KR101158351B1 - 차세대 액세스를 위한 기가비트 수동 광 네트워크 전송 컨버전스 확장 - Google Patents

차세대 액세스를 위한 기가비트 수동 광 네트워크 전송 컨버전스 확장 Download PDF

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Abstract

데이터 스트림을 적어도 대략 4 바이트 길이의 워드 경계에 정렬된 헤더를 갖는 하나 이상의 기가비트 수동 광 네트워크(GPON) 캡슐화 방법(GEM) 프레임으로 캡슐화하는 단계와, GEM 프레임을 워드 경계에 정렬된 네트워크 제어 및 관리 정보를 갖는 GPON 전송 컨버전스(Transmission Convergence)(GTC) 프레임으로 캡슐화하는 단계와, GTC 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 방법을 구현하도록 구성된 하나 이상의 요소를 포함하는 장치를 제공한다.

Description

차세대 액세스를 위한 기가비트 수동 광 네트워크 전송 컨버전스 확장{GIGABIT PASSIVE OPTICAL NETWORK TRANSMISSION CONVERGENCE EXTENSION FOR NEXT GENERATION ACCESS}
본 발명은 수동 광 네트워크에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 차세대 액세스를 위한 기가비트 수동 광 네트워크 전송 컨버전스 확장에 관한 것이다.
관련 출원
본 출원은 "Gigabit Passive Optical Network Transmission Convergence Extenstion for Next Generation Access"란 명칭으로 2008년 4월 21일자로 출원된 미국 가 특허출원 61/046,474호의 우선권을 주장하며, 상기 문헌의 전체 내용을 본 명세서에 참조에 의해 원용한다.
수동 광 네트워크(passive optical network: 간단히 "PON"이라고 함)는 "라스트 마일"(last mile)을 통한 네트워크 액세스를 제공하기 위한 시스템이다. PON은 중앙 지점의 광 회선 단말기(optical line terminal: OLT), 광 분배 네트워크(optical distribution network: ODN), 및 고객 구내의 다수의 광 네트워크 유닛(optical network unit: ONU)으로 이루어진 지점대 다지점(point to multi-point) 네트워크이다. 기가비트(Gigabit) PON(GPON) 시스템과 같은 일부 PON 시스템에서는, 다운스트림 데이터가 초당 대략 2.5 기가비트(Gbps)로 브로드캐스트되고, 업스트림 데이터는 대략 1.25 Gbps로 전송된다. 그러나, PON 시스템의 대역폭 능력은 서비스의 증가에 대한 요구에 따라 증가할 것으로 예상된다. 이러한 서비스에서의 증가 요구를 만족시키기 위해, 차세대 액세스(Next Generation Access: 간단히 "NGA"라 함)와 같이 부각되는 PON 시스템에서의 로직 장치가 데이터 프레임을 더 높은 대역폭, 예를 들어 대략 10 Gbps에서도 전송할 수 있고, 더 많은 수의 OUN을 지원할 수 있도록 재구성되고 있다.
일실시예에서, 본 발명은 데이터 스트림(data stream)을 적어도 대략 4 바이트 길이의 워드 경계(word boundary)에 정렬된 헤더(header)를 갖는 하나 이상의 기가비트 수동 광 네트워크(Gigabit Passive Optical Network: GPON) 캡슐화 방법(GEM) 프레임으로 캡슐화(encapsulate)하는 단계; GEM 프레임을 워드 경계에 정렬된 네트워크 제어 및 관리 정보를 갖는 GPON 전송 컨버전스(Transmission Convergence)(GTC) 프레임으로 캡슐화하는 단계; 및 GTC 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 방법을 구현하도록 구성된 하나 이상의 요소를 포함하는 장치를 제공한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 데이터 스트림(data stream)을 적어도 대략 4 바이트 길이의 워드 경계(word boundary)에 정렬된 헤더(header)를 갖는 하나 이상의 기가비트 수동 광 네트워크(Gigabit Passive Optical Network: GPON) 캡슐화 방법(GEM) 프레임으로 캡슐화(encapsulate)하는 단계; GEM 프레임을 워드 경계에 정렬된 물리층 운영, 관리 및 유지(Physical Layer Operations, Administration and Maintenance: PLOAM)의 필드를 갖는 GPON 전송 컨버전스(Transmission Convergence)(GTC) 프레임으로 캡슐화하는 단계; 및 GTC 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 방법을 구현하도록 구성된 하나 이상의 요소를 포함하는 장치를 제공한다.
다른 실시예에서, 데이터 스트림(data stream)을 적어도 대략 4 바이트 길이의 워드 경계(word boundary)에 정렬된 헤더(header)를 갖는 하나 이상의 기가비트 수동 광 네트워크(Gigabit Passive Optical Network: GPON) 캡슐화 방법(GEM) 프레임으로 캡슐화(encapsulate)하는 단계; GEM 프레임을 워드 경계에 정렬된 동적 대역폭 보고 업스트림(Dynamic Bandwidth report upstream: DBRu)의 필드를 갖는 GPON 전송 컨버전스(Transmission Convergence)(GTC) 프레임으로 캡슐화하는 단계; 및 GTC 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 방법을 구현하도록 구성된 하나 이상의 요소를 포함하는 장치를 제공한다.
또 다른 실시예에서, 데이터 스트림(data stream)을 하나 이상의 기가비트 수동 광 네트워크(Gigabit Passive Optical Network: GPON) 캡슐화 방법(GEM) 프레임으로 캡슐화(encapsulate)하고, GEM 프레임을 업스트림 대역폭 맵(US BWmap)의 필드를 갖는 제1 GPON 전송 컨버전스(Transmission Convergence)(GTC) 프레임으로 캡슐화하도록 구성된 프레머(framer); 및 제1 GTC 프레임을 전송하도록 구성된 송신기를 포함하며, GEM 프레임은 적어도 대략 4 바이트 길이의 워드 경계에 정렬된 헤더를 포함하며, US BWmap의 입도(granularity)는 워드 경계와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
또 다른 실시예에서, 데이터 스트림(data stream)을 적어도 대략 4 바이트 길이의 워드 경계(word boundary)에 정렬된 헤더(header)를 갖는 하나 이상의 기가비트 수동 광 네트워크(Gigabit Passive Optical Network: GPON) 캡슐화 방법(GEM) 프레임으로 캡슐화(encapsulate)하는 단계; 및 워드 경계와 조합해서 또는 개별적으로 정렬된 다수의 필드를 갖는 네트워크 제어 및 관리 정보를 구비하는 GPON 전송 컨버전스(Transmission Convergence)(GTC) 프레임으로 캡슐화하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
이들 및 다른 특징에 대해서는 첨부 도면과 청구범위와 관련해서 이하의 상세한 설명으로부터 더 명백하게 될 것이다.
본 설명을 더 잘 이해하기 위하여, 첨부 도면 및 상세한 설명과 관련된 다음의 간단한 설명을 제시한다.
도 1은 PON의 실시예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 다운스트림 GPON 전송 컨버전스 프레임의 실시예를 나타낸다.
도 3은 업스트림 GPON 전송 컨버전스 프레임의 실시예를 나타낸다.
도 4는 GPON 캡슐화 방법 프레임의 실시예를 나타낸다.
도 5는 프레임 방법의 실시예에 대한 플로차트이다.
도 6은 범용 컴퓨터 시스템의 실시예를 개략적으로 나타낸다.
이하의 실시예들은 예시에 불과하다는 것을 알 수 있을 것이며, 개시한 시스템 및/또는 방법은 공지된 것이든 주지된 것이든 임의의 많은 기술을 사용해서 구현될 수 있다. 본 설명은 예시한 구현예, 도면 및 이하의 기술에 의해 제한되지 않으며, 청구범위 및 그 등가 범위 내에서 변형이 가능하다.
PON 시스템의 로직을 더 높은 전송 레이트 또는 더 많은 OUN을 지원하도록 재구성하는 것에는, ITU-T G.984.3 표준에 의해 규정되는 GPON 프로토콜과 같은 기존의 프로토콜을 변경하는 기술이 포함될 수 있다. 상기 표준은 본 명세서에 참조에 의해 포함되는 것으로 한다. GPON 프로토콜은 이더넷 프레임 등의 패킷과 같은, 데이터를 캡슐화하기 위한 프레임을 규정하는 GTC 계층을 포함한다. 본 명세서의 시스템 및 방법은 NGA를 위한 GPON 프로토콜의 GTC 계층을 확장하기 위한 것이다. 확장된 GTC 계층은 GPON 프로토콜의 GTC 계층과 유사한 다수의 프레임을 규정할 수 있다. 이중 적어도 몇몇의 프레임은 NGA를 위한 더 높은 대역폭을 지원하도록 변경될 수 있다. 추가로, 변경된 프레임은 더 높은 품질의 ONU를 위한 더 많은 수의 데이터 흐름을 전송하는 데에 사용될 수 있다. 변경된 프레임은 다운스트림 GTC 프레임과 업스트림 GTC 프레임을 포함할 수 있으며, 네트워크 제어 및 관리 정보와 GEM 프레임을 포함할 수 있다.
전송 레이트를 증가시키기 위하여, 변경된 프레임의 필드 길이는 유사한 스케일을 갖는 워드 경계(word boundary)로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 전송 레이트가 대략 4배, 예를 들어 대략 10 Gbps까지 증가한다면, 변경된 프레임의 필드 길이는 워드 경계의 대략 4배, 예들 들어 4 바이트로 정렬될 수 있다. 이와 달리, 워드 경계는 대략 4 바이트 길이의 임의의 정수 배가 될 수 있다. 이에 따라, GEM 프레임 및 다른 네트워크 제어 및 관리 정보는 대략 4 바이트의 정수 배와 동일한 필드 길이를 갖는 프레임으로 캡슐화될 수 있다. 이와 같이, 데이터는 동일한 성능이나 처리 속도를 가지며 실질적인 업그레이드를 하지 않으며 복잡하게 하지 않고서도, 시판되는 전자 회로를 사용해서 캡슐화 및 역캡슐화(de-capsulation)될 수 있다. 필드 길이가 증가하면, 더 많은 ONU과 더 많은 데이터 흐름을 지원하기 위해 더 많은 어드레스 또는 식별자를 제공할 수 있다. 이에 추가로, 적어도 몇몇 필드는 NGA에 대해 사용되지 않는 비동기형 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode: ATM) 기능을 디플리케이트(deprecate) 또는 디스에이블시키기 위해 갱신될 수 있다.
도 1은 PON(100)의 일실시예를 나타낸다. PON(100)은 OLT(110), 다수의 ONU(120), ODN(130)을 포함한다. ODN은 OLT(110)와 ONU(120)에 연결될 수 있다. PON(100)은 OLT(110)와 ONU(120) 사이에서 데이터를 분배하기 위한 어떠한 능동 소자도 필요로 하지 않는 통신 네트워크가 될 수 있다. 대신에, PON(100)은 OLT(110)와 ONU(120) 사이에서 데이터를 분배하기 위한 수동 광 소자를 ODN(130)에 사용할 수 있다. PON(100)은 대략 10 Gbps의 다운스트림 대역폭과 적어도 대략 2.5 Gbps의 업스트림 대역폭을 가질 수 있는 10 Gbps GPON(또는 XGPON)과 같은 NGA 시스템이 될 수 있다. 적절한 PON(100)의 다른 예로는, ITU-T G.983 표준에 의해 규정된 비동기 전송 모드 PON(APON) 및 광대역 PON(BPON), ITU-T G.984 표준에 의해 규정된 GPON, IEEE 802.3ah 표준에 의해 규정된 Ethernet PON(EPON), 및 파장 분할 다중화(WDM) PON(WPON)이 있을 수 있으며, 이들 모두를 본 명세서에서 참조에 의해 원용한다.
일례로, OLT(110)는 ONU(120) 및 다른 네트워크(도시 안 됨)와 통신하도록 구성되는 임의의 장치가 될 수 있다. 구체적으로, OLT(110)는 다른 네트워크와 ONU(120) 사이의 중재자로서 작용할 수 있다. 예를 들어, OLT(110)는 네트워크로부터 수신한 데이터를 ONU(120)로 전달하고, ONU(120)로부터 수신한 데이터를 다른 네트워크로 전달할 수 있다. OLT(110)의 구체적인 구성은 PON(100)의 종류에 따라 달라질 수 있지만, OLT(110)는 송신기와 수신기를 포함할 수 있다. 다른 네트워크가, PON(100)에서 사용했던 PON 프로토콜과는 다른 이더넷(Ethernet) 또는 비동기 광 네트워킹/비동기 디지털 계층(SONET/SDH)과 같은 네트워크 프로토콜을 사용하는 경우, OLT(110)는 네트워크 프로토콜을 PON 프로토콜로 변환하는 컨버터(converter)를 포함할 수 있다. OLT(110)는 PON 프로토콜을 네트워크 프로토콜로 변환할 수도 있다. OLT(110)는 중앙국과 같은 중심에 위치할 수 있으며, 다른 위치에 배치되어도 된다.
일례로, ONU(120)는 OLT(110) 및 고객이나 사용자(도시 안 됨)와 통신하도록 구성되는 임의의 장치가 될 수 있다. 구체적으로, ONU(120)는 OLT(110)와 고객 사이에서 중재자로서 작용할 수 있다. 예를 들어, ONU(120)는 OLT(110)로부터 수신한 데이터를 고객에게 전달할 수 있으며, 고객으로부터 수신한 데이터를 OLT(110)로 전달할 수 있다. ONU(120)의 구체적인 구성은 PON(100)의 종류에 따라 다를 수 있지만, ONU(120)는 광 신호를 OLT(110)에 전송하도록 구성된 광 송신기와, OLT(110)로부터의 광 신호를 수신하도록 구성된 광 수신기를 포함할 수 있다. 이에 추가로, ONU(120)는 광 신호를, 이더넷이나 ATM 프로토콜에서의 신호와 같은 고객을 위한 전기 신호로 변환하는 컨버터를 포함할 수 있으며, 전기 신호를 고객 장치와 주고 받을 수 있는 다른 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, ONU(120)와 광 네트워크 단말기(ONT)는 유사하기 때문에, 혼용해서 사용한다. ONU는 통상적으로 고객 구내와 같은 분배된 위치에 배치될 수 있으며, 그외 다른 위치에 배치되어도 된다.
일례로, ODN(130)은 광 섬유 케이블, 광 커플러, 광 스플리터, 광 분배기 등의 장치를 포함하는 데이터 분배 시스템이 될 수 있다. 일례로, 광 섬유 케이블, 광 커플러, 광 스플리터, 광 분배기 등의 장치는 수동 광 소자가 될 수 있다. 구체적으로, 광 섬유 케이블, 광 커플러, 광 스플리터, 광 분배기 등의 장치는 OLT(110)와 ONU(120) 사이에서 데이터 신호를 분배하기 위해 어떠한 전력도 필요로 하지 않는 소자가 될 수 있다. 이와 달리, ODN(130)은 광 증폭기와 같은 하나 이상의 처리 장치를 포함할 수 있다. ODN(130)은 도 1에 나타낸 것과 같은 분기 구성에서 OLT(110)로부터 ONU(120)까지 연장될 수 있지만, 다른 지점대 다지점 구성도 가능하다.
일례로, OLT(110)와 ONU(120)는 송신기 및/또는 수신기에 연결될 수 있는 데이터 프레머(data framer)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 데이터 프레머는 OLT(110)와 ONU(120) 사이에서 PON 프로토콜에 따라, 이더넷 데이터와 같은 데이터를 프레임으로 캡슐화하고, 프레임으로부터 데이터를 역캡슐화함으로써 데이터를 처리하도록 구성된 임의의 장치가 될 수 있다. 예를 들어, 데이터 프레머는 전자 또는 로직 회로를 포함하고 이러한 기능을 수행하도록 구성된 프로세서와 같은 하드웨어가 될 수 있다. 이와 달리, 데이터 프레머는 이러한 목적을 위해 프로그램된 소프트웨어 또는 펌웨어가 될 수 있다. PON 프로토콜은 ITU-T G.984.3 표준에 의해 규정된 GPON 프로토콜과 같이, 데이터를 교환하기 위해 OLT(110)와 ONU(120)에 의해 사용될 수 있다. GPON 프로토콜은 업스트림 채널 및 다운스트림 채널에서의 데이터 프레밍(data framing)을 위한 매체 액세스 제어(MAC) 기능, 데이터를 프레임화하기 위한 GEM, 및 업스트림 데이터를 위한 동적 대역폭을 사용하는 상태 보고 신호 등의 다수의 기능을 제공하는 GTC 계층을 포함할 수 있다.
일례로, GTC 계층은 프레임 내의 데이터를 정렬시키는 고정 로직 블록을 나타낼 수 있는 워드 경계(word boundary)를 규정할 수 있다. 데이터 프레머는 프레임의 데이터 필드의 길이를 워드 경계에 정렬시켜서, 프레임 내의 가변(variable/odd) 길이 필드, 즉 가변 길이 로직 블록을 피할 수 있다. 가변 길이 로직 블록은 OLT(110) 또는 ONU(120)에서 데이터 프레머를 사용하는 처리가 더 어렵게 될 수 있기 때문에 바람직하지 않을 수 있다. 워드 경계는 시스템의 전송 레이트에 기초해서 선택될 수 있으며, 정렬된 데이터는 허용가능한 처리 속도 또는 클록 속도를 가진 이용가능한 전자 회로를 사용해서 처리될 수 있다. 예를 들어, GPON 시스템에서, 워드 경계는 대략 1 바이트(대략 8 비트)로 설정될 수 있으며, 필드의 길이는 대략 1 바이트의 정수 배가 될 수 있다.
NGA에 대해 더 높은 데이터 레이트를 허용하기 위해, GPON 프로토콜의 GTC 계층은 증가된 대역폭에 기초해서 워드 경계를 증가시킴으로써 확장될 수 있다. 구체적으로, 데이터 레이트가 증가함에 따라, 이용가능한 전자 회로 또는 로직 회로는 데이터를 처리 및 프레임화하기 위한 더 높은 클록 속도를 필요로 하지만, 실현 가능성이 없을 수 있다. 그러나, 워드 경계가 증가하면, 로직 블록에 대해 더 많은 데이터가 이러한 회로에 의해 취급될 수 있어서, 클록 속도 요구를 감소시킬 수 있다. 따라서, 워드 경계는 대략 동일한 처리 속도 요구를 유지하기 위해 대역폭에서의 증가에 비례해서 확대될 수 있으며, 시중에서 판매되는 전자 회로에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 2.5 Gbps 레이트의 대략 4배가 되는 대략 10 Gbps에서 NGA에 대한 더 높은 데이터 레이트를 허용하기 위해, 대략 1 바이트의 워드 경계는 대략 4배까지 비례해서 확대될 수 있다. 이와 같이, 확대된 GTC 계층에서의 증가된 워드 경계는 대략 4 바이트 또는 대략 32 비트가 될 것이다. 다른 예로서, 증가된 워드 경계는 대략 4 바이트보다 큰, 예를 들어 8 바이트가 될 수 있다. 또한, 프레임은 프레임에서의 필드의 길이를 증가시킴으로써 증가된 워드 경계로 정렬될 수 있다. 증가된 필드 길이는 더 많은 ONU(120), 더 많은 데이터 흐름 또는 이들 모두를 지원하기 위해 더 많은 값, 어드레스 또는 식별자를 허용하도록 사용될 수 있다.
도 2는 다운스트림 GTC 프레임(200)의 실시예를 나타낸다. 다운스트림 GTC 프레임(200)은 OLT(110)로부터 하나의 ONU(120)로, 예를 들어 다운스트림 채널을 통해 송신된 다운스트림 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다운스트림 GTC 프레임(200)은 OLT(110)에 의해 브로드캐스트될 수 있으며, 네트워크 제어 및 관리 정보뿐만 아니라 페이로드(payload) 데이터를 포함할 수 있다. ONU(120)는 다운스트림 GTC 프레임(200)을 각각 수신하고, ONU 식별자(ONU-ID)와 같은, 몇몇 어드레싱 정보를 사용하는 ONU(120)에 할당된 대응 데이터를 식별할 수 있다. 다운스트림 GTC 프레임(200)은 이하에 설명하는 GEM 프레임이 될 수 있는, 다운스트림 페이로드(Downstream Payload)(220) 및 물리 제어 블록 다운스트림(Physical Control Block downstream: PCBd)(210)을 포함할 수 있다. PCBd(210)는 물리 동기(Physical Synchronization: 간단히 "PSync"라고 함)(211), 식별(Identification: 간단히 "Ident"라고 함)(212), 물리층 운영, 관리 및 유지(PLOAM) 다운스트림(간단히 "PLOAMd"라고 함)(213), 비트 인터리브 패리티(Bit Interleaved Parity: 간단히 "BIP"라고 함)(214), 페이로드 길이 다운스트림(간단히 "Plend"라고 함)(215), 및 업스트림 대역폭 맵(Upstream Bandwidth map: 간단히 "US BWmap"라고 함)(216) 등의 다수의 필드를 포함할 수 있다.
PSync(211)는 PCBd(210)의 다른 필드로 진행하는 고정 패턴을 포함할 수 있다. 이러한 패턴은 ONU(120), 예를 들어 수신기에 연결된 데이터 프레머에서 사용되어, 다운스트림 GTC 프레임(200)의 시작을 검출하고 동기화를 설정할 수 있다. 예를 들어, PSync(211)는 스크램블 처리되지 않은 고정 패턴 0xB6AB31E0를 포함할 수 있다. GPON 프로토콜의 GTC 계층에서, PSync(211)의 길이는 대략 4 바이트가 될 것이며, GPON 또는 NGA에서의 더 높은 대역폭, 예를 들어 대략 10 Gbps 전송 레이트를 지원하기 위해 증가된 워드 경계에 정렬 및 동일하게 될 수 있다. 따라서, 확대된 GTC 계층에서 PSync(211)에 대해서는 변화가 요구되지 않는다.
Ident(212)는 동기화를 위해 PSync(211)를 가진 ONU(120)에 의해 사용될 수 있는, 더 낮은 레이트의 동기 기준 신호를 제공하기 위한 카운터를 포함할 수 있다. 예를 들어, PSync(211)와 유사하게, GPON 프로토콜에서의 Ident(212)의 길이는 대략 32 비트가 되며, 그중 제1 비트는 전방 에러 정정(forward error correction: FEC) 비트가 될 수 있으며, 제2 비트는 유보가 될 수 있고, 나머지의 덜 중요한 대략 30개의 비트는 다음에 전송되는 Ident(212)에 대해 증가될 수 있는 카운터를 포함할 수 있다. 카운터의 값이 미리 정해진 최대값에 도달하면, Ident(212)는 다음 다운스트림 GTC 프레임(200)에서 제로로 리셋될 수 있다. PSync(211)와 유사하게, Ident(212)의 길이는 정렬되고 증가된 워드 경계와 동일하게 될 수 있기 때문에, Ident(212)는 확장된 GTC 계층에서 변경되지 않아도 된다.
PLOAMd(213)는 OLT(110)로부터 ONU(120)로 전송될 수 있으며, 시스템 이벤트에 의해 트리거되는, 운영, 관리 및 유지(OAM) 관련 경고 또는 임계치 초과 경고(threshold-crossing alert)를 포함하는 PLOAM 메시지를 포함할 수 있다. PLOAMd(213)는 ONU-ID, 메시지 식별자(Message-ID), 메시지 데이터, 및 순환 중복 체크(Cyclic Redundancy Check: CRC) 등의 다수의 서브 필드를 포함할 수 있다. ONU-ID는 하나의 ONU(120)에 할당될 수 있으며 ONU(120)에 의해 사용되어 의도한 메시지를 검출할 수 있는 어드레스를 포함할 수 있다. Message-ID는 PLOAM 메시지의 종류를 나타내며, 메시지 데이터는 PLOAM 메시지의 페이로드를 포함할 수 있다. CRC는 수신한 PLOAM 메시지에 에러가 존재하는 것을 검증하는 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, PLOAM 메시지는 CRC가 실패한 경우 폐기될 수 있다. GPON 또는 NGA에서 더 높은 대역폭을 지원하기 위해, PLOAMd(213)의 길이는 대략 4 바이트 길이의 정수 배, 예를 들어 16 바이트 길이로 변경되어, 대략 4 바이트로 데이터를 정렬시킬 수 있게 된다. ONU-ID의 길이는 대략 1 바이트가 될 수 있기 때문에, 최대 대략 256개의 ONU(120)를 식별하는 데에 사용될 수 있다. 확장된 GTC 계층에서, ONU-ID의 길이는 대략 4 바이트까지 증가되어 데이터를 증가된 워드 경계에 정렬시킬 수 있다. 따라서, 확장된 ONU-ID는 실질적으로 256개 이상의 ONU(120)를 식별하는 데에 사용될 수 있다. 또한, CRC의 포맷, 예를 들어 생성 다항식(x8+x2+x+1)을 가진 CRC-8 포맷은 확장된 PLOAM 메시지의 추가 비트 중의 적어도 일부가 되도록 변경될 수 있다. 이와 달리, 동일 CRC 포맷을 사용해서, CRC 포맷에 의해 처리되지 않는 PLOAMd(213)에서의 제1 비트는 에러 정정에 의해 보호받지도 에러 정정을 위한 것으로 고려되지도 않는다.
BIP(214)는 마지막이 BIP(214)를 수신한 후에 전송된 모든 바이트의 비트 인터리브 패리티를 포함할 수 있다. 비트 인터리브 패리티는 ONU(120)에서 산출될 수 있으며, BIP(214)의 비트 인터리브 패리티와 비교되어, 링크에서의 오류의 개수를 측정할 수 있다. BIP(214)는 대략 4 바이트가 될 수 있으며, 확장된 GTC 계층에서의 증가된 워드 경계와 정렬된다.
Plend(215)는 B 길이(Blen) 및 CRC를 포함하는 다수의 서브 필드를 포함할 수 있다. Blen은 US BWmap(216)의 길이를 나타낼 수 있다. US BWmap(216)의 실제 바이트 길이는 Blen의 대략 8배가 될 것이다. ATM 통신을 지원하는 일부 시스템에서, 서브 필드는 다운스트림 GTC 프레임(200) 부분을 포함할 수 있는 ATM 페이로드의 길이를 나타내는 A 길이(Alen) 서브필드를 포함할 수 있다. GPON 또는 NGA에서 ATM 통신 또는 기능을 불활성화하기 위하여, Alen이 확장된 GTC 계층에서 제거 또는 폐기될 수 있다. Alen의 누락된 비트를 보상하고 Plend(215)의 길이를 증가된 워드 경계에 정렬시키기 위하여, Blen의 길이, CRC 또는 이들 모두는 Plend(215)에 대해 대략 4 바이트의 전체 길이를 취득하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, CRC의 길이가 증가되어 에러 검출을 향상시킬 수 있다.
US BWmap(216)는 대략 8 바이트의 길이를 각각 가질 수 있는 블록 또는 서브 필드의 어레이를 포함할 수 있다. 각각의 블록은 GTC 계층에서 업스트림 대역폭 할당을 관리하는 데에 사용될 수 있는, 개별 전송 컨테이너(T-CONT)에 대한 단일의 대역폭 할당을 포함할 수 있다. 구체적으로, T-CONT는 상위 계층 정보를 입력으로부터 출력으로, 예를 들어 OLT(110)로부터 하나의 ONU(120)에 전송하도록 구성될 수 있는 GTC 계층에서의 전송 엔티티(transport entity)가 될 수 있다. 블록은, 할당 식별자(Alloc-ID), 플래그, 개시 시간(SStart), 중지 시간(SStop), 및 CRC와 같은 다수의 서브 필드를 포함할 수 있다. US BWmap(216)의 길이는 대략 8 바이트의 정수 배가 되기 때문에, US BWmap(216)의 전체 길이는 증가된 워드 경계로 미리 정렬될 수 있으며, 그래서 변경되지 않을 수 있다. 그러나, US BWmap(216)의 입도(granularity)는, 예를 들어 각 블록에서 대략 4 바이트까지 변경될 수 있다.
도 3은 업스트림 GTC 프레임(300)의 실시예를 나타낸다. 업스트림 GTC 프레임(300)은, 예를 들어 업스트림 채널을 통해, 페이로드 데이터와 네트워크 제어 및 관리 정보를 포함하는, 하나의 ONU(120)으로부터 OLT(110)로 전송된 업스트림 데이터를 포함할 수 있다. 업스트림 GTC 프레임(300)은 물리층 오버헤드 업스트림(Physical Layer Overhead upstream: 간단히 "PLOu"라고 함)(310), PLOAM 업스트림(PLOAMu)(316), 동적 대역폭 보고 업스트림(Dynamic Bandwidth Report upstream: DBRu)(318), 업스트림 페이로드(Upstream Payload)(320)를 포함할 수 있으며, 이들은 이하에 설명하는 GEM 프레임이 될 수 있다. PLOu(310)는 프리엠블(Preamble)(311), 디리미터(Delimiter)(312), BIP(313), ONU-ID(314), 표지(Indication: Ind)(315) 등의 다수의 필드를 포함할 수 있다. 업스트림 GTC 프레임(300)은 잔여 필드로 진행할 수 있으며 업스트림 GTC 프레임(300)을 기술하는 가드 타임(Guard Time)(305)을 포함할 수 있다.
PLOu(310)의 조합 필드는 어느 ONU(120)가 업스트림 GTC 프레임(300)을 OLT(110)로 전송하였는지를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 프리엠블(311)과 디리미터(312)는 해당 ONU(120)에 대응할 수 있으며, OLT(110)에 의해 지시된 것과 같이 형성될 수 있다. BIP(313)는 앞서 설명한 바와 같이 비트 인터리브 패리티를 포함할 수 있으며, ONU-ID(314)는 ONU(120)에 대응하는 할당된 어드레스를 포함할 수 있다. Ind(315)는 ONU(120)의 상태를 OLT(110)에 나타낼 수 있으며, 업스트림 GTC 프레임(300)은 실질적으로 실시간으로 전송될 수 있다. 일부의 경우에, BIP(313), ONU-ID(314), 및 Ind(315)는 확장된 GTC 계층에서의 증가된 워드 경계로 정렬되지 않을 수 있다. 따라서, ONU-ID(314)의 길이는 대략 2 바이트가 될 수 있으며, BIP(313) 및 Ind(315)는 대략 1 바이트가 되기 때문에, 3개의 필드에 대해 대략 4 바이트의 전체 길이를 취득하게 되며, 이 값은 예를 들어 10 Gbps 전송 레이트에 대해 적절한 것이 된다. ONU-ID(314)의 길이를 증가시킴으로써, 더 많은 ONU(120), 예를 들어 최대 대략 65,536개의 ONU까지 할당될 수 있는 더 많은 어드레스를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 프리엠블(311) 및 디리미터(312)의 길이는 개별적으로 정렬되거나 증가된 워드 경계까지 PLOu(310)의 3개의 잔여 필드로 정렬될 수 있다.
다운스트림 GTC 프레임(200)의 PLOAMd(213)와 마찬가지로, PLOAMu(316)는 PLOAM 메시지를 포함할 수 있으며, 이 메시지는 ONU(120)로부터 OLT(110)로 전송될 수 있다. PLOAMu(316)의 길이는 확장된 GTC 계층에서 대략 4 바이트 길이의 정수 배, 예를 들어 대략 16 바이트 길이가 될 수 있다. 예를 들어, PLOAMu(316)의 ONU-ID 서브필드의 길이는 대략 2 바이트까지 증가할 수 있다. 또한, CRC 서브필드의 포맷, 예를 들어 PLOAMu(316)의 제1 비트가 커버되지 않는 생성 다항식(x8+x2+x+1)을 가진 CRC-8 포맷은 변경되지 않을 수 있다.
DBRu(318)는 T-CONT와 관련된 정보를 포함할 수 있다. DBRu(318)는 동적 대역폭 할당(Dynamic Bandwidth Assignment: DBA) 및 CRC가 될 수 있는 2개의 서브 필드를 포함할 수 있다. DBA는 T-CONT의 트래픽 상태(traffic status)를 포함할 수 있는 버퍼 점유 보고(buffer occupancy report)를 나타낼 수 있다. 확장된 GTC 계층에서, DBRu의 길이는, 예를 들어 대략 4 바이트에서 다운스트림 GTC 프레임(200)의 US BWmap(216)의 입도(granularity)에 부합될 수 있다. 이와 같이 해서, ITU-T G.984.3에서의 표 8-1의 코드 포인트는 디프리케이트(deprecate), 교체, 또는 수정될 수 있다.
도 4는 GEM 프레임(400)의 실시예를 나타낸다. GEM 프레임(400)은 OLT(110)로부터 ONU(120)로의 다운스트림 데이터 또는 ONU(120)로부터 OLT(110)로의 업스트림 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, GTC 프레임(400)은 다운스트림 GTC 프레임(200)의 다운스트림 페이로드(220) 또는 업스트림 GTC 프레임(300)의 업스트림 페이로드(320)에 대응할 수 있다. GEM 프레임(400)은 헤더(Header)(410)와 페이로드(Payload)(420)를 포함할 수 있다. 헤더(410)는 페이로드 길이 표지(Payload Length Indicator: PLI)(411), 포트 식별자(Port identifier: PortID)(412), 페이로드 타입 표지(Payload Type Indicator: PTI)(413), 및 헤더 에러 제어(Header Error Control: HEC)(414)를 포함할 수 있다.
PLI(411)는 페이로드(Payload)(420)의 길이를 바이트 단위로 표시할 수 있다. PLI(411)는 GEM 프레임(400)의 개시를 나타낼 수 있다. PLI(411)의 길이는 대략 12 비트가 될 수 있기 때문에, 최대 대략 4,095 바이트를 갖는 페이로드(420)를 나타낼 수 있다. PortID(412)는 대략 12 비트의 길이를 가짐으로써, 최대 대략 4,096개의 고유 트래픽 식별자를 제공할 수 있다. 트래픽 식별자는 다중화될 수 있는 다수의 데이터 흐름에 대응할 수 있다. PTI(413)는 페이로드(420)의 콘텐츠 타입을 나타낼 수 있다. PTI(413)의 길이는 대략 3 비트가 될 수 있다. HEC(414)는 에러 검출 및 정정 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, HEC(414)는 대략 12 비트의 Bose 및 Ray-Chaudhuri(BCH) 코드, 예를 들어 x12+x10+x8+x5+x4+x3+1의 생성 다항식과 단일의 패리티 비트를 포함하는 BCH(39, 12, 2)를 포함할 수 있다.
확장된 GTC 계층에서, 헤더(Header)(410)의 전체 길이는 증가된 워드 길이로 정렬될 수 있다. 구체적으로, 헤더(410)는 대략 4 바이트 길이의 정수 배, 예를 들어 대략 8 바이트 길이가 될 수 있다. 따라서, PLI(411), PortID(412), PTI(413), HEC(414)의 길이 또는 이들의 조합이 증가할 수 있다. PLI(411)의 길이는 더 많은 바이트와 정보를 포함하는 확장된 GEM 프레임(400)을 나타내도록 증가될 수 있다. PotID(412)의 길이는 더 많은 다중화된 데이터 흐름에 대응하는 더 많은 트래픽 식별자를 제공하도록 증가될 수 있다. PTI(413)의 길이는 더 많은 정보와 페이로드(420)를 나타내도록 증가될 수 있다. HEC(414)의 길이는 확장된 헤더(410)의 추가 비트 중의 적어도 몇몇, 예를 들어 잔여 패리티 비트가 보호받지 않은 상태로 둔 헤더(410)의 대략 63개의 비트에 대해 고려하기 위해 BCH 코드를 확장하도록 증가될 수 있다.
페이로드(420)는 OLT(110)와 ONU(120) 사이에서 전송되는 페이로드 데이터(payload data)를 포함할 수 있다. 페이로드(420)는 확장되어 증가된 워드 경계로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 최대 대략 3개의 패딩된 바이트, 예를 들어 널 또는 제로 값 바이트가 페이로드(420)에 추가되어, 워드 경계 정렬(word boundary alignment)에 부합될 수 있다. 페이로드(420)가 이미 증가된 워드 경계로 정렬되어 있다면, 바이트를 패딩할 필요가 없다. 페이로드(420) 및 패딩된 바이트의 길이는 PLI(411), PTI(413) 또는 이들 모두를 사용해서 나타낼 수 있다.
도 5는 PON(100) 등의 PON 시스템에서 데이터, 예를 들어 이더넷 데이터를 캡슐화, 전송, 및 역캡슐화(de-capsulate)하는 데에 사용될 수 있는 프레밍(framing) 방법(500)의 실시예를 나타낸다. 데이터는 OLT(110)에서 ONU(120)로, 또는 ONU(120)로부터 OLT(110)로 전송될 수 있다. 데이터는 다수의 ONU(120), 다수의 데이터 흐름, 다수의 T-CONT, 또는 이들의 조합에 대응할 수 있다. 프레밍 방법(500)은 GPON 프로토콜의 확장된 GTC 계층에서 구현될 수 있다.
블록(510)에서, 프레밍 방법(500)은 정렬된 GEM 프레임을 취득하기 위해 데이터를, 예를 들어 OLT(110) 또는 ONU(120)에서 송신기에 결합된 데이터 프레머(data framer)를 사용해서 프레임화할 수 있다. 이와 같이, 데이터는 GEM 프레임(400)과 같은 GEM 프레임의 포맷으로 다른 정보와 함께 캡슐화될 수 있다. 다른 정보는 데이타의 바이트 길이, 데이터 흐름의 트래픽 식별자, 데이터의 타입, 데이타와 관련된 정보, 또는 이들의 조합이 포함할 수 있다. GEM 프레임은 대략 10 Gbps가 될 수 있는 시스템의 다운스트림 대역폭에 기초한 워드 경계로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 데이터는 페이로드(420)와 같은, GEM 프레임의 정렬된 페이로드 부분에 프레임화될 수 있으며, 잔여 정보는 헤더(410)와 같은, GEM 프레임의 정렬된 헤더 부분에 프레임화될 수 있다.
블록(520)에서, 프레임 방법(500)은 정렬된 GEM 프레임을 프레임화하여, 다운스트림 GTC 프레임(200) 또는 업스트림 GTC 프레임(300)과 같은, GTC 프레임의 포맷으로 다른 정보와 캡슐화될 수 있다. 다른 정보는 PLOAM 메시지, ONU-ID, T-CONT에 대한 대역폭 할당, T-CONT에 관련된 다른 정보, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. GTC 프레임은 대략 10 바이트가 될 수 있는 워드 경계로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 정렬된 GEM 프레임은 다운스트림 페이로드(220) 또는 업스트림 페이로드(320)와 같은 GTC 프레임의 페이로드 부분에서 프레임화될 수 있으며, 잔여 정보는 PCBd(210) 또는 PLOu(310)와 같은, GTC 프레임의 정렬된 헤더 부분에 프레임화될 수 있다.
블록(530)에서, 프레밍 방법(500)은 정렬된 GTC 프레임을 OLT(110)와 ONU(120) 사이에서 PON 시스템의 적어도 몇몇 구성요소를 통해 전송할 수 있다. 예를 들어, 정렬된 GTC 프레임은 데이터 콘텐츠를 알지 않고도 투명한 방식으로 ODN(130)을 따라 전송될 수 있다. 블록(540)에서, 프레밍 방법(500)은 블록(520)의 역 방식으로, 정렬된 GEM 프레임을 취득하기 위해, 예를 들어, OLT(110) 또는 ONU(120)에서 수신기에 결합된 데이터 프레머를 사용해서, 정렬된 GTC 프레임을 처리할 수 있다. 블록(550)에서, 프레밍 방법(500)은 블록(510)의 역 방식으로 데이터를 취득하기 위해 정렬된 GEM 프레임을 처리할 수 있다.
상기 설명한 네트워크 구성요소는 필요한 작업 부하(workload)를 처리하기에 충분한 처리 파워, 메모리 리소스 및 네트워크 처리 능력을 가진 컴퓨터 또는 네트워크 구성요소 등의 임의의 범용 네트워크 구성요소에서 구현될 수 있다. 도 6은 본 발명의 구성요소의 하나 이상의 실시예를 구현하기에 적합한 통상적인 범용 네트워크 구성요소(600)를 나타낸다. 네트워크 구성요소(600)는 제2 기억장치(604), 판독전용 메모리(ROM)(606), 랜덤 액세스 메모리(RAM)(608), 입출력(I/O) 디바이스(610), 및 네트워크 연결 디바이스(612)를 포함하는 메모리 디바이스와 통신이 가능한 프로세스(602)[중앙처리장치(CPU)라고도 함]를 포함한다. 프로세서(602)는 하나 이상의 CPU 칩으로 구현되거나, 하나 이상의 주문형 집적회로(ASIC)의 일부가 될 수 있다.
제2 기억장치(604)는 통상적으로 하나 이상의 디스크 드라이브 또는 테이프 드라이브로 구성되며, 데이터의 불휘발성 기억을 위해 사용되고, RAM(608)이 모든 작업 데이터를 유지하기에 충분히 크지 않은 경우의 오버플로우 데이터 기억 디바이스로서 사용된다. 2차 기억 장치(604)는 RAM(608)에 실행을 위해 선택할, 로딩할 프로그램을 기억시키는 데에 사용될 수 있다. ROM(606)은 프로그램 실행 중에 판독되는 데이터와 명령어를 기억시키는 데에 사용된다. ROM(606)은 2차 기억 장치(604)의 더 큰 메모리 용량에 비해 상대적으로 작은 메모리 용량을 갖는 불휘발성 메모리 디바이스이다. RAM(608)은 휘발성 데이터를 기억시키는 데에 사용되며, 명령어를 기억시키는 데에도 사용된다. ROM(606) 및 RAM(608)에 대한 액세스는 2차 기억 장치(604)에 대한 액세스보다 통상적으로 빠르다.
당업자라면, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형, 변경 및 조합이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 실시예의 특징을 조합, 통합 및/또는 생략한 다른 실시예도 본 발명의 범위에 포함된다. 수치적 범위나 제한은 명시적으로 표시되어 있지만, 이러한 표면 범위나 제한은 명시적으로 나타낸 범위나 제한 내에 속하는 유사한 크기의 반복적 범위 또는 제한을 포함한다는 것을 이해하여야 한다[예를 들어, 1부터 10까지에는 2, 3, 4 등이 포함되며, 0.10을 넘는 범위에는 0.11, 0.12, 0.13 등이 포함된다]. 예를 들어, 하한 R1 및 상한 Ru를 갖는 수치적 범위가 개시되어 있지만, 해당 범위에 속하는 어떠한 수치라도 포함된 것으로 본다. 특히, 다음과 같은 범위 내의 숫자를 구체적으로 설명한다. 즉, R=R1+k*(Ru-R1), k는 1퍼센트에서 100퍼센트까지 1퍼센트씩 증가하는 변수로서, k는 1퍼센트, 2퍼센트, 3퍼센트, 4퍼센트, 5퍼센트,..., 50퍼센트, 51퍼센트, 52퍼센트, .., 95퍼센트, 96퍼센트, 97퍼센트, 98퍼센트, 99퍼센트, 또는 100퍼센트가 된다. 상기 2개의 R 숫자에 의해 규정되는 임의의 수치적 범위도 구체적으로 개시하고 있다. 청구범위의 임의의 요소에 "임의로"라는 용어를 사용하는 것은, 그 요소가 필요하거나, 필요하지 않다는 것을 의미하며, 모두 청구범위에 포함된다. "포함"한다는 더 넓은 용어의 사용은, "~만으로 이루어진"이란 더 좁은 의미의 용어에 대한 지지를 제공하는 것으로 이해하여야 한다. 따라서, 보호 범위는 상기 설명에 의해 제한되지 않으며, 청구범위의 주제의 모든 등가 범위를 포함하는 청구범위에 의해 정해진다. 청구범위는 명세서의 추가의 설명에 포함될 수 있으며, 본 발명의 실시예가 될 수 있다. 본 명세서에서의 인용의 언급은 종래기술, 특히 본 출원의 우선일 이후의 공개 일자를 갖는 인용의 시인은 아니다. 본 명세서에서 인용한 모든 특허, 특허출원 및 공개문헌의 내용은 예시, 절치 또는 다른 구체적인 추가 사항을 본 명세서에 제공하는 한도까지, 참조에 의해 본 명세서에서 원용한다.
몇 가지 실시예를 설명하였지만, 본 발명의 시스템 및 방법은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 많은 다른 형태로 구현될 수 있다. 제시한 실시예는 예시를 위한 것으로서 제한적으로 해석되어서는 안 된다. 예를 들어, 다양한 요소 또는 구성 성분이 다른 시스템에 조합 또는 통합되거나, 소정의 특징이 생략 또는 구현되지 않을 수 있다.
다양한 실시예의 기술, 서브 시스템, 및 방법은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 시스템, 모듈, 기술, 또는 방법에 개별적으로 또는 이산적으로 조합 또는 통합될 수 있다. 서로 결합되거나 통신하는 것으로 도시 또는 설명한 항목은 전기적이든, 기계적이든, 또는 그외의 방법으로 일부 인터페이스, 디바이스 또는 중간 요소를 통해 간접적으로 연결되거나 통신을 행할 수 있다. 당업자라면, 변경, 대체 및 변형에 관한 다른 예를 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 실시할 수 있다.

Claims (21)

  1. 수동 광 네트워크(passive optical network: PON) 시스템에서 데이터를 처리하기 위한 방법으로서,
    데이터 스트림(data stream)을 적어도 4 바이트 길이의 워드 경계(word boundary)로 정렬된 헤더(header)를 갖는 하나 이상의 기가비트 수동 광 네트워크(Gigabit Passive Optical Network: GPON) 캡슐화 방법(GEM) 프레임으로 캡슐화(encapsulate)하는 단계;
    상기 GEM 프레임을 상기 워드 경계로 정렬된 네트워크 제어 및 관리 정보를 갖는 GPON 전송 컨버전스(Transmission Convergence)(GTC) 프레임으로 캡슐화하는 단계; 및
    상기 GTC 프레임을 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 워드 경계는 4 바이트 길이의 정수 배(integer multiple)이며,
    상기 GEM 프레임의 헤더의 길이는 4 바이트의 정수 배이고, 상기 데이터 스트림은 상기 GEM 프레임의 페이로드(payload)로 캡슐화되며, 상기 페이로드는 상기 워드 경계에 정렬되며;
    상기 GTC 프레임의 네트워크 제어 및 관리 정보는 상기 워드 경계와 조합해서 또는 개별적으로 정렬된 다수의 필드를 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 GTC 프레임은 다운스트림(downstream) GTC 프레임이며,
    상기 다운스트림 GTC 프레임의 네트워크 제어 및 관리 정보는,
    4 바이트 길이의 정수 배가 되는 물리층 운영, 관리 및 유지 다운스트림(Physical Layer Operations, Administration and Maintenance downstream: PLOAMd)의 필드; 및
    4 바이트 길이의 정수 배가 되는 업스트림 대역폭 맵(Upstream Bandwidth map: US BWmap)의 필드를 포함하는, 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 GTC 프레임은 업스트림 GTC 프레임이며,
    상기 업스트림 GTC 프레임의 네트워크 제어 및 관리 정보는,
    4 바이트 길이의 동적 대역폭 보고 업스트림(Dynamic Bandwidth report upstream: DBRu)의 필드;
    4 바이트 길이의 정수 배가 되는 물리층 운영, 관리 및 유지 업스트림(Physical Layer Operations, Administration and Maintenance upstream: PLOAMu)의 필드; 및
    4 바이트 길이의 정수 배가 되는 물리층 오버헤드 업스트림(Physical Layer Overhead upstream: PLOu)의 필드를 포함하는, 방법.
  5. 데이터 스트림(data stream)을 하나 이상의 기가비트 수동 광 네트워크(Gigabit Passive Optical Network: GPON) 캡슐화 방법(GEM) 프레임으로 캡슐화(encapsulate)하고, 상기 GEM 프레임을 제1 GPON 전송 컨버전스(Transmission Convergence)(GTC) 프레임으로 캡슐화하도록 구성된 프레머(framer);
    상기 제1 GTC 프레임을 전송하도록 구성된 송신기; 및
    제2 GTC 프레임을 수신하도록 구성된 수신기
    를 포함하며,
    상기 하나 이상의 GEM 프레임은 4 바이트 길이의 워드 경계에 정렬된 헤더를 포함하며, 4 바이트 길이의 정수 배가 되는 페이로드는 캡슐화한 데이터 스트림을 보유하도록 구성되며,
    상기 제1 GPON 전송 컨버전스(GTC) 프레임은 상기 워드 경계에 정렬된 네트워크 제어 및 관리 정보를 포함하고, 상기 네트워크 제어 및 관리 정보에는 상기 워드 경계와 조합해서 또는 개별적으로 정렬된 다수의 필드가 포함된 것을 특징으로 하는 네트워크 요소.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 GTC 프레임은 다운스트림 GTC 프레임이며, 상기 제2 GTC 프레임은 업스트림 GTC 프레임이고,
    상기 제1 GTC 프레임의 네트워크 제어 및 관리 정보는,
    4 바이트 길이의 정수 배가 되는 물리층 운영, 관리 및 유지 다운스트림(Physical Layer Operations, Administration and Maintenance downstream: PLOAMd)의 필드; 및
    4 바이트 길이의 정수 배가 되는 업스트림 대역폭 맵(Upstream Bandwidth map: US BWmap)의 필드를 포함하는, 네트워크 요소.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 GTC 프레임은 업스트림 GTC 프레임이며, 상기 제2 GTC 프레임은 다운스트림 GTC 프레임이고,
    상기 제1 GTC 프레임의 네트워크 제어 및 관리 정보는,
    동적 대역폭 보고 업스트림(Dynamic Bandwidth report upstream: DBRu)의 필드; 및
    4 바이트 길이의 정수 배가 되는 물리층 운영, 관리 및 유지 업스트림(Physical Layer Operations, Administration and Maintenance upstream: PLOAMu)의 필드를 포함하는, 네트워크 요소.
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