KR100651363B1 - 이더넷 수동형광가입자망에서의 오에이엠 방법 - Google Patents

이더넷 수동형광가입자망에서의 오에이엠 방법 Download PDF

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Abstract

가. 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 이더넷 수동형광가입자망에 관한 것으로, 특히 이더넷 수동형광가입자망 구조에서 오에이엠(Operations, Administration and Maintenance, OAM) 방법에 관한 것이다.
나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 정확한 시간정보를 포함하는 오에이엠 프레임을 이용하는 EPON의 오에이엠 방법을 제공함에 있다.
다. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은 하나의 OLT(Optical Line Terminal)과 상기 OLT에 접속되는 적어도 하나의 ONU(Opticla Network Unit)으로 구성되는 이더넷 수동형광가입자망에서의 오에이엠(Operations, Administration, and Maintenance) 방법으로서, 상기 OLT가 상기 ONU로 타임스탬프 필드를 포함하는 오에이엠 프레임을 전송하는 제 1과정과, 상기 ONU로부터 상기 전송한 오에이엠 프레임에 대한 응답 프레임을 수신하는 제 2과정과, 상기 응답 프레임이 유효 프레임인지 판단하는 제 3과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
라. 발명의 중요한 용도
EPON의 오에이엠 기능을 수행하기 위해 사용된다.
EPON, 오에이엠 프레임, 타임스탬프 필드

Description

이더넷 수동형광가입자망에서의 오에이엠 방법{METHOD FOR MANAGING OAM IN ETHERNET PASSIVE OPTICAL NETWORK}
도 1은 일반적인 PON의 구조를 도시한 도면,
도 2는 종래기술에 따른 도면으로, 종래의 EPON의 오에이엠 프레임 포맷을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도면으로, 타임스탬프 필드가 추가된 EPON의 오에이엠 프레임 포맷을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명을 수행하기 위한 EPON의 계층구조 및 그에 따른 EPON의 오에이엠 프레임 포맷을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도면으로, OLT가 ONU에게 핑 요청/루프백 프레임을 전송하는 경우 OLT의 처리흐름도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도면으로, OLT가 ONU에게 핑 요청/루프백 프레임을 전송하는 경우 ONU의 처리흐름도.
본 발명은 이더넷 수동형광가입자망에 관한 것으로, 특히 이더넷 수동형광가입자망 구조에서 오에이엠(Operations, Administration and Maintenance, OAM) 방법에 관한 것이다.
현재 이더넷 수동형광가입자망(Ethernet Passive Optical Network, EPON)에 대한 표준화가 IEEE802.3ah EFM 미팅에서 진행중이다. 현재 단계에서는 Draft v1.0의 작성이 진행중이며, 오는 11월에 Draft v2.0의 작성이 예상된다. Draft v1.0에서는 지금까지 논의되어 온 기본적인 프로토콜에 대한 서술과 오에이엠을 위한 패킷 포맷과 전체적인 기능요구사항들이 포함되어 있다.
도 1은 일반적인 PON의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, PON은 하나의 OLT(100)와, 상기 OLT(100)에 접속되는 ONU들(110-1 내지 110-3)과 상기 ONU들(110-1 내지 110-3)에 각각 접속되는 서브스크라이버(Subscriber)들(120-1 내지 120-3)로 구성될 수 있다. 상기 도 1에는 각각의 ONU들(110-1 내지 110-3)에 하나씩의 서브스크라이버(120-1 내지 120-3)가 접속된 것으로 도시되어 있으나, 실제로는 하나의 ONU(110-1 내지 110-3)에 다수의 End user(120-1 내지 120-3)가 접속될 수 있으며, 각각의 ONU(110-1 내지 110-3)와 서브스크라이버(120-1 내지 120-3)들의 조합 또한 점대다점의 트리 구조를 가지도록 구성될 수 있다.
도 2는 종래기술에 따른 도면으로, 종래의 EPON의 오에이엠 프레임 포맷을 도시하는 도면이다.
도 2에 도시된 종래의 오에이엠 프레임 포맷은 EFM의 Draft v0.9를 기반으로 하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 오에이엠 프레임은 DA(Destination Address, 목적지 주소)필드(200), SA(Source Address, 송신지 주소) 필드(202), Length/Type 필드(204), subtype 필드(206), Version 필드(208), flag 필드(210), Opcode 필드(212), Data/pad 필드(214), FCS(Frame Check Sequence) 필드(216)들로 구성된다. OLT(100)와 ONU(110-1 내지 110-3) 간의 오에이엠은 상기 도 2의 오에이엠은 상기 도 2에 도시된 오에이엠 프레임을 기반으로 동작한다. 한편, 상술한 바와 같이, EPON의 오에이엠에 대한 표준화가 진행 중이므로, 현재 EPON의 오에이엠의 구체적인 기능절차와 효율적인 동작을 위한 정의가 되어 있지 않다.
EFM에서는 EPON의 매체 접속(Medium Access)을 위한 MPCP(Multi-Point Control Protocol)을 구현하기 위해 기존의 802.3 맥의 맥 제어 프레임의 오피코드(opcode)를 새롭게 정의, 사용한다. 또한 OLT(100)에서 각 ONU(110-1 내지 110-3)와의 동기를 맞추거나 RTT(Round Trip Time)를 측정하기 위하여 모든 맥 제어 프레임 내에 타임스탬프(Timestamp)라는 필드를 정의하였다. 맥 제어에서 맥 제어 프레임 내에 정의된 타임스탬프 필드 내에 시스템 시간을 표시하는 기능을 제공하며, MPCP 맥 제어 프레임은 송신/수신시에 맥 제어 계층에서 타임스탬프의 내용을 읽고 쓰게 된다. 이 타임스탬프가 각 패킷에 포함됨에 따라 OLT(100)와 ONU(110-1 내지 110-3)는 RTT 천이(chifting)에 따른 보정을 신속히 처리할 수 있는 장점이 있다.
그런데, EFM에서 정의된 오에이엠 프레임의 경우, 맥 오에이엠이라고 하여 맥 상위 계층에서 동작을 하기 때문에 기존 시스템에서 지원하는 시스템 시간을 표시하는 기능을 전혀 고려하지 않고 있다. 이는 EFM 오에이엠에서 사용되는 프레임 포맷이 IEEE802.3 Annex43B 슬로우 프로토콜(Slow Protocol)을 따르기 때문에 발생하는 문제이다. 슬로우 프로토콜의 프레임 타입은 맥 클라이언트 데이터로, 802.3 맥 프레임의 Length/type(206)이 88-09로 정의되어 있으며, 맥 제어 계층에서 이 타입을 확인하면 슬로우 프로토콜로 간주, 다른 동작을 수행하지 않고 상위의 맥 클라이언트 계층으로 전달한다.
따라서 시스템 시간을 기반으로 하는 오에이엠 기능 중 핑(Ping) 및 루프백(Loopback) 기능은 필요한 타임스탬프를 표시할 필드가 정의되어 있지 않아 시간에 민감하게 동작할 수가 없다. 핑은 IP에서 사용되는 용어로 임의의 호스트까지의 왕복시간을 측정해서 그 호스트까지의 거리를 알려주며 진단용으로 네트워크 또는 시스템에 장애가 발생했는지의 여부를 조사하는데 사용되기도 하는 오에이엠의 기본 기능 중의 하나이다. 또한 루프백은 원래 전화시스템에서 네트워크 목적지로 보내어지는 시험신호로서, 그 신호는 수신된 신호처럼 원래 신호를 보낸 곳으로 되돌아온다. 돌아온 신호는 핑과 마찬가지로 문제를 진단하는데 도움을 줄 수 있다. 이들 기능의 정확한 수행을 위해서는 정확한 시간정보가 필수적이나 현재 정의된 EFM 오에이엠에서는 이를 수행할 수 없다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 정확한 시간 정보를 포함하는 오에이엠 프레임을 이용하는 EPON의 오에이엠 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 EPON의 오에이엠 프레임에 시간정보를 포함하는 필드를 포함토록 하는 EPON의 오에이엠 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 OLT와 ONU 간에 시스템 시간 정보 전달이 가능하도록 하여 정확한 핑 및 루프백을 수행할 수 있도록 하는 EPON의 오에이엠 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 하나의 OLT(Optical Line Terminal)과 상기 OLT에 접속되는 적어도 하나의 ONU(Opticla Network Unit)으로 구성되는 이더넷 수동형광가입자망에서의 오에이엠(Operations, Administration, and Maintenance) 방법으로서, 상기 OLT가 상기 ONU로 타임스탬프 필드를 포함하는 오에이엠 프레임을 전송하는 제 1과정과, 상기 ONU로부터 상기 전송한 오에이엠 프레임에 대한 응답 프레임을 수신하는 제 2과정과, 상기 응답 프레임이 유효 프레임인지 판단하는 제 3과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
본 발명은 이더넷 수동형광가입자망에서 OLT(100)와 ONU(110-1 내지 110-3) 간에 수행되는 오에이엠 기능에 관한 것이다. 본 발명은 오에이엠 기능 수행시 오에이엠 프레임 타입의 속성에 따라 빠른 시간응답에 한계점이 있음에 착안한 것으로, 오에이엠의 핑 및 루프백 기능의 효율적인 동작을 위한 절차와 이에 관련된 오에이엠 프레임 포맷 정의에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 일 실시 예로서 기존의 오에이엠 프레임에 타임스탬프 필드를 추가하는 새로운 오에이엠 프레임을 정의한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도면으로, 타임스탬프 필드가 추가된 EPON의 오에이엠 프레임 포맷을 도시하는 도면이다.
도 3에 도시된 EPON의 오에이엠 프레임은 DA 필드(300), SA 필드(302), length/type 필드(304), subtype 필드(306), version 필드(308), flag 필드(310), Opcode 필드(312), 타임스탬프 필드(314), Data/pad 필드(316), FCS 필드(318)로 구성된다. 도 3에 도시된 오에이엠 프레임에는 상기 도 2에 도시된 기존의 오에이엠 프레임에 비하여 타임스탬프 필드(314)가 추가되어 있음을 알 수 있다. 예컨대, 상기 타임스탬프 필드(314)는 4바이트의 길이를 가지고 오에이엠 프레임의 opcode 필드(312)와 Data/pad 필드(316) 사이에 삽입되도록 구성될 수 있다.
OLT(100)/ONU(100-1 내지 110-3)에서 오에이엠 기능 중 핑 및 루프백 기능은 OLT(100)가 ONU(110-1 내지 110-3)에게 ONU(110-1 내지 110-3)가 OLT(100)에게 각각 핑 요청/루프백(Ping REquest/Loopback) 오에이엠 프레임을 전송할 수 있다고 가정한다. 예를 들어, OTL(100)는 상기 도 3의 핑 요청/루프백 오에이엠 프레임을 전송하는데, 이에는 두 가지 방법이 있다. 전자는 핑 요청/루프백 오에이엠 프레임만을 전송하는 것이고, 후자는 오에이엠 프레임과 함께 ONU(110-1 내지 110-3)의 응답 프레임의 전송을 위한 그랜트를 함께 할당하여 전송하는 것이다. 즉, OLT(100)는 핑 요청/루프백 오에이엠 프레임을 전송할 때 ONU(110-1 내지 110-3)가 핑 요청/루프백 오에이엠 프레임을 전송할 수 있는 대역을 할당하여 전송한다는 개념이다. 응답을 위한 대역폭 할당은 맥 제어 계층의 MPCP에서 관리한다.
전자의 경우, 프레임을 수신한 ONU(110-1 내지 110-3)에서는 핑 응답 오에이엠 프레임이 지연시간 없이 전송될 수 있도록 스케쥴링을 통하여 높은 전송 우선 순위를 부여, OLT(100)로 전송하고, 후자의 경우에는 핑 요청 시 할당받은 대역을 사용해서 핑 응답 오에이엠 프레임을 OLT(100)로 전송한다. 이 때, 전자의 방법은 우선 순위를 부여하기는 하나 오에이엠 프레임이 맥 클라이언트 프레임임을 감안할 때, 일반 데이터 프레임과 함께 처리되어 전송이 늦어질 수 있는 가능성이 있다. 후자의 방법은 핑에 대한 대역폭을 별도로 할당하므로 지정한 시간에 응답이 도착할 수 있는 가능성은 높아지나, 이에 관련한 DBA 및 MPCP의 동작이 복잡해 질 수 있다. 그러므로, 필요에 따라 상기 두 방법 중에서 선택하여 적용할 수 있을 것이다.
핑 요청 오에이엠 프레임을 수신한 ONU(110-1 내지 110-3)는 수신된 프레임의 타임 스탬프 필드(314)의 시간정보를 확인한다. ONU(110-1 내지 110-3)는 수신된 핑 요청 오에이엠 프레임이 유효한 시간 내에 도착한 프레임인지를 수신된 프레임 내 타임스탬프 필드(314)의 시간정보를 통해 확인하는 절차를 수행한다. 유효 한 프레임인 경우, 응답을 OLT(100)로 전송하게 되며, 이에 대한 절차는 전술한 두 가지 방법 중의 하나를 따른다. 유효한 프레임이 아닐 경우, 즉, 소정의 일정시간을 초과하여 도착한 프레임인 경우의 오에이엠 동작에 대해서는 정의하지 않는다. 또한 ONU(110-1 내지 110-3)가 핑 응답 프레임을 OLT(100)에게 전송하지 않는 경우의 OLT(100)의 이후의 동작에 대해서는 정의하지 않는다.
도 4는 본 발명을 수행하기 위한 EPON의 계층구조 및 그에 따른 EPON의 오에이엠 프레임 포맷을 도시하는 도면이다.
상기 도 4에 도시된 EPON의 계층구조는 IEEE802.3ah Draft v0.9를 따른 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, EPON 오에이엠 프레임은 전 계층에 대해서 동일한 필드들과, 계층에 따라 유무 여부가 다른 필드들로 구분할 수 있다. 본 실시 예에 따른 타임스탬프 필드(314)는 오에이엠 계층(402)에서 처리된다. OLT(100)는 ONU(110-1 내지 110-3)로부터 수신된 응답 프레임을 통해 전달된 ONU(110-1 내지 110-3)시간정보를 이용하여 기존 맥 제어 계층(406)에서 수행하는 RTT 값을 계산하는 과정과 동일한 과정을 통해 그 OLT(100)와 해당 ONU(110-1 내지 110-3) 사이의 RTT 값을 계산한다. RTT의 계산은 상기 도 4에 도시된 오에이엠 부계층(402)에서 이루어지며, 일반적으로 맥 제어 계층(406)에서 관리하는 시스템의 타임스탬프의 내용을 공유한다. 반대로 ONU(110-1 내지 110-3)가 OLT(100)에게 핑 요청/루프백 프레임을 전송하는 경우에는 ONU(110-1 내지 110-3)에서 그랜트(grant)를 발행할 수 없으므로 단지 요청을 받은 OLT(100)는 이에 대한 응답 프레임에 높은 전송 우선 순위를 부여, 시간지연 없이 ONU(110-1 내지 110-3)에게 보내는 방법만을 사용 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도면으로, OLT가 ONU에게 핑 요청/루프백 프레임을 전송하는 경우 OLT의 처리흐름도이다.
도 5의 제 500단계에서 OLT(100)는 ONU(110-1 내지 110-3)로 핑 요청/루프백 프레임을 송신한다. 이때, 상기 핑 요청/루프백 프레임에는 응답을 위한 그랜트가 포함될 수 있다. 또한, 상기 프레임에는 타임스탬프 필드(314)가 포함된다. 제 502단계에서 OLT(100)는 ONU(110-1 내지 110-3)로부터 상기 프레임에 대한 응답인 핑 응답/루프백 프레임을 기다린다. 제 504단계에서 OLT(100)는 핑 응답/루프백 프레임이 수신되었는지 판단한다. 전술한 바와 같이, 핑 응답/루프백 프레임이 수신되지 않는 경우의 동작에 대해서는 정의하지 않는다. 핑 응답/루프백 프레임이 수신되는 경우, OLT(100)는 제 506단계에서 수신된 핑 요청 오에이엠 프레임이 유효한 시간 즉, 소정의 일정시간 내에 도착한 유효한 프레임인지 판단한다. 상기 제 506단계의 판단은 수신된 프레임 내 타임스탬프 필드(314)의 시간정보를 통해 확인한다. 전술한 바와 같이, 유효한 프레임이 아닐 경우의 오에이엠 동작에 대해서는 정의하지 않는다. 즉, OLT(100)는 본 실시 예에서 EPON의 오에이엠 프레임에 추가된 타임스탬프 필드(314)를 이용하여 수신되는 프레임이 유효한 프레임인지의 여부를 판단할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도면으로, OLT가 ONU에게 핑 요청/루프백 프레임을 전송하는 경우 ONU의 처리흐름도이다.
도 6의 제 600단계에서 ONU(110-1 내지 110-3)는 OLT(100)가 송신한 핑 요청/루프백 프레임을 수신한다. 제 602단계에서 ONU(110-1 내지 110-3)는 수신된 핑 요청/루프백 프레임이 유효한 프레임인지 판단한다. 상기 판단은 수신된 프레임 내 타임스탬프 필드(314)의 시간정보를 통해 확인한다. 수신된 프레임이 유효한 프레임이 아닌 경우의 동작에 대해서는 정의하지 않는다. 수신된 프레임이 유효한 프레임인 경우, ONU(110-1 내지 110-3)는 제 604단계에서 핑 응답/루프백 신호를 OLT(100)로 전송한다. 상기 핑 응답/루프백 프레임 전송 시, ONU(110-1 내지 110-3)는 상기 OLT(100)로부터 수신한 핑 요청/루프백 신호가 그랜트를 포함하는 신호일 경우, 상기 그랜트에 맞추어 핑 응답/루프백 프레임을 전송한다. 상술한 과정들을 통하여 ONU(110-1 내지 110-3)는 본 실시 예에서 오에이엠 프레임에 추가된 타임스탬프 필드(314)를 이용하여 수신되는 오에이엠 프레임이 유효한 프레임인지의 여부를 판단할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 이더넷 수동형광가입자망에서 수행되는 기존 오에이엠 기능 중 핑/루프백 기능에서 OLT(100)와 ONU(110-1 내지 110-3) 간에 시간정보를 제공함으로써 정확한 기능을 수행할 수 있도록 한다. OLT(100)에서는 오에이엠 프레임 내에 새롭게 정의된 타임스탬프 필드(314)의 시스템 시간정보를 통해 ONU(110-1 내지 110-3)의 유효시간 내 응답할 수 있는 대역을 미리 할당할 수 있는 기능을 수행할 수 있다. 또한, ONU(110-1 내지 110-3)에서는 수신된 핑/루프백 오에이엠 프레임이 유효시간 내에 수신된 것인지 판단할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명을 통해 수신되는 오에이엠 프레임이 유효한 시간 내에 수신된 것이지를 판단할 수 있으므로, OLT와 ONU에서 기존의 오에이엠 기능보다 더 정확하고 효율적인 기능을 수행할 수 있도록 한다.

Claims (8)

  1. 하나의 OLT(Optical Line Terminal)와 상기 OLT에 접속되는 적어도 하나의 ONU(Optical Network Unit)로 구성되는 이더넷 수동형광가입자망에서의 오에이엠(Operations, Administration, and Maintenance) 방법에 있어서,
    상기 OLT가 상기 ONU로 미리 설정된 포맷의 타임스탬프 필드를 포함하는 오에이엠 프레임을 전송하는 제 1과정과,
    상기 ONU로부터 상기 전송한 오에이엠 프레임에 대한 응답 프레임을 수신하는 제 2과정과,
    상기 응답 프레임이 유효 프레임인지 판단하는 제 3과정을 포함하며,
    상기 제 3과정의 유효 프레임의 판단은,
    상기 응답 프레임에 포함된 타임스탬프 필드를 이용하여, 상기 응답 프레임이 미리 설정된 시간 내에 수신되었는지를 판단함으로써 이루어짐을 특징으로 하는 이더넷 수동형광가입자망에서의 오에이엠 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1과정에서 상기 OLT가 전송하는 오에이엠 프레임은,
    그랜트를 더 포함함을 특징으로 하는 이더넷 수동형광가입자망에서의 오에이엠 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 하나의 OLT(Optical Line Terminal)와 상기 OLT에 접속되는 적어도 하나의 ONU(Optical Network Unit)로 구성되는 이더넷 수동형광가입자망에서의 오에이엠(Operations, Administration, and Maintenance) 방법에 있어서,
    상기 ONU가 상기 OLT가 전송한 미리 설정된 포맷의 타임스탬프 필드를 포함하는 오에이엠 프레임을 수신하는 제 1과정과,
    상기 수신한 오에이엠 프레임이 유효한 프레임인지 판단하는 제 2과정과,
    상기 프레임이 유효한 프레임인 경우 상기 프레임에 대한 응답 프레임을 상기 OLT로 전송하는 제 3과정을 포함하며,
    상기 제 2과정의 유효 프레임의 판단은,
    상기 오에이엠 프레임에 포함된 타임스탬프 필드를 이용하여, 상기 오에이엠 프레임이 미리 설정된 시간 내에 수신되었는지를 판단함으로써 이루어짐을 특징으로 하는 이더넷 수동형광가입자망에서의 오에이엠 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 오에이엠 프레임이 그랜트를 포함할 시, 상기 제 3과정의 응답 프레임의 전송은 상기 그랜트에 따라 이루어짐을 특징으로 하는 이더넷 수동형광가입자망에서의 오에이엠 방법.
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