KR19990070901A - 비동기전송방식 수동광통신망(atmpon) 매체접속제어(mac) 프로토콜 구현 방법 - Google Patents

비동기전송방식 수동광통신망(atmpon) 매체접속제어(mac) 프로토콜 구현 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비동기전송방식 수동 광통신망(ATMPON) 매체접속제어 프로토콜 구현 방법에 관한 것으로, ATM을 기반으로 하는 PON에서 효율적인 망자원의 사용과 다양한 ATM 서비스를 제공하기 위한 매체접속제어(MAC)기법을 설계하는 기술에 관한 것인 바, ABR 셀에 대해서는 최소셀율(MCR)값을 보장 받을 수 있고, UBR 셀에 대해서는 충돌을 피하며, 상향 전송 채널의 이용률을 높이면서 효율적으로 전송할 수 있는 장점을 제공하고, 또한 다양한 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있으며, 다수의 사용자가 비용이 높은 광자원을 효율적이고, 경제적으로 공유하는 형태로 사용할 수 있어 경제적인 효과를 얻는다.

Description

비동기전송방식 수동광통신망(ＡＴＭＰＯＮ) 매체접속제어(ＭＡＣ) 프로토콜 구현 방법
본 발명은 비동기전송방식 수동 광통신망(이하 ATM Passive Optical Network : 이하 ATMPON 이라 칭한다) 매체접속제어 프로토콜 구현 방법에 관한 것으로, ATM을 기반으로 하는 PON에서 효율적인 망자원의 사용과 다양한 ATM 서비스를 제공하기 위한 매체접속제어(이하 MAC라 칭한다)기법을 설계하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 PON은 'FTTH(Fiber To The Home)' 또는 'FTTC(Fiber To The Corner)' 가입자 액세스 노드와 망 단말기(Network Termination : 이하 NT 라 칭한다) 사이에 수동분배기 또는 파장분할다중화(WDM) 소자를 사용하는 구조로 모든 노드는 버스나 트리구조의 형태로 분산된 토폴로지이다.
PON 시스템은 광가입자망을 액세스하기 위한 것으로 도 1에 도시된 바와 같이 가정 및 회사 등의 내부에 설치된 광 통신망 유니트(Optical Network Unit : 이하 ONU라 칭한다)(1)와;
NT(2)와;
상기 각 ONU(1) 및 NT(2)들과 광 케이블로 연결된 전화국축 광 종단장치(Optical Line Terminator : 이하 OLT라 칭한다)(3)들을 포함하여 구성되며;
상기 각 OLT(3)를 통해 인터넷 서비스(internet), 전화 서비스(telephone), 대화형 비디오 서비스(interactive video) 등 각종 서비스를 제공받는다.
이러한 PON 방식에서는 사용자들이 교환장비(Exchange equipment)와 광자원의 공유가 가능하며, 광 분배망이 수동적(passive)이기 때문에 유지 비용이 낮고, 공급자가 쉽게 스플릿을 추가 삭제할 수 있는 유연성이 높으며, 또한 고도의 자원 공유로 가입자당 비용이 낮은 장점을 가지고 있다.
그러나 PON에서는 다수의 사용자가 광자원을 공유하기 때문에 사용자들 사이에 충돌 문제점이 발생하게 된다.
이에 따라 PON에서는 사용자들 간에 충돌 문제없이 정보를 전송하고, 효율적으로 망자원을 사용할 수 있는 매체접속제어(MAC)기법이 필요하다.
본 발명에서는 상기에 기술한 바와 같은 종래 요구사항을 감안하여, NT와 OLT 간 상/하향 전송 프레임을 정의한 다음, 상향 프레임을 이용하여 정보 전송을 위한 NT1(Network Termination)의 지역 큐 정보를 보내어 미리 예약을 하고, 이에 대한 허락(permit)은 ATM 트래픽의 품질서비스(이하 QoS라 칭한다)를 보장하기 위한 셀 단위의 대역할당알고리즘을 이용하는 MAC 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 일반적인 광가입자망 액세스 구조 및 PON의 해당위치를 나타내는 개략적인 블럭도.
도 2는 본 발명이 적용되는 트리 구조를 갖는 PON의 개략적인 블럭도.
도 3(a) ∼ (f)는 본 발명에 의해 정의된 상향 전송 프레임 구조도.
도 4(a) ∼ (b)는 본 발명에 의해 정의된 하향 전송 프레임 구조도.
도 5는 본 발명에 의해 구현된 MAC 프로토콜의 전체 흐름을 나타내는 순서도.
도 6은 도 5에서 슬롯을 할당하는 과정을 상세히 나타내는 순서도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 광 통신망 유니트(ONU) 2 : 망 단말기(NT)
3 : 전화국축 광 종단장치(OLT) 4 : 광분배망(ODN)
5 : 지역교환(Local Exchange)
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 비동기전송방식 수동광통신망(ATMPON)에서 가입자측과 전화국측 사이 광전송 프로토콜 방식에 있어서,
광전송시 비지정비트율(UBR) 셀에 대해서는 충돌을 피하면서 효율적으로 셀을 전송할 수 있도록, UBR 트래픽에 대한 요구정보를 저장하는 별도의 필드를 포함하는 상향프레임 구조를 정의하고;
가용비트율(ABR) 셀에 대해서는 최소셀율(MCR)을 보장받을 수 있도록 MCR 값을 설정해 이 값의 역수로 전역 카운터를 셋팅하며;
상향 전송 채널의 이용률을 향상시키도록 상기 상향 프레임에 대응하는 하향 프레임의 구조를 정의하여;
대역할당 방식으로 셀을 전송하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적 및 특징들, 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명이 적용되는 PON 구조의 트리 구조를 나타내는 구조도로, PON 시스템은 트리구조의 루트에 위치하며 액세스망의 각 가입자들에게 정보를 제공하기 위하여 중심적인 역할을 수행하는 OLT(3)와;
ONU와 OLT사이에 위치하며 트리 토폴로지 구조를 갖는 광분배망(Optical Distribution Network : 이하 ODN 이라 칭한다)(4)과;
상기 ODN(4)과 접속되어 다수개의 NT(2)들을 OLT(3)에 연결하는 ONU(1); 및
상기 OLT(3)와 연결되어 ATMPON에서 제공하는 각 서비스 노드들을 스위칭하는 지역교환(5)들을 포함하여 구성한다.
여기서 다양한 ATM 트래픽을 고려한 대역할당알고리즘을 수행하는 곳은 상기 OLT(3)이다.
상기와 같은 구조 상에서 본 발명에서 구현된 프로토콜의 수행 형태를 간략하게 설명하면, 상향 프레임을 통해 예약을 신청하면, ATM 트래픽의 QoS를 보장하기 위한 셀 단위의 대역할당알고리즘을 통해 발생한 허락 정보가 전역(global) 큐에 저장되고, 이어 하향 프레임을 통해 다수의 NT 중 해당 NT(2)에 허락을 알린다.
요구에 대한 허락을 받은 상기 NT(2)는 수신한 허락정보를 참고하여 정보를 전송한다.
여기서 하나의 허락정보는 해당 NT(2)에서 상향 프레임의 한 개 슬롯을 이용할 수 있음을 의미하며, 상향 프레임의 한 개의 슬롯을 통해 ATM 셀 뿐만 아니라, NT(2)에 있는 지역 큐(local queue)정보를 함께 보내므로써 예약과 정보 전송을 동시에 할 수 있다.
그리고 상향 프레임에 대한 대역 할당은 ATM 트래픽별 특성을 고려하여 QoS를 만족시킬 수 있도록 우선 순위(CBRVBRABRUBR)를 가지고 동적으로 할당된다.
이하 본 발명에서 정의한 상기 상/하향 프레임 구조에 대해 상세히 알아보면, 도 3은 상향 프레임에 대한 구조를 나타내는 바, 상향 프레임은 3개 부분으로 나뉜다.
첫 번째 영역은 ATM 셀과 요구 정보가 함께 전송되는 462비트의 슬롯(Slot)이고, 이 슬롯은 17비트의 물리 계층 프리엠블(preamble)(PL)과;
다음 상향 프레임의 슬롯을 예약하기 위한 NT(2)의 지역 큐 정보를 나타내는 7비트의 'QLCBR, QLVBR, QLABR(Queue Lenght CBR/VBR/ABR)'과;
실제 정보 부분인 ATM 셀에 해당되는 셀 (Cell)로 구성된다.
이때 NT(2)는 항등비트율(CBR), 가변비트율(VBR), 가용비트율(ABR), 비지정비트율(UBR) 트래픽에 대한 네가지 형태의 지역 큐를 운영하며, 프레임 구조에서 'QLCBR, QLVBR, QLABR, QLUBR' 영역의 값은 각각의 큐에 도착한 셀의 개수를 나타낸다. 이때 QLUBR은 뒤에 설명될 U_RG 슬롯을 이용해 NT들의 지역 큐에 도착한 UBR 셀의 개수를 나타낸다. ---- 도 3의 (a),(d) 참조
그리고 상기와 같은 슬롯만으로는 처음 전송을 시도하는 NT(2)들에 대한 요구 정보를 OLT(3)에 보낼 수 없게 된다.
따라서 이런 문제를 해결하기 위해 상향 프레임의 두 번째 영역인 요청 그룹(Request Group : 이하 RG 라 칭한다)을 정의하며, 이 RG의 사용에 따라 트래픽의 변화에 좀 더 빨리 적응할 수 있는 효과가 수반된다.
이와 같은 RG는 도 3의 (c)에 상세하게 도시된 바, 9개의 NT(2)들에 대한 요구 정보를 통합한 형태를 가지며, 같은 길이(50비트)를 갖는 9개의 요구 필드(REQi ∼ REQi+8)로 구성된다.
본 발명에서는 NT1의 개수를 81개로 가정하였고, 한 프레임내에 RG를 9개를 두어 81개의 NT(2)들에 대한 요구 정보를 모두 수용할 수 있도록 한다.
또한, 각 요구 필드는 도 3의 (e)에 도시된 바와 같이 17비트의 물리 계층 프리엠블(PL)과;
'CBR, VBR, ABR' 셀에 대한 도착 정보를 나타내는 7비트의 'QLCBR, QLVBR, QLABR(CBR의 큐길이, VBR의 큐 길이, ABR의 큐 길이)'과;
오류 검색을 위한 CRC로 구성된다.
이어 상향 프레임의 세번째 U_RG(UBR Request Group) 부분은 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, UBR 트래픽에 대한 요구정보를 보내는 부분으로 15개의 NT(2)들에 도착한 대기중인 'UBR' 셀 정보를 나타내며, 도 3의 (f)에 도시된 바와 같이 각 요구필드는 17비트의 물리 계층 프리엠블(PL)과;
UBR셀에 대한 도착 정보를 나타내는 QLUBR과;
오류 검색을 위한 CRC로 구성된다.
그리고 상기 각 구조에서 마지막 비트에 정의된 스페어(spare) 비트들은 확장용으로 사용되는 비트이고, 상기와 같은 구조들을 포함하는 전체 프레임 구조가 도 3의 (b)에 도시되어 있다.
한편, 하향 프레임의 구조를 보면 도 4의 (a)에 도시되었으며, 이는 462비트의 다수의 슬롯으로 구성되고, 각 슬롯을 통해 NT(2)들의 전송 요구에 대한 허락 정보를 보낸다.
이 허락 정보는 OLT(3)내의 대역할당 알고리즘에 의해 정해진다.
각 슬롯의 상세 구조는 도 4의 (b)에 도시되어 17비트 물리계층 프리엠블과;
3비트의 클래스(Class : 이하 CL 이라 칭한다) 필드와;
해당 NT(2)의 주소를 저장하는 7비트의 NT 어드레스와;
정보를 저장하는 ATM 셀과;
확장용의 스페어로 구성된다.
상기에서 CL필드의 값은 CL=0일 때 CBR셀, CL=1일 때 VBR셀, CL=2일때 ABR셀, CL=3일 때 UBR, CL=4일 때 RG, CL=5일 때 U_RG에 대한 허락정보임을 나타낸다.
RG에 대한 허락정보는 상향에서 NT(2)들에 대한 요구 정보를 그룹화한 RG를 보낼 수 있도록 하고, d개(본 발명에서는 약 17개로 설정함)의 타임 슬롯 마다 주기적으로 발생된다.
전술한 상/하향 전송 프레임을 기반으로 하여 전체적인 MAC 알고리즘을 도 5에 나타냈다.
이 알고리즘은 상기에서도 잠시 언급한 바와 같이 OLT(3)에서 수행되는 대역할당 알고리즘으로 그 흐름을 간략히 설명하면 다음과 같다.
먼저 상향으로 NT 슬롯이 OLT(3)로 전송되면, OLT(3)에서는 전송된 것이 어떤 슬롯인지를 판단한다 ---- 제 1과정(S1);
상기 판단 결과 RG이면 9개의 NT에 대한 전송허락 정보를, URG이면 UBR셀들에 대한 허락 정보를, 정보 슬롯이면 우선 순위 및 트래픽 특성을 고려하여 허락 정보를 결정(제 2과정 (S2))한 후, 이에 해당되는 슬롯들을 할당한다 ---- 제 3과정 (S3);
슬롯 할당이 완료되면 허락 정보를 전송한 다음 다시 상기 과정(S1 ∼ S3)들을 반복 수행한다 ---- 제 4과정 (S4);
이때 상기 허락정보를 할당하는 과정 S3에서 상향에서 전송된 RG 슬롯의 각 NT에 대한 허락정보와 정보 슬롯, URG 슬롯의 허락 정보에 대한 슬롯을 할당하는 것 이 외에 상향에서 RG 슬롯 전송을 위한 허락정보에 대한 슬롯할당은 초기 RG의 주기에 해당되는 d값(본 발명에서는 도 3에 표기한 'd' 값으로 정함)으로 초기화 한후 내부 카운터(다운 카운터 사용)를 사용하여 허락 정보가 전송될때마다 1씩 감소시켜 카운터 값이 0이 될 때 할당된다.
또한 ABR의 트래픽에 대한 허락정보에 대해서도 최소셀율(Minimum Cell Rate : 이하 MCR이라 칭한다)값을 만족시키기 위한 별도의 카운터를 두어 할당하도록 하였다.
상기와 같은 과정들을 더욱 상세히 설명하면 하기와 같다.
ATM 트래픽 셀, RG, U_RG에 대한 허락정보를 결정해 전역 파이포(FIFO) 큐에 저장하고, 하향 프레임을 통하여 각 NT(2)들에 이를 전송하는데, 이때 하향 프레임으로 전송된 허락정보는 해당 NT에서 상향 프레임을 통해 슬롯(Slot, RG, U_RG 중의 하나) 1개를 전송할 수 있음을 의미하고, RG에 대한 허락정보를 받으면 해당 9개의 NT들의 요구 정보를 통합한 RG 슬롯 1개를 전송할 수 있음을 의미한다.
허락정보는 각 트래픽에 QoS를 보장하기 위하여 우선순위에 따라 CBRVBRABRUBR의 순으로 할당된다.
이때 ABR 트래픽에 대해서는 최소셀율을 보장한다.
그리고 본 발명의 핵심사항 중의 하나인 UBR 트래픽에 대한 대역할당 알고리즘을 설명하기 전에 먼저 기존의 UBR 트래픽에 대한 대역할당 알고리즘을 잠깐 설명하기로 한다.
기존에는 전역 카운터(global counter)를 두어, 이 값에 해당되는 NT에게만 전송할 기회를 주고, 그 다음 UBR 전송시에는 카운터 값이 증가하여 이에 해당되는 NT에 대한 전송할 기회를 주는 것으로 순서적으로 NT에 대한 UBR 셀 전송의 기회를 주었다.
그러나 이 방법은 해당 NT에 대기중인 UBR 셀이 없는 경우에도 허락정보를 전송하므로 다음 상향 프레임내에 해당 슬롯이 빈 슬롯으로 전송되어 상향 채널을 효율적으로 사용하지 못하는 단점을 갖는다.
본 발명에서는 이러한 단점을 해결하기 위하여 CBR, VBR, ABR에 대한 허락정보를 저장하고 있는 전역 파이포 큐가 비었을 때, 대기중인 UBR 트래픽 정보를 OLT(3)가 알기 위해 NT에 U_RG에 대한 허락정보를 하향 프레임을 통해 전송한다.
NT 측에서는 15개의 NT들의 UBR셀에 대한 요구정보를 하나의 U_RG로 구성하여 OLT(3)에 전송한다.
이어 OLT(3)에서는 U_RG를 보고 각 NT들의 UBR셀에 대한 허락정보는 UBR을 위한 별도의 전역 파이포 큐에 저장한 후, ATM 셀과 RG에 대한 허락정보를 저장하고 있는 전역 파이포 큐가 비었을 때만 UBR셀을 전송하도록 하여 충돌문제 회피 및 전송채널의 이용율을 향상시키도록 한 것이다.
상기와 같은 이론을 적용하여 ATM 트래픽 특성을 고려한 상세한 대역할당절차를 상세히 설명하면 도 6에 도시된 바와 같다.
우선 NTi(i=1...N)에 대하여 CBR, VBR 트래픽에 대해서는 우선 순위에 따라 QLCBRi≠0이면 CBR 셀에 대해서 우선적으로 할당을 해준다. 만약 QLCBRi＝0 이고, QLVBRi≠0 인 경우에는 VBR 셀에 대해서 할당한다.
NTi에 대한 ABR 트래픽에 대해서는 먼저 QLCBRi＝0, QLVBRi＝0 이고, QLABRi≠0 인 경우, ABR 셀에 대한 슬롯을 할당한다.
또한 ABR 트래픽에 대한 MCR을 보장하기 위하여 OLT(3) 내의 MAC 제어기는 카운트다운 카운터(CNT_D(i))와 요구 카운터(R_CNT(i))를 운영하고, 이 값은 다음과 같은 조건으로 변한다.
각 NTi의 CNT_D(i)값은 초기의 NTi의ABR셀에 대한 허락 정보가 전역 파이포 큐에 추가되는 경우에 MCR값의 역수값인 mi= 1/MCRi로 초기화 된다.
CNT_D(i)값은 전역 파이포에서 하향으로 한 슬롯이 나갈 때마다 1씩 감소하며, CNT_D(i) ≤ 0 이면 NTi의 ABR 셀에 대한 허락정보를 전역 파이포 큐에 삽입하고 CNT_D(i)값을 다시 mi로 초기화 시킨다.
또한, R_CNT(i)는 각 NTi에서 상향 프레임을 통해 가장 최근에 전송한 슬롯의 ABR셀에 대한 요구개수로 초기화 시키고, 이 값은 전역 파이포 큐에 NTi의 ABR셀에 대한 허락정보가 추가될 때마다 1씩 감소 시킨다.
상기와 같은 두 카운터 정보를 이용하여 ABR 트래픽을 할당하는 대역할당 절차는 다음과 같다.
할당은 CBR, VBR 트래픽에 대해서 먼저 할당하지만, ABR트래픽의 MCR값을 보장하기 위해 다음 조건하에서는 ABR 트래픽에 대해서도 할당할 수 있다.
첫째, CNT_D(i) ≤ 0이고, R_CNT(i)≠0이면 NTi에 대한 허락 정보를 전역 파이포 큐에 삽입한다.
이때 CNT_D(i)값은 mi값으로 다시 설정되고, R_CNT(i)값은 ABR셀에 대한 허락 정보가 발생했기 때문에 1만큼 감소한다.
둘째, 전역 파이포 큐가 비어있는 경우, R_CNT(i)≠0인 NTi가 있으면 해당 NTi의 ABR셀에 대한 허락 정보를 전역 파이포 큐에 삽입한다.
단, 모든 R_CNT(i)=0 일때는 UBR트래픽에 대해 할당한다.
한편, UBR 트래픽에 대한 대역할당 조건 및 절차는 다음과 같다.
전역 파이포 큐가 비어있고 ABR 트래픽에 대한 요구가 없는 경우 즉, 모든 i에 대하여 R_CNT(i)＝0 인 경우에는 UBR트래픽에 대한 대역할당이 이루어진다.
OLT(3)는 U_RG 에 대한 허락 정보를 전역 파이포 큐에 삽입한다.
이 허가정보를 받은 15개의 NT들은 UBR 셀에 대한 요청 그룹정보인 U_RG를 통해 대기중인 UBR셀의 수를 OLT(3)에 보낸다.
상기 정보를 받은 OLT(3)는 UBR셀에 대한 허락정보를 별도의 UBR을 위한 전역 파이포 큐에 삽입하고 UBR셀에 대한 실제적인 전송은 ATM 셀과 RG에 대한 허락정보를 저장하고 있는 전역 파이포 큐가 비어 있으면서, 별도의 UBR트래픽을 위한 전역 파이포 큐에 허락정보가 있는 경우에 허락정보를 받은 해당 NT에서 이루어진다.
상기에 기술한 바와 같은 이론을 바탕으로 한 할당 흐름을 순서도를 통해 요약 설명하면 하기와 같다.
NT로 부터 슬롯을 할당받으면 먼저 전역 파이포 큐가 비어있는지 검색한 후, 전역 파이포 큐가 비어 있으면 UBR 트래픽에 대한 허락 정보를 전송하도록 하는 과정(T1)과;
상기 검색 결과 전역 파이포 큐가 비어있지 않으면 RG 트래픽에 대한 허락 정보 전송 주기인지 검색한 다음 만족하면 RG 트래픽 허락정보를 전송하도록 하는 과정(T2)과;
상기 검색 결과 RG 트래픽에 대한 처리 주기가 아니면 NT 중에서 m = 0 NT가 있는지 검색(여기서 m = 1/MCR으로, m은 최소셀율을 만족하기 위해서 ABR 셀을 보낸 후, 다음 ABR 셀을 보내기까지의 최대 간격(슬롯)을 나타냄, 즉 '최대 ABR 셀 전송 간격값' 임)하여 있으면 ABR 트래픽에 대한 허락 정보를 전송하도록 하는 과정(T3)과;
상기 RG 트래픽, ABR 트래픽 허락정보를 보낼 준비 과정 후와 m = 0인 NT가 존재하지 않으면 상향으로부터 받은 슬롯이 전송 준비중인 허락 정보가 정보 슬롯에 해당하는지, 아니면 RG 슬롯에 해당하는지 판단하여 정보 슬롯이면 전송할 트래픽을 결정하여 전송 준비를 행하는 과정(T4)과;
상기 판단결과 RG 슬롯이면 9개의 NT를 통합한 RG 트래픽을 위해 허락 정보를 전송하도록 슬롯을 할당하는 과정(T5)을 포함하여 실행한다.
상기 UBR 트래픽에 대한 허락 정보를 전송하도록 하는 과정(T1)은, 모든 NT에 대해 R_CNT = 0 가를 판단하여 조건을 만족하지 않으면 ABR 트래픽에 대한 허락 정보를 전송하기 위해 슬롯을 할당하는 과정(T11)과;
상기 과정에서 판단 결과 조건에 만족하면 UBR 트래픽을 위한 전역 파이포 큐가 비어있는지 검색하여 비어 있지 않으면 허락 정보를 보내지 않고, 반대로 비어 있으면 URG 트래픽에 대한 허락정보를 전송하기 위해 슬롯을 할당하는 과정(T12)을 포함하여 수행한다.
상기 NT 슬롯일 경우 전송할 트래픽을 결정하여 전송 준비를 행하는 과정(T4)은, 현재 할당할 슬롯이 URG 트래픽에 대한 슬롯인지 판단하여 조건에 만족하면 15개에 대한 UBR 트래픽의 허락 정보를 전송하기 위해 슬롯을 할당하는 과정(T41)과;
상기 과정에서 판단결과 URG 슬롯이 아니면 정보 셀 중 QLCBR 0 가의 여부를 판단하여 조건에 만족하면 CBR 트래픽을 위한 허락정보를 전송하기 위해 슬롯을 할당하는 과정(T42)과;
상기 판단결과 QLCBR이 0이면 QLVBR 0 가의 여부를 판단하여 조건에 만족하면 VBR 트래픽을 위한 허락정보를 전송하기 위해 슬롯을 할당하는 과정(T43)과;
상기 판단결과 QLVBR이 0이면 ABR 트래픽을 위한 허락정보를 전송하기 위해 슬롯을 할당하는 과정(T44)을 포함하여 수행한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 광가입자망을 액세스하기 위한 ATM PON 에서 매체접속제어(MAC) 방식을 제공하므로써, ABR 셀에 대해서는 최소한 MCR값을 보장 받을 수 있고, UBR 셀에 대해서는 충돌을 피하며, 상향 전송 채널의 이용률을 높이면서 효율적으로 전송할 수 있는 장점을 제공하고, 또한 다양한 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있으며, 다수의 사용자가 비용이 높은 광자원을 효율적이고, 경제적으로 공유하는 형태로 사용할 수 있어 경제적인 효과를 얻는다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 비동기전송방식 수동광통신망(ATMPON)에서 가입자측과 전화국측 사이 광전송 프로토콜 방식에 있어서,
    광전송시 비지정비트율(UBR) 셀에 대해서는 충돌을 피하면서 효율적으로 셀을 전송할 수 있도록, UBR 트래픽에 대한 요구정보를 저장하는 별도의 필드를 포함하는 상향프레임 구조를 정의하고;
    가용비트율(ABR) 셀에 대해서는 최소셀율(MCR)을 보장받을 수 있도록 MCR 값을 설정해 이 값의 역수로 전역 카운터를 셋팅하며;
    상향 전송 채널의 이용률을 향상시키도록 상기 상향 프레임에 대응하는 하향 프레임의 구조를 정의하여;
    대역할당 방식으로 셀을 전송하는 것을 특징으로 하는 ATMPON 매체접속제어(MAC) 프로토콜 구현 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 UBR 셀에 대한 충돌을 피하기 위한 방법으로, 항등비트율(CBR), 가변비트율(VBR), 가용비트율(ABR)에 대한 허락정보를 저장하고 있는 전역 파이포 큐가 비었을 때, 전화국측의 광종단장치(OLT)에서 가입자측의 망 단말기(NT) 측으로 UBR 요청그룹(U_RG)에 대한 허락정보를 하향 프레임을 통해 전송하고;
    NT 측에서는 이에 대응하는 U_RG를 구성하여 OLT에 전송하며;.
    이어 OLT에서는 상기 U_RG를 참조하여 각 NT들의 UBR셀에 대한 허락정보는 UBR을 위한 별도의 전역 파이포 큐에 저장하고;
    ATM 셀과 RG에 대한 허락정보를 저장하고 있는 전역 파이포 큐가 비었을 때만 UBR셀을 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 ATMPON 매체접속제어(MAC) 프로토콜 구현 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상향 프레임 구조는 ATM 셀과 요구정보가 함께 전송되는 슬롯 필드와;
    트래픽 변화에 빨리 적응할 수 있도록 하며 망 단말기(NT) 들의 예약 정보를 저장하는 요청 그룹(RG)필드와;
    UBR 트래픽에 대한 요구정보를 저장하는 UBR 요청 그룹(U_RG)필드를 포함하는 구조인 것을 특징으로 하는 ATMPON 매체접속제어(MAC) 프로토콜 구현 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 상향 프레임 구조 중 슬롯 필드는, 물리 계층 프리엠블(PL)과;
    다음 상향 프레임의 슬롯을 예약하기 위한 NT의 지역 큐 정보를 나타내는 CBR큐의 길이와, VBR큐의 길이 및 ABR큐의 길이와;
    실제 ATM 셀 정보를 저장한 셀 비트를 포함하는 구조인 것을 특징으로 하는 ATMPON 매체접속제어(MAC) 프로토콜 구현 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 프레임 구조에서 QLCBR, QLVBR, QLABR 비트의 값은 각각의 큐에 도착한 셀의 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 ATMPON 매체접속제어(MAC) 프로토콜 구현 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 상향 프레임 구조 중 RG 필드는, 다수개의 NT들에 대한 요구 정보를 통합한 형태로 같은 길이를 갖는 다수개의 요구 필드로 구성되며;
    각 요구 필드에서 CBR비트와 VBR비트를 구분하는 것을 특징으로 하는 ATMPON 매체접속제어(MAC) 프로토콜 구현 방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 상향 프레임 구조 중 U_RG 필드는, 다수개의 NT들에 대한 UBR 셀 요구정보를 통합한 형태로 같은 길이를 갖는 다수개의 요구 필드로 구성되는 것을 특징으로 하는 ATMPON 매체접속제어(MAC) 프로토콜 구현 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 다수개의 요구필드 중 각 요구필드는, 물리 계층 프리엠블(PL)과;
    UBR 셀에 대한 도착 정보를 나타내는 QLUBR과;
    오류 검색을 위한 CRC를 포함하는 구조인 것을 특징으로 하는 ATMPON 매체접속제어(MAC) 프로토콜 구현 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 하향 프레임 구조는 CBR과 VBR 을 구분하는 클래스(CL) 필드를 포함하는 구조인 것을 특징으로 하는 ATMPON 매체접속제어(MAC) 프로토콜 구현 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 클래스 필드에서 CL = 0 이면 CBR 셀에 대한 허락정보를,
    CL = 1 이면 VBR 셀에 대한 허락정보를,
    CL = 2 이면 ABR 셀에 대한 허락정보를,
    CL = 3 이면 UBR 셀에 대한 허락정보를,
    CL = 4 이면 RG 에 대한 허락정보를,
    CL = 5 이면 U_RG 에 대한 허락정보를 나타내는 것을 특징으로 하는 ATMPON 매체접속제어(MAC) 프로토콜 구현 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 대역할당 처리 과정에서 상향 프레임 전송시 과정은, 전화국측에서 전송하고자 하는 허락 정보가 있으면 이 정보가 어떤 정보인지 판단하여 각 해당되는 슬롯을 통해 전송할 수 있도록 하는 과정과;
    상기 판단결과 RG에 해당하는 정보이면 RG 슬롯을 통해 전송하도록 하고, 정보에 관한 셀이면 CBR, VBR, ABR 각각에 대한 큐에 슬롯이 있으면 우선 순위 및 트래픽 특성을 고려하여 이의 해당 트래픽 슬롯을 통해 전송할 수 있도록 하며, URG에 해당하는 정보이면 URG 슬롯을 통해 전송할 수 있도록 준비하는 과정과;
    상기 과정을 통해 전송할 슬롯들이 정해지면 그에 해당하는 슬롯들을 할당하는 과정과;
    슬롯 할당이 완료되면 허락 정보를 전송한 다음 다시 상기 과정들을 반복 수행하는 과정을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 ATMPON 매체접속제어(MAC) 프로토콜 구현 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 각 슬롯을 전송할 수 있도록 준비하는 과정에서 RG 슬롯에 관한 정보인 경우는, OLT로 부터 허락 정보가 전송될때마다 값이 감소되는 다운 카운터를 설정한 다음, 다운 카운터의 값이 0이 되면 삽입하여 전송하는 것을 특징으로 하는 ATMPON 매체접속제어(MAC) 프로토콜 구현 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 슬롯을 할당하는 과정은, NT로 부터 슬롯을 할당받아 전역 파이포 큐가 비어있으면 UBR 트래픽에 대한 허락 정보를 전송하도록 하는 과정과;
    이어 전역 파이포 큐가 비어있지 않으면 RG 트래픽에 대한 허락 정보 전송 주기인지 검색하여 RG 트래픽 허락정보를 전송하도록 하는 과정과;
    이어 RG 트래픽에 대한 처리 주기가 아니면 NT 중에서 '최대 ABR 셀 전송 간격값'(m = 1/MCR)이 0보다 작은 NT가 있으면 ABR 트래픽에 대한 허락 정보를 전송하도록 하는 과정과;
    상기 RG 트래픽, ABR 트래픽 허락정보를 보낼 준비 과정 후와, 모든 NT에 대한 '최대 ABR 셀 전송 간격값'이 0보다 크면 상향으로부터 받은 슬롯을 판단하여, 정보 슬롯이면 전송할 트래픽을 결정하여 전송 준비를 행하는 과정과;
    상기 판단결과 RG 슬롯이면 9개의 NT를 통합한 RG 트래픽을 위해 허락 정보를 전송하도록 슬롯을 할당하는 과정을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 ATMPON 매체접속제어(MAC) 프로토콜 구현 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 UBR 트래픽에 대한 허락 정보를 전송하도록 하는 과정은, 모든 NT에 대해 요청정보 횟수를 카운팅 하는 카운터 값이 0보다 크면 ABR 트래픽에 대한 허락 정보를 전송하기 위해 슬롯을 할당하는 과정과;
    상기 과정에서 판단 결과 조건에 만족하면 UBR 트래픽을 위한 전역 파이포 큐가 비어있는지 검색하여 비어 있지 않으면 허락 정보를 보내지 않고, 반대로 비어 있으면 URG 트래픽에 대한 허락정보를 전송하기 위해 슬롯을 할당하는 과정을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 ATMPON 매체접속제어(MAC) 프로토콜 구현 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 슬롯 판단결과 정보 슬롯일 경우 전송할 트래픽을 결정하여 전송 준비를 행하는 과정은, 현재 할당할 슬롯이 URG 트래픽에 대한 슬롯일때 UBR 트래픽의 허락 정보를 전송하기 위해 슬롯을 할당하는 과정과;
    상기 과정에서 판단결과 URG 슬롯이 아니면 QLCBR이 0보다 클때 CBR 트래픽을 위한 허락정보를 전송하기 위해 슬롯을 할당하는 과정과;
    상기 판단결과 QLCBR이 0이면 QLVBR이 0봐 클때 VBR 트래픽을 위한 허락정보를 전송하기 위해 슬롯을 할당하는 과정과;
    상기 판단결과 QLVBR이 0이면 ABR 트래픽을 위한 허락정보를 전송하기 위해 슬롯을 할당하는 과정을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 ATMPON 매체접속제어(MAC) 프로토콜 구현 방법.
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