KR101987077B1 - 시각 동기화 기능을 구비한 onu sfp 모듈 및 이를 적용한 네트워크 시스템의 시간 동기 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 네트워크를 구성하는 OLT(Optical Line Terminal)에서 시간 동기화를 위한 표준 시간 정보를 주기적으로 각 ONU SFP로 전송하고, 상기 표준 시간 정보를 기초로 ONU SFP에서 연결된 말단 장치(End Device)에 정밀한 시간 동기를 위한 정보 및 신호를 제공하도록 한 시각 동기화 기능을 구비한 ONU SFP 모듈 및 이를 적용한 네트워크 시스템의 시간 동기 방법에 관한 것으로, ONU SFP 모듈을 이용하는 네트워크 구성에 있어, ONU SFP 모듈을 이용하는 네트워크 구성에 있어, ONU SFP 모듈에서 주기적으로 특정핀을 이용한 1PPS 정보를 연결 장비로 전달하고, 이더넷 프레임 시작 시각 정보는 각 이더넷 프레임 프리앰블 비트열에 반영하여 전달함으로써, 순간적으로 변화하는 시각 정보 보상을 실시간 1초단위로 수행할 수 있고, 이더넷 프리앰블 비트열의 단순한 해독을 통하여 별도의 시각 보정 장치 없이 정밀한 시간 동기화를 보장하는 뛰어난 효과가 있다.

Description

시각 동기화 기능을 구비한 ONU SFP 모듈 및 이를 적용한 네트워크 시스템의 시간 동기 방법{ONU SFP module having time synchronizing function and network system synchronizing method using the same}

본 발명은 PON(Passive Optical Network)의 ONU(Optical Network Unit) SFP(Small Form-factor Pluggable) 구조 기반 정밀 시간 동기화 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 광 네트워크를 구성하는 OLT(Optical Line Terminal)에서 시간 동기화를 위한 표준 시각 정보를 주기적으로 각 ONU SFP로 전송하고, 상기 표준 시각 정보를 기초로 ONU SFP에서 연결된 말단 장치(End Device)에 정밀한 시간 동기를 위한 정보 및 신호를 제공하도록 한 시각 동기화 기능을 구비한 ONU SFP 모듈 및 이를 적용한 네트워크 시스템의 시간 동기 방법에 관한 것이다.

네트워크를 구성하는 장비들은 각자 자신의 내부 클럭을 사용하며, 이러한 내부 클럭 오차나 타이밍 편차에 의해 장비 상호간 동기화가 어렵다. 이러한 동기화되지 않은 장비들은 일반적으로 장치 내부 기본 클럭 품질이 GPS나 네트웍에 사용하는 그랜드마스터 만큼 우수한 클럭 안정도를 가지는 부품을 사용하지 않는다. 따라서 장비 상호간에 정확한 시각 동기화 기능을 필요로 하는 서비스 제공에 어려움이 있다.

특정 위치의 통신 장비들 간 클럭 동기화가 필요한 경우라면 별도의 기준 클럭을 발생시키는 장비를 구성한 후 해당 기준 클럭 장비의 클럭을 이용하여 연결된 장비들 간 동기화를 수행할 수 있다. 다른 방법으로 특정 장비가 마스터가 되어 해당 마스터 장비의 클럭을 기준으로 연결된 다른 장비들이 동기화를 수행하는 방식이 있을 수 있다. 하지만, 이러한 방식들은 동기화 신호의 직접적 연결이 필요하기 때문에 물리적 제약이 있으며, 이러한 기준 클럭이 표준 시간을 정확하게 제공할 수 없다면 동기화는 가능하지면 범용적인 표준 시간 정보를 이용하지는 못하게 된다.

따라서, 네트워크에 연결된 장비들의 경우 네트워크 상에 존재하는 시간 서버를 이용하여 표준 시간 정보를 정확하게 확인할 수 있는 네트워크 정밀 시간 프로토콜(PTP:Precision Time Protocol)이 주목 받고 있다.

이렇게 네크워크에 위치한 시간 서버를 이용하는 정밀 시간 프로토콜(PTP:Precision Time Protocol)로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1588 프로토콜이 널리 알려져 있다. IEEE 1588 정밀 시간 프로토콜은 네트워크 상의 정밀 시간 서버인 그랜드마스터(GM)의 표준 시간과 동기화를 원하는 슬레이브 장비 클럭 간의 오프셋 및 지연을 결정할 수 있도록 하는데, 이러한 오프셋은 수신되는 그랜드마스터의 표준 시간 정보와 슬레이브 장비 클럭 간의 편차이며, 지연은 그랜드마스터와 슬레이브 장비 간의 네트워크 지연을 의미한다. 따라서, 슬레이브 장비가 수신되는 표준 시간 정보와 자신의 로컬 시간 정보의 차이와 해당 표준 시간 정보가 자신에게 도달되기까지의 네트워크 지연 시간을 고려하여 표준 시간을 계산함으로써 정밀한 표준 시간 동기가 가능하게 된다.

따라서, 이렇게 네트워크 정밀 시간 프로토콜을 이용할 경우 네트워크 장비들은 장비들 간 동기화는 물론이고 정밀한 시간 정보를 이용한 각종 서비스들을 제공해 줄 수 있고, 각 장비에 연결되는 로컬 장치들에도 정밀한 시간 정보를 제공해 줄 수 있으므로 시간을 기준으로 하는 다양한 부가 서비스들의 성능을 향상시킬 수 있다.

특히, 5G 기반 무선 네트웍 가입자망을 구성하는 경우에 일반적으로 스몰셀(소규모 기지국) 구성이 권고되고 있으며, 스몰셀을 구성하는 네트워크는 단말의 통신 성능 향상을 위하여 정밀한 시각동기화 기능이 필수적이다. 특히 5G 기반 무선 네트웍 환경 스몰셀 구성에 있어서, 대부분의 경우 초고속 통신 서비스 제공을 위해 사용되는 수동형 광네트워크(PON: Passive Optical Network) 기술이 필수적이다.

이러한 수동형 광네트워크 기술은 시분할 방식이나 파장 분할 방식을 통해서 복수 가입자의 동시 접속을 처리할 수 있도록 구성되는데, 이러한 방식들 중에서 비용 대비 효율이 높은 시분할 방식이 주로 사용된다. IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3av/ah에 따른 EPON(Ethernet PON)이나 ITUT(International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector) G.984/7에 따른 GPON(Gigabit PON)이 대표적이다. 한편 G-PON의 성능을 더 개선한 XG-PON이나 XGS-PON 역시 사용되고 있다.

이러한 PON의 구성을 보면, 기본적으로 전화국사에 설치된 하나의 OLT(Optical Line Terminal)와 복수 가입자의 ONT(Optical Network Terminal) 혹은 ONU(Optical Network Unit)가 수동 광분기 장치인 리모트 노드(Remote Node)(광스플리터 이용)를 통해 일대다(Point to Multipoint) 네트워크 구조를 가진다.

따라서, 하나의 OLT가 설치 위치가 상이한 복수의 ONT와 시분할 통신을 실시해야 하기 때문에 연속신호인 하향신호와 달리 상향신호는 거리가 상이한 ONT들 간의 상향신호 충돌을 피하기 위해 불규칙한 버스트 신호로 전송된다.

이러한 신호 전송 특성에 의해 ONT가 OLT에 신호를 전송하는 시간은 물리적이거나 전기적인 네트워크 거리에 따르는 것이 아닌 상향신호 스케줄에 따라 불규칙하게 정해지므로 ONT의 상향 신호를 OLT가 수신하는 시간 간격은 네트워크 지연과 무관하다.

네트워크 시간 동기화 방식은 시간 서버가 제공하는 표준 시간 정보를 수신하는 슬레이브 장비가 수신되는 표준 시간 정보와 자신의 로컬 시간 정보의 차이를 오프셋 정보로 계산하고, 슬레이브 장비와 시간 서버 간 네트워크 지연을 특정 메시지 송수신 간격을 통해 확인하여 해당 표준 시간 정보를 수신하는데 걸리 지연을 반영함으로써 표준 시간 동기화를 수행하게 된다. 따라서, 불규칙한 상향신호 전송 방식을 이용하는 PON의 경우 OLT와 ONT 간 네트워크 시간 동기 프로토콜을 적용할 수 없다.

하지만, 다양한 표준 시간 기반 서비들의 증가와 고속화되고 있는 네트워크 장치들 간의 정밀 시간 동기화를 위해서 PON에서도 표준 시간 동기 방식의 지원이 절실하게 필요한 상황이며, 특히 네트워크를 이용한 정밀 시간 동기화에 대한 요구 역시 높아지고 있는 실정이다.

한편, 기존의 GPON 방식에서는 표준 개정을 통하여 ITU-T G.984.3 Amendment2에서 시간 동기에 관련된 기술이 제안되고 있다. 해당 기술은 GPON의 수퍼프레임 카운트를 이용하여 각 OLT 마다 상이하게 설정된 특정 카운터 값이 되면, OLT와 ONU(ONT)간 OMCI(OLT Management Control Interface) 채널을 이용하여 ToD(Time of Day) 값을 전달하는 구조를 택하고 있다. 해당 표준에서는 ONU에서 수신되는 ToD 클럭값의 최대 정밀도를 "±1마이크로초"로 설정하였으며, OLT와 ONU 클럭 동기화 후 약 24시간의 갱신 주기(Holdover)를 가질 수 있도록 구성되었다. 이러한 통신채널을 위하여 GPON 구조에서는 OMCI 채녈을 통하여 시간 정보를 갱신하는 방식을 취하고 있다.

이러한 OMCI 채널을 통한 시각정보 정밀도 향상을 위하여 공개특허 제 10-1679628(PON구조 기반 정밀 시간 동기화 시스템 및 방법)이 제안되었으나, GPON 혹은 XGSPON 기술 기반 ONU SFP 방식의 경우에는 호스트 이더넷 스위치에 표준 이더넷 프레임을 이용한 시각 정보 교환방법이 LTE-TDD 스몰셀 장비에서 요구되는 수백 나노초 단위의 고정밀도 시간동기 처리에는 적합하지 않은 한계가 있다.

한국공개특허 제10-2011-0077329호 (발명의 명칭: 네트워크 지연 처리 장치및 그 방법과 그를 위한 IEEE1588시스템) 한국공개특허 제10-2008-0090125호 (발명의 명칭: 통신 시스템에서 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 방법 및 장치) 한국공개특허 제 10-1679628(발명의 명치: PON구조 기반 정밀 시간 동기화 시스템 및 방법)

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 SFP(Small Form Factor Pluggable) 장치의 장비 연결 인터페이스에 구성되어 있으나 사용되지 않는 핀을 정초(PPS:Pulse Per Second) 핀으로 정의하여 이를 통해 정초 신호를 연결 장비에 전달하도록 함과 아울러 현재의 정확한 초 단위 시각 정보를 이더넷 프레임에 삽입하여 연결 장비에 제공하도록 함으로써 연결 장비가 수백 나노초 단위의 고정밀도 시각 정보를 이용할 수 있도록 하는 시각 동기화 기능을 구비한 ONU SFP 모듈 및 이를 적용한 네트워크 시스템의 시간 동기 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 다른 목적은 이더넷 프레임의 프리앰블 일부를 표준 시간 정보의 삽입에 이용하여 별도의 시간 동기화를 위한 페이로드를 추가할 필요가 없어 통신 대역폭이나 데이터 전송속도를 유지하면서 높은 성능으로 시간 동기화를 수행할 수 있도록 하는 시각 동기화 기능을 구비한 ONU SFP 모듈 및 이를 적용한 네트워크 시스템의 시간 동기 방법을 제공하는 것이다.

더하여, 본 발명의 또 다른 목적은 서로 다른 주기에 서로 다른 단위의 정밀 시간 동기화를 위한 타임 스탬프를 포함하는 표준 시간 정보를 하향 이더넷 프레임에 삽입하여 전송함으로써 높은 정밀도로 스몰셀을 포함하는 다양한 가입자망의 서비스 품질을 향상시키는 시각 동기화 기능을 구비한 ONU SFP 모듈 및 이를 적용한 네트워크 시스템의 시간 동기 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 시각 동기화 기능을 구비한 ONU SFP 모듈은 OLT와 PON 프레임이나 OMCI 채널을 통해 정밀 시간 동기를 수행하고 OLT와 이더넷 프레임 데이터를 주고 받는 MAC 처리부와; 연결된 장비에 정초 신호를 제공하기 위해 표준 핀들 중 하나를 정초 핀으로 설정한 장비 연결 인터페이스와; MAC 처리부를 통해 상기 장비 연결 인터페이스로 연결된 장비에 이더넷 프레임을 제공할 경우 이더넷 프레임의 일부에 초 단위 정밀 시각 정보를 삽입하고, 상기 장비 연결 인터페이스이 설정된 정초 핀을 통해 정초 신호를 제공하는 제어부를 포함한다.

여기서, 제어부는 초 단위 정밀 시각 정보를 삽입한 이더넷 프레임을 연결된 장비에 제공한 후 1초 이내에 정초 신호를 제공하여 연결된 장비가 정초 신호를 전달하는 시점이 이더넷 프레임을 통해 제공한 초 단위 정밀 시간의 다음 초가 시작되는 시점임을 알릴 수 있다.

한편, 장비 연결 인터페이스는 20핀 표준 인터페이스이며, 정초 핀은 정의는 되어 있으나 잘 사용되지 않는 Rate Select용 7번 핀이거나 LOS용 8번 핀일 수 있다.

또한, MAC 처리부와 장비 연결 인터페이스 사이에 이더넷 프레임을 직렬화 및 병렬화하는 SERDES 인터페이스부를 더 포함하며, 제어부는 SERDES 인터페이스부에 제공되는 하향 이더넷 프레임에 초 단위 정밀 시각 정보를 삽입하도록 SERDES 인터페이스부를 제어할 수 있다.

구체적 예시로서, 제어부는 하향 이더넷 프레임의 56비트 프리앰블 중 하위 24비트를 각각 8비트씩 시간, 분, 초 정보로 대체할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 시각 동기화 기능을 구비한 ONU SFP 모듈을 적용한 네트워크 시스템의 시간 동기 방법은 OLT와 ONU SFP 모듈간 PON 프레임이나 OMCI 채널을 통해 정밀 시간 동기를 수행하는 단계와; ONU SFP 모듈이 시간 동기에 따라 정밀 시각 정보를 생성하는 단계와; ONU SFP 모듈이 OLT로부터 수신한 하향 이더넷 프레임의 일부에 초 단위 정밀 시각 정보를 삽입하여 연결 장비에 제공하는 단계와; ONU SFP 모듈이 연결 장비와 접속되는 장비 연결 인터페이스 중 하나를 정초 핀으로 설정하여 해당 정초 핀을 통해서 정초 신호를 제공하는 단계를 포함한다.

여기서, ONU SFP 모듈은 초 단위 정밀 시각 정보를 삽입한 이더넷 프레임을 연결된 장비에 제공한 후 1초 이내에 정초 신호를 제공하여 연결된 장비가 정초 신호를 전달하는 시점이 이더넷 프레임을 통해 제공한 초 단위 정밀 시각의 다음 초가 시작되는 시점임을 알릴 수 있다.

한편, ONU SFP 모듈이 하향 이더넷 프레임의 일부에 초 단위 정밀 시각 정보를 삽입하여 연결 장비에 제공하는 단계에 있어, ONU SFP 모듈은 하향 이더넷 프레임의 56비트 프리앰블 중 하위 24비트를 각각 8비트씩 시간, 분, 초 정보로 대체할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 시각 동기화 기능을 구비한 ONU SFP 모듈 및 이를 적용한 네트워크 시스템의 시간 동기 방법은 ONU SFP 모듈을 이용하는 네트워크 구성에 있어, ONU SFP 모듈에서 주기적으로 특정핀을 이용한 1PPS 정보를 연결 장비로 전달하고, 이더넷 프레임 시작 시각 정보는 각 이더넷 프레임 프리앰블 비트열에 반영하여 전달함으로써, 순간적으로 변화하는 시각 정보 보상을 실시간 1초단위로 수행할 수 있고, 이더넷 프리앰블 비트열의 단순한 해독을 통하여 별도의 시각 보정 장치 없이 정밀한 시간 동기화를 보장하는 뛰어난 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 시각 동기화 기능을 구비한 ONU SFP 모듈 및 이를 적용한 네트워크 시스템의 시간 동기 방법은 ONU-SFP 모듈을 통하여 제공되는 1PPS(정초) 및 정밀 시각 정보를 연결 장비에 SFP 인터페이스 만으로 전달 할 수 있는 장점을 가지므로 시간 관련 가입자 서비스의 품질을 높일 수 있고, 높은 정밀도로 각 연결 장비 사이의 시간 동기화가 이루어지도록 지원하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 시각 동기화 기능을 구비한 ONU SFP 모듈 및 이를 적용한 네트워크 시스템의 시간 동기 방법은 ONU SFP 모듈이 제공하는 주기적인 정초 정보 갱신 과정을 통해 정밀도를 유지할 수 있음과 아울러 프레임으로부터 직접 시간 데이터를 추출하여 적용하는 방식이기 때문에 시간 동기에 필요한 통신 자원, 시스템 부하, 처리 시간을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 수동형 광네트워크의 구성을 보인 예시도.
도 2는 수동형 광네트워크의 하향 신호 전송 방식을 설명하기 위한 개념도.
도 3은 수동형 광네트워크의 상향 신호 전송 방식을 설명하기 위한 개념도.
도 4는 IEEE 1588 프로토콜을 이용하는 시간 동기화 시스템의 구성을 보인 예시도.
도 5는 IEEE 1588 프로토콜을 이용한 표준 시간 동기화 방식을 설명하기 위한 개념도.
도 6은 PON 구조 기반 정밀 시간 동기화 시스템의 구성도.
도 7은 본 발명이 적용되는 ONU-SFP 모듈이 적용된 PON 시스템의 구성도.
도 8은 본 발명이 적용되는 ONU-SFP 모듈의 형상을 보인 예시도.
도 9는 본 발명이 적용되는 ONU-SFP 모듈과 연결 장비 간 장비 연결 인터페이스 표준을 보인 핀 배치도.
도 10은 본 발명의 일 실시예를 보인 구성도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 초 단위 시간 정보 삽입 방식을 설명하기 위한 프레임 구성도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 과정을 보인 순서도.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

더불어, 본 발명은 기본적으로 전화국사에 설치된 하나의 OLT(Optical Line Terminal)와 복수 가입자의 ONT(Optical Network Terminal) 혹은 ONU(Optical Network Unit)가 수동 광분기 장치인 리모트 노드(Remote Node)(광스플리터 이용)를 통해 일대다(Point to Multipoint) 네트워크 구조를 가지는 수동형 광네트워크인 PON(Passive Optical Network)을 기반으로 설명하나, 이외에도 PON을 구성하는 다양한 장비에 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이며, PON의 구체적인 표준에 의해 한정 해석될 필요 역시 없다.

특히, 본 발명을 설명함에 있어 가입자측 광통신 단말을 ONT(Optical Network Terminal)이라 칭하지만 이는 동일한 개념인 ONU(Optical Network Unit)을 포함하는 가입자측 광통신 단말을 대표하는 의미로 사용되는 것이므로 ONT는 ONU를 비롯한 다른 종류의 광통신 모뎀이나 광통신 단말장치를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다.

한편, 본 발명을 설명함에 있어 정밀 시간 프로토콜의 예시로서 IEEE 1588 프로토콜을 들어 설명하였으나 유사한 원리로 동작하는 다른 종류의 정밀 시간 프로토콜에도 적용될 수 있으며 동기 정보 제공 장비가 정확한 시간 정보를 제공할 수 있는 경우라면 별도의 정밀 시간 프로토콜을 사용하지 않을 수도 있다.

더불어, 본 발명을 설명하면서 동기 정보 제공 장비로 네트워크 스위치 장비를 예로 들어 설명하지만 이는 동기 정보를 제공할 필요가 있는 다양한 네트워크 장비라면 그 종류에 무관하게 적용할 수 있으므로 연결되는 네트워크 장비의 종류로 발명이 한정되지 않는다. 또한, 동기화 대상 장비로 말단 단말 장비(End Device)를 예로 들어 설명하지만 말단 단말 장비는 동기화가 필요한 대상 장비를 포괄적으로 설명하기 위한 예시에 불과하며 실질적으로는 동기 정보 제공 장비와 연결될 수 있는 다양한 네트워크 장비를 포괄적으로 의미하는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 상세 실시예를 설명한다.

도 1은 일반적인 PON의 구성을 보인 것으로, 도시된 바와 같이 전기 신호와 광신호를 상호 변환하는 광트랜시버를 구비한 OLT(1)는 리모트 노드(RN)를 통해서 복수의 가입자 ONT(2)와 연결되는데, 각 ONT(2)에도 각각 광트랜시버가 구성된다.

도 2는 PON의 하향 신호 전송 방식을 설명하기 위한 개념도로서, 도시된 바와 같이 OLT(1)가 ONT(2)에 전송할 하향 프레임 데이터를 하향 신호로 연속적으로 보내면 복수의 ONT(2_1, 2_2)는 이러한 하향 프레임 데이터 중에서 자신에 대한 프레임 데이터를 선별하여 수신한다. 따라서, 이러한 하향 신호는 OLT(1)가 자신의 클럭으로 변조한 신호를 연속적으로 전송하는 것만으로 신호 충돌 없는 연속 데이터 전송이 가능하다.

하지만, ONT(2)가 OLT(1)로 상향 프레임 데이터를 상향 신호로 전송하는 경우 복수의 ONT(2_1, 2_2)가 임의로 상향 신호를 전송하게 되면 신호가 충돌할 가능성이 있기 때문에 ONT(2)에 대한 정보(개수, 거리 등)를 알고 있는 OLT(1)가 하향 신호를 통해 개별 ONT(2)에 대한 상향 신호의 전송 시점과 데이터량에 대한 제어 정보를 전달하면 각 ONT(2_1, 2_2)는 해당 제어 정보를 기반으로 다양한 크기의 상향 버스트 신호를 생성하여 충돌 없이 전달하게 된다.

도 3은 PON의 상향 신호 전송 방식을 설명하기 위한 개념도로서, 도시된 바와 같이 ONT(2_1, 2_2)는 각각 상이한 시점에 정해진 데이터량의 상향 신호를 생성하여 OLT(1)에 전송하게 되는데, 각 상향 신호는 충돌을 방지하기 위하여 약간의 가드 구간(a)으로 구분된다.

이러한, 상향 신호 전송의 경우 전송할 데이터 유무에 따라 필요한 전송 시점을 OLT(1)가 할당해 주는 방식이기 때문에 각 ONT(2)에서 불규칙한 전송이 이루어진다. 따라서, OLT(1)가 상기 각 ONT(2)의 불규칙한 상향 신호의 전송 지연을 통해 각 ONT(2)에 대한 거리를 측정할 수 없으므로, 전송 시간으로 거리를 측정하는 네트워크 시간 동기 프로토콜을 적용하기 어려운 환경이다.

또한, 이러한 상향 신호의 경우 도시된 바와 같이 신호가 계속하여 분절되는 버스트 신호이며, 각 신호는 개별 ONT(2_1, 2_2)의 자체 클럭을 이용하기 때문에 상향 버스트 신호의 클럭들은 상호 혹은 OLT 클럭과 동기화되어 있지 않아 이를 수신하는 OLT(1)의 클럭과는 편차가 존재하게 되므로, 이러한 불규칙한 전송 지연에 의해 네트워크 시간 동기 프로토콜을 적용하기는 쉽지 않다.

하지만, 최근 추세에 따라 장비 간 동기화 뿐만 아니라 단말 혹은 단말과 연결되는 장치(예컨대 가입자망의 경우 댁내 네트워크 연결 장치들)에서 다양한 표준 시간 기반 서비스를 제공하기 위한 표준 시간 확인은 점차 중요한 이슈가 되고 있다.

이에 따라, 일반적인 네트워크에 이용되는 정밀 시간 프로토콜을 사용할 수 없는 PON에도 이와 유사한 시간 동기 방식을 적용할 필요성이 높아지고 있다.

우선 일반적인 정밀 시간 프로토콜을 살펴보면, 네트워크에 위치한 시간 서버를 이용하는 정밀 시간 프로토콜(PTP:Precision Time Protocol)로 널리 사용되고 있는 IEEE 1588은 그랜드마스터(GM)의 표준 시간과 동기화를 원하는 슬레이브 장비 클럭 간 오프셋과 그랜드마스터와 슬레이브 장비 간의 네트워크 지연을 계산하여 표준 시간 동기화를 수행하는데, 이는 도 4 및 5를 통해 설명한다.

도 4는 IEEE 1588 프로토콜을 이용하는 시간 동기화 시스템의 구성을 보인 예시도로서, 도시된 바와 같이 슬레이브(30)가 네트워크(20)를 통해 그랜드마스터(10)에 접속하여 표준 시간과 동기화할 수 있도록 구성된다.

도시된 그랜드마스터(10)는 주기적으로 슬레이브(30)와 메시지를 교환하고, 슬레이브(30)는 해당 메시지에 포함된 표준 시간 정보를 이용하여 오프셋(Offset) 정보를 확인하며, 네트워크(20)에 의한 지연 정보를 확인하여 오프셋 정보 및 지연 정보를 토대로 표준 시간을 계산한다.

도 5는 IEEE 1588 프로토콜을 이용한 표준 시간 동기화 방식에 대한 개념도로서, 도시된 바와 같이 시간 서버에 해당하는 그랜드마스터(10)가 동기화를 수행하는 슬레이브(30)에 현재 표준 시간이 포함된 동기(sync) 메시지를 전송(모든 슬레이브에 브로드캐스팅)하고, 동기 메시지에 대한 타임 스탬프 정보(정확한 2스탭 시간 정보)가 포함된 후속 (follow up) 메시지를 전송한다.

이러한 마스터(10)의 메시지들을 수신한 슬레이브(30)는 자신의 시간과 수신된 시간을 비교하여 오프셋을 계산한다.

도시된 예시에서는 슬레이브(30)의 시간과 마스터(10)로부터 수신된 시간이 +3 만큼 차이가 발생하므로 슬레이브(30)는 오프셋을 계산하여 자신의 시간을 변경한다.

이러한 오프셋 정보는 마스터(10)와 슬레이브(30) 사이의 메시지 전송 지연이 반영되지 않았으므로, 이를 확인하기 위해서 슬레이브(30)는 마스터(10)에 지연 요청 메시지를 전송하고, 이를 수신한 마스터(10)는 자신의 수신 시 표준 시간 정보를 포함하는 지연 응답 메시지를 슬레이브(30)에 전송한다.

슬레이브(30)는 지연 응답 메시지를 수신한 시간에서 지연 요청 메시지를 전송한 시간을 뺀 지연 정보를 구하여 그 절반을 자신과 마스터(10) 사이의 지연으로 간주한다.

도시된 경우는 지연 응답 메시지를 수신한 시간에서 지연 요청 메시지를 전송한 시간의 절반에 해당하는 +2를 지연 정보로 계산한다.

이렇게 슬레이브(30)는 표준 시간 동기화를 위한 오프셋과 지연 정보를 계산한 후 이를 자신의 시간 정보에 반영하여 표준 시간과 동기화를 수행함으로써 네트워크 상의 시간 서버를 이용하여 표준 시간을 알 수 있다.

이와 같이, 도시된 복수의 슬레이브(31, 32)가 각각 내부적으로 독립된 클럭으로 동작할 경우 각 클럭의 시작 시간이 동일할 가능성은 낮은데, 이 경우 상술한 IEEE 1588 프로토콜을 이용하면 별도의 부가 구성 없이도 그랜드마스터(10)의 표준시간으로 동기화가 가능하게 된다.

즉, 각 슬레이브(31, 32)가 그랜드마스터(10)를 통해 표준 시간으로 동기화함으로써, 사용할 통신 클럭들을 상호 동기화할 수 있으며, 이를 위해서 별도의 케이블이나 동기 클럭 장비 등이 필요하지 않다.

이러한 장점이 있지만, 정밀 시간 프로토콜은 기본적으로 네트워크를 통해 연결된 그랜드마스터(10)와 슬레이브(30) 사이의 오프셋과 네트워크 지연 정보를 이용하여 슬레이브(30)가 그랜드마스터(10)의 표준 시간에 동기화하는 방식을 이용하게 되므로 메시지 송수신 간격을 통해 균일한 지연 정보를 얻을 수 있는 네트워크에만 적용이 가능한 한계가 있다.

따라서, 다른 종류의 네트워크를 통해 외부 망과 연결된 OLT는 정밀 시간 프로토콜을 이용한 표준시간 동기화가 가능하지만 PON을 통해 연결된 ONT에는 이러한 정밀 시간 프로토콜을 적용하기가 쉽지 않다.

그럼에도 불구하고, OLT와 ONT(ONU) 사이의 정밀 시간 동기를 위해서 프레임 구조를 변경하거나 표준 시간 정보를 데이터로서 전달하는 등의 방법이 사용되고 있으며, 한국 등록특허 제10-1679628호와 같이 거리 측정을 통해 OLT와 ONT간 정밀 시간 동기화를 수행하도록 하는 방법도 제시되고 있다.

예를 들어, 도 6은 PON 구조 기반 시간 동기화 시스템의 구성도로서, 도시된 바와 같이 OLT(Optical Line Terminal)(1)는 광선로를 통해 복수의 ONT(2)와 연결되며, 별도의 네트워크를 통해 그랜드마스터(10)와 연결된다. OLT(1)가 IEEE 1588 정밀 시간 프로토콜을 이용할 경우 OLT(1)는 그랜드마스터(10)로부터 제공되는 표준시간 메시지와 송수신 메시지를 기반으로 측정한 네트워크의 지연 정보를 토대로 표준 시간 동기화를 수행할 수 있다.

이 경우, OLT(1) 자신은 표준 시간과 동기화되었지만 ONT(2)는 이러한 네트워크 정밀 시간 프로토콜을 이용할 수 없으므로, 기존 네트워크 정밀 시간 프토로콜과 다른 방식으로 ONT의 표준 시간 동기화를 진행해야 한다. 가장 일반적인 방식은 OLT(1)가 PON 프레임이나 OMCI(OLT Management Control Interface) 채널을 이용하여 정밀 시각 정보를 ONT(2)에 전달하고, ONT(2)는 OLT(1)와의 거리에 따른 지연을 반영하여 보정하는 방식이 있다.

한편, GPON 방식의 경우 최근 개정된 표준 ITU-T G.984.3 Amendment2를 통해서 GPON의 슈퍼 프레임 카운트를 통해 각 OLT 마다 상이하게 설정된 특정 카운터 값이 되면, OLT와 ONT간 OMCI 채널을 이용하여 ToD(Time of Day) 값을 전달하는 구성을 이용한다. 즉, 하루에 1번 정확한 시간 타이밍을 PPS 신호로 전달하는 방식이다. 다만, 해당 표준은 시간 설정을 위해서 OLT와 임의의 ONT 각각 1:1 유니캐스트 통신 방식의 OMCI를 각 OLT마다 순차적으로 설정한 후 각각 시간 정보를 제공하는 방식이기 때문에 최대 256개의 ONT(ONU)와 연결되는 OLT는 시간 동기화를 위해 상당한 시간이 요구되며, 각 OLT마다 고유의 카운터값을 가지므로 OLT의 시간 변경에 따라 ONT의 시간을 일괄적으로 변경하고자 할 경우 최장 1일 또는 6일(G-PON의 경우 슈퍼프레임 카운터는 30비트 크기이므로 2³⁰ × 125us = 약 37시간, 약 1일 13시간, XG-PON이나 XGS-PON의 경우 슈퍼프레임 카운터는 32비트 크기이므로 2³² × 125us = 약 149시간, 약 6일 5시간)의 변경 지연이 발생할 수 있다.

이러한 문제점에도 불구하고, 최근의 다양한 네트워크 장치들을 광 채널이나 기가비트 이더넷과 같은 광섬유 기반 전송 시스템에 부착하기 위한 인터페이스로 SFP(Small Form Factor Pluggable) 장치를 이용하고 있다. 즉, 이더넷 스위치 장비에 광섬유 기반 전송을 위한 SFP를 체결하고 해당 SFP에 광섬유를 연결하여 기가비트 이더넷이나 PON(수동형 광 네트워크)과 같은 고속 채널을 제공하도록 하는 구성이 사용되거나, 기지국과 스몰셀(소형 이동통신 기지국) 사이를 PON을 통해 연결하여 고속 통신이 가능하도록 하는 경우도 빈번해지고 있다.

따라서, 이러한 경우에도 앞서 설명했던 바와 같이 PON을 사용함에 따른 정밀 시간 동기 문제가 발생하게 될 뿐만 아니라 ONU SFP 모듈이 연결되는 장비에 정밀 시각 정보를 제공하는 것 역시 연결 장비에 시각 동기화를 위한 복잡한 구성을 적용해야 하거나 시각 동기화를 위한 정보가 부족하여 동기가 틀어지는 문제가 발생한다.

도 7은 다른 종류의 통신 네트워크를 이용하는 연결 장비에 ONU SFP 모듈을 결합하여 이더넷 프레임을 고속 전송할 수 있도록 구성한 네트워크의 구성예를 보인 것이다. 예를 들어, LTE-TDD 와 같은 스몰셀(소형 이동통신 기지국)에 대한 고속 통신을 위해 스몰셀에 SFP 포트를 구성하고 해당 SFP 포드에 ONU SFP 모듈을 결합하면 고속으로 이더넷 프레임을 전송할 수 있게 된다.

이러한 도 7과 같은 네트워크 구성이 다양하게 활용되고 있는 상황에서, SFP 장치를 통해 연결되는 말단 장비에 복잡한 정밀 시간 프로토콜 처리부를 구성하지 않더라도 간단한 방식으로 시간 동기가 이루어질 수 있어야 한다.

본 발명은 동기화를 위한 구성을 SFP 모듈에 최소화하여 구성하고, 데이터량이 큰 마이크로초~나노초 단위의 정밀한 시간 동기를 제공하면서도 실제 사용 정보는 데이터량이 작은 정초 시간 정보를 이용함과 아울러 연결되는 장비의 시간 동기를 위한 구성이나 작업을 최소화할 수 있도록 한다.

도 7에 도시된 바와 같이 OLT(1)는 광선로를 통해 복수의 ONU SFP 모듈(30)과 연결되며, 별도의 네트워크를 통해 그랜드마스터(10)와 연결된다. 예를 들어, OLT(1)가 IEEE 1588 정밀 시간 프로토콜을 이용할 경우 OLT(1)는 그랜드마스터(10)로부터 제공되는 표준시간 메시지와 송수신 메시지를 기반으로 측정한 네트워크의 지연 정보를 토대로 표준 시간 동기화를 수행할 수 있다.

물론, 이러한 OLT(1) 역시 SFP 모듈로 구성되어 이종 네트워크 장비에 결합될 수 있으나, 그 동작 방식은 동일하므로 변형들에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도시된 바와 같이 ONU SFP 모듈(30)은 말단 장비(40)에 마련된 SFP 포트를 통해 표준 장비 연결 인터페이스 간 핀 접촉으로 결합되며, 이를 통해 말단 장비(40)는 PON의 사용과 관련 없이 기존 통신 방식(예를 들어 이더넷 통신 방식)을 그대로 이용할 수 있다. 이러한 말단 장비(40)의 경우 정확한 시간 동기가 필요한 경우가 증가하고 있으며 가입자망을 관리하기 위한 말단 장비의 경우 서비스 품질과도 직결되는 중요한 성능 지표가 되고 있다.

따라서, ONU SFP 모듈(30)의 경우 정확한 시각 정보를 가진 OLT(1)를 통해 시간 동기화를 수행한 후 정확한 시각 정보를 말단 장비(40)에 제공해 주어야 한다. 하지만, 말단 장비(40)의 입장에서는 PON 연결이 투명한 상태이기 때문에 시간 동기화를 위한 복잡한 구성을 적용하기 어려워 최소한의 구성 및 부하로 ONU SFP 모듈(30)이 정확한 시각 정보를 연결된 말단 장비(40)에 제공해 주어야 한다는 문제가 발생하게 된다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 적용되는 ONU-SFP 모듈의 형상과 장비 연결 인터페이스 표준에 따른 핀 배치를 보인 것이다.

도 8에 도시된 바와 같이 ONU SFP 모듈(30)은 외형적 결합 부분을 기준으로 볼 때 장비에 구성된 표준 SFP 포트에 삽입되어 장비와 연결되는 장비 연결 인터페이스(31)와, 광선로와 연결되기 위한 선로 연결 인터페이스(32)를 포함한다.

장비 연결 인터페이스(31)는 표준 20핀 인터페이스로 구성되어 핀이 노출된 기판 형태로 제공되며, 선로 연결 인터페이스(32)는 광선로 연결 트랜시버 구성을 포함할 수 있다.

여기서, 장비 연결 인터페이스(31)는 장비에 구성되는 표준 SPF 포트에 삽입 체결되어 장비로부터 전원을 제공 받고, 장비와 정보를 교환하고, 송수신 데이터를 SPF 장치 내부에 구성된 전용 통신 방식의 MAC 처리부와 연결하기 위한 단자들을 포함한다.

도 9는 SFP 장치의 표준 20핀 장비 연결 인터페이스의 핀 배치를 보인 것으로, 도시된 바와 같이 다양한 핀들이 전원이나 장비와의 데이터 통신, 송수신 데이터 연결을 위해 구성되어 있다.

도시된 핀들 중 18, 19번 핀들(RD-, RD+)은 연결 장비로부터 데이터를 수신하기 위한 핀들이고, 12, 13번 핀들(TD+, TD-)은 수신 데이터를 연결 장비에 제공하기 위한 핀들이다.

한편, 7번핀의 경우 통신 속도를 설정하기 위한 핀이지만, SFP 장치의 다양화에 따라 I2C 통신(4번 및 5번 핀 이용)을 통해 장비와 SFP 장치 간 정보를 교환하면서 통신 속도 설정이 이루어지므로 현재는 사용되고 있지 않다.

또한, 8번핀(LOS:Loss Of Signal indication) 역시 지속적으로 사용되는 핀이 아니므로 7번 핀이나 8번 핀 중 하나를 지정하여 정초(PPS:Pulse Per Second) 신호의 전기적 전달을 위한 핀으로 정의한다.

즉, 해당 핀은 내부 제어부와 직결되도록 구성하고, 연결 장비에 PPS 신호를 직접 제공하는데 이용되도록 한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 초 단위 시간 정보 삽입 방식을 설명하기 위한 프레임 구성도로서, 도시된 바와 같이 OLT(100)와 연결된 ONU SFP 모듈(200) 및 상기 ONU SFP 모듈(200)과 연결되는 말단 장비(300)로 구성된다.

이러한 말단 장비(300)는 다양한 종류의 네트워크 장치들을 포괄하는 것으로서, 이더넷 네트워크 장치나 스몰셀 등의 다양한 장치일 수 있다.

이러한 말단 장비(300)는 내부적으로 SFP 장치와 연동하여 PON 네트워크를 통해 고속으로 신호를 송수신하기 위한 장비 연결 인터페이스(310)와 제어부(320)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 ONU SFP 모듈(200)은 내부적으로 OLT(100)와 광통신을 수행하기 위한 인터페이스(예를 들어, 광트랜시버)(250)와 PON 네트워크를 통해 송수신하는 정보와 이더넷 프레임을 상호 변환하는 MAC 처리부(240), SFP 표준에 따른 장비 연결 인터페이스(210), MAC 처리부(240)와 장비 연결 인터페이스(210) 사이에 구성되어 이더넷 프레임 정보를 직렬 혹은 병렬로 전환하는 SERDES 인터페이스(230) 및 제어부(220)를 포함한다.

이러한 ONU SFP 모듈(200)은 기본적으로 OLT(100)와 정밀 시간 동기화가 이루어질 수 있는데, 앞서 설명했던 바와 같이 OLT(100)와 PON 프레임이나 OMCI 채널을 통해 정밀 시간 동기를 수행할 수 있다. 물론, PON의 특성 상 OLT(100)와 ONU SFP 모듈(200)간 정밀 시간 동기를 위해서 새로운 GPON 표준 방식이 적용되거나 거리에 따른 지연을 이용하는 등의 다양한 동기화 방식이 적용될 수 있다.

이렇게 OLT(100)와 정밀 시간 동기화가 이루어진 ONU SFP 모듈(200)은 내부 클럭을 통해서 정밀 시간 정보를 정확하게 갱신할 수 있으며, 이에 대한 오차는 OLT(100)와의 사이에서 다양한 방식으로 보상될 수 있다.

이렇게 ONU SFP 모듈(200)이 정확한 시간 동기가 이루어져 정확한 정밀 시간 정보를 생성할 수 있는 상황에서 현재의 연결 구성만을 활용하여 말단 장비(300)에 정확한 시간 정보를 제공해야 하는 문제가 남아 있다.

이를 위해서 본 발명의 ONU SFP 모듈(200)은 말단 장비(300)와 연결되는 장비 연결 인터페이스의 표준 핀 중 하나(7번이나 8번)를 정초 신호를 제공하기 위한 핀으로 설정하고, 제어부(220)를 통해 정확히 정초마다 말단 장비(300)에 클럭 신호를 제공한다. 물론, GPON 표준을 따르는 경우 ToD 신호 역시 하루에 한번 이상 제공(2번 핀 활용)할 수 있다.

하지만, 이러한 1초 단위의 클럭 정보(1PPS)나 하루 단위의 ToD 정보만으로는 1초 이상의 오차가 발생할 가능성이 높으며 이를 확인하기도 어렵다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(220)는 장비 연결 인터페이스(210)로 연결된 말단 장비(300)에 제공하는 하향 이더넷 프레임의 일부에 초 단위 정밀 시간 정보를 삽입하도록 한다.

예를 들어 제어부(220)는 SERDES 인터페이스부(230)에 MAC 처리부(240)가 제공하는 하향 이더넷 프레임에 초 단위 정밀 시간 정보를 삽입하도록 SERDES 인터페이스부를 제어할 수 있다.

이렇게 제어부(200)는 초 단위 정밀 시간 정보를 삽입한 하향 이더넷 프레임을 말단 장비(300)에 제공한 후 1초 이내에 정초 신호를 제공함으로써 말단 장비(300)에 정초 신호를 전달하는 시점이 이더넷 프레임을 통해 제공한 초 단위 정밀 시간의 다음 초가 시작되는 시점임을 알릴 수 있다.

예를 들어, 이더넷 프레임에 23:24:34(시:분:초) 정보를 삽입하여 전달하고, 1초 이내에 1PPS 신호를 제공하면 말단 장비(300)는 기 구성된 이더넷 프레임 해석 수단을 통해 해당 이더넷 프레임이 생성된 시간을 초 단위로 알 수 있으며, 1PPS 신호가 장비 연결 인터페이스(310)를 통해 수신되는 시점이 23:24:35가 되는 것을 정확하게 알 수 있게 된다.

즉, 현재 구성된 장비 연결 인터페이스(310)와 이더넷 프레임 해석 수단을 통해서 제어부(320)가 대단히 용이하게 정확한 시각 정보를 확인하고 이를 갱신할 수 있게된다. 한편, 제어부(200)는 실제 전달할 하향 프레임이 없는 경우, 필요하다면 초 단위 정밀 시간 정보가 포함된 널프레임 생성을 제어하여 말단 장비(300)에 제공할 수도 있다.

도 8과 같이 본 발명의 실시예에 따른 ONU SFP 모듈(200)의 제어부(220)가 이더넷 프레임에서 큰 의미가 없는 프리앰블 비트의 일부에 초 단위 시각 정보를 삽입하여 보낼 경우 전송량의 증가나 이더넷 프레임의 구조를 추가에 따른 복잡한 구성 없이도 용이하게 시각 정보를 확인할 수 있게된다.

특히, ONU SFP 모듈(200)의 경우 PON을 통해 수신된 정보를 토대로 하향 이더넷 프레임을 재구성하며 장비 연결 인터페이스를 통해 직접 연결된 단말 장비(300)에 해당 이더넷 프레임을 전송하기 때문에 전송선로 손실을 대비하여 반복 구성하는 프리앰블의 반복 신호(1010...10)는 큰 의미가 없으며 실제 프레임 시작을 알리는 SFD(Start of Frame Delimiter)를 기준으로 프레임이 해석된다. 따라서, 이러한 프리앰블의 반복 비트 중 일부(예를 들어, 56비트 중 32비트는 기존과 같이 1010..10을 반복하도록 하고, 나머지 24비트를 활용하여 시간, 분, 초에 대한 정보를 8비트씩 삽입할 수 있다)에 초 단위 정밀 시각 정보를 삽입하더라도 성능에는 전혀 지장이 없으며 프레임의 길이가 증가하거나 처리 부하가 증가하지도 않는다.

따라서, 이 경우 단말 장비(300)의 제어부(320)는 간단히 수신 이더넷 프레임의 프리앰블 하위 24비트에서 초단위 정밀 시각정보를 획득하고, 정초핀을 통해 제공되는 1PPS 신호를 통해 정확한 시간으로 동기화할 수 있게 된다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 과정을 보인 순서도로서, 도시된 바와 같이 OLT와 ONU SFP 모듈간 PON 프레임이나 OMCI 채널을 통해 정밀 시간 동기를 수행하는 단계와, ONU SFP 모듈이 시간 동기에 따라 정밀 시각(UTC:Coordinated Univeral Time) 정보를 생성하는 단계와, ONU SFP 모듈이 OLT로부터 수신한 하향 이더넷 프레임의 일부에 초 단위 정밀 시각 정보를 삽입(타임 정보를 스탬핑)하여 말단 장비에 제공하는 단계와, ONU SFP 모듈이 말단 장비와 접속되는 장비 연결 인터페이스 중 하나(예를 들어, 7번이나 8번)를 정초 핀으로 설정하여 해당 정초 핀을 통해서 정초 신호를 제공하는 단계와, 말단 장비가 수신된 이더넷 프레임의 초단위 정밀 시각 정보와 1PPS 정보를 토대로 정확한 시각으로 동기화를 진행하는 단계로 구성된다.

여기서, ONU SFP 모듈은 초 단위 정밀 시각 정보를 삽입한 이더넷 프레임을 연결된 장비에 제공한 후 1초 이내에 정초 신호를 제공하여 연결된 장비가 정초 신호를 전달하는 시점이 이더넷 프레임을 통해 제공한 초 단위 정밀 시각의 다음 초가 시작되는 시점임을 알릴 수 있으며, ONU SFP 모듈은 하향 이더넷 프레임의 56비트 프리앰블 중 하위 24비트를 각각 8비트씩 시간, 분, 초 정보로 대체할 수 있다.

전술된 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.

10: 글로벌 마스터 100: OLT
200: ONU SFP 모듈 210, 310: 장비 연결 인터페이스
220: 제어부 230: SERDES 인터페이스부
240: MAC 처리부 250: 인터페이스부
300: 말단 장비 320: 제어부

Claims (8)

1. OLT와 PON 프레임이나 OMCI 채널을 통해 정밀 시간 동기를 수행하고 OLT와 이더넷 프레임 데이터를 주고 받는 MAC 처리부와;
   연결된 장비에 정초 신호를 제공하기 위해 표준 핀들 중 하나를 정초 핀으로 설정한 장비 연결 인터페이스와;
   MAC 처리부를 통해 상기 장비 연결 인터페이스로 연결된 장비에 이더넷 프레임을 제공할 경우 이더넷 프레임의 일부에 초 단위 정밀 시각 정보를 삽입하고, 상기 장비 연결 인터페이스에 설정된 정초 핀을 통해 정초 신호를 제공하는 제어부를 포함하며,
   상기 제어부는 하향 이더넷 프레임의 56비트 프리앰블 중 하위 24비트를 각각 8비트씩 시간, 분, 초 정보로 대체하는 것으로 초 단위 정밀 시각 정보를 삽입한 이더넷 프레임을 연결된 장비에 제공한 후 1초 이내에 정초 신호를 제공하여 연결된 장비가 정초 신호를 전달하는 시점이 이더넷 프레임을 통해 제공한 초 단위 정밀 시간의 다음 초가 시작되는 시점임을 알리는 것을 특징으로 하는 시각 동기화 기능을 구비한 ONU SFP 모듈.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 장비 연결 인터페이스는 20핀 표준 인터페이스이며, 정초 핀은 정의는 되어 있으나 잘 사용되지 않는 Rate Select용 7번 핀이거나 LOS용 8번 핀인 것을 특징으로 하는 시각 동기화 기능을 구비한 ONU SFP 모듈.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 MAC 처리부와 장비 연결 인터페이스 사이에 이더넷 프레임을 직렬화 및 병렬화하는 SERDES 인터페이스부를 더 포함하며, 상기 제어부는 SERDES 인터페이스부에 제공되는 하향 이더넷 프레임에 초 단위 정밀 시각 정보를 삽입하도록 SERDES 인터페이스부를 제어하는 것을 특징으로 하는 시각 동기화 기능을 구비한 ONU SFP 모듈.
   
5. 삭제
6. OLT와 ONU SFP 모듈간 PON 프레임이나 OMCI 채널을 통해 정밀 시간 동기를 수행하는 단계와;
   ONU SFP 모듈이 시간 동기에 따라 정밀 시각 정보를 생성하는 단계와;
   ONU SFP 모듈이 OLT로부터 수신한 하향 이더넷 프레임의 일부에 초 단위 정밀 시각 정보를 삽입하여 연결 장비에 제공하는 단계와;
   ONU SFP 모듈이 연결 장비와 접속되는 장비 연결 인터페이스 중 하나를 정초 핀으로 설정하여 해당 정초 핀을 통해서 정초 신호를 제공하는 단계를 포함하되,
   상기 ONU SFP 모듈은 하향 이더넷 프레임의 56비트 프리앰블 중 하위 24비트를 각각 8비트씩 시간, 분, 초 정보로 대체하는 것으로 초 단위 정밀 시각 정보를 삽입한 이더넷 프레임을 연결된 장비에 제공한 후 1초 이내에 정초 신호를 제공하여 연결된 장비가 정초 신호를 전달하는 시점이 이더넷 프레임을 통해 제공한 초 단위 정밀 시각의 다음 초가 시작되는 시점임을 알리는 것을 특징으로 하는 시각 동기화 기능을 구비한 ONU SFP 모듈을 적용한 네트워크 시스템의 시간 동기 방법.
   
7. 삭제
8. 삭제

Images