여 대역을 할당하는 단계;

모든 광통신망 유닛의 고정 대역폭의 합이 가용 링크 용량보다 작은 경우, 각 광통신망유닛에 해당하는 고정대역폭만큼 대역을 우선 할당하고, 모든 광통신망에 설정된 최대대역폭의 합을 가용 링크 용량과 비교하여, 최대대역폭의 합이 가용 링크 용량보다 크면 남은 대역을 각 광통신망유닛에 해당 동적대역폭에 비례하여 추가 할당하고, 반대로 최대대역폭의 합이 가용 링크 용량보다 작으면 각 광통신망유닛에 할당된 대역이 해당 최대대역폭만큼 되도록 추가 할당한 후 남은 대역을 똑 같이 분배하여 할당하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 고정대역폭은 해당 광통신망유닛에 설정된 모든 실시간 연결들의최대셀율(PCR:Peak Cell Rate)의 합으로, 상기 유효대역폭은 해당 광통신망유닛에 설정된 항등비트율(CBR)의 최대셀율(PCR) 과 비실시간 가변 비트율(rtVBR) 연결들의 유지가능셀율(SCR)의 합으로, 상기 최대대역폭은 해당 광통신망유닛에 설정된 모든 연결들의 최대셀율(PCR)의 합으로, 상기 보증대역폭은 해당 광통신망유닛에 설정된 실시간가변비트율(nrtVBR) 연결들의 유지가능셀율(SCR) 과 가용비트율(ABR) 연결들의 최소셀율(MCR)의 합으로 설정하는 것을 특징으로 한다.

더하여, 상기 라)단계는 상기 각 광통신망유닛의 유효대역폭에 비례하여 해당 광통신망의 대역을 할당하는 단계, 어떤 광통신망유닛에 할당할 대역이 그 광통신망유닛의 고정대역폭을 초과할 경우, 그 광통신망유닛에는 고정대역폭만큼만 대역을 할당하는 단계, 및, 나머지 초과된 양만큼의 대역은 나머지 광통신유닛들 각각에 해당 유효대역폭에 비례하여 할당하는 단계로 이루어지고, 모든 대역에 대한 할당이 완료될 때까지 반복하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 바)단계는 모든 광통신유닛의 최대대역폭의 합이 링크용량보다 작은 경우 각 광통신망유닛에 할당될 총 대역이 해당 광통신망유닛의 최대대역폭만큼 되도록 대역을 추가 할당하는 단계, 상기 최대대역폭만큼씩 대역 할당 후, 남은 대역을 모든 광통신망유닛에 똑같이 나누어 추가 할당하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 바)단계는 모든 광통신망유닛의 최대대역폭 합이 링크용량보다 큰 경우 상기 고정대역폭만큼 할당하고 남은 대역을 각 광통신망유닛별로 동적대역폭에 비례하여 해당 광통신망유닛에 추가할당하고, 상기 추가 할당후 총대역이 최대대역폭을 초과한 광통신망유닛에서는 최대대역폭만큼만 할당하고, 상기 최대대역폭만큼 추가할당한 후 나머지 초과된 용량은 모든 광통신망 유닛에 나누어 할당하는 것을 특징으로 한다.

더하여, 상기 동적 대역 할당 방법은 트래픽표현자중 고정대역폭, 유효대역폭, 최대대역폭, 보증대역폭을 해당 광통신망유닛에 새로운 연결의 설정이나 기존 연결의 해제시 갱신하고, 동적대역폭은 초기에 보증대역폭과 같은 값으로 정의되어, 해당 광통신망유닛에 새로운 비실시간 연결의 설정이나 기존 비실시간 연결의 해제시 갱신하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이, 트래픽표현자의 갱신후 동적 대역 할당이 이루어지게 된다.

그리고, 상기 갱신과정은 새로운 실시간 연결이 설정될 경우, 상기 실시간 연결이 어느 광통신망유닛에 설정된 것인지 판단하는 단계와, 상기 설정된 연결이 항등비트율(CBR)인지 비실시간 가변 비트율(rtVBR)인지 판단하는 단계와, 상기 설정된 연결이 항등비트율(CBR) 인 경우, 해당 광통신망유닛의 고정대역폭, 유효대역폭, 최대대역폭에 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR)을 더하여 갱신하는 단계와, 설정된 연결이 비실시간 가변 비트율(rtVBR) 인 경우, 해당 광통신망유닛의 고정대역폭과 최대대역폭에 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR) 을 더하고, 유효대역폭에 새로 설정된 연결의 유지 가능셀율(SCR)을 더하여 갱신하는 단계를 이루어진다.

반대로, 기존의 실시간 연결이 해제된 경우에는 상기 해제된 연결이 어느 광통신망유닛에서 해제된 연결인지 판단하는 단계와, 상기 해제된 연결이 항등비트율(CBR)인지 비실시간 가변 비트율(rtVBR) 인지 판단하는 단계와, 해제된 연결이 항등비트율(CBR) 인 경우, 해당 광통신망유닛의 고정대역폭, 유효대역폭,최대대역폭에서 최대셀율(PCR)을 빼주는 단계와, 해제된 연결이 비실시간 가변 비트율(rtVBR) 인 경우, 해당 광통신망유닛의 고정대역폭과 최대대역폭에서 상기 해제된 연결의 최대셀율(PCR)을 빼주고, 해당 유효대역폭에서 상기 해제된 연결의 유지 가능셀율(SCR)을 빼주는 단계로 트래픽 표현자의 갱신과정이 이루어진다.

또한, 새로운 비실시간 연결이 설정될 경우에는, 상기 비실시간 연결 설정이 어느 광통신망유닛에 설정된 것인지를 판단하는 단계와, 설정된 비실시간 연결이 실시간 가변 비트율(nrtVBR) 인지 가용 비트율(ABR) 인지 비규정 비트율(UBR) 인지 판단하는 단계와, 설정된 연결이 실시간 가변 비트율(nrtVBR) 인 경우, 해당 광통신망유닛의 최대대역폭에 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR)을 더하고, 보증대역폭에 새로 설정된 연결의 유지 가능셀율(SCR)을 더하고, 동적 대역폭에 새로 설정된 연결의 유지 가능셀율(SCR)을 더하는 단계와, 설정된 연결이 가용 비트율(ABR) 인 경우, 해당 광통신망의 최대대역폭에 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR)을 더하고, 보증대역폭에 새로 설정된 연결의 최소셀율(MCR)을 더하고, 동적대역폭에 새로 설정된 연결의 최소셀율(MCR)을 더하는 단계와, 상기 설정된 연결이 비규정 비트율(UBR) 인 경우, 해당 광통신망의 최대대역폭에 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR) 을 더하는 단계로 트래픽 표현자의 갱신이 이루어진다.

또한, 기존의 비실시간 연결이 해제될 경우에는, 상기 해제될 연결이 어느 광통신망에서 해제된 연결인지 판단하는 단계와, 상기 해제된 연결이 실시간 가변 비트율(nrtVBR) 인지 가용 비트율(ABR) 인지 비규정 비트율(UBR) 인지 판단하는 단계와, 상기 해제된 연결이 실시간 가변 비트율(nrtVBR) 인 경우, 해당 광통신망의최대대역폭에서 상기 해제된 연결의 최대셀율(PCR)을 빼고, 보증대역폭에서 상기 해제된 연결의 유지 가능셀율(SCR)을 빼고, 동적대역폭에서 상기 해제된 연결의 유지 가능셀율(SCR)을 빼는 단계와, 상기 해제된 연결이 가용 비트율(ABR) 인 경우, 해당 광통신망유닛의 최대대역폭에서 상기 해제된 연결의 최대셀율(PCR) 을 빼고, 보증대역폭에서 상기 해제된 연결의 최소셀율(MCR)을 빼고, 동적대역폭에서 상기 해제된 연결의 최소셀율(MCR)을 빼는 단계와, 상기 해제된 연결이 비규정 비트율(UBR) 인 경우, 해당 광통신망유닛의 최대대역폭에 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR) 을 빼는 단계에 의하여 트래픽 표현자의 갱신이 이루어진다.

또한, 광종단장치가 어떤 광통신망유닛으로부터 상태정보를 수신한 경우에는 어느 광통신망유닛의 상태 정보인지를 판단하는 단계와, 상기 미니슬롯에 포함된 대기열의 길이와 해당 광통신망유닛의 '동적대역폭 ×프레임길이'를 비교하는 단계와, 상기 미니슬롯에 포함된 대기열의 길이가 해당 광통신망유닛의 '동적대역폭 ×프레임길이'보다 큰 경우, 미니슬롯에 포함된 대기열의 길이에 해당 광통신망의 '동적대역폭 ×프레임길이'를 뺀 값을 '미니슬롯수신 주기 ×프레임 길이'로 나누고, 그 결과 값을 상기 광통신망유닛의 동적대역폭에 더하는 단계와, 상기 미니슬롯에 포함된 대기열의 길이가 해당 광통신망유닛의 '동적대역폭 ×프레임길이'보다 작은 경우, 해당 광통신망유닛의 '동적대역폭 ×프레임길이'에 미니슬롯에 포함된 대기열의 길이를 빼고, 그 결과를 프레임 길이로 나눈 후, 최종 결과를 상기 광통신망유닛의 동적대역폭에서 빼는 단계로 트래픽 표현자의 갱신이 이루어진다.

상기 기재된 바와 같이, 본 발명에 의한 동적 대역 할당 방법은 비동기 전송모드 수동 광통신망(ATM-PON) 상에서 복수의 광통신망 유닛(이하, ONU)을 구비한 ONU 그룹과 광 종단 장치(이하, OLT) 간의 상호 데이터 전송을 위한 동적 대역 할당에 있어서, 각 ONU에 설정된 연결들의 트래픽 표현자로서, 고정 대역폭(fixed bandwidth, 이하, '고정 BW'라 한다), 유효 대역폭(affective bandwidth, 이하, '유효 BW'라 한다), 최대 대역폭(maximum bandwidth, 이하 '최대 BW'라 한다), 보증 대역폭(Assured Bandwidth, 이하, '보증 BW'라 한다), 동적 대역폭(Dynamic Bandwidth, 이하 '동적 BW'라 한다)를 설정한다.

상기에서, 고정 BW 는 해당 ONU에 설정된 모든 실시간 연결들의 최대셀율(Peak Cell Rate)의 합으로 정의하고, 유효 BW는 해당 ONU에 설정된 항등비트율(CBR) 연결들의 최대셀율(PCR) 과 비실시간 가변 비트율(rtVBR) 연결들의 유지가능셀율(Sustainable Cell Rate) 의 합으로 정의하고, 최대 BW는 해당 ONU 에 설정된 모든 연결들의 최대셀율(PCR) 의 합으로 정의하고, 보증 BW는 해당 ONU에 설정된 실시간 가변 비트율(nrtVBR) 연결들의 유지 가능셀율(SCR) 과 가용 비트율(ABR) 연결들의 최소셀율(Minimum Cell Rate, MCR) 의 합으로 정의한다.

그리고, 본 발명은 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ATM-PON) 상에서 복수의 광통신망 유닛(ONU) 을 구비한 ONU 그룹과 광 종단장치(OLT) 간의 상호 데이터 전송을 위한 동적 대역 할당 전에, 새로운 실시간/비실시간 연결의 설정이나 해제에 따라서 상기 트래픽 표현자(고정 BW, 유효 BW, 최대 BW, 보증 BW)를 각각 적절하게 갱신하여 동적 대역 할당에 사용할 수 있도록 한다.

상술한 본 발명의 특징 및 장점은 첨부된 도면을 통한 이하의 상세한 설명을통하여 보다 분명해 질 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비동기 전송 모드 수동 광통신망 상의 동적 대역 할당 방법의 기본 처리 과정을 나타낸 플로우챠트로서, 상기 도 1을 참조할 때 본 발명에 의한 동적 대역 할당 방법은 다음과 같이 이루어진다.

할당전 초기단계로서, 먼저 모든 ONU의 고정 대역폭(Bandwidth, 이하 BW라 한다)의 합을 링크 용량과 비교한다(101).

상기 비교결과에 따라 고정 BW 의 합이 링크 용량 보다 큰 경우(100a)와, 고정 BW 의 합이 링크 용량 보다 작은 경우(100b)로 대역 할당 처리가 달라진다.

즉, 모든 ONU의 고정 BW 의 합을 링크 용량과 비교하여 고정 BW 의 합이 링크 용량 보다 큰 경우에는, 각 ONU의 유효(effective) BW에 비례하게 해당 ONU에 대역을 할당하고(102), 이 때, 어떤 ONU에 할당할 대역이 그 ONU의 고정 BW를 초과하는 경우, 그 ONU에는 고정 BW만큼의 대역만 을 할당한 후(103), 나머지 초과된 양만큼의 대역은 다른 나머지 ONU의 유효 BW에 비례하게 나누어 할당한다(104). 상기 과정은 모든 ONU에 대하여 대역할당이 이루어질때까지 반복된다.

그리고, 모든 ONU의 고정 BW 의 합을 링크 용량과 비교하여 고정 BW 의 합이 링크 용량 보다 작은 경우에는, 모든 ONU에 해당 ONU의 고정 BW만큼씩 대역을 할당하고(106), 그 다음, 모든 ONU의 최대 BW의 합과 링크 용량과 비교한다(107). 상기 비교 결과 최대 BW 의 합이 링크 용량 보다 크면, 상기 단계(106)에서 모든 ONU에고정 BW 만큼씩 할당하고 남은 대역을 각 ONU의 동적 BW에 비례하게 나누어 추가 할당한다(108). 이 때, 어떤 ONU에서 할당한 총대역이 해당 ONU의 최대 BW를 초과한 경우, 그 ONU에는 할당될 총 대역이 최대 BW가 되도록 추가 할당시 할당분을 조정하고(109), 이때, 추가할당하고 남은 초과 대역은 나머지 ONU에 똑같이 나누어 추가 할당한다(110). 마찬가지로 모든 대역에 대한 할당이 종료될때까지 상기 과정은 반복된다.

또한, 모든 ONU에 해당 ONU의 고정 BW만큼씩 대역을 할당한 후, 상기 비교(107)에서 모든 ONU의 최대 BW 합이 링크용량보다 적은 경우에는 각 ONU에 할당될 총 대역이 해당 ONU의 최대 BW만큼만 되도록 대역을 추가 할당하고(111), 모든 ONU에 최대 BW 만큼씩 할당하고 남은 대역에 대해서는 모든 ONU에 똑같이 나누어 추가 할당한다(117).

본 발명에 의한 동적 대역 할당 방법에서 새로운 실시간 연결이 설정될 경우에는 상기 도 1에 도시한 바와 같이 기본 할당처리를 들어가기 전에 도 2에 도시된 바와 같은 전처리 과정을 거친다.

즉, 도 2는 실시간 트래픽이 설정된 경우의 전 처리 과정을 나타낸 플로우챠트로서, 실시간 연결이 설정된 경우, 먼저, 상기 실시간 연결 설정이 어느 ONU에 설정된 연결인지 판단한다(201). 이때, 실시간 연결 설정이 이루어진 ONU를 ONUi라 한다.

그 다음, 상기 실시간 설정된 연결이 항등비트율(CBR)인지 비실시간 가변 비트율(rtVBR) 인지를 판단한다(202).

이때, 설정된 연결이 항등비트율(CBR) 인지, 비실시간 가변 비트율(rtVBR)인지에 따라서 해당 ONUi 에 설정된 연결들에 대한 트래픽 표시자를 각각 갱신한다(203, 204).

보다 구체적으로는, 상기에서 새로운 항등비트율(CBR) 연결이 설정된 경우의 해당 ONUi 에 설정된 연결들에 대한 트래픽 표시자의 갱신(203)은 해당 ONUi 의 고정 BW와, 유효 BW와, 최대 BW에 각각 상기 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR) 을 더해주는 것이다.

그리고, 상기에서 새로운 비실시간 가변 비트율(rtVBR) 연결이 설정된 경우에 해당 ONUi 에 설정된 연결들에 대한 트래픽 표시자에 대한 갱신(204)은 해당 ONUi 의 고정 BW와 최대 BW 에 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR) 을 각각 더하고, 해당 ONUi 의 유효 BW 에 새로 설정된 연결의 유지 가능셀율(SCR) 을 더하는 것이다.

상기와 같이 새로이 연결설정된 ONUi에 대한 트래픽 표시자의 설정을 갱신한 후 상기 도 1에 도시된 바와 같이 동적 대역 할당이 실시된다.

도 3은 본 발명이 적용되는 비동기 전송 모드 수동 광통신망 상에서 기존의 실시간 연결이 해제될 경우, 동적 대역 할당 전에 필요한 전처리 과정을 나타낸 플로우챠트이다.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 비동기 전송 모드 수동 광통신망에서 실시간으로 연결이 해제될 경우, 먼저, 어느 ONU에서 연결이 해제되는 것인지를 판단한다(301). 이때, 연결이 해제되는 ONU에 대하여 ONUi 라고 한다.

그 다음, 해제된 연결이 항등비트율(CBR)인지 비실시간 가변 비트율(rtVBR) 인지를 판단한다(302). 상기 판단에 따라 서로 다른 트래픽 표시자 갱신이 이루어진다. 즉, 해제된 연결이 항등비트율(CBR) 인 경우, 해당 ONUi 의 고정 BW와 유효 BW와 최대 BW 에서 해제된 연결의 최대셀율(PCR) 을 각각 빼고(303), 비실시간 가변 비트율(rtVBR) 연결이 해제된 경우에는, 해당 ONUi의 고정 BW와 최대 BW에서 해제된 연결의 최대셀율(PCR)을 빼고, 해당 ONUi 의 유효 BW 에서 해제된 연결의 유지 가능셀율(SCR) 을 뺀다(304).

본 발명은 상기와 같이, 기존의 실시간 연결이 해제될 경우 해당 ONU 에 설정된 연결들에 대한 트래픽 표시자를 갱신한 후 동적 대역 할당 과정을 수행한다.

도 4는 본 발명에 따른 비동기 전송 모드 수동 광통신망 상의 동적 대역 할당 방법에 있어서, 새로운 비실시간 연결이 설정될 경우 동적 대역 할당 전에 필요한 전처리과정을 나타낸 플로우챠트이다.

상기 도 4를 참조하면, 비실시간 연결이 설정된 경우의 전처리는 어떤 ONU에 설정된 연결인지를 판단(401)하는 것으로 시작된다.

그 다음 설정된 비실시간 연결이 실시간 가변 비트율(nrtVBR) 인지 가용 비트율(ABR) 인지 비규정 비트율(UBR) 인지를 판단한다(402).

이때, 설정된 연결이 실시간 가변 비트율(nrtVBR) 인 경우, 해당 ONUi 의 최대 BW 에 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR) 을 더해주고, 해당 ONUi 의 보증 BW 에 새로 설정된 연결의 유지 가능셀율(SCR) 을 더해주고, 해당 ONUi 의 동적 BW 에 새로 설정된 연결의 유지 가능셀율(SCR)을 더해준다(403).

그리고, 설정된 연결이 가용 비트율(ABR) 인 경우, 해당 ONUi 의 최대 BW 에 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR) 을 더해주고, 해당 ONUi 의 보증 BW 에 새로 설정된 연결의 최소셀율(MCR) 을 더해주고, 해당 ONUi 의 동적 BW 에 새로 설정된 연결의 최소셀율(MCR) 을 더한다(404).

그리고, 설정된 연결이 비규정 비트율(UBR) 인 경우, 해당 ONUi 의 최대 BW 에만 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR) 을 더한다(405).

상기와 같이, 설정된 연결의 종류에 따라서, 새로운 비실시간 연결이 설정된 해당 ONUi 에 에 대한 트래픽 표시자를 갱신한 후, 동적 대역 할당 과정(100)을 수행한다.

도 5은 본 발명에 따른 비동기 전송 모드 수동 광통신망 상의 동적 대역 할당 방법에서 기존의 비실시간 연결이 해제될 경우, 동적 대역 할당 전에 필요한 전처리 과정을 나타낸 플로우챠트이다.

상기 전처리과정은 먼저, 상기 비실시간 연결이 어느 ONU에서 해제되는 것인지 판단한다(401). 이때, 연결이 해제되는 ONU를 ONUi라 한다.

그 다음 상기 해제되는 연결이 실시간 가변 비트율(nrtVBR) 인지 가용 비트율(ABR) 인지 비규정 비트율(UBR) 인지를 판단한다(502).

상기 판단결과, 해제된 연결이 실시간 가변 비트율(nrtVBR) 인 경우, 해당 ONUi 의 최대 BW 에서 해제된 연결의 최대셀율(PCR) 을 빼고, 해당 ONUi 의 보증 BW 에서 해제된 연결의 유지 가능셀율(SCR) 을 빼고, 해당 ONUi 의 동적 BW 에 해제된 연결의 유지 가능셀율(SCR) 을 뺀다(503).

그리고, 판단결과, 해제된 연결이 가용 비트율(ABR) 인 경우에는, 해당 ONUi 의 최대 BW 에서 해제된 연결의 최대셀율(PCR) 을 빼고; 해당 ONUi 의 보증 BW 에서 해제된 연결의 최소셀율(MCR) 을 빼고, 해당 ONUi 의 동적 BW 에서 해제된 연결의 최소셀율(MCR) 을 뺀다(504).

마지막으로, 해제된 연결이 비규정 비트율(UBR) 인 경우, 해당 ONUi 의 최대 BW 에서만 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR) 을 뺀다(505).

상기와 같이, 비동기 전송 모드 수동 광통신망 상에서 기존의 비실시간 연결이 해제될 경우 해당 ONU에 설정된 연결들에 대한 트래픽 표시자를 갱신한 후, 동적 대역 할당 처리(100)를 수행한다.

도 6는 본 발명에 따른 비동기 전송 모드 수동 광통신망 상의 동적 대역 할당 방법에서 OLT측에서 어떤 ONU로부터 미니슬롯(mini-slot)을 통해 상태 정보를 받은 경우에 동적 대역 할당을 하기 전에 필요한 전처리 과정을 나타내는 플로우챠트로서, 마찬가지로, 수신된 미니슬롯이 어느 ONU 의 상태 정보인지 판단한다(601). 이때, 해당 ONU를 ONUi라 한다. 상기에서, 미니슬롯은 주로 ONU측의 상태정보를 OLT쪽으로 알려주는 기능을 하는 슬롯을 말한다.

그 다음, 수신된 미니슬롯에 포함된 대기열의 길이가 해당 ONUi 의 '동적 BW ×프레임길이' 보다 큰지를 비교판단한다(602).

상기 비교결과, 미니슬롯에 포함된 대기열의 길이가 해당 ONUi 의 '동적 BW ×프레임길이' 보다 큰 경우, 미니슬롯에 포함된 대기열의 길이에서 해당 ONUi 의 '동적 BW ×프레임길이' 를 뺀 값을 '미니슬롯 수신 주기 ×프레임 길이' 로 나누어, 그 결과값을 해당 ONUi 의 동적 BW 에 더한다(603).

반대로, 비교결과, 미니슬롯에 포함된 대기열의 길이가 해당 ONUi 의 '동적 BW ×프레임길이'보다 작은 경우, 해당 ONUi 의 '동적 BW ×프레임길이' 에 미니슬롯에 포함된 대기열의 길이를 뺀 값을 다시 프레임 길이로 나누어, 그 결과값을 해당 ONUi 의 동적 BW 에서 뺀다(604).

그 다음, 앞서 설명한 동적 대역 할당 과정(100)을 수행한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 동적 대역 할당 방법은 ATM-PON에서의 MAC 방식에서 상향 전송 채널의 이용률을 높이면서도 효율적인 전송이 가능할 수 있다는 장점이 있으며, 또한 다양한 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있으며, 다수의 사용자가 비용이 높은 광 자원을 효율적이고 경제적으로 공유하는 형태로 사용할 수 있어 경제적인 효과를 얻을 수 있다.

Claims

복수의 광통신망 유닛을 구비한 ONU 그룹과 광 종단 장치간의 상호 데이터 전송을 위한 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ATM-PON) 상에서의 동적 대역 할당 방법에 있어서,

가) 각 광통신망 유닛에 설정된 연결들의 트래픽 표현자, 고정 대역폭, 유효 대역폭, 보증 대역폭, 최대 대역폭, 동적 대역폭을 설정하는 단계;

다) 모든 광통신망 유닛에 설정된 고정대역폭의 합을 가용 링크 용량과 비교하는 단계;

라) 모든 광통신망 유닛의 고정 대역폭의 합이 가용 링크 용량보다 큰 경우, 각 광통신망유닛에 해당 유효대역폭에 비례하여 대역을 할당하는 단계;

마) 모든 광통신망 유닛의 고정 대역폭의 합이 가용 링크 용량보다 작은 경우, 각 광통신망유닛에 해당하는 고정대역폭만큼 대역을 우선 할당하고, 모든 광통신망에 설정된 최대대역폭의 합을 가용 링크 용량과 비교하는 단계;

바) 상기 비교결과 최대대역폭의 합이 가용 링크 용량보다 크면 남은 대역을 각 광통신망유닛에 해당 동적대역폭에 비례하여 추가 할당하고, 최대대역폭의 합이 가용 링크 용량보다 작으면 각 광통신망유닛에 할당된 대역이 해당 최대대역폭만큼 되도록 할당한 후 남은 대역을 똑 같이 분배하여 할당하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ＡＴＭ-ＰＯＮ)상에서의 동적 대역 할당 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 가)단계에서

고정대역폭은 해당 광통신망유닛에 설정된 모든 실시간 연결들의 최대셀율(PCR)(Peak Cell Rate)의 합으로, 상기 유효대역폭은 해당 광통신망유닛에 설정된 항등비트율(CBR)연결들의 최대셀율(PCR) 과 비실시간 가변 비트율(rtVBR) 연결들의 유지 가능셀율(SCR)의 합으로, 상기 최대대역폭은 해당 광통신망유닛에 설정된 모든 연결들의 최대셀율(PCR)의 합으로, 상기 보증대역폭은 해당 광통신망유닛에 설정된 실시간 가변 비트율(nrtVBR) 연결들의 유지 가능셀율(SCR) 과 가용 비트율(ABR) 연결들의 최소셀율(MCR)의 합으로 설정하는 것을 특징으로 하는 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ＡＴＭ-ＰＯＮ)상에서의 동적 대역 할당 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 라)단계는

상기 각 광통신망유닛의 유효대역폭에 비례하여 해당 광통신망의 대역을 할당하는 단계;

어떤 광통신망유닛에 할당할 대역이 그 광통신망유닛의 고정대역폭을 초과할 경우, 그 광통신망유닛에는 고정대역폭만큼만 대역을 할당하는 단계; 및

나머지 초과된 양만큼의 대역은 나머지 광통신유닛들 각각에 해당 유효대역폭에 비례하여 할당하는 단계가, 모든 대역에 대한 할당이 완료될때까지 반복하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ＡＴＭ-ＰＯＮ)상에서의 동적 대역 할당 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 바)단계는

모든 광통신유닛의 최대대역폭의 합이 링크용량보다 작은 경우 각 광통신망유닛에 할당될 총 대역이 해당 광통신망유닛의 최대대역폭만큼 되도록 대역을 추가 할당하는 단계;

상기 최대대역폭만큼씩 대역 할당 후, 남은 대역을 모든 광통신망유닛에 똑같이 나누어 추가 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ＡＴＭ-ＰＯＮ)상에서의 동적 대역 할당 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 바)단계는

a) 모든 광통신망유닛의 최대대역폭 합이 링크용량보다 큰 경우 상기 마)단계에서 고정대역폭만큼 할당하고 남은 대역을 각 광통신망유닛별로 동적대역폭에 비례하여 해당 광통신망유닛에 추가할당하는 단계;

b) 상기 추가 할당후 총대역이 최대대역폭을 초과한 광통신망유닛에서는 최대대역폭만큼만 할당하는 단계 및

c) 상기 최대대역폭만큼 추가할당한 후 나머지 초과된 용량은 모든 광통신망 유닛에 나누어 할당하는 단계를 더 포함하고,

상기 b)단계와 c)단계는 모든 용량에 대한 할당이 완료될때까지 반복되는 것을 특징으로 하는 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ＡＴＭ-ＰＯＮ)상에서의 동적 대역 할당 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 방법은

사)상기 고정대역폭, 유효대역폭, 최대대역폭, 보증대역폭은 해당 광통신망유닛에 새로운 연결의 설정이나 기존 연결의 해제시 그 값을 갱신하고, 상기 동적대역폭은 초기에 보증대역폭과 같은 값으로 정의되어, 해당 광통신망유닛에 새로운 비실시간 연결의 설정이나 기존 비실시간 연결의 해제시 갱신하는 단계를 더 구비하고,

상기 사)단계에 의해 트래픽 표현자를 갱신한 후 다) 내지 바)단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ＡＴＭ-ＰＯＮ)상에서의 동적 대역 할당 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 사)단계는

새로운 실시간 연결이 설정될 경우,

상기 실시간 연결이 어느 광통신망유닛에 설정된 것인지 판단하는 단계;

상기 설정된 연결이 항등비트율(CBR)인지 비실시간 가변 비트율(rtVBR) 인지 판단하는 단계;

상기 설정된 연결이 항등비트율(CBR) 인 경우, 해당 광통신망유닛의 고정대역폭, 유효대역폭, 최대대역폭에 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR)을 더하여 갱신하는 단계; 및

설정된 연결이 비실시간 가변 비트율(rtVBR) 인 경우, 해당 광통신망유닛의고정대역폭과 최대대역폭에 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR) 을 더하고, 유효대역폭에 새로 설정된 연결의 유지 가능셀율(SCR)을 더하여 갱신하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ＡＴＭ-ＰＯＮ)상에서의 동적 대역 할당 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 사)단계는 기존에 있던 실시간 연결이 해제될 경우,

상기 해제된 연결이 어느 광통신망유닛에서 해제된 연결인지 판단하는 단계;

상기 해제된 연결이 항등비트율(CBR)인지 비실시간 가변 비트율(rtVBR) 인지 판단하는 단계;

해제된 연결이 항등비트율(CBR) 인 경우, 해당 광통신망유닛의 고정대역폭, 유효대역폭, 최대대역폭에서 최대셀율(PCR)을 빼주는 단계;

해제된 연결이 비실시간 가변 비트율(rtVBR) 인 경우, 해당 광통신망유닛의 고정대역폭과 최대대역폭에서 상기 해제된 연결의 최대셀율(PCR)을 빼주고, 해당 유효대역폭에서 상기 해제도니 연결의 유지 가능셀율(SCR)을 빼주는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ＡＴＭ-ＰＯＮ)상에서의 동적 대역 할당 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 사)단계는

새로운 비실시간 연결이 설정될 경우,

상기 비실시간 연결 설정이 어느 광통신망유닛에 설정된 것인지를 판단하는단계;

설정된 비실시간 연결이 실시간 가변 비트율(nrtVBR) 인지 가용 비트율(ABR) 인지 비규정 비트율(UBR) 인지 판단하는 단계;

설정된 연결이 실시간 가변 비트율(nrtVBR) 인 경우, 해당 광통신망유닛의 최대대역폭에 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR)을 더하고, 보증대역폭에 새로 설정된 연결의 유지 가능셀율(SCR)을 더하고, 동적 대역폭에 새로 설정된 연결의 유지 가능셀율(SCR)을 더하는 단계;

설정된 연결이 가용 비트율(ABR) 인 경우, 해당 광통신망의 최대대역폭에 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR)을 더하고, 보증대역폭에 새로 설정된 연결의 최소셀율(MCR)을 더하고, 동적대역폭에 새로 설정된 연결의 최소셀율(MCR)을 더하는 단계; 및

설정된 연결이 비규정 비트율(UBR) 인 경우, 해당 광통신망의 최대대역폭에 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR) 을 더하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ＡＴＭ-ＰＯＮ)상에서의 동적 대역 할당 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 사)단계는

기존의 비실시간 연결이 해제될 경우,

상기 해제될 연결이 어느 광통신망에서 해제된 연결인지 판단하는 단계;

상기 해제된 연결이 실시간 가변 비트율(nrtVBR) 인지 가용 비트율(ABR) 인지 비규정 비트율(UBR) 인지 판단하는 단계;

상기 해제된 연결이 실시간 가변 비트율(nrtVBR) 인 경우, 해당 광통신망의 최대대역폭에서 상기 해제된 연결의 최대셀율(PCR)을 빼고, 보증대역폭에서 상기 해제된 연결의 유지 가능셀율(SCR)을 빼고, 동적대역폭에서 상기 해제된 연결의 유지 가능셀율(SCR)을 빼는 단계;

상기 해제된 연결이 가용 비트율(ABR) 인 경우, 해당 광통신망유닛의 최대대역폭에서 상기 해제된 연결의 최대셀율(PCR) 을 빼고, 보증대역폭에서 상기 해제된 연결의 최소셀율(MCR)을 빼고, 동적대역폭에서 상기 해제된 연결의 최소셀율(MCR)을 빼는 단계; 및

상기 해제된 연결이 비규정 비트율(UBR) 인 경우, 해당 광통신망유닛의 최대대역폭에 새로 설정된 연결의 최대셀율(PCR) 을 빼는 단계를 포함하여 실행되는 것을 특징으로 하는 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ＡＴＭ-ＰＯＮ)상에서의 동적 대역 할당 방법.
제 6 항에 있어서, 해당 광통신망유닛의 상태 정보 수신시 동적대역폭을 갱신하는 것을 특징으로 하는 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ＡＴＭ-ＰＯＮ)상에서의 동적 대역 할당 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 사)단계는

어떤 광통신망유닛으로부터 상태 정보를 받은 경우,

어느 광통신망유닛의 상태 정보인지를 판단하는 단계;

상기 미니슬롯에 포함된 대기열의 길이와 해당 광통신망유닛의 '동적대역폭 ×프레임길이'를 비교하는 단계;

상기 미니슬롯에 포함된 대기열의 길이가 해당 광통신망유닛의 '동적대역폭 ×프레임길이'보다 큰 경우, 미니슬롯에 포함된 대기열의 길이에 해당 광통신망의 '동적대역폭 ×프레임길이'를 뺀 값을 '미니슬롯수신 주기 ×프레임 길이'로 나누고, 그 결과 값을 상기 광통신망유닛의 동적대역폭에 더하는 단계;

상기 미니슬롯에 포함된 대기열의 길이가 해당 광통신망유닛의 '동적대역폭 ×프레임길이'보다 작은 경우, 해당 광통신망유닛의 '동적대역폭 ×프레임길이'에 미니슬롯에 포함된 대기열의 길이를 빼고, 그 결과를 프레임 길이로 나눈 후, 최종 결과를 상기 광통신망유닛의 동적대역폭에서 빼는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ＡＴＭ-ＰＯＮ)상에서의 동적 대역 할당 방법.
복수의 광통신망 유닛을 구비한 ONU 그룹과 광 종단 장치간의 상호 데이터 전송을 위한 비동기 전송 모드 수동 광통신망(ATM-PON) 시스템에 있어서,

각 광통신망 유닛에 설정된 연결들의 트래픽 표현자, 고정 대역폭, 유효 대역폭, 보증 대역폭, 최대 대역폭, 동적 대역폭을 설정하는 단계;

연결설정이나 해제, 상태정보의 수신시 상기 트래픽표현자를 갱신하는 단계;

모든 광통신망 유닛에 설정된 고정대역폭의 합을 가용 링크 용량과 비교하는 단계;

모든 광통신망 유닛의 고정 대역폭의 합이 가용 링크 용량보다 큰 경우, 각 광통신망유닛에 해당 유효대역폭에 비례하여 대역을 할당하는 단계;

모든 광통신망 유닛의 고정 대역폭의 합이 가용 링크 용량보다 작은 경우, 각 광통신망유닛에 해당하는 고정대역폭만큼 대역을 우선 할당하고, 모든 광통신망에 설정된 최대대역폭의 합을 가용 링크 용량과 비교하는 단계; 및

상기 비교결과 최대대역폭의 합이 가용 링크 용량보다 크면 남은 대역을 각 광통신망유닛에 해당 동적대역폭에 비례하여 추가 할당하고, 최대대역폭의 합이 가용 링크 용량보다 작으면 각 광통신망유닛에 할당된 대역이 해당 최대대역폭만큼 되도록 할당한 후 남은 대역을 똑 같이 분배하여 할당하는 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.