KR100657122B1 - Dynamic bandwidth allocation method for transmitting upstream data in ethernet passive optical network - Google Patents

Dynamic bandwidth allocation method for transmitting upstream data in ethernet passive optical network Download PDF

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Abstract

본 발명은 이더넷 수동광가입자망(E-PON)에서의 핵심기술인 상향 TDMA MAC에 있어서 SLA에 기반한 동적대역폭할당(DBA)에 관한 것이다. E-PON에서는 상향전송을 위하여 하나의 광섬유를 여러 ONU들이 TDMA 방식으로 공유하며 이 때 ONU간의 데이터 충돌을 방지하면서 각 ONU에 동적으로 상향대역폭을 할당하는 방법이 필요하다. 본 알고리즘은 기출원된 DBA 알고리즘에서 최대사이클타임 초과 현상 또는 최대사이클타임을 엄격히 지킬 때 발생할 수 있는 기아현상(Starvation)의 문제를 근본적으로 해결한 방법을 제공한다. 또한 상향대역폭을 할당함에 있어서 ONU의 전송시작시간을 정하는 방법은 GRANT 스케쥴링에 대해서도 기술한다.The present invention relates to dynamic bandwidth allocation (DBA) based on SLA in uplink TDMA MAC, which is a core technology in Ethernet passive optical subscriber network (E-PON). In E-PON, several ONUs share one optical fiber by TDMA for uplink transmission, and there is a need for a method of dynamically allocating an uplink bandwidth to each ONU while preventing data collision between ONUs. This algorithm provides a solution to the problem of starvation which can occur when the maximum cycle time exceeded or the maximum cycle time is strictly observed in the DBA algorithm. In addition, the method of determining the transmission start time of the ONU in allocating the upper bandwidth also describes the GRANT scheduling.

Description

이더넷 수동광가입자망의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당방법{DYNAMIC BANDWIDTH ALLOCATION METHOD FOR TRANSMITTING UPSTREAM DATA IN ETHERNET PASSIVE OPTICAL NETWORK}DYNAMIC BANDWIDTH ALLOCATION METHOD FOR TRANSMITTING UPSTREAM DATA IN ETHERNET PASSIVE OPTICAL NETWORK}

도 1은 이더넷 수동광가입자망의 일반적 구성도.1 is a general diagram of an Ethernet passive optical subscriber network.

도 2는 본 발명에 따른 이더넷 수동광가입자망의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당방법의 일예를 나타낸 흐름도.2 is a flowchart illustrating an example of a dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission of an Ethernet passive optical subscriber network according to the present invention;

도 3은 도 2의 변형된 계산형태를 나타낸 흐름도.3 is a flow chart showing the modified calculation form of FIG.

도 4는 본 발명에서 슬라이딩 사이클타임을 적용한 REMNANT_TIME의 계산과정을 나타낸 도면.4 is a diagram illustrating a calculation process of REMNANT_TIME applying sliding cycle time in the present invention.

본 발명은 수동형 광가입자망 (Passive Optical Network, 이하 PON이라 칭함)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이더넷 수동형 광가입자망(Ethernet Passive Optical Network, 이하 EPON이라 칭함)에 있어서 ONU(Optical Network Unit)의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당방법(Dynamic Bandwidth Allocation, 이하 DBA)에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a passive optical network (hereinafter referred to as a PON), and more particularly to an optical network unit (ONU) in an Ethernet passive optical network (hereinafter referred to as an EPON). The present invention relates to a dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission.                         

전화국부터 빌딩 및 일반 가정까지의 가입자망 구성을 위해, xDSL(x-Digital Subscriber Line), HFC(Hybrid Fiber Coax), FTTB(Fiber To The Building), FTTC(Fiber To The Curb), FTTH(Fiber To The Home) 등의 다양한 망구조와 진화 방안들이 제시되고 있으며, 이러한 다양한 망 구조 중 FTTx 구조는 옥외형 능동형장비의 유무에 따라서 능동형 FTTx와 수동형 FFTx로 구분될 수 있다. 이들 중에 PON은 수동형 FTTx 방식으로 수동소자에 의한 점-대-다점(point-to-multipoint)의 토폴로지를 가지며 하나의 광섬유를 여러 ONU가 공유하여 광섬유 포설비용을 줄이고 옥외 능동형 소자를 제거함으로써 운용관리 및 유지보수 비용을 줄여 향후 경제성이 있는 광가입자망 구현 방안으로 제시되고 있다.X-Digital Subscriber Line (xDSL), Hybrid Fiber Coax (HFC), Fiber To The Building (FTTB), Fiber To The Curb (FTTC), and Fiber To (FTTH) The Home) and various network structures are proposed, and among these various network structures, FTTx structure can be divided into active FTTx and passive FFTx depending on the presence of outdoor active equipment. Among them, PON is a passive FTTx method, which has a point-to-multipoint topology by passive elements, and a single optical fiber is shared by several ONUs, which reduces the use of fiber optics and eliminates outdoor active elements. It is proposed as a way to implement economical optical subscriber network by reducing maintenance costs.

상기한 PON은 하나의 광선로 종단장치(Optical Line Termination: 이하 'OLT'라 칭함)와 다수의 광가입자망 장치인 ONU들을 1:N의 수동형 광 분배기(Optical Distribution Network: 이하 'ODN'이라 칭함)를 사용하여 연결함으로써, 트리 구조의 분산 토폴로지를 형성하는 광가입자망 구조이다. The above-described PON refers to a single optical line termination device (hereinafter referred to as 'OLT') and a plurality of optical subscriber network devices (ONUs) of 1: N optical distribution network (ODN). By using), it is an optical subscriber network structure that forms a distributed topology of a tree structure.

도 1에 도시된 바와 같이, E-PON은 하나의 OLT(100)가 다수의 ONU(O1,O2,O3)와 수동소자를 통하여 1:N으로 대응되는 트리구조를 갖는다. 상기 OLT(100)에서 ONU(O1,O2,O3)로의 하향전송에 있어서는, 상기 OLT(100)에서 전송하는 데이터가 모든 ONU(O1,O2,O3)에 브로드케스트 되며, 이러한 방식은 기존의 이더넷에서와 대동소이 하기때문에 E-PON으로인한 매체공유 문제점은 발생하지 않는다. 반면, ONU(O1,O2,O3)에서 상기 OLT(100)로의 상향전송에 있어서는 다수의 ONU(O1,O2,O3)가 수동소자부터 하나의 광섬유를 통해서 OLT(100)까지 연결되므로 ONU(O1,O2,O3) 간 충돌없이 상향전송을 하기 위해서는 시간상의 중복을 피하면서 매체를 액세스하는 Time Division Multiple Access Medium Access Control (TDMA MAC) 프로토콜이 필요하게 된다.As shown in FIG. 1, the E-PON has a tree structure in which one OLT 100 corresponds to 1: N through a plurality of ONUs (O1, O2, O3) and passive devices. In downlink transmission from the OLT 100 to ONU (O1, O2, O3), data transmitted from the OLT 100 is broadcast to all ONUs (O1, O2, O3), and this method is based on the existing Ethernet. Since it is almost the same as in E-PON, the media sharing problem does not occur. On the other hand, in the uplink transmission from the ONU (O1, O2, O3) to the OLT 100, the ONU (O1) because a plurality of ONU (O1, O2, O3) is connected from the passive element to the OLT (100) through one optical fiber In order to perform uplink transmission without collision between O2 and O3, a Time Division Multiple Access Medium Access Control (TDMA MAC) protocol is required to access a medium while avoiding time overlap.

가장 단순한 상향대역폭 할당방법은 각 ONU(O1,O2,O3)에게 고정된 타임슬롯을 할당하여 ONU(O1,O2,O3)간의 충돌을 피하는 것이다. 그러나 이 방법은, 상향 데이터가 없는 ONU(O1,O2,O3)도 대역을 계속 점유하게 되고 그에 따라 불필요한 대역낭비가 유발된다. ONU(O1,O2,O3)들이 보내고자 하는 트래픽의 양은 시간에 따라 가변적이며 또한 버스트한 특성이 있으므로 그에 맞게 상향대역을 동적으로 할당하여 상향대역의 불필요한 낭비를 막고 전송지연시간을 줄이는 것이 필요하다.The simplest uplink bandwidth allocation method is to assign a fixed timeslot to each ONU (O1, O2, O3) to avoid collisions between ONU (O1, O2, O3). In this method, however, the ONU (O1, O2, O3) without uplink data continues to occupy the band, thereby causing unnecessary bandwidth waste. Since the amount of traffic that ONU (O1, O2, O3) wants to send is variable over time and has a burst characteristic, it is necessary to allocate uplink dynamically accordingly to prevent unnecessary waste of upband and reduce transmission delay time. .

참조부호 U1,U2,U3는 각각의 ONU(O1,O2,O3)에 연결된 사용자 단말기들을 나타낸다.Reference numerals U1, U2, and U3 denote user terminals connected to the respective ONUs O1, O2, and O3.

상기한 요구에 부응하기 위한 창출되어진 본 발명은, EPON 구현에 필수적인 이더넷 수동광가입자망의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당방법을 제공함에 그 목적이 있다.An object of the present invention, which has been created to meet the above-described demands, is to provide a dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission of an Ethernet passive optical subscriber network essential for EPON implementation.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 수동광가입자망의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당방법은, 다수의 ONU(Optical Network Unit)를 포함하는 이더넷 수동형 광가입자망(E-PON : Ethernet Passive Optical Network)의 ONU(Optical Network Unit)의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당(DBA : Dynamic Bandwidth Allocation) 방법에 있어서, 특정 ONU(ONUi라 칭함)로부터 상향 대역 사용 희망 시간 길이 정보(REQi)를 포함하는 대역 할당 요구 메시지를 전송받으면, 이를 SLA(Service Level Agreement)에 의하여 보장된 최대 사용 가능 시간 길이(CREDITi)와 비교하는 제 1 단계; 및 상기 제 1 단계에서의 비교 결과, 상기 상향 대역 사용 희망 시간 길이가 상기 SLA를 만족하며 상기 보장 사용 가능 시간 길이보다 작으면 상기 OLT는 상기 ONUi에게 요청한 시간만큼의 상향 대역 사용가능 시간(GRANTi)을 결정하는 제 2 단계; 로 이루어진 것을 특징으로 하는 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당 방법을 구비한 것을 특징으로 한다.Dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission of an Ethernet passive optical subscriber network according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, Ethernet passive optical subscriber network including a plurality of ONU (Optical Network Unit) ( E-PON: Dynamic Bandwidth Allocation (DBA) method for uplink data transmission of an optical network unit (ONU) of an Ethernet Passive Optical Network (EU), the length of an uplink bandwidth desired from a specific ONU (called ONUi) A first step of, when receiving a band allocation request message including information REQi, comparing it with a maximum usable time length CREDITi guaranteed by a service level agreement (SLA); And as a result of the comparison in the first step, if the desired uplink bandwidth use time satisfies the SLA and is less than the guaranteed available time length, the OLT requests uplink available time GRANTi by the time requested by the ONUi. Determining a second step; Characterized in that it comprises a dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission, characterized in that consisting of.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 다수의 ONU(Optical Network Unit)를 포함하는 이더넷 수동형 광가입자망(E-PON : Ethernet Passive Optical Network)의 ONU(Optical Network Unit)의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당(DBA : Dynamic Bandwidth Allocation) 방법에 있어서, 특정 ONU(이하 ONUi라 칭함)로부터 상향 대역 사용 희망 시간 길이 정보(REQi)를 포함하는 대역 할당 요구 메시지를 전송받으면, 이를 SLA(Service Level Agreement)에 의하여 보장된 최대 사용 가능 시간 길이(CREDITi)와 비교하는 제 1 단계; 상기 특정 ONU의 트래픽 처리를 위하여 사용 가능한 시간(REMNANT_TIME)을 결정하는 제 2 단계; 및 상기 SLA에 의하여 결정되는 잉여 대역의 분배에 관한 파라미터(WFi) 및 상기 최대 사용 가능 시간 길이(CREDITi)를 이용하여 최종적으로 상향 대역 사용 가능 시간(GRANTi)을 결정하는 제 3 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a dynamic bandwidth for uplink data transmission of an optical network unit (ONU) of an Ethernet passive optical network (E-PON) including a plurality of optical network units (ONU) In the Dynamic Bandwidth Allocation (DBA) method, when a band allocation request message including uplink bandwidth use time length information (REQi) is received from a specific ONU (hereinafter referred to as ONUi), the bandwidth allocation request message is transmitted to a service level agreement (SLA). Comparing the guaranteed maximum usable time length CREDITi by the first step; A second step of determining an available time (REMNANT_TIME) for traffic processing of the specific ONU; And a third step of finally determining an uplink available time GRANTi using a parameter (WFi) related to the distribution of the excess band determined by the SLA and the maximum available time length (CREDITi). A dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission is provided.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 다수의 ONU(Optical Network Unit)를 포함하는 이더넷 수동형 광가입자망(E-PON : Ethernet Passive Optical Network)의 ONU(Optical Network Unit)의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당(DBA : Dynamic Bandwidth Allocation) 방법에 있어서, 특정 ONU(이하 ONUi라 칭함)로부터 상향 대역 사용 희망 시간 길이 정보(REQi)를 포함하는 대역 할당 요구 메시지를 전송받으면, 이를 SLA(Service Level Agreement)에 의하여 보장된 최대 사용 가능 시간 길이(CREDITi)와 비교하는 제 1 단계; 특정 ONU의 트래픽 처리를 위하여 미리계산된 사용가능한 시간(REMNANT_TIME)이 있는지 여부를 판단하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계에서 만약 미리 계산된 사용가능한 시간이 없는 경우에는 상기 특정 ONU의 트래픽 처리를 위하여 사용 가능한 시간(REMNANT_TIME)을 결정하는 제 3 단계; 상기 SLA에 의하여 결정되는 잉여 대역의 분배에 관한 파라미터(WFi) 및 상기 최대 사용 가능 시간 길이(CREDITi)를 이용하여 최종적으로 상향 대역 사용 가능 시간(GRANTi)을 결정하는 제 4 단계; 및 상기 제 3단계에서 계산된 사용 가능한 시간(REMNANT_TIME)을 이용하여 미리 사용가능한 시간을 계산하는 제 5단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a dynamic bandwidth for uplink data transmission of an optical network unit (ONU) of an Ethernet passive optical network (E-PON) including a plurality of optical network units (ONU) In the Dynamic Bandwidth Allocation (DBA) method, when a band allocation request message including uplink bandwidth use time length information (REQi) is received from a specific ONU (hereinafter referred to as ONUi), the bandwidth allocation request message is transmitted to a service level agreement (SLA). Comparing the guaranteed maximum usable time length CREDITi by the first step; A second step of determining whether there is a pre-calculated available time (REMNANT_TIME) for traffic processing of a specific ONU; A third step of determining an available time (REMNANT_TIME) for traffic processing of the specific ONU if there is no pre-calculated available time in the second step; A fourth step of finally determining an upward band available time (GRANTi) using a parameter (WFi) related to the distribution of the surplus band determined by the SLA and the maximum available time length (CREDITi); And a fifth step of calculating a usable time in advance using the available time REMNANT_TIME calculated in the third step. The dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission is provided.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이더넷 수동형 광가입자망의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당방법을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission of an Ethernet passive optical subscriber network according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.                     

설명의 편의를 위하여 OLT와 여러 ONU들 사이의 거리는 동일하다고 가정한다.For convenience of explanation, it is assumed that the distance between the OLT and several ONUs is the same.

도 2는 본 발명에 따른 이더넷 수동광가입자망의 상향데이터 전송을 위한 동적대역폭 할당방법을 기술한 순서도이다. 설명에 앞서 다음과 같이 용어를 정의한다. 2 is a flowchart illustrating a dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission of an Ethernet passive optical subscriber network according to the present invention. Before the description, the terms are defined as follows.

A. GRANT 길이를 정하는 방법A. How to Determine the GRANT Length

REQi = ONUi(O1,O2,O3...)가 OLT(100)에 요청하는 상향대역 전송 희망 시간REQi = Upband transmit desired time requested by ONUi (O1, O2, O3 ...) to OLT (100)

GRANTi = OLT(100)가 ONUi(O1,O2,O3...)에게 허가하는 상향대역 전송가능 시간이며, 전송시작시간과 사용가능 시간길이를 ONUi(O1,O2,O3...)에게 알려준다. REQi와 GRANTi의 교환은 IEEE 802.3ah에 정의된 MPCP (Multi Point Control Protocol)을 사용하며, 한번의 사이클타임 동안 라운드로빈에 의해서 각 ONU(O1,O2,O3...)들이 한번씩 REQi를 상향송신하고 그에 해당하는 GRANTi 수신한다. REQi의 전송은 상향데이터전송 끝에 MPCP Ethernet Frame을 보냄으로써, GRANTi의 전송은 하향데이터전송 끝에 MPCP Ethernet Frame을 보냄으로써 이루어진다.GRANTi = Uplink transmittable time that OLT (100) grants to ONUi (O1, O2, O3 ...) and informs ONUi (O1, O2, O3 ...) of the transmission start time and available time length. . The exchange of REQi and GRANTi uses MPCP (Multi Point Control Protocol) defined in IEEE 802.3ah, and each ONU (O1, O2, O3 ...) is uplinked once by round robin for one cycle time. And receive the corresponding GRANTi. Transmission of REQi is done by sending MPCP Ethernet Frame at the end of upstream data transmission, and GRANTi is sent by sending MPCP Ethernet Frame at the end of downlink data transmission.

MIN_GRANTi = REQi와 무관하게 ONUi(O1,O2,O3...)에게 사이클 한 주기 동안 고정적으로 할당하는 시간으로서 최초에 맺은 SLA에 의해 결정된다.MIN_GRANTi = time to statically allocate to ONUi (O1, O2, O3 ...) for one cycle regardless of REQi, determined by the initial SLA.

CREDITi = ONUi(O1,O2,O3...)에게 사이클 한 주기 동안 항상 사용가능한 보장전송가능 시간이며 SLA에 의해서 결정된다.CREDITi = guaranteed transferable time that is always available for one cycle of cycle to ONUi (O1, O2, O3 ...), as determined by SLA.

MAX_CYCLE_TIME = 모든 ONU(O1,O2,O3...)가 최소한 한 번의 상향전송 기회를 받는 최대시간주기로서 음성, 영상 또는 전용회선과 같은 최소지연시간 보장이 필요한 서비스를 제공하기 위함이다. 통상적으로 POTS서비스를 제공할 경우, MAX_CYCLE_TIME을 2 msec 이내로 하여 지연조건을 만족시킨다.MAX_CYCLE_TIME = The maximum time period in which all ONUs (O1, O2, O3 ...) receive at least one uplink transmission opportunity to provide services that require minimum latency guarantees such as audio, video, or leased lines. Normally, when providing POTS service, the delay condition is satisfied by setting MAX_CYCLE_TIME within 2 msec.

GUARANTEED_TIME = Sum of all CREDITi GUARANTEED_TIME = Sum of all CREDITi

SHARED_TIME = MAX_CYCLE_TIME - GUARANTEED_TIMESHARED_TIME = MAX_CYCLE_TIME-GUARANTEED_TIME

OVER_GRANTi = max (GRANTi - CREDITi, 0)OVER_GRANTi = max (GRANTi-CREDITi, 0)

UNDER_GRANTi = min (GRANTi, CREDITi)UNDER_GRANTi = min (GRANTi, CREDITi)

GRANTi = UNDER_GRANTi + OVER_GRANTiGRANTi = UNDER_GRANTi + OVER_GRANTi

REMNANT_TIME = SHARED_TIME - 이전 N-1개 ONU OVER_GRANT의 총 합 REMNANT_TIME = SHARED_TIME-Sum of previous N-1 ONU OVER_GRANTs

= SHARED_TIME - Sum {j = i - (N-1) to i-1} ( OVER_GRANTj )= SHARED_TIME-Sum {j = i-(N-1) to i-1} (OVER_GRANTj)

( 위 식에서 i -(N-1) 은 i-(N-1) mod N 을 편의상 줄여서 쓴 것이며, 이후에도 별도의 명시 없이 반복되는 사이클로 인하여 mod N 연산이 사용된 것이다.)(In the above formula, i-(N-1) is shorthand for i- (N-1) mod N, and the mod N operation is used because of repeated cycles without any further explanation.)

WFi = REMNANT_TIME의 Weighted Fairness 사용계수 ( 0 < WFi < 1)WFi = Weighted Fairness usage factor of REMNANT_TIME (0 <WFi <1)

도 2에 도시한 바와 같이, As shown in FIG.

단계(1)에서는, 상향전송을 위해서 ONUi(O1,O2,O3...)는 REQi를 통하여 OLT(100)에게 상향전송을 허가해 줄 것을 요청한다. REQi에는 ONUi(O1,O2,O3...)의 버퍼상태에 따른 데이터전송 소요시간이 담겨있다. In step (1), for uplink transmission, ONUi (O1, O2, O3 ...) requests OLT 100 to allow uplink transmission through REQi. REQi contains data transfer time according to the buffer status of ONUi (O1, O2, O3 ...).

단계(2)에서, OLT(100)는 ONUi(O1,O2,O3...)의 REQi가 SLA (Service Level Agreement)에 부합하는지 살펴본다. 만약 REQi가 SLA를 만족하며 CREDITi 보다 작은 경우에는 In step (2), the OLT 100 checks whether the REQi of ONUi (O1, O2, O3 ...) conforms to the service level agreement (SLA). If REQi satisfies SLA and is less than CREDITi                     

단계(3)에서, OLT(100)는 ONUi(O1,O2,O3...)에게 요청한 시간만큼의 GRANT를 할당한다. In step (3), OLT 100 allocates GRANT for the time requested by ONUi (O1, O2, O3 ...).

GRANTi = REQi 이다. GRANTi = REQi

단계(4)에서의 과정을 설명한다. 만약 REQi가 MAX_GRANTi를 넘는 경우에는 ONUi(O1,O2,O3...)에게 MAX-GRANTi까지만 허락해 주어도 SLA를 위배하는 것은 아니다. 다만 만약, 다른 ONU들이 사용하고 남은 잉여대역이 있으면 Best Effort에 잉여대역을 추가로 할당할 수 있다. REQi가 CREDITi 보다 크면 추가대역 할당이 가능한지 REMNANT_TIME을 통해서 판단한다. REMNANT_TIME은 도 4 에 나타낸 바와 같이, SHARED_TIME에서 ONUi 이전의 N-1 개 ONU들이 사용한 총 OVER_GRANT 시간을 차감한 시간으로서 슬라이딩 사이클타임이 MAX_CYCLE_TIME을 초과하지 않는 범위에서 ONUi가 사용할 수 있는 최대시간을 나타낸다. 따라서 ONUi(O1,O2,O3...)의 REMNANT_TIME은 다음과 같이 계산할 수 있다.The process in step (4) is explained. If REQi exceeds MAX_GRANTi, granting ONUi (O1, O2, O3 ...) up to MAX-GRANTi does not violate SLA. However, if there is a surplus band remaining by other ONUs, the surplus band may be allocated to the best effort. If REQi is greater than CREDITi, it is determined by REMNANT_TIME whether additional band allocation is possible. REMNANT_TIME is a time obtained by subtracting the total OVER_GRANT time used by N-1 ONUs prior to ONUi in SHARED_TIME, and represents the maximum time that ONUi can use within a range in which the sliding cycle time does not exceed MAX_CYCLE_TIME. Therefore, REMNANT_TIME of ONUi (O1, O2, O3 ...) can be calculated as follows.

REMNANT_TIME = SHARED_TIME - Sum { j = i (N-1) to i-1 } OVER_GRANTjREMNANT_TIME = SHARED_TIME-Sum {j = i (N-1) to i-1} OVER_GRANTj

또한 구현의 편의 및 REQ와 GRANT 사이의 시간지연을 줄이기 위해서 REMNANT_TIME은 매번 계산할 필요없이 기존에 계산한 REMNANT_TIME을 이용하여 도3의 단계(6)과 같이 미리 계산할 수 있다. In addition, REMNANT_TIME can be calculated in advance as shown in step (6) of FIG. 3 by using the previously calculated REMNANT_TIME without having to calculate each time in order to reduce the convenience of implementation and the time delay between REQ and GRANT.

REMNANT_TIME = REMNANT_TIME - OVER_GRANT i + OVER_GRANT i+1REMNANT_TIME = REMNANT_TIME-OVER_GRANT i + OVER_GRANT i + 1

여기서 GRANT i+1은 이전 사이클에서의 ONUi+1의 GRANT 값을 나타낸다.Where GRANT i + 1 represents the GRANT value of ONUi + 1 in the previous cycle.

단계(5)에서, WFi는 잉여대역의 분배에 관한 SLA 파라미터이며 0에서 1사이의 값을 갖는다. 만약 WFi가 0이면 ADD_TIME을 전혀 사용할 수 없게 하는 것이고 1 이면 그 순간의 잉여대역을 모두 ONUi가 풍부(GREEDY)하게 사용하는 것이다. WFi를 적절히 정하면 버스트 트래픽에 대한 공평분배를 할 수 있다. 예를들어 WFi = 1/N으로 하면 잉여대역을 모든 ONU(O1,O2,O3...)가 균등하게 나누어 갖는 것을 의미한다. 또는 WFi = 0.5이면 잉여대역의 50%까지 ONUi가 사용할 수 있는 것을 의미한다. WFi는 SLA에 의해서 결정된다. 그에 따라 ONUi에 할당되는 GRANTi는 다음과 같이 결정된다.In step 5, WFi is an SLA parameter for the distribution of the redundant band and has a value between 0 and 1. If WFi is 0, ADD_TIME cannot be used at all. If 1, all the excess bands at that moment are used by ONUi GREEDY. Properly defining WFi can provide fair distribution of burst traffic. For example, WFi = 1 / N means that all ONUs (O1, O2, O3 ...) are evenly divided in the surplus band. Alternatively, if WFi = 0.5, it means that up to 50% of the surplus band can be used by ONUi. WFi is determined by SLA. Accordingly, the GRANTi allocated to ONUi is determined as follows.

GRANTi = min (CREDITi + WFi * REMNANT_TIME , REQi )GRANTi = min (CREDITi + WFi * REMNANT_TIME, REQi)

단계(7)에서, 다음 ONU로의 진행을 위해 단계(1)로 이동한다.In step 7, the process moves to step 1 to proceed to the next ONU.

도 3은 도 2의 변형된 계산형태를 나타낸 흐름도이다. 도 2와 동일한 부분은 설명을 생략하기로 한다. 설명의 편의상 단계표시도 도 2와 동일한 부분에는 동일한 단계 표시를 사용하기로 한다.3 is a flowchart illustrating a modified calculation form of FIG. 2. The same parts as in FIG. 2 will be omitted. For convenience of description, the same step display will be used in the same part as FIG. 2.

도 3에서는, 도 2에서와는 다르게 단계2에서의 REQi와 CREDITi 판단과정에서 만약 REQi가 MAX_GRANTi를 넘는 경우에는 단계8과 같이 미리계산한 REMNANT_TIME이 있는지 여부를 먼저 판단한다. 만약 미리계산한 REMNANT_TIME이 없는 경우에는 도 2에서의 단계(4) 및 단계(5)를 수행하여 REMNANT_TIME 및 GRANTi를 구한다. 그러나 만약 미리계산한 REMNANT_TIME이 있는 경우에는 도 2에서의 단계(4)를 거치지 않고 미리 계산된 REMNANT_TIME을 이용하여 GRANTi를 구하는 단계(5)를 수행한다. 단계(5) 이후에는 반복적으로 미리 REMNANT_TIME을 상기 설명한 바와 같이 다음과 같은 식을 통해 계산한다.In FIG. 3, unlike in FIG. 2, in the process of determining REQi and CREDITi in step 2, if REQi exceeds MAX_GRANTi, it is first determined whether there is a pre-calculated REMNANT_TIME as in step 8. If there is no pre-calculated REMNANT_TIME, steps (4) and (5) in FIG. 2 are performed to obtain REMNANT_TIME and GRANTi. However, if there is a pre-calculated REMNANT_TIME, step 5 of obtaining GRANTi using the pre-calculated REMNANT_TIME without performing step (4) of FIG. 2 is performed. After step (5) iteratively calculates REMNANT_TIME in advance through the following equation as described above.

REMNANT_TIME = REMNANT_TIME - OVER_GRANT i + OVER_GRANT i+1 REMNANT_TIME = REMNANT_TIME-OVER_GRANT i + OVER_GRANT i + 1                     

여기서 GRANT i+1은 이전 사이클에서의 ONUi+1의 GRANT 값을 나타낸다.Where GRANT i + 1 represents the GRANT value of ONUi + 1 in the previous cycle.

이와 같이 계산된 값을 통해 REMNANT_TIME을 매번 계산한 필요없이 이용할 수 있다.The calculated value can be used without having to calculate REMNANT_TIME every time.

B. Grant scheduling 방법B. Grant Scheduling Method

A 방법에서는 Grant의 길이를 정하는 방법에 대하여 기술하였다. 여기서는 ONUi의 상향전송 시작시간을 정하는 방법을 기술한다.Method A describes the method of determining the length of grant. Here, a method of determining an uplink transmission start time of ONUi is described.

상기 OLT(100)는 ONUi-1에서 올라오는 데이터의 Last bit의 도착시각 t1을 미리 계산할 수 있다. ONUi에서 올라오는 데이터의 first bit의 도착시각 t2는 t1 + guard band time 이후 이어야 한다. OLT와 ONUi의 round trip time을 RTTi라고 하면 시각 t2에 ONUi의 상향데이터 first bit이 도착하게 하기 위해서 ONUi는 시각t3 = t2 - RTTi에 전송을 시작하여야 한다. 그러기 위해서는 OLT는 시각 t4 = t2 - (RTTi + ONU processing time) 이전에 Grant를 보내야 한다.The OLT 100 may precompute the arrival time t1 of the last bit of data coming from ONUi-1. The arrival time t2 of the first bit of data coming from the ONUi must be after t1 + guard band time. If the round trip time of the OLT and ONUi is RTTi, the ONUi must start transmission at time t3 = t2-RTTi so that the upstream first bit of ONUi arrives at time t2. To do this, the OLT must send a grant before time t4 = t2-(RTTi + ONU processing time).

그러나, ONUi로부터 아직 REQi를 수신하지 못하였다던가, 수신을 하였어도 GRANTi 스케쥴링 시간으로 인해서 t4 이전에 GRANTi를 보낼 수 없는 경우가 생길 수 있으며, 이러한 경우는 t4 시각 초과분만큼 t2, t3 역시 지연된다.However, even if the REQi has not been received from ONUi or received, GRANTi may not be able to be sent before t4 due to the GRANTi scheduling time. In this case, t2 and t3 are also delayed by the time exceeding t4.

상술되어진 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 수동광가입자망의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당방법은, 가변사이클타임을 사용하여 상향데이터량이 적을 때 사이클타임을 줄여서 상향전송지연을 줄인다. 또한 슬라이딩 사이클타임 개념을 적용하여 어떠한 경우에도 사이클타임이 MAX_CYCLE_TIME을 넘어서지 않는다. As described above, the dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission in an Ethernet passive optical subscriber network according to an embodiment of the present invention reduces variable uptime delay by reducing cycle time when the amount of uplink data is small using variable cycle time. In addition, by applying the sliding cycle time concept, the cycle time does not exceed MAX_CYCLE_TIME in any case.                     

또한, 본 발명은 ONUi가 사용하지 않더라도 다른 ONU에게 할당되지 않으며 따라서 ONUi에게만 독점적으로 고정되는 시간인 MIN_GRANTi 이상으로 GRANTi(고정대역폭)를 할당하면, ONU 항상 일정속도 이상을 보장하는 전용회선 개념의 TDM 서비스 제공이 가능할 뿐 아니라, 보장대역폭(Guaranteed Bandwidth)의 지원이 가능하기 때문에 한 사이클타임동안 GRANTi를 CREDITi 범위 내에서 언제든지 사용할 수 있게 하여 QoS 보장형 전송이 가능하다.In addition, the present invention is not assigned to other ONUs even if ONUi is not used. Therefore, when a GRANTi (fixed bandwidth) is allocated beyond MIN_GRANTi, a time fixed exclusively for ONUi, ONU always guarantees a constant speed or more. In addition to providing services, support for Guaranteed Bandwidth allows QoS to be guaranteed by allowing GRANTi to be used at any time within the CREDITi range for one cycle time.

이외에도, 본 발명은 SHARED_TIME 및 REMNANT_TIME을 도입하여 이전의 ONU들이 한 슬라이딩 사이클타임 이내에서 사용하지 않은 잉여시간을 사용할 수 있게 하였다. 특히 REMNANT_TIME의 계산에 있어서 사이클타임의 시작과 끝이 고정되어 있는 것이 아니고 매순간 ONUi-N+1부터 ONUi까지의 슬라이딩 사이클타임이 MAX_CYCLE_TIME을 넘지 않아야 하는 조건을 이용하여 ONUi가 추가로 사용할 수 있는 REMNANT_TIME을 계산하여 이 시간 동안 순간적으로 발생하는 트래픽을 보낼 수 있게 하여 비보장확장대역폭 (Extended Bandwidth)을 제공한다.In addition, the present invention introduces SHARED_TIME and REMNANT_TIME to allow the previous ONUs to use unused surplus time within one sliding cycle time. In particular, in the calculation of REMNANT_TIME, REMNANT_TIME can be additionally used by ONUi under the condition that the start and end of cycle time is not fixed and the sliding cycle time from ONUi-N + 1 to ONUi should not exceed MAX_CYCLE_TIME every time. Calculations allow instantaneous traffic to be sent during this time, providing extended bandwidth.

이어, 본 발명의 실시예에 따른 SLA 계약에 따른 대역폭설정예를 구체적으로 설명한다.Next, an example of bandwidth setting according to an SLA contract according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

각 ONU 당 상향대역폭 설정예 (하향대역폭 설정은 Ethernet 고유의 특성에 의해 대역폭 설정이 가능하며 본 발명의 내용과 관련이 없음)Example of upstream bandwidth setting for each ONU (downlink bandwidth can be set by Ethernet-specific characteristics and is not related to the present invention)

예시1)Example 1)

고정대역폭: 4 Mbps (E1급 전용회선 + BcN 영상전화)Fixed bandwidth: 4 Mbps (E1 dedicated line + BcN video call)

보장대역폭: 12 Mbps ( DTV용 양방향 영상서비스 + 초고속인터넷) Guaranteed bandwidth: 12 Mbps (Two-way video service for DTV + high speed internet)                     

비보장 확장대역폭: 400Mbps (개인서버 등을 운용하는 유저의 P2P, FTP 등 버스트 트래픽의 효과적 수용)Non-guaranteed extended bandwidth: 400Mbps (Efficient acceptance of burst traffic such as P2P, FTP, etc. by users running private servers)

MAX_CYCLE_TIME = 2 msec, Number of ONU N = 32, MAX_CYCLE_TIME = 2 msec, Number of ONU N = 32,

GUARD_TIME = 1 usec 인 경우If GUARD_TIME = 1 usec

고정대역폭 제공을 위하여 MIN_GRANTi = 2 msec * 4Mbps / 1Gbps = 8 usecMIN_GRANTi = 2 msec * 4Mbps / 1Gbps = 8 usec to provide fixed bandwidth

보장대역폭 제공을 위하여 MAX_GRANTi = 2 msec * 12Mbps/ 1Gbps = 24 usecMAX_GRANTi = 2 msec * 12 Mbps / 1 Gbps = 24 usec to provide guaranteed bandwidth

GUARANTED_TIME = 32 * ( 1 + 8 + 24 ) = 1056 usecGUARANTED_TIME = 32 * (1 + 8 + 24) = 1056 usec

SHARED_TIME = 2000 1056= 944 usec 이고 이것에 의한 최대대역폭은 944/ 2000 * 1Gbps = 472 MbpsSHARED_TIME = 2000 1056 = 944 usec and the maximum bandwidth by this is 944/2000 * 1 Gbps = 472 Mbps

따라서 WFi = 0.85로 설정하면, 비보장 확장대역폭 400Mbps 가능.Therefore, if WFi = 0.85, non-guaranteed extended bandwidth of 400Mbps is possible.

만약 31개의 ONU가 idle 한 상태에 있다고 가정하면, ONUi가 사용하는총 시간은 8 + 24 + 944 * 0.85 = 834.4 usec이고 총 guard band time은 64 usec 이므로 ONUi가 순간적으로 갖을 수 있는Utilization은 834.4 / (834.4 + 64) = 92.8% 임을 알 수 있다.If 31 ONUs are idle, the total time used by ONUi is 8 + 24 + 944 * 0.85 = 834.4 usec and the total guard band time is 64 usec. We can see that (834.4 + 64) = 92.8%.

예시2)Example 2)

고정대역폭: 4 Mbps (E1급 전용회선 + BcN 영상전화)Fixed bandwidth: 4 Mbps (E1 dedicated line + BcN video call)

보장대역폭: 20 Mbps ( DTV용 양방향 영상서비스 + 초고속인터넷)Guaranteed bandwidth: 20 Mbps (Two-way video service for DTV + high speed internet)

비보장 확장대역폭: 100Mbps(개인서버 등을 운용하는 유저의 P2P, FTP 등 버스트 트래픽의 효과적 수용)Non-guaranteed extended bandwidth: 100Mbps (effective acceptance of burst traffic such as P2P and FTP by users who operate private servers)

MAX_CYCLE_TIME = 2 msec, Number of ONU N = 32, MAX_CYCLE_TIME = 2 msec, Number of ONU N = 32,                     

GUARD_TIME = 1usec 인 경우If GUARD_TIME = 1usec

고정대역폭 제공을 위하여 MIN_GRANTi = 2 msec * 4Mbps / 1Gbps = 8 usecMIN_GRANTi = 2 msec * 4Mbps / 1Gbps = 8 usec to provide fixed bandwidth

보장대역폭 제공을 위하여MAX_GRANTi = 2 msec * 20Mbps/ 1Gbps = 40 usecMAX_GRANTi = 2 msec * 20Mbps / 1Gbps = 40 usec to provide guaranteed bandwidth

GUARANTED_TIME = 32 * ( 1+ 8 + 40 ) = 1568usecGUARANTED_TIME = 32 * (1+ 8 + 40) = 1568usec

SHARED_TIME = 2000 - 1568= 432usec 이고 이것에 의한 최대대역폭은 432/ 2000 * 1Gbps = 216MbpsSHARED_TIME = 2000-1568 = 432usec and the maximum bandwidth due to this is 432/2000 * 1Gbps = 216 Mbps

따라서 WFi = 0.47로 설정하면, 비보장 확장대역폭 100Mbps 가능하다.Therefore, if WFi = 0.47, non-guaranteed extended bandwidth 100Mbps is possible.

만약 31개의 ONU가 idle 한 상태에 있다고 가정하면, ONUi가 사용하는총 시간은 8 + 40+ 432* 0.47= 251 usec이고 총 guard band time은 64 usec 이므로 ONUi가 순간적으로 갖을 수 있는Utilization은 251 / (251 + 64) = 80% 임을 알 수 있다.If 31 ONUs are idle, the total time used by ONUi is 8 + 40+ 432 * 0.47 = 251 usec and the total guard band time is 64 usec. We can see that (251 + 64) = 80%.

한편, ONU간 전송시 레이저다이오드의 Turn on/off, MPCP 메시지 등의 시간으로 인해서 ONU간 전송사이에 일정한 GUARD_TIME이 존재하게 되며, 한번의 CYCLE_TIME 동안 총N개의 GUARD_TIME이 존재하게 된다. 그에 따라서 상향전송대역의 Utilization은 On the other hand, due to the time of ON / OFF, MPCP message, etc. of the laser diode during ONU transmission, there is a certain GUARD_TIME between transmissions between ONUs, and a total of N GUARD_TIMEs exist during one CYCLE_TIME. Accordingly, utilization of uplink bandwidth is

(CYCLE_TIME - N * GUARD_TIME) / CYCLE_TIME으로 계산된다.Calculated as (CYCLE_TIME-N * GUARD_TIME) / CYCLE_TIME.

따라서, CYCLE_TIME이 줄어들게 되면, 전송지연은 줄지만 Utilization은 떨어지는 단점이 있으며 이러한 현상은 ONU개수가 많을 경우 문제가 된다. 일례로 만약 MAX_CYCLE_TIME은 2 msec이고, GUARD_TIME이 1 usec, ONU 개수가 32개 인 경우, SHARED_TIME을 설정하지 않으면 MAX_GRANT = 2000/32 -1 = 61.5 usec가 된다. 만약 32개의 ONU 중에서 특정시간에 31개의 ONU는 보낼 데이터가 없는 idle 상태일 경우하나의 ONU가 낼 수 있는 최대 효율은 (61.5 usec) / ( 61.5 usec + 32 * 1 usec ) = 0.66으로서 660 Mbps 정도이다. 만약 물리적 구현상의 이유로 GUARD_TIME이 늘어가게 되면 효율은 더욱 저하된다. 이러한 저효율은 CYCLE_TIME이 작아질 경우 GUARD_TIME이 차지하는 비율이 상대적으로 커지기 때문이다.Therefore, if CYCLE_TIME is reduced, the transmission delay is reduced but the utilization is lowered. This phenomenon becomes a problem when the number of ONU is large. For example, if MAX_CYCLE_TIME is 2 msec, GUARD_TIME is 1 usec, and the number of ONU is 32, MAX_GRANT = 2000/32 -1 = 61.5 usec unless SHARED_TIME is set. If one of 32 ONUs is idle at a given time, the maximum efficiency of one ONU can be (61.5 usec) / (61.5 usec + 32 * 1 usec) = 0.66, about 660 Mbps to be. If GUARD_TIME is increased for physical implementation reasons, the efficiency is further reduced. This low efficiency is because the ratio of GUARD_TIME becomes relatively large when CYCLE_TIME decreases.

그러나, 본 발명에 따른 이더넷 수동광가입자망의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당방법에 의하면, 각 ONU당 MAX_GRANT를 40 usec로 하고, SHARED_TIME = 2000 - 40* 32 - 1* 32 = 688 usec로 설정하고, WFi = 1 이라고 가정할 경우, ONU의 상향 Utilization은 (40 usec + 688 usec) / ( 728 usec + 32 * 1 usec) = 0.957로서 950 Mbps에 육박함을 알 수 있다. 따라서 본 발명을 사용할 경우, 사용하지 않는 미대역폭의 효율적인 분배를 통해서 상향 이용률(Utilization)을 극대화할 수 있다.However, according to the dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission of the Ethernet passive optical subscriber network according to the present invention, MAX_GRANT is set to 40 usec for each ONU, and SHARED_TIME = 2000-40 * 32-1 * 32 = 688 usec. Assuming that WFi = 1, the upward utilization of ONU is (40 usec + 688 usec) / (728 usec + 32 * 1 usec) = 0.957, which is close to 950 Mbps. Therefore, when using the present invention, it is possible to maximize the utilization (Utilization) through the efficient distribution of unused bandwidth.

본 발명에 따른 이더넷 수동광가입자망의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당방법에 따르면, ONU의 트래픽양에 따라 상향대역을 동적으로 할당하여 상향대역의 불필요한 낭비를 최소화하면서 전송지연시간을 줄일 수 있는 이더넷 수동광가입자망의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당방법을 제공할 수 있다는 효과가 있다.According to the dynamic bandwidth allocation method for the uplink data transmission of the Ethernet passive optical subscriber network according to the present invention, it is possible to reduce the transmission delay time while minimizing unnecessary waste of the uplink band by dynamically allocating the uplink band according to the traffic amount of the ONU. It is possible to provide a dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission of an Ethernet passive optical subscriber network.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 이러한 수정 및 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be modified and modified within the scope not departing from the gist of the present invention, such modifications and changes should be regarded as belonging to the following claims. will be.

Claims (9)

다수의 ONU(Optical Network Unit)를 포함하는 이더넷 수동형 광가입자망(E-PON : Ethernet Passive Optical Network)의 ONU(Optical Network Unit)의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당(DBA : Dynamic Bandwidth Allocation) 방법에 있어서, Dynamic Bandwidth Allocation (DBA) method for uplink data transmission of an Optical Network Unit (ONU) of an Ethernet Passive Optical Network (E-PON) including a plurality of optical network units (ONUs) To 특정 ONU(ONUi라 칭함)로부터 상향 대역 사용 희망 시간 길이 정보(REQi)를 포함하는 대역 할당 요구 메시지를 전송받으면, 이를 SLA(Service Level Agreement)에 의하여 보장된 최대 사용 가능 시간 길이(CREDITi)와 비교하는 제 1 단계; 및When a band allocation request message including uplink bandwidth use time length information (REQi) is received from a specific ONU (referred to as ONUi), it is compared with a maximum usable time length (CREDITi) guaranteed by a service level agreement (SLA). A first step of making; And 상기 제 1 단계에서의 비교 결과, 상기 상향 대역 사용 희망 시간 길이가 상기 SLA를 만족하며 상기 보장 사용 가능 시간 길이보다 작으면 상기 OLT는 상기 ONUi에게 요청한 시간만큼의 상향 대역 사용가능 시간(GRANTi)을 결정하는 제 2 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당 방법.As a result of the comparison in the first step, if the desired uplink bandwidth use time satisfies the SLA and is less than the guaranteed available time length, the OLT obtains an uplink available bandwidth GRANTi by the time requested by the ONUi. Determining a second step; dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission. 다수의 ONU(Optical Network Unit)를 포함하는 이더넷 수동형 광가입자망(E-PON : Ethernet Passive Optical Network)의 ONU(Optical Network Unit)의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당(DBA : Dynamic Bandwidth Allocation) 방법에 있어서, Dynamic Bandwidth Allocation (DBA) method for uplink data transmission of an Optical Network Unit (ONU) of an Ethernet Passive Optical Network (E-PON) including a plurality of optical network units (ONUs) To 특정 ONU(이하 ONUi라 칭함)로부터 상향 대역 사용 희망 시간 길이 정보(REQi)를 포함하는 대역 할당 요구 메시지를 전송받으면, 이를 SLA(Service Level Agreement)에 의하여 보장된 최대 사용 가능 시간 길이(CREDITi)와 비교하는 제 1 단계;When a band allocation request message including uplink bandwidth use time length information (REQi) is received from a specific ONU (hereinafter referred to as ONUi), the maximum allocation time length (CREDITi) guaranteed by a service level agreement (SLA) is received. A first step of comparing; 상기 특정 ONU의 트래픽 처리를 위하여 사용 가능한 시간(REMNANT_TIME)을 결정하는 제 2 단계; 및 A second step of determining an available time (REMNANT_TIME) for traffic processing of the specific ONU; And 상기 SLA에 의하여 결정되는 잉여 대역의 분배에 관한 파라미터(WFi) 및 상기 최대 사용 가능 시간 길이(CREDITi)를 이용하여 최종적으로 상향 대역 사용 가능 시간(GRANTi)을 결정하는 제 3 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당 방법.And a third step of finally determining an uplink available time GRANTi using a parameter (WFi) related to the distribution of the excess band determined by the SLA and the maximum available time length (CREDITi). A dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission. 다수의 ONU(Optical Network Unit)를 포함하는 이더넷 수동형 광가입자망(E-PON : Ethernet Passive Optical Network)의 ONU(Optical Network Unit)의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당(DBA : Dynamic Bandwidth Allocation) 방법에 있어서, Dynamic Bandwidth Allocation (DBA) method for uplink data transmission of an Optical Network Unit (ONU) of an Ethernet Passive Optical Network (E-PON) including a plurality of optical network units (ONUs) To 특정 ONU(이하 ONUi라 칭함)로부터 상향 대역 사용 희망 시간 길이 정보(REQi)를 포함하는 대역 할당 요구 메시지를 전송받으면, 이를 SLA(Service Level Agreement)에 의하여 보장된 최대 사용 가능 시간 길이(CREDITi)와 비교하는 제 1 단계;When a band allocation request message including uplink bandwidth use time length information (REQi) is received from a specific ONU (hereinafter referred to as ONUi), the maximum allocation time length (CREDITi) guaranteed by a service level agreement (SLA) is received. A first step of comparing; 특정 ONU의 트래픽 처리를 위하여 미리계산된 사용가능한 시간 (REMNANT_TIME)이 있는지 여부를 판단하는 제 2 단계;A second step of determining whether there is a pre-calculated available time (REMNANT_TIME) for traffic processing of a specific ONU; 상기 제 2 단계에서 만약 미리 계산된 사용가능한 시간이 없는 경우에는 상기 특정 ONU의 트래픽 처리를 위하여 사용 가능한 시간(REMNANT_TIME)을 결정하는 제 3 단계;A third step of determining an available time (REMNANT_TIME) for traffic processing of the specific ONU if there is no pre-calculated available time in the second step; 상기 SLA에 의하여 결정되는 잉여 대역의 분배에 관한 파라미터(WFi) 및 상기 최대 사용 가능 시간 길이(CREDITi)를 이용하여 최종적으로 상향 대역 사용 가능 시간(GRANTi)을 결정하는 제 4 단계; 및A fourth step of finally determining an upward band available time (GRANTi) using a parameter (WFi) related to the distribution of the surplus band determined by the SLA and the maximum available time length (CREDITi); And 상기 제 3단계에서 계산된 사용 가능한 시간(REMNANT_TIME)을 이용하여 미리 사용가능한 시간을 계산하는 제 5단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당 방법.And a fifth step of calculating a usable time in advance using the available time (REMNANT_TIME) calculated in the third step. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 사용가능한 시간(REMNANT_TIME)은 아래의 식에 의하여 결정하는 것을 특징으로 하는 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당 방법. The available time (REMNANT_TIME) is determined by the following equation Dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission. REMNANT_TIME = REMNANT_TIME = SHARED_TIME - Sum{j= i - (N-1) to i-1}(OVER_GRANTj) SHARED_TIME-Sum {j = i-(N-1) to i-1} (OVER_GRANTj) 단, OVER_GRANTi = max(GRANTi CREDITi, 0)OVER_GRANTi = max (GRANTi CREDITi, 0) 여기에서, N은 총 ONU의 갯수이고, i는 1 이상 N 이하의 정수이며, i-(N-1)은 i-(N-1) mod N을 편의상 줄여 쓴 것이다.Where N is the total number of ONUs, i is an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to N, and i- (N-1) is short for i- (N-1) mod N for convenience. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 제 5단계에서 사용가능한 시간(REMNANT_TIME)은 아래의 식에 의하여 결정하는 것을 특징으로 하는 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당 방법. The available time (REMNANT_TIME) in the fifth step is determined by the following equation. Dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission. REMNANT_TIME = REMNANT_TIME - OVER_GRANTi + OVER_GRANTi+1REMNANT_TIME = REMNANT_TIME-OVER_GRANTi + OVER_GRANTi + 1 여기서, OVER_GRANTi+1은 이전 사이클에서의 ONUi+1의 OVER_GRANT 값을 나타낸다.Here, OVER_GRANTi + 1 represents the OVER_GRANT value of ONUi + 1 in the previous cycle. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제 4 단계에서, 최종 상향 대역 사용 가능 시간은 아래의 식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당 방법. In the fourth step, the final uplink bandwidth available time is determined by the following equation, Dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission. GRANTi = min{CREDITi + WFi * REMNANT_TIME, REQi} GRANTi = min {CREDITi + WFi * REMNANT_TIME, REQi} 다수의 ONU(Optical Network Unit)를 포함하는 이더넷 수동형 광가입자망(E-PON : Ethernet Passive Optical Network)의 ONU(Optical Network Unit)의 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당(DBA : Dynamic Bandwidth Allocation) 방법에 있어서, Dynamic Bandwidth Allocation (DBA) method for uplink data transmission of an Optical Network Unit (ONU) of an Ethernet Passive Optical Network (E-PON) including a plurality of optical network units (ONUs) To 특정 ONU(이하 ONUi라 칭함)로부터 상향 대역 사용 희망 시간 길이 정보(REQi)를 포함하는 대역 할당 요구 메시지를 전송받으면, 이를 SLA(Service Level Agreement)에 의하여 보장된 최대 사용 가능 시간 길이(CREDITi)와 비교하는 제 1 단계;When a band allocation request message including uplink bandwidth use time length information (REQi) is received from a specific ONU (hereinafter referred to as ONUi), the maximum allocation time length (CREDITi) guaranteed by a service level agreement (SLA) is received. A first step of comparing; 특정 ONU의 트래픽 처리를 위하여 미리계산된 사용가능한 시간(REMNANT_TIME)이 있는지 여부를 판단하는 제 2 단계;A second step of determining whether there is a pre-calculated available time (REMNANT_TIME) for traffic processing of a specific ONU; 상기 제 2 단계에서 만약 미리 계산된 사용가능한 시간이 있는 경우에는 그 시간과 함께 상기 SLA에 의하여 결정되는 잉여 대역의 분배에 관한 파라미터(WFi) 및 상기 최대 사용 가능 시간 길이(CREDITi)를 이용하여 최종적으로 상향 대역 사용 가능 시간(GRANTi)을 결정하는 제 3 단계; 및In the second step, if there is a pre-calculated available time, it is finalized by using the parameter about the distribution of the surplus band determined by the SLA and the maximum usable time length CREDITi with the time. A third step of determining an uplink available time GRANTi; And 상기 제 2단계에서 계산된 사용 가능한 시간(REMNANT_TIME)을 이용하여 미리 사용가능한 시간 계산을 반복하는 제 4단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당 방법.And a fourth step of repeating the available time calculation in advance by using the available time (REMNANT_TIME) calculated in the second step. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 제 3 단계에서, 최종 상향 대역 사용 가능 시간은 아래의 식에 의하여 결정되며 그 때의 REMNANT TIME은 상기 제 5단계에 의해 미리 계산된 사용가능한 시간인 것을 특징으로 하는 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당 방법. In the third step, the final uplink bandwidth available time is determined by the following equation, wherein the REMNANT TIME is the available time calculated in advance by the fifth step. Assignment method. GRANTi = min{CREDITi + WFi * REMNANT_TIME, REQi} GRANTi = min {CREDITi + WFi * REMNANT_TIME, REQi} 제 1 항에 있어서, 상기 ONUi에서 올라오는 데이터의 first bit의 도착시각은 t2 이후이고, 여기서, t2 = t1(ONUi-1에서 올라오는 데이터의 Last bit의 도착시각) + guard band time 이고,The method of claim 1, wherein the arrival time of the first bit of data coming from the ONUi is after t2, where t2 = t1 (the arrival time of the last bit of data coming from the ONUi-1) + guard band time, 상기 시각 t2에 상기 ONUi의 상향데이터 first bit이 도착하게 하기 위해서 상기 ONUi는 시각 t3 = t2 - RTTi(상기 OLT와 ONUi의 round trip time)에 전송을 시작하고, 상기 OLT는 시각 t4 = t2 (RTTi + ONU processing time) 이전에 Grant를 보내는 것을 특징으로 하는 상향 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당 방법.The ONUi starts transmitting at time t3 = t2-RTTi (round trip time of the OLT and ONUi) so that the uplink data first bit of the ONUi arrives at the time t2, and the OLT is time t4 = t2 (RTTi). + ONU processing time) Dynamic bandwidth allocation method for uplink data transmission, characterized in that the grant is sent before.
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