KR100646386B1 - 루프백 방식을 가진 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망에서의 동적 대역폭 할당 방법 - Google Patents

루프백 방식을 가진 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망에서의 동적 대역폭 할당 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 루프백 방식을 가진 파장 분할 다중화 수동형 광 가입자망에서의 동적 대역폭 할당 방법에 관한 것으로서, 각 광가입자 단말장치(ONT)가 자신이 현재 전송 대기버퍼 사이즈를 포함하는 대역 할당 요구 프레임을 광선로 종단장치(OLT)에 전송하는 제1 전송과정과, 상기 대역 할당 요구 프레임을 수신한 광선로 종단장치(OLT)가 상기 광가입자단말장치(ONT)의 전송 대기버퍼 사이즈에 의거하여 다음에 보낼 상향 대역폭과 하향 대역폭의 비율을 동적으로 조정하는 과정을 포함한다. 따라서, 루프백 방식을 가진 파장 분할 다중화 수동형 광 가입자망에 있어서 급격히 변하는 서비스 가입자 트래픽에 능동적으로 대처할수있는 장점이 있다.
파장분할 다중화, 수동형 광 가입자 망, 루프백 방식, 동적 대역폭 할당

Description

루프백 방식을 가진 파장 분할 다중화 수동형 광 가입자망에서의 동적 대역폭 할당 방법{METHOD FOR ALLOCATING DYNAMIC BANDWIDTH IN WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXED PASSIVE OPTICAL NETWORK WITH LOOP-BACK SCHEME}
도 1은 파장 분할 다중화 수동형 광 가입자 망(Wavelength Division Multiplexed - Passive Optical Network, 이하 'WDM-PON'이라 칭함)의 구성도,
도 2는 루프백 방식을 가진 파장 분할 다중화 수동형 광 가입자 망(WDM-PON)의 시스템 구성도,
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 대역폭 할당시 필요한 프레임들의 구조에 대한 예시도들,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 대역폭 할당을 위해 광가입자 단말장치(ONT)에서 수행되는 동작에 대한 처리 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 대역폭 할당을 위해 광선로 종단장치(OLT)에서 수행되는 동작에 대한 처리 흐름도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 대역폭 할당을 위해 광가입자 단말장치(ONT)와 광선로 종단장치(OLT)간에 수행되는 처리 절차도.
본 발명은 파장 분할 다중화 수동형 광 가입자망에 관한 것으로서, 특히, 루프백 방식(Loop-back)을 가진 파장 분할 다중화 수동형 광 가입자망(이하, 'LPB-PON'이라 칭함)에서 광가입자 단말장치에게 상/하향 대역폭을 할당하는 방법에 관한 것이다.
최근 효율적이고 경제적인 광 가입자망 구축을 위한 기술들(예컨대, 광선로 기술, 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexed, 이하 'WDM'이라 칭함) 기술, 광소자 기술(예컨대, 광증폭기, 광교환 소자 등), 광선로 분배기술 등)이 급속히 개발되고 있다. 그 결과 기존의 단일 스타 형태의 가입자망에서 비동기식 전송모드(Asynchronous Transfer Mode) 및 이더넷(Ethernet) 기반의 수동형 광 가입자 망(이하 'ATM-PON' 및 'E-PON'이라 칭함)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 현재 상용화 단계에 이르고 있다.
특히 상기 'ATM-PON' 및 'E-PON'은 FTTC(Fiber To The Curb)형의 구조를 가지는데 FTTH(Fiber To The Home)형 PON으로 진화할 경우 전송 용량 및 가입자 수에 대한 제약을 받는다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위해 WDM 기술을 이용하여 각 가정까지 광 파이버를 연결하는 WDM-PON에 대한 연구가 미국, 유럽, 일본 등을 중심으로 진행되고 있다. 차세대 광 가입자망인 WDM-PON은 각 가입자에게 개별 파장을 할당하여 기가급의 대용량 데이터 서비스를 제공할 수 있는 광 분배 구조로 제안되고 있다. 하지 만 현재는 WDM-PON 개발이 초기 단계이므로 적용 가능한 망 구조와 성능 지표/제한 요소에 대한 분석이 미약하다. 따라서 새로운 WDM-PON 구조와 또한 그에 따른 핵심 요소 기술에 대한 연구가 요구된다.
ATM-PON은 동적 대역할당을 지원하기 위해 광 가입자 단말장치(Optical Network Unit/Terminal, 이하, 'ONU' 또는 'ONT'라 칭함)들은 VBR(Variable Bit Rate), CBR(Constant Bit Rate), 실시간성 등의 파라미터에 따라 정의된 서비스 클래스에 따라서 4개의 독립적인 큐(queue)를 가진다. 그리고 이 큐에 ONU로 들어오는 데이터 트래픽들을 저장하고 이 서비스 클래스를 고려하여 동적 대역폭을 할당한다. 따라서 서비스 품질(Quality of Service, 이하 'QoS' 라 칭함)을 보장한다.
E-PON에서는 폴링 방식에 기반한 PON의 동적 대역 할당을 지원하는데, 이를 위해 소위 IPACT(Interleaved Polling with Adaptive Cycle Time)라고 하는 폴링 방식을 사용한다. 이는 ONU들의 집합으로부터 광선로 종단장치(Optical Line Terminal, 이하 'OLT'라 칭함)로 가는 이더넷 패킷 데이터를 전송하기 위한 방안으로서, 폴링을 위한 준비시간(switch overtime)의 누적을 피하기 위해 다중 폴링 요구(requests)가 동시에 겹치는 방식(예컨대, interleave scheme)을 채택한다.
한편, WDM-PON 방식에서는 특정 파장에 국한되는 ONT inventory 문제를 발생시킨다. 다시 말해, WDM-PON 방식에서는 각각의 가입자 ONU에 파장이 지정된 광원을 사용한 제품만을 설치해야 하므로 인해서 다른 곳에서는 그 제품을 설치하지 못하는 문제를 야기하게 된다. 물론 tunable laser가 장치된 ONT를 사용하면 이러한 inventory 문제는 해결되지만 현재의 기술로는 ONT에 tunable한 장비를 사용시 설 치 가격이 올라가게 된다. 이러한 이유로, 하향 광을 ONT에서 되돌려 상향 광으로 사용하는 루프백 방식을 이용한 광 자입자망 형태의 WDM-PON 기술이 제안되었다.
광 부품 기술의 발달로 가격이 많이 하락하게 되었으며 외부 변조기를 이용한 루프백 방식도 저가로 구현을 할 수 있게 되었다. 또한 상향과 하향 대역폭을 동시에 전송하는 루프백 방식에서는 초기 상향과 하향의 대역폭 비율이 정해지지 않으므로 같은 비율로 해서 보내게 되며 이러한 비율로 계속 보내게 되면 OLT에서 ONT로 보내는 햐향 신호에는 ONT에서 사용하게 되는 비변조된 상향 대역폭이 쓸모없이 크게 포함되어 보내게 되는 비효율적인 전송 방법이 되며 효율적으로 OLT에서 전송하기 위해서는 동적 대역폭 할당이 요구된다.
따라서 본 발명은 루프백 방식(Loop-back)을 가진 파장 분할 다중화 수동형 광 가입자망(이하, 'LPB-PON'이라 칭함)에 있어서, 급격히 변하는 실제 서비스 가입자 트래픽에 능동적으로 대처할 수 있도록 하기 위해 광가입자 단말 장치에게 상/하향 대역폭을 동적으로 할당하는 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 LPB-PON에 있어서, 광 가입자 단말 장치에게 상/하향 대역폭을 동적으로 할당하기 위해 필요한 프레임 구조를 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 상/하향 대역폭 할당방법 은, 루프백 방식(Loop-back)을 가진 파장 분할 다중화 수동형 광 가입자망(이하, 'LPB-PON'이라 칭함)에 있어서 각 광가입자 단말장치(ONT)가 자신이 현재 전송 대기버퍼 사이즈를 포함하는 대역 할당 요구 프레임을 광선로 종단장치(OLT)에 전송하는 제1 전송과정과, 상기 대역 할당 요구 프레임을 수신한 광선로 종단장치(OLT)가 상기 광가입자단말장치(ONT)의 전송 대기버퍼 사이즈에 의거하여 다음에 보낼 상향 대역폭과 하향 대역폭의 비율을 동적으로 조정하는 과정을 포함함을 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 1은 파장 분할 다중화 수동형 광 가입자 망(Wavelength Division Multiplexed - Passive Optical Network, 이하 'WDM-PON'이라 칭함)의 구성도이다. 'WDM-PON'은 주로 트리 형태의 구조를 가지며, 이는 다수의 가입자 간에 사용되는 파장을 최대한 공유함으로써 가격 절감의 효과를 보이기 위함이다.
도 1을 참조하면 WDM-PON은 광선로종단장치(WDM-OLT)(110)에 연결된 하나의 광섬유에서 다수의 다중화된 파장을 분리해내어 광가입자단말장치(WDM-ONU)(130)에게 전달하는 파장다중화기/역다중화기(120)가 사용된다. 현재의 기술로는 'AWG(Arrayed Waveguide Grating)'를 이용하여 파장다중화기/역다중화기(120)를 구현함으로써 최대 16 또는 32 파장 정도를 사용할 수 있다. WDM-PON은 'AWG 다중화 디바이스(즉, 'AWG'로 구현된 파장다중화기/역다중화기(120))'를 이용하여 다중 파 장을 상향 파장과 하향 파장으로 분리, 결합하는 방식으로 WDM-ONU(130)에게 독립된 파장을 제공한다. WDM 기반의 PON망에서는 ONT로의 하향 데이터에 WDM 기술을 적용하여 각각의 ONT에 독립된 파장을 제공하며, WDM-OLT(110)로의 상향 데이터에는 WDMA(Wavelength Division Multiple Access) 기반의 MAC(Media Access Control) 프로토콜을 이용하므로 상향 데이터가 실린 파장을 동시에 전송 가능하다는 점이 기존의 TDMA(Time Division Multiple Access)보다 우수한 점이다.
도 2는 루프백 방식을 가진 파장 분할 다중화 수동형 광 가입자 망(LPB-PON)의 시스템 구성도이다. 도 2를 참조하면 LPB-PON은 OLT(210)와 ONT(230) 사이에 다중화 및 역다중화를 위한 RN(Remote Node)(220)을 포함한다.
OLT(210)는 DFB-LD(Distributed-Feedback Laser Diode)와 WMUX(Wavelength Multiplexer)로 구성된 송신기(transmitter)(211)와 PD(Photo Detector)와 WDMX(Wavelength De-multiplexer)로 구성된 수신기(receiver)(213)를 포함한다. 특히, 송신기(211)는 단일 가변 레이저를 사용한다.
RN(220)은 송신기(211)로부터 전송된 신호를 역다중화하여 출력하는 역다중화기(WDMX)(221)와, ONT(230)들 각각으로부터 수신된 신호를 다중화하여 출력하는 다중화기(WLEN)(223)를 포함한다.
ONT(230)는 PD와 MOD(Modulator)로 구성된 송신기(transmitter)(231)를 포함한다. 이 때 MOD는 OLT로부터 변조되지 않은 채 전송된 신호를 변조하기 위한 외부 변조기임이 바람직하다.
이와 같은 구성을 갖는 LPB-PON의 시스템에 있어서, OLT(210)에서 ONT(230) 로 전달되는 프레임은 두 부분으로 구성된다. 즉, OLT(210)에서 전송되는 데이터(즉, 하향 트래픽)를 담을 부분과, 데이터가 전송되지는 않지만 ONT(230)에서 OLT(210)로 전송될 데이터(즉, 상향 트래픽)를 담을 부분(비변조된 대역)이다. ONT(230)는 OLT(210)로 전송될 데이터를 상기 외부변조기(MOD)를 이용하여 변조한 후 상기 두 번째 부분(비변조된 대역)에 담아 전송한다. 따라서 상기 LPB-PON의 ONT(230)는 내부에 상향데이터 전송을 위한 레이저가 필요 없다. 즉, ONT(230) 내부에 변조기만 필요하다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 대역폭 할당시 필요한 프레임들의 구조에 대한 예시도들이다. 도 3a는 루프백 전송방식에 따른 하향/상향 프레임이 함께 들어있는 전송프레임(예컨대, 트레일러)(10)의 구조를 나타내고, 도 3b는 상기 전송프레임에 저장된 상향/하향 데이터 프레임(20)의 구조를 나타내고, 도 3c는 ONT를 OLT에 등록하고 그 결과를 알리기 위해 필요한 등록관련 프레임(30)의 구조를 나타내고, 도 3d는 상기 등록후 ONT가 OLT에게 대역할당을 요청하는 대역할당 요구 프레임(40)의 구조를 나타낸다.
도 3a를 참조하면 루프백전송방식에 따른 전송프레임(10)은 하향스트림(downstream)과 상향스트림(upstream)이 함께 들어있으므로 이들을 구별하기 위한 헤더정보들을 포함한다. 즉, 도 3a에 예시된 바와 같이 상기 전송프레임(10)은 하향 스트림 헤더(DSH: Dowm Stream Header)필드와(11), 하향 스트림(downstream)필드와(12), 상향 스트림 헤더(USH: Up Stream Header)필드와(22), 상향 스트림(upstream)필드(14)를 포함한다.
상기 전송프레임(10)이 하향데이터를 전송하는 경우 하향 스트림 헤더(DSH)(11)에 하향 프레임을 표시하기 위한 특정 헤더가 저장되고, 하향 스트림 필드(12)에는 하향 스트림 데이터가 저장되고, 상향 스트림 헤더(USH)(13)에는 상향 프레임의 시작을 알리기 위한 특정 헤더가 저장되고, 상향 스트림 필드(14)에는 상향 데이터를 싣는 비변조된 광신호가 저장된다.
하지만 전송프레임(10)이 상향데이터를 전송하는 경우 하향 스트림 헤더(DSH)(11)와 하향 스트림 필드(12)에는 하향데이터 전송시 저장된 정보가 그대로 다시 OLT로 전송된다. 이 때 하향 스트림 헤더(DSH)(11)에는 하향 데이터가 OLT에서 제거되는 시점을 제공한다. 그리고 상향 스트림 헤더(USH)(13)에는 상향 프레임을 표시하기 위한 특정 헤더가 저장되고, 상향 스트림 필드(14)에는 상향 스트림 데이터가 저장된다.
도 3b는 상기 전송 프레임(10)의 상/하향 스트림 필드(12 또는 14)에 해당되는 데이터 프레임(20)의 구조를 나타낸다. 도 3b를 참조하면 데이터 프레임(20)은 프리앰블(Preamble) 필드(21)와, SFD(Start Frame Delimiter)(22)와, 타입(Type) 필드(23)와, 이더넷 데이터 패킷(Ethernet PDU)필드(24)와, CRC(Cyclic Redundancy Checking) 필드(25)를 포함한다.
이 때 타입 필드(23)는 각 디바이스의 MAC 계층에서 컨트롤 및 데이터 프레임의 여부를 구분하기 위한 필드로 이더넷 프레임일 경우 'Ox0800' 의 값을 갖는다. 이더넷 데이터 패킷(24)은 상위 계층에서 전달된 정보로 가변 길이를 가진다.
이러한 데이터 프레임(20)은 상/하향 시 공통적으로 된다.
도 3c는 등록관련프레임(30)의 구조를 나타낸다. 도 3c를 나타내면 등록관련 프레임(30)은 프리앰블(Preamble) 필드(31)와, SFD 필드(32)와, 타입(Type) 필드(33)와, 오-피 코드(Op-code) 필드(34)와, CRC(Cyclic Redundancy Checking) 필드(35)를 포함한다.
상기 등록관련 프레임(30)은 ONT가 OLT에게 등록을 요구하기 위해 상향패킷으로 사용되는 경우(이를 '등록 요구 프레임'이라 함)와, OLT가 ONT에게 등록을 통보할 때 사용하기 위해 하향 패킷으로 상용되는 경우(이를 '등록 통보 프레임'이라 함)가 있다.
등록관련 프레임(30)이 '등록 요구 프레임'으로 사용될 때 Op-code 필드(34)에는 등록 요청(Registration Request)을 나타내는 코드값(예컨대,'0x0001')이 저장되어 ONT가 초기 LPB-PON 망에 등록을 요청하는 프레임임을 나타낸다. 등록관련 프레임(30)이 '등록 통보 프레임'으로 사용될 때 Op-code 필드(34)에는 등록(Registration)을 나타내는 코드값(예컨대,'0x0002')이 저장되어 해당 ONT가 OLT에 등록되었음을 ONT에 알리는 프레임임을 나타낸다.
한편 등록관련 프레임(30)의 타입 필드(33)에는 해당 프레임이 제어 프레임임을 나타내기 위한 값(예컨대, 0x8808)이 저장된다.
도 3d는 대역 할당 요구 프레임(40)의 구조를 나타낸다. 도 3d를 참조하면 대역 할당 요구 프레임(40)은 ONT에서 OLT로 대역을 할당하기 위한 것으로서, 상향 프레임이다.
대역 할당 요구 프레임(40)은 프리앰블(Preamble) 필드(41)와, SFD 필드(42) 와, 타입(Type) 필드(43)와, 오-피 코드(Op-code) 필드(44)와, 큐 길이정보(Queue Length)(45)와, CRC(Cyclic Redundancy Checking) 필드(46)를 포함한다.
상기 타입 필드(43)에는, 도 3c의 예와 같이, 해당 프레임이 제어 프레임임을 나타내기 위한 값(예컨대, 0x8808)이 저장된다.
또한 Op-code 필드(44)에는 대역할당요청(BandWidth Guaranteed)을 나타내는 코드값(예컨대,'0x0003')이 저장되어 해당 ONT가 OLT에게 자신의 현재 큐의 상태(즉, 큐의 길이(Queue Length))를 알림으로써 다음에 할당되어질 상향 대역폭을 보장받기 위한 상향 프레임임을 나타낸다.
이러한 루프백 방식의 WDM-PON 기술은 기존의 TDM 방식의 PON 기술과 비교하여, 레인징(Ranging)등의 과정을 통한 OLT와 ONT간의 동기화 과정을 수행할 필요가 없으며, 또한 다른 가입자 단말기 즉, 다른 ONT간의 간섭을 받지 않고 독립적으로 OLT에 데이터를 전송할 수 있으므로 시스템에 대한 복잡도가 휠씬 줄어들 수 있다는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 대역폭 할당을 위해 광가입자 단말장치(ONT)에서 수행되는 동작에 대한 처리 흐름도이다. 도 4를 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 대역폭 할당을 위한 광가입자 단말장치(ONT)의 동작과정은 다음과 같다.
먼저, 상향 전송을 시작할 필요가 있을 경우 ONT는 OLT에 등록 요청 프레임을 전송한다(S105). 그리고 OLT로부터 전송프레임을 수신하면(S110) 그 전송프레임으로부터 하향 프레임과 상향 데이터를 담기 위한 비변조된 프레임을 구분하는 헤 더(DSH와 USH)를 검출한다(S115). 상기 검출(S115) 결과에 따라 수신된 전송프레임이 하향 데이터 프레임인 지를 판단하고(S120) 그 전송프레임이 하향 데이터 프레임이면 상위 계층에서의 처리를 위해 해당 프레임을 패킷화하여 전달한다(S125). 반면 상기 전송프레임이 하향 데이터 프레임이 아니면, 즉 상향 데이터를 위한 비변조된 프레임이면 ONT의 버퍼에 있는 OLT로 전송할 데이터를 변조하여 다시 OLT로 전송한다(S130). 그리고 상기 데이터를 다 보내면 ONT는 OLT에게 대역 보장 프레임을 전송한다(S135). 즉 자신의 현재 전송 대기버퍼 사이즈를 포함하는 정보를 전송한다. 이는 현재 전송량에 근거하여 다음 상향데이터 전송시 필요한 전송 용량을 확보하기 위함이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 대역폭 할당을 위해 광선로 종단장치(OLT)에서 수행되는 동작에 대한 처리 흐름도이다. 도 5를 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 대역폭 할당을 위한 광선로 종단장치(ONT)의 동작과정은 다음과 같다.
먼저 OLT는 ONT에서 보내어지는 상향 데이터를 기다리다가 ONT로부터 전송프레임이 수신되면(S205), LPB-PON에서의 상향 프레임과 하향 프레임을 동시에 보내게 되는 전송 특성으로 인해, 상기 전송프레임으로부터 하향 데이터와 상향 데이터를 구분하기 위한 헤더정보(DSH와 USH)를 검출한다(S210). 그리고 상기 검출(S210) 결과에 따라 수신된 전송프레임이 하향 데이터 프레임인 지를 판단한다(S215). 상기 판단(S215) 결과 그 전송프레임이 하향 데이터 프레임이면 그 전송프레임은 해당 OLT가 ONT에 보낸 데이터 정보가 루프백하여 다시 돌아온 것이므로 폐기시킨다(S220). 반면, 상기 판단(S215) 결과 그 전송프레임이 상향 데이터 프레임이면 그 데이터 프레임의 패킷 타입정보를 분석하여 해당 프레임이 데이터 프레임인지 제어 프레임인지를 판단한다(S225).
상기 판단(S225) 결과 해당 프레임이 데이터 프레임이면 상위 계층에서의 처리를 위해 그 프레임을 패킷화하여 전달한다(S240). 한편 해당 프레임이 제어 프레임이면 그 프레임은 ONT가 OLT에게 대역할당을 요청하기 위한 대역할당 요구 프레임이므로, 그 프레임에 기록된 '전송대기 버퍼 사이즈의 상태 정보'에 의거하여 다음 전송 프레임의 프레임 비율을 결정한다(S230). 즉 다음 전송 프레임에서 상향 데이터를 위한 비변조된 프레임과 하향 프레임의 비율을 결정한다. 그리고 그 결정된 프레임 비율을 전송한다(S235). 즉 그 프레임 비율을 해당 ONT에게 전송함으로써 ONT와의 데이터 전송을 위한 프레임 생성 및 분석시 그 비율을 참조하도록 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 대역폭 할당을 위해 광가입자 단말장치(ONT)와 광선로 종단장치(OLT)간에 수행되는 처리 절차도이다. 도 6을 참조하면, 초기에는 ONT(220)가 아직 켜져있지 않거나 새로 등록을 해야 하는 경우처럼 OLT(210)와 ONT(220)사이에 직접적인 통신이 없는 상황이다. 따라서 OLT(210)는 비변조된 광신호를 ONT(220)에 계속 전송한다(S305). 이 때 OLT(210)는 도 3a에 예시된 전송프레임(10)의 형태로 비변조된 광신호를 전송함이 바람직하다. 즉, OLT(210)는 전송프레임(10)의 상향 스트림 필드(14)에 비변조된 광신호를 실어서 ONT(220)에게 전송한다.
그리고 만약 ONT(220)가 새로 등록을 원하거나 동작을 개시하게 되면(S310) ONT(220)는 OLT(210)에게 등록요청을 한다(S315). 즉, ONT(220) 자신이 살아 있음을 OLT(210)에게 알리고 등록을 요청하는 등록 요구 프레임(registration request frame)을 OLT(210)에게 전송한다. 이 때 ONT(220)는 상기 과정(S305)에서 수신한 비변조된 광신호를 이용함이 바람직하다. 또한 상기 등록 요구 프레임은 도 3c에 예시된 등록관련 프레임(30)을 전송프레임(10)의 상향프레임 필드(14)에 실어서 등록 요청을 전송함이 바람직하다.
한편 ONT(220)로부터 등록 요구 프레임(Registration Request Frame)을 수신한 OLT(210)는 전송 프레임의 초기 프레임 비율을 결정한다(S320). 예를 들어 초기 상향 대역폭과 하향 대역폭과의 비율을 5:5로 결정한다. 그리고 그 초기 프레임 비율에 의거하여 ONT(220)에게 등록이 되었음을 통보한다(S325). 이 때 OLT(210)는 도 3c에 예시된 등록관련 프레임(30)을 전송프레임(10)의 하향프레임 필드(12)에 실어서 전송함으로써 ONT(220)에게 등록 결과를 통보한다. 이 때 초기 프레임 비율이 5:5 이므로 전송프레임(10)의 하향 전송 영역(11, 12)과 상향 전송 영역(13, 14)은 같은 비율을 차지하게 된다.
그러면 ONT(220)는 그 초기 프레임 비율(5:5)에 의거하여 OLT(210)에게 대역할당을 요구한다(S330). 즉 ONT(220)는 이후 상향 데이터를 OLT(210)에 전송할 때 자신의 큐의 정보(예컨대, 큐의 길이 정보 등)를 함께 상향 대역폭에 담아서 보내게 된다. 예를 들어 도 3d에 예시된 대역 할당 요구 프레임(40)을 상향 대역폭에 담아서 전송함이 바람직하다. 이때도 상향 데이터 및 대역 할당 요구 프레임을 포함한 상향 대역폭과, 하향 대역폭은 5:5로 전송된다.
상기 과정(S330)에서 대역 할당 요구 프레임을 받은 OLT(210)의 스케쥴러는 대역 할당 요구 프레임에 저장된 정보(예컨대, 해당 ONT(220)의 큐의 길이)를 토대로 현재 ONT(220)에 남겨져 있는 큐의 상태를 알게 되므로 다음에 보내어질 상향 데이터를 위한 비변조된 대역폭의 비율을 결정한다(S335). 그리고 이렇게 결정된 상향과 하향의 비율을 ONT(220)에게 전송한다(S340). 그러면 ONT(220)에서는 상기 과정(S335 및 S340)을 통해 동적으로 할당받은 상향 대역폭을 사용하여 OLT(210)에 상향 데이터를 전송하게 될 것이다.
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.
상술한 바와 같이 본 발명은 ONT들이 현재 전송 대기버퍼 사이즈를 포함하는 대역 할당 요구 프레임을 OLT에 전송하고, OLT는 그 정보를 토대로 다음에 보낼 상향 대역폭과 하향 대역폭의 비율을 동적으로 조정하여 대역폭을 할당함으로써 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 파장 분할 다중화 방식을 사용하므로 인해 OLT와 ONT간의 채널 접속 방식을 간소화할 수 있다. 즉 기존의 PON에 시분할 다중화 방식 등을 적용할 경우 발생할 수 있는 장비의 혼잡도 및 망 동기 요구 등의 문제점을 해결할 수 있으며 프레임의 송수신을 통해 대역폭 할당에 있어서의 명확한 제어가 가능하다.
둘째, ONT의 변화에 능동적으로 대응 가능하다. 이는 상위 어플리케이션 및 사용자의 형태에 따라 ONT의 대역폭 요구가 실시간으로 변하는 FTTH WDM-PON 망에서 ONT의 요구를 OLT에게 보고함으로써 가능하다.
셋째, 망 구성의 유연성이 보장된다. 즉, ONT의 초기 등록 요청에 의한 응답절차로 간단하게 ONT를 OLT에 신규로 등록할 수 있음으로써 망 구성의 유연성이 보장되고, 이를 실현하기 위한 프로토콜의 혼잡도 증가가 없다.
넷째, OLT에 제어기능이 집중됨으로써 가입자 모뎀의 기능을 간소화할 수 있다. 즉, 전체 상향 대역폭 할당 절차 및 등록 절차 등의 모든 제어 기능이 OLT에 의해 이루어지고 제어 프레임에 의해 ONT에서 프레임에 대응되는 기능 수행이 이루어지는 방식을 가지므로 ONT 하드웨어 측면에서의 부담이 적고 기존의 상용 프로토콜과의 연동이 비교적 용이하다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 루프백 방식을 가진 파장 분할 다중화 수동형 광 가입자망에서 광가입자 단말 장치(ONT)에게 상/하향 대역폭을 할당하는 방법에 있어서,
    각 광가입자 단말장치(ONT)가 자신이 현재 전송 대기버퍼 사이즈를 포함하는 대역 할당 요구 프레임을 광선로 종단장치(OLT)에 전송하는 제1 전송과정과,
    상기 광선로 종단장치(OLT)가 상기 전송된 대역 할당 요구 프레임으로부터 광가입자 단말장치(ONT)의 전송 대기 버퍼 사이즈를 검출하는 단계와,
    상기 전송 대기 버퍼 사이즈 검출 결과에 의거하여 다음 전송 프레임의 상/하향 프레임 비율을 결정하는 단계와,
    상기 결정된 상/하향 대역폭의 비율을 상기 광가입자 단말장치(ONT)에게 전송하는 제2 전송과정을 포함하되,
    상기 제1 전송과정 수행 전인 상기 수동형 광 가입자망의 초기 동작시에 상기 상향 대역폭과 하향 대역폭의 초기 비율을 5:5로 결정하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 전송과정은
    새로 등록하거나 동작 개시하고자 하는 광가입자 단말장치(ONT)가 광선로 종단장치(OLT)에게 등록 요구 프레임을 전송하는 단계와,
    상기 광선로 종단장치(OLT)로부터 비변조 광신호를 포함하는 전송프레임을 수신하는 단계와,
    상기 비변조 광신호를 이용하여 상기 대역 할당 요구 프레임을 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 등록 요구 프레임은
    프리앰블(preamble) 필드와,
    시작 프레임 구분(start frame delimiter) 필드와,
    해당 프레임이 제어프레임을 나타내는 정보를 저장하는 타입(type) 필드와,
    해당 프레임이 광선로 종단장치(OLT)에 등록을 요청하기 위한 것임을 나타내는 정보를 저장하는 제어명령(Op-code) 필드와,
    체크(cyclic redundancy checking) 필드를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 전송프레임은
    상향데이터와 하향데이터의 구분을 위한 상/하향 스트림 헤더 필드와,
    상향 스트림 헤더 뒤에 연결되어 상향 스트림 데이터를 저장하는 상향 스트림 필드와,
    하향 스트림 헤더 뒤에 연결되어 하향 스트림 데이터를 저장하는 하향 스트림 필드를 포함하되,
    상기 전송프레임이 하향 전송되는 경우
    상기 상향 스트림 필드는 비변조 광신호를 저장함을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 전송과정은
    상기 전송프레임을 수신한 후 상기 전송프레임의 상/하향 헤더를 검출하는 단계와,
    상기 검출결과에 의거하여 상기 전송프레임이 상향데이터를 위한 비변조 프레임인지의 여부를 판단하는 단계와,
    상기 전송프레임이 상향데이터를 위한 비변조 프레임인 경우 상기 광가입자 단말장치(ONT)의 버퍼에 저장된 상향데이터를 변조하여 전송하는 단계와,
    상기 광가입자 단말장치(ONT)의 버퍼 정보를 포함하는 대역할당 요구 프레임을 생성하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 대역 할당 요구 프레임은
    프리앰블(preamble) 필드와,
    시작 프레임 구분(start frame delimiter) 필드와,
    상기 프레임이 제어프레임을 나타내는 정보를 저장하는 타입(type) 필드와,
    상기 프레임이 해당 광가입자 단말장치(ONT)의 대역할당을 요구하기 위한 것임을 나타내는 정보를 저장하는 제어명령(Op-code) 필드와,
    해당 광가입자 단말장치(ONT)의 전송 대기버퍼 사이즈를 저장하는 대기버퍼 사이즈 필드와,
    체크(cyclic redundancy checking) 필드를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 삭제
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