KR101586076B1 - 수동형 광네트워크의 이상 복구 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동형 광네트워크의 이상 복구 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 수동형 광네트워크에서 광회선 단말장치가 고장이 발생한 광가입자 종단장치를 효율적으로 특정하고, 고장이 발생한 광가입자 종단장치의 동작을 정지시켜 통신 장애를 복구할 수 있도록 하는 수동형 광네트워크의 이상 복구 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 레이저 다이오드의 고장 이외에 OLT로부터의 레이저 다이오드에 대한 구동 정지 명령을 수행하는 ONU 제어부 자체에서 이상이 발생하거나 내부 선로에 이상이 발생한 경우와 같은 레이저 다이오드의 구동과 관련된 고장 이외의 다른 고장 원인에 따른 상시 발광 상태에 대해서도 용이하게 이상이 발생한 ONU를 식별하고 이를 차단하여 상향 링크를 용이하게 복구시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

수동형 광네트워크의 이상 복구 시스템 및 방법{System and method for recovering error in Passive Optical Network}

본 발명은 수동형 광네트워크의 이상 복구 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 수동형 광네트워크에서 광회선 단말장치가 고장이 발생한 광가입자 종단장치를 효율적으로 특정하고, 고장이 발생한 광가입자 종단장치의 동작을 정지시켜 통신 장애를 복구할 수 있도록 하는 수동형 광네트워크의 이상 복구 시스템 및 방법에 관한 것이다.

PON(Passive Optical Network)은 기업 및 SOHO, 일반 가정에까지 광섬유 기반의 초고속 서비스를 제공하는 광가입자 구축방식의 하나로 광케이블에 스플리터를 사용해 하나의 광 회선 단말장치(OLT:Optical Line Termination)가 여러 광가입자 종단장치(ONU:Optical Network Unit)를 접속할 수 있게 하는 방식이다.

PON은 프로토콜 및 전송방식에 따라 (1G, 10G)E-PON, (G, XG)PON 그리고 WDM-PON 등으로 다양하게 분류되며, 최근 멀티 다운링크와 멀티 업링크를 채용한 엑스지폰(Tens of gigabits on Passive Optical Network: XGPON) 방식이 각광받고 있다.

종래의 PON 시스템은 주로 전화국 등에 설치되는 광회선 단말장치(이하, OLT)와, 주로 각 주택 내에 설치되는 복수의 광가입자 종단장치(이하, ONU)와, OLT로부터 송출되는 광 신호를 분기하여 ONU에 송출하고, ONU로부터 송출되는 광 신호를 집속하여 OLT에 송출하는 스플리터를 구비한다.

이러한 PON 시스템에 있어서, ONU의 회로가 고장이 나서 상시 발광 상태가 된 경우 상향의 타이밍 제어가 정상적으로 동작할 수 없어 모든 ONU가 통신 불가가 되어 ONU의 링크 실패가 발생한다.

따라서, 이러한 고장이 발생한 ONU를 효과적으로 특정하여 PON 시스템으로부터 분리한 후 상향 방향의 통신 경로를 확보하여 통신을 복구시키기 위한 방안이 요구되고 있다.

한국공개특허 제10-2011-0134901호

본 발명은 OLT에서 상시 발광 상태가 발생한 ONU를 용이하게 식별하고, 이를 회선에서 분리하여 원활한 통신을 보장하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 OLT에서 이상이 발생한 ONU의 차단을 위해 전송하는 신호를 처리하기 위한 간단한 구성을 제공하여, 레이저 다이오드와 관련된 이상 발생원인 이외의 고장 원인으로 인한 상시 발광 상태에 대해서도 효과적으로 대처할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 수동형 광네트워크의 이상 복구 방법은 OLT가 각 ONU의 상향 대역폭을 고려하여 각 ONU에 대역을 할당하는 대역폭 할당맵을 생성하여 이를 포함하는 XGTC 프레임을 가입 ONU에 전송하는 단계와, 상기 OLT가 상기 대역폭 할당맵에 따라 상향 링크를 통해 수신되는 각 ONU의 광신호에 대한 광레벨을 측정하여 기존 광신호의 광레벨 대비 2배 크기로 간주되는 광레벨이 검출되는지에 따라 이상여부를 판단하는 단계와, 상기 OLT가 이상 판단시 상기 대역폭 할당맵의 할당 ONU 정보를 근거로 기존 광레벨과 동일한 광레벨이 검출되는 ONU를 상기 대역폭 할당맵의 할당 정보에 따라 식별하여 고장 ONU로 판단하는 단계 및 상기 OLT가 상기 고장 ONU에 대하여 광신호 전송의 중지를 위하여 물리 계층에서 직접 인식되는 코드를 삽입한 물리 계층 프레임 구조의 광정지 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 수동형 광네트워크의 이상 검출 방법은 상기 광정지 신호에 따른 물리계층 프레임을 수신한 상기 고장 ONU에 포함된 독립 구조의 클럭 데이터 복원 모듈이 연결된 광신호 수신단을 통해 수신되는 상기 광정지 신호를 물리 계층에서 직접 분석하여 코드를 구분하고, 별도 마련된 하드웨어 수단을 통해 상기 고장 ONU에 구성된 레이저 다이오드의 출력을 강제 차단하거나 강제 정지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 XGTC 프레임을 가입 ONU에 전송하는 단계는 상기 OLT가 상기 각 ONU로 하향 XGTC 프레임을 전송하며, 상기 각 ONU로부터 상기 하향 XGTC 프레임과 관련하여 ONU ID와 큐(Queue) 상태정보를 포함하는 상향 XGTC 프레임을 수신하여 각 ONU의 ONU ID에 대응되는 큐 상태정보를 기초로 ONU별로 타임 슬롯을 할당하여 상기 대역폭 할당맵을 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 이상여부를 판단하는 단계는 상기 OLT가 상기 대역폭 할당맵에 따른 각 타임 슬롯에 대응되어 각 ONU로부터 수신되는 광신호의 광레벨을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 수동형 광네트워크의 이상 복구 시스템은 각 ONU에 대한 대역 할당을 통해 대역폭 할당맵을 생성하며, 상기 대역폭 할당맵에 따른 타임 슬롯마다 각 ONU로부터 수신된 광신호의 광레벨을 측정하여 기존 광레벨 대비 2배 크기로 간주되는 타임 슬롯 검출시 각 타임 슬롯마다 광레벨을 검출하여 기존 광레벨과 동일한 광레벨이 검출되는 ONU를 고장 ONU로 판단하고, 상기 고장 ONU에 대하여 광신호 전송의 중지를 위하여 물리 계층에서 인식되는 코드를 삽입한 물리 계층 프레임 구조의 광정지 신호를 전송하는 OLT 및 광신호 수신단을 통해 수신되는 상기 광정지 신호로부터 물리 계층에서 상기 코드를 구분하여 상기 코드에 따라 레이저 다이오드의 동작을 강제 차단하거나 강제 정지시키는 클럭 데이터 복원 모듈을 포함하는 ONU를 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 ONU는 상기 광정지 신호를 수신하는 광수신부와, 상기 OLT로 광신호를 전송하는 레이저 다이오드를 포함하는 광송신부와, 상기 레이저 다이오드를 구동하는 구동부와, 상기 구동부를 제어하여 광신호를 상기 OLT로 전송하는 ONU 제어부 및 상기 광수신부를 통해 상기 광정지 물리 계층 프레임을 수신하여 상기 코드를 인식하고, 상기 코드에 따라 상기 구동부를 강제 차단하거나 상기 ONU 제어부의 동작을 강제 정지시키는 클럭 데이터 복원 모듈을 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 ONU에 대한 전원을 선택적으로 차단하는 전원 차단부를 더 포함하며, 상기 클럭 데이터 복원 모듈은 상기 전원 차단부를 통해 상기 ONU에 대한 전원 공급을 차단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 레이저 다이오드의 고장 이외에 OLT로부터의 레이저 다이오드에 대한 구동 정지 명령을 수행하는 ONU 제어부 자체에서 이상이 발생하거나 내부 선로에 이상이 발생한 경우와 같은 레이저 다이오드의 구동과 관련된 고장 이외의 다른 고장 원인에 따른 상시 발광 상태에 대해서도 용이하게 이상이 발생한 ONU를 식별하고 이를 차단하여 상향 링크를 용이하게 복구시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 OLT에서 기존 광레벨 대비 2배로 간주되는 광레벨 검출시 이후부터 각 타임 슬롯의 광레벨을 검출하여 기존 광레벨과 동일한 광레벨을 나타내는 ONU를 고장 ONU로 용이하게 식별하여 단일 사이클 내에 용이하게 이상이 발생한 ONU를 신속하게 검출할 수 있으며, 물리 계층 프레임에 ONU의 상시 발광 상태를 차단하기 위한 코드를 삽입하는 간단한 구성으로 이상이 발생한 ONU를 효과적으로 차단시켜 상향 링크를 신속하고 정확하게 복구시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 XGPON의 이상 복구 시스템에 대한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OLT의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하향 프레임에 대한 상세 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상향 프레임에 대한 상세 구성도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 OLT의 이상 ONU 검출에 대한 구성도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 ONU의 구성도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 ONU의 상시 발광 상태 정지를 위한 구성도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 XGPON의 이상 복구 방법에 대한 순서도.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 상세 실시예를 설명한다.

본 발명의 실시예에서 설명하는 수동형 광네트워크는 엑스지폰(Tens of gigabits on Passive Optical Network: XGPON) 방식을 예로 들어 설명하나, 이외의 다양한 수동형 네트워크에 본 발명의 실시예가 적용될 수 있음은 물론이며 이에 한정되지 않는다.

우선, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 XGPON의 이상 복구 시스템 구성을 도시한 구성도로서, 도시된 바와 같이 회선에 연결된 적어도 하나 이상의 광가입자 종단 장치(ONU:Optical Network Unit 또는 ONT:Optical Network Terminal, 이하 ONU로 통칭)에 시분할 다중 방식을 이용하여 각 ONU(300)에 상향 트래픽 전송을 위한 타임 슬롯을 할당하는 광 회선 단말장치(OLT:Optical Line Termination, 이하 OLT)(100)와, 상기 OLT(100)에 의해 할당된 타임슬롯에 따라 광 신호를 출력하는 적어도 하나 이상의 ONU(300)와, 상기 OLT(100) 및 ONU(300)를 상호 연결하기 위한 광수동 소자인 스플리터(200)를 포함할 수 있다.

상술한 구성에서, OLT(100)에서 ONU(300)로 데이터가 전달되는 다운 스트림의 경우, OLT(100)가 등록된 ONU(300)의 식별자를 프레임의 프리앰블에 삽입하여 전송하고, ONU(300)는 자신의 식별자를 가진 프레임만 수신한다.

그러나 ONU(300)에서 OLT(100)로 데이터가 전달되는 업 스트림의 경우, OLT(100)가 모든 ONU(300)에 업 스트림 타임 슬롯을 할당하고, 각각의 ONU(300)가 자신에게 할당된 타임 슬롯 동안에만 OLT(100)에게 데이터를 송신할 수 있다.

이러한 업스트림의 과정에서 어느 하나의 ONU(300)에 이상이 발생하여 지속적으로 레이저 다이오드가 발광하게 되는 경우, 이상이 발생한 ONU(300)가 업 스트림의 타임 슬롯 전체를 장악하면서 다른 ONU(300)가 OLT(100)로 데이터를 송신하는 것을 불가능하게 할 뿐만 아니라 OLT(100)는 불량이 발생하지 않은 다른 ONU(300)가 정확한 응답을 하지 않는 것으로 판단하게 하는 문제가 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 OLT(100)는 상기 각 ONU(300)로부터 출력된 광 신호를 수신받아 상기 각 ONU(300)에 할당된 타임 슬롯 구간의 광 레벨을 검출하여 이상이 발생한 ONU(300)를 식별할 수 있으며, 식별된 ONU(300)를 고장 ONU(300)로 판단하여 해당 고장 ONU(300)의 상시 발광 상태를 정지하기 위한 물리 계층의 프레임을 생성하여 광정지 신호로 ONU(300)에 전송할 수 있다.

이때, 레이저 다이오드의 고장 이외에 고장 ONU(300)에서 광신호로 수신되는 광정지 신호를 전기적인 신호로 변환하여 레이저 다이오드의 구동을 정지시키기 위한 ONU(300)의 제어부 자체에서 이상이 발생하거나 내부 선로에 이상이 발생한 경우 광정지 신호에 따른 명령을 수행할 수 없어 상향 링크에서의 통신 불능 상태의 복구가 어려워진다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 ONU(300)에는 물리 계층의 프레임에서 코드를 직접 인식하여 레이저 다이오드의 구동과 관련된 하드웨어를 강제 차단하거나 강제 정지시키는 독립 구조의 클럭 데이터에 복원 모듈이 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLT(100)는 ONU(300)에 구성된 하드웨어에 대한 강제 차단 및 강제 정지 동작을 위한 코드를 물리 계층 프레임 구조의 광정지 신호에 삽입하여 고장 ONU(300)로 전송함으로써, 물리 계층에서 고장 ONU(300)에 포함된 클럭 데이터 복원 모듈에 의한 코드 인식이 가능하도록 제공할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 레이저 다이오드의 구동과 관련된 고장 이외의 다른 고장 원인에 따른 고장 ONU(300)의 상시 발광 상태에 대해서도 용이하게 고장 ONU(300)를 식별하고 이를 차단하여 상향 링크를 용이하게 복구시킬 수 있다.

이하, 상술한 구성을 참고로 본 발명의 실시예에 따른 OLT(100)와 ONU(300)의 구성 및 동작 예시를 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OLT(100)의 구성도로서, 도시된 바와 같이 광수신부(110), 광 전송부(120), 제어부(130) 및 저장부(140)를 포함할 수 있다.

광수신부(110)는 복수의 ONU(300)로부터 송출되는 광 신호를 수신한다. 광 수신부(110)는 광 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 포토 다이오드(Photo Diode)와 상기 변환된 전기 신호를 증폭하는 증폭기를 포함할 수 있다.

제어부(130)는 송신되는 데이터 및 광 활성 신호를 광 전송부(120)를 통해 광신호로 각 ONU(300)에 제공하거나, 광 수신부(110)에서 수신되는 광 신호가 광전 변환된 데이터를 광 수신부(110)로부터 제공받아 처리하며, OLT(100)를 전반적으로 제어한다.

한편, 제어부(130)는 각 ONU(300)의 상향 링크 통신을 위한 타임 슬롯을 할당하기 위하여 하향 XGTC(XGPON Transmission Convergence) 프레임을 이용하여 ONU(300)의 등록 인증 처리를 담당한다.

일례로, 제어부(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 하향 XGTC 프레임을 포함한 물리 계층 프레임을 광 전송부(120)를 통해 각 ONU(300)에 브로드 캐스트로 전송하여 ID가 부여되지 않은 시리얼 넘버 상태의 ONU(300)에 시리얼 넘버를 요청하고, 각 ONU(300)로부터 시리얼 넘버가 포함된 PLOAM(Physical Layer Operations, Administration and Maintenance)메시지를 수신한다. 제어부(100)는 시리얼 넘버를 참조하여 각 ONU(300)에 아이디(ID)를 부여함으로써, 등록 절차를 완료한다.

이때, 하향 XGTC프레임(10)을 포함하는 물리 계층 프레임은 프레임 시작을 알려주는 동기 신호(Psync) 필드와, 프레임 카운터 (Superframe counter) 필드 및 OLT(100)의 식별을 위한 PON-ID 필드를 포함하는 하향 물리적 동기화 블록(PSBd) 필드와 페이로드를 포함한다.

이때, 물리 계층 프레임 구조에서 페이로드는 하향 XGTC 프레임을 포함하며, XGTC 프레임은 크게 XGTC 프레임 헤더(XGTC header)와 XGTC 페이로드(XGTC Payload)를 포함한다.

여기서, XGTC 프레임 헤더는 PLOAM 메시지, 대역폭 할당맵(BWmap) 등을 포함하며, 대역폭 할당맵은 ONU(300)별 상향 트래픽 전송을 위한 Alloc-ID, Flag, Start time, Grant Size 등에 대한 정보를 포함한다.

이때, Alloc-ID 정보는 각 ONU(300)에 할당된 식별자를 표시하며, Flag는 상향 XGTC 프레임에 PLOAM과 DBR(Dynamic bandwidth Report) 정보를 포함하여 전송할지를 판단하는 구성이다. Start time 정보는 해당 Alloc-ID를 가진 ONU(300)들이 전송을 시작하는 타임슬롯의 위치를 표시한다. Grant Size 정보는 해당 Alloc-ID를 가진 ONU(300)가 전송을 마치는 바이트의 위치와 다른 Alloc-ID에 해당하는 타 ONU의 타임슬롯과의 간격을 표시한다.

한편, 하향 XGTC 프레임(10)의 XGTC 페이로드는 XGEM 프레임으로 구성되며, 일반적으로 XGEM 헤더와 패킷을 전달하는 XGEM 부하 영역으로 구성된다.

XGEM 헤더는 PLI, XGEM Port, HEC 등으로 구성된다. 여기서, PLI는 페이로드의 길이를 표시하기 위한 필드이고, XGEM Port는 트래픽 멀티플랙싱(Traffic multiplexing)을 제공하기 위하여 트래픽을 구분하기 위한 ID를 표시하는 필드이다. HEC는 헤더 에러 검출 및 수정을 위한 필드이다.

상술한 하향 XGTC 프레임의 구성에서 상기 제어부(130)는 XGTC 헤더의 PLOAM의 일부 필드를 이용하여 시리얼 넘버 상태의 ONU(300)에 대한 시리얼 넘버 요청을 위한 Request 필드를 포함시켜 전송할 수 있다.

상술한 하향 XGTC 프레임을 수신한 ONU(300)는 상향 XGTC 프레임을 포함하는 상향 물리 계층 프레임을 OLT(100)로 전송하여 ID를 등록할 수 있다.

도 4는 상기 상향 GTC 프레임을 포함한 상향 물리 계층 프레임의 구조로서, 상향 XGTC 프레임을 포함하는 물리 계층 프레임은 상향 물리적 동기화 블록(PSBu) 필드와 페이로드로 구성된다.

이때, PSBu 필드는 Preamble 필드와 Delimiter 필드를 포함하며, Preamble 필드는 광 모듈에서 신호 검출을 위한 정보로써 사용되며, '1', '0'의 패턴으로 구성된다. Delimiter은 상향 GTC 프레임의 시작을 표시하는 파라미터 값이다. 여기서, Pleamble과 Delimiter OLT(100)로부터 할당받은 값을 사용한다.

또한, 페이로드는 상향 XGTC 프레임을 송신하는 OLT(100)와 연결된 ONU(300)들의 식별자로 사용되는 ONU-ID 필드, ONU(300)의 상태를 OLT(100)에게 제공하는 Ind 필드, XGTC 헤드의 에러 정정에 이용되는 HEC(Header Error Control) 필드 및 하향 GTC 프레임을 통해 OLT(100)로부터 전달된 PLOAM 메시지에 대한 응답을 수행하는 PLOAMu 필드를 포함하는 XGTC 헤더와, 상술한 하향 XGTC 프레임과 마찬가지로 XGEM 프레임들을 전송하는 XGTC 페이로드(XGTC Payload)로 구성된다.

이때, Ind 필드는 ONU(300)의 큐(Queue) 상태정보와, 수신 가능 상태에 대한 채널정보 등을 포함하여 전송될 수 있다.

상술한 상향 XGTC 프레임 구조에 따라 ONU(300)는 시리얼 넘버 요청을 위한 하향 XGTC 프레임에 포함된 PLOAM 메시지에 응답하여 상향 XGTC 프레임의 PLOAMu필드에 시리얼 넘버를 포함시켜 전송할 수 있다.

한편, 상기 OLT(100)의 제어부는 상향 XGTC 프레임에 포함된 시리얼 넘버를 기초로 시리얼 넘버 상태의 ONU(300)에 ID를 할당하고, 시리얼 넘버를 기초로 ONU(300)의 제조사를 확인하거나 상향 XGTC 프레임의 Ind 필드에 포함되는 큐 상태정보를 기초로 상향 대역폭을 연산하며, 상기 상향 대역폭을 고려하여 각 ONU(300)에 대하여 상향 트래픽 전송을 위한 타임 슬롯을 할당함으로써 상기 대역폭 할당맵을 갱신 및 생성할 수 있으며, 이에 대한 정보를 저장부(140)에 저장할 수 있다.

이때, 상기 OLT(100)의 제어부(130)는 ID가 할당된 ONU(300)에 주기적으로 전송하는 하향 XGTC 프레임과 관련하여 ONU ID 및 큐 상태정보를 포함하는 상향 XGTC 프레임을 수신할 수 있으며, 상기 각 ONU ID에 대응되는 큐 상태정보에 따라 동적으로 ONU ID에 대응되는 ONU(300)의 대역폭을 가변할 수 있으며, 이에 따라 각 ONU(300)의 타임슬롯을 가변하여 할당할 수 있다.

한편, 상술한 OLT(100)의 ONU(300)별 등록 및 대역폭 할당 과정에 따라 생성된 대역폭 할당맵을 기초로 OLT(100)의 제어부(130)는 상시 발광 상태로 이상이 발생한 고장 ONU(300)를 검출하고, 해당 고장 ONU(300)에 대한 동작을 강제 차단하거나 정지시켜 상향 링크를 복구시킬 수 있는데 이를 도 2의 OLT(100) 구성을 통해 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

우선, OLT(100)의 제어부(130)는 하향 XGTC 프레임을 포함하는 물리 계층 프레임 구조의 광신호를 광 전송부(120)를 통해 각 ONU(300)로 전송하며, 광신호를 수신한 각 ONU(300)는 상기 하향 XGTC 프레임에 포함된 대역폭 할당맵을 구성하는 Alloc-ID 필드와, Start time 필드 및 Grant Size 필드를 기초로 상향 트래픽 전송을 위한 자신의 타임 슬롯을 식별하여 해당 타임 슬롯에서 레이저 다이오드를 구동하여 광 신호를 전송할 수 있다.

이때, 제어부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 광레벨 검출부(131) 및 이상 판단부(132)를 포함할 수 있으며, 광레벨 검출부(131)는 광 수신부(110)를 통해 수신된 광 신호의 수신 신호 강도를 측정하여 광레벨을 검출할 수 있으며, 상기 저장부(140)에 저장된 대역폭 할당맵을 기초로 ONU(300)별 광레벨을 저장할 수 있다.

이때, 광레벨 검출부(131)는 각 ONU(300)별로 ID와 매칭하여 광레벨을 저장부(140)에 누적 저장할 수 있으며, 각 ONU(300)의 누적 광레벨을 평균하여 기존 광레벨에 대한 값으로 저장부(140)에 저장할 수도 있다.

한편, 광레벨 검출부(131)는 도 5(a)에 도시된 바와 같이 광레벨 검출시마다 대역폭 할당맵을 기초로 현재 타임슬롯에 해당하는 ONU(300)를 식별할 수 있으며, ONU(300)의 ID와 광레벨에 대한 정보를 생성하여 이상 판단부(132)로 제공한다.

이에 따라, 이상 판단부(132)는 저장부(140)에서 현재 타임슬롯에 해당하는 ONU(300)의 ID와 매칭되는 기존 광레벨을 추출하여 광레벨 검출부(131)를 통해 수신된 현재의 광레벨과 비교할 수 있으며, 이를 통해 기존 광레벨 대비 2배로 간주되는 광레벨이 검출되는지에 따라 이상 여부를 판단할 수 있다.

이때, 이상 판단부(132)는 현재의 광레벨이 기존 광레벨의 2배 값에서 미리 설정된 오차 범위 내에 있는 경우 기존 광레벨 대비 2배로 간주할 수 있다.

일례로, 도 5(b)에 도시된 바와 같이 ONU 3에서 고장이 발생하여 상시 발광 상태로 되는 경우 ONU 1의 타임슬롯에서 ONU 1의 광레벨에 ONU 3의 광레벨이 더해져 ONU 1의 기존 광레벨 대비 2배에 해당하는 광레벨이 검출된다.

따라서, 이상 판단부(132)는 상기 2배로 간주되는 광레벨 검출시부터 다른 타임슬롯에서의 광레벨을 검출하여 기존 광레벨과 동일한 광레벨이 검출되는 타임슬롯을 식별하고, 해당 타임슬롯은 고장이 발생한 ONU만이 동작하는 것으로 판단할 수 있다.

다시말해, 이상 판단부(132)는 ONU 3의 타임슬롯에서는 다른 ONU의 영향없이 고장이 발생한 ONU 3에 대한 광레벨만이 검출되므로 용이하게 ONU 3을 고장 ONU로 판단할 수 있으며, 이상 광레벨 검출시부터 단일 사이클 내로 용이하게 고장 ONU를 신속하게 검출할 수 있다.

이에 따라, 이상 판단부(132)는 고장이 발생한 ONU에 대하여 상시 발광 상태를 차단하기 위하여 레이저 다이오드의 구동을 차단하거나 레이저 다이오드의 구동과 연관되어 별도 마련된 하드웨어를 통해 ONU의 동작을 강제 정지시키기 위한 물리 계층에서 직접 인식 가능한 코드를 상기 하향 XGTC 프레임을 포함하는 물리 계층 프레임에 포함시켜 광정지 신호를 생성하여 광 전송부(120)를 통해 고장이 발생한 ONU에 광 신호 형태로 전송할 수 있다.

한편, 고장이 발생한 ONU(300)는 상기 코드를 포함하는 물리 계층 프레임 구조의 광정지 신호를 수신하여 물리 계층에서 상기 물리 계층 프레임에 포함된 코드를 인식하여 상시 발광 상태를 정지할 수 있으며, 이에 따라 다른 ONU의 상향 링크를 복구시킬 수 있는데 이를 도 6 내지 도 7의 ONU 구성과 더불어 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 ONU(300)의 구성도로서, 도시된 바와 같이 광수신부(310), 클럭 데이터 복원(CDR: Clock Data Recovery) 모듈(320), 구동부(330), 광송신부(340), 전원 차단부(350) 및 ONU 제어부(360)를 포함할 수 있다.이때, 전원 차단부(350)는 ONU(300)와 분리되어 별도의 하드웨어로 구성될 수도 있다.

광 송신부(340)는 광신호를 출력하는 레이저 다이오드(Laser Diode)를 포함하여 광 신호를 OLT(100)로 송신하며, 상기 ONU 제어부(360)는 외부 데이터를 상기 레이저 다이오드를 구동하는 구동부(330)를 제어하여 상기 광 송신부(340)를 통해 광신호로 변환하여 OLT(100)에 전송할 수 있다. 이때, 상기 ONU 제어부(360)는 ASIC으로 구성될 수 있다.

광 수신부(310)는 OLT(100)로부터 광 신호를 수신한다. 광 수신부(310)는 포토 다이오드와 증폭부로 구성될 수 있다.

상술한 구성을 기초로 ONU(300)의 상시 발광 상태의 정지 및 차단 과정을 도 7의 구성을 통해 상세히 설명한다.

우선, 광 수신부(310)는 OLT(100)로부터 광 신호 형태로 수신되는 광전지 신호를 전기신호로 변환하여 상기 코드를 포함하는 물리 계층 프레임을 클럭 데이터 복원 모듈(320)로 제공한다.

클럭 데이터 복원 모듈(320)은 물리 계층 프레임에 포함되는 물리 계층에서 인식 가능한 코드를 직접 인식하여 해당 코드에 대응되어 미리 설정된 제어 동작을 수행할 수 있다.

일례로, 클럭 데이터 복원 모듈(320)은 상기 코드를 기초로 구동부(330)를 정지시켜 광 송신부(340)에 포함된 레이저 다이오드의 구동이 차단되도록 하여 상시 발광 상태를 정지시킬 수 있다.

또한, 클럭 데이터 복원 모듈(320)은 상기 코드를 기초로 ONU 제어부(360)를 강제 정지시켜 구동부(330)의 레이저 다이오드에 대한 구동이 정지되도록 할 수 있으며, 이에 따라 상시 발광 상태를 정지시킬 수 있다.

더하여, ONU(300)에 제공되는 전원을 선택적으로 차단하는 전원 차단부(350)가 구비될 수 있으며, 상기 클럭 데이터 복원 모듈(320)은 상기 전원 차단부(350)를 통해 ONU(300)에 제공되는 전원을 차단하여 레이저 다이오드의 상시 발광 상태를 정지시킬 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 통해, 본 발명의 실시예에 따른 OLT(100) 및 ONU(300)는 레이저 다이오드의 구동 오동작에 따른 고장 발생 원인뿐만 아니라 ONU 제어부(360)의 이상 발생이나 ONU(300)의 내부 선로 문제에 따라 고장이 발생한 경우에도 용이하게 ONU(300)의 상시 발광 상태를 정지시켜 다른 ONU의 상향 링크를 복구시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 XGPON의 이상 복구 방법에 대한 순서도로서, 도시된 바와 같이 OLT(100)는 각 ONU(300)의 상향 대역폭을 고려하여 각 ONU(300)에 대역을 할당하는 대역폭 할당맵을 생성하여(S1) 이를 포함하는 XGTC 프레임을 가입 ONU(300)에 전송한다(S2).

이후, 상기 OLT(100)는 상기 대역폭 할당맵에 따라 상향 링크를 통해 수신되는 각 ONU(300)의 광신호를 측정하여(S3) 기존 광신호 대비 2배 크기로 간주되는 광레벨이 검출되는지에 따라 이상여부를 판단할 수 있다(S4).

다음, 상기 OLT(100)는 이상 판단시 상기 대역폭 할당맵의 할당 ONU 정보를 근거로 기존 광신호와 동일한 레벨이 검출되는 ONU(300)를 상기 대역폭 할당맵의 할당 정보에 따라 식별하여(S5) 고장 ONU(300)로 판단할 수 있다(S6).

이후, 상기 OLT(100)는 상기 고장 ONU(300)에 대하여 광신호 전송의 중지를 위하여 물리 계층에서 직접 인식되는 코드를 삽입한 물리 계층 프레임 구조의 광정지 신호를 전송하며, 광정지 신호를 수신한 ONU(300)의 클럭 데이터 복원 모듈이 물리 계층에서 해당 코드를 직접 인식하여 ONU(300)의 상시 발광 상태를 정지시켜 상향 링크를 복구할 수 있다(S7).

전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: OLT 110: 광 수신부
120: 광 전송부 130: 제어부
131: 광레벨 검출부 132: 이상 판단부
140: 저장부 200: 스플리터
300: ONU 310: 광 수신부
320: CDR 모듈 330: 구동부
340: 광 송신부 350: 전원 차단부
360: ONU 제어부

Claims (7)

1. OLT가 각 ONU의 상향 대역폭을 고려하여 각 ONU에 대역을 할당하는 대역폭 할당맵을 생성하여 이를 포함하는 XGTC 프레임을 가입 ONU에 전송하는 단계;
   상기 OLT가 상기 대역폭 할당맵에 따른 각 타임 슬롯에 대응되어 상향 링크를 통해 수신되는 각 ONU의 광신호에 대한 광레벨을 측정하여 기존 광신호의 광레벨 대비 2배 크기로 간주되는 광레벨이 검출되는지에 따라 이상여부를 판단하는 단계;
   기존 광신호의 광레벨 대비 2배 크기로 간주되는 광레벨이 검출되는 경우, 상기 대역폭 할당맵의 할당 ONU 정보를 근거로 다른 타임 슬롯에서의 광레벨을 검출하여 기존 광레벨과 동일한 광레벨이 검출되는 ONU를 상시 발광 상태가 발생한 고장 ONU로 판단하는 단계;
   상기 OLT가 상기 고장 ONU에 대하여 광신호 전송의 중지를 위하여 물리 계층에서 직접 인식되는 코드를 삽입한 물리 계층 프레임 구조의 광정지 신호를 전송하는 단계; 및
   상기 고장 ONU에 포함된 독립 구조의 클럭 데이터 복원 모듈이 연결된 광신호 수신단을 통해 수신되는 상기 광정지 신호를 물리 계층에서 직접 분석하여 코드를 구분하고, 별도 마련된 하드웨어 수단을 통해 상기 고장 ONU에 구성된 레이저 다이오드의 출력을 강제 차단하거나 강제 정지시키는 단계를 포함하는 수동형 광네트워크의 이상 복구 방법.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 XGTC 프레임을 가입 ONU에 전송하는 단계는 상기 OLT가 상기 각 ONU로 하향 XGTC 프레임을 전송하며, 상기 각 ONU로부터 상기 하향 XGTC 프레임과 관련하여 ONU ID와 큐(Queue) 상태정보를 포함하는 상향 XGTC 프레임을 수신하여 각 ONU의 ONU ID에 대응되는 큐 상태정보를 기초로 ONU별로 타임 슬롯을 할당하여 상기 대역폭 할당맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 수동형 광네트워크의 이상 복구 방법.
   
4. 삭제
5. 각 ONU에 대한 대역 할당을 통해 대역폭 할당맵을 생성하며, 상기 대역폭 할당맵에 따른 타임 슬롯마다 각 ONU로부터 수신된 광신호의 광레벨을 측정하여 기존 광레벨 대비 2배 크기로 간주되는 타임 슬롯 검출시 각 타임 슬롯마다 광레벨을 검출하여 기존 광레벨과 동일한 광레벨이 검출되는 ONU를 상시 발광 상태가 발생한 고장 ONU로 판단하고, 상기 고장 ONU에 대하여 광신호 전송의 중지를 위하여 물리 계층에서 인식되는 코드를 삽입한 물리 계층 프레임 구조의 광정지 신호를 전송하는 OLT; 및
   광신호 수신단을 통해 수신되는 상기 광정지 신호로부터 물리 계층에서 상기 코드를 구분하여 상기 코드에 따라 레이저 다이오드의 동작을 강제 차단하거나 강제 정지시키는 클럭 데이터 복원 모듈을 포함하는 ONU
   를 포함하는 수동형 광네트워크의 이상 복구 시스템.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 ONU는
   상기 광정지 신호를 수신하는 광수신부;
   상기 OLT로 광신호를 전송하는 레이저 다이오드를 포함하는 광송신부;
   상기 레이저 다이오드를 구동하는 구동부;
   상기 구동부를 제어하여 광신호를 상기 OLT로 전송하는 ONU 제어부; 및
   상기 광수신부를 통해 상기 물리 계층 프레임의 광정지 신호를 수신하여 상기 코드를 인식하고, 상기 코드에 따라 상기 구동부를 강제 차단하거나 상기 ONU 제어부의 동작을 강제 정지시키는 클럭 데이터 복원 모듈
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광네트워크의 이상 복구 시스템.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 ONU에 대한 전원을 선택적으로 차단하는 전원 차단부를 더 포함하며,
   상기 클럭 데이터 복원 모듈은 상기 전원 차단부를 통해 상기 ONU에 대한 전원 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 수동형 광네트워크의 이상 복구 시스템.

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