KR100966178B1

KR100966178B1 - 연속 모드 신호처리소자들로 광 수신 인터페이스가 구현된광 회선 단말과 그 인터페이스를 위한 동작 방법 및 광네트워크 유닛에서 수행되는 광 회선 단말의 연속 모드신호 처리를 위한 동작 방법

Info

Publication number: KR100966178B1
Application number: KR1020080069106A
Authority: KR
Inventors: 윤빈영; 김광옥; 유학; 이문섭; 고재상
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2010-06-28
Also published as: WO2010008131A1; US20110020002A1; KR20100008560A

Abstract

수동형 광 네트워크(Passive Optical Network)를 구성하는 광 회선 단말(Optical Line Terminal)이 개시된다. 본 발명에 따른 다수의 광 네트워크 유닛(Optical Network Unit)들로 광신호를 하향 전송하는 광 송신부를 포함하는 광 회선 단말은, 다수의 광 네트워크 유닛들로부터 상향 전송되는 광신호로부터 클록과 데이터를 복원하기 위한 범용의 연속 모드(Continuous Mode) 신호처리소자들을 포함하는 광 수신부; 및 상기 광 수신부로 수신되는 광신호가 연속적이 되도록 상기 다수의 광 네트워크 유닛들을 제어하는 제어부;를 포함한다. 이에 의해 범용의 CM 신호처리소자들을 사용하여 광신호 수신을 위한 OLT 인터페이스를 구현하는 것이 가능하다.

Description

연속 모드 신호처리소자들로 광 수신 인터페이스가 구현된 광 회선 단말과 그 인터페이스를 위한 동작 방법 및 광 네트워크 유닛에서 수행되는 광 회선 단말의 연속 모드 신호 처리를 위한 동작 방법{Optical line terminal with the interface comprising of continuous mode signal processing element for receiving optical signal, operating method of the optical line terminal for the interface, and operating method for continuous mode signal process of the optical line terminal in optical network unit}

본 발명은 수동형 광 네트워크(Passive Optical Network, PON)에 관한 것으로, 특히 광 네트워크 유닛(Optical Network Unit, ONU)들로부터 전송된 광신호를 수신하는 광 회선 단말(Optical Line Termination, OLT)의 인터페이스 구현에 관련된 것이다.

PON 시스템은 하나의 OLT 포트에 다수의 ONU들이 스플리터(splitter)를 통하여 광케이블로 연결되며, ONU들이 동시에 OLT로 데이터를 전송하는 경우에 충돌이 발생한다. 이러한 충돌을 예방하기 위해서, OLT의 DBA(Dynamic Bandwidth Allocation) 알고리즘은 ONU에게 대기되는 데이터가 존재하는 경우에 적절한 대역 을 ONU에게 할당하여 데이터 전송을 허용한다. 따라서 ONU에서 OLT로 상향 전송되는 신호에는 데이터가 있는 구간과 없는 구간이 존재하는 버스트 특징을 갖는다. 또한 OLT와 ONU들 간의 연결 거리가 다르기 때문에 광신호 세기가 다른 버스트한 특징을 갖는다. 이 같은 버스트한 특징으로 인해, OLT 인터페이스에는 버스트 신호에서 데이터를 빠르게 복구할 수 있도록 BM 신호에 적합한 BM(Burst Mode) 신호처리소자들이 구현된다. BM 신호처리소자에는 BM-TIA(Transimpedance Amplifier), BM-LA(Limiting Amplifier), BM-CDR(Clock Data Recovery)이 있다. 결국 종래에는 PON 시스템의 OLT 인터페이스를 구현하기 위해서 BM 신호에 적합한 BM-TIA, BM-LA, BM-CDR들이 별도로 개발되어야 한다는 것이다. 이것은 초기 PON OLT 시스템을 개발하는데 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라, 상용화 초기 단계에서는 적은 소요 물량 때문에 높은 소자 단가가 예상되므로 가격 경쟁력을 갖추기 어렵다.

본 발명은 이러한 배경에서 도출된 것으로, BM 신호처리소자들이 아닌 일반적으로 사용되는 범용의 CM(Continuous Mode) 신호처리소자들을 사용하여 버스트 신호를 처리하도록 하는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른, 수동형 광 네트워크(Passive Optical Network)를 구성하며, 다수의 광 네트워크 유닛(Optical Network Unit)들로 광신호를 하향 전송하는 광 송신부를 포함하는 광 회선 단말(Optical Line Terminal)은, 다수의 광 네트워크 유닛들로부터 상향 전송되는 광신호로부터 클록과 데이터를 복원하기 위한 범용의 연속 모드(Continuous Mode) 신호처리소자들을 포함하는 광 수신부; 및 상기 광 수신부로 수신되는 광신호가 연속적이 되도록 상기 다수의 광 네트워크 유닛들을 제어하는 제어부;를 포함한다.

상기 제어부는, 광 네트워크 유닛들로부터 전송되는 데이터의 충돌을 예방하기 위한 경계 시간(Guard time)은 제외하고 상기 광 수신부로 수신되는 광신호가 연속적이 되도록 제어함을 특징으로 한다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른, 수동형 광 네트워크(Passive Optical Network)를 구성하는 광 회선 단말(Optical Line Terminal)에서 수행되는 방법은, 다수의 광 네트워크 유닛들로부터 상향 전송되는 버스트 형태의 광신호로부터 클록과 데이터를 복원하기 위한 범용의 연속 모드(Continuous Mode) 신호처리소자들을 포함하는 광 수신부를 통해 수신된 광 네트워크 유닛의 등록요청 메시지에 따라 등록을 수행하는 단계; 및 미등록된 광 네트워크 유닛을 등록하기 위한 등록 프로세스 종료 이후에 최초로 데이터를 전송할 광 네트워크 유닛으로 일정 시간 동안 아이들 프레임을 전송한 뒤에 유효 패킷을 전송할 것을 지시하는 단계;를 포함한다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른, 수동형 광 네트워크(Passive Optical Network)를 구성하는 광 네트워크 유닛(Optical Network Unit)에서 수행되는 방법에 있어서, 미등록된 광 네트워크 유닛의 등록을 위해 상기 광 회선 단말로부터 다수의 광 네트워크 유닛들로 전송되는 게이트 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 광 회선 단말에 미등록된 상태에서 상기 게이트 메시지를 수신하면 상기 광 회선 단말로 등록요청 메시지를 전송하되, 상기 광 회선 단말의 광 수신부에 포함된 범용의 연속 모드(Continuous Mode) 신호처리소자들이 초기 상태에서 정상 상태로 천이하는 시간만큼의 길이를 갖는 프리앰블(Preamble)을 상기 등록요청 메시지에 부가하여 전송하는 단계;를 포함한다.

본 발명은 일반적으로 사용되는 범용의 CM 신호처리소자들을 사용하여 OLT 인터페이스를 구현하는 것을 가능하게 한다. 따라서 본 발명은 버스트 모드 신호에 적합한 BM 신호처리소자들을 개발할 필요를 없앤다. 다시 말해 BM 신호처리소자들의 개발 없이 PON 시스템을 구성할 수 있기 때문에, BM 신호처리소자에 대한 개발 비용과 그로 인한 초기 시장 진입의 어려움을 제거하는 효과를 창출한다.

이는 개발 비용 측면에서도 효과를 창출한다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 시분할다중접속 수동 광 네트워크(TDMA PON) 구성도이다.

도시된 바와 같이, PON 시스템은 하나의 광 회선 단말(OLT)(100) 포트에 다수의 광 네트워크 유닛들(ONU)(120, 130, 140)이 스플리터(110)를 통하여 광케이블로 연결된다. OLT(100)에서 ONU들(120, 130, 140)로 데이터를 보내는 하향 방향에서는 ONU들(120, 130, 140) 각각은 자기 자신에 해당하는 데이터만을 추출하여 수신한다. 그리고 ONU들(120, 130, 140)에서 OLT(100)로 데이터를 보내는 상향 방향에서는 OLT(100)는 ONU들(120, 130, 140)에게 데이터 전송 시간을 통보하여 해당 시간에 해당 ONU가 데이터를 보내도록 제어한다.

OLT(100)는 도 2에 도시된 바와 같은 버스트 형태의 광신호를 수신한다. 수신된 광신호 세기를 살펴보면, OLT(100)와 가까이 연결된 ONU(120)에서 비교적 높은 출력의 광신호(200)가 수신되고, 다소 먼 거리에 위치한 ONU(130)에서는 비교적 낮은 출력의 광신호(210)가 수신된다. 이를 신호의 세기에 따른 버스트 특성이라 한다. 그리고 일반적으로 OLT는 ONU가 전송할 데이터가 있는 경우에만 데이터 전송을 허용하므로, 데이터가 있는 구간과 없는 구간이 존재한다. 이를 전송 데이터 의 존재 여부에 따른 시간상의 버스트 특성이라 한다. 그리고 도시된 바와 같이, OLT는 ONU 간의 데이터 충돌을 예방하기 위해서 ONU가 데이터를 전송하는 전후 시간에 ONU의 데이터 전송을 금지하는 도 2에 도시된 바와 같은 경계 시간(Guard time)을 제공한다.

종래 OLT는 도 2에 도시된 바와 같은 버스트 형태의 광신호로부터 클록과 데이터를 복원하기 위해서 도 3에 도시된 바와 같은 BM 신호처리소자들(310, 320, 330)을 포함하는 인터페이스를 갖는다. 포토다이오드(Photodiode, PD)(300)는 수신된 광신호를 전기 신호로 변형하여 BM-TIA(Transimpedance Amplifier)(310)로 전달한다. BM-TIA(310)는 PD(300)로부터 출력된 전류 신호를 전압 신호로 변환 및 증폭하여 BM-LA(Limiting Amplifier)(320)로 전달한다. BM-LA(320)는 BM-TIA(310)에서 수신한 전압 신호를 증폭하여 일정한 출력 레벨을 갖는 신호로 만들어 BM-CDR(Clock Data Recovery)로 전달한다. 즉 BM-LA(320)는 BM-CDR(330)이 0 혹은 1 신호로 인식할 수 있도록 적절한 전압 레벨을 출력한다. 그러면 BM-CDR(330)이 BM-LA(320)로부터 출력된 버스트 신호로부터 빠르게 데이터와 클록을 복구하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 OLT의 블록도이다.

도시된 바와 같이, OLT는 광 송신부(410), 광 수신부(420), 및 제어부(430)를 포함한다. 광 송신부(410)는 OLT(100)로부터 다수의 ONU들(120, 130, 140)로 광신호를 송신하기 위한 구성들로 이루어지며, 이는 널리 알려진 바와 같다. 본 발명의 특징적인 양상에 따른 광 수신부(420)는 기존의 BM 신호처리소자들이 아닌 범용의 CM 신호처리소자들로 구현된다. 도시된 바와 같이, CM 신호처리소자들로는 CM-TIA(422), CM-LA(423), 및 CM-CDR(424)이 있다. CM-TIA(422)는 PD(421)에 의해 변환된 전류 신호를 전압 신호로 변환 및 증폭한다. CM-LA(423)는 CM-TIA(422)에서 수신한 전압 신호를 증폭하여 일정한 출력 레벨을 갖는 신호로 만들어 CM-CDR(424)로 전달한다. 즉 CM-LA(423)는 CM-CDR(424)이 0 혹은 1 신호로 인식할 수 있도록 적절한 전압 레벨을 출력한다. 그러면 CM-CDR(424)이 CM-LA(423)로부터 출력된 버스트 신호로부터 빠르게 데이터와 클록을 복구한다.

그러나 CM 신호처리소자들로 구성된 광 수신부(420)는 도 3에 도시된 바와 같은 버스트 신호에 대해 정상적인 신호 처리를 할 수 없거나 데이터 처리 성능을 현저하게 저하시킨다. 정상적인 신호 처리를 할 수 없는 이유는, CM 신호처리소자들은 그 특성상 BM 신호처리소자들과 달리 일정 시간 동안 신호가 수신되어야 초기상태에서 정상상태로 천이하기 때문이다. 여기서 초기상태라 함은 정상적인 동작을 수행할 수 없는 상태를 의미하며, 정상상태라 함은 정상적인 동작이 수행 가능한 상태를 의미한다. CM 신호처리소자의 이 같은 특성에 의해, 도 3과 같은 버스트 신호가 수신되면 CM 신호처리소자들이 초기 상태에서 정상 상태로 천이하는 시간 동안에는 수신된 데이터가 손실된다. 참고로 CM 신호처리소자들은 일정 기간 동안 신호를 수신하지 못하면 정상 상태에서 초기 상태로 천이하며, 정상 상태에서 초기 상태로의 천이는 빠르게 이루어진다. 그리고 데이터 처리 성능을 현저하게 저하시키는 이유는, 광신호의 세기에 따른 버스트 특성 때문이다. CM 신호처리소자들은 BM 신호처리소자들과 달리 광신호의 세기에 따른 버스트 특성에 의해 데이 터 처리 성능이 저하되는 문제가 있다.

한편, 제어부(430)는 OLT(100)의 전반적인 동작 및 ONU들을 제어한다. 또한 잘 알려진 바와 같이 동적 대역 할당(Dynamic Bandwidth Allocation, DBA) 알고리즘을 이용하여 ONU에 전송 대기 중인 데이터가 존재하는 경우에 적절한 대역을 ONU에 할당하여 데이터 전송을 허용한다. 나아가 본 발명의 특징적인 양상에 따라 제어부(430)는 광 수신부(420)로 수신되는 광신호가 연속적이 되도록 ONU들을 제어한다. 바람직하게 제어부(430)는 ONU들로부터 OLT로 전송되는 데이터의 충돌을 예방하기 위한 Guard time은 제외하고 광 수신부(420)로 수신되는 광신호가 연속적이 되도록 제어한다. 다시 말해 제어부(430)는 ONU들로부터의 데이터 전송이 Guard time을 제외하고는 끊기지 않도록 ONU들을 제어하는 것이다. 이 같이 할 수 있다면, 광 수신부(420)의 CM 신호처리소자들(422, 423, 424)은 정상 상태를 지속적으로 유지하게 되어 광 수신부(420)에 수신되는 데이터의 손실이 방지될 수 있다.

이하, BM 신호처리소자들이 아닌 범용의 CM 신호처리소자들로 광 수신부(420)를 구현한다 하더라도, ONU로부터 전송되어 광 수신부(420)에 수신된 데이터의 손실은 물론 데이터 처리 성능의 저하를 어떻게 방지할 수 있는지에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

알려진 바와 같이, OLT는 Discovery process와 Gating process를 수행한다. Discovery process란 수동형 광 네트워크에 새로운 ONU가 추가되는 경우 이를 OLT에 등록하는 절차를 말한다. 그리고 Gating process란 정상적인 OLT 시스템 운용시 OLT가 ONU에게 사용 가능한 대역폭을 할당하는 과정을 말한다.

Discovery process에 있어서, OLT의 제어부(430)는 모든 ONU들에게 Gate message를 전송하여 새롭게 추가된 ONU의 응답을 기다린다. 이때 제어부(430)는 새롭게 연결된 ONU가 응답을 할 수 있도록 일정시간(Ranging time) 동안 기존에 연결된 ONU에게는 데이터 전송을 금지시킨다. 따라서 Ranging time 동안 신호처리소자들은 초기 상태를 유지한다. 만약 새로운 ONU가 존재한다면, 그 새로운 ONU는 Gate message에 대한 응답으로 등록요청 메시지(Register request message)를 OLT로 전송한다. 그러나 Ranging time 동안에 OLT 광 수신부(420)의 CM 신호처리소자들()은 초기 상태이므로, CM 신호처리소자들이 정상 상태로 천이한 뒤에 등록요청 메시지가 OLT에 수신되어야만 새로운 ONU의 등록이 정상적으로 처리될 수 있을 것이다.

미등록된 ONU의 정상적인 등록을 위해, 본 발명의 일 양상에 따라 미등록된 ONU는 Gate message에 대한 응답으로 등록요청 메시지를 OLT로 전송할 때 등록요청 메시지의 전단에 프리앰블(Preamble)을 부가시켜 전송한다. 여기서 Preamble의 길이는 광 수신부(420)의 CM 신호처리소자들이 초기 상태에서 정상 상태로 천이하는 데 필요로 되는 시간만큼인 것이 바람직하다. 미등록된 ONU에서 Preamble이 부착된 등록요청 메시지를 전송하므로, OLT 광 수신부(420)의 CM 신호처리소자들은 Preamble을 수신하는 동안에 초기 상태에서 정상 상태로 천이하게 되며, Preamble 이후에 수신되는 등록요청 메시지로부터 클록 및 데이터 복구를 완벽하게 수행할 수 있다. 그 결과로 제어부(430)는 광 수신부(420)로부터 출력되는 등록요청 메시지의 클록 및 데이터를 수신하여 새로운 ONU를 정상적으로 등록 처리하는 것이 가 능하다.

추가로 제어부(430)는 광 수신부(420)에 수신된 등록요청 메시지의 세기에 따라 등록요청 메시지를 전송한 ONU로 광 출력 레벨을 조정할 것을 지시한다. 광 수신부(420)에 수신된 등록요청 메시지의 세기는 PD(421)에 의해 모니터링된다. 알려진 바와 같이 PD(421)는 수신된 광신호 세기를 모니터할 수 있는 기능을 구비하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 제어부(430)는 광 수신부(420)의 PD(421)에 의해 모니터링된 등록요청 메시지의 세기를 확인하고, 확인된 세기에 따라 ONU로 광 출력을 적정한 레벨로 조정토록 제어 메시지를 전송한다. 이는 광 수신부(420)에 수신되는 광신호 세기의 레벨을 일정하게 유지시키기 위함이다. 다시 말해, 제어부(430)는 서로 다른 거리에 위치한 ONU들로부터 전송된 광신호 세기가 일정하도록, 수신된 등록요청 메시지의 세기 레벨이 기준치보다 높거나 낮을 경우 ONU로 광 출력 레벨을 낮추거나 높일 것을 지시하는 제어 메시지를 전송한다.

한편, OLT는 등록요청 메시지를 수신한 이후 ONU들로부터 Ranging time 동안에는 아무런 데이터를 수신하지 못하므로, 광 수신부(420)의 CM 신호처리소자들(422, 423, 424)은 다시 정상 상태에서 초기 상태로 천이한다. 따라서 광 수신부(420)의 CM 신호처리소자들(422, 423, 424)은 초기 상태에서 Discovery process 이후에 첫 번째로 데이터를 보내는 ONU로부터 전송된 데이터를 수신하게 되는 문제가 발생한다. 이러한 문제 해결을 위해 본 발명의 일 양상에 따른 OLT 제어부(430)는 Discovery process 이후에 첫 번째로 데이터를 전송할 ONU에게 일정 시간 동안 아이들(IDLE) 프레임을 전송한 뒤에 유효 패킷을 전송할 것을 지시한다. 여기서 아이들(IDLE) 프레임이 전송되는 일정 시간은 CM 신호처리소자들이 초기 상태에서 정상 상태로 초기 상태에서 정상 상태로 천이하는 데 필요로 되는 시간만큼인 것이 바람직하다.

한편, Gating process에 있어서, OLT 제어부(430)는 DBA 알고리즘을 이용하여 ONU에 전송 대기 중인 데이터가 있는 경우에만 ONU가 데이터를 보내도록 제어한다. 따라서, 도 3에서와 같이 시간상에서 데이터가 전송되는 구간과 전송되지 않는 구간이 존재한다. 이러한 시간상에서 발생하는 버스트 문제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 OLT 제어부(430)는 ONU에 전송 대기 중인 데이터가 없는 경우에도 모든 여분의 대역을 ONU에게 사전 분배한다. 그리고 ONU는 자신에게 할당된 대역을 통해 전송 대기 중인 데이터를 OLT로 전송하되, 전송할 데이터가 없는 경우에는 IDLE 프레임을 전송한다.

도 5는 본 발명에 따른 광 회선 단말의 연속 모드 신호처리소자를 위해 도 3의 버스트 모드 형태의 광신호를 변환한 예시도이다.

‘A 구간’, ‘B 구간’, 그리고 ‘C 구간’은 ONU로부터 유효 패킷이 전송되는 구간으로써 할당된 대역을 의미하며, ‘D 구간’과 ‘E 구간’은 ONU로부터 전송될 실제 유효 패킷이 없는 구간이지만 ONU들에게 사전에 할당된 대역을 의미한다. ONU(120)은 유효 패킷 전송을 위해 할당된 ‘A 구간’에서는 유효 패킷을 전송하며, 전송할 유효 패킷이 없으나 할당된 ‘D 구간’에서는 IDLE 프레임을 전송한다. ONU(130)는 ‘B 구간’에서 유효 패킷을 전송하며, 실제 여분의 대역이 존재치 않으므로 ONU(130)에는 아이들 프레임 전송을 위한 대역은 할당되지 않았음을 나타내고 있다. 그리고 ONU(140)는 ‘C 구간’에서 유효 패킷을 전송하며, ‘E 구간’에서는 IDLE 프레임을 전송한다.

이에 의해 OLT(100)의 광 수신부(420)에는 광신호가 연속적으로 수신되어 CM 신호처리소자들(422, 423, 424)이 정상 상태를 지속적으로 유지하게 된다. 물론 ONU 간의 데이터 충돌을 예방하기 위한 Guard time 동안에는 광신호가 광 수신부(420)에 수신되지 않으나, 일반적으로 CM 신호처리소자들은 일정 구간 동안 신호를 수신하지 않아도 정상 상태를 유지하는 특성이 있으므로, Guard time 동안에 정상 상태를 유지하게 되어 정상적인 신호 처리가 가능하다. 또한, 도 5를 통해 ONU들(120, 130, 140)로부터 전송되어 수신된 광신호들이 모두 동일한 파워 레벨인 것을 확인할 수 있다. 이는 상술한 바와 같이 Discovery process에서 등록요청 메시지의 세기에 따라 ONU의 광 출력 레벨을 조절함에 의한 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 광 회선 단말에서 수행되는 CM 신호처리소자들로 구현된 광 수신 인터페이스 구현을 위한 동작 흐름도이다.

Discover process 과정에서, OLT는 ONU들로 Gate message를 전송한다(단계 S600). 그 다음 Gate message에 대한 응답으로 ONU로부터 전송된 Preamble이 부가된 등록 요청 메시지를 수신한다(단계 S610). OLT의 광 수신부(420)의 CM 신호처리소자들은 Preamble이 수신되는 동안 초기 상태에서 정상 상태로 천이한다. 따라서 광 수신부(420)의 CM 신호처리소자들은 Preamble 이후에 수신되는 등록 요청 메시지를 정상적으로 처리할 수 있게 된다. 제어부(430)는 광 수신부(420)로부터 출력된 등록 요청 메시지를 수신하여 해당 ONU를 등록한다(단계 S620). 또한 제어 부(430)는 등록 요청 메시지의 수신 세기를 확인하여 해당 ONU로 광 출력 레벨을 조정하라는 제어 메시지를 전송한다(단계 S620).

OLT는 등록 요청 메시지를 수신한 이후 ONU들로부터 ranging time 동안 아무런 데이터를 수신하지 못하므로, 광 수신부(420)의 CM 신호처리소자들은 다시 정상 상태에서 초기 상태로 천이한다. 따라서 제어부(420)는 discovery process 이후 최초 데이터를 전송할 ONU에게 광 수신부(420)의 CM 신호처리소자들이 초기 상태에서 정상 상태로 천이할 수 있도록 일정 시간 동안 IDLE 프레임을 전송한 뒤에 유효 패킷을 전송할 것을 명령한다(단계 S630). 이후 Gating process 과정에서, OLT 제어부(420)는 DBA 알고리즘을 이용하여 전송 대기 중인 데이터를 갖는 ONU들에게 대역을 할당하되, 전송 대기 중인 데이터가 없어도 모든 여분의 대역을 ONU들에게 할당한다(단계 S640).

도 7은 본 발명에 따른 광 네트워크 유닛에서 수행되는 광 회선 단말의 CM 신호 처리를 위한 동작 흐름도이다.

Discovery process 과정에서, ONU는 OLT로부터 전송된 Gate message를 수신한다(단계 S700). 자신이 미등록된 상태라면, ONU는 Gate message에 대한 응답으로 Preamble이 부가된 등록 요청 메시지를 OLT로 전송한다(단계 S710). 여기서 등록 요청 메시지의 전단에 부가되는 Preamble은 OLT의 광 수신부(420)를 구성하는 CM 신호처리소자들이 초기 상태에서 정상 상태로 천이하는 시간만큼의 길이를 갖는 다. 등록 요청 메시지 전송 후, 등록 요청 메시지를 수신한 OLT로부터 광 출력 조정을 위한 제어 메시지를 수신한다(단계 S720). 그리고 수신된 제어 메시지에 따 라 광 출력을 조정한다(단계 S730). 이후 Gating process 과정에서, ONU는 데이터 전송을 위한 대역을 OLT로부터 할당받는다(단계 S740). ONU는 할당된 대역을 통해 전송 대기 중인 유효 패킷을 전송하되, 전송 대기 중이 없는 경우는 IDLE 프레임을 전송한다(단계 S750). 또한 Discovery process 이후 최초로 데이터를 전송하는 ONU는 유효 패킷 전송 전에 일정 시간 동안 IDLE 프레임을 전송한 후 유효 패킷을 전송한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 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 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 시분할다중접속 수동 광 네트워크(TDMA PON) 블록도.

도 2는 광 회선 단말의 버스트 모드 인터페이스 블록도.

도 3은 버스트 모드 형태의 광신호 예시도.

도 4는 본 발명에 따른 광 회선 단말 블록도.

도 5는 본 발명에 따른 광 회선 단말의 연속 모드 신호처리소자를 위한 버스트 모드 형태의 광신호 변환 예시도.

도 6은 본 발명에 따른 광 회선 단말에서 수행되는 CM 신호처리소자들로 구현된 광 수신 인터페이스 구현을 위한 동작 흐름도.

도 7은 본 발명에 따른 광 네트워크 유닛에서 수행되는 광 회선 단말의 CM 신호 처리를 위한 동작 흐름도.

Claims

수동형 광 네트워크(Passive Optical Network)를 구성하며, 다수의 광 네트워크 유닛(Optical Network Unit)들로 광신호를 하향 전송하는 광 송신부를 포함하는 광 회선 단말(Optical Line Terminal)에 있어서,

다수의 광 네트워크 유닛들로부터 상향 전송되는 광신호로부터 클록과 데이터를 복원하기 위한 범용의 연속 모드(Continuous Mode) 신호처리소자들을 포함하는 광 수신부; 및

경계 시간(Guard time)은 제외하고 상기 광 수신부로 수신되는 광신호가 연속적이 되도록 상기 다수의 광 네트워크 유닛들을 제어하는 제어부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 회선 단말.
제1항에 있어서,

상기 연속 모드 신호처리소자들은, 트랜스임피던스 증폭기(Transimpedance Amplifier), 제한 증폭기(Limiting Amplifier), 클록 데이터 리커버리(Clock Data Recovery) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 회선 단말.
제1항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 광 네트워크 유닛들로부터 전송되는 데이터의 충돌을 예방하기 위해 상기 경계 시간을 제외하고 상기 광 수신부로 수신되는 광신호가 연속적이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 광 회선 단말.
제3항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 광 수신부를 통해 수신된 프리앰블(Preamble)이 부가된 등록요청 메시지 수신에 따라 상기 등록요청 메시지를 전송한 광 네트워크 유닛을 등록하는 것을 특징으로 하는 광 회선 단말.
제4항에 있어서,

상기 프리앰블의 길이는 상기 연속 모드 신호처리소자들이 초기 상태에서 정상 상태로 천이하는 시간만큼인 것임을 특징으로 하는 광 회선 단말.
제4항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 수신된 등록요청 메시지의 광신호 세기에 따라 상기 등록요청 메시지를 전송한 광 네트워크 유닛으로 광 출력 레벨을 조정할 것을 지시하는 것을 특징으로 하는 광 회선 단말.
제6항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 광 수신부에 수신된 광신호 세기의 레벨이 일정하도록 광 출력 레벨을 조정할 것을 지시함을 특징으로 하는 광 회선 단말.
제3항에 있어서,

상기 제어부는, 광 네트워크 유닛을 등록하는 프로세스 종료 이후에 최초로 데이터를 전송할 광 네트워크 유닛으로 일정 시간 동안 아이들 프레임을 전송한 뒤에 유효 패킷의 전송을 지시하는 것을 특징으로 하는 광 회선 단말.
제8항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 연속 모드 신호처리소자들이 초기 상태에서 정상 상태로 천이하는데 소요되는 시간 동안 아이들 프레임을 전송한 뒤에 유효 패킷을 전송할 것을 지시함을 특징으로 하는 광 회선 단말.
제3항에 있어서,

상기 제어부는, 다수의 광 네트워크 유닛들에게 사용 가능한 대역폭을 할당시에 전송 대기 중인 데이터를 가진 광 네트워크 유닛에 대역을 할당하여 데이터 전송을 허용하되, 광 네트워크 유닛에 전송 대기 중인 데이터가 없는 경우에도 모든 여분의 대역을 사전에 할당하는 것을 특징으로 하는 광 회선 단말.
제10항에 있어서,

상기 전송 대기 중인 데이터가 없는 경우에도 상기 광 네트워크 유닛에 할당되는 대역은, 상기 광 네트워크 유닛으로부터 아이들 프레임 전송을 위해 할당된 대역인 것임을 특징으로 하는 광 회선 단말.
수동형 광 네트워크(Passive Optical Network)를 구성하는 광 회선 단말(Optical Line Terminal)에서 수행되는 광 수신 인터페이스 구현 방법에 있어서,

다수의 광 네트워크 유닛들로부터 상향 전송되는 버스트 형태의 광신호로부터 클록과 데이터를 복원하기 위한 범용의 연속 모드(Continuous Mode) 신호처리소자들을 포함하는 광 수신부를 통해 수신된 광 네트워크 유닛의 등록요청 메시지에 따라 등록을 수행하는 단계; 및

미등록된 광 네트워크 유닛을 등록하기 위한 등록 프로세스 종료 이후에 최초로 데이터를 전송할 광 네트워크 유닛으로 일정 시간 동안 아이들 프레임을 전송한 뒤에 유효 패킷을 전송할 것을 지시하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 회선 단말에서 수행되는 광 수신 인터페이스를 위한 동작 방법.
제12항에 있어서,

상기 등록요청 메시지는, 상기 연속 모드 신호처리소자들이 초기 상태에서 정상 상태로 천이하는데 소요되는 시간만큼의 길이를 갖는 프리앰블이 부가된 등록요청 메시지임을 특징으로 하는 광 회선 단말에서 수행되는 광 수신 인터페이스를 위한 동작 방법.
제12항에 있어서,

상기 유효 패킷을 전송할 것을 지시하는 단계는, 상기 연속 모드 신호처리소자들이 초기 상태에서 정상 상태로 천이하는데 소요되는 시간 동안 아이들 프레임을 전송한 뒤에 유효 패킷을 전송할 것을 지시함을 특징으로 하는 광 회선 단말에서 수행되는 광 수신 인터페이스를 위한 동작 방법.
제12항에 있어서,

상기 수신된 등록요청 메시지의 광신호 세기에 따라 상기 등록요청 메시지를 전송한 광 네트워크 유닛으로 광 출력 레벨을 조정할 것을 지시하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 회선 단말에서 수행되는 광 수신 인터페이스를 위한 동작 방법.
제15항에 있어서,

상기 광 출력 레벨을 조정할 것을 지시하는 단계는, 상기 광 수신부에 수신되는 광신호 세기의 레벨이 일정하도록 광 출력 레벨을 조정할 것을 지시함을 특징으로 하는 광 회선 단말에서 수행되는 광 수신 인터페이스를 위한 동작 방법.
제12항에 있어서,

다수의 광 네트워크 유닛들에게 사용 가능한 대역폭을 할당시에 전송 대기 중인 데이터를 가진 광 네트워크 유닛에 대역을 할당하여 데이터 전송을 허용하되, 광 네트워크 유닛에 전송 대기 중인 데이터가 없는 경우에도 모든 여분의 대역을 사전에 할당하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 회선 단말에서 수행되는 광 수신 인터페이스를 위한 동작 방법.
수동형 광 네트워크(Passive Optical Network)를 구성하는 광 네트워크 유닛(Optical Network Unit)에서 수행되는 방법에 있어서,

미등록된 광 네트워크 유닛의 등록을 위해 상기 광 회선 단말로부터 다수의 광 네트워크 유닛들로 전송되는 게이트 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 광 회선 단말에 미등록된 상태에서 상기 게이트 메시지를 수신하면 상기 광 회선 단말로 등록요청 메시지를 전송하되, 상기 광 회선 단말의 광 수신부에 포함된 범용의 연속 모드(Continuous Mode) 신호처리소자들이 초기 상태에서 정상 상태로 천이하는 시간만큼의 길이를 갖는 프리앰블(Preamble)을 상기 등록요청 메시지에 부가하여 전송하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크 유닛에서 수행되는 광 회선 단말의 연속 모드 신호 처리를 위한 광신호 전송 방법.
제18항에 있어서,

상기 등록요청 메시지를 수신한 광 회선 단말로부터 회신되는 광 출력 레벨을 조정하라는 제어 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 수신된 제어 메시지에 따라 광 출력 레벨을 조정하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크 유닛에서 수행되는 광 회선 단말의 연속 모드 신호 처리를 위한 광신호 전송 방법.
제18항에 있어서,

상기 광 회선 단말로부터 할당받은 대역을 통해 전송 대기 중인 데이터를 전송하되, 전송 대기 중인 데이터가 없는 경우는 할당된 대역을 통해 아이들 프레임을 전송하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크 유닛에서 수행되는 광 회선 단말의 연속 모드 신호 처리를 위한 광신호 전송 방법.