KR100809424B1 - 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치 및 그 방법 - Google Patents

광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치 및 그 방법을 개시한다.
본 발명에 의하면, 서비스 등급 계약 정보를 기반으로 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당 주기와 할당량 정보를 저장하는 SLA 매개변수 테이블, SLA 매개변수 테이블에 저장된 정보를 바탕으로 각 클래스 큐의 서비스 타입 별로 해당 타입에 속한 클래스 큐들의 대역 할당 주기를 검사하고 대역 할당량을 결정하는데 사용되는 정보를 저장하는 할당 검사 테이블, 할당 검사 테이블에 저장된 정보를 이용하여 매 프레임마다 할당 주기를 검사하고, 할당 주기가 된 클래스 큐들의 대역폭 할당량을 계산하는 대역 할당부 및 대역 할당부에 의해 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당량을 실시간으로 기록하며 프레임 오버헤드를 포함하는 요인들을 고려하여 총 대역폭 사용 양을 실시간으로 계산하고 이를 총 상향 대역폭 값과 비교하여 각 클래스 큐에 대한 상향 대역폭을 최종으로 할당하는 최종 대역 할당부를 포함하여, 상향 대역폭 사용의 효율성을 높이고 각 클래스 큐들의 대역폭 할당량을 계산함에 있어 그 처리 속도를 줄여 매 프레임마다 상향 대역폭 할당량을 계산할 수 있도록 하는 효율적인 동적 대역폭 할당 방법을 제공하며, 결과적으로 네트워크를 효율적으로 사용할 수 있는 방안을 제공한다.

Description

광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치 및 그 방법{Apparatus for dynamic bandwidth allocation for optical network and method thereof}
도 1은 수동 광가입자망의 일반적 구성을 도시한 것이다.
도 2는 종래 기술에 따른 동적 대역폭 할당 방법에 대응하는 장치의 구성을 블록으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치(DBA)의 구성의 일 예를 블록으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따라서 광가입자망을 위한 동적 대역폭을 할당하는 방법의 흐름을 도시한 것이다.
본 발명은 네트워크에 관한 것으로서, 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
수동 광가입자망(Passive Optical Networks, 이하 PON 이라 함) 기술은 가입자단에 필요한 대역을 효과적으로 제공하기 위하여 제안된 FTTH (Fiber To The Home)기술 중 하나로서, 다수의 ONU(Optical Network Unit)가 수동 소자를 통해 하 나의 OLT(Optical Line Terminal)를 공유하는 점 대 다점(Point-to-Multipoint)망 구조이다.
ODN(Optical Distribution Network)망은 OLT와 ONU사이의 전달 망으로써 트리 구조로 이루어져 있다. PON 구조를 갖는 FTTH 망으로는 현재까지 ATM-PON (Asynchronous Transfer Mode PON), E-PON (Ethernet PON) 그리고 G-PON (Gigabit PON) 등이 표준화 기구인 ITU-T 및 IEEE에서 표준화가 이루어졌다.
도 1은 수동 광가입자망의 일반적 구성을 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, PON은 하나의 OLT(101)가 다수의 ONU(102, 103, 104)와 수동 소자를 통하여 1:N으로 대응되는 트리 구조를 갖는다. 상기 OLT(101)에서 ONU(102, 103, 104)로의 하향 전송에 있어서는, OLT(101)에서 전송하는 데이터가 모든 ONU(102, 103, 104)에 방송(Broadcast)되므로 매체 공유에 의한 문제점은 발생하지 않는다. 반면, ONU(102, 103, 104)에서 OLT(101)로의 상향 전송에 있어서는 다수의 ONU(102, 103, 104)가 수동 소자부터 하나의 광섬유를 통해서 OLT(101)까지 연결되므로 ONU(102, 103, 104)간 충돌 없이 상향 전송을 하기 위해서는 시간상의 중복을 피하면서 매체를 액세스하는 시분할 다중화 방식의 매체 접근 제어(TDMA MAC: Time Division Multiple Access Medium Access Control) 프로토콜이 필요하게 된다.
특히, ITU-T에서 표준화된 GPON에서는 ONU들이 다양한 트래픽을 수용하기 위해 서비스 클래스 별로 복수개의 T-CONT(Transmission Container)라는 클래스 큐(Class Queue)를 이용해 상향 데이터를 저장하고 전송한다. OLT는 링크에서 동작 하는 모든 T-CONT들의 대기 상태 정보를 수집하고 이를 바탕으로 각각의 T-CONT 별로 상향 대역폭을 할당한다.
또한, GPON에서는 시간 지연 조건이 엄격한 음성 서비스 등을 지원하기 위해 125us의 고정된 짧은 프레임 단위로 하향 프레임이 전송되며 이 하향 프레임에는 상향 125us 프레임의 데이터 전송을 각 ONU별로 지시하여 상향 데이터 전송이 이루어지도록 한다. 따라서 망의 효율성을 높이고 전송 품질을 보장하기 위해서는 각 T-CONT들의 서비스 등급 계약(Service Level Agreement,이하 SLA라고 함) 정보와 대기 상태 정보를 바탕으로 매 프레임마다 각 T-CONT의 상향 대역폭을 계산하는 동적 대역폭 할당 방법이 필요하다.
가장 단순한 상향 대역폭 할당 방법은 각 T-CONT별로 SLA에 의해 계산된 할당 주기와 할당량을 이용하여 고정된 대역폭을 T-CON들의 대기 상태 정보와 무관하게 할당하는 방법이 있다. 하지만, 이 방법은 실제 각 T-CONT들에 상향 전송을 기다리는 데이터가 없는 경우에도 대역폭을 할당하게 되므로 불필요한 대역 낭비가 유발된다.
도 2는 종래 기술에 따른 동적 대역폭 할당 방법에 대응하는 장치의 구성을 블록으로 도시한 것이다.
연구논문 Efficient medium arbitration of FSAN-compliant GPONs, International Journal of Communication Systems, Volume 19, Issue 5, pp. 603 - 617에서는 도 2에서 보인 바와 같이, SLA를 토대로 계산한 각 T-CONT들의 대역폭 할당 주기와 할당 가능한 대역폭 양을 테이블(SLA Parameter Table; 201)로 구현하 고 그 테이블을 바탕으로 대역폭 보장 서비스(Guaranteed Bandwidth Service)에 해당하는 T-CONT들의 할당 주기를 검사하는 타이머(Timers for guaranteed service; 202)와 비보장 서비스(Surplus Bandwidth Service)에 해당하는 T-CONT들의 할당 주기를 검사하는 타이머(Timers for surplus service; 203)를 구현한다.
매 프레임마다 먼저 보장 서비스에 해당하는 T-CONT들의 타이머를 검사하여 할당 주기가 된 T-CONT들에 대하여 SLA에 의해 계산된 할당 가능 대역폭 양과 해당 T-CONT의 대기 상태 정보(Report table; 204)와 비교하여 대역 할당량을 계산한다(Allocation Assign; 205). 이렇게 보장 서비스에 해당하는 T-CONT들의 대역폭 할당량을 모두 계산한 후에 여전히 상향 대역폭 양이 남는 경우 비보장 서비스에 해당하는 T-CONT들 중 할당 주기가 된 T-CONT들에 대하여 대역폭 할당량을 계산한다.
이 방법을 사용하면 실제 각 T-CONT들의 대기 상태 정보를 상향 대역폭 할당에 이용하기 때문에 고정된 대역폭을 할당하는 방식에 비하여 보다 효율적인 대역폭 할당이 가능하다. 하지만, 각 T-CONT들의 할당 주기가 되었는가를 알기 위하여 타이머들을 순차적으로 검사하기 때문에 T-CONT의 개수가 증가하면 대역폭 할당을 위해 소요되는 처리 시간이 비례하여 증가하게 된다.
앞서 종래 기술에서 서술한 바와 같이 고정된 대역폭 할당 방법을 사용하는 경우, 대역폭이 고정되어 있으므로 동적 대역폭 할당 방법 (Dynamic Bandwidth Assignment, 이하 DBA 라고 함) 동작에 소요되는 처리시간이 매우 짧은 장점이 있다. 반면 실제 각 T-CONT들의 대기 상태와 무관하게 대역폭을 할당하기 때문에 상 향 대역폭을 효율적으로 사용하지 못하는 단점이 있다.
또한, 각 T-CONT들의 상향 대기 상태 정보를 이용하는 경우에도 서비스 등급이 높은 순서대로 순차적으로 T-CONT들의 대역폭 할당 주기를 검사하는 경우, 전체 T-CONT의 개수가 커지면 처리시간이 비례하여 커지기 때문에 매 프레임마다 상향 대역폭 할당량을 계산해야 하는 GPON DBA의 요구사항을 충족시키기 어렵다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 상기의 문제점들을 해결하기 위해, SLA 정보와 각 T-CONT들의 대기 상태 정보를 모두 이용하여 상향 대역폭 사용의 효율성을 높이고 각 T-CONT들의 대역폭 할당량을 계산함에 있어 그 처리 속도를 줄여 매 프레임마다 상향 대역폭 할당량을 계산할 수 있도록 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적인 과제는, 상기의 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 방법을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치는, 서비스 등급 계약 정보를 기반으로 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당 주기와 할당량 정보를 저장하는 SLA 매개변수 저장부; 상기 SLA 매개변수 저장부에 저장된 정보를 바탕으로 각 클래스 큐의 서비스 타입 별로 해당 타입에 속한 클래스 큐들의 대역 할당 주기를 검사하고 대역 할당량을 결정하는데 사용되는 정보를 저장하는 할당 검사 저장부; 상기 할당 검사 저장부에 저장된 정보를 이용하여 매 프레임마다 할당 주기를 검사하고, 할당 주기가 된 클래스 큐들의 대역폭 할당량을 계산하는 대역 할당 계산부; 및 상기 대역 할당 계산부에 의해 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당량을 실시간으로 기록하며 프레임 오버헤드를 포함하는 요인들을 고려하여 총 대역폭 사용 양을 실시간으로 계산하고 이를 총 상향 대역폭 값과 비교하여 각 클래스 큐에 대한 상향 대역폭을 최종으로 할당하는 최종 대역 할당부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 할당 검사 저장부에 저장된 정보에 대응되도록 해당 클래스 큐들의 현재 대기상태 정보를 수집하여 저장하는 리포트 테이블; 및 매 프레임마다 각각의 클래스 큐들에게 할당된 대역폭 할당량과 수집된 대기 상태 정보를 이용하여 각 클래스 큐들의 상기 리포트 테이블을 수정하는 리포트 업데이트부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때에 상기 SLA 매개변수 저장부는 상기 서비스 등급 계약 정보를 기반으로 각 클래스 큐 별로 계약된 QoS(Qualityof Service)를 만족하기 위하여 계산된 대역폭 할당 주기와 할당 가능한 대역 양을 저장하며, 상기 SLA 매개변수 저장부는 각 클래스 큐별 타입에 따라 대역폭 보장 서비스만을 제공하는 경우에는 하나씩의 대역폭 할당 주기와 할당 가능한 대역 할당량을 저장하고, 대역폭 보장 서비스와 대역폭 비보장 서비스를 모두 제공하는 클래스 큐인 경우에는 두 개씩의 대역폭 할당 주기와 대역 할당량을 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 할당 검사 저장부는 SLA 매개변수 저장부의 정보를 이용하여 각 클래스 큐들의 할당 주기와 할당 가능한 대역 양을 클래스 큐의 타입 별로 나누어 저장하며, 상기 클래스 큐의 타입을 나누는 기준은 각 클래스 큐가 제공하는 서비스 클래스와 제공하는 서비스의 대역폭 보장 유무를 포함하고, 상기 클래스 큐가 대역폭 보장 서비스와 대역폭 비보장 서비스를 모두 제공하는 클래스 큐인 경우에는 대역폭 보장 서비스에 해당하는 대역폭 할당 주기와 할당량 정보를 대역폭 비보장 서비스에 해당하는 대역폭 할당 주기와 할당량 정보와 구분하여 별도의 테이블에 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 할당 검사 저장부의 상기 할당 주기 정보는 타이머 정보로 저장되어 매 프레임마다 상기 대역 할당 계산부에 의해서 갱신되고, 상기 대역 할당 계산부는 타이머 정보에 따른 시간 만기 시에 이를 이용해서 대역폭 할당량을 계산하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 대역 할당 계산부는 매 프레임마다 각 클래스 큐에 대응하는 테이블 별로 할당 주기 타이머 정보를 업데이트 하고 타이머가 만기된 클래스 큐에 대해서 대역 할당량을 계산하며, 상기 대역 할당 계산부는 각 클래스 큐에 대응하는 모든 테이블에 대하여 동시에 할당 주기 검사와 할당량 계산을 실행하며, 상기 대역 할당 계산부는, 테이블의 첫 번째 클래스 큐부터 차례대로 테이블의 마지막 클래스 큐까지 순서대로 검사를 하여 각 클래스 큐 타입 별로 그에 대응한 상기 할당 검사 저장부의 할당 주기 검사를 하며, 대역폭 할당량 계산 시에는 상기 리포트 테이블에 대응되는 클래스 큐의 대기 상태 정보를 이용하여 할당 가능한 대역폭 할당량 상기 리포트 테이블에 저장된 대기 상태 정보를 비교하여 작은 값을 할당량으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 대역 할당 계산부는 상기 할당 검사 저장부이 각 클래스 큐마다 구분되어 정보를 저장하여 각 클래스 큐에 대응하는 복수의 테이블로 구성되어 있는 경우 그 각 복수의 테이블과 1:1로 대응하여 각 클래스 큐마다 대역을 할당하는 복수의 서브 할당부로 구성된 것을 특징으로 하며, 이 경우 상기 대역 할당 계산부는 타이머를 이용하여 순환 순서 방식(round robin) 방식으로 할당 주기를 검사하거나, 상기 대역 할당 계산부는 결손 카운터(Deficit Counter)를 이용하여 결손 순환 순서(Deficit Round Robin) 방식으로 할당 주기를 검사하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 최종 대역 할당부는 상기 각 클래스 큐에 대응하는 모든 테이블들에 대한 할당 검사가 완료되면 상향 프레임의 할당 가능한 총 대역폭을 계산하며, 상기 최종 대역 할당부는 상기 할당 검사 저장부에 저장된 각 클래스 큐에 대응하는 각 할당 검사 저장부에서 계산된 테이블 별 총 대역 할당량을 우선순위가 높은 테이블의 값부터 더해간 값이 상기 할당 가능한 총 대역폭을 초과하는 경우 해당하는 할당 검사 저장부의 할당량만을 상기 총 대역폭을 초과하지 않도록 재계산하며, 할당 검사 저장부의 총 대역 할당량이 상기 총 대역폭을 초과하지 않는 경우, 할당 검사 저장부에서 계산된 상기 총 대역 할당량을 이용하여 각 클래스 큐에 대한 상향 대역폭 할당을 하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 방법은, (a) 서비스 등급 계약 정보를 기반으로 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당 주기와 할당량 정보를 저장하는 단계; (b) 상기 저장된 정보 를 바탕으로 각 클래스 큐의 서비스 타입 별로 해당 타입에 속한 클래스 큐들의 대역 할당 주기를 검사하고 대역 할당량을 결정하는데 사용되는 정보를 저장하는 단계; (c) 상기 (b) 단계에서 저장된 정보를 이용하여 매 프레임마다 할당 주기를 검사하고, 할당 주기가 된 클래스 큐들의 대역폭 할당량을 계산하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 단계에서 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당량을 실시간으로 기록하며 프레임 오버헤드를 포함하는 요인들을 고려하여 총 대역폭 사용 양을 실시간으로 계산하고 이를 총 상향 대역폭 값과 비교하여 각 클래스 큐에 대한 상향 대역폭을 최종으로 할당하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 (e) 상기 (b) 단계에서 저장된 정보에 대응되도록 해당 클래스 큐들의 현재 대기상태 정보를 수집하여 저장하는 단계; 및 (f) 매 프레임마다 각각의 클래스 큐들에게 할당한 대역폭 할당량과 수집된 대기 상태 정보를 이용하여 각 클래스 큐들의 상기 (e) 단계에서 저장된 내역을 수정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 상기의 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 방법을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는, (a) 서비스 등급 계약 정보를 기반으로 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당 주기와 할당량 정보를 저장하는 단계; (b) 상기 저장된 정보를 바탕으로 각 클래스 큐의 서비스 타입 별로 해당 타입에 속한 클래스 큐들의 대역 할당 주기를 검사하고 대역 할당량을 결정하는데 사용되는 정보를 저장하는 단계; (c) 상기 (b) 단계에서 저장된 정보를 이용하여 매 프레임마다 할당 주기를 검사하고, 할당 주기가 된 클 래스 큐들의 대역폭 할당량을 계산하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 단계에서 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당량을 실시간으로 기록하며 프레임 오버헤드를 포함하는 요인들을 고려하여 총 대역폭 사용 양을 실시간으로 계산하고 이를 총 상향 대역폭 값과 비교하여 각 클래스 큐에 대한 상향 대역폭을 최종으로 할당하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치(DBA)의 구성의 일 예를 블록으로 도시한 것이다.
서비스 등급 계약 정보를 기반으로 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당 주기와 할당량 정보를 저장하는 SLA 매개변수 저장부;
상기 SLA 매개변수 저장부에 저장된 정보를 바탕으로 각 클래스 큐의 서비스 타입 별로 해당 타입에 속한 클래스 큐들의 대역 할당 주기를 검사하고 대역 할당량을 결정하는데 사용되는 정보를 저장하는 할당 검사 저장부;
상기 할당 검사 저장부에 저장된 정보를 이용하여 매 프레임마다 할당 주기를 검사하고, 할당 주기가 된 클래스 큐들의 대역폭 할당량을 계산하는 대역 할당 계산부; 및
상기 대역 할당 계산부에 의해 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당량을 실시간으로 기록하며 프레임 오버헤드를 포함하는 요인들을 고려하여 총 대역폭 사용 양을 실시간으로 계산하고 이를 총 상향 대역폭 값과 비교하여 각 클래스 큐에 대한 상향 대역폭을 최종으로 할당하는 최종 대역 할당부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
본 발명에 따른 DBA 장치는, OLT 시스템의 하드웨어 부에 위치하며 SLA정보를 기반으로 계산된 각 클래스 큐인 T-CONT들의 대역 할당 주기와 할당량 정보를 저장하는 SLA 매개변수 저장부(SLA Parameter Table; 301), SLA 매개변수 저장부(301)에 저장된 정보를 바탕으로 각 T-CONT의 서비스 타입 별로 해당 타입에 속한 클래스 큐들의 대역 할당 주기를 검사하고 대역 할당량을 결정하는데 사용되는 정보를 저장하는 할당 검사 저장부(Allocation Check; 302), 할당 검사 저장부(302)에 저장된 정보를 이용하여 매 프레임마다 할당 주기를 검사하고, 할당 주기가 된 클래스 큐들의 대역폭 할당량을 계산하는 대역 할당 계산부(Allocation Assign; 303), 대역 할당 계산부(303)에 의해 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당량을 실시간으로 기록하며 프레임 오버헤드를 포함하는 요인들을 고려하여 총 대역폭 사용 양을 실시간으로 계산하고 이를 총 상향 대역폭 값과 비교하여 각 클래스 큐에 대한 상향 대역폭을 최종으로 할당하는 최종 대역 할당부(Final Allocation Assign; 305)를 포함하며, 할당 검사 저장부(302)에 저장된 정보에 대응되도록 해당 클래스 큐들의 현재 대기상태 정보를 수집하여 저장하는 리포트 테이블(Report table; 304) 및 매 프레임마다 각각의 클래스 큐들에게 할당된 대역폭 할당량과 수집된 대기 상태 정보를 이용하여 각 클래스 큐들의 리포트 테이블(304)을 수정하는 리포트 업데이트부(Report Update; 306)를 포함한다.
이때에 할당 검사 저장부(302)의 각 클래스 큐의 타입(T-CONT type 1 내지 type 4)각각에 대역 할당 계산부(303)의 서브 대역 할당 계산부들(Allocation Assign 1 내지 4)이 1:1로 대응하며, 또 그 각각에 리포트 테이블(304)의 각 타입에 따른 리포트들(T-CONT type1 (Report))이 각각 1:1로 대응한다.
도 4는 본 발명에 따라서 광가입자망을 위한 동적 대역폭을 할당하는 방법의 흐름을 도시한 것이다.
서비스 등급 계약 정보를 기반으로 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당 주기와 할당량 정보를 저장하고(400 단계), 상기 저장된 정보를 바탕으로 각 클래스 큐의 서비스 타입 별로 해당 타입에 속한 클래스 큐들의 대역 할당 주기를 검사하고 대역 할당량을 결정하는데 사용되는 정보를 저장하며(410 단계), 410 단계에서 저장된 정보를 이용하여 매 프레임마다 할당 주기를 검사하고, 할당 주기가 된 클래스 큐들의 대역폭 할당량을 계산하며(420 단계), 420 단계에서 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당량을 실시간으로 기록하며 프레임 오버헤드를 포함하는 요인들을 고려하여 총 대역폭 사용 양을 실시간으로 계산하고 이를 총 상향 대역폭 값과 비교하여 각 클래스 큐에 대한 상향 대역폭을 최종으로 할당한다(430 단계).
그리고 410 단계에서 저장된 정보에 대응되도록 해당 클래스 큐들의 현재 대기상태 정보를 수집하여 저장하며(440 단계), 매 프레임마다 각각의 클래스 큐들에게 할당한 대역폭 할당량과 수집된 대기 상태 정보를 이용하여 각 클래스 큐들의 상기 440 단계에서 저장된 내역을 수정하여 업데이트 한다(450 단계).
이하 본 발명에 따른 장치의 각 구성부들을 상세하게 설명한다. 이를 통해 도 3의 장치와 도 4의 방법이 같이 설명될 것이다.
SLA 매개변수 저장부(301)는 SLA를 토대로 각 T-CONT 별로 계약된 QoS(Qualityof Service)를 만족하기 위하여 계산된 대역폭 할당 주기와 할당 가능한 대역 양을 기록한다. 이 때, T-CONT 타입에 따라 대역폭 보장 서비스만을 제공하는 경우에는 하나씩의 대역폭 할당 주기와 할당 가능한 대역 할당량이 기록되고, 대역폭 보장 서비스와 대역폭 비보장 서비스를 모두 제공하는 T-CONT의 경우에는 두 개씩의 대역폭 할당 주기와 대역 할당량이 기록된다.
할당 검사 저장부(302)는 SLA 매개변수 저장부(301)의 정보를 이용하여 각각의 T-CONT들의 할당 주기와 할당 가능한 대역 양을 T-CONT 타입 별로 나누어 기록한다. 이 때, T-CONT 타입을 나누는 기준은 T-CONT가 제공하는 서비스 클래스와 제공하는 서비스의 대역폭 보장 유무 등의 기준을 따른다. 즉, 대역폭 보장 서비스와 대역폭 비보장 서비스를 모두 제공하는 T-CONT에 경우에는 대역폭 보장 서비스에 해당하는 대역폭 할당 주기와 할당량 정보를 대역폭 비보장 서비스에 해당하는 대역폭 할당 주기와 할당량 정보와 구분하여 별도의 테이블에 기록한다.
할당 주기 정보는 타이머 정보로 저장되어 매 프레임마다 대역 할당 계산부(303)에 의해서 업데이트 되고 만기 시에 대역폭 할당량을 계산할 수 있다.
할당 검사 저장부(302)에 저장된 정보를 바탕으로 대역 할당 계산부(303)는 매 프레임마다 각각의 테이블 별로 해당 테이블에 속한 T-CONT들에 대해서 할당 주기 타이머 정보를 업데이트하고 타이머가 만기된 T-CONT들에 대하여 대역 할당량을 계산한다. 이 때 할당 주기 검사와 할당량 계산을 우선 순위가 높은 테이블부터 순차적으로 하지 않고 모든 테이블에 대하여 동시에 진행한다. 각각의 T-CONT 타입 별 할당 검사 저장부의 할당 주기 검사는 테이블의 첫 번째 T-CONT부터 차례대로 테이블의 마지막 T-CONT까지 순서대로 검사를 진행한다. 대역폭 할당량 계산 시에는 리포트 테이블 부(304)의 해당 T-CONT의 대기 상태 정보가 활용되며 할당 가능한 대역폭 할당량과 리포트 테이블(304)의 대기 상태 정보를 비교하여 적은 값을 할당량으로 결정한다.
모든 테이블들에 대한 할당 검사가 완료되면 최종 대역 할당부(305)는 오버헤드 등을 고려한 상향 프레임의 할당 가능한 총 대역폭(Frame Byte)을 계산한다. 그리고 할당 검사 저장부(302)의 각각의 테이블에서 계산된 테이블 별 총 대역 할당량을 우선순위가 높은 테이블의 값부터 더해 가면서 이 값이 Frame Byte를 초과하는지 여부를 검사한다. 만일 Frame Byte를 초과하는 경우, 해당하는 할당 검사 저장부의 할당량만을 Frame Byte를 초과하지 않도록 재계산한다. 할당 검사 저장부의 총 대역 할당량이 Frame Byte를 초과하지 않는 경우, 할당 검사 저장부에서 계산된 할당량을 이용하여 각 T-CONT에 대한 상향 대역폭 할당을 한다.
본 발명은 다음과 같이 실시될 수도 있다.
할당 검사 저장부(302)의 할당 주기 정보가 Deficit Counter(결손 카운터)로 저장되게 할 수 있으며 대역 할당 계산부(303)에서는 Deficit Round Robin 방식으로 테이블을 검사하면서 할당량을 계산할 수도 있다. 이때는 매 할당 주기마다 Deficit Counter를 해당 T-CONT의 최대 할당 가능 대역 양으로 설정하고 매 프레임마다 이 Deficit Counter의 값과 해당 T-CONT의 대기 상태 정보를 비교하여 작은 값을 할당하고 할당한 양만큼 Deficit Counter의 값을 줄여나간다. Deficit Counter의 값이 0이 되면 그 T-CONT에 대해서는 더 이상 대역 할당량을 계산하지 않는다. 이러한 Deficit Round Robin 방식을 사용함으로써 우선 순위가 높은 서비스에 대하여 보다 감소된 접속 지연과 지연 시간 편차를 제공할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 상기의 설명에 포함된 예들은 본 발명에 대한 이해를 위해 도입된 것이며, 이 예들은 본 발명의 사상과 범위를 한정하지 않는다. 예를 들면, 상기의 설명에서는 통신망의 예로 인터넷을 주로 들었으나, 이는 PSTN과 같은 공중 전화 통신망과 같은 것을 이용해도 가능하며, 상기의 예들 외에도 본 발명에 따른 다양한 실시 태양이 가능하다는 것은, 본 발명이 속한 기술 분야에 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명할 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한 본 발명에 따른 상기의 각 단계는 일반적인 프로그래밍 기법을 이용하여 소프트웨어적으로 또는 하드웨어적으로 다양하게 구현할 수 있다는 것은 이 분야에 통상의 기술을 가진 자라면 용이하게 알 수 있는 것이다.
그리고 본 발명의 일부 단계들은, 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류 의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, CD-RW, 자기 테이프, 플로피디스크, HDD, 광 디스크, 광자기 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명에 의하면, 서비스 등급 계약 정보를 기반으로 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당 주기와 할당량 정보를 저장하는 SLA 매개변수 저장부, SLA 매개변수 저장부에 저장된 정보를 바탕으로 각 클래스 큐의 서비스 타입 별로 해당 타입에 속한 클래스 큐들의 대역 할당 주기를 검사하고 대역 할당량을 결정하는데 사용되는 정보를 저장하는 할당 검사 저장부, 할당 검사 저장부에 저장된 정보를 이용하여 매 프레임마다 할당 주기를 검사하고, 할당 주기가 된 클래스 큐들의 대역폭 할당량을 계산하는 대역 할당 계산부 및 대역 할당 계산부에 의해 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당량을 실시간으로 기록하며 프레임 오버헤드를 포함하는 요인들을 고려하여 총 대역폭 사용 양을 실시간으로 계산하고 이를 총 상향 대역폭 값과 비교하여 각 클래스 큐에 대한 상향 대역폭을 최종으로 할당하는 최종 대역 할당부를 포함하여, 결국 SLA정보를 토대로 각 클래스 큐 별로 대역 할당 주기와 할당 가능한 대역을 계산하여 서비스 타입 별로 별도의 테이블에 저장하고 매 프레임마다 각 테이블을 동시에 검사하여 할당 주기가 된 클래스 큐들에 대하여 대역폭 할당량을 계산하고 해당 프레임의 할당 가능한 총 대역폭을 바탕으로 우선 순위가 높은 서비스부터 최종 대역폭 할당 정보를 계산함으로써 상향 대역폭 사용의 효율성을 높이고 각 클래스 큐들의 대역폭 할당량을 계산함에 있어 그 처리 속도를 줄여 매 프레임마다 상향 대역폭 할당량을 계산할 수 있도록 하는 효율적인 동적 대역폭 할당 방법을 제공하며, 결과적으로 네트워크를 효율적으로 사용할 수 있는 방안을 제공한다.

Claims (19)

  1. 서비스 등급 계약 정보를 기반으로 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당 주기와 할당량 정보를 저장하는 SLA 매개변수 저장부;
    상기 SLA 매개변수 저장부에 저장된 정보를 바탕으로 각 클래스 큐의 서비스 타입 별로 해당 타입에 속한 클래스 큐들의 대역 할당 주기를 검사하고 대역 할당량을 결정하는데 사용되는 정보를 저장하는 할당 검사 저장부;
    상기 할당 검사 저장부에 저장된 정보를 이용하여 매 프레임마다 할당 주기를 검사하고, 할당 주기가 된 클래스 큐들의 대역폭 할당량을 계산하는 대역 할당 계산부; 및
    상기 대역 할당 계산부에 의해 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당량을 실시간으로 기록하며 프레임 오버헤드를 포함하는 요인들을 고려하여 총 대역폭 사용 양을 실시간으로 계산하고 이를 총 상향 대역폭 값과 비교하여 각 클래스 큐에 대한 상향 대역폭을 최종으로 할당하는 최종 대역 할당부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 할당 검사 저장부에 저장된 정보에 대응되도록 해당 클래스 큐들의 현재 대기상태 정보를 수집하여 저장하는 리포트 테이블; 및
    매 프레임마다 각각의 클래스 큐들에게 할당된 대역폭 할당량과 수집된 대기 상태 정보를 이용하여 각 클래스 큐들의 상기 리포트 테이블을 수정하는 리포트 업데이트부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 SLA 매개변수 저장부는 상기 서비스 등급 계약 정보를 기반으로 각 클래스 큐 별로 계약된 QoS(Qualityof Service)를 만족하기 위하여 계산된 대역폭 할당 주기와 할당 가능한 대역 양을 저장하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 SLA 매개변수 저장부는 각 클래스 큐별 타입에 따라 대역폭 보장 서비스만을 제공하는 경우에는 하나씩의 대역폭 할당 주기와 할당 가능한 대역 할당량을 저장하고, 대역폭 보장 서비스와 대역폭 비보장 서비스를 모두 제공하는 클래스 큐인 경우에는 두 개씩의 대역폭 할당 주기와 대역 할당량을 저장하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 할당 검사 저장부는 SLA 매개변수 저장부의 정보를 이용하여 각 클래스 큐들의 할당 주기와 할당 가능한 대역 양을 클래스 큐의 타입 별로 나누어 저장하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 클래스 큐의 타입을 나누는 기준은 각 클래스 큐가 제공하는 서비스 클래스와 제공하는 서비스의 대역폭 보장 유무를 포함하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 클래스 큐가 대역폭 보장 서비스와 대역폭 비보장 서비스를 모두 제공하는 클래스 큐인 경우에는 대역폭 보장 서비스에 해당하는 대역폭 할당 주기와 할당량 정보를 대역폭 비보장 서비스에 해당하는 대역폭 할당 주기와 할당량 정보와 구분하여 별도의 테이블에 저장하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 할당 검사 저장부의 상기 할당 주기 정보는 타이머 정보로 저장되어 매 프레임마다 상기 대역 할당 계산부에 의해서 갱신되고, 상기 대역 할당 계산부는 타이머 정보에 따른 시간 만기 시에 이를 이용해서 대역폭 할당량을 계산하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 대역 할당 계산부는 매 프레임마다 각 클래스 큐에 대응하는 테이블 별로 할당 주기 타이머 정보를 업데이트 하고 타이머가 만기된 클래스 큐에 대해서 대역 할당량을 계산하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 대역 할당 계산부는 각 클래스 큐에 대응하는 모든 테이블에 대하여 동시에 할당 주기 검사와 할당량 계산을 실행하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 대역 할당 계산부는,
    테이블의 첫 번째 클래스 큐부터 차례대로 테이블의 마지막 클래스 큐까지 순서대로 검사를 하여 각 클래스 큐 타입 별로 그에 대응한 상기 할당 검사 저장부의 할당 주기 검사를 하며,
    대역폭 할당량 계산 시에는 상기 리포트 테이블에 대응되는 클래스 큐의 대기 상태 정보를 이용하여 할당 가능한 대역폭 할당량과 상기 리포트 테이블에 저장된 대기 상태 정보를 비교하여 작은 값을 할당량으로 결정하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 대역 할당 계산부는 상기 할당 검사 저장부의 각 클래스 큐마다 구분되어 정보를 저장하여 각 클래스 큐에 대응하는 복수의 테이블로 구성되어 있는 경우 그 각 복수의 테이블과 1:1로 대응하여 각 클래스 큐마다 대역을 할당하는 복수의 서브 할당부로 구성된 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  13. 제1항 또는 제12항에 있어서,
    상기 대역 할당 계산부는 타이머를 이용하여 순환 순서(round robin) 방식으로 할당 주기를 검사하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  14. 제1항 또는 제12항에 있어서,
    상기 대역 할당 계산부는 결손 카운터(Deficit Counter)를 이용하여 결손 순환 순서(Deficit Round Robin) 방식으로 할당 주기를 검사하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 최종 대역 할당부는 상기 각 클래스 큐에 대응하는 모든 테이블들에 대한 할당 검사가 완료되면 상향 프레임의 할당 가능한 총 대역폭을 계산하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 최종 대역 할당부는 상기 할당 검사 저장부에 저장된 각 클래스 큐에 대응하는 각 할당 검사 저장부에서 계산된 테이블 별 총 대역 할당량을 우선순위가 높은 테이블의 값부터 더해간 값이 상기 할당 가능한 총 대역폭을 초과하는 경우 해당하는 할당 검사 저장부의 할당량만을 상기 총 대역폭을 초과하지 않도록 재계산하며, 할당 검사 저장부의 총 대역 할당량이 상기 총 대역폭을 초과하지 않는 경우, 할당 검사 저장부에서 계산된 상기 총 대역 할당량을 이용하여 각 클래스 큐에 대한 상향 대역폭 할당을 하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 장치.
  17. (a) 서비스 등급 계약 정보를 기반으로 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당 주기와 할당량 정보를 저장하는 단계;
    (b) 상기 저장된 정보를 바탕으로 각 클래스 큐의 서비스 타입 별로 해당 타입에 속한 클래스 큐들의 대역 할당 주기를 검사하고 대역 할당량을 결정하는데 사용되는 정보를 저장하는 단계;
    (c) 상기 (b) 단계에서 저장된 정보를 이용하여 매 프레임마다 할당 주기를 검사하고, 할당 주기가 된 클래스 큐들의 대역폭 할당량을 계산하는 단계; 및
    (d) 상기 (c) 단계에서 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당량을 실시간으로 기록하며 프레임 오버헤드를 포함하는 요인들을 고려하여 총 대역폭 사용 양을 실시간으로 계산하고 이를 총 상향 대역폭 값과 비교하여 각 클래스 큐에 대한 상향 대역폭을 최종으로 할당하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    (e) 상기 (b) 단계에서 저장된 정보에 대응되도록 해당 클래스 큐들의 현재 대기상태 정보를 수집하여 저장하는 단계; 및
    (f) 매 프레임마다 각각의 클래스 큐들에게 할당한 대역폭 할당량과 수집된 대기 상태 정보를 이용하여 각 클래스 큐들의 상기 (e) 단계에서 저장된 내역을 수정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 방법.
  19. (a) 서비스 등급 계약 정보를 기반으로 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당 주기와 할당량 정보를 저장하는 단계;
    (b) 상기 저장된 정보를 바탕으로 각 클래스 큐의 서비스 타입 별로 해당 타입에 속한 클래스 큐들의 대역 할당 주기를 검사하고 대역 할당량을 결정하는데 사용되는 정보를 저장하는 단계;
    (c) 상기 (b) 단계에서 저장된 정보를 이용하여 매 프레임마다 할당 주기를 검사하고, 할당 주기가 된 클래스 큐들의 대역폭 할당량을 계산하는 단계; 및
    (d) 상기 (c) 단계에서 계산된 각 클래스 큐들의 대역 할당량을 실시간으로 기록하며 프레임 오버헤드를 포함하는 요인들을 고려하여 총 대역폭 사용 양을 실시간으로 계산하고 이를 총 상향 대역폭 값과 비교하여 각 클래스 큐에 대한 상향 대역폭을 최종으로 할당하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광가입자망을 위한 동적 대역폭 할당 방법을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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