KR100703825B1 - 제한된 파장 변환 범위를 갖는 3ｒ 파장 변환기를 이용한파장 할당 방법 및 장치 - Google Patents

제한된 파장 변환 범위를 갖는 3ｒ 파장 변환기를 이용한파장 할당 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제한된 파장 변환 범위를 갖는 3R 파장 변환기를 이용한 파장 할당 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 제한된 파장 범위를 갖는 3R 파장 변환기를 효율적으로 배치하고, 3R 파장 변환기 사용을 최소화하는 파장 할당 방법을 제안함으로써 망 운영의 효율을 높일 수 있는 점에 특징이 있다.
본 발명에 의하면, 3R 파장 변환기의 배치 방법과 3R 파장 변환기 사용 최소화를 위한 파장 할당 방법을 제공함으로써 무한의 최대 전송 거리와 각 노드의 모든 채널에 3R 파장 변환기를 가지는 파장 분할 다중 망에 필적하는 성능을 얻을 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
제한된 파장 변환 범위, 3R 파장 변환기, 최대 전송 거리, 3R Regeneration

Description

제한된 파장 변환 범위를 갖는 3Ｒ 파장 변환기를 이용한 파장 할당 방법 및 장치{A Dynamic Wavelength Assignment Method and Apparatus by Using 3R Wavelength Converters of Limited Wavelength Conversion Range}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파장 분할 다중 망의 노드 구조를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제한된 파장 변환 범위를 갖는 3R 파장 변환기를 이용한 파장 할당 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파장 할당 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 5 × 5 메쉬 네트워크 토폴로지(Network Topology)를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 토폴로지를 트래픽 부하(0.65)로 설정하여 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 토폴로지를 트래픽 부하(0.7)로 설정하여 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.
본 발명은 파장 할당 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 제한된 파장 변환 범위를 갖는 3R 파장 변환기를 이용한 파장 할당 방법 및 장치에 관한 것이다.
초고속 광통신 분야에서 단일 광섬유에 대용량의 데이터를 전송하기 위해 여러 개의 광 채널을 이용하는 파장 분할 다중(Wavelength Division Multiplexing: WDM) 방식이 사용되고 있다.
향후 광 통신망은 고정된 선로를 통하여 전송하는 현재의 선형 또는 환형의 망에서 필요에 따라 광경로를 바꾸어 동적으로 망을 재구성하는 전광 통신망(All Transmission Network)으로 발전할 것으로 예상된다.
특히 기간망은 각 노드에서 회선을 재구성할 수 있는 광 회선 분해 장치(Optical Cross-Connector: OXC)를 기반으로 하는 메쉬(Mesh) 형태의 망이 될 것이다.
파장 분할 다중 방식의 메쉬 망에서는 입력 채널과 출력 채널의 파장이 동일해야 하는 파장 연속 조건이 요구된다.
이러한 파장 연속 조건을 충족하기 위해 파장 변환기가 필요한데, 각 노드 당 통과하는 광 채널 수에 비해 상대적으로 적은 개수의 파장 변환기로도 네트워크의 효율을 크게 향상시킬 수 있다는 연구 결과들이 발표되었다.
그러나 파장 분할 다중 방식의 메쉬 망에서는 파장 연속 조건 외에 광신호의 전송 중에 품질 저하로 인한 전송 거리의 한계가 발생하므로 파장 연속 조건과 함께 광신호의 품질 저하를 고려하여야 한다.
어떤 광신호 경로가 전송 품질을 보장할 수 있는 최대 거리인 신호 손실 한 계점(Singnal Impairment Threshold: SIT)을 넘어 설정되는 경우, 이러한 신호를 중간에서 3가지 기능(즉, Re-Amplification, Re-Shaping, Re-Timing) Regeneration)의 재생(이하에서는 간단히 '3R 재생'이라 함)을 해 주어야 한다.
동적 파장 분할 다중 망 구조에서는 광경로 생성 요구를 최대한 막힘 없이 수용해 줄 수 있어야 하며, 이를 위해 개별 광경로 설정에 있어서 필요 이상의 자원을 낭비하지 않는 것이 중요하다.
3R 파장 변환기는 3R 기능과 특정 파장 채널을 임의의 다른 파장 채널로 변환할 수 있는 장치이다. 3R 파장 변환기는 아주 고가이므로 모든 노드에 모든 파장 채널에 대하여 파장 변화를 지원하는 파장 변환기를 구성할 수 없다.
따라서, 파장 분할 다중 망 구조에서는 망 내의 특정 노드에만 3R 파장 변환 기능을 두거나 3R 파장 변환기의 수를 제한하는 형태로 망을 구성해야 한다.
이때, 제한된 형태의 파장 변환 기능이란 모든 파장 채널로 하여금 파장 변환이 가능하도록 하는 것이 아니라 각각의 노드에 소수의 파장 변환기만을 두거나 특정 노드에만 파장 변환되도록 하는 형태로 구현되는 것을 의미한다.
파장 분할 다중 망 구조에서 완전 파장 변환 조건(Full Wavelength Conversion)이 가능한 3R 파장 변환기를 구성하는 것은 하나의 링크당 수용 가능한 파장의 개수가 급격히 증가하고 있으므로 낭비일 수 있다.
종래 제한된 형태의 파장 변환을 가지는 파장 분할 다중 망 구조에서는 특정 노드에서 모든 파장 채널에 대한 파장 변환 기능을 가지는 파장 변환 조건 또는 모든 노드에서 제한된 파장 변환 기능을 가지는 파장 변환 조건을 가정하고 있다.
즉, 제한된 파장 변환 조건에 대한 연구는 파장 변환기에 대해서만 이루어졌다. 또한, 각 파장 변환기는 완전 파장 변환 조건이 가능하다는 가정에 따라 이루어졌다.
그러나 실제 파장 분할 다중 망은 광신호의 최대 전송 거리가 제한되어 있기 때문에 파장 변환 기능뿐 아니라 재생 기능(3R Regeneration)도 함께 고려할 필요성이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 제한된 파장 변환 범위를 가진 3R 파장 변환기의 배치 방법과 파장 변환 대역을 고려한 파장 할당 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 파장 분할 다중 방식의 망 구조에서 파장 할당 방법은, (a) 제한된 파장 변환 범위를 가지는 3R 파장 변환기를 각 노드의 파장 변환 대역에 따라 배치하는 단계; (b) 모든 송수신 노드 간의 하나 이상의 경로 집합을 선정하고, 신규 광경로 요청이 있는 송수신 노드 간의 상기 선정된 경로 집합의 개수만큼 라우팅 경로를 추출하는 단계; (c) 상기 추출된 라우팅 경로 중 광신호의 전송 품질을 보장하는 최대 전송 거리를 만족하고, 하나의 연속된 파장으로 이루어진 파장 연속 세그먼트 집합이 존재하는지 판단하는 단계; 및 (d) 상기 단계(c)에서 상기 파장 연속 세그먼트 집합이 존재하는 경우, 상기 파장 변환 대역에 속한 각 파장 연속 세그먼트의 경로상 가장 작은 인덱 스의 파장을 사용하는 경로를 선택하여 파장 할당을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 파장 분할 다중 방식의 망 구조에서 파장 할당 장치는, 제한된 파장 변환 범위를 가지는 3R 파장 변환기를 각 노드의 파장 변환 대역에 따라 배치하는 파장 변환 대역 배치부; 모든 송수신 노드 간의 하나 이상의 경로 집합을 선정하여 최단 거리순으로 정렬하는 경로 정렬부; 신규 광경로 요청이 있는 송수신 노드 간의 상기 선정된 하나 이상의 경로 집합의 개수만큼 라우팅 경로를 추출하는 라우팅 경로부; 상기 라우팅 경로부로부터 상기 추출된 라우팅 경로 중 광신호의 전송 품질을 보장하는 최대 전송 거리를 만족하고, 사용 가능한 연속된 파장으로 이루어진 파장 연속 세그먼트 집합이 존재하는지 판단하는 파장 연속 세그먼트 검출부; 및 상기 파장 변환 대역에 속한 각 파장 연속 세그먼트의 경로상 가장 작은 인덱스의 파장을 사용하는 경로를 선택하여 파장 할당을 수행하는 파장 할당부를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 제한된 파장 변환 범위를 갖는 3R 파장 변환기(150)를 이용한 파장 할당 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파장 분할 다중 망의 노드 구조를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
각 노드는 광 회선 분해 장치로 구성되며, 애드(Add: 애드되는 신호 채널)와 드롭(Drop: 드롭되는 신호 채널)이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 노드 구조는 제1 광 전력 증폭기(100), 파장 분할 역다중화기(110), 광 공간 스위치(120), 파장 분할 다중화기(130), 제2 광 전력 증폭기(140) 및 3R 파장 변환기(150)를 포함한다.
제1 광 전력 증폭기(100)는 입력 광 섬유를 통해 수신한 광신호를 증폭하여 파장 분할 역다중화기(110)로 전송한다.
파장 분할 역다중화기(110)는 1 내지 N 파장이 분할 다중된 광신호로부터 각각의 파장에 해당하는 신호 채널들로 분리하여 광 공간 스위치(120)로 출력한다.
광 공간 스위치(120)는 파장 분할 역다중화기(110)로부터 입력되는 신호 채널들의 연결 상태를 변경하여 3R 파장 변환기(150) 및 파장 분할 다중화기(130)로 출력하거나 로컬리 드롭(Locally Drop)된다.
파장 분할 다중화기(130)는 광 공간 스위치(120)로부터 입력되는 전송 채널들을 다중화하여 제2 광 전력 증폭기(140)로 전송한다.
제2 광 전력 증폭기(140)는 파장 분할 다중화기(130)로부터 출력되는 광신호를 증폭하여 출력한다.
모든 3R 파장 변환기(150)는 노드에서 공유되며, 3R 파장 변환기(150)의 개수는 0부터 파장의 개수까지의 범위를 가질 수 있다.
3R 파장 변환기(150)는 O/E/O(Optical Electricity Optical) 방식의 전기적 신호 재생 방식으로서, 3R 재생 기능과 파장 변환 기능을 동시에 제공하며, 파장 변환의 범위가 제한된다(Limited Wavelength Conversion Range).
이하, 도 2를 참조하여 파장 분할 다중 망 구조에서 파장 변환 최소화를 위한 파장 할당 장치를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제한된 파장 변환 범위를 갖는 3R 파장 변환기(150)를 이용한 파장 할당 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 파장 할당 장치는 파장 변환 대역 배치부(200), 경로 정렬부(210), 라우팅 경로부(220), 파장 연속 세그먼트 검출부(230), 최소 경로 추출부(240), 경로 집합 선택부(250) 및 파장 할당부(260)를 포함한다. 여기서, 파장 할당 장치는 기지국에 포함되어 있는 구성 요소 중 하나의 장치이다.
파장 변환 대역 배치부(200)는 제한된 파장 변환 범위를 가지는 3R 파장 변환기(150)를 각 노드의 파장 변환 대역에 따라 배치하는 기능을 한다.
경로 정렬부(210)는 모든 송수신 노드 간 K개의 경로 집합을 선정하여 최단 거리 순으로 정렬하는 기능을 한다.
라우팅 경로부(220)는 신규 광경로 생성 요청이 들어오는지 판단하여 신규 광경로 생성 요청이 들어온 송수신 노드 간의 기설정된 K개의 라우팅 경로를 추출한다.
파장 연속 세그먼트 검출부(230)는 라우팅 경로부(220)로부터 추출된 라우팅 경로 중 광신호의 전송 품질을 보장하는 최대 전송 거리를 만족하고, 사용 가능한 연속된 파장으로 이루어진 단일 경로가 존재하는지 판단하는 기능을 한다.
파장 연속 세그먼트 검출부(230)는 추출된 라우팅 경로 중 광신호의 전송 품질을 보장하는 최대 전송 거리를 만족하고, 사용 가능한 연속된 파장으로 이루어진 파장 연속 세그먼트 집합이 존재하는지 판단한다.
최소 경로 추출부(240)는 파장 연속 세그먼트 검출부(230)로부터 전술한 단일 경로가 존재하지 않는다는 신호를 수신하는 경우, K개의 라우팅 경로 중 3R 기능 또는 파장 변환 기능을 최소로 사용하는 경로를 추출한다. 또한, 최소 경로 추출부(240)는 추출한 각 경로당 3R 파장 변환기(150)의 위치 정보와 각 파장 변환 대역당 남아있는 3R 파장 변환기(150)의 개수 정보를 추출한다.
경로 집합 선택부(250)는 최소 경로 추출부(240)로부터 추출된 모든 경로 중 최소 개수의 파장 연속 세그먼트로 구성된 경로 집합이 존재하는지 판단한다. 이때, 경로 집합 선택부(250)는 경로 집합이 다수개 존재한다고 판단하는 경우 전술한 경로 집합 중 경로의 거리가 짧은 순서대로 경로 집합을 선택한다. 또한, 경로 집합 선택부(250)는 파장 변환 대역당 파장 연속 세그먼트를 연결하기 위해 사용해야 하는 3R 파장 변환기(150)가 가장 많이 남아있는 경로의 집합을 선택한다.
파장 할당부(260)는 경로 집합 선택부(250)로부터 선택된 경로 집합 중 각 대역에서 가장 작은 인덱스의 파장(First-Fit Wavelength)을 사용하는 경로를 선택하여 파장을 할당한다.
파장 할당부(260)는 파장 연속 세그먼트 검출부(230)로부터 단일 경로가 존재한다는 신호를 수신하는 경우, 그 경로상의 가장 작은 인덱스의 파장을 사용하는 경로를 선택하여 파장을 할당한다.
파장 할당부(260)는 파장 연속 세그먼트 집합 중 각 파장 연속 세그먼트의 경로상 가장 작은 인덱스의 파장을 사용하는 경로를 선택하여 파장 할당을 수행한다.
이하, 도 3을 참조하여 제한된 파장 변환 범위를 갖는 3R 파장 변환기(150)를 이용한 파장 할당 장치를 이용하여 파장을 할당하는 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파장 할당 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 실시예에 따른 3R 파장 변환기(150)는 제한된 파장 변환 범위를 가지므로 제한된 파장 변환 범위에 따라 파장 변환 대역(Wavelength Conversion Band)이 생기게 된다.
파장 변환 대역 배치부(200)는 제한된 파장 변환 범위를 가지는 3R 파장 변환기(150)를 각 노드의 파장 변환 대역에 따라 배치한다(S100). 따라서, 본 발명의 실시예는 각 파장 변환 대역을 고려한 파장 할당 방법을 제안하고 있다.
이때, 3R 파장 변환기(150)의 배치 방법은 다음의 [수학식 1]과 같다.
BWC = W/T3R-WC
여기서, T3R-WC는 3R 파장 변환기(150)의 변환 가능한 파장의 개수, W는 링크당 파장의 개수를 의미한다. BWC(the number of bands divided by tunability of 3R-WC)는 링크당 파장의 개수를 3R 파장 변환기(150)의 변환 가능한 파장의 개수로 나눈 값을 의미한다.
예를 들어 W = 64이고, T3R-WC = 8이면, BWC = 8이 된다. 총 파장의 개수는 64이고, 8 채널 안에서만 파장 변환이 가능한 3R 파장 변환기(150)로 모든 파장을 지원하기 위해 총 8개의 대역(BWC)이 존재해야 한다. 따라서, 파장 변환 대역은 1부터 BWC 까지의 대역이 존재한다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따르면 3R 파장 변환기(150)는 N3R-WC 개의 3R 파장 변환기(150)를 1 ~ BWC 대역에 차례로 배치한다. 여기서, N3R-WC는 노드당 3R 파장 변환기(150)의 개수이다. 이때, 1 ~ BWC 대역 중 어떤 대역은 3R 파장 변환기(150)를 더 많이 가질 수 있다.
예를 들면, W = 64, T3R-WC = 8인 경우, W(=64) 채널은 8(BWC = W/T3R-WC = 8)개의 대역으로 나누고, 3R 파장 변환기(150)를 대역 1부터 차례로 배치한다. 이때 앞 대역이 3R 파장 변환기(150)를 더 많이 가질 수 있다.
즉, N3R-WC = 20인 경우, 대역 1부터 대역 4는 각각 3개의 3R 파장 변환 기(150)를 가지며, 대역 5부터 대역 8까지 2개의 파장 변환기를 가질 수 있다.
대역 1의 3개의 3R 파장 변환기(150)는 λ1부터 λ8까지의 파장 변환이 가능하고, 대역 8의 2개의 3R 파장 변환기(150)는 λ57부터 λ64까지 파장 변환이 가능하다.
이어서, 경로 정렬부(210)는 모든 송수신 노드 간 K개의 경로 집합을 다익스트라 최단 경로 알고리즘을 이용하여 선정하고, 선정된 경로 집합을 최단 거리 순으로 정렬한다(S102).
그리고 나서, 라우팅 경로부(220)는 신규 광경로 생성 요청 신호가 수신되고 있는지 주기적으로 판단한다(S104). 또한, 라우팅 경로부(220)는 신규 광경로 생성 요청 신호를 수신하는 경우, 신규 광경로 생성 요청이 들어온 송수신 노드 간의 미리 결정된 K개의 라우팅 경로를 추출한다(S106). 즉, 파장 할당 장치는 신규 광경로 생성 요청이 들어온 경우에만 S106 단계 ~ S120 단계를 수행하게 되는 것이다.
파장 연속 세그먼트 검출부(230)는 K개의 라우팅 경로 중 최대 전송 거리를 만족하고 사용 가능한 연속된 파장으로 이루어진 경로(3R 기능과 파장 변환 기능을 필요로 하지 않는 경로)가 존재하는지 판단한다(S108).
단계 S108에서 최대 전송 거리를 만족하고 파장 연속 세그먼트로 구성된 경로가 존재한다고 판단하는 경우, 파장 할당부(260)는 각 대역에서 가장 작은 인덱스의 파장(First-Fit Wavelength)을 사용하는 경로를 선택하여 파장을 할당한다(S120).
이때, 파장 할당부(260)는 다음의 [수학식 2]와 같이 경로상에 사용 가능한 파장을 선택한다.
Figure 112006039131210-pat00001
여기서, W는 대역 내에서의 파장 인덱스, band_id는 각 대역을 나타내는 인덱스, State_w[]는 각 파장의 사용 상태를 나타내는 배열을 나타낸다.
총 사용 가능한 파장(W = 64)이 64이고, 파장 변환 범위(T3R-WC = 8)가 8이라고 하면, 파장 인덱스는 1부터 64번이 된다.
따라서, 1번 대역의 파장 변환기는 1부터 8번 파장 인덱스의 파장 변환이 가능하고, 2번 대역의 파장 변환기는 9번부터 16번 파장 인덱스의 파장 변환이 가능하다. 이런 식으로 8번 대역의 파장 변환기는 57부터 64번 파장 인덱스의 파장 변환이 가능하게 된다.
3R 파장 변환기(150)는 대역마다 고르게 배치되어 있고, 파장 변환기를 유용하게 사용하려면 각 대역마다 파장을 고르게 사용해야 한다.
파장 할당부(260)는 파장을 각 대역마다 고르게 사용하기 위해 첫 번째 대역의 제일 작은 파장이 사용 가능한지 검사하고, 사용 가능하지 않으면 그 다음 대역의 제일 작은 파장이 사용 가능한지 검사한다.
이때, 첫 번째 대역의 가장 작은 파장 인덱스는 1이고, 두 번째 대역의 가장 작은 파장 인덱스는 9가 된다. 즉, 1번 파장, 9번 파장, 17번 파장순으로 파장이 사용 가능한지 검사한다.
단계 S108에서 최대 전송 거리를 만족하고 파장 연속 세그먼트로 구성된 경로가 존재하지 않는다고 판단하는 경우, 최소 경로 추출부(240)는 K개의 라우팅 경로 중 3R 기능 또는 파장 변환 기능을 최소로 사용하는 모든 경로를 추출한다(S110).
그리고 나서, 최소 경로 추출부(240)는 단계 S110에서 추출한 각 경로당 3R 파장 변환기(150)의 위치 정보(어느 노드 상의 3R 파장 변환기(150)인지 확인)와 각 파장 변환 대역당 남아있는 3R 파장 변환기(150)의 개수 정보를 추출한다(S112).
이어서, 경로 집합 선택부(250)는 단계 S110 및 단계 S112을 통해 최소 개수의 파장 연속 세그먼트로 구성된 경로 집합이 2개 이상 존재하는지 판단한다(S114). 또한, 경로 집합 선택부(250)는 단계 S114에서 경로 집합이 2개 이상 존재한다고 판단하는 경우, 전술한 경로 집합 중 경로의 거리가 짧은 순서대로 선택한다(S116).
경로 집합 선택부(250)는 파장 변환 대역당 3R 파장 변환기(150)가 가장 많이 남아있는 대역의 경로의 집합을 선택한다(즉 사용 가능한 3R 파장 변환기(150)의 분포를 가장 균일하게 해주는 집합이다)(S118).
그리고 나서, 파장 할당부(260)는 각 대역에서 가장 작은 인덱스의 파장(First-Fit Wavelength)을 사용하는 경로를 선택하여 파장을 할당한다(S120).
파장 할당 장치는 단계 S114에서 하나의 경로 집합이 존재한다고 판단하는 경우, 각 대역에서 가장 작은 인덱스의 파장(First-Fit Wavelength)을 사용하는 경로를 선택하여 파장을 할당한다(S120).
도 3에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 경로 설정 및 파장 할당 방법은 다음의 사항을 고려한다.
1. 파장 할당 방법은 송신 노드와 수신 노드 간의 K개의 라우팅 경로를 고려한다.
2. 파장 할당 방법은 광경로의 손실을 고려한다(즉, 파장 분할 다중 망은 유한한 최대 전송 거리를 갖는다).
3. 파장 할당 방법은 제한된 개수의 3R 파장 변환기(150)를 고려한다.
4. 파장 할당 방법은 제한된 범위의 파장 변환 기능을 갖는 3R 파장 변환기(150)를 고려한다.
5. 파장 할당 방법은 가능한 최소의 3R 파장 변환기(150)를 사용하여 경로 설정 및 파장 할당을 한다.
본 발명의 실시예에 따른 3R 파장 변환 최소화를 위한 파장 할당 방법은 광신호의 전송 품질을 보장하는 최대 전송 거리를 제한하고, 최대 전송 거리를 넘어서는 경우, 3R 파장 변환기(150)를 이용하여 재생해 주어야 하며 재생해 주지 않는 경우 블록킹된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 파장 할당 방법은 제한된 파장 변환 범위를 가지는 3R 파장 변환기(150)를 고려했으므로 3R 파장 변환기(150)가 경로상에 존재 하더라도 남아있는 파장 대역에 속한 3R 파장 변환기(150)가 아니라면 연결이 블록킹된다.
각 3R 파장 변환기(150)는 각 대역 내에서만 사용 가능한다.
이러한 파장 연속 세그먼트는 유휴 상태인 파장 채널이 라우팅 경로 상에서 연속적으로 존재하는 경우를 말한다.
가장 이상적인 광경로는 송신 노드와 수신 노드가 하나의 파장 연속 세그먼트로 구성되는 경우이며, 송신 노드와 수신 노드의 거리가 파장 분할 다중 망에서 제공하는 최대 전송 거리 이하인 경우이다. 이러한 광경로는 하나의 연속된 파장 채널에 해당 광경로를 수용할 수 있으므로 파장 변환기를 사용하지 않아도 된다.
만약 송신 노드와 수신 노드가 하나의 파장 연속 세그먼트로 연결되지 않는 경우, 광경로는 임의의 파장 연속 세그먼트에서 다른 파장 연속 세그먼트로 넘어가기 위해서 3R 파장 변환기(150)를 사용하여야 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 5 × 5 메쉬 네트워크 토폴로지(Network Topology)를 나타낸 도면이다.
네트워크 토폴로지는 아웃 링크(Out Links)의 개수에 따라 노드당 3R 파장 변환기(150)의 비율을 달리 하는 것을 보여준다.
N=25(노드의 개수) 네트워크 토폴로지는
Figure 112006039131210-pat00002
개의 노드와
Figure 112006039131210-pat00003
개의 Fiber-Link로 구성된다. 따라서, 네트워크 토폴로지는
Figure 112006039131210-pat00004
개의 서로 다른 연결 요구(Connection Request)가 존재하게 된다.
노드에 배치되는 3R 파장 변환기(150)의 총 개수는 각 노드의 Out Links의 개수에 비례한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 네트워크 토폴로지에서 각 노드는 2개, 3개, 4개의 Outgoing-Link를 가질 수 있다. 각 노드의 3R 파장 변환기(150)의 총 개수는 2W3R-WC, 3W3R-WC, 4W3R-WC이 된다.
1, 5, 21, 25번 노드는 Outlink가 두 개이므로 파장 변환기를 2개씩 구성하게 된다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 토폴로지를 트래픽 부하를 달리하여 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 트래픽 부하가 0.65, 최대 전송 거리가 8인 경우, W3R-WC와 T3R-WC의 변화에 따른 블록킹 확률(Blocking Probability)를 나타내고 있다.
도 6은 트래픽 부하가 0.7, 최대 전송 거리가 8인 경우, W3R-WC와 T3R-WC의 변화에 따른 블록킹 확률(Blocking Probability)를 나타내고 있다.
도 5 및 도 6은 링크당 파장 변환기의 개수를 달리하면서 블록킹 확률을 분석한 것으로서, T3R-WC = 8은 파장 변환 범위가 8파장만 가능한 저가의 파장 변환기를 사용한 것이고, T3R-WC = 64는 완전 파장 변환(Full Wavelength Conversion)이 가능한 고가의 파장 변환기를 사용한 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에서 제안한 3R 파장 변환기(150) 배치 방법에 따라 배치하고 시뮬레이션한 결과 제한된 파장 변환 범위를 가진 파장 변환기를 배치해도 완전 파장 변환(Full Wavelength Conversion)를 배치한 것만큼의 효과를 보이는 결과를 보여주고 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 3R 파장 변환기의 배치 방법과 3R 파장 변환기 사용 최소화를 위한 파장 할당 방법을 제공함으로써 무한의 최대 전송 거리와 각 노드의 모든 채널에 3R 파장 변환기를 가지는 파장 분할 다중 망에 필적하는 성능을 얻을 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명은 3R 파장 변환을 최소화하는 형태로 신규 광경로를 설정하여 불필요한 고가의 3R 파장 변환기의 사용을 억제함으로써 망 운영의 효율을 높이는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명은 향후 광경로 수용에 있어서 파장 충돌로 인한 서비스 막힘을 최대한 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (10)

  1. 파장 분할 다중 방식의 망 구조에서 파장 할당 방법에 있어서,
    (a) 제한된 파장 변환 범위를 가지는 3R 파장 변환기를 각 노드의 파장 변환 대역에 따라 배치하는 단계;
    (b) 모든 송수신 노드 간의 하나 이상의 경로 집합을 선정하고, 신규 광경로 요청이 있는 송수신 노드 간의 상기 선정된 경로 집합의 개수만큼 라우팅 경로를 추출하는 단계;
    (c) 상기 추출된 라우팅 경로 중 광신호의 전송 품질을 보장하는 최대 전송 거리를 만족하고, 하나의 연속된 파장으로 이루어진 파장 연속 세그먼트 집합이 존재하는지 판단하는 단계; 및
    (d) 상기 단계(c)에서 상기 파장 연속 세그먼트 집합이 존재하는 경우, 상기 파장 변환 대역에 속한 각 파장 연속 세그먼트의 경로상 가장 작은 인덱스의 파장을 사용하는 경로를 선택하여 파장 할당을 수행하는 단계
    를 포함하는 파장 할당 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 (c)단계에서 상기 추출한 라우팅 경로 중 재생 기능 또는 파장 변환 기능을 최소로 사용하는 최소 경로를 추출하는 단계;
    상기 추출한 최소 경로에서 상기 재생 기능 및 상기 파장 변환 기능을 하는 3R 파장 변환기의 위치 정보와 남아있는 상기 3R 파장 변환기의 개수 정보를 추출하여 최소 개수의 파장 연속 세그먼트로 구성된 최소 경로 집합을 선택하는 단계;
    상기 선택된 최소 경로 집합이 2개 이상 존재하는지 판단하는 단계;
    상기 선택된 최소 경로 집합이 2개 이상 존재하는 경우, 상기 선택된 최소 경로 집합 중 경로의 거리가 짧은 순서대로 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 최소 경로 집합 중 상기 파장 변환 대역당 상기 3R 파장 변환기의 개수 정보가 가장 많은 경로의 집합을 선택하는 단계
    를 더 포함하는 파장 할당 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 상기 선정된 하나 이상의 경로 집합을 최단 거리순으로 정렬하는 것을 특징으로 하는 파장 할당 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 선택된 최소 경로 집합이 2개 이상이 존재하지 않는 경우, 상기 선택된 최소 경로 집합 중 상기 파장 변환 대역당 가장 작은 인덱스의 파장을 사용하는 경로를 선택하여 파장 할당을 수행하는 단계를 더 포함하는 파장 할당 방법.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 3R 파장 변환기는 1부터 BWC(파장 변환 대역의 개수) = W/T3R-WC (링크당 파장의 개수/상기 3R 파장 변환기의 변환 가능한 파장의 개수로 나눈 값)까지의 대역으로 구분하여 노드당 상기 3R 파장 변환기를 상기 1부터 BWC 까지의 대역에 차례로 배치하는 것을 특징으로 하는 파장 할당 방법.
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 3R 파장 변환기는 경로상에 존재하더라도 남아있는 상기 파장 변환 대역에 속하지 않는 경우 광경로 연결이 블록킹되는 것을 특징으로 하는 파장 할당 방법.
  7. 파장 분할 다중 방식의 망 구조에서 파장 할당 장치에 있어서,
    제한된 파장 변환 범위를 가지는 3R 파장 변환기를 각 노드의 파장 변환 대역에 따라 배치하는 파장 변환 대역 배치부;
    모든 송수신 노드 간의 하나 이상의 경로 집합을 선정하여 최단 거리순으로 정렬하는 경로 정렬부;
    신규 광경로 요청이 있는 송수신 노드 간의 상기 선정된 하나 이상의 경로 집합의 개수만큼 라우팅 경로를 추출하는 라우팅 경로부;
    상기 라우팅 경로부로부터 상기 추출된 라우팅 경로 중 광신호의 전송 품질을 보장하는 최대 전송 거리를 만족하고, 사용 가능한 연속된 파장으로 이루어진 파장 연속 세그먼트 집합이 존재하는지 판단하는 파장 연속 세그먼트 검출부; 및
    상기 파장 변환 대역에 속한 각 파장 연속 세그먼트의 경로상 가장 작은 인덱스의 파장을 사용하는 경로를 선택하여 파장 할당을 수행하는 파장 할당부
    를 포함하는 파장 할당 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 라우팅 경로는 재생 기능 또는 파장 변환 기능을 함께 고려하여 선정하는 것을 특징으로 하는 파장 할당 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 추출한 라우팅 경로 중 재생 기능 또는 파장 변환 기능을 최소로 사용하는 최소 경로를 추출하고, 상기 추출한 라우팅 경로에서 상기 3R 파장 변환기의 위치 정보와 상기 파장 변환 대역당 남아있는 상기 3R 파장 변환기의 개수 정보를 추출하는 최소 경로 추출부를 더 포함하는 파장 할당 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 최소 경로 추출부로부터 추출된 경로 중 최소 개수의 파장 연속 세그먼트로 구성된 경로 집합을 선택하여 경로의 거리가 짧은 순서, 상기 파장 변환 대역당 상기 3R 파장 변환기가 가장 많이 남아있는 순으로 경로 집합을 선택하는 경로 집합 선택부를 더 포함하는 파장 할당 장치.
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KR20040096154A (ko) * 2003-05-07 2004-11-16 삼성전자주식회사 고속 광 라우팅 장치 및 그 방법

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