KR100704111B1 - Data process apparatus and method for transmission convergence layer of Passive Optical Network - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은 수동광분기망에서 전송수렴계층 기능을 위한 데이터 처리 장치 및 그 방법에 관한 것임.The present invention relates to a data processing apparatus and method for a transmission convergence layer function in a passive optical branch network.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention
본 발명은, 광대역국사장치(OLT)내에 전송수렴(TC) 계층 기능 모듈과 다수의 광가입자접속장치(ONU)내에 전송수렴 계층 기능 모듈을 각각 구비하되, 광대역국사장치(OLT)측은 TC 마스터 기능을, 광가입자접속장치는 TC 슬레이버 기능을 수행하도록 하는 전송수렴계층 기능을 위한 데이터 처리 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.The present invention includes a transmission convergence layer (TC) layer function module in the broadband office device (OLT) and a transmission convergence layer function module in the plurality of optical subscriber access devices (ONU), respectively, wherein the broadband master device (OLT) side has a TC master function. To provide a data processing apparatus for a transmission convergence layer function and a method and a computer readable recording medium recording a program for realizing the method.
3. 발명의 해결방법의 요지 3. Summary of Solution to Invention
본 발명은, 수동광분기망(PON)에서 전송수렴계층 기능을 위한 데이터 처리 방법에 있어서, 국사측 장치인 광대역국사장치(OLT) 내에, 그리고 상기 광대역국사장치(OLT)에 연결되는 다수의 가입자측 장치인 광가입자접속장치(ONU) 내에 각각 전송수렴(TC) 계층 기능 모듈을 구비하는 제 1 단계; 상기 광대역국사장치(OLT) 측의 전송수렴 계층 기능 모듈을 마스터로 하고 상기 광가입자접속장치(ONU) 측의 전송수렴 계층 기능 모듈을 슬레이브로 하여, 전송수렴(TC) 계층 기능을 위한 상하향 프레임을 처리하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 단계의 처리 결과에 따라, 비트 동기, 버스트 동기(상향셀 동기), 프레임 정렬(프레임 동기), 레인징 기능과 맥(MAC) 기능을 수행하는 제 3 단계를 포함함.The present invention relates to a data processing method for a transmission convergence layer function in a passive optical branch network (PON), comprising: a plurality of subscriber sides connected to the broadband station apparatus (OLT) and the broadband station apparatus (OLT). A first step of having a transmission convergence (TC) layer functional module in each of the optical subscriber access units (ONUs) which are devices; The uplink and downlink frames for the transmit convergence (TC) layer function are formed by using the transmission convergence layer function module on the OLT side as a master and the transmission convergence layer function module on the optical subscriber access device (ONU) as a slave. A second step of processing; And a third step of performing bit synchronization, burst synchronization (uplink cell synchronization), frame alignment (frame synchronization), ranging function, and MAC function according to the processing result of the second step.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 수동광분기망 등에 이용됨.
The present invention is used for passive optical networks.
수동광분기망(PON), 전송수렴(TC) 계층 기능 모듈, OLT,ONU, PLOAMPassive Optical Network (PON), Transmission Convergence (TC) Layer Function Module, OLT, ONU, PLOAM
Description
도 1 은 본 발명이 적용되는 수동광분기망 시스템의 구성예시도.1 is an exemplary configuration diagram of a passive optical branch network system to which the present invention is applied.
도 2 는 본 발명에 따른 수동광분기망에서 전송수렴계층 기능을 위한 데이터 처리 장치의 일실시예 구성도.2 is a configuration diagram of an embodiment of a data processing apparatus for a transmission convergence layer function in a passive optical branch network according to the present invention.
도 3 은 상기 도 2의 데이터 처리 장치내 핵심 기능을 수행하는 프레이머의 상세한 동작 과정에 대한 일실시예 설명도.
FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed operation of a framer that performs core functions in the data processing apparatus of FIG. 2. FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
21 : 핵심부(core part) 22 : 클럭 발생부21: core part 22: clock generator
23 : 라인드라이버 24 : 광 트랜시버부
23: line driver 24: optical transceiver section
본 발명은 수동광분기망(PON : Passive Optical Network)에서 전송수렴계층 기능을 위한 데이터 처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 다수의 광가입자접속장치(ONU : Optical Network Unit)내 전송수렴(TC) 계층 기능 모듈을 각각 구비하되, 광대역국사장치(OLT : Optical Line Termination)측은 TC 마스터 기능을, 광가입자접속장치는 TC 슬레이버 기능을 수행하도록 하는 전송수렴계층 기능을 위한 데이터 처리 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다. The present invention relates to a data processing apparatus and method for a transmission convergence layer function in a passive optical network (PON), and more particularly, to a transmission convergence (TC) in a plurality of optical subscriber units (ONUs). A data processing apparatus and method for a transmission convergence layer function, each having a hierarchical function module, wherein an optical line termination (OLT) side performs a TC master function, and an optical subscriber access device performs a TC slaver function. A computer readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method.
수동광분기망(PON)에서 대표적으로 고려되고 있는 ATM-PON(Asynchronous Transfer Mode-Passive Optical Network)은 국사에 설치된 OLT에 연결된 하나의 광케이블을 통해 하향으로 전달하는 신호는 스플리터(splitter)를 통과하면서 최대 64가닥의 광케이블로 분기하여 ONU에 방송(broadcast)된다. Asynchronous Transfer Mode-Passive Optical Network (ATM-PON), which is considered as a typical PON, is a signal that passes downwards through a splitter through a single optical cable connected to an OLT installed in a company. It is branched into 64 optical cables and broadcast to ONU.
반대로, 여러대의 ONU들이 전송하는 신호는 결합기(combiner)를 통해 하나의 광케이블에 다중화되어 OLT에 전달된다. OLT와 ONU 사이의 거리는 20Km까지 지원하고, ONU의 설치장소 및 처리용량에 따라 FTTCab(Fiber-to-the-Cabinet), FTTC(Fiber-to-the-Curb), FTTB(Fiber-to-the-Building), FTTH(Fiber-to-the-Home) 형태로 전개되며, 특히 FTTH와 같이 댁내에 설치된 ONU를 ONT(Optical Network Termination)라 칭한다. 전송속도는 하향이 155.52 및 622.04 Mbits/s, 상향이 155.52 Mbits/s를 지원한다. 또한, 특정한 ONU에 주어진 용량 내에서 상하향으로 임의의 대역폭을 제공할 수 있다. In contrast, signals transmitted by several ONUs are multiplexed onto one optical cable through a combiner and transmitted to the OLT. The distance between the OLT and the ONU is up to 20 km, and depending on the installation location and capacity of the ONU, FTTCab (Fiber-to-the-Cabinet), FTTC (Fiber-to-the-Curb), and FTTB (Fiber-to-the-) FTTH (Fiber-to-the-Home), which is deployed in the home, such as FTTH, is called ONT (Optical Network Termination). The transmission rates support 155.52 and 622.04 Mbits / s for the downlink and 155.52 Mbits / s for the upstream. It is also possible to provide any bandwidth up and down within the capacity given to a particular ONU.
한편, ATM-PON을 구현하기 위해서는 PON의 고유한 기능을 처리하는 전송수렴 계층 기능 모듈 구현이 필수적으로 요구되는데 TC 기능 모듈은 비트동기, 버스트동기(상향셀동기), 프레임정렬(프레임동기), 레인징(ranging) 기능, MAC(Medium Access Control) 기능 그리고 보안기능을 수행한다. 그 중에서도 레인징과 MAC 기능은 TC기능모듈의 핵심기능으로 분류가 된다. ATM-PON의 하향 신호는 스플리터를 통해 분기되어 방송되므로 보안문제를 제외하면 특별한 어려움이 없다. 그러나, ONU들이 상향으로 보내는 신호는 수동소자인 결합기를 통과한 후 다중화되기 때문에 비록 OLT가 어떤 타임슬롯을 특정 ONU가 사용하도록 지정하였다 할지라도, 각각의 ONU와 OLT 사이의 거리(0 ∼ 20Km)가 다르면 셀간의 충돌이 발생할 수 있다. 또한, ATM-PON은 링크 용량을 효율적으로 사용하고 서비스 품질을 유지하기 위하여 충돌을 방지해야 하나, 저렴한 가격과 용이한 유지보수를 위해 수동소자로 구현된 스플리터와 결합기는 이러한 문제를 해결할 수 없는 문제점이 있었다. On the other hand, in order to implement ATM-PON, it is essential to implement a transmission convergence layer function module that handles the unique functions of the PON. TC function modules include bit synchronization, burst synchronization (uplink cell synchronization), frame alignment (frame synchronization), It performs ranging, medium access control (MAC), and security functions. Among them, ranging and MAC functions are classified as core functions of TC function module. The downlink signal of ATM-PON is branched and broadcast through a splitter, so there is no particular difficulty except for security. However, since the signals sent by the ONUs are multiplexed after passing through the combiner, which is a passive element, the distance between each ONU and the OLT (0 to 20 km), even if the OLT specifies which time slot to use for a particular ONU. Different numbers may cause collisions between cells. In addition, ATM-PON must avoid collisions to efficiently use link capacity and maintain service quality, but splitters and combiners implemented with passive elements for low price and easy maintenance cannot solve this problem. There was this.
따라서, OLT는 새로 등록되는 ONU를 감지하여 거리를 측정한 후, ONU들이 셀을 전송하기 전에 대기하는 시간인 등화지연(equalized delay)을 다르게 할당하여, 모든 ONU들이 가상적으로 동일한 위치에 존재하는 것처럼 보이게 하는데, 이것을 레인징(ranging)이라 한다. Thus, the OLT detects a newly registered ONU, measures its distance, and then assigns an equalized delay, which is the time the ONUs wait before sending the cell, so that all ONUs are virtually at the same location. To make it visible, this is called ranging.
그러나, ATM-PON에서 MAC 프로토콜은 다수의 ONU가 필요로 하는 다양한 대역폭을 동적으로 제공하는 기술로서 아직까지 표준화가 되지 않고 있다. MAC 프로토콜은 승인요청 프로토콜(Grant Request Protocol, 이하 GRP라 함)과 승인분배 알고리즘(Grant Distribution Algorithm, 이하 GDA라 함)으로 구성된다. GRP는 ONU가 상향으로 셀 전송을 위해 타임슬롯을 할당받고자 OLT에게 자신의 정보를 전달하고, OLT는 이에 따라 셀 전송 승인을 제공하는데 필요한 절차와 과정을 말한다. 그리고, OLT가 승인을 발행하기에 앞서, ONU들이 보내준 정보를 취합하여 적절한 방법으로 승인을 분배하는 방법을 GDA라고 한다. 국제표준에 의한 ATM-PON의 하향 프레임은 56개의 타임슬롯으로 구성되어 주기적으로 반복되며, 각 타임슬롯은 53바이트의 크기를 가짐으로써 일반적인 셀과 구조가 동일하다. 그리고, 상향 프레임은 53개의 타임슬롯이 반복되며, 각 타임슬롯은 56바이트의 크기로서, 3바이트의 오버헤더와 53바이트의 셀로 구성된다. 3바이트 오버헤더는 상향으로 전달되는 연속적인 두 셀 사이의 간격을 유지하고, 비트 및 바이트 동기 작업을 수행하는데 이용된다. However, the MAC protocol in ATM-PON is a technology that dynamically provides various bandwidths required by multiple ONUs and has not been standardized yet. The MAC protocol consists of an Grant Request Protocol (hereinafter referred to as GRP) and an Grant Distribution Algorithm (hereinafter referred to as GDA). GRP is a procedure and process required for the ONU to transmit its information to the OLT in order to be allocated a timeslot for cell transmission upward, and the OLT accordingly provides the cell transmission acknowledgment. And before the OLT issues the approval, the GDA is a method of gathering the information sent by the ONUs and distributing the approval in an appropriate way. The downlink frame of ATM-PON according to the international standard consists of 56 timeslots and is repeated periodically. Each timeslot has a size of 53 bytes, which has the same structure as a general cell. In the uplink frame, 53 timeslots are repeated. Each timeslot has a size of 56 bytes, and is composed of an overheader of 3 bytes and a cell of 53 bytes. The 3-byte header is used to maintain the spacing between two consecutive cells that are conveyed upwards and to perform bit and byte synchronization tasks.
하향 프레임의 56개의 셀 중에 첫번째와 스물 아홉번째 타임슬롯은 주기적으로 PLOAM(Physical Layer Operation And Maintenance)셀이 점유한다. PLOAM 셀 헤더는 일반적인 물리계층 셀과 동일하나 다만 패이로드 식별자(Payload Identifier)가 110으로 코딩되어 ATM-PON에서 사용되는 특수한 OAM(Operation And Maintenance) 셀임을 나타내고 있다. The first and twenty-ninth timeslots of the 56 cells of the downlink frame are periodically occupied by PLOAM cells. The PLOAM cell header is the same as a general physical layer cell, but the payload identifier is 110 coded to indicate that it is a special OAM (Operation And Maintenance) cell used in ATM-PON.
하향 프레임과 달리 상향 프레임의 타임슬롯은 OLT가 지정해 주는 승인이 무엇이냐에 따라 사용자 셀, 상향 PLOAM 셀, 그리고 분할슬롯으로 채워질 수 있다. 그 중에서 분할슬롯은 상향 56바이트 타임슬롯을 점유하고 있고, 그 안에는 한 개 이상의 미니슬롯으로 채워서 링크의 용량을 절약한다. 이 미니슬롯에는 OLT가 제어하는 ONU 혹은 개체가 승인을 요청하는 내용이 들어간다. Unlike downlink frames, timeslots of uplink frames may be filled with user cells, uplink PLOAM cells, and split slots, depending on what the OLT specifies. Among them, the split slot occupies an upward 56-byte timeslot, which is filled with one or more minislots to save link capacity. This minislot contains an ONU controlled by the OLT or an entity requesting approval.
따라서, 현재 미니슬롯의 패이로드 길이는 1 ∼ 53바이트를 사용하게 되어 있으며, 정확한 길이와 사용의 빈도는 아직 정의되어 있지 않아 구현시 혼란을 초 래하고 장치 표준화에 걸림돌이 되고 있는 실정이며, 이들 레인징 기능과 MAC 기능을 포함한 전송수렴 계층 기능 모듈에 대한 개발이 시급한 실정이다.
Therefore, the payload length of the current minislot is 1 to 53 bytes, and the exact length and frequency of use are not defined yet, which leads to confusion in implementation and obstacles to device standardization. It is urgent to develop transmission convergence layer functional modules including ranging and MAC functions.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 광대역국사장치(OLT)내에 전송수렴 계층 기능 모듈과 다수의 광가입자접속장치(ONU)내에 전송수렴 계층 기능 모듈을 각각 구비하되, 광대역국사장치(OLT)측은 TC 마스터 기능을, 광가입자접속장치는 TC 슬레이버 기능을 수행하도록 하는 전송수렴계층 기능을 위한 데이터 처리 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been proposed in order to solve the above problems, and is provided with a transmission convergence layer function module in an OLT and a transmission convergence layer function module in a plurality of optical subscriber access devices (ONU), respectively. The broadband station device (OLT) side reads the TC master function, and the optical subscriber access device performs the TC slaver function. The data processing device for the transmission convergence layer function and its method and the program for realizing the method are read by a computer. The purpose is to provide a recording medium that can be used.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수동광분기망(PON)에서 전송수렴계층 기능을 위한 데이터 처리 장치에 있어서, 국사측 장치인 광대역국사장치(OLT) 내에, 그리고 상기 광대역국사장치(OLT)에 연결되는 다수의 가입자측 장치인 광가입자접속장치(ONU) 내에 각각 구비되며, 상기 광대역국사장치(OLT) 측을 마스터로 하고 상기 광가입자접속장치(ONU) 측을 슬레이브로 하여 레인징(Ranging) 기능과 매체접속제어(MAC) 기능을 포함하는 전송수렴(TC) 계층 기능을 수행하되, 상하향 프레임을 처리하여, 비트 동기, 버스트 동기(상향셀 동기), 프레임 정렬(프레임 동기), 레인징 기능과 맥(MAC) 기능을 수행하며, 상향으로 유입되는 신호로부터 데이 터를 복구하는 전송수렴계층 기능 처리 수단; 상기 전송수렴계층 기능 처리 수단으로부터의 하향 프레임을 변환하여 광 트랜시버부를 통해 타 데이터 처리 장치로 전달하고, 상기 광 트랜시버부를 통해 인입되는 상기 타 데이터 처리 장치로부터의 상향 프레임을 변환하여 상기 전송수렴계층 기능 처리 수단으로 전달하는 신호 변환 수단; 및 상기 전송수렴계층 기능 처리 수단 및 상기 신호 변환 수단에 다중 위상 클럭과 바이트 클럭을 제공하는 클럭 제공 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a data processing apparatus for a transmission convergence layer function in a passive optical branch network (PON), in a broadband station apparatus (OLT), which is a station side, and in the broadband station apparatus (OLT). Each of the plurality of subscriber side devices connected to each other is provided in an optical subscriber access device (ONU), and the broadband subscriber station (OLT) side as a master and the optical subscriber access device (ONU) side as a slave (Ranging) Performs a Convergence (TC) layer function, which includes a function and a medium access control (MAC) function, processes up and down frames, bit synchronization, burst synchronization (uplink cell synchronization), frame alignment (frame synchronization), ranging function A transmission convergence layer function processing means for performing a MAC function and recovering data from an upwardly flowing signal; Converts a downlink frame from the transmission convergence layer function processing means and transmits it to another data processing apparatus through an optical transceiver unit, and converts an uplink frame from the other data processing apparatus introduced through the optical transceiver unit to convert the uplink frame. Signal conversion means for transmitting to the processing means; And clock providing means for providing a multi-phase clock and a byte clock to the transmission convergence layer function processing means and the signal conversion means.
또한, 본 발명은, 수동광분기망(PON)에서 전송수렴계층 기능을 위한 데이터 처리 방법에 있어서, 국사측 장치인 광대역국사장치(OLT) 내에, 그리고 상기 광대역국사장치(OLT)에 연결되는 다수의 가입자측 장치인 광가입자접속장치(ONU) 내에 각각 전송수렴 계층 기능 모듈을 구비하는 제 1 단계; 상기 광대역국사장치(OLT) 측의 전송수렴 계층 기능 모듈을 마스터로 하고 상기 광가입자접속장치(ONU) 측의 전송수렴 계층 기능 모듈을 슬레이브로 하여, 전송수렴(TC) 계층 기능을 위한 상하향 프레임을 처리하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 단계의 처리 결과에 따라, 비트 동기, 버스트 동기(상향셀 동기), 프레임 정렬(프레임 동기), 레인징 기능과 맥(MAC) 기능을 수행하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a data processing method for a transmission convergence layer function in a passive optical branch network (PON), a plurality of devices connected to the broadband station device (OLT) and the broadband station device (OLT), which is a station side device. A first step of providing a transmission convergence layer functional module in an optical subscriber access unit (ONU) that is a subscriber side device; The uplink and downlink frames for the transmit convergence (TC) layer function are formed by using the transmission convergence layer function module on the OLT side as a master and the transmission convergence layer function module on the optical subscriber access device (ONU) as a slave. A second step of processing; And a third step of performing bit synchronization, burst synchronization (uplink cell synchronization), frame alignment (frame synchronization), ranging function, and MAC function according to the processing result of the second step. It is done.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 수동광분기망에, 국사측 장치인 광대역국사장치(OLT) 내에, 그리고 상기 광대역국사장치(OLT)에 연결되는 다수의 가입자측 장치인 광가입자접속장치(ONU) 내에 각각 전송수렴 계층 기능 모듈을 구비하는 제 1 기능; 상기 광대역국사장치(OLT) 측의 전송수렴 계층 기능 모듈을 마스터로 하고 상기 광가입자접속장치(ONU) 측의 전송수렴 계층 기능 모듈을 슬레이브로 하여, 전송수렴(TC) 계층 기능을 위한 상하향 프레임을 처리하는 제 2 기능; 및 상기 제 2 단계의 처리 결과에 따라, 비트 동기, 버스트 동기(상향셀 동기), 프레임 정렬(프레임 동기), 레인징 기능과 맥(MAC) 기능을 수행하는 제 3 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.The present invention also provides an optical subscriber access device (ONU), which is a plurality of subscriber-side devices connected to a broadband optical device (OLT), which is a country-side device, and to the broadband optical device (OLT), in a passive optical splitter network having a processor. A first function having a transmission convergence layer function module in each of the Cx's; The uplink and downlink frames for the transmit convergence (TC) layer function are formed by using the transmission convergence layer function module on the OLT side as a master and the transmission convergence layer function module on the optical subscriber access device (ONU) as a slave. A second function to process; And a program for realizing a third function for performing bit synchronization, burst synchronization (uplink cell synchronization), frame alignment (frame synchronization), ranging function and MAC function according to the processing result of the second step. Provide a computer-readable recording medium for recording.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명이 적용되는 수동광분기망 시스템의 구성예시도이다.1 is an exemplary configuration diagram of a passive optical branch network system to which the present invention is applied.
도 1에 도시된 바와 같이, 수동광분기망 시스템은 광대역국사장치(OLT)(11), 광 분배 네트워크(ODN : Optical Distribution Network)(12), 그리고 광가입자접속장치(ONU)(13)로 구성되어 한대의 OLT(11)에 20km 반경 내에 있는 최대 64대의 ONU(13)가 일대다의 형태로 연결된다. As shown in FIG. 1, the passive optical branch network system is composed of a broadband station apparatus (OLT) 11, an optical distribution network (ODN) 12, and an optical subscriber access unit (ONU) 13. As a result, up to 64
따라서, OLT(11)에서 가입자측으로 전달되는 하향 광신호는 스플리터에서 분기되어 각 ONU(13)에 전달되고, 다수의 ONU(13)에서 망 측으로 전달되는 상향 광신호는 결합기에서 합쳐져서 OLT(11)에 전달된다. OLT(11)에서 ONU(13)로 향하는 하향신호는 방송(broadcast)으로 전달된다. 반대로, ONU(13)들이 OLT(11)로 전달하는 상향신호는 결합기를 통하여 OLT(11) 구간에서 한 가닥의 광케이블로 공유되므로 상향신호는 다중 액세스 방식을 채택해야 하는데, G.983.1에서는 시분할 방식을 권고하고 있다.
Therefore, the downlink optical signal transmitted from the OLT 11 to the subscriber side is branched at the splitter and transmitted to each ONU 13, and the uplink optical signal transmitted from the plurality of
도 2 는 본 발명에 따른 수동광분기망에서 전송수렴계층 기능을 위한 데이터 처리 장치의 일실시예 구성도이다.2 is a block diagram of an embodiment of a data processing apparatus for a transmission convergence layer function in a passive optical branch network according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 수동광분기망에서 전송수렴계층 기능을 위한 TC 기능 장치에 있어서, 핵심부(21)는 외부 셀 피포(FIFO), 컨트롤러(214), 클럭 발생부(22), 라인드라이버부(23)와 접속하여 PON 전송의 핵심기능을 수행한다. 즉, 핵심부(21)에서의 송신 및 수신 프레이머(212, 217)는 컨트롤러(214)와 연결되어 동작하는 것으로 OLT와 ONU에서 각각 수행되는 동작이 다르다.As shown in FIG. 2, in the TC function device for the transmission convergence layer function in the passive optical branch network, the
즉, 핵심부(21)의 내부 셀 피포(FIFO)(211)로부터 전달된 셀을 OLT 측의 송신 프레이머(212)가 컨트롤러(214)로부터의 PLOAM 셀과 함께 다중화한 후, PTS(Parallel To Serial)(213)로 보내고, ONU 측의 송신 프레이머(212)가 컨트롤러(214)로부터의 각종 승인(grant)정보에 따라 해당 셀을 내부 셀 FIFO(211)로부터 전달받아 다중화한 후 PTS(213)로 보낸다. That is, after the
한편, 라인드라이버부(23)로부터의 데이터를 데이터 복구부(215)에서 처리한 후 STP(Serial To Parallel)(216)로 보내고, OLT 측의 수신 프레이머(217)가 컨트롤러(214)에서 제공하는 정보를 전달받아 에러정정 등의 기능을 수행한 후 셀을 내부 셀 FIFO(218)로 전달하고, ONU 측의 수신 프레이머(217)가 STP(216)로부터의 데이터를 전달받아 에러정정 등의 기능을 수행한 후 각종 셀을 구분하여 해당 FIFO에 위치시켜 컨트롤러(214)가 필요한 정보를 읽어갈 수 있도록 한다. Meanwhile, the data from the
클럭 발생부(22)는 핵심부(21)에 다중 위상의 클럭(155.52 MHz)과 바이트 클럭(19.44 MHz)을 제공하여, 핵심부(21)로 하여금 라인 드라이버(23)에서 유입되는 신호로부터 데이터를 복구하며, 또한 광 트랜시버부(24)에 클럭을 제공한다.The
라인 드라이버부(23)는 핵심부(21)에서 전달되는 데이터 신호를 입력받아서 광 트랜시버부(24)가 요구하는 형태의 신호로 전달해 주고, 그 역기능도 수행한다.The
도 3 은 상기 도 2의 데이터 처리 장치내 핵심 기능을 수행하는 프레이머의 상세한 동작 과정에 대한 일실시예 설명도이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed operation of a framer that performs a core function in the data processing apparatus of FIG. 2.
수동광분기망 시스템의 프레임 구조는 G.983.1에 정의되어 있다.The frame structure of a passive optical branch network system is defined in G.983.1.
155.52 Mbits/s의 전송속도를 가지는 대칭형 구조에서 하향 프레임은 53바이트 크기를 가지는 56개의 셀로 구성되어 있다. 첫 번째 셀과 스물 아홉번째 셀의 위치에 주기적으로 PLOAM 셀이 나타난다. 그 외의 경우에는 ATM 셀 혹은 휴지 셀(idle cell)이 전달된다. 상향 프레임은 56바이트 크기의 53개 셀로 구성된다. 승인을 받은 각 ONU는 승인의 종류에 따라 PLOAM 셀, 레인징(ranging) 셀, 미니슬롯, 혹은 데이터 셀을 전송할 수 있고, 데이터 셀 승인을 받았음에도 불구하고 FIFO에 셀이 없을 경우에는 휴지 셀을 전달한다. In a symmetric structure with a transmission rate of 155.52 Mbits / s, the downlink frame consists of 56 cells having a size of 53 bytes. PLOAM cells appear periodically in the positions of the first and twenty-ninth cells. In other cases, an ATM cell or an idle cell is delivered. The uplink frame consists of 53 cells of size 56 bytes. Each approved ONU can transmit PLOAM cells, ranging cells, minislots, or data cells, depending on the type of approval, and if no cells are in the FIFO even though the data cell is approved, the idle cell is dropped. To pass.
이하, 상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 데이터 처리 장치내 핵심 기능을 수행하는 프레이머의 상세한 동작 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a detailed operation process of the framer for performing core functions in the data processing apparatus of the present invention having the structure as described above will be described in detail.
수동광분기망 시스템에서 OLT와 ONU의 TC 기능은 서로 상이하다. 이는 ONU의 TC 기능이 OLT에 종속적으로 구성되어 있기 때문이다. 이를 구분하기 위하여, OLT쪽을 마스터, ONU쪽을 슬레이버라고 칭하기로 하고 각각을 송신부와 수신부로 구분하기로 한다.In passive optical branch network systems, the OLT and ONU's TC functions are different. This is because the ONU's TC function is configured to be OLT dependent. To distinguish this, the OLT side will be referred to as a master and the ONU side as a slave, and each will be divided into a transmitter and a receiver.
먼저, TC-M 송신부(31)의 동작 과정을 살펴보면, MUX는 프레임 및 PLOAM 셀 동기 신호에 따라 셀을 다중화한다. PLOAM 셀 발생기는 PMR 셀 발생기로부터의 각종 승인정보와 내부 마이크로프로세서 접속부로부터의 메시지정보를 받아 PLOAM셀로 만들어 MUX에게 제공한다. BIP는 프레임 길이의 절반에 해당하는 데이터에 대한 BIP를 계산하여 다음에 등장하는 PLOAM 셀의 마지막 옥텟에 그 결과를 삽입한다. ATM-PON의 하향 프레임은 셀 기반의 혼화 기법이 적용되며, 이것은 I.432에서 정의하는 알고리즘을 따른다.First, referring to the operation of the TC-
이에 의하면, SDH 기반과 달리 셀의 헤더 4바이트도 혼화의 대상이 된다. 수신측의 동기를 위하여, 헤더의 마지막 바이트는 혼화의 대상에서 제외된다. 또한, 헤더의 마지막 바이트의 8과 7번째 비트는 혼화의 동기 정보를 전달한다. 여기까지 동작은 모두 병렬로 처리된다. 마지막으로, PTS는 병렬 처리된 데이터를 라인 드라이버에 전달하기 전에 직렬 데이터로 변환한다.According to this, unlike the SDH base, the header 4 bytes of the cell are also subject to mixing. For synchronization at the receiving end, the last byte of the header is excluded from the object of mixing. In addition, the eighth and seventh bits of the last byte of the header carry the synchronization information of the mixing. So far, the operations are all handled in parallel. Finally, the PTS converts the parallelized data into serial data before passing it to the line driver.
다음으로, TC-S 수신부(32)의 동작 과정을 살펴보면, OLT가 구성한 하향 프레임 신호가 ONU에 도착되어 광전 변환처리가 된 후, 드라이버가 핵심부에 직렬 데이터 신호를 전달하면 다음과 같은 동작이 일어난다. 우선, STP가 직렬 데이터를 병렬화하고, 동기회로는 셀 구분을 위한 동기 작업을 수행한다. 이 과정도 I.432.1이 기술하는 알고리즘을 따른다. 최초에는 "HUNT" 상태에서 비트 단위의 헤더 검사를 수행한다. 이 경우에는 하위 6비트만 일치하면 일단 동기가 일치하는 것으로 간주하고 "PRESYNC"상태에 들어가는데, 이것은 아직 역혼화(descramble) 동기가 잡히지 않은 상태이므로 상위 2비트의 정확한 값이 산출될 수 없기 때문이다. "PRESYNC" 상태에서는 셀 단위로 검사를 수행하며, 연속 8회(DELTA = 8) 헤더 값이 일치하면 "SYNC" 상태로 들어간다. 이 상태에서 연속 7회(ALPHA = 7) 헤더 에러가 발생하면 다시 "HUNT" 상태가 된다. 이와같은 동기 상태가 지속되면서, PLOAM 셀 동기와 프레임 동기가 얻어진다. 역혼화 동기는 상대적으로 복잡하게 수행된다. 역혼화 동기회로는 각각의 상태를 유지하기 위하여 확인 계수기를 가지는데, 계수기의 하한값은 0이고 상한 값은 24이다. 셀 헤더 값이 일치하면, 계수기의 값, C가 증가하고 그렇지 않을 경우에는 그 값이 감소하는 방식이 적용된다. 처음 획득 상태에서 "C = 16"에 이르면 확인 상태로 천이하며, 이 상태에서 "C = 8"로 값이 감소하면 다시 획득 상태로 돌아간다. 확인 상태에서 "C = 24"에 이르면 정상 상태에 이른다. 이 상태에서는 "C = 16"으로 감소하면 다시 획득 상태에 들어간다. 이러한 과정에서 역혼화 동기가 이루어진다.Next, referring to the operation process of the TC-
이때, 역혼화 동기가 이루어지지 않으면, 원래 셀이 가지고 있는 데이터 값을 복구할 수 없기 때문에 BIP 처리가 불가능하다. 따라서, 역혼화 동기가 이루어진 후 BIP 처리를 수행한다. 마지막으로, 역다중화기는 헤더가 가지고 있는 값에 따라 PLOAM 셀, 데이터 셀, 휴지 셀을 구분하여 해당 버퍼에 위치시킨다. 알람 레지스터는 동기회로로부터 셀동기 에러, PLOAM동기에러 그리고 프레임동기에러 정보를 기록하게 된다. PLOAM 셀 처리기는 PLOAM셀이 버퍼에 저장 완료되는 신호가 발생함과 동시에 동작하며 동기필드, 승인필드, 메시지필드를 처리하고, 특히 승인필드 내용은 에러검사를 수행하여 승인처리기가 읽어갈 수 있도록 한다. At this time, if the demixing synchronization is not performed, the BIP process is impossible because the data value of the original cell cannot be recovered. Therefore, the BIP process is performed after the demixing synchronization is performed. Finally, the demultiplexer classifies the PLOAM cell, data cell and idle cell according to the value of the header and places them in the corresponding buffer. The alarm register records the cell sync error, PLOAM sync, and frame sync errors from the sync circuit. The PLOAM cell processor operates at the same time that the PLOAM cell is stored in the buffer, and processes the sync field, acknowledgment field, and message field. .
다음으로, TC-S 송신부(33)의 동작 과정을 살펴보면, 상향 프레임은 56바이트 길이를 갖는 타임슬롯 53개로 구성된다. 이때의 타임슬롯은 OLT가 제공하는 승 인에 따라 구성된다. 따라서, 이 타임슬롯은 레인징 셀, PLOAM 셀, 미니슬롯, 데이터 셀이 될 수 있다. Next, looking at the operation of the TC-
도 3에 도시된 바와 같이, TC-S 송신부(33)는 TC-M 송신부(31)와 차이가 있는데 이는 PLOAM셀, 레인징 셀, 미니슬롯셀, 데이터셀, 휴지셀등이 각각 분리된 버퍼에 저장된다는 것이다. 이 셀들은 임의의 시간에 송출될 수 없고 OLT의 승인에 의해 지정해주는 타임슬롯에 전달된다. 이러한 기능을 승인처리기가 담당하여 지정된 시간에 해당버퍼를 열어 주게 한다. PMR(PLOAM, Minislot, Ranging) 셀 발생기는 크게 PLOAM셀, 레인징 셀, 미니슬롯 셀을 발생시키는 역할을 수행한다. MUX는 승인의 종류에 따라, 해당하는 셀이 전달되도록 다중화 기능을 제공한다. 해당 셀은 HEC(Header Error Control) 필드 발생기를 거쳐 BIP를 계산한다. BIP 계산이 완료되면, G.983.1에서 정의하는 방식으로 셀 혼화 과정을 거친다. 이 과정에서 오버헤더 3 바이트에 대한 혼화는 제외되며, 53 바이트 셀에 대해서만 혼화를 수행한다. 이 단계에 이르기까지 병렬로 처리되며 혼화 처리가 된 셀은 직렬 데이터로 변환되어 전송된다. 상태 레지스트(status register)는 레인징과 관련된 모든 상태정보를 기록 관리한다.As shown in FIG. 3, the TC-
마지막으로, TC-M 수신부(34)의 동작 과정을 살펴보면, ONU가 보내는 신호가 OLT에 도달하면, 일단 데이터 복구를 수행한다. 버스트 모드로 동작하는 광 트랜시버는 클럭을 제공해주지 않기 때문에, 자체적인(local) 155.52MHz의 다중 위상 클럭(multi-phase CLK)을 이용한다. 이 클럭들이 각각 추출한 프리엠블(preamble) 값은 시스템 비트 클럭을 기준으로 내장된 프리엠블(preamble) 값과 비교된다. 그 값 이 일치하는 순간에 비트 동기신호가 발생되고, 디리미터(delimiter)가 일치하는 순간 바이트 동기가 발생하며 결국 셀 구분이 이루어진다.Finally, referring to the operation of the TC-
비트 및 바이트 동기신호가 발생된 후 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하고 역혼화를 수행한다. 역혼화가 수행된 후, BIP 검사를 수행하며, 헤더 에러 검출 및 정정이 이루어진다. 에러가 없거나, 헤더 값이 정정된 셀에 한하여 디리미터(delimiter) 값에 따라 해당된 피포(FIFO)로 역다중화된다. 상향셀은 OLT자신이 제공한 승인에 의해 전달되므로 OLT는 예측기(predictor)를 통해 현재 올라오는 것이 어떤 ONU가 보낸 어떤 종류의 데이터라는 것을 이미 알고 있게 된다. 따라서, 역다중화는 셀헤더 정보가 아닌 예측기의 판단에 의해 결정될 수 있다. 이에 의해 데이터셀은 ATM 셀버퍼로, 휴지셀은 폐기되고, PLOAM셀, 레인징 셀 그리고 미니슬롯 셀은 PMR 셀 처리기에 전달된다. 위상감시기는 도착한 상향셀이 OLT가 의도했던 도착시점과 일치하는가를 검사하는 기능을 수행한다.After bit and byte synchronization signals are generated, serial data is converted to parallel data and demixed. After demixing is performed, a BIP check is performed and header error detection and correction is performed. Only cells that have no errors or whose header values are corrected are demultiplexed to the corresponding FIFO according to the delimiter value. The upcell is conveyed by an authorization provided by the OLT itself, so that the OLT already knows what kind of data is sent by some ONU through the predictor. Therefore, the demultiplexing may be determined by the predictor, not the cell header information. As a result, the data cell is transferred to the ATM cell buffer, the idle cell is discarded, and the PLOAM cell, ranging cell and minislot cell are transferred to the PMR cell processor. The phase monitor checks whether the uplink cell that arrives coincides with the point of arrival intended by the OLT.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.The method of the present invention as described above may be implemented as a program and stored in a computer-readable recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
상기한 바와 같은 본 발명은, 광대역국사장치(OLT)내에 전송수렴 계층 기능 모듈과 다수의 광가입자접속장치(ONU)내에 전송수렴 계층 기능 모듈을 각각 구비하여 광대역국사장치(OLT)측은 TC 마스터 기능을, 광가입자접속장치는 TC 슬레이버 기능을 수행하도록 할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention includes a transmission convergence layer function module in the broadband station device (OLT) and a transmission convergence layer function module in the plurality of optical subscriber access devices (ONU), respectively, so that the broadband station device (OLT) side has a TC master function. The optical subscriber connection device has an effect of performing a TC slaver function.
또한, 본 발명은, 수동광분기망 시스템의 핵심기능인 맥(MAC : Medium Access Control)기능과 레인징(ranging) 기능을 포함하는 TC 계층 기능을 제공하는 기능 장치로서, MAC 프로토콜 사용에 대한 국제표준의 미완성으로 인해 시스템 개발시 발생가능한 혼란을 막을 수 있으며, 이들 중요기능을 동일한 기능모듈에 구현함으로써, 수동광분기망 시스템 구현에 용이하게 장착가능한 효과가 있다. In addition, the present invention is a functional device that provides a TC layer function including MAC (Middle Access Control) function and ranging function, which are core functions of a passive optical branch network system, Due to the incomplete, it is possible to prevent possible confusion during system development, and by implementing these important functions in the same functional module, there is an effect that can be easily installed in the implementation of passive optical branch network system.
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