KR102003811B1 - 광 포트 자동 교섭 방법, 광 모듈, 중앙국 종단 장치, 및 단말 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 포트 자동 교섭 방법을 제공하며, 상기 광 포트 자동 교섭 방법은, a: 다운스트림 수신 파장을 선택하는 단계; b: 상기 다운스트림 수신 파장 상의 다운스트림 메시지를 청취하고, 파장 유휴 메시지(wavelength idle message)가 수신되면 c를 수행하고, 지정된 또는 고정된 시간 내에 파장 유휴 메시지가 수신되지 않으면 a로 되돌아가는 단계 - 상기 파장 유휴 메시지는 상기 다운스트림 수신 파장이 점유되지 않거나 할당되지 않은 것을 식별하는 데 사용됨 - ; c: 업스트림 파장 상에 파장 적용 메시지를 전송하고, 다운스트림 방향에서 파장 승인 메시지가 수신되면 d를 수행하고; 다운스트림 방향에서 파장 승인 메시지가 수신되지 않으면 a 또는 b로 되돌아가는 단계 - 상기 파장 적용 메시지는 상기 파장의 할당에 대한 요청을 식별하는 데 사용되고, 상기 파장 승인 메시지는 파장 할당의 확인응답을 식별하는 데 사용됨 - ; 및 d: 광 포트 자동 교섭 성공 플래그 비트를 설정하는 단계를 포함한다. 본 발명은 광 모듈을 더 제공한다.

Description

광 포트 자동 교섭 방법, 광 모듈, 중앙국 종단 장치, 및 단말 장치{OPTICAL PORT AUTO-NEGOTIATION METHOD, OPTICAL MODULE, CENTRAL OFFICE END DEVICE, AND TERMINAL DEVICE}

본 발명은 광 통신 기술에 관한 것으로서, 구체적으로, 광 포트 자동 교섭 방법, 광 모듈, 중앙국 종단 장치, 및 단말 장치에 관한 것이다.

지속적으로 증가하는 사용자의 대역폭 요구와 각국의 정부의 브로드밴드 계획으로부터의 지지로 인해, 수동 광 네트워크(Passive Optical Network, PON)는 전세계적으로 크게 발전되었다.

일반적으로, PON 시스템은, 중앙국에 위치한 광 회선 단말(Optical Line Terminal, OLT), 사용자 측에 위치한 복수의 광 네트워크 유닛(Optical Network Unit, ONU) 또는 광 네트워크 단말(Optical Network Terminal, ONT), 및 광 회선 단말과 광 네트워크 유닛 사이의 광 신호에 멀티플렉싱/디멀티플렉싱을 수행하는 데 사용되는 광 분배 네트워크(Optical Distribution Network, ODN)를 포함한다. 광 회선 단말과 광 네트워크 유닛은, 광 회선 단말과 광 네트워크 유닛에 배치된 광 모듈을 이용하여 업스트림 및 다운스트림의 송수신을 수행한다. 현재 개발된 또는 개발되고 있는 기가비트 수동 광 네트워크(Gigabit PON, GPON), 이더넷 수동 광 네트워크(Ethernet PON, EPON), 10GPON, 또는 10GEPON은 단일 파장 시스템이기 때문에, 즉, 업스트림(ONU에서 OLT로의 방향이 업스트림으로 지칭됨) 방향과 다운스트림(OLT에서 ONU로의 방향이 다운스트림으로 지칭됨) 방향으로 하나의 파장만 있기 때문에, 업스트림 대역폭과 다운스트림 대역폭은 복수의 ONU에 의해 공유되어, 각 ONU의 대역폭 향상이 제한된다. 설명의 편의를 위해, 이하의 ONU는 ONU 및/또는 ONT의 다른 이름이다.

동일한 파이버(fiber)의 전송 대역폭의 향상을 위해, 국제 전기통신 연합의 전기통신 표준화 부문(International Telecommunication Union(ITU) Telecommunication Standardization Sector, ITU-T) 표준 기구는 시간 파장 분할 멀티플렉스 수동 광 네트워크(Time Wavelength Division Multiplex PON, TWDM-PON)를 제안하고 있다. TWDM-PON은 시분할 멀티플렉스(Time Division Multiplex, TDM) 및 파장분할 멀티플렉스(Wavelength Division Multiplex, WDM) 하이브리드 시스템이다. 다운스트림 방향에서는 WDM 방식으로 전송될 복수의 (일반적으로 4에서 8) 파장이 있고, 업스트림 방향에서도 WDM 방식으로 전송될 복수의 (일반적으로 4에서 8) 파장이 있다. 각 ONU는 임의의 다운스트림 파장의 데이터를 수신하도록 선택할 수 있고 임의의 업스트림 파장을 이용하여 데이터를 업로드한다. 특정 파장 할당은 OLT에 의해 제어되며, 기능 제어는 주로 OLT의 매체 접근 제어(Media Access Control, MAC) 모듈에 의해 수행된다. 각 파장은 TDM 모드로 동작한다. 즉, 하나의 파장은 복수의 ONU에 연결될 수 있고, 다운스트림 방향에서 동일 파장에 연결된 각 ONU는 일부 타임슬롯의 대역폭을 점유하고, 업스트림 방향에서 동일 파장에 연결된 각 ONU는 시분할 방식으로 데이터를 업로드한다. TWDM-PON에서, ONU가 어느 파장에 등록되는지는 OLT에 의해 제어된다. 전기-광 변환을 구현하는 레이저 다이오드(Laser Diode, LD)와 광-전기 변환을 구현하는 광 검출기(Photo Detector 또는 Photo Diode, PD)가, SFP(Small Form-factor Pluggable)와 같은 장착 가능 광 모듈(pluggable optical module)인 광 모듈 내에 있으므로, OLT는, 수신 및 송신을 위해 특정 파장을 선택하도록 ONU의 광 모듈을 제어하기 위해 ONU의 MAC를 이용해야 한다. 그러므로 2가지 문제가 존재한다: 하나는 OLT와 ONU 사이에 복잡한 상호작용이 필요하다는 것이고, 다른 하나는 광 모듈이 ONU와 OLT와는 독립적으로 동작할 수 없다는 것, 즉, TWDM-PON에서 이용되는 광 모듈은 다른 WDM 시나리오에서 이용될 수 없다는 것, 예컨대, 이더넷 스위치 광 포트의 광 모듈로서 사용될 수 없다는 것이다.

동일 파이버의 전송 대역폭을 향상시키는 다른 방법은 파장 분할 멀티플렉스 수동 광 네트워크(Wavelength Division Multiplex PON, WDM-PON)이다. 구체적 구조는 도 3에 도시되어 있다. 각 ONU의 동작 파장은 배열 도파로 격자(Array Waveguide Grating, AWG)에 의해 결정되므로, 각 AWG를 통해 통과하는 파장은 확정적이고, 각 ONU의 광 모듈은 상이한 파장에서 동작한다. WDM-PON에는 크게 2가지 유형의 광 모듈이 있다. 하나는 각 ONU의 광 모듈의 파장이 고정된 것, 즉, 광 모듈이 착색된(colored) 것이다. 이 경우, 하나의 WDM-PON를 이용하기 위해서는 상이한 유형의 n개의 광 모듈이 필요하다. N은 AWG의 포트의 개수이다. 광 모듈의 저장 및 관리는 상대적으로 번거롭다. 다른 광 모듈은 조정 가능한(tunable) 파장을 가지며, 무색 광 모듈(colorless optical module)로도 불린다. 무색 광 모듈을 구현하는 여러 방식이 있다. CN201010588118.2은 자기-시드(self-seeded) 무색 WDM-PON 솔루션(self-seeded colorless WDM-PON solution)을 제공한다. 외부 공진 레이저(external cavity laser)는 ODN 구조를 변경하고 두 개의 AWG 사이에 반사체를 추가하여 구현된다. 자율 파장 선택은 각 ONU 광 모듈의 파장을 선택하기 위해 AWG를 이용하여 곧바로 수행된다. 도 4는 조정 가능한(tunable) 레이저 기반 WDM-PON이다. 자기-시드 무색 WDM-PON은 기존 ODN 네트워크를 변경해야 하며, 스플리커(Splitter) 기반 ODN 네트워크에 대해서는 적합하지 않다. 이러한 스플리터 기반 ODN 네트워크는 세계적 규모로 이용되고 있으며, GPON 또는 EPON 액세스 라우팅을 위해 이용된다. 조정 가능한 레이저 기반 WDM-PON 광 모듈의 파장의 할당 및 관리는 여전히 OLT 및 ONU 장치가 담당하고 있다. 장치와 광 모듈 간의 타이트한 커플링은 이러한 무색 광 모듈이 파장 할당 및 관리를 지원하는 WDM-PON에만 적용될 수 있고, 이미 널리 이용되고 있는 이더넷 스위치의 광 모듈로서는 곧바로 이용될 수 없도록 제한한다.

따라서 종래 기술은 여전히, 종래의 이더넷 스위치의 광 모듈 또는 이미 활용되고 있는 다른 네트워크 장치로서 곧바로 이용될 수 있는 무색 광 모듈을 제공할 수 없다.

전술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예는 광 포트 자동 교섭 방법, 광 모듈, 중앙국 종단 장치, 및 단말 장치를 제공한다. 본 발명의 실시예의 기술적 솔루션은 이하와 같다:

제1 측면에 따르면, 광 포트 자동 교섭 방법은, a: 제1 광 모듈이 다운스트림 수신 파장을 선택하는 단계; b: 상기 선택된 다운스트림 수신 파장에서 다운스트림 메시지를 청취하고, 제2 광 모듈로부터의 파장 유휴 메시지(wavelength idle message)가 수신되면 c를 수행하고, 지정된 또는 고정된 시간 내에 파장 유휴 메시지가 수신되지 않으면 a로 되돌아가는 단계 - 상기 파장 유휴 메시지는 상기 다운스트림 수신 파장이 점유되지 않은 것 또는 할당되지 않은 것임을 식별하는 데 사용됨 - ; c: 상기 다운스트림 파장에 대응하는 업스트림 파장에 파장 적용 메시지를 전송하고, 다운스트림 방향에서 파장 승인 메시지가 수신되면 d로 가고; 다운스트림 방향에서 파장 승인 메시지가 수신되지 않으면 a 또는 b로 되돌아가는 단계 - 상기 파장 적용 메시지는 상기 제1 광 모듈이 상기 제2 광 모듈에 다운스트림 파장을 할당하도록 요청하는 것을 식별하는 데 사용되고, 상기 파장 승인 메시지는 상기 제2 광 모듈이 상기 제1 광 모듈에 상기 다운스트림 파장을 할당하는 것을 식별하는 데 사용됨 - ; 및 d: 상기 제1 광 모듈이, 광 포트 자동 교섭 성공 플래그 비트를 설정하는 단계 - 상기 파장 적용 메시지는 데이터 신호에 결합되고 데이터 채널을 이용하여 제2 광 모듈에 전송됨 - 를 포함한다.

제1 측면을 참조하면, 제1 측면의 제1 가능 구현 방식에서, 업스트림 파장과 다운스트림 파장 간의 대응관계는 표 형식으로 상기 제1 광 모듈에 저장되고, 상기 대응관계는 사전에 합의되거나, 또는 광 네트워크 유닛(optical network unit, ONU) 측에서 ONU 장치와 상기 제1 광 모듈 간의 인터페이스를 이용하여 상기 ONU 장치에 의해 동적으로 구성되거나, 또는 제어 메시지를 이용하여 상기 ONU 측에서 상기 제1 광 모듈의 프로세서에 전달되는,

제1 측면의 제1 가능 구현 방식을 참조하면, 제1 측면의 제2 가능 구현 방식에서, 상기 업스트림 파장과 다운스트림 파장 간의 대응관계가 사전에 합의되거나 또는 동적으로 구성되면, 상기 제1 광 모듈은 상기 파장 적용 메시지가 전송되기 전의 임의의 시각(moment)에 상기 제1 광 모듈의 송신부의 동작 파장 또는 송신 파장을 설정한다.

제1 측면의 제1 가능 구현 방식을 참조하면, 제1 측면의 제3 가능 구현 방식에서, 상기 업스트림 파장과 다운스트림 파장 간의 대응관계가 제어 메시지를 이용하여 전달되면, 상기 제1 광 모듈의 송신부의 동작 파장 또는 업스트림 파장은, 상기 제2 광 모듈로부터의 파장 유휴 메시지가 수신된 후 및 상기 파장 적용 메시지가 전송되기 전에 설정된다.

제1 측면의 또는 제1 측면의 임의의 가능 구현 방식을 참조하면, 제1 측면의 제4 가능 구현 방식에서, 상기 파장 유휴 메시지와 상기 파장 승인 메시지는 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 메시지이다.

제1 측면의 및 제1 측면의 임의의 가능 구현 방식을 참조하면, 제1 측면의 제5 가능 구현 방식에서, 상기 파장 적용 메시지의 메시지 프레임은 로컬 송신 파장 필드를 포함하고, 상기 로컬 송신 파장 필드는 절대값, 또는 상대값 또는 채널 번호를 이용하여 파장 정보를 표시한다.

제1 측면의 및 제1 측면의 임의의 가능 구현 방식을 참조하면, 제1 측면의 제6 가능 구현 방식에서, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임은 허가된 레이저 스펙트랄 너비 필드(allowed laser spectral width field), 또는 채널 인터벌 필드, 또는 시스템 유형 필드를 포함한다.

제1 측면의 및 제1 측면의 임의의 가능 구현 방식을 참조하면, 제1 측면의 제7 가능 구현 방식에서, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임은 랜덤 코드를 이용하여 코딩된다.

제1 측면의 제7 가능 구현 방식을 참조하면, 제1 측면의 제8 가능 구현 방식에서, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임의 프레임 헤더 필드 내의 데이터를 나타내는 랜덤 코드의 길이 M이 데이터 필드 내의 데이터 콘텐츠를 지시하는 랜덤 코드의 길이 N과 동일한 경우, 복수의 비트가 프레임 헤더를 나타내는 데 사용되고, M이 N과 동일하지 않은 경우, 하나의 비트가 상기 프레임 헤더를 나타내는 데 사용된다.

제1 측면의 제7 가능 구현 방식을 참조하면, 제1 측면의 제9 가능 구현 방식에서, 상기 파장 유휴 지시 메시지가 랜덤 코드를 이용하여 코딩되는 경우, 상이한 길이의 랜덤 시퀀스는 각각 0과 1를 나타내는 데 사용된다.

제1 측면의 및 제1 측면의 임의의 가능 구현 방식을 참조하면, 제1 측면의 제10 가능 구현 방식에서, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임은 구형파(square-wave) 주파수 신호 또는 사인파(sine-wave) 주파수 신호를 이용하여 코딩된다.

제2 측면에 따르면, 광 포트 자동 교섭 방법은, 로컬 광 모듈이, 피어 광 모듈(peer optical module)에 파장 유휴 메시지(wavelength idle message)를 주기적으로 전송하고, 업스트림 방향에서 청취하는 단계 - 상기 파장 유휴 메시지는, 제1 파장이 유휴 파장이라는 것, 또는 제1 파장이 점유되지 않거나 할당되지 않은 것을 식별하는 데 사용됨 - ; 상기 피어 광 모듈에 의해 송신된, 상기 제1 파장의 할당을 요청하기 위한 메시지가 수신되는 경우, 상기 파장 유휴 정보를 전송하는 것을 중지(suspend)하는 단계; 파장 적용 성공 메시지를 상기 피어 광 모듈에 전송하는 단계; 및 상기 피어 광 모듈에 의해 송신된 응답 메시지가 수신되는 경우 내부 상태를 설정하는 단계 - 상기 설정은 파장 교섭의 완료를 식별하는 데 사용되고, 상기 파장 유휴 메시지 또는 상기 파장 적용 성공 메시지는 데이터 신호에 결합되고, 데이터 채널을 이용하여 상기 피어 광 모듈에 전달됨 - 를 포함한다.

제2 측면을 참조하면, 제2 측면에 제1 가능 구현 방식에서, 상기 광 포트 자동 교섭 방법은 상기 내부 상태가 설정되기 전에 파장 확인응답 메시지를 상기 피어 광 모듈에 전송하는 단계를 더 포함한다.

제2 측면 및 제2 측면의 제1 가능 구현 방식을 참조하면, 제2 측면의 제2 가능 구현 방식에서, 상기 광 포트 자동 교섭 방법은, 상기 로컬 광 모듈의 송신부와 수신부가 조정 가능한 파장(tunable wavelength)을 가지는 구성요소 또는 파장을 조정할 수 있는 구성요소인 경우, 상기 광 모듈이 구성 정보에 따라 상기 송신부 및 상기 수신부의 동작 파장을 설정하는 단계를 더 포함한다.

제2 측면을 참조하면, 제2 측면의 제3 가능 구현 방식에서, 상기 파장 유휴 메시지와 상기 파장 적용 성공 메시지는 주파수 편이 방식(frequency-shift keying, FSK)으로 코딩된다.

제2 측면의 제3 가능 구현 방식을 참조하면, 제2 측면의 제4 가능 구현 방식에서, 상기 파장 유휴 메시지와 상기 파장 적용 성공 메시지는 스펙트럼 확산 방식으로 코딩되고, 상기 스펙트럼 확산 방식은, 스펙트럼 확산이 랜덤 코드를 이용하여 원 신호 0과 1에 수행되고 그 후 상기 신호가 데이터 신호와 중첩되어 전송된다는 것을 식별하는 데 사용된다.

제3 측면에 따르면, 광 모듈은, 송신부, 처리부, 및 수신부를 포함하고, 상기 수신부는 다운스트림 수신 파장을 선택하도록 구성되어 있고, 상기 처리부는 상기 선택된 다운스트림 수신 파장에서 다운스트림 메시지를 청취하고, 피어 광 모듈(peer optical module)로부터의 파장 유휴 메시지(wavelength idle message)가 수신되면 상기 송신부를 이용하여 업스트림 파장에 파장 적용 메시지를 전송하도록 구성되어 있고, 상기 처리부는, 상기 수신부가 다운스트림 방향에서 파장 승인 메시지를 수신하는 경우, 상기 광 모듈의 광 포트 자동 교섭 성공 플래그 비트를 설정하도록 더 구성되어 있고, 상기 파장 요청 메시지가 데이터 채널을 이용하여 송신될 수 있도록, 상기 처리부는 파장 요청 메시지를 데이터 신호에 결합시키도록 더 구성되어 있다.

제3 측면을 참조하면, 제3 측면의 제2 가능 구현 방식에서, 상기 업스트림 파장과 다운스트림 파장 간의 대응관계가 사전에 합의되거나 또는 동적으로 구성되면, 상기 광 모듈의 처리부는 상기 파장 적용 메시지가 전송되기 전의 임의의 시각(moment)에 상기 광 모듈의 송신부의 동작 파장 또는 송신 파장을 설정하도록 더 구성되어 있다.

제3 측면을 참조하면, 제3 측면의 제3 가능 구현 방식에서, 상기 업스트림 파장과 다운스트림 파장 간의 대응관계가 제어 메시지를 이용하여 전달되면, 상기 광 모듈의 처리부는, 상기 피어 광 모듈로부터의 파장 유휴 메시지가 수신된 후 및 상기 파장 적용 메시지가 전송되기 전에 상기 광 모듈의 송신부의 동작 파장 또는 업스트림 파장을 설정하도록 더 구성되어 있다.

제3 측면 및 제3 측면의 임의의 가능 구현 방식을 참조하면, 제3 측면의 제4 가능 구현 방식에서, 상기 파장 적용 메시지의 메시지 프레임은 로컬 송신 파장 필드를 포함하고, 상기 로컬 송신 파장 필드는 절대값, 또는 상대값 또는 채널 번호를 이용하여 파장 정보를 표시한다.

제3 측면 및 제3 측면의 임의의 가능 구현 방식을 참조하면, 제3 측면의 제5 가능 구현 방식에서, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임은 허가된 레이저 스펙트랄 너비 필드(allowed laser spectral width field), 또는 채널 인터벌 필드, 또는 시스템 유형 필드를 포함한다.

제3 측면 및 제3 측면의 임의의 가능 구현 방식을 참조하면, 제3 측면의 제6 가능 구현 방식에서, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임은 랜덤 코드를 이용하여 코딩된다.

제3 측면의 제6 가능 구현 방식을 참조하면, 제3 측면의 제7 가능 구현 방식에서, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임의 프레임 헤더 필드 내의 데이터를 나타내는 랜덤 코드의 길이 M이 데이터 필드 내의 데이터 콘텐츠를 나타내는 랜덤 코드의 길이 N과 동일한 경우, 복수의 비트가 프레임 헤더를 나타내는 데 사용되고, M이 N과 동일하지 않은 경우, 하나의 비트가 상기 프레임 헤더를 나타내는 데 사용된다.

제3 측면의 제6 가능 구현 방식을 참조하면, 제3 측면의 제8 가능 구현 방식에서, 상기 파장 유휴 지시 메시지가 랜덤 코드를 이용하여 코딩되는 경우, 상이한 길이의 랜덤 시퀀스는 각각 0과 1를 나타내는 데 사용된다.

제3 측면 및 제3 측면의 임의의 가능 구현 방식을 참조하면, 제3 측면의 제9 가능 구현 방식에서, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임은 구형파(square-wave) 주파수 신호 또는 사인파(sine-wave) 주파수 신호를 이용하여 코딩된다.

제4 측면에 따르면, 광 모듈은 송신부, 수신부 및 처리부를 포함하고,

상기 송신부는 피어 광 모듈(peer optical module)에 파장 유휴 메시지(wavelength idle message)를 주기적으로 전송하고, 상기 수신부는 업스트림 방향에서 청취하고, 상기 파장 유휴 메시지는, 제1 파장이 유휴 파장이라는 것, 또는 제1 파장이 점유되지 않거나 할당되지 않은 것을 식별하는 데 사용되고, 상기 수신부는, 상기 피어 광 모듈에 의해 송신된, 상기 제1 파장의 할당을 요청하기 위한 메시지가 수신되는 경우, 상기 파장 유휴 정보를 전송하는 것을 중지(suspend)하고, 상기 송신부는, 파장 적용 성공 메시지를 상기 피어 광 모듈에 전송하도록 더 구성되어 있고, 상기 처리부는, 상기 수신부가 상기 피어 광 모듈에 의해 송신된 응답 메시지를 수신하는 경우, 내부 상태를 설정하도록 구성되어 있고, 상기 파장 유휴 메시지 또는 파장 적용 성공 메시지가 데이터 채널을 이용하여 상기 피어 광 모듈에 송신될 수 있도록, 상기 처리부는 상기 파장 유휴 메시지 또는 상기 파장 적용 성공 메시지를 데이터 신호에 결합시키도록 더 구성되어 있다.

제4 측면을 참조하면, 제4 측면의 제1 가능 구현 방식에서, 상기 송신부는 상기 내부 상태가 설정되기 전에 파장 확인응답 메시지를 상기 피어 광 모듈에 전송하도록 더 구성되어 있다.

제4 측면 또는 제4 측면의 제1 가능 구현 방식을 참조하면, 제4 측면의 제2 가능 구현 방식에서, 상기 로컬 광 모듈의 송신부와 수신부가 조정 가능한 파장을 가지는 구성요소 또는 파장을 조정할 수 있는 구성요소인 경우, 상기 광 모듈은 구성 정보에 따라 상기 송신부 및 상기 수신부의 동작 파장을 설정한다.

제4 측면을 참조하면, 제4 측면의 제3 가능 구현 방식에서, 상기 파장 유휴 메시지와 상기 파장 적용 성공 메시지는 주파수 편이 방식(frequency-shift keying, FSK)으로 코딩된다.

제4 측면을 참조하면, 제4 측면의 제4 가능 구현 방식에서, 상기 파장 유휴 메시지와 상기 파장 적용 성공 메시지는 스펙트럼 확산 방식으로 코딩되고, 상기 스펙트럼 확산 방식은, 스펙트럼 확산이 랜덤 코드를 이용하여 원 신호 0과 1에 수행되고 그 후 상기 신호가 데이터 신호와 중첩되어 전송된다는 것을 식별하는 데 사용된다.

제5 측면은 제4 측면 및 제4 측면의 임의의 가능 구현 방식에 따른 광 모듈을 포함하는 중앙국 종단 장치를 제공한다.

제6 측면은, 제3 측면 및 제3 측면의 임의의 가능 구현 방식에 따른 광 모듈을 포함하는 단말 장치를 제공한다.

본 발명에서 제공되는 광 모듈은 제어 정보를 데이터 신호에 결합시킴으로써, 광 모듈이 광 포트 자동 교섭을 자체적으로 완료할 수 있어서, 장치의 참여 없이 조정 가능한 광 모듈의 구성 및 자동 파장 교섭을 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 제공되는 광 모듈은 기존의 네트워크 장치 또는 이더넷 장치의 광 모듈로서 사용될 수 있으며, 통신 네트워크의 관리 및 유지, 낮은 사용 복잡도, 그리고 조정 가능한 광 모듈의 보편성을 증대시킬 수 있습니다.

도 1은 기존 GPON 수동 광 네트워크 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 2는 기존 TWDM-PON 수동 광 네트워크 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 3은 기존 자기-시드(self-seeded) 무색(colorless) WDM-PON 수동 광 네트워크 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 4는 기존 조정 가능한(tunable) 레이저 기반 WDM-PON 수동 광 네트워크 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 PON 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 모듈의 개략적인 구조도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLT 측 광 모듈의 광 포트 자동 교섭의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 ONU 측 광 모듈의 광 포트 자동 교섭의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 메시지의 프레임 포맷의 개략적인 다이어그램이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 메시지의 다른 프레임 포맷의 개략적인 다이어그램이다.
도 11은 본 발명의 일 실시에에 따른 제어 메시지의 다른 프레임 포맷의 개략적인 다이어그램이다.
도 12는 본 발명의 일 실시에에 따른 제어 메시지의 다른 프레임 포맷의 개략적인 다이어그램이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 랜덤 코드를 이용하여 제어 메시지 프레임을 표현하는 개략적인 다이어그램이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 구형파(square-wave) 주파수 신호를 이용하여 제어 메시지 프레임에 코딩 또는 주파수 변조를 수행하는 개략적인 다이어그램이다.

본 발명에서 제공되는 광 포트 자동 교섭 기능 및 광 포트 자동 교섭 방법을 가지는 광 모듈과 이의 시스템은 구체적 실시예를 참조하여 이하에서 구체적으로 설명된다.

도 1은 GPON 수동 광 네트워크 시스템의 개략적인 구조도이다. 수동 광 네트워크는 광 회선 단말(Optical Line Terminal, OLT) (110)과 복수의 광 네트워크 유닛(Optical Network Unit, ONU) (120)을 포함한다. OLT(110)는 광 분배 네트워크(Optical Distribution Network, ODN) (130)를 이용하여 ONU(120)에 연결되어 있다. OLT(110)는 데이터 처리 모듈(111)과 광 모듈(112)을 더 포함한다. 데이터 처리 모듈은 MAC 모듈로 나타낼 수도 있으며, 광 모듈(112)를 관리 및 제어하도록 구성되어 있다. ODN(130)은 피더 파이버(feeder fiber)(133), 제1 레벨 스플리터(131), 제1 레벨 분배 파이버(134), 제2 레벨 스플리터(132) 및 제2 레벨 분배 파이버(135)를 더 포함한다. ONU는 다운스트림 광 신호를 수신하고 업스트림 광 신호를 전송하도록 구성되어 있는 광 모듈(123)을 더 포함한다.

도 2는 TWDM-PON 수동 광 네트워크 시스템의 개략적인 구조도이다. TWDM-PON 시스템은 OLT(210), 복수의 ONU(220) 및 ODN(230)을 포함한다. OLT(210)는 포인트-투-멀티-포인트(Point to Multi-Point, P2MP) 방식으로 ODN(230)을 이용하여 복수의 ONU(220)에 연결되어 있다. 복수의 ONU(220)는 ODN(230)의 광 전송 매체를 공유한다. ODN(230)은 피더 파이버(231), 광 전력 스플리터 모듈(232), 및 복수의 분배 파이버(233)를 포함할 수 있다. 광 전력 스플리터 모듈(232)은 원격 노드(Remote Node, RN)에 배치될 수 있다. 광 전력 스플리터 모듈은 한편으로 피더 파이버(231)를 이용하여 OLT(210)에 연결되어 있고, 다른 한편으로 복수의 분배 파이버(233)를 이용하여 복수의 ONU(220)에 연결되어 있다. TWDM-PON 시스템에서, OLT(210)와 복수의 ONU(220) 간의 통신 링크는 복수의 파장 채널을 포함할 수 있고, 복수의 파장 채널은 WDM 방식으로 ODN(230)의 광 전송 매체를 공유한다. 각 ONU(22)는 TWDM-PON 시스템 내의 파장 채널 중 하나 상에서 동작할 수 있고, 각 파장 채널은 하나 이상의 ONU(220)의 서비스를 담당할 수 있다. 또한, 동일한 파장 채널 상에서 동작하는 ONU(220)는 TDM 방식으로 파장 채널을 공유할 수 있다. 도 2에서, 설명은 TWDM-PON 시스템이 4개의 파장 채널을 가지는 예시를 이용하여 제공된다. 실제 적용에서, TWDM-PON 시스템의 파장 채널의 양은 네트워크 요건에 따라 추가로 결정될 수 있다는 점을 이해해야 한다.

설명의 편의를 위해, 도 2 내의 TWDM-PON 시스템의 4개의 파장 채널은 각각 파장 채널 1, 파장 채널 2, 파장 채널 3, 및 파장 채널 4로 지칭된다. 각 파장 채널은 개별적으로 업스트림과 다운스트림 파장의 페어를 이용한다. 예를 들어, 파장 채널 1의 업스트림 파장과 다운스트림 파장은 각각 λu1과 λd1일 수 있고, 파장 채널 2의 업스트림 파장과 다운스트림 파장은 각각 λu2과 λd2일 수 있고, 파장 채널 3의 업스트림 파장과 다운스트림 파장은 각각 λu3과 λd3일 수 있고, 파장 채널 4의 업스트림 파장과 다운스트림 파장은 각각 λu4과 λd4일 수 있다. 각 파장 채널은 대응하는 파장 채널 식별자(예를 들어, 전술한 4개의 파장 채널의 채널 번호는 각각 1, 2, 3, 및 4일 수 있음)를 각각 가질 수 있다. 즉, 파장 채널 식별자는 파장 채널 식별자에 의해 식별되는 파장 채널의 업스트림 및 다운스트림 파장과의 매칭 관계를 가진다. OLT(210) 및 ONU(220)는 파장 채널 식별자에 따라 파장 채널의 업스트림 파장과 다운스트림 파장을 학습할 수 있다.

OLT(210)는 광 커플러(211), 제1 파장 분할 멀티플렉서(212), 제2 파장 분할 멀티플렉서(213), 복수의 다운스트림 광 전송기 Tx1 내지 Tx4, 복수의 업스트림 광 수신기 Rx1 내지 Rx4, 및 처리 모듈(214)을 포함할 수 있다. 복수의 다운스트림 광 전송기 Tx1 내지 Tx4는 제1 파장 분할 멀티플렉서(212)를 이용하여 광 커플러(211)에 연결되어 있고, 복수의 업스트림 광 수신기 Rx1 내지 Rx4는 제2 파장 분할 멀티플렉서(213)를 이용하여 광 커플러(211)에 연결되어 있고, 커플러(211)는 ODN(230)의 피더 파이버(231)에 더 연결되어 있다.

복수의 다운스트림 광 전송기 Tx1 내지 Tx4의 전송 파장은 상이하다. 다운스트림 광 전송기 Tx1 내지 Tx4 각각은 TWDM-PON 시스템 내의 하나의 파장 채널에 각각 대응할 수 있다. 예를 들어, 복수의 다운스트림 광 전송기 Tx1 내지 Tx4의 전송 파장은 각각 λd1 내지 λd4일 수 있다. 다운스트림 광 전송기 Tx1 내지 Tx4는 그의 전송 파장 λd1 내지 λd4를 각각 이용하여 대응하는 파장 채널에 다운스트림 데이터를 전송할 수 있으므로, 다운스트림 데이터는 대응하는 파장 채널 상에서 동작하는 ONU(120)에 의해 수신될 수 있다. 이에 따라, 복수의 업스트림 광 수신기 Rx1 내지 Rx4의 수신 파장은 서로 상이할 수 있다. 각각의 업스트림 광 수신기 Rx1 내지 Rx4도 TWDM-PON 시스템 내의 하나의 파장 채널에 각각 대응한다. 예를 들어, 복수의 업스트림 광 수신기 Rx1 내지 Rx4의 수신 파장은 각각 λu1 내지 λu4일 수 있다. 업스트림 광 수신기 Rx1 내지 Rx4는, 그의 수신 파장 λu1 내지 λu4를 각각 이용하여, 대응하는 파장 채널 상에서 동작하는 ONU(220)에 의해 전송되는 업스트림 데이터를 수신할 수 있다.

제1 파장 분할 멀티플렉서(212)는, 각각 파장 λd1 내지 λd4를 가지며 복수의 다운스트림 광 전송기 Tx1 내지 Tx4에 의해 전송되는 다운스트림 데이터에 파장 분할 멀티플렉싱 처리를 수행하고, 광 커플러(211)를 이용하여 ODN(230)의 피더 파이버(231)에 다운스트림 데이터를 전송하도록 구성되어, ODN(230)를 이용하여 ONU(220)에 다운스트림 데이터를 제공한다. 또한, 광 커플러(211)는, 각각 파장 λu1 내지 λu4를 가지며 복수의 ONU(220)로부터 오는 업스트림 데이터를 제2 파장 분할 멀티플렉서(213)에 제공하도록 더 구성될 수 있다. 제2 파장 분할 멀티플렉서(213)는 데이터 수신을 위해 파장이 λu1 내지 λu4인 업스트림 데이터를 업스트림 광 수신기 Rx1 내지 Rx4에 디멀티플렉싱할 수 있다.

처리 모듈(214)은 매체 접근 제어(Media Access Control, MAC) 모듈일 수 있다. 한편으로, 처리 모듈(214)은 파장 교섭의 방식으로 복수의 ONU(220)에 대한 동작 파장 채널을 특정할 수 있고, 특정 ONU(220)의 동작 파장 채널에 따라, 파장 채널에 대응하는 다운스트림 광 전송기 Tx1 내지 Tx4에 ONU(220)에 전송될 다운스트림 데이터를 제공함으로써, 다운스트림 광 전송기 Tx1 내지 Tx4가 다운스트림 데이터를 대응하는 파장 채널에 전송할 수 있도록 한다. 다른 한편으로, 처리 모듈(214)은, TDM 방식으로 동일한 파장 채널에 멀티플렉스되는 ONU(220)에 업스트림 전송 타임슬롯에 할당하기 위해, 파장 채널에 업스트림 전송을 위한 동적 대역폭 할당(Dynamic Bandwidth Allocation, DBA)을 수행하여, 특정된 타임슬롯에서 대응하는 파장 채널을 이용하여 업스트림 데이터를 전송하도록 ONU(220)에 권한을 부여한다.

각 ONU(220)의 업스트림 전송 파장 및 다운스트림 수신 파장은 조정 가능하다. ONU(220)는, OLT(210)에 의해 특정된 파장 채널에 따라, ONU(220)의 업스트림 전송 파장과 다운스트림 수신 파장을 파장 채널의 업스트림 파장과 다운스트림 파장으로 각각 조정할 수 있어서, 파장 채널을 이용하여 업스트림과 다운스트림 데이터를 송신 및 수신할 수 있다.

본 발명에서 제공되는 광 포트 자동 교섭 기능을 가지는 광 모듈은 스플리터 기반 또는 광 분할기 기반 포인트-투-멀티-포인트 파이버 광 네트워크를 이용하여 연결된 네트워크 장치에 적용될 수 있다. 도 5를 참조하면, 도 5는 스플리터 기반 포인트-투-멀티-포인트 파이버 광 네트워크를 이용하여 연결된 통신 시스템의 개략적인 구조도이다. 통신 시스템은 적어도 하나 이상의 광 회선 단말(OLT) (510), 하나 이상의 광 네트워크 유닛(ONU) (520), 및 스플리터 기반 포인트-투-멀티-포인트 광 분배 네트워크(ODN) (530)를 포함한다. OLT는 멀티-포트 장치 또는 싱글-포트 장치일 수 있다. 멀티-포트 장치는 복수의 OLT 포트가 하나의 장치에 제공되는 것을 말하며, 싱글-포트 장치는 장치가 하나의 OLT 포트만 가지는 것을 말한다. 도 5에서 제공되는 멀티-포트 OLT 장치에서, 각 포트(511)는 OLT 포트, OLT 서비스 포트, OLT 광 포트, 광 모듈 인터페이스, 또는 인터페이스로 지칭될 수도 있다. OLT 서비스 포트(511)는 OLT 측 광 모듈(512)에 대한 인터페이스를 제공한다. ONU는 하나 이상의 광 포트(521)를 가질 수 있으며, 각 광 포트(521)는 광 인터페이스 또는 인터페이스로 지칭될 수도 있다. 장착 가능 광 모듈(pluggable optical module) (522)은 각 인터페이스에 삽입될 수 있거나 또는 하나 이상의 ONU 측 광 모듈(522)은 각 인터페이스 상에 설치될 수 있고, 광 모듈은 광 인터페이스(521)를 제공한다(이 경우, 광 모듈 또는 광 모듈의 기능은 ONU 내에 통합된다). OLT 측 광 모듈(512) 및 ONU 측 광 모듈(522)은 동일한 유현의 광 모듈일 수 있다. 또는, 복수의 OLT 측 광 모듈(512)이 함께 통합될 수 있다. 이 경우, OLT 서비스 포트(511)는 다중 경로 통합 OLT 서비스 포트, 다중 경로 통합 OLT 광 인터페이스, 또는 다중 경로 통합 OLT 광 포트로 지칭될 수도 있다. 본 발명에서 제공되는 광 포트 자동 교섭 기능을 가지는 광 모듈은 OLT 측에 적용될 수 있고 ONU 측에 적용될 수도 있다. 광 포트 자동 교섭 기능을 가지는 광 모듈은 도 4에 도시된 WDM-PON 수동 광 네트워크에 적용될 수도 있다.

하나 이상의 OLT 측 광 모듈(512)의 다운스트림 신호는 결합기(540)를 이용하여 피더 파이버(531)에 연결된다. 결합기(540)는 AWG와 같은 WDM 장치 또는 스플리터일 수 있다. 업스트림 신호는, 피더 파이버(531)로부터 결합기(540)를 통과한 후, 하나 이상의 OLT 측 광 모듈(512)에 의해 수신된다. OLT(510)는 주로 중앙국(Central Office, CO)과 같은 중앙 위치에 위치되며, 동시에 하나 이상의 광 네트워크 유닛(ONU) (520)을 관리할 수 있다. OLT(510)는 ONU(520)와 상위 계층 네트워크(도면에 도시되지 않음) 사이의 매체로서 역할을 하고, 상위 계층 네트워크로부터 수신된 데이터를 다운스트림 데이터로 이용하고, ODN(530)을 이용하여 다운스트림 데이터를 ONU(520)에 포워딩하고, ONU(520)으로부터 수신된 업스트림 데이터를 상위 계층 네트워크에 포워딩할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 구체적 구현 예시로, 도 6은 OLT 측 광 모듈(512) 또는 ONU 측 광 모듈(522)의 개략적인 구조도이다. 광 모듈은 수신부(610), 제한 증폭기(Limiting Amplifier, LA) 또는 포스트 증폭기(Post Amplifier, PA)(620), 송신부(630), 레이저 다이오드 드라이버(Laser Diode Driver, LDD) (640), 멀티플렉서(MUX) (670), 디멀티플렉서(DEMUX) (660) 및 매체 접근 제어(Media Access Control, MAC) 모듈(650)을 포함한다. 수신부는 조정 가능한 수신부다. 조정 가능한 수신부(610)는 조정 가능한 필터(Tunable Filter, TF)(611) 및 전기-광 변환 및 사전 증폭(pre-amplification)을 위해 이용되는 구성요소(612)를 더 포함할 수 있다. 송신부(630)는 조정 가능한 송신부일 수 있고, 주로 조정 가능한 레이저(Tunable Laser, TL)를 포함한다.

OLT 측 광 모듈(512)은 고정 파장 광 모듈일 수도 있다. 이 경우, 수신부(610)는 조정 가능한 필터(611)를 포함하지 않고 고정 파장 필터를 포함할 수 있다. OLT 측 광 모듈(512)이 고정 파장 광 모듈인 경우, 송신부(630) 또한 고정 파장 송신부다.

(처리부로도 지칭될 수 있는) MAC 모듈(650)은, 로컬 제어 신호를 생성하는 기능, 피어 제어 신호를 수신하는 기능, 및 제어 신호를 처리하는 기능과 같은 기능을 포함하는, OLT 측 광 모듈(512)과 ONU 측 광 모듈 사이의 광 포트 교섭 기능을 구현하도록 구성되어 있다. 여기서 제어 신호는 제어 메시지로도 지칭될 수 있으며, 이하의 구체적 실시예에서 OLT 측 광 모듈(512)와 ONU 측 광 모듈 사이에 교환되는, 파장 유휴 메시지, 파장 적용 메시지, 파장 승인 메시지, 또는 파장 확인응답 메시지와 같은 메시지를 나타낸다. 교섭 과정에서 양 측에서 광 모듈에 의해 송신 또는 수신되는 파장 교섭에 관련된 메시지는 모두 제어 신호로 이해될 수 있다. 제어 신호는 독립적으로 존재할 수 있거나(즉, 주로, 광 모듈이 이제 막 작동된 후 시스템의 데이터 수신 및/또는 송신 기능이 시작되지 않은 단계에서, 광 모듈이 이제 막 광 인터페이스에 삽입되거나, 또는 시스템이 리셋되는 경우), 또는 저 주파수 신호의 형식으로 데이터 신호에 결합될 수 있거나, 또는 고 주파수 신호의 형식으로 데이터 신호에 결합될 수 있거나, 또는 데이터 신호의 위에 중첩되는 방식으로 데이터 신호와 결합, 즉, 진폭 변조가 데이터 신호에 수행될 수 있다.

OLT 측 광 모듈(512)에서, 멀티플렉서(670)는 프로세서(650)에 의해 생성된 다운스트림 데이터 신호 및 다운스트림 제어 신호를 멀티플렉스하도록 구성되어 있다. 디멀티플렉서(660)는 ONU에서 ONU 광 모듈(522)에 의해 전송된 업스트림 데이터 신호와 제어 신호를 분리하도록 구성되어 있다.

ONU 측 광 모듈(522)에서, 멀티플렉서(670)는 프로세서(650)에 의해 생성된 업스트림 데이터 신호 및 업스트림 제어 신호를 멀티플렉스하도록 구성되어 있다. 디멀티플렉서(660)는 OLT 측 광 모듈(522)에 의해 전송된 다운스트림 데이터 신호와 제어 신호를 분리하도록 구성되어 있다.

선택적으로, 멀티플렉서(670)는 주파수 결합기일 수 있으며, 주파수 도메인에서, LDD(640)에 의해 제공된 데이터 신호를 프로세서(650)에 의해 생성된 제어 신호에 결합시킨다. 예를 들어, 제어 신호가 0 내지 10 MHz의 저 주파수 신호일 경우, 멀티플렉서(670)는 저 주파수 제어 신호와 고 주파수 데이터 신호를 주파수 도메인에서 멀티플렉스한다.

선택적으로, 멀티플렉서(670)는 고주파 필터(High Pass Filter, HPF)와 저주파 필터(Low Pass Filter, LPF)를 포함하고, 이들은 결합 전에 데이터 신호와 제어 신호를 각각 필터링하도록 구성되어 있다.

선택적으로, HPF 또는 LPF는 멀티플렉서(670) 외부에서 구현될 수도 있다. 예를 들어, HPF는 LDD(640)에서 구현되고, LPF는 프로세서(650)에서 구현될 수 있다.

선택적으로, 송신부(630)가 전류 구동(current-driven)인 경우, LDD(640)는 데이터 신호를 위한 구동 전류를 제공하고, 프로세서(650)는 제어 신호를 위한 구동 전류를 제공한다. 이 경우, 멀티플렉서(670)는 생략될 수 있거나, 또는 LDD(640)의 구동 전류와 프로세서(650)의 구동 전류만 송신부(630)에서 구동되도록 중첩된다. 이 경우, LDD(640)와 프로세서(650)는 송신부(630)의 캐소드(cathode) 또는 애노드(anode)에 연결된다.

선택적으로, 전송 구성유닛(630)이 전압 구동(voltage-driven)인 경우, LDD(640)는 데이터 신호를 위한 구동 전압을 제공하고, 프로세서(650)는 제어 신호를 위한 구동 전압을 제공한다. 이 경우, 멀티플렉서(670)는 전압 신호를 중첩하고, 그 후 전송 구성유닛(630)을 곧바로 구동하거나 또는 추가 회로를 이용하여 전송 구성유닛(630)을 구동하도록 구성되어 있다.

선택적으로, 멀티플렉서(670)는 레이저 다이오드 드라이버에 통합될 수 있다. 전송 구성유닛(630)이 전류 구동인 경우, 레이저 다이오드 드라이버는 전송 구성유닛(630)의 캐소드 또는 애노드를 구동하기 위해 하이브리드 구동 전류 신호를 출력한다. 전송 구성유닛(630)이 전압 구동인 경우, 레이저 다이오드 드라이버는 전송 구성유닛(630)을 구동하기 위해 하이브리드 구동 전압 신호를 출력한다.

선택적으로, 디멀티플렉서(660)는 수신 구성유닛(610)에 의해 수신된 데이터 신호와 제어 신호를 분리시키도록 구성되어 있다. 선택적으로, 디멀티플렉서(660)는 HPF와 LPF를 포함한다. 선택적으로, HPF 또는 LPF는 디멀티플렉서(660) 외부에서 구현될 수도 있다. 예를 들어, HPF는 제한 증폭기(LA) 또는 포스트 증폭기(620)에서 구현될 수 있고, LPF는 프로세서(650)에서 구현될 수 있다.

선택적으로, 디멀티플렉서(660)는 제한 증폭기(LA) 또는 포스트 증폭기(620)에 통합될 수 있다.

선택적으로, OLT 측 광 모듈(512)은 고정 파장을 가지는 수신부(610)와 송신부(630)를 사용할 수 있다.

선택적으로, OLT 측 광 모듈(512)은 조정 가능한 파장을 가지는 수신부(610)와 송신부(630)를 사용할 수 있다.

일 실시예에서, ONU 측 광 모듈(522)과 광 포트 자동 교섭을 구현하기 위한 OLT 측 광 모듈(512)의 상태기(status machine)는 다음과 같다: 상태기는 3가지 상태를 포함한다: 상태 1은 파장 유휴 상태(Wavelength Idle)이며, 이는 광 모듈에 의해 사용되는 파장이 어떤 ONU에도 할당되지 않은 것 또는 작동 시작(power on)하거나 리셋된 후, 광 모듈이 어떤 광 모듈과도 광 포트 자동 교섭을 수행하지 않은 것을 지시하고; 상태 2는 파장 사전 점유 상태(Wavelength Pre-Occupied)이며, 이 상태는 광 모듈이 하나의 ONU 측 광 모듈과 광 포트 자동 교섭을 수행하지만 교섭 프로세스가 완료되지 않은 것, 즉, 파장 할당 교섭이 수행 중인 것을 지시하고; 상태 3은 파장 점유 상태(Wavelength Occupied)이며, 이 상태에서 광 모듈은 ONU 측 광 모듈과 광 포트 자동 교섭 기능을 성공적으로 완료한 것을 지시한다.

구체적으로, 본 발명에서 제공되는 OLT 측 광 모듈은, 송신부(630), 수신부(610) 및 처리부(650)를 포함한다.

송신부(630)는 피어 광 모듈(peer optical module)에 파장 유휴 메시지(wavelength idle message)를 주기적으로 전송하고, 수신부(610)를 이용하여 업스트림 방향에서 청취한다. 파장 유휴 메시지는, 제1 파장이 유휴 파장이라는 것, 또는 제1 파장이 점유되지 않거나 할당되지 않은 것을 식별하는 데 사용된다.

수신부(610)는, 피어 광 모듈에 의해 전송된, 제1 파장의 할당을 요청하기 위한 메시지가 수신되는 경우, 파장 유휴 정보를 전송하는 것을 중지(suspend)한다.

송신부(630)는 파장 적용 성공 메시지를 피어 광 모듈에 전송하도록 더 구성되어 있다.

처리부(650)는, 수신부(610)가 피어 광 모듈에 의해 전송된 응답 메시지를 수신하는 경우, 내부 상태를 설정하도록 구성되어 있고, 이 설정은 파장 교섭의 완료를 식별하는 데 사용된다. 처리부(650)는 파장 유휴 메시지 또는 파장 승인 메시지와 같은 제어 메시지를 생성하도록 더 구성되어 있고, 마지막으로 이러한 제어 신호는 피어 광 모듈에 전송된다.

나아가, 파장 유휴 메시지는 파장이 어떤 ONU에도 할당되지 않은 것, 또는 작동 시작(power on)하거나 리셋된 후, 광 모듈이 어떤 광 모듈과도 광 포트 자동 교섭을 수행하지 않은 것을 지시하는 데 사용된다. 파장 승인 메시지는 광 모듈이 현재 ONU 측 광 모듈과 광 포트 자동 교섭을 수행하고 있으나, 교섭 프로세스가 완료되지 않은 것, 즉, 파장 할당 교섭이 수행 중인 것을 지시하는 데 사용된다.

선택적으로, 수신부(610)는 업스트림 방향에서 파장 교섭 성공 메시지를 수신하도록 더 구성되어 있다. 파장 교섭 성공 메시지는 광 모듈이 ONU 측 광 모듈과 광 포트 자동 교섭 기능을 성공적으로 완료했다는 것을 지시하는 데 사용된다.

선택적으로, 송신부는 내부 상태가 설정되기 전에 파장 확인응답 메시지를 피어 광 모듈에 전송하도록 더 구성되어 있다.

이에 따라, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 고정 파장을 가지는 수신부(610)와 송신부(630)를 이용하는 OLT 측 광 모듈의 광 포트 자동 교섭 처리 프로세스는 다음을 포함한다:

단계 701: 파장 유휴 메시지를 주기적으로 전송하고, 업스트림 수신 메시지를 청취하며, 여기서 파장 유휴 메시지는, 제1 파장이 유휴 파장이라는 것, 또는 제1 파장이 점유되지 않거나 할당되지 않은 것을 식별하는 데 사용된다.

단계 702: ONU 측 광 모듈에 의해 전송된 파장 요청 메시지가 수신된 후, 파장 유휴 정보를 전송하는 것을 중지(suspend)하고 다음 단계 703를 수행한다.

단계 703: 파장 요청 메시지를 전송한 ONU 측 광 모듈에 파장 적용 성공 메시지를 전송하고 - 파장 적용 성공 메시지는 파장이 사전 점유되었다는 메시지를 식별하는 데 사용됨 - , 응답을 대기하고 응답 메시지가 수신되면 단계 704를 수행하고, 그렇지 않으면 단계 701로 되돌아간다.

단계 704: 파장 교섭이 완료되었다는 것을 지시하는 내부 상태를 설정하며, 여기서 파장 적용 메시지 또는 응답 메시지는 데이터 신호에 결합되며 데이터 채널을 이용하여 피어 광 모듈에 전송된다.

선택적으로, 단계 704에서, 내부 상태가 설정되기 전 또는 후에, 파장 확인응답 메시지가 ONU 측 광 모듈에 추가로 전송될 수 있다.

상태 701 전, OLT 측 광 모듈(512)은 구성 정보에 따라 조정 가능한 송신부(630)의 송신 파장 및/또는 조정 가능한 수신부(610)의 수신 파장을 설정해야 한다. 구성 정보는 OLT 장치와 OLT 측 광 모듈 사이의 인터페이스를 이용하여 OLT 장치에 의해 OLT 측 광 모듈(512)에 전달된다. 구성 정보는 OLT 측 광 모듈(512) 내의 하나 이상의 레지스터 또는 하나 이상의 레지스터 내의 하나 이상의 구성 비트일 수 있다.

자동 교섭 처리 프로세스 내의 전송된 및/또는 수신된 메시지는 교섭 또는 상호작용 메시지로 지칭된다. 선택적으로, 상호작용 메시지의 코딩 모드는 주파수 편이 방식(frequency-shift keying, FSK)을 이용할 수 있다. 즉, 특정 시구간에서, 제1 주파수 f0는 신호 “0”을 나타내는 데 사용되고, 제2 주파수 f1은 신호 “1”을 나타내는 데 사용된다. 예를 들어, 1 MHz는 “0”을 나타내는 데 사용되고, 1/5 MHz는 “1”을 나타내는 데 사용되며, 각 “0”과 “1”은 1 ms의 기간 동안 지속된다 (제어 채널의 데이터 전송 레이트는 1 Kbps임). 상호작용 메시지와 데이터 신호는 주파수 도메인에서 중첩된 후 전송되거나, 또는 상호작용 메시지를 이용하여 데이터 신호에 진폭 변조가 수행된 후 상호작용 메시지가 전송되거나, 또는 상호작용 메시지가 곧바로 전송된다.

각 상호작용 메시지의 코딩 모드는 특정 주파수 신호를 이용하여 나타내어질 수 있다. 예를 들어, 파장 유휴 메시지는 주파수가 f0 (예컨대, f0 = 2 MHz)인 신호를 이용하여 나타내어지고; 파장이 점유되는 것을 지시하는 메시지는 주파수가 f1인 신호를 이용하여 나타내어진다.

나아가, 상호작용 메시지의 코딩 모드는 스펙트럼 확산 방식으로 구현될 수 있다. 즉, 스펙트럼 확산이 랜덤 코드를 이용하여 원 신호 “0”과 “1”에 수행되고, 그 후 신호가 데이터 신호와 중첩되어 전송되거나, 또는 스펙트럼 확산 후의 신호가 곧바로 전송된다.

일 실시예에서, ONU 측 광 모듈(522)이 조정 가능한 파장을 가지는 수신부(610)와 송신부(630)를 이용하는 경우, OLT 측 광 모듈(512)과 광 포트 자동 교섭을 구현하기 위한 ONU 측 광 모듈(522)의 상태기(status machine)는 다음과 같다: 상태기는 4가지 상태를 포함한다: 상태 1은 초기 상태(Initial State)이며, 작동 시작(power on)하거나 리셋된 후 ONU 측 광 모듈(522)가 진입한 상태, 또는 작동 시작(power on)하거나 인에이블된 후 ONU 측 광 모듈(522)가 진입한 상태를 나타내는 데 사용된다. 이 상태에서, 처리 모듈은 특정 알고리즘 규칙(예컨대, 랜덤 선택 또는 채널의 오름차순에 따른 방법)에 따라 파장을 선택하고, 조정 가능한 수신부를 선택된 수신 파장으로 구성한다. 즉, 조정 가능한 수신부는 선택된 파장의 다운스트림 제어 신호를 수신할 수 있다. 상태 2는 파장 헌트 상태(Wavelength Hunt)이다. 이 상태에서, 광 모듈(522)은 선택된 다운스트림 파장 상에서 다운스트림 제어 메시지를 청취한다. 지정된 시간 내에 파장 유휴 메시지가 수신되지 않으면, 상태 1로 되돌아가고; 그렇지 않으면, 상태 3에 진입한다. 상태 3은 파장 사전-잠금 상태(Wavelength Pre-Locking)이며, 이 상태에서는, 특정 OLT 측 광 모듈(512)에 대응하는 파장이 점유되지 않은 것을 광 모듈(522)이 검출했다고 지시하거나, 또는 대응하는 파장을 사용하도록 애플리케이션에 지시한다. 상태 4는 파장 잠금 상태(Wavelength Locked)이며, 이는 ONU 측 광 모듈(522)이 특정 OLT 측 광 모듈(512)에 대응하는 파장을 잠금(lock)했다는 것을 지시하거나, 또는 광 포트 자동 교섭이 완료되었다는 것을 지시한다.

구체적으로, ONU 측 광 모듈은, 송신부(630), 처리부(650) 및 수신부(610)를 포함한다.

수신부(610)는 다운스트림 수신 파장을 선택하도록 구성되어 있다.

처리부(650)는 선택된 다운스트림 수신 파장 상의 다운스트림 메시지를 청취하고, 피어 광 모듈로부터의 파장 유휴 메시지가 수신되면 송신부(630)를 이용하여 다운스트림 수신 파장에 대응하는 업스트림 파장 상에 파장 적용 메시지를 전송하도록 구성되어 있다.

선택적으로, 처리부(650)는, 수신부(610)가 다운스트림 방향에서 파장 승인 메시지를 수신하는 경우, 광 모듈의 광 포트 교섭 성공 플래그 비트를 설정하도록 더 구성되어 있다.

파장 적용 메시지는, ONU 측 광 모듈이 유휴 파장 또는 파장 자원의 사용을 위해 OLT 측 광 모듈에 적용된다는 것을 지시하거나, 또는 ONU 측 광 모듈이 파장 사전-잠금 상태에 있다는 것을 지시하는 데 사용된다.

선택적으로, 송신부(630)는 응답 메시지를 피어 광 모듈에 전송하도록 더 구성되어 있다. 응답 메시지는, ONU 측 광 모듈이 파장 사전-잠금 상태에 있다는 것을 지시하는 데 사용된다. 처리부(650)는 파장 적용 메시지 또는 응답 메시지를 데이터 신호에 결합시키고, 데이터 채널을 이용하여 파장 적용 메시지 또는 응답 메시지를 피어 광 모듈에 전송하거나, 또는 파장 적용 메시지 또는 응답 메시지를 피어 광 모듈에 곧바로 전송하도록 더 구성되어 있다.

선택적으로, 광 모듈은 저장부를 더 포함한다. 저장부는 업스트림 파장과 다운스트림 파장 간의 대응관계를 저장하도록 구성되어 있다.

이에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이, ONU 측 광 모듈(522)과 OLT 측 광 모듈(512)을 사용하는 광 포트 자동 교섭 처리 상호작용 프로세스는 다음을 포함한다:

단계 801: 광 모듈(522)은 특정 알고리즘 사양에 따라 파장을 선택하고, 선택된 파장에서 동작하기 위해 조정 가능한 수신부를 구성한다.

단계 802: 다운스트림 수신 파장에서 다운스트림 메시지를 청취하고; OLT 측 광 모듈로부터의 파장 유휴 메시지가 수신되면 803을 수행하고, 파장이 유휴하다는 것을 지시하는 파장 유휴 메시지가 지정된 시간 T1 내에 검출되지 않으면 단계 801로 되돌아간다.

단계 803: 다운스트림 파장에 대응하는 업스트림 파장 상에 파장 적용 메시지를 전송하고, OLT 측 광 모듈(512)이 파장 승인 메시지를 전송하기를 대기하고; 지정된 시간 T2 내에 파장 승인 메시지가 수신되면 804를 수행하고, 그렇지 않으면 801 또는 802로 되돌아간다.

단계 804: ONU 측 광 모듈(522)은 광 포트 자동 교섭 상호작용이 성공적이라는 동작 상태에 진입하고, 광 포트 자동 교섭 상호작용 완료 플래그 비트를 설정하거나; 또는 OLT 측 광 모듈(512)에 응답 메시지를 전송한 후, 광 포트 자동 교섭 상호작용이 성공적이라는 동작 상태에 진입하고, 광 포트 자동 교섭 상호작용 완료 플래그 비트를 설정한다. 파장 적용 메시지 또는 응답 메시지는 데이터 신호에 결합되고, 데이터 채널을 이용하여 피어 광 모듈에 전송된다. 파장 적용 메시지는, 제1 광 모듈이 파장을 할당하기 위해 제2 광 모듈에 요청한다는 것을 식별하는 데 사용되고, 파장 승인 메시지는 제2 광 모듈이 제1 광 모듈에 파장을 할당한다는 것을 식별하는 데 사용된다.

나아가, ONU 장치가 ONU 장치와 광 모듈(522) 사이의 인터페이스를 이용하여 광 포트 자동 교섭 완료 플래그 비트를 판독할 수 있다. 플래그 비트가 설정된 것으로 결정되면, 상호작용이 완료되었거나 또는 파장 교섭이 완료되었다는 것을 지시하고, 그 후, 데이터 신호의 수신 및/또는 송신이 시작될 수 있다.

803에서, 다운스트림 파장에 대응하는 업스트림 파장 또는 업스트림 파장과 다운스트림 파장 간의 대응관계는 표의 형식으로 광 모듈(522)에 저장된다. 대응관계는 사전에 합의될 수 있거나, 또는 ONU 장치와 ONU 측 광 모듈(522) 간의 인터페이스를 이용하여 ONU 장치에 의해 동적으로 구성될 수 있거나, 또는 파장이 유휴하다는 것을 지시하는 제어 메시지를 이용하여 ONU 측 광 모듈(522)의 프로세서에 전달될 수 있다.

선택적으로, 업스트림 파장과 다운스트림 파장 간의 대응관계가 사전에 합의되거나 또는 동적으로 구성되면, 광 모듈(522)은, 파장 적용 메시지가 전송되기 전의 임의의 시각(moment)에 조정 가능한 송신부의 동작 파장 또는 송신 파장을 설정할 수 있고, 예컨대, 동작 파장 또는 송신 파장은 단계 801 또는 단계 802에서 설정된다.

선택적으로, 업스트림 파장과 다운스트림 파장 간의 대응관계가 파장 유휴 메시지를 이용하여 전달되면, 조정 가능한 송신부의 동작 파장 또는 업스트림 파장은, 파장 유휴 메시지가 수신된 후 및 파장 적용 메시지가 전송되기 전에 설정될 수 있다.

803에서, 파장 적용 확인응답 메시지가 지정된 시간 T2 내에 수신되지 않으면, 추가 결정이 수행될 수 있다. N번째 파장 상에서 파장 적용 제어 메시지를 전송하는 특정 횟수가 지정된 수치보다 적으면, 단계 802로 넘어가며; 이는 파장 적용 시도가 여전히 지정된 N번째 파장 상에서 수행되어야 한다는 것을 지시한다. 그렇지 않으며, 단계 801로 넘어가고; 이는 파장 적용이 지정된 N번째 파장 상에서 지정된 시도 횟수만큼 수행된 후에도 여전히 성공적이지 않고, 801로 가서 다른 파장에 대해 적용되는 시도가 수행되어야 한다는 것을 지시한다.

파장이 유휴하다는 것을 지시하는 메시지는 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 형식인 SN-요청 메시지일 수 있으며, SN을 보고하도록 모듈에 요청하기 위해, 파장을 수신할 수 있는 모든 ONU 측 광 모듈(522)에 브로드캐스트 또는 멀티캐스트한다.

파장 적용을 지시하는 메시지는, 보고 광 모뮬(522)의 SN 수와 같은 SN-응답 메시지일 수 있거나, 또는 광 모듈을 고유하게 식별할 수 있는 임의의 식별자 정보 또는 코드 정보일 수 있다.

파장 적용 확인응답을 지시하는 메시지는 유니캐스트 형식의 SN-요청 메시지, 예컨대, 특정 광 모듈(522)의 SN을 가지는 메시지일 수 있다.

응답 메시지는 SN-응답 메시지, 예컨대, 광 모듈(522)의 SN 수를 보고하는 것일 수 있거나, 또는 광 모듈 정보를 고유하게 식별할 수 있는 임의의 식별자 또는 코딩 정보일 수 있다.

구체적 구현 방식에서, 파장이 유휴하다는 것을 지시하는 메시지, 파장이 점유된 것을 지시하는 메시지, 또는 다운스트림 방향에서 전송되는 다른 메시지의 프레임 구조는 도 9 및 도 10에 도시되어 있다. 프레임은 프레임 헤더 필드 및 데이터 필드를 포함한다. 데이터 필드는 제어 메시지 필드로 지칭될 수 있다. 프레임은 프레임 테일(frame tail)을 더 포함할 수 있다.

프레임은 버스트(burst) 방식으로 전송될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 프레임은 연결되어 있지 않을 수 있고, 2개의 프레임 사이에 제어 메시지는 전달되지 않는다. 프레임은 도 10에 도시된 바와 같이 연속적 방식으로 전송될 수도 있다. 프레임은 연결되거나 또는 유휴 프레임으로 패딩된다. 메시지 프레임의 길이는 고정적 또는 가변적일 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 메시지 프레임이 고정된 길이를 갖는 경우, 데이터 필드는 메시지 유형 필드(Message Type)와 메시지 데이터 필드(Message Data)를 포함하고, 추가로 체크 필드를 포함할 수 있다. 체크 필드는 순환 중복 체크 필드(cyclic redundancy check field), 비트 패리티 체크 필드(bit parity check field), 또는 다른 유형의 체크 필드일 수 있다. 메시지 데이터 필드는 고정된 바이트의 메시지 데이터를 포함한다.

다른 구체적 구현 방식에서는, 도 12에 도시된 바와 같이, 메시지 프레임이 비고정적 길이 또는 가변적 길이를 갖는 경우, 데이터 필드는 메시지 유형 필드(Message Type), 길이 필드(Length), 및 메시지 데이터 필드(Message Data)를 포함하고, 추가로 체크 필드를 포함할 수 있다. 체크 필드는 순환 중복 체크 필드, 비트 패리티 체크 필드, 또는 다른 유형의 체크 필드일 수 있다. 메시지 데이터 필드의 길이는 길이 필드에 의해 특정된다.

메시지 유형 필드(Message Type)는 하나 이상의 필드를 더 포함할 수 있다. 하나의 필드는, 메시지가 브로드캐스트 메시지, 멀티캐스트 메시지, 또는 유니캐스트 메시지라는 것을 설명하는 데 사용될 수 있다. 구체적으로, 메시지 유형 필드가 하나의 바이트를 이용하여 설명되고 오직 하나의 필드만 가지는 경우, “0x01", "0x02", "0x03” 등이 각각 전술한 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 SN-요청, 유니캐스트 SN-요청, SN-응답, 등을 나타내는 데 사용된다. 또는, 메시지는 2개의 필드를 이용하여 나타내어질 수도 있다: 높은 4개의 비트는 브로드캐스트/멀티캐스트 또는 유니캐스트를 나타내는 데 사용되고, 낮은 4개의 비트는 특정 메시지 유형을 나타낸다. 예를 들어, “0x11”과 “0x01”은 각각 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 SN-요청 및 유니캐스트 SN-요청을 나타낸다.

메시지 데이터 필드는 하나 이상의 필드, 예컨대, 로컬 송신 파장 필드, 로컬 수신 파장 필드, 또는 예상되는 수신 파장 필드를 더 포함할 수 있다. 로컬 송신 파장 필드는 로컬 광 모듈에 의해 전송된 파장을 피어 광 모듈에 전달하는 데 사용된다. 로컬 수신 파장 필드 또는 예상되는 수신 파장 필드는 로컬 광 모듈에 의해 수신되는 광 신호의 파장 또는 피어 단에 의해 전송되도록 예상되는 광 신호의 파장을 피어 광 모듈에 전달하는 데 사용된다. 또한, 메시지 데이터 필드는 하나 이상의 TLV(Type, Length, 및 Value) 구조로 이루어진다. 각 TLV 구조는 속성, 파라미터, 구성, 또는 OLT 측 광 모듈과 ONU 측 광 모듈 사이에 교환될 성능 모니터링을 나타내고, 3개의 필드, T, L 및 V를 포함한다. 필드 T는 TLV 구조의 정보 유형을 나타내고, 필드 L은 정보 길이를 나타내고, 필드 V는 전달될 특정 데이터, 콘텐츠, 정보 등을 나타낸다.

구체적으로, 로컬 단이 OLT 측 광 모듈인 경우, 피어 ONU 측 광 모듈에 전송되는 제어 메시지는 로컬 송신 파장 필드 또는 TLV 필드, 및/또는 로컬 수신 파장 필드, 예상되는 수신 파장 필드, 또는 TLV 필드를 포함할 수 있다. 여기서는 일 예시로 SN-요청 메시지를 이용하여 설명한다. 로컬 송신 파장 필드는 OLT 측 광 모듈에 의해 전송된 다운스트림 파장 정보를 ONU 측 광 모듈에 통지하는 데 사용된다. 로컬 수신 파장 필드 또는 예상되는 수신 파장 필드는 전송될 광 신호의 파장을 ONU 측 광 모듈에 통지하는 데 사용된다. ONU 측 광 모듈이 SN-요청 메시지에 응답할 계획인 경우, ONU 측 광 모듈은 먼저 SN-요청 메시지 내의 로컬 수신 파장 필드 또는 예상되는 수신 파장 필드에 의해 특정된 파장을 전송하기 위해 조정 가능한 레이저를 조정하고, 그 후 OLT 측 광 모듈에 SN-응답 메시지를 전송한다.

구체적으로, 로컬 단이 ONU 측 광 모듈인 경우, 피어 OLT 측 광 모듈에 전송되는 제어 메시지는 로컬 송신 파장 필드 및/또는 로컬 수신 파장 필드 또는 예상되는 수신 파장 필드를 포함할 수 있다. 여기서는 일 예시로 SN-응답 메시지를 이용하여 설명한다. 로컬 송신 파장 필드는 로컬 ONU 광 모듈에 의해 전송된 광 신호의 파장 정보를 OLT 측 광 모듈에 전달하는 데 사용된다. 로컬 수신 파장 필드 또는 예상되는 수신 파장 필드는 로컬 ONU 측 광 모듈에 의해 수신된 광 신호의 파장 정보를 피어 OLT 측 광 모듈에 전달하는 데 사용된다.

나아가, 파장 정보는 이하의 3가지 방식 중 어느 하나로 표현될 수 있다.

제1 방식에서, 파장 정보는 절대값을 이용하여 표현된다. 예를 들어, 송신 파장이 1310.12 nm이면, 로컬 송신 파장 필드의 값은 131012이고, 마지막 2개의 디짓은 디폴트로 십진법이다. 이 경우, 3개의 바이트가 파장 정보의 일 편(片)을 전달하는 데 사용되어야 한다.

제2 방식에서, 파장 정보는 상대값을 이용하여 표현된다. 파장 정보는 기준 파장에 대해 상대적인 차이이다. 기준 파장은 1300 nm로 설정되어 있다. 송신 파장이 1310.12 nm이라고 가정하면, 로컬 송신 파장 필드의 값은 131012-130000=1012일 수 있고, 여기서 뒤의 2개의 디짓은 십진법을 지시한다. 현재 통신 파장이 모두 1670 nm이하이기 때문에, 이 경우, 파장 정보의 일 편은 오직 2개의 바이트를 이용하여 전달될 수 있다.

제3 방식에서, 파장 정보는 채널 번호를 이용하여 표현된다. 이 경우, 파장은 사전에 번호 지정되어야 하거나 또는 파장을 표준화하기 위한 채널이 파장 정보를 기술하는 데 사용된다. 예를 들어, 1310.12 nm가 채널 1이고 1311.55 nm가 채널 3이라는 것이 합의된다. 채널 번호가 설명을 위해 사용되면, 로컬 송신 파장 필드의 값이 1인 경우, 이것은 로컬 송신 파장이 1310.12 nm라는 것을 지시한다. 로컬 송신 파장 필드의 값이 3인 경우, 이것은 로컬 송신 파장이 1311.55 nm라는 것을 지시한다.

상이한 유형의 레이저의 스펙트랄 너비는 상이할 수 있기 때문에, OLT 측 및 ONU 측 광 모듈이 상이한 스펙트랄 너비의 레이저를 사용하면, 인접 파장 사이의 간섭 또는 동일 채널 내의 간섭의 문제가 존재할 수 있다. OLT 측에 복수의 광 모듈이 있고, 광 모듈 간의 파장 인터벌은 100 GHz가 있을 수 있다, 즉, 100-GHz 채널 인터벌이 제공된다고 가정한다. ONU 측 광 모듈의 레이저의 스펙트랄 너비가 100 GHz보다 크면, 채널 인터벌을 초과하는 광 신호는 인접 채널로 새어 나간다. 따라서, ONU 측 광 모듈이 OLT 측 광 모듈에 데이터 또는 제어 메시지를 전송하는 경우, 대응하는 OLT 측 광 모듈과 다른 ONU 측 광 모듈 간의 통신이 간섭된다. 이 문제를 해결하기 위해, 메시지 데이터 필드는, 허가된 레이저 스펙트랄 너비 필드, 또는 채널 인터벌 필드, 또는 시스템 유형 필드를 더 포함할 수 있다. OLT 측 광 모듈에 의해 ONU 측 광 모듈에 전달된 제어 관리 정보가 허가된 레이저 스펙트랄 너비 필드를 포함하는 경우, 이의 값은 (0.4 nm를 나타내는) 0.4로 추정되고, 이는 레이터 스펙트랄 너비가 0.4 nm보다 작은 ONU 측 광 모듈만 OLT 측 광 모듈의 제어 메시지에 응답하도록 허가된다는 것을 지시한다. OLT 측 광 모듈에 의해 ONU 측 광 모듈에 전달된 제어 관리 정보가 채널 인터벌 필드를 포함하는 경우, 이의 값은 (채널 인터벌이 100-GHz라는 것을 지시하는) 100으로 추정되고, 이는 100-GHz 채널 인터벌에 적용 가능한 ONU 측 광 모듈만 OLT 측 광 모듈의 제어 메시지에 응답하도록 허가된다는 것을 지시한다. OLT 측 광 모듈에 의해 ONU 측 광 모듈에 전달된 제어 관리 정보가 시스템 유형 필드를 포함하는 경우, 이의 값은 1로 추정되고(1은 저밀도 파장 분할 멀티플렉싱(coarse wavelength division multiplexing)을 나타내고, 2는 100 G 채널 인터벌의 고밀도 파장 분할(dense wavelength division)을 나타내고, 3은 50 G 채널 인터벌의 고밀도 파장 분할을 나타내고; …, 으로 추정됨), 이는 저밀도 파장 분할 멀티플렉싱 시스템에 적용 가능한 ONU 측 광 모듈만 OLT 측 광 모듈의 제어 메시지에 응답하도록 허가된다는 것을 지시한다.

보다 구체적으로, 일 예시로 OLT 측 광 모듈에 의해 ONU 측 광 모듈에 전송된 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 SN-요청 메시지를 이용하여 설명한다. OLT 측 광 모듈에 의해 전송된 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 SN-요청 메시지는 허가된 레이저 스펙트랄 너비가 0.4 nm인 것을 지시하는 허가된 레이저 스펙트랄 너비 필드를 포함한다. 메시지가 검출된 후, ONU 측 광 모듈은 허가된 레이저 스펙트랄 너비 필드에 따라, 로컬 레이저 스펙트랄 너비가 0.4 nm를 초과하는지를 판정한다. 로컬 레이저 스펙스랄 너비가 0.4 nm를 초과하면, ONU 측 광 모듈은 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 SN-요청 메시지에 응답하지 않는다. 로컬 레이저 스펙스랄 너비가 0.4 nm보다 작으면, ONU 측 광 모듈은 피어 OLT 측 광 모듈에 응답하고, ONU 측 광 모듈에 의해 구성되거나, 또는 OLT 측 광 모듈에 의해 구성되거나, 또는 OLT 측 광 모듈에 의해 선택된 파장 상에 SN-응답 메시지를 전송한다.

메시지 프레임이 고정 길이를 가지는 경우, OLT 측 광 모듈과 ONU 측 광 모듈 간의 광 포트 자동 교섭을 위한 여러 메시지의 구체적 구조는 예시를 이용하여 아래에서 설명된다. 실제 메시지 구조는 일부 필드만을 포함할 수도 있다.

브로드캐스트 또는 멀티캐스트 SN 요청 메시지에서는, 표 1에 도시된 바와 같이, 메시지 유형이 하나의 필드를 이용하여 표현될 수 있다. 예를 들어, "000000001"은 메시지가 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 SN-요청 메시지라는 것을 지시하거나, 또는 메시지 유형은 2개의 필드를 이용하여 표현된다. 상위 4개의 비트는 메시지가 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 메시지이거나 또는 유니캐스트 메시지라는 것을 지시하고(여기서 0001은 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 메시지를 나타냄), 하위 4개의 비트는 메시지가 SN-요청 메시지라는 것을 지시한다. 메시지 유형이 2개의 필드를 이용하여 표현되는 경우, 제1 바이트가 "00000001"이면, 이 메시지는 유니캐스트 SN-요청이라는 것을 지시한다. 제1 바이트가 "00010001”이면, 이 메시지는 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 SN-요청 메시지라는 것을 지시한다.

표 1 - 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 SN 요청 메시지

바이트(옥텟)	콘텐츠	설명
1	0x01 또는 0x11	메시지가 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 SN-요청 메시지임을 지시하는 메시지 유형
2-4	149011	송신 파장은 1490.11 nm
5-7	155022	예상되는 수신 파장은 1550.22 nm
8	1	20nm의 채널 인터벌을 가지는 저밀도 파장 분할 멀티플렉싱 모듈 1은 20nm의 채널 인터벌을 나타냄 2는 10nm의 채널 인터벌을 나타냄 ... 20은 0.8nm의 채널 인터벌을 나타냄 21은 0.4nm의 채널 인터벌을 나타냄 ...
9-24	정의되지 않음	정의되지 않음

표 2 - SN 응답 메시지 포맷

바이트(옥텟)	콘텐츠	설명
1	0x02	메시지가 SN-응답임을 지시하는 메시지 유형
2-4	155022	송신 파장은 155022 nm
5-7	149011	예상되는 수신 파장은 1490.11 nm
8	1	20nm의 채널 인터벌을 가지는 저밀도 파장 분할 멀티플렉싱 모듈 1은 20nm의 채널 인터벌을 나타냄 2는 10nm의 채널 인터벌을 나타냄 ... 20은 0.8nm의 채널 인터벌을 나타냄 21은 0.4nm의 채널 인터벌을 나타냄 ...
9-24	XXXXX...XX	ONU 측 광 모듈의 SN 번호 또는 식별자 (16 바이트)

제어 메시지 프레임에서, 랜덤 코드는 메시지 프레임 내의 “0”과 “1”를 표현하는 데 사용되거나, 또는 다시 말해, 제어 메시지 프레임은 랜덤 코드를 이용하여 코딩되거나, 또는 스펙트럼 확산이 랜덤 코드를 이용하여 제어 메시지 프레임에 수행된다. 프레임 헤더 필드 내의 콘텐츠는 PNm을 이용하여 표현될 수 있다. 데이터 필드 내의 콘텐츠는 PNn을 이용하여 표현된다. 예를 들어, “0”은 PNn을 이용하여 표현되고, “1”은 -PNn을 이용하여 표현된다(-PNn은 PNn 신호를 무효화(negating)하는 신호를 지칭함). PN은 랜덤 코드를 지칭하며, 첨자 n과 m은 각각 랜덤 코드 PN의 길이를 나타낸다. 프레임 헤더 필드 내의 데이터를 나타내는 랜덤 코드의 길이 m은 데이터 필드 내의 데이터 콘텐츠를 나타내는 랜덤 코드의 길이 n과는 상이할 수 있다. m이 n과 동일하지 않은 경우, 하나의 비트(0 또는 1일 수 있음, 즉, 하나의 PNm 또는 -PNm이 사용될 수 있음)가 프레임 헤더를 나타내는 데 사용될 수 있다. m=n인 경우, 복수의 비트(예컨대, 4개의 비트 “1010”)이 프레임 헤더를 나타내는 데 사용될 수 있다.

구체적으로, 도 13에 도시된 바와 같이, (의사 랜덤 포드(pseudo-random code)와 같은) 랜덤 코드는 제어 메시지 프레임을 나타내는 데 사용된다. 1101은 제어 기능적 모듈에 의해 생성된 메시지 프레임의 이진 표현이다. 일 예시로 3개의 비트 “110”을 이용하여 설명한다. 메시지 프레임은, 코딩된 시퀀스(1102) "PNx, PNx, -PNx"를 생성하기 위해 랜덤 코드를 이용하여 코딩되며, 여기서 PNx는 “1”을 나타내고, -PNx는 “0”을 나타낸다. 메시지 프레임이 랜덤 코드를 이용하여 코딩된 후에 생성된 신호는 데이터 신호에 진폭 재변조를 수행하는데 더 사용되어, 최종적으로 광 섬유에 전송될 신호(1103)를 생성한다.

제어 메시지 프레임이 랜덤 코드를 이용하여 코딩되는 경우, 상이한 길이의 랜덤 시퀀스는 각각 “1”과 “0”을 나타내는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, PNa는 “1”을 나타내는 데 사용될 수 있고, PNb는 “0”을 나타내는 데 사용될 수 있고, 2개의 랜덤 코드 PNa와 PNb의 길이는 상이하다.

제어 메시지 프레임은 주파수 신호를 이용하여 코딩될 수도 있거나, 또는 다시 말해, 주파수 신호를 이용하여 제어 메시지 프레임 상에 주파수 변조가 수행된다. 주파수 신호는 구형파 주파수 신호 또는 사인파 주파수 신호일 수 있다. 제어 메시지 프레임 내의 데이터 필드 및 프레임 헤더 필드는 동일한 주파수 신호를 이용하여 코딩되거나 주파수 변조될 수 있거나, 또는 상이한 주파수 신호를 이용하여 코딩되거나 주파수 변조될 수 있다. 예를 들어, 프레임 헤더 필드 내의 “1”과 “0”은 각각 1 KHz와 1.5 KHz의 신호를 이용하여 나타내어질 수 있다. 데이터 필드 내의 “1”과 “0”은 각각 4 KHz와 3 KHz의 신호를 이용하여 나타내어질 수 있다. 프레임 헤더 필드와 데이터 필드 내의 “1”과 “0”은 각각 1 KHz와 1.5 KHz의 신호를 이용하여 나타내어질 수 있다. 프레임 헤더 필드와 데이터 필드가 상이한 주파수 신호를 이용하여 표현되는 경우, 프레임 헤더는 한 시구간의 주파수만을 이용하여 나타내어질 수도 있다. 예를 들어, 프레임 헤더는 10 ms의 10-KHz 신호를 이용하여 나타내어진다.

구형파 주파수 신호가 제어 프레임에 코딩 또는 주파수 변조를 수행하는 데 사용되는 경우, 일 예시로 도 14에 도시된 개략적인 다이어그램을 이용하여 설명할 수 있다. 주파수가 fa와 fb인 구형파 신호가 “1”과 “0”을 각각 나타내는 데 사용되는 것으로 가정한다. 원 프레임(1201) 내의 데이터 “1001”이 주파수가 fa와 fb인 구형파 신호(또는 구형파 주파수 신호)를 이용하여 코딩한 후, 1202에 의해 도시되며 “fa-fb-fb-fa”에 의해 잘린 코딩된 신호가 획득된다. 마지막으로, 코딩된 신호는 데이터 신호에 재변조(1203)를 수행하는 데 사용되거나, 또는 피어 단에 곧바로 전송된다. 유의해야 할 점은 재변조된 신호(1203)만이 여기서 제공된다는 점이다. 데이터 신호가 존재하지 않거나 또는 데이터 전송이 시작되지 않은 경우, 1202에서 코딩된 신호는 피어 단에 곧바로 전송된다. 또한, 사인파가 제어 메시지 프레임 내의 데이터를 나타내거나 코딩하는 데 사용되는 경우, 방식은 구형파 신호에 대해 사용된 방식과 유사하며, 세부 사항은 여기서 다시 설명되지 않는다.

나아가, 동일 주파수가 사용될 수 있으며, 반대 위상의 신호가 제어 메시지 내의 “1”과 “0”을 각각 나타내는 데 사용된다.

나아가, 본 발명의 실시예는 중앙국 종단 장치를 추가로 제공한다. 전술한 실시예에서 제공된 OLT 측 광 모듈은 중앙국 종단 장치에 배치된다.

나아가, 본 발명의 실시예는 단말 장치를 추가로 제공한다. 전술한 실시예에서 제공된 ONU 측 광 모듈은 단말 장치에 배치된다.

전술한 설명은 본 발명의 구체적 구현 방식의 예시일 뿐이며, 본 발명의 보호 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 통상의 기술자에 의해 본 발명에서 개시된 기술적 범위 내에서 용이하게 알게 되는 임의의 변형 또는 대체는 본 발명의 보호 범위 내에 속할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 청구항의 보호 범위를 따를 것이다.

Claims (33)

1. 광 포트 자동 교섭 방법으로서,
   a: 다운스트림 수신 파장을 선택하는 단계;
   b: 상기 다운스트림 수신 파장에서 다운스트림 메시지를 청취하고, 피어 광 모듈(peer optical module)로부터의 파장 유휴 메시지(wavelength idle message)가 수신되면 c를 수행하고, 지정된 또는 고정된 시간 내에 파장 유휴 메시지가 수신되지 않으면 a로 되돌아가는 단계 - 상기 파장 유휴 메시지는 상기 다운스트림 수신 파장이 점유되지 않은 것 또는 할당되지 않은 것임을 식별하는 데 사용되고, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임은 랜덤 코드를 이용하여 코딩되며, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임의 프레임 헤더 필드 내의 데이터를 나타내는 랜덤 코드의 길이 M이 데이터 필드 내의 데이터 콘텐츠를 나타내는 랜덤 코드의 길이 N과 동일한 경우, 복수의 비트가 프레임 헤더를 나타내는 데 사용되고, M이 N과 동일하지 않은 경우, 하나의 비트가 상기 프레임 헤더를 나타내는 데 사용됨 - ;
   c: 상기 다운스트림 수신 파장에 대응하는 업스트림 파장에서 파장 적용 메시지를 전송하고, 다운스트림 방향에서 파장 승인 메시지가 수신되면 d로 가고; 다운스트림 방향에서 파장 승인 메시지가 수신되지 않으면 a 또는 b로 되돌아가는 단계 - 상기 파장 적용 메시지는 광 모듈이 상기 피어 광 모듈에 파장을 할당하도록 요청하는 것을 식별하는 데 사용되고, 상기 파장 승인 메시지는 상기 피어 광 모듈이 상기 광 모듈에 상기 파장을 할당하는 것을 식별하는 데 사용됨 - ; 및
   d: 상기 광 모듈이, 광 포트 자동 교섭 성공 플래그 비트를 설정하는 단계를 포함하는, 광 포트 자동 교섭 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광 포트 자동 교섭 방법은,
   업스트림 파장과 다운스트림 파장 간의 대응관계를 표 형식으로 상기 광 모듈에 저장하는 단계
   를 더 포함하고,
   상기 대응관계는 사전에 합의되거나, 또는 광 네트워크 유닛(optical network unit, ONU) 측에서 ONU 장치와 상기 광 모듈 간의 인터페이스를 이용하여 상기 ONU 장치에 의해 동적으로 구성되거나, 또는 제어 메시지를 이용하여 상기 ONU 측에서 상기 광 모듈의 프로세서에 전달되는, 광 포트 자동 교섭 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 업스트림 파장과 다운스트림 파장 간의 대응관계가 사전에 합의되거나 또는 동적으로 구성되면, 상기 광 모듈은 상기 파장 적용 메시지가 전송되기 전의 임의의 시각(moment)에 상기 광 모듈의 송신부의 동작 파장 또는 송신 파장을 설정하는, 광 포트 자동 교섭 방법.
4. 제2항에 있어서,
   상기 업스트림 파장과 다운스트림 파장 간의 대응관계가 제어 메시지를 이용하여 전달되면, 상기 광 모듈의 송신부의 동작 파장 또는 업스트림 파장은, 상기 피어 광 모듈로부터의 파장 유휴 메시지가 수신된 후 및 상기 파장 적용 메시지가 전송되기 전에 설정되는, 광 포트 자동 교섭 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임은 허가된 레이저 스펙트랄 너비 필드(allowed laser spectral width field), 또는 채널 인터벌 필드, 또는 시스템 유형 필드를 포함하는, 광 포트 자동 교섭 방법.
6. 광 포트 자동 교섭 방법으로서,
   로컬 광 모듈이, 피어 광 모듈(peer optical module)에 파장 유휴 메시지(wavelength idle message)를 주기적으로 전송하고, 업스트림 방향에서 청취하는 단계 - 상기 파장 유휴 메시지는, 제1 파장이 유휴 파장이라는 것, 또는 제1 파장이 점유되지 않거나 할당되지 않은 것을 식별하는 데 사용되고, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임은 랜덤 코드를 이용하여 코딩되며, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임의 프레임 헤더 필드 내의 데이터를 나타내는 랜덤 코드의 길이 M이 데이터 필드 내의 데이터 콘텐츠를 나타내는 랜덤 코드의 길이 N과 동일한 경우, 복수의 비트가 프레임 헤더를 나타내는 데 사용되고, M이 N과 동일하지 않은 경우, 하나의 비트가 상기 프레임 헤더를 나타내는 데 사용됨 - ;
   상기 피어 광 모듈에 의해 송신된, 상기 제1 파장의 할당을 요청하기 위한 메시지가 수신되는 경우, 상기 파장 유휴 메시지를 전송하는 것을 중지(suspend)하는 단계;
   파장 적용 성공 메시지를 상기 피어 광 모듈에 전송하는 단계; 및
   상기 피어 광 모듈에 의해 송신된 응답 메시지가 수신되는 경우 내부 상태를 설정하는 단계 - 상기 설정은 파장 교섭의 완료를 식별하는 데 사용됨 -
   를 포함하는 광 포트 자동 교섭 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 파장 유휴 메시지와 상기 파장 적용 성공 메시지는 주파수 편이 방식(frequency-shift keying, FSK)으로 코딩되는, 광 포트 자동 교섭 방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 파장 유휴 메시지와 상기 파장 적용 성공 메시지는 스펙트럼 확산 방식으로 코딩되고, 상기 스펙트럼 확산 방식은, 스펙트럼 확산이 랜덤 코드를 이용하여 원 신호 0과 1에 수행되고 그 후 상기 신호가 데이터 신호와 중첩되어 전송된다는 것을 식별하는 데 사용되는, 광 포트 자동 교섭 방법.
9. 광 모듈로서,
   송신부, 처리부, 및 수신부를 포함하고,
   상기 수신부는 다운스트림 수신 파장을 선택하도록 구성되어 있고,
   상기 처리부는 상기 선택된 다운스트림 수신 파장에서 다운스트림 메시지를 청취하고, 피어 광 모듈(peer optical module)로부터의 파장 유휴 메시지(wavelength idle message)가 수신되면 상기 송신부를 이용하여 업스트림 파장에 파장 적용 메시지를 전송하도록 구성되어 있고, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임은 랜덤 코드를 이용하여 코딩되며, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임의 프레임 헤더 필드 내의 데이터를 나타내는 랜덤 코드의 길이 M이 데이터 필드 내의 데이터 콘텐츠를 나타내는 랜덤 코드의 길이 N과 동일한 경우, 복수의 비트가 프레임 헤더를 나타내는 데 사용되고, M이 N과 동일하지 않은 경우, 하나의 비트가 상기 프레임 헤더를 나타내는 데 사용되며,
   상기 처리부는, 상기 수신부가 다운스트림 방향에서 파장 승인 메시지를 수신하는 경우, 상기 광 모듈의 광 포트 자동 교섭 성공 플래그 비트를 설정하도록 더 구성되어 있는, 광 모듈.
10. 제9항에 있어서,
    상기 광 모듈은 상기 광 모듈은 저장부를 더 포함하고,
    상기 저장부는 업스트림 파장과 다운스트림 파장 간의 대응관계를 저장하도록 구성되어 있는, 광 모듈.
11. 제9항에 있어서,
    상기 업스트림 파장과 다운스트림 파장 간의 대응관계가 사전에 합의되거나 또는 동적으로 구성되면, 상기 광 모듈은 상기 파장 적용 메시지가 전송되기 전의 임의의 시각(moment)에 상기 광 모듈의 송신부의 동작 파장 또는 송신 파장을 설정하는, 광 모듈.
12. 제9항에 있어서,
    상기 업스트림 파장과 다운스트림 파장 간의 대응관계가 제어 메시지를 이용하여 전달되면, 상기 광 모듈의 송신부의 동작 파장 또는 업스트림 파장은, 상기 피어 광 모듈로부터의 파장 유휴 메시지가 수신된 후 및 상기 파장 적용 메시지가 전송되기 전에 설정되는, 광 모듈.
13. 제9항에 있어서,
    상기 파장 적용 메시지의 메시지 프레임은 로컬 송신 파장 필드를 포함하고, 상기 로컬 송신 파장 필드는 절대값, 또는 상대값 또는 채널 번호를 이용하여 파장 정보를 표시하는, 광 모듈.
14. 제9항에 있어서,
    상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임은 허가된 레이저 스펙트랄 너비 필드(allowed laser spectral width field), 또는 채널 인터벌 필드, 또는 시스템 유형 필드를 포함하는, 광 모듈.
15. 광 모듈로서,
    송신부, 수신부 및 처리부를 포함하고,
    상기 송신부는 피어 광 모듈(peer optical module)에 파장 유휴 메시지(wavelength idle message)를 주기적으로 전송하고, 상기 수신부는 업스트림 방향에서 청취하고, 상기 파장 유휴 메시지는, 제1 파장이 유휴 파장이라는 것, 또는 제1 파장이 점유되지 않거나 할당되지 않은 것을 식별하는 데 사용되고, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임은 랜덤 코드를 이용하여 코딩되며, 상기 파장 유휴 메시지의 메시지 프레임의 프레임 헤더 필드 내의 데이터를 나타내는 랜덤 코드의 길이 M이 데이터 필드 내의 데이터 콘텐츠를 나타내는 랜덤 코드의 길이 N과 동일한 경우, 복수의 비트가 프레임 헤더를 나타내는 데 사용되고, M이 N과 동일하지 않은 경우, 하나의 비트가 상기 프레임 헤더를 나타내는 데 사용되며,
    상기 수신부는, 상기 피어 광 모듈에 의해 송신된, 상기 제1 파장의 할당을 요청하기 위한 메시지가 수신되는 경우, 상기 파장 유휴 메시지를 전송하는 것을 중지(suspend)하고,
    상기 송신부는, 파장 적용 성공 메시지를 상기 피어 광 모듈에 전송하도록 더 구성되어 있고,
    상기 처리부는, 상기 수신부가 상기 피어 광 모듈에 의해 송신된 응답 메시지를 수신하는 경우, 내부 상태를 설정하도록 구성되어 있고, 상기 설정은 파장 교섭의 완료를 식별하는 데 사용되는, 광 모듈.
16. 제15항에 있어서,
    상기 송신부는 상기 내부 상태가 설정되기 전에 파장 확인응답 메시지를 상기 피어 광 모듈에 전송하도록 더 구성되어 있는, 광 모듈.
17. 제15항에 있어서,
    상기 광 모듈의 송신부와 수신부가 조정 가능한 파장을 가지는 구성요소 또는 파장을 조정할 수 있는 구성요소인 경우, 상기 광 모듈은 구성 정보에 따라 상기 송신부 및 상기 수신부의 동작 파장을 설정하는, 광 모듈.
18. 제17항에 있어서,
    상기 파장 유휴 메시지와 상기 파장 적용 성공 메시지는 스펙트럼 확산 방식으로 코딩되고, 상기 스펙트럼 확산 방식은, 스펙트럼 확산이 랜덤 코드를 이용하여 원 신호 0과 1에 수행되고 그 후 상기 신호가 데이터 신호와 중첩되어 전송된다는 것을 식별하는 데 사용되는, 광 모듈.
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