KR100982016B1

KR100982016B1 - 기가 비트 수동형 광 가입장망의 가입자 종단장치와 그 장치에서의 상향 프레임 처리 방법

Info

Publication number: KR100982016B1
Application number: KR1020080096977A
Authority: KR
Inventors: 김광옥; 김용태; 이동수
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2010-09-14
Also published as: WO2010038933A3; KR20100037739A; US8526818B2; WO2010038933A2; US20100260498A1

Abstract

FTTH(Fiber to the Home)서비스를 위한 GPON(Gigabit Passive Optical Network)시스템은 가입자들에게 수백 채널의 IPTV서비스를 제공하기 위해서 하향으로 광 대역의 전송속도를 제공해야 하며, 상향으로 현재 상용화된 BM-IC칩을 이용하여 광 대역의 전송속도를 제공할 수 있어야 한다. 현재 사용한 가능한 GPON용 BM-IC칩은 1.244Gbps와 2.488Gbps모드가 있다. 이에 따라 본 발명에서는 하향으로 10Gbps의 전송대역을 제공하고, 상향으로 1.244Gbps 또는 2.488Gbps의 전송 대역을 제공할 수 있는 GPON용 ONT(Optical Network Terminal)장치 및 그 장치에서의 상향 프레임 처리방법을 제시한다. 본 발명의 실시예에 따른 GPON ONT장치는 20Mbps급 고화질 IPTV서비스를 500채널까지 제공할 수 있으며, 또한 별도의 추가 장치 없이 사용자의 선택에 따라 상향으로 1.244Gbps 또는 2.488Gbps의 전송속도를 모두 제공할 수 있다.

GPON, ONT, 다중 전송대역.

Description

기가 비트 수동형 광 가입장망의 가입자 종단장치와 그 장치에서의 상향 프레임 처리 방법{OPTICAL NETWORK TERMINAL OF THE GIGABIT PASSIVE OPTICAL NETWORK AND FRAME TREATMENT METHOD OF THE ONT}

본 발명은 광 가입자망에 관한 것으로, 특히 기가 비트 수동형 광 가입자망(GPON)의 가입자 종단장치(ONT)와 그 장치에서의 상향 프레임 처리방법에 관한 것이다.

ITU-T G.984그룹에 의해 표준화된 GPON(Gigabit Passive Optical Network) 기술은 가입자들에게 효율적으로 전송 대역을 제공하고, 다양한 멀티 프로토콜들을 서비스하기 위한 FTTH(Fiber to the Home)기술 중 하나이다. GPON기술은 EPON(Ethernet-PON)기술과 동일하게 하나의 OLT(Optical Line Terminal)가 점 대 다중점(Point-to-Multipoint) 구조로 다수의 ONT(Optical Network Terminal)들과 연결된다. 현재 GPON기술은 상/하향으로 1Gbps전송 대역만을 제공하는 EPON기술과 달리 하향 2.488Gbps, 상향 1.244Gbps까지 전송 대역을 제공할 수 있는 대칭 또는 비 대칭 구조를 가진다.

참고적으로 도 1은 ITU-T G.984그룹의 표준에 따른 GPON ONT장치 구조를 도 시한 것이다. G.984 GPON 표준에 따른 GPON ONT장치의 GPON 프로토콜 계층은 데이터 링크 계층 이하에 존재하며, 다양한 링크계층의 서비스(ATM, Ethernet, TDM)들을 GPON프레임으로 변환하여 전송한다. GPON ONT장치에서 GPON 프로토콜은 크게 물리계층(B100)과 전송수렴계층(TC)(B101)으로 구성된다. 물리계층(B100)에서는 광/전 변환 및 버스트 송신 기능, 클럭 추출 기능 등을 수행한다. 현재 G.984 표준에서는 하향으로 1.244Gbps 또는 2.488Gbps의 전송속도를 서비스할 수 있으며, 상향으로 155.52Mbps, 622.08Mbps, 1.244Gbps, 2.488Gbps의 전송속도를 서비스할 수 있다. 그러나 실제로는 저속의 155.52Mbps와 622.08Mbps의 전송 대역은 사용되지 않는다. 전송수렴계층(B101)은 크게 프레임 부 계층(GTC Framing sub-layer)(100)과 전송수렴 정합 부 계층(GEM TC Adaptation sub-layer)(101)으로 구성된다.

프레임 부 계층(100)에서는 GEM(GPON Encapsulation Method) 전송수렴 정합장치(106)로부터 전송되는 프레임들과 PLOAM(Physical Layer Operation Administration Maintenance)메시지 정보(104), DBA 정보(102), 동기화 정보 등을 이용하여 GPON전송수렴(GTC, GPON TC) 프레임으로 다중화 또는 역 다중화하는 기능을 수행한다. 전송수렴 부 계층(101)에서는 GEM 서비스에 대해 GEM Port-ID식별자를 이용하여 상위의 해당 서비스로 연결 또는 차단하는 기능을 수행한다. GEM클라이언트들은 이더넷, TDM 등의 서비스와 연결된다. UBC(Upstream Bandwidth Control)전송계층(102)은 GPON OLT장치로부터 할당된 전송 대역 시간을 추출하여 ONU들의 상향 전송 시간을 제어하는 기능을 수행한다. PLOAM(Physical layer OAM)(104)은 GPON 물리계층의 관리 및 프레임 부 계층의 운용관리 등의 정보를 전 달하는 기능을 수행한다. OMCI(ONT Management Control Interface)(103)는 GPON ONT장치들의 통계 정보 및 상태관리를 수행한다.

이와 같이 G.984 표준에 정의된 GPON ONT장치로는 전송 대역의 한계로 인해 가입자들에게 수백 채널의 고품질 IPTV 서비스를 효율적으로 제공할 수 가 없다. 따라서 가입자들에게 수백 채널의 고화질 IPTV 서비스를 제공하기 위한 방안이 강구될 필요가 있다.

이에 본 발명의 목적은 수백 채널의 고품질 IPTV 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 기가 비트 수동형 광 가입장망(GPON)의 가입자 종단장치를 제공함에 있으며,

더 나아가 최대 500채널의 20Mbps급 고품질의 IPTV서비스를 가입자들에게 제공하며, 상향으로도 2.488Gbps의 전송 대역을 제공할 수 있는 기가 비트 수동형 광 가입장망(GPON)의 가입자 종단장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 최대 500채널의 20Mbps급 고품질의 IPTV서비스를 가입자들에게 제공함은 물론, 상향으로 1.244Gbps와 2.488Gbps의 전송 대역을 선택적으로 제공할 수 있는 기가 비트 수동형 광 가입장망(GPON)의 가입자 종단장치 및 그 장치에서의 상향 프레임 처리방법을 제공함에 있다.

또한 상향 전송에 있어 하나의 GPON ONT장치로 사용자의 간단한 조작을 통해 별도의 추가 장치 없이 복수의 전송 속도 중 어느 하나를 선택 지원할 수 있는 장 치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기가 비트 수동형 광 가입장망(GPON)의 가입자 종단장치(ONT)는,

광전변환부에서 출력되는 하향 전기신호에서 클럭을 추출하고 그 전기신호를 병렬신호로 변환하기 위한 디먹스(Demux)와;

상향 병렬 전기신호를 상기 디먹스에서 추출된 클럭을 이용하여 직렬 전기신호로 변환하기 위한 먹스(Mux)와;

기가 비트 수동형 광 가입자망(GPON)의 프로토콜 처리 기능을 가지되, 상향신호에 대하여 적어도 두 개의 전송속도중 사용자 선택에 따라 어느 하나의 전송속도를 서비스하기 위한 매체접근제어(MAC) 블럭과;

상기 매체접근제어블럭에서 추출된 가입자 이더넷 프레임을 가입자 포트로 전송하기 위한 물리(PHY)계층부와;

상기 물리계층부에서 출력되는 하향 전기신호를 광신호로 변환 출력하거나 입력 광신호를 전기신호로 변환하여 상기 물리계층부로 출력하기 위한 광 모듈;을 포함함을 특징으로 한다.

더 나아가 가입자 종단장치에서 상기 매체접근제어블럭은 사용자 선택에 따라 상향 2.488Gbps 또는 1.244Gbps의 전송속도를 서비스하고, 하향 10Gbps의 전송속도를 서비스함을 특징으로 한다.

아울러 상기 매체접근제어블럭은 설정되는 상향 전송속도에 따라 GTC(GPON Transmission Convergence) 프레임의 프리앰블 길이를 다르게 설정하여 사용함을 특징으로 하며, 상기 매체접근제어블럭은 상향 1.244Gbps의 전송속도에서 GTC 프레임을 반복 전송함을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상향 프레임 처리방법은 상향신호에 대하여 복수의 전송대역 서비스가 가능한 GPON 가입자 종단장치에서 실행 가능한 방법으로서,

가입자의 이더넷 프레임들을 수신하고 수신된 이더넷 프레임들에서 프리앰블을 제거하는 단계와;

수신된 이더넷 프레임들에 대해 GEM 프레임 헤더를 생성 및 삽입하여 GTC 프레임 페이로드를 구성하되, 상향 전송대역 정보에 따라 DBR(Dynamic Bandwidth Report)정보 및 OMCI GEM 프레임을 삽입하는 단계와;

사용자 선택에 따라 설정된 전송속도에 맞는 프리앰블 길이를 사용하여 GTC 프레임 헤더를 생성하고 그 생성된 헤더를 상기 GTC 프레임 페이로드에 붙여 하나의 상향 GTC 프레임을 생성하는 단계와;

상기 생성된 상향 GTC 프레임을 스크램블링한후 그 상향 GTC 프레임을 설정된 전송속도에 따라 전송하거나 반복 전송하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.

이때 상기 상향 GTC 프레임을 구성하는 프리앰블의 길이는 설정된 전송속도가 2.488Gbps일때 128비트이고, 전송속도가 1.244Gbps일때 64비트임을 특징으로 하며,

더 나아가 상기 상향 GTC 프레임은 사용자 선택에 따라 설정되는 전송속도가 2.488Gbps일때 1회, 1.244Gbps일때 2회 반복 전송됨을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명은 10Gbps GPON ONT장치를 통해 FTTH서비스망에서 하향으로 가입자들에게 수백 채널의 IPTV서비스를 제공하고, 또한 기존에 구현된 EPON기술보다 2배 높은 상향 전송 대역을 제공하여 다양한 서비스들을 제공할 수 있다. 또한 본 발명은 단일 GPON ONT장치를 통해 상향 1.244Gbps용 GPON OLT장치 또는 2.488Gbps GPON OLT장치와 추가 장치 없이 사용자의 선택에 따라 쉽게 정합할 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 GPON ONT장치는 1.244Gbps 또는 2.488Gbps의 상향 전송 속도를 모두 제공할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기가 비트 수동형 광 가입자망(GPON)의 가입자 종단장치(ONT)의 블럭구성을 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 우선 SFP PMD(Small Form-Factor Pluggable Physical Medium Dependent)로 구현 가능한 광전변환부(200)는 광 신호를 직렬 전기신호(s200)로 또는 직렬 전기신호(s200)를 광 신호로 변환하는 기능을 수행하며, 상향 전송 시간에만 광 신호의 출력 파워를 전송하는 제어 기능을 수행한다.

한편 본 발명의 실시예에서는 하향 10Gbps의 전송 속도를 지원하기 위해서 Vitesse사의 10Gbps용의 디먹스(DEMUX)(201)칩을 사용한다. 그리고 상향으로 1.244Gbps와 2.488Gbps의 전송속도를 제공하기 위해 Vitesse사의 2.488Gbps용 먹스(MUX)(202)칩을 사용한다. 본 발명에서 제안하는 가입자 종단장치(B200)는 비대칭의 링크 전송속도를 제공하기 때문에, 각각 단방향의 먹스(202)와 디먹스(201)칩을 사용하는 구조를 갖는다.

10Gbps 디먹스(201)칩은 직렬 전기신호(s200)를 받아 클럭을 추출하고, 직렬 신호를 16비트의 병렬신호(s201)로 변환하는 기능을 수행한다. 2.488Gbps 먹스 (202)는 10Gbps 디먹스(201)에서 추출된 클럭을 이용하여 16비트의 병렬 신호(s202)를 직렬신호(s200)로 변환하는 기능을 수행한다. 참고적으로 10Gbps 디먹스(201)는 10Gbps의 직렬신호에서 622.08MHz클럭과 155.52MHz클럭을 추출한다. 622.08MHz클럭은 하향 GPON인터페이스에 사용되며, 155.52MHz클럭은 상향 GPON인터페이스에 사용된다.

10Gbps GPON ONT MAC(203)은 G.984.3 표준에 따라 GTC(GPON Transmission Convergence)프레임 생성 및 추출, GEM(GPON Encapsulation Method) 프레임 생성 및 추출, 가입자 단말로부터 이더넷 프레임 송/수신 등 GPON 프로토콜 처리 기능을 수행한다. 그리고 본 발명의 구현을 위해 상향 신호에 대하여는 적어도 2.488 Gbps와 1.244Gbps중 사용자 선택에 따라 어느 하나의 전송속도를 서비스한다. 이를 위한 구성 및 동작은 도 3과 도 4에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

가입자 단말과 연결되는 10Gbps PHY(204)칩은 GPON ONT MAC(203)에서 전송되 는 10Gbps XGMII인터페이스(s203)를 통해 입력된 이더넷 프레임들에 대한 PCS(Physical Coding Sublayer)기능과 PMA(Physical Medium Attachment)기능을 수행한다. 즉, 상기 MAC(203)에서 추출된 가입자 이더넷 프레임을 가입자 포트로 전송하는 역할을 수행한다.

XFP 광 모듈(205)은 10Gbps PHY(204)칩에서 출력되는 직렬 전기신호를 광 신호로 변환하거나 입력 광 신호를 직렬 전기신호로 출력하는 기능을 수행한다.

이하 도 2에 도시된 GPON ONT MAC 모듈(B300)의 구조를 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3에 도시한 바와 같이, GPON ONT MAC 모듈(B300)은 크게 입출력 직/병렬화부(300,301), GPON 인터페이스부(302)와 GTC 프레임 처리부(303), GEM 프레임 처리부(304), 가입자 인터페이스부(305), PLOAM 송수신부(311), OMCI 송수신부(312), CPU 인터페이스부(313)를 포함한다.

우선 GPON ONT MAC모듈(B300)은 하향 10Gbps의 전송속도를 지원하기 위해 64비트 155.52MHz클럭을 사용하며, 상향 1.244Gbps의 전송속도를 지원하기 위해 16비트 77.76MHz클럭을 사용한다. 그리고 상향 2.488Gbps의 전송속도를 지원하기 위해 16비트 155.52MHz클럭을 사용한다. 상향 전송속도는 사용자의 선택에 따라 77.76MHz클럭 또는 155.52MHz클럭을 선택 사용하게 된다. 사용자 선택에 따른 상향 전송속도 설정값은 CPU인터페이스부(313)의 내부 레지스터에 기입되는 방식을 통해 외부로부터 전달될 수 있다.

입력신호 병렬화부(300)는 외부 10Gbps 디먹스(201)에서 출력된 16비트의 데 이터를 64비트의 데이터로 병렬화 한다. 이와 동시에 622.08MHz의 입력 주파수를 4분주하여 155.52MHz 클럭 주파수로 변환한다.

출력신호 직렬화부(301)는 상향 전송속도에 따라 2가지 모드중 하나로 동작한다. 1.244Gbps의 전송속도를 갖는 경우에는 외부 2.488Gbps 먹스(202)와 정합하기 위해 77.76MHz 클럭 주파수에 따라 입력되는 16비트의 데이터를 각 비트 별로 2번씩 반복하여 전송한다. 이로써, 1.244Gbps의 데이터를 2.488Gbps로 변환하여 전송하게 된다. 이 데이터를 수신하는 상대측 수신단에서는 77.76MHz클럭 주파수를 사용하여 데이터를 추출하기 때문에 2개의 반복 데이터 중 하나만 선택하면 된다. 한편 2.488Gbps의 전송속도를 갖는 경우에는 별도의 작업 없이 외부 2.488Gbps 먹스(202)와 직접 정합된다. 이 데이터를 수신하는 상대측 수신단에서는 155.52MHz클럭 주파수를 사용하여 데이터를 추출하기 때문에 정상적으로 데이터를 추출할 수 있다. 이와 같은 방식을 이용해 단일 GPON ONT MAC모듈(B300)을 이용하여 상향 1.244Gbps와 2.488Gbps의 전송속도를 제공한다.

GPON 인터페이스부(302)는 크게 하향 64비트 데이터에서 GTC 프레임의 동기패턴을 찾는 기능과 상향 GTC 프레임의 전송에 필요한 광 신호 온/오프 제어신호를 생성하는 기능을 수행한다. 이러한 GPON 인터페이스부(302)는 헌트(Hunt)단계, Pre-synchronous단계, Synchronous단계로 구성되며, 헌트 단계에서 입력 64비트 데이터에 대해 비트 쉬프트 기능을 수행하여 하향 GTC 프레임의 동기 패턴을 찾는다. 동기 패턴을 찾으면 이후부터 정렬된 GTC 프레임을 GTC 프레임 처리부(303)로 전송한다.

상향 및 하향 GTC 프레임을 처리하는 GTC 프레임 처리부(303)는 크게 GTC 프레임 역다중화부(306), 상향 전송대역 조절부(307), GTC 프레임 다중화부(308)를 포함한다. 이에 따라 GTC 프레임의 역다중화, GTC 프레임의 다중화, 할당된 상향 전송시간 추출, 그리고 GTC 프레임의 스크램블링과 디스크램블링 기능을 수행한다.

즉, GTC 프레임 처리부(303)에서는 GPON 인터페이스부(302)로부터 입력된 GTC 프레임이 디스크램블링된 후 GTC 프레임 역다중화부(306)에서 GTC 프레임 헤더와 페이로드로 분류되고, PLOAM을 추출하여 PLOAM 송/수신부(311)로 전송한다. 그리고 GTC 프레임 역다중화부(306)는 상향 대역 할당 정보 필드를 추출하여 상향 전송 대역 조절부(307)로 전송한다.

이에 상향 전송 대역 조절부(307)는 입력된 상향 대역 할당 정보를 이용해 상향 GTC 프레임의 전송 시간을 제어한다. 한편 GTC 프레임 다중화부(308)는 GEM 프레임 처리부(304)로부터 입력된 GTC 프레임의 페이로드에 GTC 프레임 헤더를 추가하여 할당된 전송 시간에 전송하는 기능을 수행한다. 이때 PLOAM 송/수신부(311)로부터 입력된 PLOAM 데이터는 GTC 프레임 헤더에 포함된다. 또한 GTC 프레임 다중화부(308)는 상향 전송 속도에 따라 각각 다른 길이의 프리앰블을 추가한다. 즉, G.984.3표준에 따라 1.244Gbps의 전송 속도에서는 64비트의 프리앰블을 추가하며, 2.488Gbps의 전송 속도에서는 128비트의 프리앰블을 추가한다.

GEM 프레임 처리부(304)는 GEM 헤더 에러 체크 기능과 GEM 프레임 조립 기능, GEM 헤더 생성 기능, GEM 프레임 분리 기능을 수행한다. GEM 프레임 역 다중화부(309)는 5바이트의 GEM 프레임 헤더의 에러 여부를 체크하고, GEM 프레임헤더를 버린 후 가입자에 전송할 이더넷 프레임을 추출한다. 그리고 2개의 GEM 프레임으로 분리되어 전송된 GEM 프레임들에 대해 하나로 조립하여 전송하는 기능을 수행한다. 이때 가입자에게 전송할 이더넷 프레임들은 GEM 프레임 헤더내에 포함된 GEM 포트 식별자를 이용하여 구분한다. GEM 프레임 다중화부(310)는 가입자로부터 입력된 이더넷 프레임에 대해 GEM 헤더를 생성하고 붙이는 기능을 수행한다. 그리고 GEM 프레임 다중화부(310)는 상향 전송 대역 조절부(307)로부터 수신된 상향 대역 동안 GEM 프레임을 GTC프레임 다중화부(308)로 전송한다.

OMCI(ONT Management Control Interface)송/수신부(312)는 CPU 인터페이스부(313)로부터 수신된 OMCI GEM 프레임을 GEM 프레임 다중화부(310)를 통해 전달하며, GEM 프레임 역 다중화부(304)에서 추출된 OMCI GEM프레임을 CPU인터페이스부(313)로 전달하는 기능을 수행한다.

가입자 인터페이스부(305)는 GEM 프레임 처리부(304)로부터 수신된 이더넷 프레임에 이더넷 프리앰블을 추가하여 10Gbps 가입자 인터페이스 규격에 따라 가입자측으로 전송하는 기능을 수행하며, 반대로 가입자측으로부터 입력된 이더넷 프레임에서 이더넷 프리앰블을 제거한 후 GEM 프레임 처리부(304)로 전송하는 기능을 수행한다. 또한 가입자 인터페이스부(305)는 10Gbps 이더넷 MAC규격에 따라 RS계층의 프로토콜 변환 기능을 수행한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가입자 종단장치(ONT)의 MAC(B300)에서 처리되는 하향 프레임 처리과정을 설명하기 위한 도면을 도시한 것이다. 상기 MAC(B303)에서 하향 10Gbps 전송속도의 GPON 프레임에 대한 처리 과정은 크게 6단 계를 통해 이루어 진다.

우선 제1단계로써, GPON 인터페이스부(302)서 하향 GTC 프레임의 동기화 패턴(Psync)을 찾는다. 도시된 바와 같이 GTC 프레임은 크게 GTC 프레임 헤더와 GTC프레임 페이로드로 구성된다. GTC프레임 페이로드에는 가입자들에게 전송할 데이터들이 존재한다(s400).

제2단계로써, GTC 프레임 처리부(303)는 GTC 프레임의 동기화 패턴(Psync) 이후부터 GTC 프레임의 끝까지 디스크램블링을 수행한다(s401).

이후 제3단계로써, GTC 프레임 역 다중화부(306)는 하향 GTC 프레임에서 GTC프레임 헤더에 포함된 PLOAM데이터와 상향 대역 할당 정보(US BW MAP, Upstream Bandwidth MAP), GTC페이로드를 추출한다(s402).

그리고 제4단계로써, GEM 프레임 역 다중화부(309)는 GTC프레임 페이로드에 포함된 GEM헤더(GH)에 대한 에러를 체크하면서 GEM 프레임들을 추출한다. GEM프레임 헤더에 에러가 발견되면 해당 GEM 프레임의 데이터는 버린다(s403).

제5단계로써, GEM 프레임 역 다중화부(309)는 GEM 프레임 헤더 내에 포함된 GEM 프레임 식별자를 이용하여 OMCI프레임과 가입자로 전송할 이더넷 프레임을 추출한 후 GEM 프레임 헤더를 띄어낸다(s404).

그리고 제6단계로써, 가입자 인터페이스부(305)는 가입자에게 이더넷 프레임을 전송하기 위해 8바이트의 프리앰블을 붙이고, IFG(Inter Frame Gap) 간격에 따라 이더넷 프레임을 가입자측으로 전송한다(s405).

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가입자 종단장치(ONT)의 MAC(B300)에서 처 리되는 상향 프레임 처리과정을 설명하기 위한 도면을 도시한 것이다. 상기 MAC(B300)에서 상향 1.244Gbps 또는 2.488Gbps 전송속도로 GPON 프레임을 처리하는 과정 역시 크게 6단계를 통해 이루어 진다.

우선 제1단계로써, 가입자 인터페이스부(305)를 통해 가입자의 이더넷 프레임들이 수신된다(s500).

제2단계로써, 가입자 인터페이스부(305)는 입력된 이더넷 프레임에서 프리앰블을 제거한 후 서비스 타입에 따라 해당 서비스 T-CONT(Traffic Container)에 전송한다(s501).

제3단계로써, GEM 프레임 다중화부(310)는 가입자 인터페이스부(305)로부터 입력된 이더넷 프레임들에 대해 GEM 프레임 헤더를 생성하여 해당 이더넷 프레임에 붙인다. 그리고 서비스 T-CONT 큐(Queue)에 대기하고 있다가 상향 대역 할당 정보로부터 추출된 상향 전송 시간이 되면 GTC 프레임 페이로드를 전송한다. 이때, 상향 전송 대역 정보에 따라 DBR(Dynamic Bandwidth Report)정보가 포함 또는 미포함된다. GEM 프레임 다중화부(310)는 GTC 프레임 페이로드를 구성 할 때, OMCI송수신부(312)로부터 OMCI GEM 프레임이 입력되면 이를 도시한 바와 같이 프레임 맨 앞에 실어 준다(s502).

제4단계로써, GTC 프레임 다중화부(308)는 GTC 프레임 헤더를 생성하여 GEM프레임 다중화부(310)로부터 수신된 GTC 프레임 페이로드에 붙여서 하나의 상향 GTC 프레임을 만든다. 이러한 GTC 프레임 헤더에는 상향 전송 대역 정보에 따라 PLOAM 송수신부(311)로부터 입력된 PLOAM이 포함된다. 또한 GTC 프레임 다중화 부(308)는 상향 전송 속도에 따라 GTC 프레임의 프리앰블 길이를 다르게 사용한다. 즉, 1.244Gbps일 경우에는 64비트의 프리앰블을 사용하고, 2.488Gbps일 경우에는 128비트의 프리앰블을 사용한다(s503).

제5단계로써, GTC 프레임 다중화부(308)는 생성된 GTC 프레임에 대한 스크램블링 기능을 수행한다. 스크램블링은 딜리미터(Delimiter) 이후부터 수행한다(s504).

제6단계로써, 출력신호 직렬화부(301)는 수신된 상향 GTC 프레임에 대해 상향 전송 속도에 따라 GTC 프레임을 그대로 전송하거나 각 비트를 2번 복사해서 전송한다. 즉, 사용자에 의해 선택된 전송속도가 1.244Gbps라면 GTC 프레임의 각 비트를 2번 반복해서 전송하며, 선택된 전송속도가 2.488Gbps라면 각 비트를 그대로 전송한다. 참고적으로 상향 GTC 프레임의 전송시간 동안에만 광 모듈의 출력이 제어될 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 하향으로 10Gbps와 상향으로 1.244Gbps 또는 2.488Gbps의 전송속도를 제공하기 때문에 20Mbps급 고화질의 IPTV 서비스를 최대 500채널까지 서비스 제공할 수 있다. 아울러 본 발명은 단일 GPON ONT장치를 통해 상향 1.244Gbps용 GPON OLT장치 또는 2.488Gbps GPON OLT장치와 추가 장치 없이 사용자의 선택에 따라 쉽게 정합할 수 있기 때문에, 상대측 시스템 사양에 맞게 호환 사용될 수 있는 이점이 있다. 또한 본 발명은 G.984 그룹의 GPON 표준에 따라 상향으로 1.244Gbps 또는 2.488Gbps의 상용 BM(Burst Mode)-IC 칩을 모두 이용할 수 있는 특징을 갖는다.

도 1은 ITU-T G.984그룹의 표준에 따른 기가 비트 수동형 광 가입자망(GPON)의 가입자 종단장치(ONT) 구조 예시도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 GPON ONT의 블럭구성도.

도 3은 도 2중 GPON ONT MAC 모듈(B300)의 구조 예시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가입자 종단장치(ONT)의 MAC(B300)에서 처리되는 하향 프레임 처리과정을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가입자 종단장치(ONT)의 MAC(B300)에서 처리되는 상향 프레임 처리과정을 설명하기 위한 도면.

Claims

광전변환부를 포함하는 기가 비트 수동형 광 가입장망(GPON)의 가입자 종단장치(ONT)에 있어서,

상기 광전변환부에서 출력되는 하향 전기신호에서 클럭을 추출하고 그 전기신호를 병렬신호로 변환하기 위한 디먹스(Demux)와;

상향 병렬 전기신호를 상기 디먹스에서 추출된 클럭을 이용하여 직렬 전기신호로 변환하기 위한 먹스(Mux)와;

기가 비트 수동형 광 가입자망(GPON)의 프로토콜 처리 기능을 가지되, 상향신호에 대하여 적어도 두 개의 전송속도 중 사용자 선택에 따라 어느 하나의 전송속도를 서비스하되, 설정되는 상향 전송속도에 따라 GTC(GPON Transmission Convergence) 프레임의 프리앰블 길이를 다르게 설정하여 사용하는 매체접근제어(MAC) 블럭과;

상기 매체접근제어블럭에서 추출된 가입자 이더넷 프레임을 가입자 포트로 전송하기 위한 물리(PHY)계층부와;

상기 물리계층부에서 출력되는 하향 전기신호를 광신호로 변환 출력하거나 입력 광신호를 전기신호로 변환하여 상기 물리계층부로 출력하기 위한 광 모듈;을 포함함을 특징으로 기가 비트 수동형 광 가입자망의 가입자 종단장치.
청구항 1에 있어서, 상기 매체접근제어블럭은 사용자 선택에 따라 상향 2.488Gbps 또는 1.244Gbps의 전송속도를 서비스하고 하향 10Gbps의 전송속도를 서비스함을 특징으로 하는 기가 비트 수동형 광 가입자망의 가입자 종단장치.
삭제
청구항 1 에 있어서, 상기 매체접근제어블럭은 상향 1.244Gbps의 전송속도에서 GTC 프레임을 반복 전송함을 특징으로 하는 기가 비트 수동형 광 가입자망의 가입자 종단장치.
청구항 1에 있어서, 상기 매체접근제어블럭은,

상기 디먹스에서 출력되는 데이터를 병렬화하고, 입력주파수를 분주하기 위한 입력신호 병렬화부와;

사용자 선택에 따라 설정 가능한 제1 또는 제2전송속도에서 각각 상기 먹스와 정합하기 위해 설정되는 클럭 주파수에 따라 입력 데이터를 각 비트별로 반복 전송하거나 직접 전송하는 출력신호 직렬화부와;

하향 데이터에서 GTC 프레임의 동기패턴을 찾아 정렬된 GTC 프레임을 출력하고, 상향 GTC 프레임의 전송에 필요한 광 출력 제어신호를 출력하기 위한 GPON 인터페이스부와;

상향 및 하향 GTC 프레임을 처리하되, 적어도 설정 가능한 제1 또는 제2전송속도에 따라 서로 다른 길이의 프리앰블을 상향 GTC 프레임에 추가하기 위한 GTC 프레임 처리부와;

상향 및 하향 GEM(GPON Encapsulation Method) 프레임을 처리하기 위한 GEM 프레임 처리부와;

사용자 선택에 따른 전송속도 설정값을 전달받기 위한 CPU 인터페이스부와;

상기 GEM 프레임 처리부로부터 수신된 이더넷 프레임을 가입자측으로 전달하기 위한 가입자 인터페이스부;를 포함함을 특징으로 하는 기가 비트 수동형 광 가입자망의 가입자 종단장치.
청구항 5에 있어서, 상기 입력신호 병렬화부는 16비트의 데이터를 64비트 데이터로 병렬화하고 입력주파수를 155.52MHz 클럭 주파수로 분주하며, 상기 출력신호 직렬화부는 상향 2.488Gbps 또는 1.244Gbps의 전송속도에서 각각 77.76MHz 또는 155.52MHz 클럭 주파수에 따라 입력되는 16비트 데이터를 반복 전송하거나 직접 전송함을 특징으로 하는 기가 비트 수동형 광 가입자망의 가입자 종단장치.
청구항 6에 있어서, 상기 출력신호 직렬화부는,

상향 1.244Gbps의 전송속도에서 GTC(GPON Transmission Convergence) 프레임을 반복 전송함을 특징으로 하는 기가 비트 수동형 광 가입자망의 가입자 종단장치.
상향신호에 대하여 복수의 전송대역 서비스가 가능한 GPON 가입자 종단장치 의 상향 프레임 처리방법에 있어서,

가입자의 이더넷 프레임들을 수신하고 수신된 이더넷 프레임들에서 프리앰블을 제거하는 단계와;

수신된 이더넷 프레임들에 대해 GEM 프레임 헤더를 생성 및 삽입하여 GTC 프레임 페이로드를 구성하되, 상향 전송대역 정보에 따라 DBR(Dynamic Bandwidth Report)정보 및 OMCI GEM 프레임을 삽입하는 단계와;

사용자 선택에 따라 설정된 전송속도에 맞는 프리앰블 길이를 사용하여 GTC 프레임 헤더를 생성하고 그 생성된 헤더를 상기 GTC 프레임 페이로드에 붙여 하나의 상향 GTC 프레임을 생성하는 단계와;

상기 생성된 상향 GTC 프레임을 스크램블링한후 그 상향 GTC 프레임을 설정된 전송속도에 따라 전송하거나 반복 전송하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 GPON 가입자 종단장치의 상향 프레임 처리방법.
청구항 8 에 있어서, 상기 상향 GTC 프레임을 구성하는 프리앰블의 길이는 설정된 전송속도가 2.488Gbps일때 128비트이고, 전송속도가 1.244Gbps일때 64비트임을 특징으로 하는 GPON 가입자 종단장치의 상향 프레임 처리방법.
청구항 8 또는 청구항 9에 있어서, 상기 상향 GTC 프레임은 사용자 선택에 따라 설정되는 전송속도가 2.488Gbps일때 1회, 1.244Gbps일때 2회 반복 전송됨을 특징으로 하는 GPON 가입자 종단장치의 상향 프레임 처리방법.