KR100998582B1 - 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템 및 그의 통신 방법 - Google Patents

지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템 및 그의 통신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수동형 광 가입자망(PON) 시스템에서 지역 가입자간의 통신 서비스를 위해 광통신망 유니트간의 로컬 데이터를 광대역 데이터와 독립적으로 처리하고 제어할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, PON 상하향 데이터를 전송하는 광 전송로 종단장치와; N개 광 통신망 유니트들로부터 전송되는 광대역 상향 데이터의 파장을 제1광성형 결합기로 결합한 후 제2저밀도파장분할다중화기를 통해 상기 광 전송로 종단장치에 전달하고, N개의 광 통신망 유니트들로부터 전송되는 로컬 데이터의 파장을 상기 제1광성형 결합기로 결합하고 상기 제2저밀도파장분할다중화기로 필터링된 후 제2광성형 결합기를 통해 다른 광 통신망 유니트들에 브로드캐스팅하는 원격노드와; 상향 전송모드에서 광대역 상향 데이터의 파장과 로컬 데이터의 파장을 제3저밀도파장분할다중화기를 통해 상기 원격노드에 전송하고, 하향 전송모드에서는 상기 원격노드로부터 전송된 광대역 하향 데이터의 파장을 상기 제3저밀도파장분할다중화기로 필터링하여 수신하고, 제1버스트모드 수신기를 통해 로컬 데이터를 수신하는 구조로 구성된 다수의 광 통신망 유니트와; 임의의 광 통신망 유니트에서 전송되는 로컬 데이터의 파장들을 상기 원격노드의 제2광성형 결합기를 통해 다른 광 통신망 유니트에 전송함에 있어서, 광대역 데이터들과 독립적으로 전송되도록 제어하는 로컬전송제어서버에 의해 달성된다.

Description

지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템 및 그의 통신 방법{SYSTEN OF PASSIVE OPTICAL NETWORK FOR LOCAL CUSTOMER NETWORKING AND COMMUNICATION METHOD THEREOF}
본 발명은 수동형 광 가입자망(PON) 시스템에서 광대역 통신 서비스와 지역 가입자간의 통신 서비스가 가능하도록 한 기술에 관한 것으로, 특히 지역 가입자간의 통신 서비스를 위해 광통신망 유니트간의 로컬 데이터를 광대역 데이터와 독립적으로 처리하고 제어할 수 있도록 한 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템 및 그의 통신 방법에 관한 것이다.
근래 들어, 국내 인터넷망중 가장 많이 쓰이는 것은 FTTC(FTTC: Fiber-to-the-Curb)방식으로서, 이는 아파트 단지 등 밀집 지역까지만 광섬유로 연결하고 각 가입자 단말기까지는 구리선이나 동축케이블로 연결하는 방식이다.
그런데, 최근 들어 FTTH 서비스를 위한 경제성을 고려한 광 가입자망으로 수동형 광 가입자망(PON: Passive Optical Network)이 이용되고 있다. 수동형 광 가입자망은 기존 동선이나 동축 케이블이 아닌 광 케이블을 이용하여 기업이나 일반 가정에까지 최대 Gbps급의 초고속 광대역 서비스를 제공할 수 있도록 하는 광 가입자 망 구축 기술의 하나로서, 수동형 광 스플리터(POS: Passive Optical Splitter)를 이용하여 하나의 광 전송로 종단장치(OLT: Optical Line Terminal)가 다수의 광 통신망 유니트(ONU: Optical Network Unit)에 접속할 수 있도록 하는 방식이다.
수동형 광 가입자망 기술은 하나의 총 대역폭을 여러 가입자들이 공유할 수 있도록 분기가 가능한 트리 형태의 점대다(point-to-multipoint) 토폴로지를 지원하므로 광 선로 구축 비용이 다른 방식들과 비교하여 적게 소요되며, 스플리터와 같은 수동형 장치를 사용하기 때문에 전력 공급 문제나 유지, 보수 등을 걱정할 필요가 없는 경제적인 장점이 있어 오랫동안 통신 사업자들이 많은 관심을 가져왔다.
종래의 수동형 광 가입자망 시스템은 광대역 서비스, 즉 광 통신망 유니트에서 전송하여 광 전송로 종단장치를 통해 백본망으로 향하는 상향트래픽을 서비스하는 기능을 수행하였다. 최근들어, 하나의 OLT에 의해 서비스되는 광 통신망 유니트들 간의 통신은 다양한 PON 서비스 중에 새롭게 떠오르는 네트워크 서비스이다. 특히, 광 통신망 유니트에 연결된 가입자수가 많아지며 커버리지가 넓어지는 FTTB(FTTB: Fiber-To-The-Building) 혹은 FTTN(FTTN: Fiber-To-The-Node)으로 이루어진 망에서 광 통신망 유니트들 간의 통신은 꼭 필요한 수동형 광 가입자망 시스템의 부가 기능이다. 이러한 기능을 위해 IEEE 802.3ah에서는 PON 구조에 LAN(LAN: Local Area Network) 에뮬레이션 기능을 제공하기 위한 기술들을 제안하였다. 이러한 기존의 기술은 라우터나 802.1D 브리지 기능이 추가된 광 전송로 종단장치가 광 통신망 유니트로부터 전달된 로컬 트래픽을 다시 하향채널을 통해 전송하도록 하는 것이다.
도 1은 수동형 광 가입자망 시스템에서 종래의 LAN 에뮬레이션에 의한 광대역 서비스 데이터와 지역 가입자간의 로컬 데이터의 전송 경로를 나타낸 전체 구성도이다.
수동형 광 가입자망에서 전송되는 데이터 타입은 두 가지가 있다. 그 중에서 하나의 데이터 타입은 중앙국에 있는 광 전송로 종단장치(OLT)(110)에서 수동 광 스플리터(Passive splitter/coupler)(120)를 통해 각각의 광 통신망 유니트(ONU)(130)까지 전송되거나 그 반대 방향으로 전송되는 광대역 상하향 데이터(Upstream/Downstream)이고, 다른 하나의 데이터 타입은 각각의 광 통신망 유니트들 간에 전송되는 로컬 데이터(Local data)이다. 이러한 로컬 데이터(Local data)는 특히 가입자수가 많고 집선률이 높은 FTTB와 FTTC 등에서 많이 발생한다.
그러나, 수동형 광 가입자망 시스템에서의 종래 기술에 의한 공유 랜(shared LAN) 에뮬레이션 기술은 상향과 하향 채널의 일부분을 로컬 트래픽을 전송하기 위해 사용하기 때문에 기존의 광대역 서비스를 위한 대역폭의 희생을 초래하게 되고, 이에 의해 광대역 서비스를 위한 대역폭이 축소되는 문제점이 발생되었다.
또한, 광 전송로 종단장치가 LAN 에뮬레이션 기능 및 로컬 트래픽을 위한 프로세싱과 버퍼 스케쥴링 기능 등을 구비해야 하므로, 이에 의해 시스템 구성이 복잡해지는 단점을 갖게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 수동형 광 가입자망(PON) 시스템에서, 지역 가입자간의 통신 서비스를 위해 광통신망 유니트(ONU)단에 로컬 전송 제어 서버(LTCS)를 구비하여 광통신망 유니트간의 로컬 데이터를 광대역 데이터와 독립적으로 처리하고 제어할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 목적들은 앞에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래 설명에 의해 더욱 분명하게 이해될 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
PON 하향 데이터의 파장을 전송함과 아울러 광 통신망 유니트들로부터 전송된 PON 상향 데이터의 파장을 수신하고, 상기 PON 상하향 데이터의 두 파장을 제1저밀도파장분할다중화기로 필터링하여 데이터 송수신이 가능하도록 하는 광 전송로 종단장치와;
N개 광 통신망 유니트들로부터 전송되는 광대역 상향 데이터의 파장을 제1광성형 결합기로 결합한 후 제2저밀도파장분할다중화기를 통해 상기 광 전송로 종단장치에 전달하고, N개의 광 통신망 유니트들로부터 전송되는 로컬 데이터의 파장을 상기 제1광성형 결합기로 결합하고 상기 제2저밀도파장분할다중화기로 필터링된 후 제2광성형 결합기를 통해 다른 광 통신망 유니트들에 브로드캐스팅하는 원격노드와;
상향 전송모드에서 광대역 상향 데이터의 파장과 로컬 데이터의 파장을 제3저밀도파장분할다중화기를 통해 상기 원격노드에 전송하고, 하향 전송모드에서는 상기 원격노드로부터 전송된 광대역 하향 데이터의 파장을 상기 제3저밀도파장분할다중화기로 필터링하여 수신하고, 제1버스트모드 수신기를 통해 로컬 데이터를 수신하는 구조로 구성된 다수의 광 통신망 유니트와;
임의의 광 통신망 유니트에서 전송되는 로컬 데이터의 파장들을 상기 원격노드의 제2광성형 결합기를 통해 다른 광 통신망 유니트에 전송함에 있어서, 광대역 데이터들과 독립적으로 전송되도록 제어하는 로컬전송제어서버로 구성함을 특징으로 한다.
상기 광통신망 유니트는,
제1버스트 모드 수신기를 통해 로컬 데이터와 로컬 그랜트 메시지가 수신되면 이들의 타입을 분류하여 그 분류된 로컬 데이터를 광통신망유니트의 출력단에 연결되어 있는 가입자 단말기들에 하향 전송하는 로컬 매체접근콘트롤러와;
제1연속 모드 수신기를 통해 입력되는 데이터를 PON 하향 데이터와 PON 그랜트 정보로 분류하고, 그 분류된 PON 하향 데이터를 상기 광통신망유니트의 출력단에 연결되어 있는 가입자 단말기들에게 하향 전송하는 PON 매체접근콘트롤러와;
상기 로컬 그랜트 메시지의 정보를 획득하여 ONU 제어계층 내의 ONU 전송제어기에 전달하는 로컬 그랜트 프로세서와;
상기 PON 그랜트 정보를 획득하여 ONU 제어계층 내의 ONU 전송제어기에 전달하는 PON 그랜트 프로세서와;
PON 상향 데이터 또는 로컬 데이터를 전송하기 위한 전송제어신호를 스케쥴러에 전송하는 ONU 전송제어기와;
상기 전송제어신호를 근거로 PON 상향 데이터 또는 로컬 데이터 전송되도록 스위치를 절환하는 스케쥴러를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
상기 로컬전송제어서버는,
제2연속모드 수신기와 제2버스트모드 수신기를 통해 데이터를 수신받아 로컬 데이터 전송의 종료를 알리는 LTE 메시지와 폰 그랜트 메시지로 분류하고, 로컬 데이터를 전송할 광통신망유니트의 정보를 포함한 로컬 그랜트 메시지를 제3송신기를 통해 해당 광통신망 유니트에 출력하는 폰/로컬 매체접근콘트롤러와;
상기 분류된 LTE 메시지를 로컬 그랜트 콘트롤러에 전달하는 LTE 프로세서와;
상기 분류된 폰 그랜트 메시지로부터 각 광통신망유니트들의 폰 상향 데이터 전송순서와 전송시간에 대한 정보를 획득하여 상기 로컬 그랜트 콘트롤러에 전달하는 PON 그랜트 프로세서와;
폰 그랜트 정보와 LTE 정보를 근거로 다음의 로컬 데이터를 전송할 광통신망유니트를 결정하는 로컬 그랜트 콘트롤러와;
상기 로컬 그랜트 콘트롤러에 의해 결정된 로컬 데이터를 전송할 광통신망유니트의 정보를 포함한 상기 로컬 그랜트 메시지를 생성하여 상기 폰/로컬 매체접근콘트롤러에 전송하는 로컬 그랜트 제너레이터로 구성함을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은,
로컬전송제어서버가 광 통신망 유니트들의 PON 데이터 전송 구간을 제외한 나머 지 구간에서 로컬 데이터를 전송할 수 있도록 그 광 통신망 유니트들의 로컬 데이터 전송 순서를 결정하고, 그 결정 정보가 포함된 로컬 그랜트 메시지를 해당 광 통신망 유니트에 전송하는 제1과정과;
상기 로컬그랜트 메시지를 전송받은 광 통신망 유니트가 로컬 데이터를 목적한 광 통신망 유니트에 전송하고, 전송이 종료되는 것을 알리기 위한 LTE 메시지를 상기 로컬전송제어서버에 전송하는 제2과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 수동형 광 가입자망 구조에서 광 통신망 유니트들간의 통신을 위해 로컬전송제어서버(LTCS)를 구비하여 기존의 PON 데이터 전송을 제어 및 처리하는 광 전송로 종단장치와는 독립적으로 로컬 데이터를 처리 및 제어할 수 있도록 함으로써, 로컬 데이터의 전송효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 가입자수가 많고 집선률이 높은 FTTB와 FTTC로 이루어진 네트워크 시스템에서 로컬 데이터의 전송효율이 한층 더 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기존의 수동형 광 가입자망 구조를 그대로 유지하면서 적용할 수 있으므로, 기존의 수동형 광 가입자망 구조에 손쉽게 적용할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 광 전송로 종단장치(210), 원격노드(RN: Remote Node)(220), 광 통신망 유니트(230) 및 로컬전송제어서버(LTCS)(240)로 구성한다.
광 전송로 종단장치(210)는 하나의 송신기(Tx1)와 수신기(Rx1)를 구비함과 아울러, 저밀도파장분할다중화기(CWDM: Coarse Wavelength Division Multiplexer)(CWDM1)를 구비한다. 상기 송신기(Tx1)는 통상의 PON 하향 데이터의 파장(광신호)(λd)을 전송한다. 수신기(Rx1)는 광 통신망 유니트(230)들로부터 전송된 PON 상향 데이터의 파장(λu)을 수신한다. 저밀도파장분할다중화기(CWDM1)는 상기 PON 상하향 데이터의 두 파장 (λu),(λd)을 도 3에서와 같이 필터링하여 데이터 송수신이 가능하도록 한다.
원격노드(220)는 1xN의 입출력 단자를 가지는 2개의 광성형 결합기(SC: Star Coupler)(SC1),(SC2)와 저밀도파장분할다중화기(CWDM2)를 구비한다. 먼저, PON 상향 전송의 경우, N개 광 통신망 유니트(230)들로부터 전송되어지는 광대역 상향 데이터의 파장(λu)들은 광성형 결합기(SC1)에서 결합된 후 저밀도파장분할다중화기(CWDM2)를 통해 광 전송로 종단장치(210)에 전달된다. 반면, 로컬 전송모드의 경우, N개의 광 통신망 유니트(230)들로부터 전송되어지는 로컬 데이터의 파장(λL)이 상기 광성형 결합기(SC1)에 의해 결합되고, 저밀도파장분할다중화기(CWDM2)에 의해 도 3에서와 같이 필터링된 후 광성형 결합기(SC2)를 통해 다른 광 통신망 유니트들에 브로드캐스팅 된다.
상기 로컬 데이터의 파장(λL)의 흐름을 살펴보면, 임의의 광 통신망 유니트(230)로부터 전송된 로컬 데이터의 파장(λL)은 통상의 PON 시스템에서와 같이 광 전송로 종단장치(210)까지 거치지 않고 원격노드(220)만을 거쳐 다른 광 통신망 유니트(230)들에게 전송되기 때문에 로컬 가입자간의 직접 통신이 가능하게 됨을 알 수 있다. 하향 전송의 경우, 광 전송로 종단장치(210)로부터 전송되는 광대역 하향 데이터의 파장(λd)은 상기 저밀도파장분할다중화기(CWDM2)와 광성형 결합기(SC1)를 통해 광 통신망 유니트(230)들에게 브로드캐스팅 된다.
광 통신망 유니트(230)는 1개의 어레이 송신기(Tx2)와 2개의 연속모드 수신기(CRx1), 버스트모드 수신기(BRx1)와 저밀도파장분할다중화기(CWDM3)를 구비한다. 상기 어레이 송신기(Tx2)는 트래픽의 특성에 따라 광대역과 로컬 데이터(Local Data)를 전송하기 위한 2개의 파장(λu, λL)을 스위칭하여 전송하는 저가의 광원 역할을 수행한다. 연속모드 수신기(CRx1)는 광대역 하향 데이터 수신을 위한 에스 밴드(S-Band)의 파장(λd)을 수신하는 연속 모드의 수신기(Continuous Mode Receiver)이고, 버스트모드 수신기(BRx1)는 로컬 데이터(Local Data) 수신을 위한 C-Band의 λL을 수신하는 버스트 모드의 수신기(Burst Mode Receiver)이다.
상향 전송의 경우, 광대역 상향 데이터의 파장(λu)과 로컬 데이터의 파장(λL) 을 저밀도파장분할다중화기(CWDM3)를 통해 상기 원격노드(220)에 전송하고, 하향 전송의 경우, 상기 원격노드(220)로부터 전송된 광대역 하향 데이터의 파장(λd)을 저밀도파장분할다중화기(CWDM3)에서 인버스 형태로 필터링(도 3참조)하여 연속모드 수신기(CRx1)에 출력한다.
도 2에서의 시스템 작동원리를 살펴보면, 상기 광대역 상향 데이터의 파장(λu)과 광대역 하향 데이터의 파장(λd)은 통상의 PON 시스템에서의 상하향 전송 원리와 동일하다. 하지만, 로컬 데이터의 파장(λL)은 광 통신망 유니트(230)들 간의 통신을 위해 본 발명에서 새롭게 도입한 파장으로서 이의 전송원리에 주목할 필요가 있다.
먼저, 로컬 데이터 통신을 위해 임의의 광 통신망 유니트(ONUi)(230)에 위치한 어레이 송신기(Tx2)로부터 전송되는 로컬 데이터의 파장(λL)은 광대역 상향 데이터의 파장(λu)과 동시에 전송할 수 없다. 또한, 다른 광 통신망 유니트(ONUj)(230)의 어레이 송신기(Tx2)로부터 전송되는 로컬 데이터의 파장(λL)과 같은 시간대에 겹쳐서 전송되어서도 안 된다. 왜냐하면, 2개 이상의 광 통신망 유니트(230)들로부터 동 시간대에 로컬 데이터의 파장(λL)이 전송되는 경우 상기 원격노드(220)의 광성형 결합기(SC1)에서 겹치게 되어 광신호의 간섭효과가 나타나고 이에 의해 정보가 손실되기 때문이다.
이를 감안하여, 로컬전송제어서버(240)는 임의의 광 통신망 유니트(230)에서 전송되는 로컬 데이터의 파장(λL)들을 원격노드(220)를 통해 다른 광 통신망 유니트(230)에 전송되도록 함에 있어서, 광대역 데이터들과 독립적으로 전송되도록 제어하여 상기와 같이 상향 데이터의 파장(λu)과 동시에 전송되거나 다른 로컬 데이터의 파장(λL)과 같은 시간대에 겹쳐서 전송되는 등의 문제점이 야기되지 않도록 하는 역할을 수행한다.
상기 로컬전송제어서버(240)는 상기 광 통신망 유니트(230)의 주변에 독립적으로 설치되거나, 그 광 통신망 유니트(230)의 내부에 설치하여 일부 소자들을 공유하게 할 수도 있다.
한편, 도 4는 상기 도 3에 대한 보다 구체적인 실시예를 나타낸 것으로, 상기 원격노드(220)에서 파장당 N개의 분기를 가질 경우, 1개의 로컬전송제어서버(LTCS)와 N-1개의 광 통신망 유니트(ONU1~ONUn-1)로 구성한 망구조를 나타낸 것이다. 여기서, 광 통신망 유니트(230)는 상기 N-1개의 광 통신망 유니트(ONU1~ONUn-1) 중에서 임의의 광 통신망 유니트를 의미하고, 로컬전송제어서버(240)는 상기 로컬전송제어서버(LTCS)를 의미한다.
먼저, 상기 로컬전송제어서버(240)의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
연속모드 수신기(CRx2)와 버스트모드 수신기(BRx2)를 통해 수신되는 데이터는 폰(PON: Passive Optical Network)/로컬(Local) 매체접근콘트롤러(Media Access Controller(241)에 의해 로컬 데이터 전송의 종료를 알리는 LTE(LTE: Local Transmission End) 메시지(LTE frame)와 폰(PON: Passive Optical Network) 그랜트(Grant) 메시지(PG frame)로 분류된다.
상기 분류된 LTE 메시지에는 로컬 데이터 전송이 끝난 광 통신망 유니트(ONU)의 정보가 들어있으며, 이러한 정보는 LTE 프로세서(242)에 의해 획득되어 로컬 그랜트 콘트롤러(244)에 전달된다.
이에 비하여, 상기 폰 그랜트 메시지는 상기 폰/로컬 매체접근콘트롤러(241)에서 PON 그랜트 프로세서(243)에 전달되어, 각 광통신망유니트(ONU)들의 폰 상향 데이터 전송순서와 전송시간에 대한 정보가 획득되어 상기 로컬 그랜트 콘트롤러(244)에 전달된다.
상기 로컬 그랜트 콘트롤러(244)는 폰 그랜트 정보의 구간을 블라인드(blind) 구간으로 인식한다. 상기 로컬 그랜트 콘트롤러(244)의 블라인드 스케쥴링(blind scheduling) 알고리즘에서는 상기 폰 그랜트 정보와 LTE 정보를 근거로 다음의 로컬 데이터를 전송할 광통신망유니트(ONU)를 결정한 후 로컬 그랜트 제너레이터(Local Grant Generator)(245)를 통해 로컬 데이터를 전송할 광통신망유니트(ONU)의 정보를 포함한 로컬 그랜트 메시지(LG frame)를 생성하여 λL 신호로 전송하게 된다.
이렇게 전송된 로컬 그랜트 메시지는 원격노드(220)에서 광스플리터를 통해 각각의 광통신망유니트(ONU)에게 전송된다.
결국, 본 발명의 블라인드 알고리즘에서는 로컬 데이터를 전송할 광통신망유니 트(ONU)를 결정할 때, 임의의 광통신망유니트(ONU)가 PON 데이터를 전송하고 있으면 그 전송기간을 블라인드 구간으로 간주하고, 다음의 적절한 위치에 있는 광통신망유니트(ONU)에게 로컬 그랜트 메시지를 할당하여 전송하도록 한다.
또한, 상기 광 통신망 유니트(230)의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다
연속 모드 수신기(CRx1)를 통해 입력되는 PON 하향 데이터(PON Data)와 PON 그랜트 메시지(PON Grant)는 PON 매체접근콘트롤러(232)에서 PON 하향 데이터와 PON 그랜트 정보로 분류된다. 상기 분류된 PON 하향 데이터는 광통신망유니트(230)의 출력단에 연결되어 있는 가입자 단말기들에 하향 전송된다.
PON 그랜트 프로세서(234)는 상기 PON 그랜트 메시지 내의 정보를 획득하여 ONU 제어계층(control plane)(235) 내의 ONU 전송제어기(235A)에 전달한다. 이에 따라, 상기 ONU 전송제어기(235A)는 PON 상향 데이터를 전송하기 위해 광 전송로 종단장치(210)로부터 할당된 대역 정보를 인식한 후 그에 따른 전송제어신호를 스케쥴러(Scheduler)(237)에 출력하여 PON 상향 데이터가 전송되도록 한다.
상기 ONU 제어계층(235) 내의 리포트 제너레이터(Report Generator)(235B)는 상기와 같이 PON 상향 데이터를 전송한 직후 현재 PON 데이터 버퍼(236B)의 상태를 모니터링하여 그에 따른 리포트 메시지를 상기 ONU 전송제어기(235A)에 출력한다.
한편, 버스트 모드 수신기(BRx1)를 통해 로컬 데이터(Local Data)와 로컬 그랜트 메시지(Local Grant)가 수신되면 로컬 매체접근콘트롤러(231)에서 각각의 타입을 분류한다.
상기 분류된 로컬 데이터(Local Data)는 광통신망유니트(230)의 출력단에 연결 되어 있는 가입자 단말기들에 하향 전송된다.
로컬 그랜트 프로세서(233)는 상기 로컬 그랜트 메시지의 정보를 획득하여 ONU 제어계층(control plane)(235) 내의 ONU 전송제어기(235A)에 전달한다. 이에 따라, 상기 ONU 전송제어기(235A)는 로컬 데이터(Local Data)를 전송하기 위한 전송제어신호(전송시간)를 상기 스케쥴러(237)에 출력한다.
이때, 상기 스케쥴러(237)는 상기 전송제어신호를 근거로 PON 상향 데이터(PON Data)가 전송되도록 하거나, 로컬 데이터(Local Data)가 전송되도록 스위치(237C)를 절환한다.
LTE 제너레이터(235C)는 가입자 단말기들로부터 입력된 로컬 데이터(Local Data)의 전송 동작이 종료될 때 그 사실을 알리기 위한 LTE 메시지를 생성하여 상기 로컬전송제어서버(240)에 전송한다.
한편, 도 5는 본 발명에 적용되는 PON 제어 프레임과 로컬 제어 프레임의 포맷을 나타낸 것이다. 로컬전송제어서버(240)에는 제어 프레임인 로컬 그랜트(Local Grant) 메시지와 폰 그랜트(PON Grant) 메시지, 그리고 LTE 메시지가 사용되며, 프레임 내의 Op_code 필드값을 근거로 메시지의 종류를 분류한다.
다음으로, 로컬 데이터의 파장(λL)을 이용한 로컬 데이터 전송에 있어서, 데이터 간 충돌이 일어나지 않도록 하면서 기존의 PON 데이터 전송에 어떠한 영향을 주거나 받지 않고 독립적으로 로컬 데이터를 전송하기 위한 블라인드 스케쥴링 알고리즘(Blind Scheduling Algorithm)에 대하여 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같 다. 이와 같은 블라인드 스케쥴링 알고리즘은 상기 로컬전송제어서버(240)의 로컬 그랜트 콘트롤러(244)에서 동작되어 각 광 통신망 유니트(ONU0~ONUn-1)이 로컬데이터를 전송할 수 있는 순서와 전송시간을 결정한다. 도 6에서, "OLT"는 광 전송로 종단장치(210)를 의미하고, "LTCS"는 로컬전송제어서버(240)를 의미하며, "ONU0~ONUn-1"는 각각의 광 통신망 유니트(230)를 의미한다.
본 실시예에서는 하나의 광 전송로 종단장치(OLT)에 하나의 로컬전송제어서버(LTCS)와 31개의 광 통신망 유니트(ONU)들이 연결되어 있는 구조이다.
로컬전송제어서버(LTCS)는 광 전송로 종단장치(OLT)로부터 모든 PON 그랜트 메시지를 수신하여, PON 상향 데이터 전송을 위한 각 광 통신망 유니트(ONU)들의 PON 데이터 전송 순서와 전송 시간에 대해 알 수 있다. 상기 로컬전송제어서버(LTCS)는 각 광 통신망 유니트(ONU)들이 로컬 데이터(Local Data) 전송을 완료한 직후에 자신의 로컬 데이터 전송 종료를 알리기 위해 전송하는 LTE 메시지를 수신하여, 다음 광 통신망 유니트(ONU)의 로컬 데이터 전송을 위한 로컬 그랜트 메시지(LG)를 해당 광 통신망 유니트(ONU)들에게 전송하는 역할을 수행한다. 다시 말해서, 상기 로컬전송제어서버(LTCS)는 로컬 데이터 통신을 위한 제어서버의 역할을 수행한다.
도 6의 타이밍도를 살펴보면, 상기 광 전송로 종단장치(OLT)는 광 통신망 유니트(ONU)들에게 PON 상향 데이터를 전송할 때, ONU0, ONU1, …, ONU29, ONU30 순으로 전송한다. 상기 설명에서와 같이 각 광 통신망 유니트(ONU)는 동시에 PON 상향 데이터와 로컬 데이터를 전송할 수 없다.
이를 감안하여, 로컬 데이터의 제어 및 처리를 담당하는 로컬전송제어서 버(LTCS)에서는 광 통신망 유니트(ONU)의 PON 데이터 전송 구간을 제외한 나머지 구간에서 로컬 데이터를 전송할 수 있도록 광 통신망 유니트(ONU)의 로컬 데이터 전송 순서를 결정하여, 그 결정 정보가 포함된 로컬 그랜트 메시지(LG)를 해당 광 통신망 유니트(ONU)에 전송한다.
예를 들어, 광 통신망 유니트(ONU0)가 PON 그랜트 메시지를 전송받아 광 전송로 종단장치(OLT)에 PON 데이터를 전송하는 동안, 로컬전송제어서버(LTCS)에서도 그 PON 그랜트 메시지를 전송받아 해당 전송구간을 블라인드(blind)로 처리하게 된다.
이때, 로컬전송제어서버(LTCS)에서 로컬 데이터를 전송할 광 통신망 유니트(ONU)를 결정하게 되며, 블라인드 구간(blind)과 로컬데이터 전송구간이 겹치지 않도록 하기 위하여 광 통신망 유니트(ONU16)에게 로컬그랜트 메시지(LG16)를 전송한다.
이와 같이 하는 이유는 블라인드 구간(blind)과 로컬 데이터 전송구간이 겹치는 부분을 최소화시키기 위한 것으로, 현재 PON 데이터를 전송중인 광 통신망 유니트(ONU0)와 최대한 멀리 떨어져 있는 광 통신망 유니트(ONU16)로 하여금 로컬 데이터를 전송하도록 하기 위함이다.
상기 로컬그랜트 메시지(LG16)를 전송받은 광 통신망 유니트(ONU16)는 로컬 데이터(LD16)를 목적한 광 통신망 유니트(ONU)에 전송하며, 전송이 끝나면 로컬 데이터 전송의 종료를 알리는 LTE 메시지(LTE16)를 생성하여 로컬전송제어서버(LTCS)에 전송한다.
LTE 메시지(LTE16)를 전송받은 로컬전송제어서버(LTCS)는 다음의 광 통신망 유니트(ONU17)로 하여금 로컬 데이터를 전송하도록 하기 위한 로컬그랜트 메시지(LG17)를 전송한다.
다른 예로써, 광 통신망 유니트(ONU16)가 PON 그랜트 메시지를 전송받아 광 전송로 종단장치(OLT)에 PON 데이터를 전송하는 동안, 로컬전송제어서버(LTCS)는 상기와 같이 해당 전송구간을 블라인드(blind)로 처리하고, 그 광 통신망 유니트(ONU16)와 최대한 멀리 떨어져있는 광 통신망 유니트(ONU0)에 로컬그랜트메시지(LG0)를 전송하여 그 광 통신망 유니트(ONU0)가 로컬 데이터(LD0)를 목적한 광 통신망 유니트(ONU)에 전송하게 된다.
이후에도, 이러한 스케쥴링 동작으로 광 통신망 유니트(ONU)가 목적한 다른 광 통신망 유니트(ONU)에 로컬 데이터를 전송한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 수동형 광 가입자망 시스템에서 종래의 랜 에뮬레이션에 의한 광대역 서비스 데이터와 지역 가입자간의 로컬 데이터의 전송 경로를 나타낸 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템의 블록도.
도 3은 도 2에서 각 저밀도파장분할다중화기의 필터링 원리도.
도 4는 본 발명에 의한 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템의 상세 블록도.
도 5는 본 발명에 적용되는 PON 제어 프레임과 로컬 제어 프레임의 포맷도.
도 6은 본 발명에 의한 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템의 통신 방법에 대한 타이밍도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
210 : 광 전송로 종단장치 220 : 원격노드
230 : 광 통신망 유니트 231 : 로컬 매체접근콘트롤러
232 : PON 매체접근콘트롤러 233 : 로컬 그랜트 프로세서
234 : PON 그랜트 프로세서 235 : ONU 제어계층
235A : ONU 전송제어기 235B: 리포트 제너레이터
235C : LTE 제너레이터 236A,236B : 버퍼
237 : 스케쥴러 240 : 로컬전송제어서버
241 : 폰/로컬 매체접근콘트롤러 242 : LTE 프로세서
243 : PON 그랜트 프로세서 244 : 로컬 그랜트 콘트롤러
245 : 로컬 그랜트 제너레이터

Claims (13)

  1. PON 하향 데이터의 파장을 전송함과 아울러 광 통신망 유니트들로부터 전송된 PON 상향 데이터의 파장을 수신하고, 상기 PON 상하향 데이터의 두 파장을 제1저밀도파장분할다중화기로 필터링하여 데이터 송수신이 가능하도록 하는 광 전송로 종단장치와;
    N개 광 통신망 유니트들로부터 전송되는 광대역 상향 데이터의 파장을 제1광성형 결합기로 결합한 후 제2저밀도파장분할다중화기를 통해 상기 광 전송로 종단장치에 전달하고, N개의 광 통신망 유니트들로부터 전송되는 로컬 데이터의 파장을 상기 제1광성형 결합기로 결합하고 상기 제2저밀도파장분할다중화기로 필터링된 후 제2광성형 결합기를 통해 다른 광 통신망 유니트들에 브로드캐스팅하는 원격노드와;
    상향 전송모드에서 광대역 상향 데이터의 파장과 로컬 데이터의 파장을 제3저밀도파장분할다중화기를 통해 상기 원격노드에 전송하고, 하향 전송모드에서는 상기 원격노드로부터 전송된 광대역 하향 데이터의 파장을 상기 제3저밀도파장분할다중화기로 필터링하여 수신하고, 제1버스트모드 수신기를 통해 로컬 데이터를 수신하는 구조로 구성된 다수의 광 통신망 유니트와;
    임의의 광 통신망 유니트에서 전송되는 로컬 데이터의 파장들을 상기 원격노드의 제2광성형 결합기를 통해 다른 광 통신망 유니트에 전송함에 있어서, 광대역 데이터들과 독립적으로 전송되도록 제어하는 로컬전송제어서버로 구성한 것을 특징으 로 하는 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 원격노드의 제1,2광성형 결합기는 각각 1xN의 입출력 단자를 구비한 것을 특징으로 하는 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 광통신망 유니트는
    제1버스트 모드 수신기를 통해 로컬 데이터와 로컬 그랜트 메시지가 수신되면 이들의 타입을 분류하여 그 분류된 로컬 데이터를 광통신망유니트의 출력단에 연결되어 있는 가입자 단말기들에 하향 전송하는 로컬 매체접근콘트롤러와;
    제1연속 모드 수신기를 통해 입력되는 데이터를 PON 하향 데이터와 PON 그랜트 정보로 분류하고, 그 분류된 PON 하향 데이터를 상기 광통신망유니트의 출력단에 연결되어 있는 가입자 단말기들에게 하향 전송하는 PON 매체접근콘트롤러와;
    상기 로컬 그랜트 메시지의 정보를 획득하여 ONU 제어계층 내의 ONU 전송제어기에 전달하는 로컬 그랜트 프로세서와;
    상기 PON 그랜트 정보를 획득하여 ONU 제어계층 내의 ONU 전송제어기에 전달하는 PON 그랜트 프로세서와;
    PON 상향 데이터 또는 로컬 데이터를 전송하기 위한 전송제어신호를 스케쥴러에 전송하는 ONU 전송제어기와;
    상기 전송제어신호를 근거로 PON 상향 데이터 또는 로컬 데이터 전송되도록 스 위치를 절환하는 스케쥴러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 ONU 제어계층은 PON 상향 데이터를 전송한 직후 상기 스케쥴러에 연결된 PON 데이터 버퍼의 상태를 모니터링하여 그에 따른 리포트 메시지를 상기 ONU 전송제어기에 출력하는 리포트 제너레이터를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 ONU 제어계층은 가입자 단말기들로부터 입력된 로컬 데이터의 전송 동작이 종료된 사실을 알리기 위한 LTE 메시지를 상기 로컬전송제어서버에 전송하는 LTE 제너레이터를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템.
  6. 제3항에 있어서, 스위치는 가동단자가 로컬 매체접근콘트롤러와 PON 매체접근콘트롤러에 선택적으로 연결되고, 고정단자가 제2어레이 송신기에 연결된 것을 특징으로 하는 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 로컬전송제어서버는
    제2연속모드 수신기와 제2버스트모드 수신기를 통해 데이터를 수신받아 로컬 데이터 전송의 종료를 알리는 LTE 메시지와 폰 그랜트 메시지로 분류하고, 로컬 데이 터를 전송할 광통신망유니트의 정보를 포함한 로컬 그랜트 메시지를 제3송신기를 통해 해당 광통신망 유니트에 출력하는 폰/로컬 매체접근콘트롤러와;
    상기 분류된 LTE 메시지를 로컬 그랜트 콘트롤러에 전달하는 LTE 프로세서와;
    상기 분류된 폰 그랜트 메시지로부터 각 광통신망유니트들의 폰 상향 데이터 전송순서와 전송시간에 대한 정보를 획득하여 상기 로컬 그랜트 콘트롤러에 전달하는 PON 그랜트 프로세서와;
    폰 그랜트 정보와 LTE 정보를 근거로 다음의 로컬 데이터를 전송할 광통신망유니트를 결정하는 로컬 그랜트 콘트롤러와;
    상기 로컬 그랜트 콘트롤러에 의해 결정된 로컬 데이터를 전송할 광통신망유니트의 정보를 포함한 상기 로컬 그랜트 메시지를 생성하여 상기 폰/로컬 매체접근콘트롤러에 전송하는 로컬 그랜트 제너레이터로 구성된 것을 특징으로 하는 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 로컬 그랜트 메시지, 폰 그랜트 메시지 및 LTE 메시지는 프레임 내의 Op_code 필드값에 의해 분류되는 것을 특징으로 하는 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 로컬 그랜트 콘트롤러는 폰 그랜트 정보의 구간을 블라인드 구간으로 인식하는 것을 특징으로 하는 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템.
  10. 수동형 광 가입자망 시스템의 통신방법에 있어서,
    로컬전송제어서버가 광 통신망 유니트들의 PON 데이터 전송 구간을 제외한 나머지 구간에서 로컬 데이터를 전송할 수 있도록 그 광 통신망 유니트들의 로컬 데이터 전송 순서를 결정하고, 그 결정 정보가 포함된 로컬 그랜트 메시지를 해당 광 통신망 유니트에 전송하는 제1과정과;
    상기 로컬그랜트 메시지를 전송받은 광 통신망 유니트가 로컬 데이터를 목적한 광 통신망 유니트에 전송하고, 전송이 종료되는 것을 알리기 위한 LTE 메시지를 상기 로컬전송제어서버에 전송하는 제2과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템의 통신 방법.
  11. 제10항에 있어서, 제1과정은 광 통신망 유니트가 PON 그랜트 메시지를 전송받아 광 전송로 종단장치에 PON 데이터를 전송하는 동안, 상기 로컬전송제어서버에서도 그 PON 그랜트 메시지를 전송받아 해당 전송구간을 블라인드로 처리하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템의 통신 방법.
  12. 제10항에 있어서, 로컬그랜트 메시지는 현재 PON 데이터를 전송중인 광 통신망 유니트와 최대한 멀리 떨어져 있는 광 통신망 유니트로 하여금 로컬 데이터를 전송하도록 하기 위한 정보가 포함된 것을 특징으로 하는 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템의 통신 방법.
  13. 제10항에 있어서, 제1과정은 LTE 메시지를 전송받은 로컬전송제어서버가 다음의 광 통신망 유니트로 하여금 로컬 데이터를 전송하도록 하기 위한 로컬그랜트 메시지를 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지역 가입자간의 통신을 위한 수동형 광 가입자망 시스템의 통신 방법.
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