KR100719896B1 - Ｅｐｏｎ 시스템에서 적응적 리미티드 동적 대역 할당방법 - Google Patents

Ｅｐｏｎ 시스템에서 적응적 리미티드 동적 대역 할당방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 EPON(Ethernet Passive Optical Network) 시스템에서 사용자들에게 할당되는 대역폭을 보다 효율적으로 분배해주기 위한 동적 대역할당 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 OLT에서 사이클을 확인하여 사이클의 시작일 경우, 각 ONU별 패킷 지연 정보를 고려하여 특정 사이클에서의 각 ONU별 동적 최대 할당 대역폭을 결정하여 저장하고, ONU로부터 대역할당 요청 메시지를 수신하게 되면, ONU에서 요청한 대역폭과 저장한 동적 최대 할당 대역폭을 비교하여 그 대소 여부에 따라 ONU에게 할당할 대역폭을 결정하며, 결정한 할당 대역폭 정보를 포함한 게이트 메시지를 작성하여 ONU에게 전송하게 된다.
광 가입자 망, Ethernet PON, MAC 프로토콜, 동적 대역할당

Description

ＥＰＯＮ 시스템에서 적응적 리미티드 동적 대역 할당방법{An Adaptive Limited Bandwidth Allocation Scheme for EPON}
도 1은 종래 리미티드(Limited) 방식의 대역폭 할당 개념도.
도 2는 종래 리미티드 방식의 대역폭 할당 흐름도.
도 3은 본 발명이 적용되는 EPON 시스템의 구성을 보인 블록도.
도 4는 도 3의 EPON 시스템에서 OLT와 ONU간의 상향, 하향 전송방식을 설명하기 위한 설명도.
도 5는 OLT가 ONU에게 대역폭을 할당하는 경우 게이트(GATE) 메시지 동작 절차를 보인 흐름도.
도 6은 OLT가 ONU에게 대역폭을 할당하는 경우 리포트(REPORT) 메시지 동작 절차를 보인 흐름도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 EPON 시스템에서 동적 대역 할당을 설명하는 개념도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 EPON 시스템에서 동적 대역 할당 방법을 설명하는 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11… OLT
12… 수동 분배기
13, 14, 15… ONU
16… PSTN
17… 인터넷
본 발명은 EPON(Ethernet Passvie Optical Network) 시스템에서 동적 대역할당에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 EPON 시스템에서 사용자들에게 할당되는 대역폭을 보다 효율적으로 분배해주기 위한 EPON 시스템에서 동적 대역할당 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 광 가입자망 기술인 PON(Passive Optical Network) 기술 중에서 EPON(Ethernet PON)은 현재 인터넷 접속에 가장 널리 사용되는 이더넷 기술과 PON 기술을 결합시킨 차세대 광 가입자망이다. EPON은 이더넷 기술의 확장성과 경제성의 장점이 있으며, 편리한 관리 체계로 인하여 FTTH(Fiber To The Home) 구성을 위한 최적의 가입자망 기술로 많은 연구가 진행되고 있다.
EPON은 송신장치(Optical Line Terminal: 이하, "OLT"라 약칭함)와 다수의 가입자망 장치(Optical Network Unit: 이하, "ONU"라 약칭함)가 수동형 광 분배기를 통하여 트리 형태로 구성되어 가입자와 서비스 제공자를 효율적으로 연결할 수 있는 광 가입자 망 기술이다. EPON 시스템에서의 데이터 전송은 OLT에서 ONU로의 하향 전송과 ONU에서 OLT로의 상향 전송 두 가지 형태로 이루어진다. 하향 전송은 OLT에 연결되어 있는 모든 ONU에게 브로드캐스트 방식으로 데이터 전송이 수행되고, 상향 전송은 다수의 ONU가 공유 대역폭을 TDMA(Time Division Multiple Access) 방식으로 할당받아 유니 캐스트 방식으로 데이터 전송을 수행하게 된다. 특히 상향 전송에서 OLT는 각 ONU에게 공유된 대역폭을 할당해 주는 중요한 역할을 수행하게 되는 데, 이를 동적 대역 할당(DBA: Dynamic Bandwidth Allocation) 방식이라 한다. 상향 전송에 있어서 OLT가 수행하는 동적 대역 할당 방식은 EPON 시스템의 효율성을 결정하는 중요한 요소이다.
종래의 동적 대역 할당 방식에는 TDM 방식과 유사하게 사용자 트래픽 상황에 관계없이 항상 고정된 대역폭을 할당하는 방식인 고정(Fixed) 방식(G. Kramer, B. Mukherjee, and G. Pesavento, "IPACT: a dynamic protocol for an Ethernet PON (EPON)," IEEE Communications Magazine, Vol. 40, No. 2, 74-80, Feb. 2002. 참조)과, 각 ONU에서 해당 ONU가 사용하고자 하는 대역폭을 요청하면 OLT에서는 ONU가 요청한 대역폭을 모두 할당해주는 게이티드(Gated) 방식(G. Kramer, B. Mukherjee, and G. Pesavento, "IPACT: a dynamic protocol for an Ethernet PON (EPON)," IEEE Communications Magazine, Vol. 40, No. 2, 74-80, Feb. 2002. 참조)이 있고, 또한 ONU가 요청한 대역폭을 OLT에서 정한 최대 할당 대역폭과 비교를 통해 최대 할당 대역폭 이하로 대역폭을 할당해 주는 리미티드(Limited) 방식이 있다. 그리고 ONU가 요청하는 대역폭에 대해 일정 여분의 대역폭을 더하여 ONU에게 대역폭을 할당해 주는 크레딧(Credit) 방식이 있다. 크레딧(Credit) 방식은 콘스탄트 크레딧(Constant Credit) 방식과 리니어 크레딧(Linear Credit) 방식으로 구분된다. 콘스탄트 크레딧(Constant Credit) 방식은 ONU가 요청하는 대역폭에 동일한 여분의 대역폭을 더하여 할당 대역폭을 결정하고, 리니어 크레딧(Linear Credit) 방식은 ONU가 요청하는 대역폭에 비례하여 여분의 대역폭을 더하여 대역 할당을 해주는 방식이다(G. Kramer, B. Mukherjee, and G. Pesavento, "IPACT: a dynamic protocol for an Ethernet PON (EPON)," IEEE Communications Magazine, Vol. 40, No. 2, 74-80, Feb. 2002. 참조).
종래에 제안되었던 대역 할당 방식들은 ONU에서 발생하는 트래픽 특성에 따라 많은 문제점을 야기한다. 게이티드(Gated) 방식의 경우 원하는 만큼의 대역폭을 모두 허락해 주는 특성이 있기 때문에 ONU 사이에 불공정하게 대역폭이 할당되어 특정 ONU가 대역폭을 독점하는 단점이 있다. 아울러 고정된 대역폭을 할당해주는 고정(Fixed) 방식은 대역폭을 각 ONU에 동일하게 할당하기 때문에 지원 가능한 가입자 수가 제한되며, 동적 대역 할당 능력의 부재로 급격하게 변하는 트래픽에 대해 탄력적으로 대처하기가 어렵다는 단점이 있다.
또한, 리미티드(Limited) 방식의 경우 각 ONU별로 할당될 수 있는 최대 대역폭이 있어, 급격하게 변화하는 트래픽에 대하여 제한적이나마 탄력적으로 대역폭을 할당할 수 있다. 그러나 사이클 시간의 불규칙성으로 인하여 CBR(Constant Bit Rate)와 같은 서비스를 지원하는데 문제점이 있다.
그리고 크레딧(Credit) 방식은 트래픽 변화에 탄력적으로 대처하기 위해 여분의 대역폭을 ONU에게 할당하지만, 트래픽의 요청이 적은 부분에 대해 불필요한 대역폭 낭비와 사이클 시간이 길어진다는 단점이 있다.
상기와 같은 여러 가지 대역 할당 방식중 리미티드(Limited) 방식을 좀 더 상세히 기술하면 다음과 같다.
도 1은 종래 리미티드(Limited) 방식의 대역폭 할당 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 리미티드(Limited) 방식에서 각 ONU는 동일한 최대 할당 대역폭(Wmax)를 가지고 있다(504,505). N개 ONU의 최대 할당 대역폭의 합을 전체 최대 할당 대역폭 N * Wmax이라 하고(503), 이는 ONU 1에서 ONU N까지 전송 대역폭의 한 주기인 사이클t-1, 사이클t와 같다(501,502). 만약 ONU i의 요청대역폭이 최대 할당 대역폭(Wmax)보다 작을 경우, 할당 대역폭은 ONU i가 요청한 대역폭 전부를 할당해준다(506). 하지만, ONU i의 요청 대역폭이 ONU i의 최대 할당 대역폭(Wmax)보다 클 경우 ONU i의 할당 대역폭은 최대 할당 대역폭(Wmax)으로 제한된다(507). 즉, 최대 할당 대역폭을 초과하여 대역폭을 요청할 경우 초과 부분에(508) 대해서는 할당을 받지 못한다.
도 2는 종래 리미티드(Limited) 방식의 대역폭 할당 흐름도이다.
OLT는 ONU로부터 대역폭 할당을 요구하는 요청 메시지(Request Message)가 도착하는지를 확인하여(S511), ONU로부터 요청 메시지가 도착한 경우 그 메시지에 포함되는 요청 대역폭 정보를 분석하여 요청 대역폭의 정보를 해당 ONU의 최대 할당 대역폭과 비교한다(S512). 만약 요청 대역폭이 최대 할당 대역폭보다 작을 경우 할당 대역폭은 해당 ONU가 요청한 대역폭을 모두 할당 해준다(S513). 그러나 요청 대역폭이 해당 ONU의 최대 할당 대역폭보다 클 경우 해당 ONU에게 할당되는 대역폭은 최대 할당 대역폭으로 제한된다(S514). OLT는 이러한 알고리즘을 통해 결정된 할당 대역폭 정보를 게이트(GATE) 메시지를 이용하여 해당 ONU에게 전송한다(S515).
주지한 바와 같은 리미티드 방식의 문제점을 좀 더 상세히 기술하면 다음과 같다.
1) 탄력적인 동적 대역할당 능력 부족: 리미티드 방식에서는 ONU에게 대역폭을 할당해 주는 과정을 수행할 때 OLT가 미리 정한 최대 할당 대역폭(Wmax)이 존재한다. 최대 할당 대역폭은 OLT가 특정 ONU에게 최대로 할당할 수 있는 대역폭을 말한다. 따라서 트래픽이 급격하게 변화하여도 최대 할당 대역폭 이상으로 대역폭 할당이 불가하다.
2) 사이클 시간의 불규칙성: 리미티드 방식은 ONU의 요청 대역폭이 최대 할당 대역폭을 넘을 경우 고정된 대역폭 할당이 이루어지기 때문에 사이클 시간이 일정하게 유지되지만, 반대로 요청 대역폭이 최대 할당대역폭 이하일 경우 사이클 시간이 불규칙하게 된다. 사이클 시간의 불규칙성은 실시간 서비스에 대한 원활한 QoS 제공에 문제점을 발생한다.
3) ONU간 지연의 공평성 유지 능력 부족: 리미티드 방식의 경우 사용자의 트래픽 변화에 따른 동적 대역할당이 제한적이나마 제공될 수 있지만 ONU간 지연 공평성 제어 능력이 없다.
본 발명은 상기와 같은 종래 리미티드 방식의 대역 할당 시 발생하는 동적 대역할당 능력 부족, 사이클 시간의 불규칙성으로 인한 실시간 서비스 지원 미흡, ONU간의 지연 공평성 유지 능력 부족 문제를 해결하기 위해서 제안된 것으로서,
본 발명의 목적은, EPON 시스템에서 사용자들에게 할당되는 대역폭을 보다 효율적으로 분배해주기 위한 EPON 시스템에서 동적 대역할당 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 각 ONU(Optical Network Unit)의 패킷 지연 정보를 고려하고 유연하게 변화하는 최대 할당 대역폭을 사용하여 탄력적인 동적 대역 할당 능력을 향상시키도록 한 EPON 시스템에서 동적 대역할당 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전체 사이클 시간의 변동폭을 최소화함으로써 실시간 서비스의 지원을 원활하게 하며 ONU간의 지연 공평성 제어 능력을 제공하도록 한 EPON 시스템에서 동적 대역할당 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 EPON 시스템에서 동적 대역할당 방법은,
OLT에서 사이클을 확인하여 사이클의 시작일 경우, 각 ONU별 패킷 지연 정보를 고려하여 특정 사이클에서의 각 ONU별 동적 최대 할당 대역폭을 결정하여 저장하는 단계와;
상기 ONU로부터 대역할당 요청 메시지를 수신하게 되면, 상기 ONU에서 요청한 대역폭과 상기 저장한 동적 최대 할당 대역폭을 비교하여 그 대소 여부에 따라 상기 ONU에게 할당할 대역폭을 결정하는 단계와;
상기 결정한 할당 대역폭 정보를 포함한 게이트 메시지를 작성하여 ONU에게 전송하는 단계를 포함한다.
먼저, 본 발명은 아래와 같은 개념을 통해 종래 리미티드 방식에서 대역 할당시 발생하는 제반 문제점을 해소한다.
1) 탄력적인 동적 대역할당 능력 향상: 트래픽 상황과 ONU 패킷 지연에 따라 변화하는 동적 최대 할당 대역폭(
Figure 112005051152812-pat00001
)을 사용한다. 동적 최대 할당 대역폭은 N개의 ONU에게 주어진 최대 할당 대역폭의 합을 기반으로 제공된다.(
Figure 112005051152812-pat00002
)는 각 ONU의 트래픽 상황과 ONU간 지연상황을 고려하여 각 ONU에게 동적으로 할당된다. 따라서 동적 최대 할당 대역폭을 사용한 적응적 리미티드 방식은 고정 최대 할당 대역폭을 사용하는 종래의 리미티드 방식에 비해 더욱더 탄력적으로 대역 할당이 가능하다.
2) 사이클 시간의 규칙성 향상: 종래의 리미티드 방식은 각 ONU에게 할당 가능한 최대 할당 대역폭이 고정되어 있어 만약 특정 ONU에 트래픽이 적은 경우 전체 사이클 시간이 불규칙한 결과를 초래한다. 그러나 적응적 리미티드 방식에서는 최대 할당 대역폭이 가변이고, 대기하는 패킷이 많은 ONU에게 많은 대역폭을 할당하여 전체 사이클 시간의 변동폭을 감소시키게 된다. 따라서 적응적 리미티드 방식은 실시간 서비스 지원이 용이하다.
3) ONU간의 지연 공평성 제어 능력: 종래의 리미티드 방식은 ONU별 고정된 독립적인 최대 할당 대역폭을 사용하여, 특정 ONU에 많은 트래픽이 발생하게 되면, 특정 ONU의 패킷 지연이 급격하게 증가한다. 하지만, 적응적 리미티드 방식에서는 각 ONU별 가중치 평균 패킷 지연에 비례하게 각 ONU에게 최대 할당 대역폭을 계산한다. 따라서 적응적 리미티드 방식은 각 ONU의 평균 패킷 지연에 대한 공평성 제어가 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
도 3은 본 발명이 적용되어 구동되는 EPON의 구성 일례를 도시한 것이다.
일반적으로 EPON은 하나의 OLT(11)와 다수의 ONU(13, 14, 15)들이 수동형 광소자인 수동 분배기(Star Coupler)(13)를 통하여 트리 형태로 연결된 구조를 갖는다. EPON에서 OLT(11)는 주로 전화국이나 헤드엔드(Head-End)에 위치하며, DSL 또는 케이블 모뎀 서비스를 제어하는 DSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplex) 장비와 유사한 역할을 수행한다. EPON에서 OLT(11)의 임무는 EPON 서비스 가입자들에게 하향 트래픽 신호들을 브로드캐스팅 방식으로 전송함과 동시에, ONU(13, 14, 15)로부터 전송되는 상향 트래픽 신호들을 우선순위에 따라 제어하고 집선하여 인터넷(17)이나 공중전화망(PSTN)(16)과 같은 전송망으로 넘겨주는 것이다. EPON에서 ONU(13, 14, 15)는 광신호를 전달받아 전기적 신호의 이더넷 프레임으로 변환하여 최종 사용자(18, 19, 20)에게 전달하여 다양한 서비스를 제공하거나, 반대로 최종 사용자(18, 19, 20)로부터 출력된 송신할 데이터를 광신호로 변환하여 OLT(11)에게 전송하는 것이다.
도 4는 도 3의 EPON 시스템에서 OLT와 ONU간의 상향, 하향 전송방식을 설명하기 위한 설명도이다.
하향전송의 경우 OLT(11)에서는 하향데이터(21)를 ONU들(13, 14, 15)에게 브로드캐스트 방식으로 전송한다. 브로드캐스트된 데이터는 ONU(13, 14, 15)가 고유 ID를 통하여 자신에게 맞는 데이터만을 선택하여 최종 사용자(18, 19, 20)에게 전 달하게 된다. 한편, 상향전송의 경우 OLT(11)는 ONU(13, 14, 15)에게서 도착한 REPORT 메시지의 요청 대역폭 정보를 분석하여, 동적 대역 할당 알고리즘에 의해 할당 대역폭을 결정하고, 대역폭 정보를 GATE 메시지에 기록하여 유니 캐스트 방식으로 ONU(13, 14, 15)에게 전송한다. ONU(13, 14, 15)는 OLT(11)가 GATE 메시지에 지정된 할당 대역폭만큼 상향데이터(22)를 전송하게 된다.
도 5 및 도 6은 본 발명과 관련되어 OLT가 ONU에게 대역폭을 할당할 때 필요한 절차인 GATE 메시지 동작 절차와 ONU가 OLT에 대역폭을 요청할 때 필요한 절차인 REPORT 메시지 동작 절차를 나타낸다.
먼저, 도 5의 GATE 메시지 절차를 살펴보면 다음과 같다.
(1) MAC 컨트롤 클라이언트(Control Client)(312)로부터 OLT(311)는 특정 ONU(326)에게 보낼 GATE 메시지의 생성 요청을 받는다. 이때 GATE 메시지 내에는 전송 시작 시간(313)과 전송 길이(314)를 포함하고 있다.
(2) OLT(311)와 ONU(326)는 TDMA 방식으로 데이터를 주고받기 때문에 충돌을 피하기 위해 동기를 맞춰야한다. 이를 위하여 GATE 메시지가 MAC 컨트롤 클라이언트(312)로부터 MAC 제어부(315)로 전달되면 MAC 제어부(315)의 클록 레지스터(Clock Register)(316)는 GATE 메시지의 타임슬롯(Time slot)에 기록된 시간정보로 갱신하게 된다.
(3) GATE 메시지는 OLT(311)의 MAC 계층(317)과 PHY 계층(318)을 거쳐 ONU(324)의 PHY 계층(319)과 MAC 계층(320)을 거쳐 ONU(324)의 MAC 제어부(321)로 들어가게 된다.
(4) GATE 메시지를 수신한 MAC 제어부(321)에서는 GATE 메시지의 전송 시작시간(322)과 전송 중지시간(323) 그리고 클록 레지스터(324)를 통해 OLT(311)와의 시간정보의 동기를 맞추게 된다. 이후 처리된 GATE 메시지는 MAC 컨트롤 클라이언트(325)로 들어간다.
(5) GATE 메시지를 받은 ONU(326)는 MA_DATA.request(327)를 생성하고 상향 데이터 전송 경로(328)를 통해 이더넷 프레임을 전송하게 된다. MA_DATA.request(327)내에는 할당받은 대역을 이용하여 전송하는 이더넷 프레임 데이터와 다음에 요청할 REPORT 메시지의 정보가 포함되어 있다.
다음으로, 도 6의 REPORT 메시지 동작 절차는 다음과 같다. REPORT 메시지는 ONU(410)로부터 OLT(423)에게 보내진다. REPORT 메시지는 OLT(423)의 요구에 의해서 또는 자동으로 보내질 수 있다.
(1) REPORT 메시지는 ONU(410)의 MAC 컨트롤 클라이언트(411)에서 생성된다. 생성된 REPORT 메시지는 시작시간(412)과 종료시간(413)에 대한 정보를 담고 있다.
(2) REPORT 메시지는 다음 하위 계층인 MAC 제어부(414)로 내려와 클록 레지스터(415)에서 OLT와의 시간 정보에 대한 동기를 맞추게 된다. 또한, REPORT 메시지 내에는 다음에 전송받아야할 타임슬롯의 양에 대한 정보를 기록하는데, 이 기록은 각 ONU의 전송 큐에 대기하고 있는 패킷의 양에 의하여 결정된다.
(3) REPORT 메시지는 ONU(410)의 MAC 계층(416)과 PHY 계층(417)을 거쳐 OLT(412)의 PHY 계층(418) MAC 계층(419)을 거쳐 OLT(423)의 MAC 제어부(420)로 들어가게 된다.
(4) MAC 제어부(420)에서는 REPORT 메시지의 ONU(410)의 클록 레지스터(415)에 의해 저장된 시간적 동기를 맞추고, 이 시간을 이용해 ONU(410)와 OLT(423)사이의 라운드 트립 타임(Round Trip Time : RTT)(421)을 계산한다.
(5) ONU(410)에 대한 RTT(421)과 시간적 동기신호를 맞춘 REPORT 메시지는 다음 상위 계층인 MAC 컨트롤 클라이언트(422)에 전달된다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적응적 리미티드 방식의 대역폭 할당 개념도를 나타낸다.
적응적 리미티드 방식은 사이클 t-1(601)에서의 각 ONU별 패킷 지연 정보를 고려하여 사이클 t(609)에서의 각 ONU별 최대 할당 대역폭(
Figure 112006093645085-pat00003
)(610)을 결정한다.
사이클 t-1(601)에서 각 ONU의 동적 최대 할당 대역폭(
Figure 112006093645085-pat00004
)(602)에 따라 각 ONU가 전송한 패킷 지연 정보를(603) 고려하여 사이클 t에 적용할 동적 최대 할당 대역폭(
Figure 112006093645085-pat00005
)를 아래와 같은 수학식 1~4에 의거하여 계산한다(605). 이때 동적 최대 할당 대역폭(
Figure 112006093645085-pat00006
)계산은 새로운 사이클이 시작되는 시점에서 수행된다(604).
적응적 리미티드 방식에서 전체 최대 할당 대역폭(
Figure 112005051152812-pat00007
)은 아래의 수학식1과 같다.
WAmax-total[t] = N*Wmax
여기서 N은 ONU의 수,
Figure 112006093645085-pat00009
는 종래 리미티드 방식의 최대 대역폭, t는 사이클을 의미한다.
우선 각 ONU별 평균 패킷 지연 시간을 계산한다(606). i번째 ONU의 경우 다음과 같은 수학식2에 의해 계산한다.
Figure 112006093645085-pat00036
Figure 112006093645085-pat00011
는 사이클 t-2까지의 i번째 ONU의 평균 패킷 지연시간을 나타내고,
Figure 112006093645085-pat00012
은 사이클 t-1에서의 i번째 ONU의 패킷 지연시간을 나타낸다. a는 0과 1 사이의 상수이다(0<a<1).
삭제
또한, 전체 ONU의 avg_delay[t-1]는 다음과 같은 수학식3에 의해 계산한다(607).
Figure 112006093645085-pat00037
위에서 결정된 전체 ONU의 avg_delay[t-1]를 이용하여, 사이클 t에서 각 ONU별 동적 최대 할당 대역폭(W[i] Amax[t])을 다음과 같은 수학식4에 의해 결정한다(608).
Figure 112006093645085-pat00038
이러한 과정으로 결정된 동적 최대 할당 대역폭은 사이클 t의 각 ONU별 동적 최대 할당 대역폭(W[i] Amax[t])으로 적용된다.
이러한 알고리즘을 통해 적응적 리미티드 방식은 종래 리미티드 방식보다 더욱 탄력적인 대역 할당이 가능하고, ONU별 패킷 지연에 따른 대역폭 할당의 차별화를 통하여 ONU간 패킷 지연 공평성 제어가 가능하며, 각 ONU 트래픽 상황에 따라 적응적으로 가변하는 동적 최대 할당 대역폭(
Figure 112006093645085-pat00018
)을 사용하여 전체 사이클 시간의 변동폭을 최소화할 수 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적응적 리미티드 방식의 동적 대역 할당 방법을 보인 흐름도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, OLT는 사이클 t의 시작점을 확인하여(S611), 사이클 t가 시작된 경우 사이클 t에서 사용될 각 ONU별 동적 최대 할당 대역폭(
Figure 112006093645085-pat00039
)을 계산하기 위한 알고리즘을 수행한다(S612). ONU별 동적 최대 할당 대역폭(
Figure 112006093645085-pat00040
) 알고리즘은 도 7을 참고하여 상기 서술한 바와 같다. 이와 같이 할당된 ONU별 동적 최대 할당 대역폭(
Figure 112006093645085-pat00021
)을 각 ONU에게 적용하기 위하여 OLT내에 저장한다(S613). 만약 S611에서 사이클이 이미 시작되었다면 해당 사이클에 적용될 동적 최대 할당 대역폭(
Figure 112006093645085-pat00022
)은 이미 결정된 상태이며, ONU로부터 전송된 요청(Request) 메시지 수신을 대기한다.
OLT는 ONU로부터 전송된 요청(Request) 메시지를 수신하게 되면(S614), 이를 분석하여 그 ONU에서 요청한 대역폭이 동적 최대 할당대역폭(
Figure 112006093645085-pat00041
) 보다 작은지 판단한다(S615). 만약 ONU가 요청한 대역폭이 동적 최대 할당대역폭(
Figure 112006093645085-pat00023
) 보다 작을 경우, 할당 대역폭은 ONU가 요청하는 대역폭 전부를 할당해 준다(S616). 그러나 요청 대역폭이 동적 최대 할당 대역폭(
Figure 112006093645085-pat00042
) 이상일 경우, 할당 대역폭을 동적 최대 할당 대역폭(
Figure 112006093645085-pat00043
)으로 제한한다(S617).
다음으로, OLT는 할당받은 대역폭 정보를 게이트(GATE) 메시지를 사용하여 ONU에게 전송한다(S618).
이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 적응적 리미티드 방식을 적용함으로써 종래 리미티드 방식보다 더욱 효율적이고 안정적인 대역 할당을 지원할 수 있는 이점이 있다.
또한, 트래픽 상황에 따라 적응적으로 가변하는 최대 할당 대역폭을 설정함으로써 기존 리미티드 방식의 문제점을 해소할 수 있으며, EPON의 성능 향상을 도모하는 효과가 있고, 사용자에게 보다 안정적인 서비스를 제공할 수 있는 장점이 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (8)

  1. 송신장치(Optical Line Terminal : "OLT")와 다수의 가입자망 장치(Optical Network Unit : "ONU")가 수동형 광 분배기를 통하여 트리 형태로 구성된 EPON 시스템에서 가입자에게 대역을 할당해주는 방법에 있어서,
    OLT에서 사이클을 확인하여 사이클의 시작일 경우, ONU별 패킷 지연 정보를 고려하여 특정 사이클에서의 ONU별 동적 최대 할당 대역폭을 결정하는 제1단계와;
    ONU로부터 대역할당 요청 메시지를 수신하게 되면, ONU에서 요청한 대역폭과 제1단계에서 결정한 동적 최대 할당 대역폭을 비교하여, ONU에서 요청한 대역폭이 동적 최대 할당 대역폭보다 작을 경우 ONU가 요청한 대역폭 전부를 할당해 주고, ONU에서 요청한 대역폭이 동적 최대 할당 대역폭 이상일 경우 동적 최대 할당 대역폭만을 할당해 주는 제2단계와;
    OLT가 제2단계의 할당 대역폭 정보를 포함한 게이트 메시지를 작성하여 ONU에게 전송하는 제3단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 ＥＰＯＮ 시스템에서 동적 대역 할당방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 ONU별 동적 최대 할당 대역폭(W[i] Amax[t])은 아래의 수학식을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 ＥＰＯＮ 시스템에서 동적 대역 할당방법.
    <수학식>
    Figure 112006093645085-pat00044
    상기 수학식에서, t는 사이클, avg_delay[i][t-1]는 사이클 [t-1]에서 ONU별 평균 패킷 지연 시간, total_avg_delay[t-1]은 사이클 [t-1]에서 전체 ONU의 평균 패킷 지연 시간, WAmax_total[t]은 사이클 [t]에서 전체 최대 할당 대역폭을 나타낸다.
  3. 제2항에 있어서, 상기 사이클 [t-1]에서 ONU별 평균 패킷 지연 시간(avg_delay[i][t-1])은 아래의 수학식을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 ＥＰＯＮ 시스템에서 동적 대역 할당방법.
    <수학식>
    Figure 112006093645085-pat00045
    상기 수학식에서,
    Figure 112006093645085-pat00046
    는 사이클 [t-2]까지의 i번째 ONU의 평균 패킷 지연시간을 나타내고,
    Figure 112006093645085-pat00047
    은 사이클 [t-1]에서의 i번째 ONU의 패킷 지연시간을 나타내고, a는 0과 1 사이의 상수이다.
  4. 제2항에 있어서, 상기 사이클 [t-1]에서 전체 ONU의 평균 패킷 지연 시간(total_avg_delay[t-1])은 아래의 수학식을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 ＥＰＯＮ 시스템에서 동적 대역 할당방법.
    <수학식>
    Figure 112006093645085-pat00048
    상기 수학식에서, avg_delay[i][t-1]은 사이클 [t-1]까지의 i번째 ONU의 평균 패킷 지연시간을 나타낸다.
  5. 제2항에 있어서, 상기 사이클 [t]에서 전체 최대 할당 대역폭(WAmax_total[t])은 아래의 수학식을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 ＥＰＯＮ 시스템에서 동적 대역 할당방법.
    <수학식>
    WAmax-total[t] = N*Wmax
    여기서 N은 ONU의 수,
    Figure 112006093645085-pat00049
    는 종래 리미티드 방식의 최대 대역폭, t는 사이클을 나타낸다.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101384701B1 (ko) * 2007-08-06 2014-04-14 지멘스 악티엔게젤샤프트 데이터 송신 시스템 및 데이터 송신 시스템에서 데이터를 송신하기 위한 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101458306B1 (ko) * 2013-05-10 2014-11-06 목포대학교산학협력단 패시브 옵티컬 네트워크 시스템의 동적 폴링 방법 및 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040048102A (ko) * 2002-12-02 2004-06-07 한국전자통신연구원 이더넷 수동 광통신망에서 서비스 등급별 동적대역할당방법 및 대역할당장치
KR20040080679A (ko) * 2003-03-13 2004-09-20 주식회사 케이티 이더넷 수동 광 통신망(ｅｐｏｎ)의 ｏｎｕ에서의 상향전송 대역 할당 방법
KR20050002048A (ko) * 2003-06-30 2005-01-07 이유태 이더넷 기반 수동 광 통신망을 위한 동적 대역 할당 방법
KR20050061996A (ko) * 2003-12-19 2005-06-23 주식회사 케이티 이더넷 수동 광 네트워크에서 동적 대역 할당을 위한스케쥴링 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040048102A (ko) * 2002-12-02 2004-06-07 한국전자통신연구원 이더넷 수동 광통신망에서 서비스 등급별 동적대역할당방법 및 대역할당장치
KR20040080679A (ko) * 2003-03-13 2004-09-20 주식회사 케이티 이더넷 수동 광 통신망(ｅｐｏｎ)의 ｏｎｕ에서의 상향전송 대역 할당 방법
KR20050002048A (ko) * 2003-06-30 2005-01-07 이유태 이더넷 기반 수동 광 통신망을 위한 동적 대역 할당 방법
KR20050061996A (ko) * 2003-12-19 2005-06-23 주식회사 케이티 이더넷 수동 광 네트워크에서 동적 대역 할당을 위한스케쥴링 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101384701B1 (ko) * 2007-08-06 2014-04-14 지멘스 악티엔게젤샤프트 데이터 송신 시스템 및 데이터 송신 시스템에서 데이터를 송신하기 위한 방법
US9184836B2 (en) 2007-08-06 2015-11-10 Siemens Aktiengesellscaft Data transmission system and method for transmitting data in a data transmission system

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