KR101283795B1 - 고속 광신호 제어부, 친국 장치 및 그랜트 할당 방법 - Google Patents

고속 광신호 제어부, 친국 장치 및 그랜트 할당 방법 Download PDF

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Abstract

10G-PON 시스템의 자국 장치(ONU)의 Report 정보를 장치 자신의 Report 정보로서 출력하고, 또한 1G-OLTMAC부(6)로부터 할당된 그랜트를 ONU에 할당하는 DBA 스케쥴러부(43)와, ONU의 Report 정보를 DBA 스케쥴러부(43)로 출력하는 10G 제어 메시지 종단부(42)와, DBA 스케쥴러부(43)가 할당한 그랜트에 기초하는 Gate 프레임을 ONU에 출력하는 10G 제어 메시지 생성부(46)와, DBA 스케쥴러부(43)의 Report 정보에 기초하는 Report 프레임을 1G-OLTMAC부(6)로 출력하는 1G 제어 메시지 생성부(44)와, 1G-OLTMAC부(6)의 Gate 정보를 DBA 스케쥴러부(43)로 출력하는 1G 제어 메시지 종단부(45)를 구비한다.

Description

고속 광신호 제어부, 친국 장치 및 그랜트 할당 방법{HIGH-SPEED OPTICAL SIGNAL CONTROL UNIT, PARENT STATION DEVICE, AND GRANT ALLOCATION METHOD}
본 발명은 1G/10G가 공존하는 PON 시스템에 있어서의 고속 광신호 제어부에 관한 것이다.
최근, 친국 장치(OLT:Optical Line Terminal)와 복수의 자국 장치(ONU:Optical Network Unit)가 광섬유로 접속되는 PON(Passive Optical Network) 시스템의 개발이 행해지고 있으며, 상향 하향 모두 1Gbps 클래스의 전송 속도로 데이터 통신을 행하는 1G-PON(1gigabit-Passive Optical Network) 시스템이 보급되고 있다. 또한, 상향 하향의 전송 속도를 10Gbps 클래스로 고속화한 10G-PON(10gigabit-Passive Optical Network) 시스템의 검토가 시작되고 있다. 기존 1G-PON 시스템을 운용하고 있는 지역에 10G-PON 시스템을 도입하는 경우, 광섬유망을 신규로 부설하면 비용이 들기 때문에, 운용중인 광섬유망을 기존의 1G-PON 시스템과 공용하면서, 가입자 단위로 10G-PON 시스템으로 업그레이드해야 한다.
업그레이드하는 방법으로서 2개의 방법이 있으며, 어느 쪽이 선택될지는 통신 사업자의 서비스 형태에 의존한다. 하기 비특허 문헌 1에 있어서, 1G/10G에서 상향 파장이 오버랩하는 경우로서, TDMA(Time Division Multiple Access) 방식에 의한 공존 방법이 개시되어 있다. 이 경우, 기존의 OLT를 1G/10G 듀얼 레이트 OLT로 전환한다. 또한, 하기 비특허 문헌 2에 있어서, 1G/10G로 상향 파장이 오버랩하지 않는 경우에 있어서, WDMA(Wave Division Multiple Access) 방식에 의한 공존 방법이 개시되어 있다. 이 경우, 기존의 1G용 OLT에 10G용 OLT과 WDM(Wavelength Division Multiplexing)을 추가한다.
비특허 문헌 1 : IEEE Draft 802.3av D2.0 비특허 문헌 2 : ITU-T G.984.5
그러나, 상기 종래의 기술(비특허 문헌 1)에 의하면, TDMA를 상정하여 1G/10G용 OLT를 만드는 경우, 10G용 광신호 제어부(OLTMAC:Optical Line Terminal Media Access Control)와 1G용 OLTMAC 양쪽의 기능을 갖는 1G/10G용 OLTMAC이 필요하게 된다. 이 때문에, 1G/10G의 공존 상태가 끝나서 모든 ONU가 10G용 ONU으로 전환된 경우, 1G/10G용 OLT은 불필요한 1G용 회로를 갖게 되어 비교적 고가이며, 저소비 전력화가 불가능하다는 문제가 있었다.
또한, 상기 1G/10G용과 공통의 OLTMAC을 이용해서, WDMA의 OLT에 사용하는 경우, 및 기존의 1G-PON 시스템을 사용하지 않고 있는 지역에 10G-PON 시스템을 새롭게 적용하는 경우, 마찬가지로, 10G용으로서 사용하는 OLT이 불필요한 1G용 회로를 갖게 되어서 비교적 고가이며, 저소비 전력화가 불가능하다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기를 감안해서 이루어진 것으로, 10G용 PON 시스템의 광신호를 제어하면서, TDMA 방식에 있어서, 기존 1G용 OLT과 공존 가능한 10G-OLTMAC(고속 광신호 제어부)를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결해서 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 전송 속도가 빠른 고속 광신호와 상기 고속 광신호보다 느린 저속 광신호가 혼재하며, 상향 신호를 TDMA 방식에 의해서 통신하는 PON 시스템에 있어서, 고속 광신호의 송수신을 제어하는 고속 광신호 제어 장치와 저속 광신호의 송수신을 제어하는 저속 광신호 제어 장치를 구비한 친국 장치에 있어서의 상기 고속 광신호 제어 장치로서, 고속 광신호를 이용해서 통신을 행하는 자국 장치인 고속 광신호 PON 자국 장치로부터 Report 프레임을 수신하고, 상기 프레임으로부터 Report 정보를 추출하는 고속 광신호 제어 메시지 종단 수단과, 상기 저속 광신호 제어 장치로부터 Gate 프레임을 수신하고, 상기 프레임으로부터 Gate 정보를 추출하는 저속 광신호 제어 메시지 종단 수단과, 상기 고속 광신호 제어 메시지 종단 수단으로부터 Report 정보를 취득한 경우에, 상기 Report 정보를 친국 장치 자신의 Report 정보로서 다시 생성하여 출력하고, 또한 상기 저속 광신호 제어 메시지 종단 수단으로부터 Gate 정보를 취득한 경우에, 상기 고속 광신호 제어 메시지 종단 수단으로부터 취득한 Report 정보에 기초해서, 친국 장치 자신에 할당된 그랜트를 상기 고속 광신호 PON 자국 장치에 대해 할당하는 그랜트 할당 수단과, 상기 그랜트 할당 수단으로부터 취득한 Report 정보에 기초해서 Report 프레임을 생성하고, 상기 Report 프레임을 상기 저속 광신호 제어 장치로 출력하는 저속 광신호 제어 메시지 생성 수단과, 상기 그랜트 할당 수단에 의해 할당된 그랜트에 기초해서 Gate 프레임을 생성하고, 상기 Gate 프레임을 상기 고속 광신호 PON 자국 장치에 출력하는 고속 광신호 제어 메시지 생성 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 10G-OLTMAC(고속 광신호 제어부)는, TDMA 방식에 있어서, 용 이하고 또한 저비용으로 10G-OLT용 구성을 추가할 수 있고, 10G-PON 시스템으로 이행 후에는 저소비 전력화가 가능하다는 효과를 낸다. 또한, WDMA 방식에 사용하는 경우나 1G-PON 시스템을 사용하지 않고 있는 지역에 10G-PON 시스템을 전개하는 경우에 대해서도, 공통 10G-OLTMAC을 계속 사용해서, 고가로 되지 않고, 소비 전력의 증가를 회피할 수 있다는 효과를 낸다.
도 1은 1G/10G OLT부의 구성예를 나타내는 도면,
도 2는 신호의 파장 배치를 나타내는 도면,
도 3은 데이터를 송신하기까지의 처리를 나타내는 타임 차트,
도 4(a)는 10G-PON 시스템을 추가한 TDMA 시스템의 구성예를 나타내는 도면,
도 4(b)는 10G-PON 시스템을 추가한 WDMA 시스템의 구성예를 나타내는 도면,
도 5는 10G-PON 시스템으로의 업그레이드의 상태 천이를 나타내는 도면이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : WDM부 2 : 스플리터부
3 : 10G-PHY부 4 : 10G-OLTMAC부
5 : WDM부 6 : 1G-OLTMAC부
7 : WDM부 8 : WDM부
9 : 1G-PHY부 31 : 수신부
32 : BCDR부 33 : 송신부
41 : WDM부 42 : 10G 제어 메시지 종단부
43 : DBA 스케쥴러부 44 : 1G 제어 메시지 생성부
45 : 1G 제어 메시지 종단부 46 : 10G 제어 메시지 생성부
47 : WDM부 61 : WDM부
62 : 1G 제어 메시지 종단부 63 : DBA 스케쥴러부
64 : 1G 제어 메시지 생성부 65 : WDM부
91 : 수신부 92 : BCDR부
93 : 송신부 100 : 1G/10G-OLT부
이하에, 본 발명에 따른 10G-OLTMAC의 실시예를 도면에 기초해서 구체적으로 설명한다. 한편, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
본 실시예의 10G-OLTMAC(Optical Line Terminal Media Access Control)를 포함하는 친국 장치(OLT:Optical Line Terminal)는 1G-PON 시스템의 자국 장치(ONU:Optical Network Unit)와 10G-PON 시스템의 ONU가 각각 복수 접속하는 PON 시스템을 제어한다. 도 1은 본 실시예에 있어서의 10G-OLTMAC를 포함하는 친국 장치(1G/10G-OLT)의 구성예를 나타내는 도면이다. 1G/10G-OLT부(100)는 1G-PON 시스템에 접속하는 ONU와의 통신을 제어하고, 또한 10G-PON 시스템에 접속하는 ONU와의 통신을 제어한다. 1G/10G-OLT부(100)는 WDM(Wavelength Division Multiplexing)부(1)와, 스플리터부(2)와, 10G-PHY(Physical Layer Device)부(3)와, 10G-OLTMAC부(4)와, WDM부(5)와, 1G-OLTMAC부(6)와, WDM부(7)와, WDM부(8)와, 1G-PHY부(9)를 구비한다.
WDM부(1)는, PON 인터페이스로부터 수신한 각 ONU로부터의 광신호를 스플리터부(2)로 출력한다. 또한, WDM부(8)로부터 수신한, 합파후의 광신호를 PON 인터페이스를 경유해서 각 ONU로 출력한다. 스플리터부(2)는, 1:2 분기되는 스플리터로, 수신한 1G/10G 혼재의 상향 광신호를 분기해서 10G-PHY부(3)와 1G-PHY부(9)로 출력한다.
10G-PHY부(3)는 10G-PON 시스템에 있어서 10G 광신호의 송수신을 행한다. 광신호를 수신한 경우에는 전기 신호로 변환하는 처리를 행하고, 또한 10G-OLTMAC부(4)로부터 수신한 전기 신호를 광신호로 변환한다. 10G-PHY부(3)는 수신부(31)와, BCDR(Burst clock and Data Recovery)부(32)와, 송신부(33)를 구비한다. 수신부(31)는 수신한 광신호를 전기 신호로 변환하여 출력한다. BCDR부(32)는 버스트적으로 수신한 전기 신호로부터 클록과 데이터를 분리하여, 비트 동기를 행한다. 송신부(33)는 송신하는 신호를 전기 신호로부터 광신호로 변환한다.
10G-OLTMAC부(4)는, 10G-PON 시스템을 제어하는 OLT의 MAC부이다. 본 실시예에서는, 10G-OLTMAC부(4)는 1G-OLTMAC부(6)와 접속하고 있는 경우, 1G-OLTMAC부(6)에 대해서 ONU로서 동작한다. 10G-OLTMAC부(4)는 WDM부(41)와, 10G 제어 메시지 종단부(42)와, DBA(Dynamic Bandwidth Assignment) 스케쥴러부(43)와, 1G 제어 메시지 생성부(44)와, 1G 제어 메시지 종단부(45)와, 10G 제어 메시지 생성부(46)와, WDM부(47)를 구비한다.
WDM부(41)는 10G-PHY부(3)로부터의 신호를 분기해서, 10G 제어 메시지 종단부(42)와 SNI(Service Node Interface)로 출력한다. 10G 제어 메시지 종단부(42)는, 10G-PON 시스템에 접속하는 각 ONU로부터의 Report 프레임으로부터 Report 정보를 추출하여, DBA 스케쥴러부(43)로 출력한다. DBA 스케쥴러부(43)는 10G 제어 메시지 종단부(42)로부터의 Report 정보에 기초해서, 장치 자신의 Report 정보로서 다시 생성하여 1G 제어 메시지 생성부(44)로 출력한다. 또한, 10G-PON 시스템에 접속하는 각 ONU로부터의 Report 정보에 기초해서, 1G-OLTMAC부(6)로부터 할당받은 대역(그랜트)을, 10G-PON 시스템에 접속하는 각 ONU에 대해 할당하는 제어를 행한다. 1G 제어 메시지 생성부(44)는 DBA 스케쥴러부(43)로부터의 Report 정보에 기초해서, 10G-OLTMAC부(4)(10G-PON 시스템)로서의 Report 프레임을 생성하여 1G-OLTMAC부(6)로 출력한다. 1G 제어 메시지 종단부(45)는 1G-OLTMAC부(6)로부터 수신한 Gate 프레임으로부터 Gate 정보를 추출하여 DBA 스케쥴러부(43)로 출력한다. 10G 제어 메시지 생성부(46)는, DBA 스케쥴러부(43)가 할당한 그랜트에 기초해서 Gate 프레임을 생성하여, 10G-PON 시스템의 각 ONU 앞으로 출력한다. WDM부(47)는 10G 제어 메시지 생성부(46)로부터의 Gate 프레임과 SNI로부터의 신호를 합파하여 10G-PHY부(3)로 출력한다.
WDM부(5)는 10G-OLTMAC부(4)로부터의 MPCP(Multi-Point Control Protocol) 제어 프레임과, 1G-PHY부(9)로부터의 수신 신호를 합파하여 1G-OLTMAC부(6)로 출력한다. MPCP 제어 프레임에는, Report 프레임 및 Gate 프레임이 포함된다.
1G-OLTMAC부(6)는 1G-PON 시스템을 제어하는 OLT의 MAC부이다. 또한, 10G-OLTMAC부(4)에 대해 1G-PON 시스템에 있어서의 ONU와 마찬가지로, TDMA에서의 그랜트의 할당을 행한다. 1G-OLTMAC부(6)는 WDM부(61)와, 1G 제어 메시지 종단부(62)와, DBA 스케쥴러부(63)와, 1G 제어 메시지 생성부(64)와, WDM부(65)를 구비한다.
WDM부(61)는, WDM부(5)로부터의 신호를 분기해서, 1G 제어 메시지 종단부(62)와 SNI로 출력한다. 1G 제어 메시지 종단부(62)는, 1G-PON 시스템에 접속하는 각 ONU 및 10G-OLTMAC부(4)로부터의 Report 프레임으로부터 Report 정보를 추출하여, DBA 스케쥴러부(63)로 출력한다. DBA 스케쥴러부(63)는, 1G-PON 시스템의 각 ONU 및 10G-OLTMAC부(4)로부터의 Report 정보에 기초해서, 1G-PON 시스템의 각 ONU 및 10G-OLTMAC부(4)에 대해 그랜트를 할당하는 제어를 행한다. 1G 제어 메시지 생성부(64)는, DBA 스케쥴러부(63)가 할당한 그랜트에 기초해서 Gate 프레임을 생성하여, 1G-PON 시스템의 각 ONU 및 10G-OLTMAC부(4)앞으로 출력한다. WDM부(65)는 1G 제어 메시지 생성부(64)로부터의 Gate 프레임과 SNI로부터의 신호를 합파하여 WDM부(7)로 출력한다.
WDM부(7)는, 1G-OLTMAC부(6)로부터의 신호를 분기해서, 10G-OLTMAC부(4) 및 1G-PHY부(9)로 출력한다. WDM부(8)는, 10G-PHY부(3)로부터의 하향 10G 광신호와 1G-PHY부(9)로부터의 하향 1G 광신호를 합파하여, WDM부(1)로 출력한다.
1G-PHY부(9)는, 1G-PON 시스템에 있어서 1G 광신호의 송수신을 행한다. 광신호를 수신한 경우에는 전기 신호로 변환하는 처리를 행하고, 또한 1G-OLTMAC부(6)로부터 수신한 전기 신호를 광신호로 변환한다. 1G-PHY부(9)는 수신부(91)와, BCDR부(92)와, 송신부(93)를 구비한다. 수신부(91)는 수신한 광신호를 전기 신호로 변환하여 출력한다. BCDR부(92)는, 버스트적으로 수신한 전기 신호로부터 클록와 데이터를 분리하여, 비트 동기를 행한다. 송신부(93)는 송신하는 신호를 전기 신호로부터 광신호로 변환한다.
이어서, 본 실시예에서 사용하는 각 PON 시스템에 있어서의 신호의 파장 배치에 대해서 설명한다. 도 2는 각 신호의 파장 배치를 나타내는 도면이다. IEEE에서 규정하는 기존의 1G-PON 시스템에서는 상향 신호가 1260~1360㎚대이고, 하강 신호가 1480~1500㎚대이다. 한편, 새롭게 추가하는 10G-PON 시스템에서는, 상향 신호가 1260~1280㎚대이고, 하강 신호가 1574~1580㎚대이다. 이와 같이, 상향 신호의 대역이 겹치기 때문에, 1G와 10G 양쪽 PON 시스템에 대해 TDMA 방식에 있어서의 그랜트의 할당이 가능한 OLTMAC부가 필요하게 된다.
한편, ITU-T에서 규정하는 1G-PON 시스템에서는, 1G의 상향 신호는 Reduced 타입(대역이 1290~1330㎚)이 주류이기 때문에, 사용하는 신호의 대역이 겹치지 않는다. 이 때문에, WDMA 방식에 의한 공존이 가능해진다.
이어서, 본 실시예에 있어서의 각 PON 시스템에 있어서의 OLT과 ONU의 신호의 송수신에 대해서 설명한다. 도 3은 각 PON 시스템의 ONU가 데이터를 송신하기까지의 처리를 나타내는 타임 차트이다. 여기서는, 10G-PON 시스템에는, 2개의 ONU(10G-ONU#1, 10G-ONU#2)가 접속되어 있다. 또한, 1G-PON 시스템에는, 2개의 ONU(1G-ONU#1, 1G-ONU#2) 및 1G-ONU#3으로서 10G-OLTMAC부(4)가 접속되어 있다. 각 ONU가 Report 프레임을 송신하고 나서, 할당된 그랜트에 기초해서 데이터를 송신할 때의 처리에 대해서 설명한다.
우선, 10G-ONU#1이 데이터를 송신하기까지의 처리에 대해서 설명한다. 10G-ONU#1는 데이터를 송신하기 위해서, Report 정보를 포함한 Report 프레임을 10G-OLTMAC부(4)앞으로 송신한다. 1G/10G-OLT부(100)에서는, WDM부(1)에서 Report 프레임을 수신한 후, 스플리터부(2)에서 분기해서 10G-PHY부(3)로 출력한다. 여기서, 수신부(31)가 광신호를 전기 신호로 변환하고, BCDR부(32)에서 클록과 데이터를 분리하여 비트 동기를 행하고 나서 Report 프레임을 10G-OLTMAC부(4)로 출력한다. 10G-OLTMAC부(4)에서는 WDM부(41)를 경유하여, 10G 제어 메시지 종단부(42)가 Report 프레임을 수신한다. 10G 제어 메시지 종단부(42)는, Report 프레임으로부터 Report 정보를 추출하여, DBA 스케쥴러부(43)로 출력한다. DBA 스케쥴러부(43)는, 다른 ONU(10G-ONU#2)으로부터의 Report 정보를 받은 후, 각 10G-ONU로부터의 Report 정보를 10G-OLTMAC부(4)(1G-ONU#3)의 Report 정보로서 생성하여, 1G 제어 메시지 생성부(44)로 출력한다. 1G 제어 메시지 생성부(44)는, 수신한 각 Report 정보에 기초해서, 10G-OLTMAC부(4)(1G-ONU#3)로서의 Report 프레임을 생성하여, WDM부(5)를 경유하여 1G-OLTMAC부(6)로 출력한다.
1G-OLTMAC부(6)에서는, WDM부(61)를 경유하여 1G 제어 메시지 종단부(62)가 Report 프레임을 수신한다. 1G 제어 메시지 종단부(62)는 Report 프레임으로부터 Report 정보를 추출하여, DBA 스케쥴러부(63)로 출력한다. DBA 스케쥴러부(63)는 다른 ONU(1G-ONU#1, 1G-ONU#2)로부터의 Report 정보를 받은 후, 각각의 Report 정보에 기초해서, 각 ONU에 Cycle#n 내의 대역(그랜트)을 할당하는 제어를 행한다. 이 때, 1G-ONU#3(10G-OLTMAC부(4))에 할당하는 그랜트는, DBA 파라미터의 변경으로 고정으로 해도 되고, 1G-ONU#3로부터의 Report 정보에 기초해서 가변으로 해도 된다. 각 ONU에 할당한 그랜트를 1G 제어 메시지 생성부(64)로 출력한다. 1G 제어 메시지 생성부(64)는 1G-ONU#3(10G-OLTMAC부(4))에 할당된 그랜트에 기초해서 1G-ONU#3(10G-OLTMAC부(4))앞으로 Gate 프레임을 생성하여, WDM부(65)를 경유해서 WDM부(7)로 출력한다. WDM부(7)는 1G-ONU#3(10G-OLTMAC부(4))앞의 Gate 프레임을 1G-ONU#3(10G-OLTMAC부(4))로 출력한다.
10G-OLTMAC부(4)에서는, 1G 제어 메시지 종단부(45)가 Gate 프레임으로부터 Gate 정보를 추출하여 DBA 스케쥴러부(43)로 출력한다. 이 Gate 정보에 포함되는 할당된 그랜트(GS(Grant Starttime)3으로부터 시작되는 10G-PON용 그랜트)는 1G-ONU#3(10G-OLTMAC부(4))에 할당된 그랜트임과 아울러, 10G-PON 시스템에 할당된 그랜트이기도 한다. DBA 스케쥴러부(43)는, 우선 수신한 Gate 정보에 기초해서, 1G-OLTMAC부(6)와 타임 스탬프의 동기를 취한다. 이로써, 데이터를 송신하는 Cycle#n의 슬롯에 있어서, 그랜트의 스타트 타임의 정합이 취해진다. 이어서, 10G-ONU#1과 10G-ONU#2로부터의 Report 정보에 기초해서, 1G-OLTMAC부(6)로부터 할당된 그랜트를, 각 10G-ONU에 더 할당하는 제어를 행한다. 각 ONU에 할당한 그랜트를, 10G 제어 메시지 생성부(46)로 출력한다. 10G 제어 메시지 생성부(46)는 10G-ONU#1에 할당된 그랜트에 기초해서 10G-ONU#1앞으로 Gate 프레임을 생성하고, WDM부(47)를 경유해서 10G-PHY부(3)로 출력한다.
10G-PHY부(3)에서는, 송신부(33)가 Gate 프레임을 전기 신호로부터 광신호로 변환한 후 WDM부(8)로 출력한다. WDM부(8)는 10G-PHY부(3)로부터의 광신호(Gate 프레임)와 1G-PHY부(9)로부터의 광신호를 합파하여 WDM부(1)로 출력한다. WDM부(1)는 합파후의 신호를, PON 인터페이스를 경유하여 10G-ONU#1로 출력한다. 10G-ONU#1는 Gate 프레임을 수신하고, 할당받은 그랜트의 개시 타이밍(GS3) 및 그랜트 길이에 따라서 데이터를 송신한다. 이후, 10G-ONU#1는, 10G-OLTMAC부(4)로부터의 Gate 프레임에 따라서 데이터를 송신한다. 한편, 이어서 송신할 데이터가 있는 경우, 10G-ONU#1는, 데이터의 송신에 맞춰서 Report 프레임을 10G-OLTMAC부(4)에 송신한다.
10G-ONU#2가 Report 프레임을 10G-OLTMAC부(4)로 송신하고, Gate 프레임을 수신하고 나서 데이터를 송신하기까지의 처리는, 상기 10G-ONU#1의 경우와 마찬가지이다. 10G-ONU#2는, 10G-ONU#2에 할당된 그랜트의 개시 타이밍(GS4) 및 그랜트길이에 따라서 데이터를 송신한다.
이와 같이, 10G-OLTMAC부(4)는, 10G-PON 시스템에 접속하는 각 10G-ONU로부터의 Report 정보를 1G-ONU#3의 Report 정보로서 1G-OLTMAC부(6)로 송신한다. 1G-OLTMAC부(6)는 다른 1G-ONU과 마찬가지의 처리로 1G-ONU#3(10G-OLTMAC부(4))에 그랜트를 할당한다. 1G-ONU#3(10G-OLTMAC부(4))는, 장치 자신에 할당된 그랜트를 각 10G-ONU에 다시 할당함으로써, 10G-PON 시스템에 있어서의 데이터의 송수신의 제어를 행할 수 있다. 즉, 1G-PON용으로 할당된 그랜트와 10G-PON 용으로 할당된 그랜트가 겹치는 일없이, Cycle#n내의 그랜트를 이용할 수 있다. 본 실시예에서는, 10G-OLTMAC부(4)는 1G-OLTMAC부(6)에 대해서 1G-ONU로서 동작함으로써, 1G-PON 시스템과 10G-PON 시스템의 공존이 가능해진다. 한편, 10G-OLTMAC부(4)는 1G-OLTMAC부(6)가 없는 경우(10G-PON 시스템)에는 마스터로서 동작한다.
이어서, 1G-ONU#1가 데이터를 송신하기까지의 처리에 대해서 설명한다. 1G-ONU#1는 데이터를 송신하기 위해서, Report 정보를 포함한 Report 프레임을 1G-OLTMAC부(6)앞으로 송신한다. 1G/10G-OLT부(100)에서는, WDM부(1)에서 Report 프레임을 수신한 후, 스플리터부(2)에서 분기해서 1G-PHY부(9)로 출력한다. 여기서, 수신부(91)에서 광신호를 전기 신호로 변환하고, BCDR부(92)에서 클록과 데이터를 분리해서 비트 동기를 행하고 나서 Report 프레임을 WDM부(5)로 출력한다. WDM부(5)는 Report 프레임을 1G-OLTMAC부(6)로 출력한다. 1G-OLTMAC부(6)에서는 WDM부(61)를 경유하여, 1G 제어 메시지 종단부(62)가 Report 프레임을 수신한다. 1G 제어 메시지 종단부(62)는, Report 프레임으로부터 Report 정보를 추출하여, DBA 스케쥴러부(63)로 출력한다. DBA 스케쥴러부(63)는, 다른 ONU(1G-ONU#2, 1G-ONU#3(10G-OLTMAC부(4)))로부터의 Report 정보를 받은 후, 각각의 Report 정보에 기초해서 각 ONU에 Cycle#n내의 그랜트를 할당하는 제어를 행한다. 각 ONU에 할당한 그랜트를 1G 제어 메시지 생성부(64)로 출력한다. 1G 제어 메시지 생성부(64)는 1G-ONU#1에 할당된 그랜트에 기초해서 1G-ONU#1앞으로 Gate 프레임을 생성하여, WDM부(65)를 경유하여, WDM부(7)로 출력한다.
WDM부(7)는, 1G-ONU#1앞으로의 Gate 프레임을 1G-PHY부(9)로 출력한다. 1G-PHY부(9)에서는, 송신부(93)가 Gate 프레임을 전기 신호로부터 광신호로 변환한 후 WDM부(8)로 출력한다. WDM부(8)는 1G-PHY부(9)로부터의 광신호(Gate 프레임)와 10G-PHY부(3)로부터의 광신호를 합파하여 WDM부(1)로 출력한다. WDM부(1)는 합파후의 신호를, PON 인터페이스를 경유하여 1G-OMU#1로 출력한다. 1G-ONU#1는 Gate 프레임을 수신하고, 할당된 그랜트의 개시 타이밍(GS1) 및 그랜트 길이에 따라서 데이터를 송신한다. 이후, 1G-ONU#1는, 1G-OLTMAC부(6)로부터의 Gate 프레임에 따라서 데이터를 송신한다. 한편, 이어서 송신할 데이터가 있는 경우, 1G-ONU#1는 데이터의 송신에 맞춰서 Report 프레임을 1G-OLTMAC부(6)에 송신한다.
1G-ONU#2가 Report 프레임을 1G-OLTMAC부(6)에 송신하고, Gate 프레임을 수신하고 나서 데이터를 송신하기까지의 처리는, 상기 1G-ONU#1의 경우와 마찬가지이다. 1G-ONU#2는, 1G-ONU#2에 할당된 그랜트의 개시 타이밍(GS2) 및 그랜트 길이에 따라서 데이터의 송신을 행한다.
상기 10G-OLTMAC부(4)를 이용해서 10G-PON의 서비스를 제공하는 시스템의 구성을 TDMA 방식과 WDMA 방식에 대해서 설명한다. 도 4(a)와 도 4(b)에, 각각의 방식에 있어서 10G-PON 시스템을 추가했을 때의 시스템의 구성을 나타낸다. 도 4(a)에서는, TDMA 방식으로서, 기존의 1G-OLT에 사용하던 각 구성을 모두 이용해서 새롭게 1G/10G-OLT을 구성한다. 한편, 도 1과 달리, PHY부가 듀얼 레이트인 경우 수신부를 하나로 하는 것도 가능하다.
또한, 도 4(b)에서는 WDMA 방식으로서, 기존의 1G-OLT를 그대로 사용하고, 새롭게 10G-OLT과 WDM을 추가한다. 본 실시예의 10G-OLTMAC을 이용함으로써, TDMA방식, WDMA 방식 양쪽에서 공통으로 사용할 수 있고, 또한 양쪽 방식에서 기존의 구성을 무용되게 하지 않고 1G/10G가 공존하는 PON 시스템을 구성할 수 있다. 또한, 상기 10G-OLTMAC을 LSI화하는 경우, 1G/10G의 듀얼 레이트의 OLTMAC을 만드는 경우보다 회로 규모를 작게 할 수 있다.
이어서, 도 5에 10G-PON 시스템으로 업그레이드하는 구체예를 나타낸다. 기존 ODN(Optical Distribution Network)을 운용하면서, 1G-OLT의 교환이 불가능한 사업자에 대해서, 10G-OLT를 증설함으로써 업그레이드한다. 우선, 기존 1G-PON 시스템(도 5(a))에 대해서 10G-OLT를 증설한다(도 5(b)). 그 후, 이용자가 순차적으로 1G-ONU에서 10G-ONU로 전환한다(도 5(c)). 최종적으로 모든 이용자가 10G-ONU로 전환한 시점에, 1G-OLT을 제거한다(도 5(d)). 증설하는 10G-OLT은 10G용의 새로운 서비스에 특화하여 구축할 수 있고, 또한 불필요하게 된 시점에 1G-OLT를 제거할 수 있다. TDMA 방식 및 WDMA 방식, 어느 방식에서도 적용 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는, 10G-OLTMAC은 1G-OLTMAC과 접속할 때에는 1G-PON 시스템의 ONU로서 취급되어서, 10G-PON 시스템에 접속하는 각 ONU로부터의 Report 정보를 하나의 1G-ONU로서 모아서 1G-OLTMAC로 송신하고, 장치 자신에 할당된 그랜트를 10G-PON 시스템에 접속하는 각 ONU에 할당하는 것으로 했다. 이로써, 기존의 1G-OLT의 구성을 그대로 이용하면서 용이하게 업그레이드가 가능하게 되고, 불필요하게 된 시점에 1G-OLT의 구성을 제거함으로써 저소비 전력화도 가능하게 된다.
한편, 본 실시예에서는 10G-PON의 용어를 이용해서 설명했지만, IEEE에서 규정하는 10G-EPON(10Gigabit-Ethernet(등록 상표) Passive Optical Network)이 포함되는 것으로 한다.
(산업상 이용 가능성)
이상과 같이, 본 발명에 관한 10G-OLTMAC은 PON 시스템에 유용하며, 특히 1G-PON 시스템으로부터 10G-PON 시스템으로의 업그레이드에 적합하다.

Claims (7)

  1. 전송 속도가 빠른 고속 광신호와, 상기 고속 광신호보다 느린 저속 광신호가 혼재하며, 상향 신호 통신에 TDMA 방식을 채용하는 PON 시스템에 있어서, 고속 광신호의 송수신을 제어하는 고속 광신호 제어 장치와 저속 광신호의 송수신을 제어하는 저속 광신호 제어 장치를 구비한 친국(親局:parent station) 장치에 있어서의 상기 고속 광신호 제어 장치로서,
    고속 광신호를 이용해서 통신을 행하는 자국(子局:child station) 장치인 고속 광신호 PON 자국 장치로부터 Report 프레임을 수신하고, 상기 Report 프레임으로부터 Report 정보를 추출하는 고속 광신호 제어 메시지 종단 수단과,
    상기 저속 광신호 제어 장치로부터 Gate 프레임을 수신하고, 상기 Gate 프레임으로부터 Gate 정보를 추출하는 저속 광신호 제어 메시지 종단 수단과,
    상기 고속 광신호 제어 메시지 종단 수단으로부터 Report 정보를 취득한 경우에, 상기 Report 정보를 친국 장치 자신의 Report 정보로서 다시 생성하여 출력하고, 또한 상기 저속 광신호 제어 메시지 종단 수단으로부터 Gate 정보를 취득한 경우에, 상기 고속 광신호 제어 메시지 종단 수단으로부터 취득한 Report 정보에 기초해서, 친국 장치 자신에 할당된 그랜트를 상기 고속 광신호 PON 자국 장치에 대해 할당하는 그랜트 할당 수단과,
    상기 그랜트 할당 수단으로부터 취득한 Report 정보에 기초해서 Report 프레임을 생성하고, 상기 Report 프레임을 상기 저속 광신호 제어 장치로 출력하는 저속 광신호 제어 메시지 생성 수단과,
    상기 그랜트 할당 수단에 의해 할당된 그랜트에 기초해서 Gate 프레임을 생성하고, 상기 Gate 프레임을 상기 고속 광신호 PON 자국 장치에 출력하는 고속 광신호 제어 메시지 생성 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 고속 광신호 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 그랜트 할당 수단은, 상기 고속 광신호 제어 메시지 종단 수단으로부터 Gate 정보를 취득한 경우에, 상기 저속 광신호 제어 장치와 타임 스탬프의 동기를 취하는 것을 특징으로 하는 고속 광신호 제어 장치.
  3. 전송 속도가 빠른 고속 광신호와, 상기 고속 광신호보다 느린 저속 광신호가 혼재하며, 상향 신호의 통신에 WDMA 방식을 채용하는 PON 시스템에 있어서, 상기 고속 광신호의 송수신을 제어하는 고속 광신호 제어 장치를 구비한 친국 장치에 있어서의 상기 고속 광신호 제어 장치로서,
    고속 광신호를 이용해서 통신을 행하는 자국 장치인 고속 광신호 PON 자국 장치로부터 Report 프레임을 수신하고, 상기 프레임으로부터 Report 정보를 추출하는 고속 광신호 제어 메시지 종단 수단과,
    상기 고속 광신호 제어 메시지 종단 수단으로부터 Report 정보를 취득한 경우에, 상기 Report 정보에 기초해서, 상기 고속 광신호 PON 자국 장치에 대해서 그랜트를 할당하는 그랜트 할당 수단과,
    상기 그랜트 할당 수단에 의해 할당된 그랜트에 기초해서 Gate 프레임을 생성하고, 상기 Gate 프레임을 상기 고속 광신호 PON 자국 장치에 출력하는 고속 광신호 제어 메시지 생성 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 고속 광신호 제어 장치.
  4. 전송 속도가 빠른 고속 광신호와, 상기 고속 광신호보다 느린 저속 광신호가 혼재하며, 상향 신호의 통신에 TDMA 방식을 채용하는 PON 시스템에 있어서, 고속 광신호와 저속 광신호의 송수신을 제어하는 친국 장치로서,
    청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 고속 광신호 제어 장치와,
    저속 광신호를 이용해서 통신을 행하는 자국 장치인 저속 광신호 PON 자국 장치 및 상기 고속 광신호 제어 장치로부터 Report 프레임을 수신하고, 상기 Report 프레임에 포함되는 Report 정보에 기초해서 상기 저속 광신호 PON 자국 장치 및 상기 고속 광신호 제어 장치에 대해서 그랜트를 할당하고, 또한 할당한 그랜트의 정보를 포함하는 Gate 프레임을 생성하며, 상기 Gate 프레임을 상기 저속 광신호 PON 자국 장치 및 상기 고속 광신호 제어 장치에 출력하는 저속 광신호 제어 장치
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 친국 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 저속 광신호 제어 장치는, 상기 고속 광신호 제어 장치에 그랜트를 할당하는 경우에, 고정된 그랜트 길이를 할당하는 것을 특징으로 하는 친국 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 저속 광신호 제어 장치는, 상기 고속 광신호 제어 장치에 그랜트를 할당하는 경우에, 상기 고속 광신호 제어 장치로부터의 Report 정보에 기초해서 그랜트 길이를 변경하여 할당하는 것을 특징으로 하는 친국 장치.
  7. 전송 속도가 빠른 고속 광신호와, 상기 고속 광신호보다 느린 저속 광신호가 혼재하며, 상향 신호의 통신에 TDMA 방식을 채용하는 PON 시스템에 있어서의 그랜트 할당 방법으로서,
    친국 장치가,
    고속 광신호의 송수신을 제어하는 고속 광신호 제어 장치와,
    저속 광신호의 송수신을 제어하는 저속 광신호 제어 장치
    를 구비하는 경우에 있어서,
    고속 광신호를 이용하여 통신을 행하는 자국 장치인 고속 광신호 PON 자국 장치가, 상기 고속 광신호 제어 장치앞으로 Report 프레임을 송신하는 자국 장치 Report 송신 단계와,
    상기 고속 광신호 제어 장치가, 상기 고속 광신호 PON 자국 장치로부터 수신한 Report 프레임을, 친국 장치 자신의 Report 프레임으로서 다시 생성하여 상기 저속 광신호 제어 장치로 출력하는 제어 장치 Report 송신 단계와,
    상기 저속 광신호 제어 장치가, 저속 광신호를 이용해서 통신을 행하는 자국 장치인 저속 광신호 PON 자국 장치로부터 수신한 Report 프레임, 및 상기 고속 광신호 제어 장치로부터 수신한 Report 프레임 각각에 포함되는 Report 정보에 기초해서 그랜트를 할당하는 저속 광신호 그랜트 할당 단계와,
    상기 저속 광신호 제어 장치가 할당한 그랜트에 기초해서 Gate 프레임을 생성하고, 상기 Gate 프레임을 상기 고속 광신호 제어 장치에 출력하는 저속 광신호 Gate 송신 단계와,
    상기 고속 광신호 제어 장치가 상기 고속 광신호 PON 자국 장치로부터 수신한 Report 프레임에 포함되는 Report 정보에 기초해서, 친국 장치 자신에 할당된 그랜트를 상기 고속 광신호 PON 자국 장치에 대해 할당하는 고속 광신호 그랜트 할당 단계와,
    상기 고속 광신호 제어 장치가, 할당한 그랜트에 기초해서 Gate 프레임을 생성하고, 상기 Gate 프레임을 상기 고속 광신호 PON 자국 장치에 출력하는 고속 광신호 Gate 송신 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 그랜트 할당 방법.
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