KR101014419B1 - 광망 종단장치와 광회선 단말장치 및 이들을 포함하는 기가비트 수동형 광 네트워크 시스템 - Google Patents

광망 종단장치와 광회선 단말장치 및 이들을 포함하는 기가비트 수동형 광 네트워크 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수동형 광 네트워크 시스템에 관한 것으로, 특히 비대칭형 전송속도를 제공하는 기가 비트 수동형 광 네트워크 시스템 및 그 시스템을 구성하는 광망 종단장치와 광망 회선장치에 관한 것으로, 상기 수동형 광 네트워크(PON) 시스템은,
거리측정 요구메시지가 담긴 하향 프레임이 전송되는 시간부터 그 응답 메시지가 수신되기 까지의 시간을 계산하여 광망 종단장치의 거리를 측정하되, 상향 프레임의 시작위치 검색시간을 비트 단위로 반영하여 광망 종단장치의 거리를 측정하는 광회선 단말장치와;
상기 하향 프레임의 시작비트 검색위치로부터 하향 프레임의 시작비트 검색시간과 상/하향 클럭편차로 인해 발생된 시간을 계산하여 상향 프레임의 전송시간을 비트 단위까지 지연 출력하는 하나 이상의 광망 종단장치;를 포함하여 광망 종단장치까지의 거리를 비트 단위로 정확하게 측정함을 특징으로 한다.
Figure R1020080119704
거리측정, ONT, OLT.

Description

광망 종단장치와 광회선 단말장치 및 이들을 포함하는 기가 비트 수동형 광 네트워크 시스템{GIGABIT-CAPABLE PASSIVE OPTICAL NETWORK SYSTEM}
본 발명은 수동형 광 네트워크 시스템에 관한 것으로, 특히 비대칭형 전송속도를 제공하는 기가 비트 수동형 광 네트워크 시스템 및 그 시스템을 구성하는 광망 종단장치와 광망 회선장치에 관한 것이다.
본 연구는 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제명:광가입자망(FTTH) 서비스 개발 실험사업]
기가 비트 수동형 광 네트워크(Gigabit Passive Optical Network:이하 GPON이라 함) 시스템은 가입자들에게 광대역을 제공하고, 다양한 멀티 프로토콜들을 수용하기 위하여 ITU-T를 통해 표준화된 FTTH(Fiber to the Home)기술 중 하나로서, 다수의 광망 종단장치(Optical Network Terminal:이하 ONT라 함)들이 수동소자를 통해 하나의 광회선 단말장치(Optical Line Terminal:이하 OLT라 함)에 점 대 다중 점(Point-to-Multipoint)방식으로 연결되는 가입자 망 전송기술이다.
GPON기술은 상향으로 TDMA(Time Division Multiple Access) 전송방식을 사용 하기 때문에, 서로 다른 위치에 존재하는 ONT들과의 거리를 정확히 측정하여 서로간에 충돌 없이 서비스 되도록 보정값(EqD, Equalization Delay)을 할당해야 한다. 즉, GPON에서는 모든 ONT들이 동일한 가상 시간에 OLT에 도달될 수 있도록 시간적으로 정렬되어 있어야 한다.
참고적으로 GPON은 최대 20Km의 물리적 거리(PON링크 거리)를 보장하기 위해서 250us의 시간을 기준시간으로 정하여 거리측정시간(Round Trip Delay:RTD)에 따른 보정값을 ONT들에 할당한다. 이에 ONT들에 대한 거리측정이 완료되면, 할당 받은 보정값만큼 지연시켜 신호를 전송함으로써, 각 ONT들은 시간적으로 동일한 가상 시간에 정렬된 상태에 놓이게 되는 것이다. 참고적으로 상기 보정 값(EqD)은 하기 수학식 1로 계산된다.
보정값(EqD) = 250us - 거리측정시간(RTD)
도 1 및 도 2는 GPON 표준에 정의된 OLT(100)와 ONT(110)사이의 거리 측정 개념을 설명하기 위한 도면을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, GPON에서 ONT(110)들과의 거리를 측정하기 위해서는 OLT장치(100)에서의 E/O변환시간(Tis1) 또는 O/E변환시간(Tio2), ONT장치(110)에서의 O/E변환시간(Tio1) 또는 E/O변환시간(Tis2), GPON링크(108)의 전달지연시간(2*Tpd), ONT장치(110)에서의 응답 처리 지연시간(Ts) 등이 사용된다. 따라서 ONT장치와의 거리측정시간(RTD)은 하기 수학식 2와 같이 정의할 수 있다.
거리측정시간(RTD) = (2*Tpd) + (Tis1 + Tio1 + Tis2 + Tio2) + (Ts)
도 2를 참조하여 GPON에서 ONT들과의 거리를 측정하는 방법을 보다 구체적으로 설명하면,
우선 GPON에서 OLT(200)는 125us주기로 GTC(GPON TC layer specifications)프레임을 ONT(201,202)들에 전송한다. 하향으로 전송되는 GTC프레임은 4바이트의 동기화 필드값을 가지며, ONT들(201,202)은 이 값을 찾아 OLT(200)와 동기되는 125us 주기를 유지한다. GPON에서 거리측정은 ONT들(201,202)에게 각자의 ONUID값이 할당된 이후에 개별적으로 수행된다. 이러한 ONT들(201,202)은 거리측정을 위해 거리측정모드에 있어야 한다.
도 2에 도시한 바와 같이 OLT(200)가 ONT1(201)에 대해 거리측정을 위한 요구메시지(203)를 전송하면, 해당 OLT(200)는 이 요구에 대한 응답(205)이 올 때까지 거리측정시간(RTD)을 계산(206)한다. ONT1(201)은 거리측정 요구메시지(203)를 수신하면 최소 ONU 응답 시간 동안 기다린 후 거리측정 요구메시지에 표시된 Sstart값 시간(204)에서 거리측정 응답메시지를 OLT(200)에게 전송한다. OLT(200)가 정상적인 거리측정 응답 메시지를 수신하면, ONT1에 대한 거리측정시간(206) 계산은 완료된다.
한편 GPON에서는 ONT의 거리측정을 위해 상향 전송속도의 클럭 주파수를 사용한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 10Km 위치에 존재하는 ONT1(201)은 광 링크에서 왕복 100us의 전달 지연시간이 소요된다. ONT2(202)도 ONT1(201)과 마찬가지로 거리측정 요구메시지를 수신하면, 정해진 규칙에 따라 거리측정 응답메시지를 OLT(200)에게 전송하여 거리측정을 완료하게 된다.
이와 같이 ONT들의 거리를 정확하게 측정하기 위해서는 OLT와 ONT의 상/하향 클럭 주파수가 동일한 경우에 계산이 용이하다. 참고적으로 하향 2.488Gbps와 상향 1.244Gbps의 전송속도를 지원하는 GPON의 경우에는 상/하향 전송 클럭 주파수로 155.52MHz를 사용하고 있다.
그러나 차기 표준모델인 하향 9.952Gbps와 상향 1.244Gbps 또는 2.488Gbps의 전송속도를 제공하는 GPON의 경우 상/하향 전송 클럭 주파수로 동일한 값을 사용할 수 없다. 그 이유는 하향 9.952Gbps의 전송속도를 제공하기 위해서 GPON은 64비트 데이터 버스와 155.52MHz의 클럭 주파수를 사용해야 하며, 반면에 상향 1.244Gbps의 전송속도와 2.488Gbps의 전송속도를 제공하기 위해서 16비트 데이터 버스와 77.76MHz 또는 155.52MHz의 클럭 주파수를 사용해야 하기 때문이다.
따라서 상/하향 클럭 주파수가 서로 다른 비대칭형 GPON에서는 ONT들의 정확한 비트 단위 거리를 측정하기 위해, PON MAC은 비트 단위 프로세싱에 대한 지연 및 상/하향 클럭 주파수에 따라 변동되는 지연 시간을 고려하여 거리측정시간(RTD)을 계산해야 한다.
이에 본 발명은 비대칭형 전송속도를 제공하는 기가 비트 수동형 광 네트워크에서 상/하향 전송속도에 따른 데이터 버스 사이즈 및 사용클럭 주파수에 따라 가변적으로 발생되는 지연 시간들을 찾아 거리측정시간에 반영함으로써, 광망 종단 장치들의 거리를 비트 단위로 정확하게 측정할 수 있는 광망 종단장치 및 광회선 단말장치를 제공함에 있으며,
더 나아가 상기 광망 종단장치 및 광회선 단말장치를 포함하는 기가 비트 수동형 광 네트워크 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 비대칭형 전송속도를 제공하는 수동형 광 네트워크 시스템에서 광망 종단장치들의 거리를 비트 단위로 정확하게 측정할 수 있는 수동형 광 네트워크 시스템, 광회선 단말장치 및 광망 종단장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 비대칭형 전송속도를 제공하는 수동형 광 네트워크(PON) 시스템은,
거리측정 요구메시지가 담긴 하향 프레임이 전송되는 시간부터 그 응답 메시지가 수신되기 까지의 시간을 계산하여 광망 종단장치의 거리를 측정하되, 상향 프레임의 시작위치 검색시간을 비트 단위로 반영하여 광망 종단장치의 거리를 측정하는 광회선 단말장치와;
상기 하향 프레임의 시작비트 검색위치로부터 하향 프레임의 시작비트 검색시간과 상/하향 클럭편차로 인해 발생된 시간을 계산하여 상향 프레임의 전송시간을 비트 단위까지 지연 출력하는 하나 이상의 광망 종단장치;를 포함함을 특징으로 한다.
아울러 본 발명의 실시예에 따른 비대칭형 전송속도를 제공하는 GPON 시스템의 광회선 단말장치는,
거리측정 요구메시지를 전달받아 하향 프레임을 생성하기 위한 하향 프레임 다중화부와;
상기 거리측정 요구메시지 전송에 응답하여 전송되는 상향 프레임의 시작위치를 검색하기 위한 상향 프레임 검색부와;
상기 상향 프레임을 역다중화하여 거리측정 응답메시지를 추출하기 위한 상향 프레임 역다중화부와;
거리측정 요구메시지가 담긴 하향 프레임이 전송되는 시간부터 그 응답 메시지가 수신되기 까지의 시간을 계산하여 광망 종단장치의 거리를 측정하되, 상기 상향 프레임의 시작위치 검색시간을 비트 단위로 반영하여 거리측정하기 위한 거리측정부;를 포함함을 특징으로 한다.
더 나아가 본 발명의 실시예에 따른 비대칭형 전송속도를 제공하는 GPON 시스템의 광망 종단장치는,
하향 프레임의 시작비트를 검색하기 위한 하향 프레임 검색부와;
상기 하향 프레임을 역다중화하여 거리측정 요구메시지를 추출하기 위한 하향 프레임 역다중화부와;
상기 검색된 하향 프레임의 시작비트 검색위치로부터 하향 프레임의 시작비트 검색시간과 상/하향 클럭편차로 인해 발생된 시간을 계산하여 상향 프레임의 전송시간을 제어하기 위한 상향 전송제어부와;
거리측정 응답 메시지를 전달받아 상향 프레임을 생성하고 상기 상향 전송제어부에 의해 계산된 바이트 단위의 시간만큼 상향 프레임을 지연 출력하기 위한 상 향 프레임 다중화부와;
상기 상향 프레임 다중화부에 의해 전송된 상향 프레임을 상기 상향 전송제어부에 의해 계산된 잔여 비트 단위의 시간만큼 지연 출력하기 위한 비트단위 지연부;를 포함함을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 과제 해결수단에 따르면, 본 발명은 비대칭형의 전송속도를 제공하는 GPON시스템에서 상/하향 전송속도에 따른 데이터 버스 사이즈 및 사용 클럭 주파수에 따라 가변으로 발생되는 지연 시간들을 찾아 거리 측정에 반영함으로써, 광망 종단장치(ONT)들의 거리를 비트 단위로 정확하게 측정할 수 있게 되는 것이다.
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. 하기 설명에서는 수동형 광 네트워크로써 기가비트 수동형 광 네트워크 시스템을 가정하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.
우선 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비대칭형 전송속도를 제공하는 GPON 시스템의 블럭 구성도를 도시한 것으로, 보다 구체적으로는 하향 9.952Gbps와 상향 1.244Gbps 또는 2.488Gbps의 전송속도를 제공하는 GPON 시스템의 구성도를 도시한 것이다.
도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 GPON 시스템은 거리측정 요구메시지가 담긴 하향 GTC(GPON TC layer specifications)프레임이 전송되는 시간부터 그 응답 메시지가 수신되기 까지의 시간을 계산하여 ONT(400)의 거리를 측정하되, 상향 GTC 프레임의 시작위치 검색시간을 비트 단위로 반영하여 ONT(400)의 거리를 측정하는 OLT(300)와, 상기 하향 GTC 프레임의 시작비트 검색위치로부터 하향 GTC 프레임의 시작비트 검색시간과 상/하향 클럭편차로 인해 발생된 시간을 계산하여 상향 GTC 프레임의 전송시간을 비트 단위까지 지연 출력하는 하나 이상의 ONT(400)로 구성된다. 참고적으로 GPON 시스템에서의 거리측정은 GTC계층에서 수행되며, GTC프레임을 통해 전송된다.
상술한 구성의 GPON 시스템에서 OLT(300)의 PON MAC(310)과 ONT(400)의 PON MAC(410)은 각각 하향 9.952Gbps의 전송속도를 제공하기 위해 64비트의 데이터버스와 155.52MHz의 클럭주파수를 사용하며, 상향 1.244Gbps의 전송속도를 제공하기 위해 16비트의 데이터버스와 77.76MHz의 클럭주파수를 사용한다. 그리고 상향 2.488Gbps의 전송속도를 제공하기 위해 16비트의 데이터버스와 155.52MHz의 클럭주파수를 사용한다.
한편, 도 3에 도시한 바와 같이 OLT(300)의 PON MAC(310)은 ONT(400)의 거리측정을 위해 하향 GTC 프레임 다중화부(311)와, SERDES(312), 거리측정부(313), 상향 GTC 프레임 검색부(314), 상향 GTC 프레임 역다중화부(315)를 포함한다.
하향 GTC 프레임 다중화부(311)는 125us주기로 GTC 프레임을 계속 전송하며, 거리측정 요구메시지를 전달받아 하향 GT C프레임 헤더에 다중화하여 전송한다. SERDES(312)는 64비트 버스의 하향 GTC 프레임을 외부 MUX칩(320)의 인터페이스에 따라 4배 빠른 클럭주파수를 사용하여 16비트 버스 데이터로 변환하는 기능을 수행한다.
상향 GTC 프레임 검색부(314)는 외부 DEMUX칩(350)으로부터 입력되는 16비트의 데이터 버스에서 비트 단위 검색(Searching)방식을 이용하여 상향 프레임의 시작위치 즉, 16비트의 디리미터(Delimiter)를 찾아 상향 GTC 프레임을 추출한다.
상향 GTC 프레임 역다중화부(315)는 상향 GTC 프레임에 포함된 거리측정 응답메시지를 추출하는 기능을 수행하며, 거리측정부(313)는 거리측정 요구메시지가 담긴 하향 GTC 프레임이 전송되는 시간부터 그 응답메시지가 수신되기 까지의 시간을 계산하여 ONT(400)의 거리를 측정하되, 상향 GTC 프레임의 시작위치 검색시간을 비트 단위로 반영하여 거리측정한다. 이때 시간 측정은 상향 클럭주파수를 사용한다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 ONT(400)의 PON MAC(410)은 거리측정 요구에 대한 응답을 위해 SERDES(411), 하향 GTC 프레임 검색부(412), 하향 GTC 프레임 역다중화부(413), 상향 전송제어부(414), 상향 GTC 프레임 다중화부(415), 비트 단위 지연부(416)로 구성된다.
SERDES(411)는 외부 DEMUX칩(430)에서 입력된 16비트의 데이터를 64비트 데이터로 변환하며, 하향 GTC 프레임 검색부(412)는 64비트 입력 데이터에서 비트 단위 검색방식을 사용하여 32비트의 하향 프레임 시작비트, 즉 Psync필드를 찾아 하향 GTC 프레임의 OLT(300)와 동일한 동기를 유지한다. 그리고 Psync를 찾은 시작비 트 위치값을 후술할 상향 전송제어부(414)로 전송한다.
하향 GTC 프레임 역다중화부(413)는 하향 GTC 프레임에 포함된 거리측정 요구메시지를 추출하여 상향 전송제어부(414)로 동기신호와 함께 전송한다.
상향 전송제어부(414)는 상기 검색된 하향 GTC 프레임의 시작비트 검색위치로부터 하향 GTC 프레임의 시작비트 검색시간과 상/하향 클럭편차로 인해 발생된 시간을 계산하여 상향 GTC 프레임의 전송시간을 제어한다. 또한 거리측정 응답메시지 요청을 수행한다.
상향 GTC 프레임 다중화부(415)는 거리측정(Ranging) 모드에서 거리측정 응답 메시지를 전달받아 상향 GTC 프레임을 생성하고, 상기 상향 전송제어부(414)에 의해 계산된 바이트 단위의 시간만큼 상향 GTC 프레임을 지연 출력한다. 이러한 상향 GTC 프레임 다중화부(415)는 동작(operation) 모드에서 OLT(300)에 의해 할당된 시간만큼 상향 GTC 프레임을 전송하는 기능을 제공한다.
비트 단위 지연부(416)는 상향 GTC 프레임 다중화부(415)에 의해 전송된 상향 GTC 프레임을 상향 전송제어부(414)에 의해 계산된 8비트 이내의 잔여 비트 단위의 시간만큼 지연 출력한다.
이하 상술한 구성을 가지는 GPON 시스템에서의 거리측정절차를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. 첨부 도면중 도 4는 하향 GTC 프레임 구성도를, 도 5는 하향 GTC 프레임의 시작비트 위치 검색을 설명하기 위한 도면을 도시한 것이다. 그리고 도 6은 상/하향 클럭주파수 상이에 따른 비트편차를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 상향 GTC 프레임 구성도를 도시한 것이다.
우선 도 4는 하향 GTC 프레임(a) 구조도를 도시한 것이다. 도 4에 도시한 바와 같이 거리측정 요구메시지(b)는 8바이트의 대역할당 정보를 이용해 구성된다. 거리측정 요구메시지(b)의 AllocID필드에는 거리측정을 수행하는 ONT의 식별자값이 기록되며 전송대역은 13바이트가 할당된다. 또한 거리측정 응답을 요구하기 위해 Flag필드의 11번째 비트를 '1'로 설정한다. 이러한 거리측정 요구메시지(b)는 하향 GTC 프레임(403)의 상향 대역 할당필드(US BW MAP)에 삽입되어 전송된다.
한편 하향 GTC 프레임 다중화부(311)는 도 4에 도시한 바와 같은 거리측정 요구메시지(b)를 포함하는 하향 GTC 프레임을 생성하여 전송한다. 이에 거리측정부(313)에서는 ONT(400)와의 거리측정을 시작한다. 거리측정은 상향 클럭 주파수를 사용하므로 0에서 9719까지 카운트되는 카운터를 이용하여 시간을 측정한다. 상기 하향 GTC 프레임은 SERDES(312)를 거쳐 외부MUX칩(320)과 광전(E/O)변환을 통해 PON 링크로 전송된다. 참고적으로 OLT(300)의 PON MAC(310)에서 하향 GTC 프레임 전송을 담당하는 블럭들은 고정된 처리 시간을 갖는다.
한편 PON링크를 통해 전송된 하향 GTC 프레임은 광전변환(O/E)(420) 블럭과 DEMUX칩(430)을 통해 ONT(400) PON MAC(410)의 SERDES(411)로 입력되어 64비트 데이터로 처리되어 출력된다. 이들 블럭 역시 고정된 처리 시간을 가지고 신호처리한다.
하향 GTC 프레임 검색부(412)에서는 비트단위 비교를 통해 125us주기로 입력되는 하향 GTC 프레임의 시작위치(Psync필드)를 찾는다. 도 5에 도시된 바와 같이 입력 데이터가 64비트(500)이므로 Psync를 찾는 위치(502)에 따라 최대 63비트의 가변 시간(501)이 지연된다.
ONT(400)의 PON MAC(410)은 OLT(300)와 동기되는 125us 주기의 동기화 신호를 Psync를 찾은 다음부터 적용한다. 따라서, Psync를 찾는데 소요된 63비트의 가변 시간(501)은 ONT(400)의 GTC 프레임 동기화 주기에 포함되지 않기 때문에 거리측정시 반영되어야 한다.
하향 GTC 프레임 역다중화부(413)는 하향 GTC 프레임에 포함된 거리측정 요구메시지를 추출하여 Psync를 찾은 시점부터 출력되는 동기화 신호와 함께 전송한다. GTC프레임 역다중화부(413) 역시 고정된 처리시간을 가진다.
상향 전송제어부(414)는 하향 GTC 프레임 검색부(412)에서 찾은 하향 프레임 시작비트 위치정보를 이용해 비트 단위의 지연량(혹은 지연시간)을 계산한다. OLT(300)에서의 거리측정은 상향 클럭주파수를 이용하기 때문에 하기 수학식 3과 같이 하향 8비트의 시간은 상향 1비트의 시간과 같이 계산된다. 즉, 상향 전송제어부(414)는 Psync시작비트 위치를 8로 나눈 정수 값만큼 상향 GTC 프레임의 비트를 지연시킨다. 이는 곧 상향 전송제어부(414)가 하향 프레임의 시작비트 검색위치비트를 상하향 비트의 시간비로 나눈 정수 값에 상향 비트의 단위시간을 곱하여 하향 프레임의 시작비트 검색시간으로 산출하고, 이 검색시간 만큼 상향 프레임의 전송을 지연하는 것과 동일 의미일 것이다. 참고적으로 거리측정(Ranging) 모드가 아닌 동작(Operation) 모드에서는 할당 받은 보정값의 8비트 이하의 값을 추가한다.
비트지연 = (Psync시작 비트위치 / 8) + EqD비트 값
또한, 상향 전송제어부(414)는 도 6에 도시한 바와 같이 하향 클럭 주파수로 155.52MHz를 사용하고, 상향 클럭주파수로써 77.76MHz를 사용함으로써 8비트 편차가 발생한다. 상/하향 클럭주파수가 상이함에 따라 도 6에 도시한 바와 같이 하향 GTC 프레임 역다중화부(413)에 입력되는 동기화 신호는 77.7MHz의 첫 번째 클럭펄스의 라이징 에지에서 발생될 수도 있고 첫 번째 폴링 에지에서 발생될 수도 있다. 따라서 동기화 신호가 폴링 에지에서 발생되는 경우의 8비트 지연을 거리측정에 추가 반영해야 한다. 만약 ONT(400)가 상향 2.488Gbps의 전송속도를 제공하는 경우라면 상향 클럭 주파수로써 155.52MHz가 사용되므로 8비트의 편차는 발생하지 않을 것이다.
또한, 상향 전송제어부(414)는 77.7MHz에 동기화된 GTC 프레임 동기화 신호(602)를 35us의 응답처리 지연시간(604)만큼 지연 후 요구 메시지의 Sstart시간에 상향 GTC 프레임을 전송하도록 제어해야 한다. 따라서 상향 전송제어부(414)는 위와 같은 모든 시간을 통합하여 그 시간에 대응하는 비트 수 만큼 상향 프레임의 전송시간을 제어하되, 바이트 단위는 상향 GTC 프레임 다중화부(415)를 통해 제어하고, 8비트 이하의 비트 단위는 비트단위 지연부(416)를 통해 제어한다.
한편 상향 GTC 프레임 다중화부(415)는 도 7에 도시한 바와 같이 거리측정 응답메시지(b)를 입력받아 상향 전송제어부(414)에 의해 계산된 바이트 단위의 시간만큼 상향 GTC 프레임(701)을 지연 전송한다. 참고적으로 거리측정 응답메시지(b)는 13바이트의 PLOAM메시지 구간에 삽입된다. 거리측정 응답 메시지에는 OLT(300)로부터 할당받은 자신의 ONUID값과 응답메시지임을 표시하는 메시지 ID값, 그리고 자신의 고유 벤더 ID정보와 시리얼 넘버정보가 포함된다. 거리측정 응답메시지를 전송하기 위해서는 ONT(400)의 상태가 거리측정(Ranging) 모드이어야 한다.
비트단위 지연부(416)는 상향 전송제어부(414)로부터 8비트 이내의 비트지연정보를 입력받아 상향 GTC 프레임을 지연시킨다. 즉, 비트단위 지연부(416)를 통해 GPON에서 비트단위 지연을 제공한다. 비트단위 지연부(416)에 의해 지연된 상향 GTC 프레임은 이후 ONT(400)의 MUX칩(440)과 광전(E/O)변환(450)을 거쳐 PON링크를 통해 전송된다.
PON링크를 통해 OLT(300)에 수신되는 상향 GTC 프레임은 OLT(300)의 광전(O/E)변환(340)과 DEMUX칩(350)을 통해 16비트 데이터로 PON MAC(310)으로 입력된다. 그러면 상향 GTC 프레임 검색부(314)는 16비트 데이터에서 비트 단위 비교를 통해 프레임 시작위치인 16비트의 디리미터(Delimiter)를 찾는다. 상향 GTC 프레임 검색부(314)는 하향과 마찬가지로 디리미터값의 시작위치에 따라 최대 15비트의 가변 편차가 발생한다. 이 편차정보는 거리측정부(313)에서 거리측정에 반영된다.
GTC 프레임 역다중화부(315)는 상향 GTC 프레임에서 거리측정 응답메시지를 추출하여 거리측정부(313)로 전송하면, 거리측정부(313)에서는 거리측정 응답메시지의 정보를 비교하여 정상적인 응답메시지인 경우 거리측정시간의 계산을 종료한다. 거리측정시간 계산식은 하기 수학식 4와 같다.
거리측정시간(RTD) = PON링크 전달 지연시간(2*Tpd)
+ 광전변환시간(Tis1+Tio1+Tis2+Tio2)
+ ONT PON MAC 처리시간(Ts)
+ 하향 GTC 프레임 시작 비트 위치시간
+ 상/하향 클럭 편차로 인해 발생된 시간
+ 상향 GTC 프레임 시작 비트 위치시간
즉, OLT(300)의 거리측정부(313)는 거리측정 요구메시지가 담긴 하향 프레임이 전송되는 시간부터 그 응답메시지가 수신되기 까지의 시간을 계산하여 광망 종단장치의 거리를 측정하되, 상향 프레임의 시작위치 검색시간을 비트 단위로 반영한다.
따라서 본 발명은 비대칭형 전송속도를 제공하는 GPON에서 ONT(400)들의 거리를 비트 단위까지 정확하게 측정할 수 있게 되는 것이다.
이상 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1 및 도 2는 GPON 표준에 정의된 OLT(100)와 ONT(110)사이의 거리 측정 개념을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비대칭형 전송속도를 제공하는 GPON 시스템의 블럭 구성도.
도 4는 하향 GTC 프레임 구성도.
도 5는 하향 GTC 프레임의 시작비트 위치 검색을 설명하기 위한 도면.
도 6은 상/하향 클럭주파수 상이에 따른 비트편차를 설명하기 위한 도면.
도 7은 상향 GTC 프레임 구성도.

Claims (12)

  1. 비대칭형 전송속도를 제공하는 수동형 광 네트워크 시스템의 광망 종단장치에 있어서,
    하향 프레임의 시작비트를 검색하기 위한 하향 프레임 검색부와;
    상기 하향 프레임을 역다중화하여 거리측정 요구메시지를 추출하기 위한 하향 프레임 역다중화부와;
    상기 검색된 하향 프레임의 시작비트 검색위치로부터 하향 프레임의 시작비트 검색시간과 상/하향 클럭편차로 인해 발생된 시간을 계산하여 상향 프레임의 전송시간을 제어하기 위한 상향 전송제어부와;
    거리측정 응답 메시지를 전달받아 상향 프레임을 생성하고 상기 상향 전송제어부에 의해 계산된 바이트 단위의 시간만큼 상향 프레임을 지연 출력하기 위한 상향 프레임 다중화부와;
    상기 상향 프레임 다중화부에 의해 전송된 상향 프레임을 상기 상향 전송제어부에 의해 계산된 잔여 비트 단위의 시간만큼 지연 출력하기 위한 비트단위 지연부;를 포함함을 특징으로 하는 광망 종단장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 상향 전송제어부는,
    상기 하향 프레임의 시작비트 검색위치비트를 상하향 비트의 시간비로 나눈 정수 값에 상향 비트의 단위시간을 곱하여 하향 프레임의 시작비트 검색시간을 산 출함을 특징으로 하는 광망 종단장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 상향 전송제어부는,
    하향 클럭주파수 155.52MHz와 상향 클럭주파수 77.76MHz 사용으로 인해 발생되는 8비트 편차분을 상/하향 클럭편차로 인해 발생된 시간으로 설정함을 특징으로 하는 광망 종단장치.
  4. 비대칭형 전송속도를 제공하는 수동형 광 네트워크 시스템의 광회선 단말장치에 있어서,
    거리측정 요구메시지를 전달받아 하향 프레임을 생성하기 위한 하향 프레임 다중화부와;
    상기 거리측정 요구메시지 전송에 응답하여 전송되는 상향 프레임의 시작위치를 검색하기 위한 상향 프레임 검색부와;
    상기 상향 프레임을 역다중화하여 거리측정 응답메시지를 추출하기 위한 상향 프레임 역다중화부와;
    거리측정 요구메시지가 담긴 하향 프레임이 전송되는 시간부터 그 응답 메시지가 수신되기 까지의 시간을 계산하여 광망 종단장치의 거리를 측정하되, 상기 상향 프레임의 시작위치 검색시간을 비트 단위로 반영하여 거리측정하기 위한 거리측정부;를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크 시스템의 광회선 단말장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 거리측정부에 의해 계산된 거리측정시간은 PON(Passive Optical Network)링크 전달지연시간, 광전변환시간, 광망 종단장치내 PON MAC 처리시간, 하향 프레임 시작비트 검색시간, 상/하향 클럭편차로 인해 발생된 시간 및 상향 프레임 시작비트 검색시간을 포함함을 특징으로 하는 광회선 단말장치.
  6. 비대칭형 전송속도를 제공하는 수동형 광 네트워크(PON) 시스템에 있어서,
    거리측정 요구메시지가 담긴 하향 프레임이 전송되는 시간부터 그 응답 메시지가 수신되기 까지의 시간을 계산하여 광망 종단장치의 거리를 측정하되, 상향 프레임의 시작위치 검색시간을 비트 단위로 반영하여 광망 종단장치의 거리를 측정하는 광회선 단말장치와;
    상기 하향 프레임의 시작비트 검색위치로부터 하향 프레임의 시작비트 검색시간과 상/하향 클럭편차로 인해 발생된 시간을 계산하여 상향 프레임의 전송시간을 비트 단위까지 지연 출력하는 하나 이상의 광망 종단장치;를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 광회선 단말장치는,
    거리측정 요구메시지를 전달받아 하향 프레임을 생성하기 위한 하향 프레임 다중화부와;
    상기 거리측정 요구메시지 전송에 응답하여 전송되는 상향 프레임의 시작위 치를 검색하기 위한 상향 프레임 검색부와;
    상기 상향 프레임을 역다중화하여 거리측정 응답메시지를 추출하기 위한 상향 프레임 역다중화부와;
    거리측정 요구메시지가 담긴 하향 프레임이 전송되는 시간부터 그 응답 메시지가 수신되기 까지의 시간을 계산하여 광망 종단장치의 거리를 측정하되, 상기 상향 프레임의 시작위치 검색시간을 비트 단위로 반영하여 거리측정하기 위한 거리측정부;를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 거리측정부에 의해 계산된 거리측정시간은 PON(Passive Optical Network)링크 전달지연시간, 광전변환시간, 광망 종단장치내 PON MAC 처리시간, 하향 프레임 시작비트 검색시간, 상/하향 클럭편차로 인해 발생된 시간 및 상향 프레임 시작비트 검색시간을 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크 시스템.
  9. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서, 상기 광망 종단장치는,
    하향 프레임의 시작비트를 검색하기 위한 하향 프레임 검색부와;
    상기 하향 프레임을 역다중화하여 거리측정 요구메시지를 추출하기 위한 하향 프레임 역다중화부와;
    상기 검색된 하향 프레임의 시작비트 검색위치로부터 하향 프레임의 시작비트 검색시간과 상/하향 클럭편차로 인해 발생된 시간을 계산하여 상향 프레임의 전 송시간을 제어하기 위한 상향 전송제어부와;
    거리측정 응답 메시지를 전달받아 상향 프레임을 생성하고 상기 상향 전송제어부에 의해 계산된 바이트 단위의 시간만큼 상향 프레임을 지연 출력하기 위한 상향 프레임 다중화부와;
    상기 상향 프레임 다중화부에 의해 전송된 상향 프레임을 상기 상향 전송제어부에 의해 계산된 잔여 비트 단위의 시간만큼 지연 출력하기 위한 비트단위 지연부;를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 상향 전송제어부는,
    상기 하향 프레임의 시작비트 검색위치비트를 상하향 비트의 시간비로 나눈 정수 값에 상향 비트의 단위시간을 곱하여 하향 프레임의 시작비트 검색시간을 산출함을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크 시스템.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 광망 종단장치는 상향 1.244Gbps 또는 상향 2.488Gbps의 전송속도를 가짐을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크 시스템.
  12. 청구항 6, 청구항 7, 청구항 8중 어느 한 항에 있어서, 상기 광회선 단말장치는 하향 9.952Gbps의 전송속도를 가짐을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크 시스템.
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