KR100539932B1 - 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법에 관한 것으로서, 상위 계층으로부터 타측으로 송신될 사용자 데이터를 수신하여 인캡슐레이션(encapsulation)하는 제1 과정과, 고정길이의 데이터 전송프레임의 길이 정보에 의거하여 상기 인캡슐레이션된 사용자 데이터를 분할하는 제2 과정과, 상기 분할된 사용자 데이터를 상기 데이터 전송프레임에 매핑하는 제3 과정과, 타측으로부터 인캡슐레이션된 후 소정의 데이터 전송프레임에 매핑된 데이터를 수신하는 제4 과정과, 상기 수신된 데이터 전송프레임에 포함된 인캡슐레이션 헤더정보를 분석하여 인캡슐레이션된 데이터의 총 길이정보를 파악하는 제5 과정과, 상기 데이터 전송프레임으로부터 상기 인캡슐레이션 헤더 정보 이후의 데이터를, 다음 인캡슐레이션 헤더정보를 만나거나 해당 데이터 전송프레임이 끝날 때까지, 읽어들이는 제6 과정과, 상기 제6 과정에서 읽어들인 데이터의 길이가 상기 제5 과정에서 파악된 총 길이정보 보다 짧은 경우 상기 제6 과정에서 읽어들인 데이터를 임시 저장하는 제7 과정과, 다음 데이터 전송프레임으로부터 잔량의 데이터를 수신하여 상기 제7 과정에서 임시 저장된 데이터와 재조립하는 제8 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법{METHOD FOR TRANSMITTING FRAME IN GIGABIT PASSIVE OPTICAL NETWORK}

본 발명은 기가비트-수동 광 가입자 망(Gigabit-capable Passive Optical Network: 이하, "GPON"이라 칭함)의 프레임 전송방법에 관한 것으로서, 특히, GEM(GPON Encapsulation Method) 프레임 분할 및 재조립 기능을 수동 광 가입자 망의 GTC(GPON Transmission Convergence) 계층에서 수행하는 것을 특징으로 하는 GPON의 프레임 전송방법에 관한 것이다.

전화국부터 빌딩 및 일반 가정까지의 가입자망 구성을 위해, 최근에는 다양한 망 구조와 진화방안들이 제시되고 있다. 그 예로 xDSL(x-Digital Subscriber Line), HFC(Hybrid Fiber Coax), FTTB(Fiber To The Building), FTTC(Fiber To The Curb), FTTH(Fiber To The Home) 등을 들 수 있다. 이들 중 FTTx(x=B, C, H)는 능동 광 가입자망(Active Optical Network: 이하 "AON"이라 칭함)구성에 의해 구현된 능동형 FTTx와, PON 구성에 의해 구현된 수동형 FTTx로 구분될 수 있다.

이 때, 수동형 FTTx의 구현에 관여한 PON은 수동 소자에 의한 점-대-다점(point-to-multipoint)의 토폴로지(topology)를 갖는 망 구성으로 인해, 향후 경제성이 있는 광 가입자망 구현 방안으로 제시되고 있다. 즉, PON은 하나의 광선로 종단장치(Optical Line Termination: 이하 "OLT"라 칭함)와 다수의 광 가입자망 장치(Optical Network Unit, 이하 "ONU"라 함)들을 1×N의 수동형 광 분배기(Optical Distribution Network: 이하 "ODN"이라 칭함)를 사용하여 연결함으로써, 트리 구조의 분산 토폴로지를 형성한다.

이러한 PON의 형태로는 비동기전송모드-수동 광 가입자 망(Asynchronous Transfer Mode Passive Optical Network: 이하 "ATM-PON"이라 칭함)이 가장 먼저 개발되고 표준화가 이루어졌는데, 그 표준화 내용은 ITU-T(International Telecommunication Union - Telecommunication section)에서 문서화한 ITU-T G.982, ITU-T G.983.1, ITU-T G.983.3에 기술되어 있다. 또한, 현재 ITU-T에서는 GPON 표준화가 진행중이다.

한편, 점-대-점(point-to-point)방식의 기가비트 이더넷과 ATM-PON용 MAC(Medium Access Control) 기술은 이미 표준화가 완료되어 있는 상태로서, 그 내용은 IEEE 802.3z 및 ITU-T G.983.1에 기술되어 있다. 아울러 1999년 11월 2일자로 미국에서 특허 발행된(issued) 미국특허번호 5,973,374("PROTOCOL FOR DATA COMMUNICATION OVER A POINT-TO-MULTIPOINT PASSIVE OPTICAL NETWORK")에는 ATM-PON에서의 MAC 기술이 상세히 개시되어 있다.

도 1은 통상적인 PON의 예를 나타낸 블록구성도이다.

통상적으로 PON은 하나의 OLT와 다수개의 ONU들을 포함하는데, 도 1의 예에서는 하나의 OLT(10)에 3개의 ONU들(12a,12b,12c)이 ODN(16)을 통해 접속된 예를 나타내었다. 도 1을 참조하면, OLT(10)는 트리 구조의 루트에 위치하며 억세스(access) 망의 각 가입자들에게 정보를 제공하기 위한 중심적인 역할을 수행한다. 이러한 OLT(10)에는 ODN(16)이 접속되는데, ODN(16)은 트리(tree) 토플로지 구조를 가지고 OLT(10)로부터 전송되는 하향(downstream)의 데이터 프레임을 ONU들(12a,12b,12c)에게 분배하고, 역으로 ONU들(12a,12b,12c)로부터의 상향(upstream)의 데이터 프레임을 멀티플렉싱하여 OLT(10)로 전송하는 역할을 한다. 한편, ONU들(12a,12b,12c)은 하향 데이터 프레임을 수신하여 종단 사용자들(14a,14b,14c)에게 제공하고 종단 사용자들(14a,14b,14c)로부터 출력되는 데이터를 상향 데이터 프레임으로서 ODN(16)을 통해 OLT(20)으로 전송한다. 이 때, 상기 각 ONU들(12a, 12b, 12c)에 각각 연결된 종단 사용자들(14a,14b,14c)은 NT(Network Terminal)를 포함하는 PON에서 사용될 수 있는 여러 종류의 가입자망 종단장치를 의미한다.

일반적으로 ATM-PON에서는 53바이트의 크기를 가지는 ATM 셀(cell)을 일정한 크기로 묶은 데이터 프레임 형태로 상/하향 전송하는데, 도 1과 같은 트리 형태의 PON구조에서 OLT(10)는 하향 프레임 안에 ONU들(12a,12b,12c) 각각에 분배될 하향 셀을 적절히 삽입하게 된다. 또한, 상향 전송의 경우 OLT(10)는 TDM(Time Division Multiflexing) 방식으로 ONU들(12a,12b,12c)로부터 전송된 데이터를 억세스하게 된다. 이 때, OLT(10)와 ONU들(12a,12b,12c)사이에 접속된 ODN(16)은 수동 소자이므로, OLT(10)는 레인징(ranging)이라는 가상거리보정 알고리즘을 이용하여 수동소자인 ODN(16)에서 데이터가 충돌하지 않도록 하고 있다. 또한, OLT(10)에서 ONU들(12a,12b,12c)로 하향 데이터 전송 시, OLT(10)와 ONU들(12a,12b,12c) 상호간은 비밀 보장을 위해 암호화를 위한 암호 키와 유지 관리 보수를 위한 OAM(Operations, Administration and Maintenance) 메시지를 서로 주고받도록 되어 있다. 이를 위해 상/하향 프레임에는 일정간격으로 메시지를 주고받을 수 있는 전용 ATM 셀 또는 일반 ATM 셀 내에 해당 데이터 필드가 마련되어 있다.

상기와 같이 표준화가 완료된 G.983 시리즈를 기반으로 하는 광대역 수동 광 가입자 망(Broadband Passive Optical Network: 이하 "BPON"이라 칭함)은 ATM을 기반으로 동작하는 것과는 달리, GPON은 ATM 서비스를 처리하는 셀 기반 전송방식(일명, ATM 모드) 뿐만 아니라 시분할다중화(TDM: Time Division Multiplex)와 이더넷(Ethernet) 서비스와 같이 가변길이의 패킷도 처리하는 GEM 방식(일명, GEM 모드)을 동시에 지원한다. ATM 모드는 전송데이터를 셀 단위로 GTC 프레임에 매핑하여 전송하고, GEM 모드는 전송데이터를 각 프레임 단위로 GTC 프레임에 매핑하여 전송한다.

도 2는 통상적인 GPON의 프로토콜 스택 구조를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, GPON의 프로토콜 스택은 상위 계층과 인터페이싱을 하는 프로토콜 계층(100)과, GTC 계층(200)과, GPM(GPON Physical Media dependent) 계층(300)을 포함하며, 프로토콜 계층(100)은 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 프로토콜(110), OMCI(ONT Management Control Interface)(120), GEM 프로토콜(130) 및 PLOAM(Physical Layer Operation Administration Maintenance)(140) 모듈을 포함한다.

이와 같은 구성을 갖는 GPON 프로토콜은 상위의 프레임을 GTC 계층(200)에서 GTC 프레임에 다중화하여 전송하며, 이들 중 ATM 프로토콜(110)은 ATM 모드의 전송방식을 지원하고, GEM 프로토콜(130)은 GEM 모드의 전송방식을 지원한다.

ATM 프로토콜(110)은 ATM 모드는 고정길이의 셀 단위로 전송데이터를 GTC 프레임에 매핑한다. 이 경우 만약 GTC 프레임 내에 셀 길이(통상적으로 53 byte) 보다 짧은 길이의 공간이 남으면 전송데이터를 다음 프레임에 매핑하여 전송한다. 따라서 ATM 모드의 경우 셀을 분할하는 경우는 없다.

하지만, GEM 프레임은 가변길이의 패킷이므로 GEM 프로토콜(130)은 GEM 프레임을 GTC 프레임에 매핑할 경우에 대역폭을 효율적으로 사용하기 위하여 GEM 프레임을 분할하여 전송하는 경우가 발생한다.

예를 들어, GEM 프로토콜(130)이 상위 계층으로부터 사용자 데이터(user data)를 수신하면, GEM 프로토콜(130)은 GTC 계층(200)으로부터 현재 대기중인 GTC 프레임의 공간정보(예컨대, 길이)에 대한 정보를 수신하고, 그 정보에 의거하여 현재 사용자 데이터(user data)를 분할하여 다수의 GEM 프레임으로 만들거나 아니면 분할하지 않고 하나의 GEM 프레임으로 만든 후에 그 GEM 프레임을 GTC 계층으로 전송하였다. 그러면, GTC 계층(200)에서는 그 GEM 프레임을 현재 대기중인 GTC 프레임에 매핑하여 전송하였다.

한편, 수신측에서는 GEM 계층(20)에서 이와 같이 분할된 GEM 프레임을 재조립한 후 상위 계층으로 전달하였다.

도 3은 통상적인 GEM 프레임 구조를 나타낸 도면으로서, 도 3을 참조하면 GEM 프레임은 통상적으로 PLI(L)(16 bits)(410), Port ID(12 bits)(420), Frag(2 bits)(430), FFS(2 bits)(440), HEC(16 bits)(450), Fragment Payload(L bytes)(460)를 포함한다. 이들 중 PLI(L)(410), Port ID(420), Frag(430),ss FFS(440) 및 HEC(450)은 GEM 헤더이다.

종래에는 상기 GEM 프레임 헤더 중 Frag(430)의 2bits를 이용하여 현재 전송되는 GEM 페이로드(payload)가 분할된 프레임인지 아닌지를 표시하였다. 예를 들어, 분할되지 않은 GEM 프레임은 Frag(430)를 '11'로 설정하고, 분할된 GEM 프레임의 시작 프레임은 Frag(430)를 '10'으로 설정하고, 분할된 GEM 프레임의 중간 프레임은 Frag(430)를 '00'으로 설정하고, 분할된 GEM 프레임의 마지막 프레임은 Frag(430)를 '01'로 설정하여 해당 GEM 프레임이 분할된 프레임인지 아닌지 또는 분할된 프레임 중 어느 부분에 해당되는 프레임인지를 표시하였다.

도 4a 내지 도 4c는 통상적인 방법으로 분할된 프레임을 표시하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 4a는 사용자 데이터(user data)를 분할하지 않고 GEM 프레임을 생성한 경우에 대한 예를 나타내고, 도 4b는 사용자 데이터(user data)를 2개로 분할하여 GEM 프레임을 생성한 경우에 대한 예를 나타내고, 도 4c는 사용자 데이터(user data)를 3개로 분할하여 GEM 프레임을 생성한 경우에 대한 예를 나타내다.

도 5는 통상적인 방법으로 프레임을 분할하는 방법을 도식화한 도면이다. 도 5를 참조하면 상위 계층(upper layer)으로부터 순차적으로 3개의 사용자 데이터들(user data 1, user data 2, user data 3)을 수신한 경우 GEM 프로토콜은 GTC 계층으로부터 GTC 프레임의 공간정보를 전달받아 그 공간정보에 의거하여 그 사용자 데이터들을 분할한다. 도 5의 예에서는 첫 번째 사용자 데이터(user data 1)는 분할하지 않고 GEM 프레임을 생성하였으며, 두번째 사용자 데이터(user data 2) 및 세 번째 데이터(user data 3)은 각각 두 개의 데이터(user data 2-1, user data 2-2, user data 3-1, user data 3-2)로 분할한 후 GEM 프레임을 생성한 후 GTC 프레임에 매핑시켰다.

즉, 종래에는 GTC 계층으로부터 GTC 프레임의 공간정보를 전달받은 GEM 계층에서 사용자 데이터를 분할한 후 그 분할된 각각의 데이터에 대하여 GEM 프레임을 생성하여야 했다.

따라서, 종래에는 GEM 계층이 GTC 계층의 제어를 받아 동작해야 했으므로 계층간에 독립성이 보장되지 못하고 복잡한 구조가 된다는 단점이 있었다. 또한 분할된 각각의 데이터에 대하여 GEM 프레임을 생성하여야 했으므로 그 GEM 프레임 마다 포함되는 GEM 헤더로 인한 오버헤더가 발생하여 전송효율이 낮아지는 단점이 있었다. 이 때, GEM 헤더는 6바이트의 길이를 가지므로 하나의 사용자 데이터를 N개의 프레임으로 분할할 경우 6×N 만큼의 오버헤더가 발생하여 그 만큼의 전송효율이 낮아진다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 보완하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 GPON의 데이터 전송시 오버헤더를 줄임으로써 GPON의 데이터 전송효율을 높이도록 하는 GPON 프레임 전송방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제2 목적은 GPON의 데이터 전송을 위한 GEM 데이터 분할시 오버헤더를 최소화함으로써 GPON의 데이터 전송효율을 높이도록 하는 GPON 프레임 전송방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제3 목적은 GPON의 데이터 전송시 GEM 프레임을 생성한 후에 분할하고 그 데이터를 수신측에서 재조립함으로써 GPON의 데이터 전송효율을 높이도록 하는 GPON 프레임 전송방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법은 상위 계층으로부터 타측으로 송신될 사용자 데이터를 수신하여 인캡슐레이션(encapsulation)하는 제1 과정과, 고정길이의 데이터 전송프레임의 길이 정보에 의거하여 상기 인캡슐레이션(encapsulation)된 사용자 데이터를 분할하는 제2 과정과, 상기 분할된 사용자 데이터를 상기 데이터 전송프레임에 매핑하는 제3 과정과, 타측으로부터 인캡슐레이션(encapsulation)된 후 소정의 데이터 전송프레임에 매핑된 데이터를 수신하는 제4 과정과, 상기 수신된 데이터 전송프레임에 포함된 인캡슐레이션(encapsulation) 헤더정보를 분석하여 인캡슐레이션(encapsulation)된 데이터의 총 길이정보를 파악하는 제5 과정과, 상기 데이터 전송프레임으로부터 상기 인캡슐레이션(encapsulation) 헤더 정보 이후의 데이터를, 다음 인캡슐레이션(encapsulation) 헤더정보를 만나거나 해당 데이터 전송프레임이 끝날 때까지, 읽어들이는 제6 과정과, 상기 제6 과정에서 읽어들인 데이터의 길이가 상기 제5 과정에서 파악된 총 길이정보 보다 짧은 경우 상기 제6 과정에서 읽어들인 데이터를 임시 저장하는 제7 과정과, 다음 데이터 전송프레임으로부터 잔량의 데이터를 수신하여 상기 제7 과정에서 임시 저장된 데이터와 재조립하는 제8 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이 때, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 프레임을 분할하는 방법을 도식화한 도면이다. 도 6을 참조하면 상위 계층(upper layer)으로부터 순차적으로 3개의 사용자 데이터들(user data 1, user data 2, user data 3)을 수신한 경우 GEM 프로토콜은 그 데이터들 각각에 대하여 GEM 프레임을 생성한다. 즉, 상기 사용자 데이터들(user data 1, user data 2, user data 3) 각각에 대하여 GEM 헤더를 붙여 인캡슐레이션(encapsulation)함으로써 GEM 프레임을 생성한다.

그러면, GTC 계층에서는 각각의 GTC 프레임의 공간정보에 의거하여 상기 GEM 프레임들을 분할하여 GTC 프레임에 매핑시킨 후 GTC 프레임을 하위 레벨로 전송한다. 즉, GEM 프레임에 대한 분할 및 전송이 GTC 계층에서 일괄적으로 수행되게 되는 것이다.

도 6의 예에서는 첫 번째 사용자 데이터(user data 1)와 세 번째 사용자 데이터(user data 3)는 분할되지 않고 두 번째 사용자 데이터(user data 2)만이 분할되어 매핑되는 경우에 대한 예를 보여주고 있다. 도 6을 참조하면 분할된 사용자 데이터의 첫 번째 데이터(user data 2-1)는 첫 번째 GTC 프레임에 매핑되고, 분할된 사용자 데이터의 두 번째 데이터(user data 2-2)는 두 번째 GTC 프레임에 매핑되었다. 이 경우 종래에는 사용자 데이터의 두 번째 데이터(user data 2-2)의 앞부분에도 GEM 헤더가 추가되어야 했지만, 본 발명에서는 사용자 데이터의 두 번째 데이터(user data 2-2)에는 GEM 헤더가 생략되었다.

즉, 본 발명에서는 GEM 프레임을 생성한 후에 분할을 수행함으로써 분할된 데이터마다 각각 GEM 헤더가 추가되는 단점을 보완할 수 있는 것이다.

다만 본 발명에서는 GTC 페이로드 내에서 첫 번째 GEM 헤더의 위치정보를 나타내는 페이로드-헤더(payload header, P)를 GTC 헤더 바로 뒤에 추가하였다. 즉, GTC 페이로드의 첫 번째 바이트에 GEM 헤더가 위치하는 경우 페이로드-헤더(payload header)는 '1'로 설정하고, GTC 페이로드의 앞부분에 잘려진 GEM 프레임 데이터가 위치하고 그 뒤에 다음 GEM 프레임 데이터의 GEM 헤더가 위치하는 경우 페이로드-헤더(payload header)는 '(잘려진 GEM 프레임 데이터의 길이)+1'로 설정하고, GTC 페이로드에 잘려진 GEM 프레임 데이터만 위치하여 GEM 헤더가 존재하지 않는 경우 페이로드-헤더(payload header)는 '0'으로 설정한다.

예를 들어, 도 6에서 첫 번째 GTC 프레임은 페이로드의 첫 번째 바이트부터 GEM 헤더가 위치하므로 첫 번째 GTC 프레임의 페이로드-헤더(P1)는 '1'로 설정한다. 또한 두 번째 GTC 프레임은 두 번째 사용자 데이터의 잘려진 부분(user data 2-2) 뒤에 GEM 헤더가 위치하므로 두 번째 GTC 프레임의 페이로드-헤더(P2)는 'L+1'로 설정한다. 이 때, 'L'은 두 번째 사용자 데이터의 잘려진 부분(user data 2-2)의 길이를 나타낸다.

이와 같이 GEM 헤더의 위치를 나타내기 위한 페이로드-헤더(P2)는 그 길이가 '2Byte'인 것이 바람직하다.

한편, 이와 같은 방식으로 GEM 데이터를 분할하여 전송할 경우 수신측에서는 종래와 같은 방식으로 GEM 데이터의 분할 여부를 알 수는 없다. 하지만, GEM 프레임의 헤더 부분 중 PLI(L)(410)('도 3' 참조)에 해당 GEM 프레임의 총 길이가 저장되므로 수신측에서는 실제로 수신된 GEM 페이로드(payload)의 길이와 상기 헤더부분(PLI(L)(410))에 저장된 정보를 비교하여 해당 GEM 프레임의 분할 여부를 판단할 수 있다. 따라서 수신측에서는 현재 수신중인 GEM 프레임이 분할된 프레임이라고 판단된 경우 다음 GTC 프레임으로부터 잔여 데이터를 수신한 후 그들을 재조립하여 상위로 전송한다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상/하향 GTC 프레임 구조에 대한 예시도이다. 도 7a는 상향 GTC 프레임 구조를 나타내고, 도 7b는 하향 GTC 프레임 구조를 나타낸다. 도 7a를 참조하면 상향 GTC 프레임은 GEM 프로토콜에서 GTC 계층으로 전송되므로 GTC 페이로드의 맨 앞부분에 2바이트의 페이로드 헤더(payload header)가 포함되어 있다. 도 7b를 참조하면 하향 GTC 프레임은 GTC 계층에서 GEM 프로토콜 또는 ATM 프로토콜로 전송되므로 GTC 페이로드 중 GEM 영역(partition)의 맨 앞부분에 2바이트의 페이로드 헤더(payload header)가 포함되어 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 프레임을 송신하기 위한 데이터 매핑방법에 대한 처리 흐름도이다. 특히, 도 8은 GTC 계층에서 GEM 프레임 데이터를 GTC 프레임에 매핑하기 위한 방법을 도시하고 있다. GTC 계층에서는 하나의 GTC 프레임 단위로 데이터 매핑을 수행한다. 따라서, 데이터 매핑을 위해 GTC 계층에서는 먼저 잘린 GEM 프레임 데이터가 있는지의 여부를 판단한다(S105). 이는 이전에 잘린 GEM 프레임이 있을 경우 그 잘린 GEM 프레임을 제일 먼저 보내야 하기 때문이다.

따라서 상기 판단(S105)결과 잘린 GEM 프레임이 있는 경우 그 잘린 GEM 프레임을 GTC 프레임에 매핑하는 일련의 과정을 수행한다(S115 내지 S125). 즉, 상기 잘린 GEM 프레임의 길이와 GTC 프레임의 길이를 비교하여(S115), 잘린 GEM 프레임이 GTC 프레임보다 짧으면 그 GEM 프레임을 GTC 프레임에 매핑한다(S120). 그리고 GTC 프레임의 페이로드 헤더(P)를 설정한다(S125). 그 설정값은 도 6을 참조한 설명에서 언급한 바와 같이 '(잘린 GEM 프레임 길이)+1'이다. 그리고 다음 GEM 프레임을 수신한다(S13O).

만약에 상기 비교(S115) 결과 잘린 GEM 프레임이 GTC 프레임보다 짧지 않으면 상기 잘린 GEM 프레임을 다시 분할하여 GTC 프레임에 매핑한다. 이를 위해 먼저 GTC 프레임의 페이로드 헤더(P)를 '0'으로 설정한다(S150). 이는 이전에 분할되어 이미 잘린 GEM 프레임을 다시 분할하여 현재의 GTC 프레임에 매핑하여야 하므로 현재의 GTC 프레임에는 GEM 헤더가 포함되지 않음을 나타낸다.

상기 과정(S150)에서 GTC 프레임의 페이로드 헤더(P)를 설정하였으면 그 GEM 프레임을 GTC 프레임의 길이에 대응되는 길이로 분할한다(S155). 그리고 분할된 프레임을 현재의 GTC 프레임에 매핑함과 동시에 잘린 프레임은 다음 GTC 프레임을 대기한다(S160).

한편, 상기 과정(S105)의 판단결과 잘린 GEM 프레임이 없으면 현재 GTC 프레임의 페이로드 헤더(P)를 '1'로 설정한 후(S110), 다음 GEM 프레임을 수신한다(S130).

상기 과정(S130)에서 다음 GEM 프레임을 수신하였으면 그 수신된 GEM 프레임 길이가 현재 GTC 프레임 길이 보다 짧은지를 비교한다(S135). 이 때, GTC 프레임의 상태는 전체가 비어있을 수도 있고, 일부가 이전 GEM 프레임 데이터로 채워져 있을 수도 있다. 만약 상기 비교(S135) 결과 수신된 GEM 프레임이 현재 GTC 프레임 보다 짧으면 전체 GEM 프레임을 현재 GTC 프레임에 매핑하고(S140), 그렇지 않으면 해당 GEM을 분할한 후 매핑하는 과정을 수행한다(S155, S160).

상기 과정들(S130 내지 S160)은 반복 수행하다가 현재 GTC 프레임의 가용 길이가 '0'이면(S145) 종료한다.

이와 같이 본 발명에서는 사용자 데이터를 송신하고자 하는 경우, 각 사용자 데이터에 대한 GEM 프레임을 먼저 생성하고 그 생성된 프레임을 GTC 프레임의 공간정보(길이)에 의거하여 분할하여 전송한다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 수신된 프레임을 처리하는 방법에 대한 처리 흐름도이다. 특히, 도 9는 GTC 계층에서 페이로드 헤더(payload header)를 포함하는 GTC 프레임을 수신한 경우 이를 처리하는 방법에 대한 처리 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 페이로드 헤더(payload header)를 포함하는 GTC 프레임을 수신한 경우(S205), GTC 계층은 그 GTC 프레임에 분할된 GEM 프레임 데이터가 포함되었는지의 여부를 판단하기 위해 페이로드 헤더(payload header) 값을 확인한다(S210). 상기 확인(S210) 결과 페이로드 헤더(payload header)가 '1'이라면 해당 GTC 프레임의 첫 번째 바이트에 GEM 헤더가 포함되어 있는 경우이므로 그 GEM 헤더를 분석한다(S215). 즉, 상기 과정(S215)에서는 GEM 헤더를 분석하여 해당 GEM 프레임의 총 길이 정보를 파악한다. 그리고 상기 과정(S215)에서 파악된 'GEM 프레임의 총 길이(예컨대, GEM 헤더의 길이)' 정보와 '수신된 GTC 프레임으로부터 읽어들인 GEM 프레임 길이(예컨대, 실제 길이)'를 비교한다(S220).

상기 비교(S220) 결과 '수신된 GTC 프레임으로부터 읽어들인 GEM 프레임 길이(예컨대, 실제 길이)'가 'GEM 프레임의 총 길이(예컨대, GEM 헤더의 길이)' 보다 짧은 경우 GTC 계층에서는 해당 GEM 프레임이 분할되어 전송되는 것으로 판단하고 현재까지 읽어들인 GEM 프레임 데이터를 임시 저장한다(S225). 그리고 다음 GTC 프레임을 대기한다(S230). 이는 다음 GTC 프레임으로부터 잔량의 GEM 프레임 데이터를 수신하여 그 잔량의 GEM 프레임 데이터를 상기 과정(S225)에서 임시 저장된 GEM 프레임 데이터와 재조립한 후 그 GEM 프레임을 상위로 전송하기 위함이다.

상기 비교(S220) 결과 '수신된 GTC 프레임으로부터 읽어들인 GEM 프레임 길이(예컨대, 실제 길이)'가 'GEM 프레임의 총 길이(예컨대, GEM 헤더의 길이)' 보다 짧지 않은 경우, 즉 '수신된 GTC 프레임으로부터 읽어들인 GEM 프레임 길이(예컨대, 실제 길이)'가 'GEM 프레임의 총 길이(예컨대, GEM 헤더의 길이)'와 같은 경우 GTC 계층에서는 해당 GEM 프레임을 상위로 전송한다(S245). 그리고 수신한 GTC 프레임에 데이터가 남아 있는지를 판단하여(S250) 수신한 GTC 프레임에 데이터가 남아 있지 않으면 처리 과정을 종료하고 GTC 프레임에 데이터가 남아 있으면 남아 있는 데이터에 대한 GEM 프레임 생성을 위해 상기 과정(S215)으로 되돌아 한다.

만약, 상기 확인(S210) 결과 페이로드 헤더(payload header)가 '0'이라면 해당 GTC 프레임에는 GEM 프레임 데이터의 중간 부분이 저장된 것이므로 이전에 저장된 GEM 데이터와 현재 수신된 GTC 프레임에 저장된 데이터를 재조립한 후(S235), 다음 GTC 프레임을 대기한다(S230).

한편, 상기 확인(S210) 결과 페이로드 헤더(payload header)가 '1'과 '0'이 아닌 다른 값('else')라면 해당 GTC 프레임에는 분할된 GEM 프레임 데이터의 일부가 저장된 것이므로 이전에 저장된 GEM 데이터와 현재 수신된 GTC 프레임에 저장된 데이터의 일부를 재조립한 후(S240), 재조립된 GEM 프레임을 상위로 전송한다(S245). 이 때, 상기 과정(S240)에서는 페이로드 헤더(payload header)에 저장된 값에 대응되는 위치까지의 GEM 데이터와 이전 GTC 프레임으로부터 수신되어 임시 저장하고 있는 GEM 데이터를 재조립한다.

그리고 해당 GEM 프레임을 상위로 전송한(S245)후, 수신한 GTC 프레임에 데이터가 남아 있는지를 판단하여(S250) 수신한 GTC 프레임에 데이터가 남아 있지 않으면 처리 과정을 종료하고 GTC 프레임에 데이터가 남아 있으면 남아 있는 데이터에 대한 GEM 프레임 생성을 위해 상기 과정(S215)으로 되돌아 한다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

상기와 같은 본 발명은 사용자 데이터를 송신하고자 하는 경우 각 사용자 데이터에 대한 GEM 프레임을 먼저 생성하고 GTC 계층에서는 그 생성된 GTC 프레임의 공간(길이)에 의거하여 GEM 프레임을 분할하여 전송한다. 따라서, 본 발명은 분할된 프레임마다 GEM 헤더를 추가하지 않아도 되고, 데이터 전송의 오버헤더를 줄임으로써 GPON의 데이터 전송효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 GEM 프레임의 분할 및 매핑을 GTC 계층에서 일괄적으로 수행함으로써 계층간 간섭으로 인한 처리의 복잡성을 해결할 수 있다.

도 1은 통상적인 GPON의 예를 나타낸 블록구성도,

도 2는 통상적인 GPON의 프로토콜 스택 구조를 나타낸 도면,

도 3은 통상적인 GEM 프레임 구조를 나타낸 도면,

도 4a 내지 도 4c는 통상적인 방법으로 분할된 프레임을 표시하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 5는 통상적인 방법으로 프레임을 분할하는 방법을 도식화한 도면,

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 프레임을 분할하는 방법을 도식화한 도면,

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상/하향 GTC 프레임 구조에 대한 예시도,

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 프레임을 송신하기 위한 데이터 매핑방법에 대한 처리 흐름도,

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 수신된 프레임을 처리하는 방법에 대한 처리 흐름도.

Claims (17)

1. 기가비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법에 있어서,

   상위 계층으로부터 타측으로 송신될 사용자 데이터를 수신하여 인캡슐레이션(encapsulation)하는 제1 과정과,

   고정길이의 데이터 전송프레임의 길이 정보에 의거하여 상기 인캡슐레이션(encapsulation)된 사용자 데이터를 분할하는 제2 과정과,

   상기 분할된 사용자 데이터를 상기 데이터 전송프레임에 매핑하는 제3 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 과정은

   상기 인캡슐레이션(encapsulation)된 사용자 데이터의 총 길이 정보를 포함하는 헤더 정보를 상기 사용자 데이터에 추가하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 제2 과정은

   상기 인캡슐레이션(encapsulation)된 사용자 데이터의 총 길이가 상기 데이터 전송프레임의 길이를 초과하는 경우 그 초과하는 길이에 해당되는 사용자 데이터를 분할하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 제3 과정은

   상기 분할된 사용자 데이터를 다수의 데이터 전송프레임에 각각 매핑하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자망의 프레임 전송방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 제3 과정은

   상기 인캡슐레이션(encapsulation)된 사용자 데이터가 상기 데이터 전송프레임의 길이 보다 짧은 경우 다수의 사용자 데이터를 하나의 데이터 전송프레임에 매핑하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자망의 프레임 전송방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 제3 과정은

   상기 데이터 전송프레임에 매핑되는 인캡슐레이션(encapsulation)된 사용자 데이터들 중 첫 번째 데이터의 헤더 위치를 나타내는 페이로드 헤더(payload header)를 추가하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법.
7. 기가비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법에 있어서,

   타측으로부터 인캡슐레이션(encapsulation)된 후 소정의 데이터 전송프레임에 매핑된 데이터를 수신하는 제1 과정과,

   상기 수신된 데이터 전송프레임에 포함된 인캡슐레이션(encapsulation) 헤더정보를 분석하여 인캡슐레이션(encapsulation)된 데이터의 총 길이정보를 파악하는 제2 과정과,

   상기 데이터 전송프레임으로부터 상기 인캡슐레이션(encapsulation) 헤더 정보 이후의 데이터를, 다음 인캡슐레이션(encapsulation) 헤더정보를 만나거나 해당 데이터 전송프레임이 끝날 때까지, 읽어들이는 제3 과정과,

   상기 제3 과정에서 읽어들인 데이터의 길이가 상기 제2 과정에서 파악된 총 길이정보 보다 짧은 경우 상기 제3 과정에서 읽어들인 데이터를 임시 저장하는 제4 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 수신된 데이터를 분석하여 상기 수신된 데이터가 분할된 데이터를 포함하는지를 판단하는 제5 과정과,

   상기 제5 과정의 판단결과 상기 수신된 데이터가 분할된 데이터를 포함하는 경우 상기 제4 과정에서 임시 저장된 데이터와 재조립하는 제6 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제1 과정은

   상기 데이터 전송프레임에 매핑되는 인캡슐레이션(encapsulation)된 사용자 데이터들 중 첫 번째 데이터의 헤더 위치를 나타내는 페이로드 헤더(payload header)를 포함하는 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법.
10. 기가비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법에 있어서,

    상위 계층으로부터 타측으로 송신될 사용자 데이터를 수신하여 인캡슐레이션(encapsulation)하는 제1 과정과,

    고정길이의 데이터 전송프레임의 길이 정보에 의거하여 상기 인캡슐레이션(encapsulation)된 사용자 데이터를 분할하는 제2 과정과,

    상기 분할된 사용자 데이터를 상기 데이터 전송프레임에 매핑하는 제3 과정과,

    타측으로부터 인캡슐레이션(encapsulation)된 후 소정의 데이터 전송프레임에 매핑된 데이터를 수신하는 제4 과정과,

    상기 수신된 데이터 전송프레임에 포함된 인캡슐레이션(encapsulation) 헤더정보를 분석하여 인캡슐레이션(encapsulation)된 데이터의 총 길이정보를 파악하는 제5 과정과,

    상기 데이터 전송프레임으로부터 상기 인캡슐레이션(encapsulation) 헤더 정보 이후의 데이터를, 다음 인캡슐레이션(encapsulation) 헤더정보를 만나거나 해당 데이터 전송프레임이 끝날 때까지, 읽어들이는 제6 과정과,

    상기 제6 과정에서 읽어들인 데이터의 길이가 상기 제5 과정에서 파악된 총 길이정보 보다 짧은 경우 상기 제6 과정에서 읽어들인 데이터를 임시 저장하는 제7 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 제1 과정은

    상기 인캡슐레이션(encapsulation)된 사용자 데이터의 총 길이 정보를 포함하는 헤더 정보를 상기 사용자 데이터에 추가하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 제2 과정은

    상기 인캡슐레이션(encapsulation)된 사용자 데이터의 총 길이가 상기 데이터 전송프레임의 길이를 초과하는 경우 그 초과하는 길이에 해당되는 사용자 데이터를 분할하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 제3 과정은

    상기 분할된 사용자 데이터를 다수의 데이터 전송프레임에 각각 매핑하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자망의 프레임 전송방법.
14. 제11항에 있어서, 상기 제3 과정은

    상기 인캡슐레이션(encapsulation)된 사용자 데이터가 상기 데이터 전송프레임의 길이 보다 짧은 경우 다수의 사용자 데이터를 하나의 데이터 전송프레임에 매핑하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자망의 프레임 전송방법.
15. 제10항에 있어서, 상기 제3 과정은

    상기 데이터 전송프레임에 매핑되는 인캡슐레이션(encapsulation)된 사용자 데이터들 중 첫 번째 데이터의 헤더 위치를 나타내는 페이로드 헤더(payload header)를 추가하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법.
16. 제10항에 있어서,

    상기 수신된 데이터를 분석하여 상기 수신된 데이터가 분할된 데이터를 포함하는지를 판단하는 제8 과정과,

    상기 제8 과정의 판단결과 상기 수신된 데이터가 분할된 데이터를 포함하는 경우 상기 제7 과정에서 임시 저장된 데이터와 재조립하는 제9 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법.
17. 제10항 또는 제16항에 있어서, 상기 제4 과정은

    상기 데이터 전송프레임에 매핑되는 인캡슐레이션(encapsulation)된 사용자 데이터들 중 첫 번째 데이터의 헤더 위치를 나타내는 페이로드 헤더(payload header)를 포함하는 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 기가-비트 수동 광 가입자 망의 프레임 전송방법.