KR101465863B1 - 광 네트워크 및 이에 있어서 대역폭 할당 방법 - Google Patents

광 네트워크 및 이에 있어서 대역폭 할당 방법 Download PDF

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Abstract

사용자의 요구 대역폭들을 고려하여 대역폭들을 능동적으로 가입자단 유닛에 할당하는 광 네트워크 및 이에 있어서 대역폭 할당 방법이 개시된다. 상기 대역폭 할당 방법은 적어도 하나의 가입자단 유닛을 위한 대역폭을 할당하는 단계 및 상기 할당된 대역폭에 관한 정보를 가지는 제 1 광 신호를 출력하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 대역폭은 파일롯 톤을 이용함에 의해 할당된다.

Description

광 네트워크 및 이에 있어서 대역폭 할당 방법{OPTICAL NETWORK AND METHOD OF ASSIGNING BANDWIDTH IN THE SAME}
본 발명은 광 네트워크 및 이에 있어서 능동적으로 대역폭을 할당하는 방법에 관한 것이다.
현재, 광 네트워크에서 대역폭을 가입자단 유닛에 할당하기는 하나, 가입자단의 요구를 고려하여 능동적으로 대역폭을 할당하는 기술이 존재하지 않는다.
10-2011-0059421 (공개번호)
본 발명은 사용자의 요구 대역폭들을 고려하여 대역폭들을 능동적으로 가입자단 유닛에 할당하는 광 네트워크 및 이에 있어서 대역폭 할당 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 파일롯 톤을 이용하여 대역폭을 할당하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 네트워크에서 대역폭 할당 방법은 적어도 하나의 가입자단 유닛을 위한 대역폭을 할당하는 단계; 및 상기 할당된 대역폭에 관한 정보를 가지는 제 1 광 신호를 출력하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 대역폭은 파일롯 톤을 이용함에 의해 할당된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광 네트워크에서 대역폭 할당 방법은 대역폭 정보를 가지는 제 1 광 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제 1 광 신호를 통하여 할당된 대역폭을 검출하는 단계; 및 상기 할당된 대역폭을 가지고 제 2 광 신호를 출력하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 대역폭은 파일롯 톤을 이용함에 의해 할당된다.
본 발명의 일 실시예에 다른 광 송신기는 광을 출력하는 광 출력부; 및 적어도 하나의 가입자단 유닛을 위한 대역폭을 할당하고, 상기 할당된 대역폭을 포함하는 제 1 광 신호를 출력하는 대역폭 할당부를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 광 신호는 상기 광 출력부로부터 출력된 광을 이용하며, 상기 대역폭은 파일롯 톤을 이용함에 의해 할당된다.
본 발명은 사용자의 요구 대역폭들을 고려하여 대역폭들을 가입자단 유닛들에 할당하므로, 사용자들을 위한 대역폭들을 능동적으로 할당할 수 있다.
또한, 본 발명은 파일롯 톤을 이용하여 대역폭을 할당하며, 대역폭 할당 과정은 간단할 수 있으며 상위 계층이 아닌 물리 계층에서 수행될 수 있다. 따라서, 상위 계층의 복잡도가 감소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 네트워크를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 수신기를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대역폭 할당 과정을 도시한 순서도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대역폭 할당 동작을 도시한 도면들이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
본 발명은 광 네트워크에서 각 사용자들을 위한 대역폭들을 능동적으로 할당하는 방법에 관한 것으로서, 파일롯 톤(Pilot tone)을 이용하여 간단하게 대역폭을 할당할 수 있다. 특히, 본 발명의 대역폭 할당 방법은 물리 계층(Physical layer)에서 구현할 수 있는 방법이며, 따라서 상위 계층, 예를 들어 MAC 계층에서 구현되지 않을 수 있다. 결과적으로, 상위 계층의 복잡도가 감소할 수 있다.
이하, 본 발명의 광 네트워크 및 이에 있어서 대역폭 할당 방법에 대한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다. 다만, 이하에서 하향 신호 및 상향 신호로 신호들이 언급되지만, 상기 하향 신호 및 상향 신호는 광 신호의 일종으로서 제 1 광 신호 및 제 2 광 신호로 표현될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 네트워크를 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 수신기를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 광 네트워크는 파일롯 톤을 이용하여 능동적으로 대역폭을 할당할 수 있으며, 광 송신기(100), 분배부(102) 및 광 수신기(104)를 포함할 수 있다. 상기 광 네트워크는 예를 들어 파장 분할 다중화/부반송파 다중화 수동형 광 가입자망(WDM/SCM-PON)일 수 있다.
광 송신기(100)는 다중 부반송파들(multiple subcarriers)로 변조된 하향 신호를 분배부(102)로 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 송신기(100)는 중앙 기지국일 수도 있고, 다른 장치로부터 전송된 하향 신호를 분배부(102)로 전달하는 OLT(Optical line terminal) 등과 같은 소자일 수도 있다. 즉, 광 송신기(100)는 하향 신호를 광 수신기(104)로 출력하는 한 특별히 제한되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 송신기(100)는 각 사용자들을 위한 대역폭을 할당하기 위하여 파일롯 톤을 이용하며, 대역폭 정보를 가지는 하향 신호를 분배부(102)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 각 사용자들을 위한 대역폭은 파일롯 톤들 사이의 부반송파들에 해당할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하겠다.
광 송신기(100)는 각 사용자들에 해당하는 가입자단 유닛들(120)로부터 전송된 상향 신호들에 포함된 요구 대역폭들을 고려하여 각 사용자들을 위한 대역폭을 재할당할 수 있다. 다만, 광 송신기(100)가 할당할 수 있는 총 대역폭은 고정되어 있을 수 있으므로, 상기 총 대역폭이 각 사용자들로부터의 요구 대역폭들을 모두 만족시키면 요구 대역폭들만큼 대역폭들을 할당하나 상기 총 대역폭이 상기 요구 대역폭들을 만족시키지 못하는 경우에는 상기 요구 대역폭들에 따라 상기 총 대역폭을 상기 사용자들을 위해 적절히 분배할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 송신기(100)는 광 출력부(110) 및 대역폭 할당부(112)를 포함할 수 있다.
광 출력부(110)는 광을 출력하는 소자로서, 예를 들어 연속파 레이저(Continuous Wave Laser, CW laser)일 수 있다.
대역폭 할당부(112)는 파일롯 톤을 이용하여 각 사용자들을 위한 대역폭을 할당하고, 광 출력부(110)로부터 출력된 광을 다중 부반송파들로 변조하여 하향 신호를 생성하며, 상기 생성된 하향 신호를 광 채널을 통하여 분배부(102)로 전송할 수 있다. 여기서, 상기 하향 신호는 상기 할당된 대역폭에 관한 대역폭 정보를 포함한다. 다른 실시예에 따르면, 광 송신기(100)에는 대역폭을 할당하는 대역폭 할당부와 광을 다중 부반송파들로 변조하는 변조부가 분리되어 존재할 수도 있다.
분배부(102)는 예를 들어 스플리터(Splitter)로서, 상기 전송된 하향 신호를 분배하여 예를 들어 전력만 분배하여 광 수신기(104)로 제공할 수 있다.
광 수신기(104)는 하향 신호를 수신하는 소자로서, 가입자단 유닛들(120a 내지 120n)로 이루어질 수 있다. 여기서, 가입자단 유닛(120)은 광 통신망 유닛(Optical Network Unit, ONU)일 수 있다.
분배부(102)에 의해 분배된 하향 신호는 광 수신기(104)의 각 가입자단 유닛들(120a 내지 120n)로 제공된다. 일 실시예에 따르면, 각 가입자단 유닛들(120a 내지 120n)은 도 2에 도시된 바와 같이 필터(200), 반사부(202), 대역폭 요구부(204) 및 광 검출부(206)를 포함할 수 있다.
필터(200)는 분배부(102)로부터 전송된 하향 신호를 필터링하여 상기 하향 신호 중 해당 부반송파에 해당하는 서브 하향 신호를 반사부(202), 대역폭 요구부(204) 및 광 검출부(206)로 전송한다. 반사부(202)는 상기 서브 하향 신호를 반사시킴에 의해 가입자측에서 전달하고자 하는 정보를 가지는 상향 신호를 발생시킬 수 있다.
대역폭 요구부(204)는 해당 가입자단 유닛(120)이 필요로 하는 요구 대역폭을 설정한다. 상기 요구 대역폭은 각 가입자가 설정할 수도 있지만, 가입자단 유닛(120)의 사용 상태에 따라 자동으로 설정되는 것이 바람직하다.
광 검출부(206)는 상기 하향 신호에 포함된 데이터를 검출하고, 상기 검출된 데이터를 가입자 소자로 전송할 수 있다. 특히, 광 검출부(206)는 상기 전송된 하향 신호 중 자신에게 할당된 대역폭을 검출한다.
반사부(202)는 광 송신기(100)로부터 전송된 하향 신호의 광을 반사시켜 상향 신호를 출력하되, 상기 설정된 요구 대역폭에 대한 정보를 가지는 상향 신호를 상기 검출된 대역폭을 가지고 출력시킨다. 상기 상향 신호는 분배부(102)를 통하여 광 송신기(100)로 전송된다.
일 실시예에 따르면, 각 가입자단 유닛들(120a 내지 120n)은 동일한 파장을 가지되 서로 다른 주파수들을 가질 수 있다. 도 1에 구체적으로 도시하지 않았지만, 본 실시예의 광 네트워크에는 m(정수임) 개의 서로 다른 파장들이 존재하고 각 파장에 대하여 n(정수임)개의 서로 다른 주파수들이 할당될 수 있다. 이 경우, 광 수신기(104)는 (n×m) 개의 가입자단 유닛들을 포함할 수 있다.
한편, 위에서는 광 수신기(104)가 상향 신호의 광을 반사시키는 것으로 언급하였으나, 상향 신호 발생을 위한 별도의 광원을 사용할 수도 있다.
정리하면, 본 발명의 광 네트워크는 파일롯 톤을 이용하여 물리 계층에서 각 사용자들을 위한 대역폭을 능동적으로 할당할 수 있다. 구체적으로는, 광 송신기(100)는 파일롯 톤을 기준으로 하여 할당된 대역폭에 관한 정보를 가지는 하향 신호를 광 수신기(104)로 전송하고, 광 수신기(104)는 할당된 대역폭을 가지고 상향 신호를 광 송신기(100)로 전송하되 상향 신호에 자신이 필요한 요구 대역폭에 대한 정보를 포함시킨다.
이하, 본 발명의 대역폭 할당 과정을 구체적으로 살펴보겠다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대역폭 할당 과정을 도시한 순서도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대역폭 할당 동작을 도시한 도면들이다. 도 4 및 도 5에서 x축은 주파수(frequency)를 의미하며, y축은 파워(Power) 또는 SNR(Signal to noise ratio)을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 광 송신기(102)는 각 사용자들을 위한 대역폭들에 대한 정보를 가지는 하향 신호를 생성하고, 상기 생성된 하향 신호를 각 가입자단 유닛들(120)로 전송한다(S300). 예를 들어, 상기 하향 신호는 도 4에 도시된 바와 같인 부반송파들(네모 박스들)을 가지고 변조되며, 적어도 하나의 파일롯 톤이 부반송파들 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 파일롯 톤들을 기준으로 하여 각 사용자들을 위한 대역폭들이 할당될 수 있다. 예를 들어, 파일롯 톤1과 파일롯 톤2 사이의 부반송파들만큼의 범위가 제 1 사용자를 위한 대역폭으로 할당될 수 있고, 파일롯 톤2와 파일롯 톤3 사이의 부반송파들만큼의 범위가 제 2 사용자를 위한 대역폭으로 할당될 수 있다. 다만, 도 4는 대역폭 할당 방법의 일예이며, 파일롯 톤을 이용하여 대역폭을 할당하는 한 대역폭을 설정하는 방법은 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 각 가입자단 유닛들(120)로 하향 신호들이 각기 전송되는 경우에는, 가입자단 유닛들(120)을 위한 대역폭들은 동일한 파일롯 톤들을 기준으로 할 수 있다. 이 경우, 가입자단 유닛(120)에 따라 상기 파일롯 톤들 사이의 부반송파들의 수가 달라질 수 있다. 다른 예로, 가입자단 유닛들(120)을 위한 파일롯 톤들이 각기 설정되고, 해당 파일롯 톤을 기준으로 하여 좌우 특정 수의 부반송파들이 가입자단 유닛들(120)을 위한 대역폭들로서 설정될 수도 있다.
이어서, 각 가입자단 유닛(120)은 상기 전송된 하향 신호를 분석하여 자신에게 할당된 대역폭을 검출한다(S302).
계속하여, 각 가입자단 유닛(120)은 필요한 요구 대역폭에 대한 정보를 가지는 상향 신호를 생성하고, 상기 생성된 상향 신호를 상기 검출된 대역폭을 가지고 광 송신기(100)로 전송한다(S304).
이어서, 광 송신기(100)는 가입자단 유닛들(120)로부터 전송된 상향 신호들을 분석하여 각 사용자들을 위한 요구 대역폭들을 검출한다(S306).
계속하여, 광 송신기(100)는 상기 검출된 요구 대역폭들에 따라 각 사용자들을 위한 대역폭들을 재할당한다(S308). 일반적으로, 광 송신기(100)가 각 사용자들을 위한 대역폭이 고정된 값으로 결정되어 있기 때문에, 본 발명의 대역폭 할당 방법은 각 사용자들을 위한 대역폭들을 재분배하는 방식을 사용할 수 있다.
실시예에 따르면, 본 발명의 대역폭 할당 방법은 대역폭을 재할당하기 위하여 파일롯 톤의 위치를 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 파일롯 톤1 및 파일롯 톤3의 위치는 이동시키지 않고 파일롯 톤2의 위치만을 이동시켜서 사용자1을 위한 대역폭 및 사용자2를 위한 대역폭을 재할당할 수 있다. 구체적으로는, 광 송신기(100)는 요구 대역폭들을 비교하고, 비교 결과에 따라 대역폭을 재할당한다. 예를 들어, 비교 결과 사용자1에 해당하는 가입자단 유닛(120)의 요구 대역폭이 사용자2에 해당하는 가입자단 유닛(120)의 요구 대역폭보다 크면, 광 송신기(100)는 사용자1을 위한 대역폭이 사용자2를 위한 대역폭보다 크도록 해당 파일롯 톤의 위치를 이동시킨다. 반면에, 비교 결과 사용자1을 위한 요구 대역폭이 사용자2를 위한 요구 대역폭 이하이면, 광 송신기(100)는 사용자1을 위한 대역폭이 사용자2를 위한 대역폭보다 작도록 해당 파일롯 톤의 위치를 이동시킬 수 있다. 다만, 광 송신기(100)가 설정할 수 있는 총 대역폭이 고정되므로, 광 송신기(100)는 총 대역폭을 고려하여 각 사용자들을 위한 대역폭들을 할당한다.
총 대역폭이 각 사용자들을 위한 요구 대역폭들을 모두 만족시키면, 광 송신기(100)는 각 사용자들을 위한 요구 대역폭들만큼 대역폭들을 할당하며, 상기 대역폭 할당을 위하여 파일롯 톤의 위치를 이동시킬 수 있다.
총 대역폭이 각 사용자들을 위한 요구 대역폭들을 모두 만족시키지 못하면, 광 송신기(100)는 요구 대역폭들에 비례하여 각 사용자들을 위한 대역폭들을 적절히 할당하며, 상기 대역폭 할당을 위하여 파일롯 톤의 위치를 이동시킬 수 있다. 이 경우, 각 사용자들 중 어느 누구도 요구 대역폭을 만족할 수 없다.
다른 실시예로, 각 사용자들에 우선 순위가 설정되어 있으면, 광 송신기(100)는 우선 순위가 높은 사용자를 위한 대역폭을 할당한 후 우선 순위가 낮은 사용자를 위한 대역폭을 할당할 수 있다. 따라서, 높은 우선 순위를 가지는 사용자는 요구 대역폭을 모두 할당받을 수 있는 반면에, 낮은 우선 순위를 가지는 사용자는 요구 대역폭 중 일부만을 할당받거나 대역폭을 할당받지 못할 수도 있다.
이어서, 광 송신기(100)는 재할당된 대역폭에 대한 정보를 가지는 하향 신호를 생성하고, 상기 생성된 하향 신호를 상기 사용자들에 해당하는 가입자단 유닛들(120)로 전송한다(S310).
위의 과정들은 광 송신기(100)와 광 수신기(104)가 통신하는 한 계속적으로 반복될 수 있다.
정리하면, 본 발명의 대역폭 할당 방법은 각 사용자들을 위한 요구 대역폭들일 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 파일롯 톤 및 부반송파들을 이용하여 각 사용자들을 위한 대역폭들을 능동적으로 할당할 수 있다.
이러한 대역폭 할당 과정은 파일롯 톤만 이동시키면 구현될 수 있으므로, 물리 계층에서 대역폭 할당 동작을 수행할 수 있다. 결과적으로, 상위 계층에서 대역폭 할당 동작을 수행할 필요가 없으므로, 상위 계층의 복잡도가 감소할 수 있다. 또한, 파일롯 톤을 이용하여 대역폭을 할당하므로, 대역폭의 경계를 알기 위한 추가적인 데이터도 필요가 없다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 : 광 송신기 102 : 분배부
104 : 광 수신기 120 : 가입자단 유닛

Claims (15)

  1. 적어도 하나의 가입자단 유닛을 위한 대역폭을 할당하는 단계; 및
    상기 할당된 대역폭에 관한 정보를 가지는 제 1 광 신호를 출력하는 단계를 포함하되,
    상기 대역폭은 파일롯 톤을 이용함에 의해 할당되며, 2개의 파일롯 톤들 사이의 부반송파들만큼의 대역폭이 상기 가입자단 유닛을 위해 할당되는 것을 특징으로 하는 광 네트워크에서 대역폭 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 대역폭의 할당은 부반송파들을 이용하되, 상기 파일롯 톤은 상기 부반송파들 중 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크에서 대역폭 할당 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 대역폭의 할당 동작은 OLT(Optical line terminal)에서 수행되며, 상기 OLT는 물리 계층을 통하여 상기 대역폭을 할당하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크에서 대역폭 할당 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 OLT가 복수의 가입자단 유닛들로부터 제 2 광 신호들을 수신하는 단계;
    상기 수신된 제 2 광 신호들을 분석하여 상기 가입자단 유닛들을 위한 요구 대역폭들을 검출하는 단계; 및
    상기 요구 대역폭들에 따라 상기 가입자단 유닛들을 위한 대역폭들을 재할당하는 단계를 더 포함하되,
    상기 대역폭들을 재할당하기 위하여 해당 파일롯 톤이 다른 부반송파를 사용하도록 상기 파일롯 톤의 위치를 이동시키는 것을 특징으로 하는 광 네트워크에서 대역폭 할당 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 대역폭들을 재할당하는 단계는,
    상기 요구 대역폭들을 비교하는 단계; 및
    상기 요구 대역폭들을 비교하여 상대적으로 큰 요구 대역폭을 가지는 가입자단 유닛을 위해 더 많은 대역폭을 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크에서 대역폭 할당 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 광을 출력하는 광 출력부; 및
    적어도 하나의 가입자단 유닛을 위한 대역폭을 할당하고, 상기 할당된 대역폭을 포함하는 제 1 광 신호를 출력하는 대역폭 할당부를 포함하되,
    상기 제 1 광 신호는 상기 광 출력부로부터 출력된 광을 이용하며, 상기 대역폭은 파일롯 톤을 이용함에 의해 할당되며,
    2개의 파일롯 톤들 사이의 부반송파들만큼의 대역폭이 상기 가입자단 유닛을 위해 할당되는 것을 특징으로 하는 광 송신기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 대역폭의 할당은 부반송파들을 이용하되, 상기 파일롯 톤은 상기 부반송파들 중 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 광 송신기.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서, 상기 광 송신기는 OLT이며, 상기 OLT는 물리 계층을 통하여 상기 대역폭을 할당하는 것을 특징으로 하는 광 송신기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 대역폭 할당부는 복수의 가입자단 유닛들로부터 전송된 제 2 광 신호들을 통하여 상기 가입자단 유닛들의 요구 대역폭들을 검출하며, 상기 검출된 요구 대역폭들을 비교하여 상기 가입자단 유닛들을 위한 대역폭들을 재할당하는 것을 특징으로 하는 광 송신기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 대역폭 할당부는 상기 대역폭들을 재할당하기 위하여 해당 파일롯 톤이 다른 부반송파를 사용하도록 상기 파일롯 톤의 위치를 이동시키는 것을 특징으로 하는 광 송신기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20050063017A (ko) * 2003-12-19 2005-06-28 삼성전자주식회사 직교주파수분할다중접속 시스템에서의 데이터 및 파일롯할당 방법 과 그를 이용한 송신 방법 및 그 장치, 수신방법과 그 장치
KR20130093730A (ko) * 2011-12-26 2013-08-23 연세대학교 산학협력단 다중 모드 광 전송 방법 및 시스템

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