KR19990050444A - How to control egg information in communication system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 매스터 노드와 슬레이브 노드들 사이에 데이터를 전달하는 통신 시스템의 RAU 정보 제어방법에 관한 것이다. 그 목적은 세계 표준화 기구인 ITU-T와 ATM Forum에서 표준화 작업을 진행 중인 ATM-PON 방식의 점대다중점 토폴로지 통신 시스템에 적용할 수 있는 대역할당 방법과 이를 위한 프레임 형식을 제안하여 한정된 대역폭 내에서 최대한의 대역사용 효율을 이끌어내고 슬레이브들의 각 버퍼에서 전송을 위하여 대기하는 데이터 전송지연을 최소화하여 최고의 QoS(quality of Service)를 만족하도록 하는 통신 시스템의 RAU 정보 제어방법을 제공하는 데에 있다. 그 특징은 매스터 노드가 하방향으로 소정개수의 grant들 중에서 필요한 만큼의 RAU grant를 지정하는 제 1 단계와, 그 grant가 어떤 슬레이브가 어떤 슬롯을 사용하여야 하는지와 어떤 정보를 전달해야 하는지를 지정하는 제 2 단계 및 슬레이브들이 매 grant 서브필드를 분석해서 해당 grant가 자기에게 해당하는지를 확인하고 지정된 정보유형을 상방향 슬롯을 통하여 매스터로 그 정보를 전달하는 제 3 단계로 이루어지는 데에 있다. 그 효과는 한정된 대역폭 내에서 최대한의 대역사용 효율을 이끌어내고 슬레이브들의 각 버퍼에서 전송을 위하여 대기하는 데이터 전송지연을 최소화하여 최고의 QoS(quality of Service)를 만족하도록 하는 데에 있다.The present invention relates to a method for controlling RAU information in a communication system for transferring data between a master node and slave nodes. Its purpose is to propose a bandwidth allocation method and a frame format for the ATM-PON-based point-to-multipoint topology communication system that is being standardized by the ITU-T and the ATM Forum, which are being standardized. The present invention provides a method of controlling RAU information of a communication system that maximizes bandwidth utilization and minimizes data transmission delay waiting for transmission in each buffer of slaves to satisfy the highest quality of service (QoS). Its features include a first step in which the master node designates as many RAU grants as needed from among a given number of grants in the downward direction, and the grant designating which slaves should use which slots and which information should be transferred. In the second step, the slaves analyze each grant subfield to check whether the corresponding grant belongs to them, and then transfer the information to the master through the uplink slot. The effect is to achieve the maximum quality of service (QoS) by maximizing the bandwidth utilization within the limited bandwidth and minimizing the data transmission delay waiting for transmission in each buffer of slaves.

Description

통신 시스템의 알에이유 정보 제어방법How to control egg information in communication system

본 발명은 통신 시스템의 RAU 정보 제어방법에 관한 것으로서, 특히 매스터 노드와 슬레이브 노드들 사이에 데이터를 전달하는 통신 시스템의 RAU 정보 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling RAU information in a communication system, and more particularly, to a method for controlling RAU information in a communication system for transferring data between a master node and slave nodes.

일반적으로, 하나의 매스터 노드와 여러 슬레이브(Slave) 노드들이 하나의 단일 매체를 사용하여 통신하는 ATM-PON(Asynchronous Transfer Mode - Passive Optic Network) 방식의 통신 시스템에서 슬레이브 노드들이 시간분할 다중액세스(Time Division Multiple Access, 이하 TDMA라고 약칭함) 방식으로 공용매체를 액세스하여 데이터를 전달한다. 이러한 액세스를 제어하는 매스터 노드와 이의 액세스 제어에 의해 공유매체를 액세스하는 슬레이브 노드들 사이의 데이터 전달방법 및 이를 위한 프레임 구조가 많이 개발되고 있다.In general, in asynchronous transfer mode-passive optic network (ATM-PON) communication system in which one master node and multiple slave nodes communicate using a single medium, slave nodes are time-division multiple access. Division Multiple Access (hereinafter, abbreviated as TDMA) is used to access the common media to transfer data. A data transfer method and a frame structure therefor have been developed between a master node controlling such access and slave nodes accessing a shared medium by access control thereof.

종래의 점대다중점 토폴로지(Point to multipoint topology)를 갖는 통신 시스템에서는 기 할당된 고정대역(fixed bandwidth)만큼만의 데이터 전송이 가능하도록 하여 동적인 대역할당 문제가 발생하지 않도록 하였다. 이것은 전송할 정보의 양이 수시로 변하는 것에 맞추어서 대역을 할당하고 사용되지 않는 대역에 대해서는 다른 사용자에게 양보하여 전체적인 대역폭 사용률을 극대화시키는 ATM 방식이 아닌 연결 설정시에 할당된 대역폭을 그 연결이 유지되는 동안 독점적으로 사용하는 STM(Synchronous Transfer Mode) 방식을 사용함으로써 이러한 동적 대역할당 기능을 불필요하게 하였다. 그러나, 모든 통신망의 데이터 전송 단위가 ATM 셀로 통합되고 있는 과정에서, ATM 셀을 단위로 하는 점대다중점 통신방법에서는 이러한 동적 대역할당이 그 통신망의 성능과 서비스 품질을 만족시키는 최대의 변수가 되고 있다. 물론, ATM 셀을 STM 방식으로 전송할 수도 있지만, 이것은 필요 이상의 대역폭을 할당하여야 하므로 대역의 낭비를 초래한다는 문제점이 있었다.In a conventional communication system having a point-to-multipoint topology, only a fixed bandwidth can be used for data transmission, thereby preventing dynamic bandwidth allocation problems. It allocates bandwidth as the amount of information to change from time to time and yields to other users for unused bands maximizes overall bandwidth utilization. By using the STM (Synchronous Transfer Mode) method, the dynamic bandwidth allocation function is unnecessary. However, in the process of integrating data transmission units of all communication networks into ATM cells, in the point-to-multipoint communication method using ATM cells as a unit, such dynamic bandwidth allocation becomes the maximum variable that satisfies the performance and quality of service of the network. . Of course, the ATM cell may be transmitted in the STM scheme, but this causes a waste of bandwidth because it is necessary to allocate more bandwidth than necessary.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 세계 표준화 기구인 ITU-T와 ATM Forum에서 표준화 작업을 진행 중인 ATM-PON 방식의 점대다중점 토폴로지 통신 시스템에 적용할 수 있는 대역할당 방법과 이를 위한 프레임 형식을 제안하여 한정된 대역폭 내에서 최대한의 대역사용 효율을 이끌어내고 슬레이브들의 각 버퍼에서 전송을 위하여 대기하는 데이터 전송지연을 최소화하여 최고의 QoS(quality of Service)를 만족하도록 하는 통신 시스템의 RAU 정보 제어방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention devised to solve the above problems is a band allocation method applicable to the ATM-PON type point-to-multipoint topology communication system that is being standardized by the ITU-T and the ATM Forum, the world standardization organization, and the frame therefor. RAU information control method of communication system that satisfies the highest quality of service by minimizing data transmission delay waiting for transmission in each buffer of slaves by suggesting format to get maximum bandwidth utilization within limited bandwidth The purpose is to provide.

상기 목적을 달성하고자 하는 본 발명의 특징은 매스터 노드가 하방향으로 소정개수의 grant들 중에서 필요한 만큼의 RAU grant를 지정하는 제 1 단계와, 그 grant가 어떤 슬레이브가 어떤 슬롯을 사용하여야 하는지와 어떤 정보를 전달해야 하는지를 지정하는 제 2 단계 및 슬레이브들이 매 grant 서브필드를 분석해서 해당 grant가 자기에게 해당하는지를 확인하고 지정된 정보유형을 상방향 슬롯을 통하여 매스터로 그 정보를 전달하는 제 3 단계로 이루어지는 데에 있다. 여기서, 제 1 단계에서는 그 grant가 임의의 슬레이브가 지정된 슬롯의 어떤 종류의 정보를 전달할 것인가를 결정한다. 물론, 그 정보는 사용자 ATM 셀, PLOAM 셀, IDLE 셀 및 RAU 정보를 포함한다.A feature of the present invention to achieve the above object is a first step in which a master node designates as many RAU grants as necessary from a predetermined number of grants in a downward direction, and which grants should be used by which slaves and which slots. A second step of designating whether information should be delivered, and a third step of slaves analyzing each grant subfield to determine whether the grant corresponds to them and delivering the specified information type to the master through an upward slot. There is. Here, in the first step, the grant determines what kind of information of a slot to which any slave is assigned. Of course, the information includes user ATM cell, PLOAM cell, IDLE cell and RAU information.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은 매스터 노드가 하방향으로 소정개수의 grant들 중에서 임의의 한 개의 grant를 지정하는 단계 및 슬레이브들 중에 소정의 서브필드가 상방향 프레임의 슬롯의 서브슬롯에 RAU 정보를 삽입하여 매스터로 전달하는 단계로 이루어지는 데에 있다.Another feature of the present invention for achieving the above object is a step in which a master node designates any one grant from a predetermined number of grants in a downward direction, and a predetermined subfield among the slaves is a subslot of a slot of an upward frame. The RAU information is inserted into the master and delivered to the master.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징은 매스터 노드가 하방향으로 소정개수의 grant들 중에서 전체 슬레이브들을 포함할 수 있는 크기의 슬롯을 할당할 수 있는 다수의 grant들을 지정하는 단계 및 각 슬레이브들이 해당 슬롯들의 서브슬롯들에 순서적으로 RAU 정보를 전달하는 단계로 이루어지는 데에 있다. 여기서, 지정단계에서는 RAU 정보의 크기에 따라 다르게 grant들을 지정한다.Another feature of the present invention for achieving the above object is the step of specifying a plurality of grants each master node can allocate a slot of a size that can include the entire slaves from a predetermined number of grants in the downward direction and each slave In order to deliver RAU information to subslots of corresponding slots in order. Here, in the designation step, grants are specified differently according to the size of the RAU information.

도 1은 본 발명의 적용도.1 is an application of the present invention.

도 2는 ATM-PON 방식의 상하향 프레임 형식을 나타낸 도면.2 is a diagram illustrating an up-down frame format of the ATM-PON method.

도 3은 ATM-PON 방식의 PLOAM 셀 형식을 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating a PLOAM cell format of an ATM-PON scheme.

도 4는 점대점 RAU 제어를 위한 프레임 형식을 나타낸 도면.4 illustrates a frame format for point-to-point RAU control.

도 5는 점대다중점 RAU 제어를 위한 프레임 형식을 나타낸 도면.5 illustrates a frame format for point-to-multipoint RAU control.

도 6은 브로드캐스딩 RAU 제어를 위한 프레임 형식을 나타낸 도면.6 illustrates a frame format for broadcasting RAU control.

본 발명은 매스터 노드와 여러 개의 슬레이브 노드들 사이의 통신이 하나의 매체를 사용하여 TDMA 방식으로 이루어지고 있는 ATM-PON을 기반으로 하는 통신 시스템에서 동적인 대역을 할당하기 위하여 필요한 정보전달 방법과 이를 위한 프레임 형식을 포함한다.The present invention provides an information transfer method necessary for allocating a dynamic band in an ATM-PON based communication system in which communication between a master node and multiple slave nodes is performed in a TDMA manner using a single medium. Contains the frame format for the.

하나의 매스터 노드와 여러 개의 슬레이브 노드들로 구성되는 통신환경 아래에서, 이들 사이의 망 연결이 하나의 단일 매체로 이루어지는 경우, 즉 point to multipoint topology를 갖는 통신 시스템에서는 각 슬레이브 사이의 공유 매체 액세스를 위한 MAC(Media Access Control) 기능과 이의 동적(dynamic)인 운용이 그 통신망의 성능을 결정하는 주요요소가 된다. 이러한 MAC 기능과 동적인 대역 관리를 위해서는 매스터와 각 슬레이브 노드들 사이의 빈번한 정보 교류가 필요하며 가장 적당한 프레임 형식이 정의되어야 한다. 즉, 각 슬레이브 노드들은 자기 노드에서 버퍼링하고 있는 정보의 양을 계속해서 매스터 노드에게 전달하여 추가의 대역(여기서는 슬롯과 같은 의미로 사용된다.)을 할당 받아야 한다. 이러한 추가 대역할당 요구는 현재 ATM Forum이나 ITU-T와 같은 세계 표준화 기구에서 정의하고 있는 ATM PON을 기반으로 하는 통신 시스템에서는 슬레이브가 매스터 노드의 제어 없이 독단적으로 이루어지지 않는다. 이것은 매스터 노드가 주기적으로, 또는 각각의 슬레이브 노드들에게서 전달되는 ATM 셀 수를 계수하거나, 또는 연결 설정 시에 정의되는 대역의 값에 비례하여 정의되는 값에 의하여 슬레이브들을 폴링(Polling)하는 방식에 의하여 슬레이브들의 추가 대역요구 기능이 이루어져야 한다. 이를 위해서 본 발명은 매스터 노드가 슬레이브들을 폴링(Polling)하는 세 가지 방법과 슬레이브들이 이에 따라 추가 대역할당을 요구하는 프레임 형식을 제안한다.Under a communication environment consisting of one master node and several slave nodes, when a network connection between them is made up of one single medium, that is, in a communication system having a point to multipoint topology, access of shared media between the slaves is prevented. The MAC (Media Access Control) function and its dynamic operation are key factors in determining the performance of the network. This MAC function and dynamic band management require frequent information exchange between the master and each slave node and the most appropriate frame format should be defined. That is, each slave node must continuously transmit the amount of information buffered by its own node to the master node to be allocated an additional band (which is used as a slot here). This additional bandwidth allocation requirement is not arbitrarily made by the slave without control of the master node in a communication system based on ATM PON, which is currently defined by the World Standards Organization such as the ATM Forum or ITU-T. This is because the master node either counts the number of ATM cells delivered from each slave node periodically, or polls the slaves by a value defined in proportion to the value of the band defined at connection establishment. This requires additional bandwidth requirements of the slaves. To this end, the present invention proposes three methods in which a master node polls slaves and a frame format in which slaves require additional band allocation accordingly.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들 중의 하나를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail one of the preferred embodiments according to the present invention.

도 1은 본 발명의 적용도이다. 도 1을 참조하여 본 발명의 적용을 설명한다.1 is an application of the present invention. The application of the present invention will be described with reference to FIG.

하나의 매스터(11)와 여러 개의 슬레이브(12)∼슬레이브(1N)로 구성되는 ATM-PON 시스템의 통신 방식을 개략적으로 보여준다. 매스터(11)(OLT(Optical Line Terminator)라고도 칭함)는 시간분할 다중(Time Division Multiplexing, 이하 TDM이라고 약칭함) 방법에 의하여 여러 개의 슬레이브(ONU(Optical Network Unit)라고도 칭함)들에게 데이터를 브로드캐스팅(Broadcasting)하며, 각 슬레이브들은 자기에게 허락된 대역의 정보만 추출한다. 또한, 슬레이브들은 매스터에 의하여 지정된 슬롯에만 데이터를 송신할 수 있다. 매스터(11)의 'Master Tx Frame 발생 및 Grant 할당부'는 라인속도가 155.52 Mb/s인 경우는 53 바이트씩 56개의 타임 슬롯으로 구성된 프레임을 발생시키고, 622.08 Mb/s인 경우는 53 바이트씩 224 개의 타임 슬롯으로 구성된 프레임을 발생시킨다. 각 슬롯에 할당되는 1개의 ATM 셀은 VPI/VCI 값에 의하여 1개, 여러 개, 또는 전체 슬레이브 노드들로 전달된다. 이 때, E/O는 전기신호를 광신호로 전환하고 WDM 소자는 파장 λ1로 데이터를 전송한다. 전송된 광신호는 광 스플리터에서 N개의 슬레이브 노드들로 전달된다. 각 슬레이브 노드들은 WDM 소자를 통하여 파장 λ1을 갖는 광신호를 추출하고 이 광신호를 O/E(광/전기 변환소자)를 통해 전기신호로 만들어낸다. 슬레이브들은 매 슬롯마다 ATM 셀의 VPI/VCI들을 분석하여 자기와 일치하는 번호(ONU Id 또는 PON Id라고 칭함)를 갖는 ATM 셀을 추출한다. 또한, 슬레이브들은 매스터에 의하여 지정된 슬롯에만 파장 λ2를 사용하여 데이터를 전달하고, 각 슬레이브들에서 전달된 데이터는 광스플리터를 통해 매스터에게 전달된다. 슬레이브들은 매스터의 제어에 의해 프레임의 해당되는 슬롯에 사용자 정보(사용자 ATM 셀) 또는 RAU(Request Access Unit) 정보를 삽입한다. RAU 정보는 추가로 대역이 필요한 경우, 즉, 자기 노드의 버퍼링 깊이(depth)가 한계치 이상이 되어서 오버플로우를 발생시킬 수 있는 상황이 되지않도록 매스터 노드에게 자기의 버퍼링 상태를 전달하여 더 많은 대역의 할당을 요구하기 위해서 사용한다. 매스터는 전달된 프레임의 매 슬롯의 데이터를 분석하여 사용자 정보와 RAU 정보를 추출한다.The communication method of the ATM-PON system composed of one master 11 and several slaves 12 to 1N is schematically shown. The master 11 (also called OLT (Optical Line Terminator)) broadcasts data to multiple slaves (also called optical network units (ONUs)) by a time division multiplexing (hereinafter referred to as TDM) method. Broadcasting, each slave extracts only the information in its allowed band. In addition, the slaves can only transmit data to the slot designated by the master. 'Master Tx Frame generation and Grant allocation unit' of the master 11 generates a frame composed of 56 time slots by 53 bytes when the line rate is 155.52 Mb / s, and 53 bytes by 622.08 Mb / s. Generate a frame consisting of 224 time slots. One ATM cell allocated to each slot is delivered to one, several, or all slave nodes by VPI / VCI value. At this time, the E / O converts the electrical signal into an optical signal and the WDM element transmits data at the wavelength λ1. The transmitted optical signal is delivered to N slave nodes in the optical splitter. Each slave node extracts an optical signal having a wavelength [lambda] 1 through a WDM device and converts the optical signal into an electrical signal through an O / E (optical / electrical conversion device). The slaves analyze the VPI / VCIs of an ATM cell every slot to extract an ATM cell with a number that matches its own (called ONU Id or PON Id). In addition, the slaves transmit data using the wavelength lambda 2 only to the slot designated by the master, and the data transmitted from each slave is transmitted to the master through the optical splitter. The slaves insert user information (user ATM cell) or RAU (Request Access Unit) information into corresponding slots of the frame under the control of the master. RAU information communicates its buffering status to the master node so that if more bandwidth is needed, i.e., the buffering depth of its own node is above the threshold and can cause overflow. Used to request an allocation. The master extracts user information and RAU information by analyzing data of each slot of the delivered frame.

도 2은 ATM-PON 방식의 상하향 프레임 형식을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하여 ATM-PON 방식의 상하향 프레임 형식을 설명한다.2 is a diagram illustrating a vertical frame format of the ATM-PON method. The up-down frame format of the ATM-PON method will be described with reference to FIG. 2.

이는 매스터에서 각 슬레이브 들에게 전달하는(이것을 하방향(Downstream)이라고 칭함) 프레임의 구조를 보여준다, (21)는 라인속도가 622.08 Mb/s인 경우의 하방향 프레임 형식을 나타낸다. 여기에서 프레임의 첫 번째 ATM 셀은 PLOAM(Physical Layer Operation & Maintenance) 셀이 되며, 매 27셀마다 한 프레임에 8개의 PLAOM 셀이 고정된 위치를 차지한다. (22)는 라인속도가 155.52 Mb/s인 경우의 하방향 프레임 형식을 나타낸다. 여기에서 프레임의 첫 번째 ATM 셀은 PLOAM(Physical Layer Operation & Maintenance) 셀이 되며, 매 27셀마다 한 프레임에 2개의 PLAOM 셀이 고정된 위치를 차지한다. (23)은 라인속도가 155.52 Mb/s인 경우의 각 슬레이브들로부터 매스터에게 전달된(이것을 상방향(Upstream)이라고 칭함) 프레임 형식을 보여준다. 상방향으로의 프레임은 56바이트씩 53개의 타임 슬롯으로 구성되며, 어떤 슬레이브가 어떤 슬롯에 정보를 실어서 전달할 것인가에 대한 제어는 하방향의 PLOAM 셀 정보에 의하여 수행된다.This shows the structure of the frame delivered from the master to each slave (called Downstream). (21) shows the downlink frame format when the line rate is 622.08 Mb / s. Here, the first ATM cell of the frame becomes a PLOAM (Physical Layer Operation & Maintenance) cell, and every 27 cells occupy a fixed position of eight PLAOM cells in one frame. (22) shows the downward frame format when the line speed is 155.52 Mb / s. Here, the first ATM cell of the frame becomes a PLOAM (Physical Layer Operation & Maintenance) cell, and every 27 cells occupy a fixed position of two PLAOM cells in one frame. (23) shows the frame format transmitted from each of the slaves to the master when the line rate is 155.52 Mb / s (this is called an upstream). The uplink frame consists of 53 time slots of 56 bytes each. Control of which slave carries information in which slot is transmitted is performed by downlink PLOAM cell information.

도 3은 ATM-PON 방식의 PLOAM 셀 형식을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하여 ATM-PON 방식의 PLOAM 셀 형식을 설명한다.3 is a diagram illustrating a PLOAM cell format of the ATM-PON method. A PLOAM cell format of the ATM-PON method will be described with reference to FIG. 3.

이는 각 방향에 대한 PLOAM 셀의 형식을 보여준다. (31)은 하방향 PLOAM 셀의 형식을 보여준다. 하방향 PLOAM 셀의 위치는 (21)에서 보는 것처럼 미리 지정된 위치를 사용하며 모든 슬레이브들로 브로드캐스팅된다. PLOAM 셀의 기능은 여러 가지가 있지만 여기에서는 대역할당과 관련된 기능만 서술한다. 매스터는 매 프레임의 첫 번째와 두 번째 PLOAM 셀에 상 방향의 매 프레임의 각 슬롯을 어떤 슬레이브가 사용할 것인지를 결정하는 정보를 grant 서브필드에 실어서 슬레이브들에게 브로드캐스팅한다. 첫 번째 PLOAM 셀에 27개의 grant들이, 두 번째 PLOAM 셀에 26개의 grant들이 전달된다. 이러한 56개의 grant들은 상방향 56타임 슬롯에 대한 사용자를 지정한다. (32)는 상방향 PLOAM 셀의 형식을 보여준다. 상방향 PLOAM 셀은 자기에게 ATM 연결 설정시에 할당된 대역 이외의 추가의 대역을 요구하는 대역요구 필드가 정의되어 있지 않다. 이것은 ATM 통신이 비동기 전송을 기본으로 하고 있기 때문에 언제든지 기할당된 대역폭 이상의 전송 데이터가 슬레이브 노드 들에 있을 수 있다. 항상 연결 설정시의 대역폭에 의해서만 슬레이브 노드들이 데이터를 전달한다고 하면, 슬레이브 노드들은 매우 용량이 큰 버퍼링 기능을 수행하여야 한다. 그러나, 이러한 버퍼링 기능에 의하여 초래되는 셀 전송 지연은 통신 서비스의 품질을 저하시키는 가장 큰 원인이 된다. 그러므로, 어떤 슬레이브에서 전송하여야 할 데이터의 양이 증가되는 경우에 순간적인 대역을 추가로 할당하여 최소한의 통신 서비스 품질을 만족시키는데, 이것은 ATM-PON 시스템에서 매우 중요한 기능이 된다. 이를 위하여, 현재 RAU(Request Access Unit) 개념의 추가 대역할당 요구방식이 필요하다. (33)은 RAU의 가능한 한 예를 보여준다. 즉, (GT+PM+DL)은 기존의 상 방향 ATM 셀과 동일한 오버헤드를 나타내며, PON Id(PON Identification)는 RAU를 송신한 슬레이브 번호를 나타낸다. Ident 서브필드는 이중화 된 슬레이브를 구별하기 위하여 사용하고, P-queue(Priority queue depth)는 우선순위를 갖는 버퍼의 깊이를 나타내며 N-queue(Normal queue depth)는 정상순위를 갖는 버퍼의 깊이를 나타낸다. CRC(Cyclic Redundancy Check) 서브필드는 오버헤드를 제외한 바이트들에 대한 에러검출 정보가 된다.This shows the format of the PLOAM cell for each direction. (31) shows the format of the downlink PLOAM cell. The location of the downlink PLOAM cell is broadcast to all slaves using the predefined location as shown in (21). There are many different functions of the PLOAM cell, but only the functions related to band allocation are described here. The master broadcasts to the slaves the information in the grant subfield that decides which slave to use each slot of each frame in the upstream in the first and second PLOAM cells of each frame. 27 grants are delivered to the first PLOAM cell and 26 grants are delivered to the second PLOAM cell. These 56 grants designate a user for the uplink 56 time slots. (32) shows the format of the upward PLOAM cell. The uplink PLOAM cell does not have a band request field defined that requires an additional band other than the band allocated when establishing the ATM connection. This is because ATM communication is based on asynchronous transmissions, so that at any time there may be more than just the bandwidth allocated to the slave nodes. If slave nodes always transmit data only by the bandwidth at connection establishment, the slave nodes must perform a very large buffering function. However, the cell transmission delay caused by this buffering function is the biggest cause of degrading the quality of communication service. Therefore, when the amount of data to be transmitted from a slave increases, an additional instantaneous band is allocated to satisfy the minimum communication quality of service, which is a very important function in an ATM-PON system. For this purpose, an additional bandwidth allocation request scheme of the current RAU (Request Access Unit) concept is needed. 33 shows one possible example of the RAU. That is, (GT + PM + DL) represents the same overhead as the existing uplink ATM cell, and PON Id (PON Identification) represents the slave number that transmitted the RAU. The Ident subfield is used to distinguish the duplicated slaves.P-queue (Priority queue depth) represents the depth of the priority buffer and N-queue (Normal queue depth) represents the depth of the buffer with normal priority. . The cyclic redundancy check (CRC) subfield is error detection information for bytes excluding overhead.

도 4는 점대점 RAU 제어를 위한 프레임 형식을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하여 점대점 RAU 제어를 위한 프레임 형식을 설명한다.4 is a diagram illustrating a frame format for point-to-point RAU control. A frame format for point-to-point RAU control will be described with reference to FIG. 4.

이는 본 발명의 전체 구성도의 하나로서 매스터와 하나의 슬레이브가 점대점 RAU 전달방법에 의하여 RAU를 전달하는 것을 보여준다. 매스터 노드는 하방향으로 53개의 임의의 grant들 중에 필요한 만큼의 RAU grant를 지정한다. 즉, grant는 임의의 슬레이브가 지정된 슬롯의 어떤 종류의 정보를 전달할 것인가를 결정한다. 그 정보는 사용자 ATM 셀, PLOAM 셀, IDLE 셀, 그리고 본 발명에서 제안하는 RAU 정보가 된다. 따라서, grant는 어떤 슬레이브가 어떤 슬롯을 사용하여야 하는지, 그리고 어떤 정보를 전달하여야 하는지를 지정한다. 그러므로, 슬레이브들은 매 grant 서브필드를 분석해서 해당 grant가 자기에게 해당하는지를 확인하고, 지정된 정보유형을 상방향 슬롯을 통하여 매스터로 그 정보를 전달한다. (41)은 grant 서브필드 8번(즉, 9번째 슬롯)에서 임의의 한 슬레이브에게 점대점 RAU 전달방식을 사용하여 RAU를 전달하라는 것을 지시하며, (42)의 상방향 프레임에서는 상방향 프레임의 9번째 슬롯에 하나의 RAU 정보를 전달하는 것을 보여준다. 이때, 53개의 grant는 매스터가 필요한 만큼의 grant들을 RAU를 위하여 지정할 수 있다.This is one of the overall configuration of the present invention shows that the master and one slave delivers the RAU by the point-to-point RAU delivery method. The master node assigns as many RAU grants as needed out of the 53 random grants in the downward direction. In other words, the grant determines what kind of information a given slave will deliver. The information becomes a user ATM cell, a PLOAM cell, an IDLE cell, and RAU information proposed by the present invention. Thus, grant specifies which slave should use which slot and what information should be passed. Therefore, the slaves analyze each grant subfield to confirm that the grant corresponds to them, and transmit the information to the master through the uplink slot. (41) instructs any one slave to transmit the RAU using point-to-point RAU delivery in grant subfield 8 (i.e., the ninth slot), and in the uplink frame of (42), Shows that one RAU is delivered to the ninth slot. At this time, 53 grants can be designated for RAU as many grants as necessary by the master.

도 5는 점대다중점 RAU 제어를 위한 프레임 형식을 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하여 점대다중점 RAU 제어를 위한 프레임 형식을 설명한다.5 is a diagram illustrating a frame format for point-to-multipoint RAU control. A frame format for point-to-multipoint RAU control will be described with reference to FIG. 5.

이는 본 발명의 전체 구성도의 하나로서, 매스터와 여러 개의 슬레이브가 점대다중점 RAU 전달방법에 의하여 RAU를 전달하는 것을 보여준다. 매스터 노드는 하방향으로 53개의 grant들 중에 임의의 한 개의 grant를 'multi'라고 하는 하는 값으로 지정하고, PON Id(PON Identification : 각각의 슬레이브 또는 여러 개의 슬레이브들을 지정할 수 있음) 값을 'multi'로 지정한다. 또한, Msg. Id(Message Identification)(메시지 서브필드의 종류를 나타낸다.)를 'grant'로 지정하여, 현재의 메시지 내용은 점대다중점 RAU 전달방법을 위한 슬레이브의 Id(Identification)를 나타낸다는 것을 나타낸다. 이 때, 10개의 메시지 서브필드의 값은 최대 10개의 슬레이브 주소를 나타낸다. (51)의 하방향 프레임 포맷에서는, grant 서브필드 1(즉, 두 번째 grant)를 'multi'로 지정하고, PON Id 서브필드를 'multi'로 지정하고, Msg. Id를 'grant'로 지정하고, Msg.0에 'onu1'를 지정하고, Msg1에 'onu3'을 지정하고, Msg.6에 'onu9'를 지정한 것을 보여준다. (52)는 이러한 프레임을 해석한 슬레이브 들 중에 onu1, onu3, onu9가 상방향 프레임의 두 번째 슬롯을 최대 10 등분한 첫 번째, 두 번째, 일곱 번째 서브슬롯에 RAU 정보를 삽입하여 매스터로 전달한 상방향 프레임 구조를 보여 준다.This is one of the overall configuration of the present invention, it shows that the master and several slaves deliver the RAU by the point-to-multipoint RAU delivery method. The master node assigns any one grant among the 53 grants downward to a value called 'multi', and sets the PON Id (PON Identification: each slave or multiple slaves) to 'multi'. 'Is specified. In addition, Msg. By specifying Id (Message Identification) (which indicates the type of message subfield) as 'grant', it indicates that the current message content indicates the Id (Identification) of the slave for the point-to-multipoint RAU delivery method. At this time, the value of the ten message subfields represents a maximum of ten slave addresses. In the downward frame format of (51), the grant subfield 1 (ie, the second grant) is designated as 'multi', the PON Id subfield is designated as 'multi', and the Msg. It shows Id as 'grant', Msg.0 as 'onu1', Msg1 as 'onu3', and Msg.6 as 'onu9'. In (52), among the slaves interpreting these frames, onu1, onu3, and onu9 insert RAU information into the first, second, and seventh subslots in which the second slot of the uplink frame is divided into up to 10 equal parts, and delivered to the master. Show the orientation frame structure.

도 6은 브로드캐스딩 RAU 제어를 위한 프레임 형식을 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하여 브로드캐스딩 RAU 제어를 위한 프레임 형식을 설명한다.6 illustrates a frame format for broadcasting RAU control. A frame format for broadcasting RAU control will be described with reference to FIG. 6.

이는 본 발명의 전체 구성도의 하나로서 매스터와 전체 슬레이브들이 브로드캐스팅 RAU 전달방법에 의하여 RAU를 전달하는 것을 보여준다. 매스터 노드는 하방향으로 53개의 grant들 중에 전체 슬레이브 들을 포함할 수 있는 크기의 슬롯을 할당할 수 있는 다수의 grant들을 'broad'라고 하는 값으로 지정한다. 여기에서 몇 개의 grant들을 'broad'로 정하여야 하는지는 RAU 정보의 크기에 따라 다르다. (61)의 하방향 프레임 포맷에서는 RAU의 크기를 오버헤드를 포함하여 8바이트로 가정하였다. 이 경우에는, (62)에서 보는 것처럼, 한 슬롯의 크기가 56바이트이므로 한 슬롯에는 7개의 RAU 정보들이 포함된다. 또한, 전체 슬레이브가 56개인 경우는 8개의 슬롯이 필요하게 된다. 이 8개의 슬롯은 (61)에서처럼 임의의 8개의 grant들을 'broad'로 지정하였다.This is one of the overall configuration of the present invention shows that the master and the entire slaves deliver the RAU by the broadcasting RAU delivery method. The master node designates a number of grants that can allocate a slot having a size that can include all slaves among the 53 grants as a value called 'broad'. How many grants should be defined as 'broad' depends on the size of the RAU information. In the downlink frame format of 61, the size of the RAU is assumed to be 8 bytes including the overhead. In this case, as shown in (62), since the size of one slot is 56 bytes, one slot includes seven RAU information. In addition, when there are 56 total slaves, eight slots are required. These eight slots designate any eight grants as 'broad', as in (61).

상술한 바와 같은 본 발명은 세계 표준화 기구인 ITU-T와 ATM Forum에서 표준화 작업을 진행 중인 ATM-PON 방식의 점대다중점 토폴로지 통신 시스템에 적용할 수 있는 대역할당 방법과 이를 위한 프레임 형식을 제안하여 한정된 대역폭 내에서 최대한의 대역사용 효율을 이끌어내고 슬레이브들의 각 버퍼에서 전송을 위하여 대기하는 데이터 전송지연을 최소화하여 최고의 QoS(quality of Service)를 만족하도록 하는 데에 그 효과가 있다.As described above, the present invention proposes a band allocation method and a frame format that can be applied to an ATM-PON type point-to-multipoint topology communication system that is being standardized by ITU-T and ATM Forum. It is effective in bringing out maximum bandwidth usage within a limited bandwidth and minimizing data transmission delay waiting for transmission in each buffer of slaves to satisfy the highest quality of service (QoS).

Claims (6)

매스터 노드가 하방향으로 소정개수의 grant들 중에서 필요한 만큼의 RAU grant를 지정하는 제 1 단계;A first step of the master node designating as many RAU grants as necessary from among a predetermined number of grants in a downward direction; 그 grant가 어떤 슬레이브가 어떤 슬롯을 사용하여야 하는지와 어떤 정보를 전달해야 하는지를 지정하는 제 2 단계; 및A second step in which the grant specifies which slave should use which slot and what information to convey; And 슬레이브들이 매 grant 서브필드를 분석해서 해당 grant가 자기에게 해당하는지를 확인하고, 지정된 정보유형을 상방향 슬롯을 통하여 매스터로 그 정보를 전달하는 제 3 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 점대점 RAU 정보 제어방법.Slave analyzes each grant subfield to determine whether the corresponding grant corresponds to the third step, and transmits the information to the master through the uplink slot, the point-to-point RAU information control method . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 단계에서,In the first step, 상기 grant가 임의의 슬레이브가 지정된 슬롯의 어떤 종류의 정보를 전달할 것인가를 결정하는 것을 특징으로 하는 점대점 RAU 정보 제어방법.And the grant determines what kind of information of a given slot is transmitted by any slave. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 정보가 사용자 ATM 셀, PLOAM 셀, IDLE 셀 및 RAU 정보인 것을 특징으로 하는 점대점 RAU 정보 제어방법.And the information is user ATM cell, PLOAM cell, IDLE cell and RAU information. 매스터 노드가 하방향으로 소정개수의 grant들 중에서 임의의 한 개의 grant를 지정하는 단계; 및Specifying, by the master node, any one of a predetermined number of grants in a downward direction; And 슬레이브들 중에 소정의 서브필드가 상방향 프레임의 슬롯의 서브슬롯에 RAU 정보를 삽입하여 매스터로 전달하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 점대다중점 RAU 정보 제어방법.And a predetermined subfield among the slaves inserts the RAU information into the subslot of the slot of the uplink frame and transmits the RAU information to the master. 매스터 노드가 하방향으로 소정개수의 grant들 중에서 전체 슬레이브들을 포함할 수 있는 크기의 슬롯을 할당할 수 있는 다수의 grant들을 지정하는 단계; 및Designating, by the master node, a plurality of grants capable of allocating slots having a size that can include all slaves from a predetermined number of grants in a downward direction; And 각 슬레이브들이 해당 슬롯들의 서브슬롯들에 순서적으로 RAU 정보를 전달하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 브로드캐스팅 RAU 정보 제어방법.And transmitting slave RAU information sequentially to subslots of corresponding slots. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 지정단계에서 RAU 정보의 크기에 따라 다르게 grant들을 지정하는 것을 특징으로 하는 점대점 RAU 정보 제어방법.The point-to-point RAU information control method characterized in that the granting step in accordance with the size of the RAU information in the designation step.
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KR100719741B1 (en) * 2001-04-16 2007-05-17 주식회사 케이티 An implementation method of predictor for data recovery and phase monitoring in ATM-PON
KR100726585B1 (en) * 2001-04-16 2007-06-11 주식회사 케이티 A Grant processing method for ONU in ATM-PON

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