KR20030028613A - 파장 분할 다중화 네트워크에서 결합/분기 다중화기와파장의 수를 최적화하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파장 분할 다중화 네트워크에서 광경로에 사용되는 결합/분기 다중화기와 파장의 수를 최적화하는 방법에 관한 것으로, 특히 파장의 변화에 의해 한 노드에서 다른 노드로 데이터가 전달되는 통신 채널의 광경로와 결합/분기 다중화기의 수를 최적화하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 파장의 변화에 의해 한 노드에서 다른 노드로 데이터가 전달되는 통신 채널에서 임의의 노드를 기준으로 파장 분할하고 분할된 각 노드에 결합/분기 다중화기를 추가하는 제1단계와; 상기 분할된 노드에서 각각의 광경로를 하나의 파장링을 형성할 수 있게 묶음을 만드는 제2단계와; 상기 묶음 중 중첩되는 결합/분기 다중화기를 통합하여 다중 결합/분기 다중화기로 대체하는 제3단계로 이루어진 것을 특징으로 한다. 따라서, 파장의 변화에 의해 데이터가 전달되는 비효율적인 통신 채널을 재구성하여 파장과 결합/분기 다중화기가 효율적으로 사용되는 효과가 있다.

Description

파장 분할 다중화 네트워크에서 결합/분기 다중화기와 파장의 수를 최적화하는 방법{OPTIMUM METHOD FOR NUMBER OF WAVELENGTH AND ADD/DROP MULTIPLEXER IN WAVELENGTH-DIVISION MULTIPLEXING NETWORK}
본 발명은 파장 분할 다중화 네트워크에서 파장과 결합/분기 다중화기를 효율적으로 사용하는 방법에 관한 것으로, 특히 데이터가 파장 변화에 의해 한 노드에서 다른 노드로 전달되는 통신 채널을 재구성하여 파장과 결합/분기 다중화기를 효율적으로 사용할 수 있게 한 파장 분할 다중화 네트워크에서 결합/분기 다중화기와 파장의 수를 최적화하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 파장 분할 다중화(Wavelength-Division Multiplexing)는 광섬유를 이용한 데이터 전송에서 사용되는 다중화 방법으로서, 하나의 광섬유에 서로 다른 파장의 빛을 사용하여 데이터를 전송하는 방법이다.
상기 파장 분활 다중화에서 사용되는 결합/분기 다중화기(ADM: Add/Drop Multiplexers)는 전송되는 데이터를 분리하고 재조합하여 각기 다른 경로로 전송하는데 사용된다.
도 1a는 6 파장의 전송 경로와 24 결합/분기 다중화기가 사용된 통신 채널을 도시한 것으로, 각 노드에서 가능한 경로를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 노드 0, 1, 2번은 결합/분기 다중화기가 3개이고 서로 다른 파장이 6개이므로 가능한 경로의 수가 12개임을 알 수 있다. 또한, 노드 3번은 결합/분기 다중화기가 6개이고 서로 다른 파장이 6개이므로 가능한 경로의 수가 36개임을 알 수 있다.
마찬가지로, 노드 5, 6번은 결합/분기 다중화기가 3개이고 서로 다른 파장이 6개이므로 가능한 경로의 수가 12개임을 알 수 있다. 또한, 노드 7, 8번은 결합/분기 다중화기는 0개이고, 서로 다른 파장이 6개이므로 가능한 경로의 수가 6개이다.
이와 같은 통신 채널은 결합/분기 다중화기의 수를 줄이고 파장 수를 늘려 노드에 따른 경로의 갯수가 같은 다른 통신 채널로 변환될 수 있다.
이러한 예가 바로 도 1b와 같이 9 파장, 21개의 결합/분기 다중화기를 갖는 통신 채널이다.
상기 통신 채널을 살펴보면, 노드 0, 1, 2, 4, 5, 6 번은 도 1의 (a)와 같이 경로의 수가 12개임을 알 수 있다. 또한, 노드 3번은 36개의 경로를 가짐을 알 수 있다.
이를 설명하면, 노드 0번에 입력된 데이터는 (a) 파장 또는 (c) 파장 또는 (e) 파장에 실려 노드 3번에 전달되고 노드 3번에서는 (a~f) 파장의 6개 경로로 재분배가 된다. 따라서, 노드 0번의 (a) 파장에 실린 데이터는 노드 3번에서 (a~f) 파장의 6개 경로로 재분배된다.
이와 같은 방법은 하나의 노드에서 공통되는 결합/분기 다중화기의 수를 줄이고 대신 파장의 수를 늘려 결합/분기 다중화기의 수를 최적화한다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 결합/분기 다중화기의 갯수를 줄이고 대신 파장 수를 늘려 통신 채널의 경로를 재구성함은 임의로 공통 노드의 결합/분기 다중화기 수를 줄이는 것은 단순하지만 다른 파장을 사용하는 광경로와 겹쳐질 때의 경우를 고려하지 않은 문제점이 있다.
또한, 사용 가능한 파장의 최저 한계 개수와 결합/분기 다중화기의 최저한계 개수에 의해 제한되는 결합/분기 다중화기의 수의 할당에만 의존하게 됨에 따라 광경로가 노드의 길이보다 길게 책정되어진 경우에는 오히려 결합/분기 다중화기의 수의 비효율적 사용이 불가피한 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 데이터가 파장의 변화에 의해 한 노드에서 다른 노드까지 전달되는 통신 채널을 최적화하여 사용 가능한 파장 수와 결합/분기 다중화기 수를 줄이는 파장 분할 다중화 네트워크에서 결합/분기 다중화기와 파장의 수를 최적화하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 결합/분기 다중화기와 파장의 수를 최적화하는 방법이 적용된 두 통신 채널을 보인 예시도.
도 2는 본 발명 파장 분할 다중화 네트워크에서 결합/분기 다중화기와 파장의 수를 최적화하는 방법을 보인 순서도.
도 3은 도 2의 결합/분기 다중화기와 파장의 수를 최적화하는 방법에 적용되는 다중 결합/분기 다중화기의 구성을 보인 예시도.
도 4는 도 2의 결합/분기 다중화기와 파장의 수를 최적화하는 방법이 적용되는 광경로를 보인 예시도.
도 5는 도 4의 광경로를 분할하고 최적화하는 과정을 보인 예시도.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 임의의 노드를 기준으로 파장과 결합/분기 다중화기를 추가하여 경로를 분할하는 제1단계와; 상기 경로를 재구성하여 파장링을 형성하게 각각의 경로를 나누어 묶음을 만드는 제2단계와; 상기 묶음에서 공통 노드의 중첩된 결합/분기 다중화기를 통합하여 분할된 파장을 재결합하는 제3단계로 동작하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 파장 분할 다중화 네트워크에서 결합/분기 다중화기와 파장의 수를 최적화하는 방법에 대한 동작 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 임의의노드를 선택하여 결합/분기 다중화기가 없는 파장을 분할하고 그 양단에 결합/분기 다중화기를 추가하는 제1단계(S1)와; 상기 제1단계(S1) 실행 후, 분할된 파장 경로를 하나의 파장링을 형성하도록 분할된 경로를 재구성하는 제2단계(S2)와; 상기 재구성된 파장 경로에서 공통되는 결합/분기 다중화기를 통합하여 다중결합/분기 다중화기로 변환하는 제3단계(S3)로 이루어진다.
상기 다중결합/분기 다중화기는 도 3에 도시된 바와 같이, 네트워크의 종단(100)으로부터 입력된 파장을 분할하는 파장분할기(210, 230)와; 상기 파장분할기(210, 230)로부터 분할된 파장을 입력받아 그 분할된 파장에 실린 데이터를 조사하여 경로를 재설정하고 상위 레벨로부터 입력된 패킷을 삽입하는 라우터(220, 240)와; 상기 라우터(220, 240)의 재설정된 경로를 입력받아 그에 대응한 분배기(260)의 입출력을 조절하여 데이터의 전송 경로를 설정하는 중재기(250)로 구성된 것으로 본 발명의 일실시예를 설명한다.
도 4는 종래의 결합/분기 다중화기 변환 방법이 적용이 안 되는 통신 채널의 예를 보인 것으로, 8 파장 16 결합/분기 다중화기로 구성된 통신 채널이다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 노드 0의 (a) 파장에 실린 데이터가 노드 3번에 도착하기 위해서는 노드 5번의 결합/분기 다중화기 51번과 52번을 거쳐 다시 노드 2번의 결합/분기 다중화기 53번과 54번을 거침을 계속하여 노드 3번에 도착한다.
이러한 통신 경로의 설정은 노드 0에서 노드 3까지 데이터의 전달시 4개의 파장링을 경유함을 필요로 한다.
또한, 노드 3에서 노드 4까지 데이터가 전달되기 위해서는 5번의 파장 변화가 있음을 알 수 있다. 위 두 예를 살펴보면 파장의 변화에 의해 데이터가 전달됨을 알 수 있으며 또한 동일한 채널을 통해 데이터가 전달되고 있음도 알 수 있다.
따라서, 결합/분기 다중화기의 재구성과 파장의 재할당이 불가피함을 알 수 있다.
이를 위해, 먼저 도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이 임의의 노드 0번을 선택하고 이 노드 0번을 기준으로 파장 b, d, e, g를 분할하여 파장과 결합/분기 다중화기를 추가한다.
파장 b는 파장 b1, b2로 나누어지고 각각 결합/분기 다중화기 53a번, 53b번이 추가된다. 또한, 파장 d는 파장 d1, d2로 나누어지고 각각 결합/분기 다중화기 57a번, 57b번이 추가된다.
마찬가지로, 파장 e와 g도 위의 과정과 동일하게 실시한다.
이후, 분할된 파장(b1, b2, d1, d2, e1, e2, g1, g2)과 추가된 결합/분기 다중화기(53a, 53b, 57a, 57b, 59a, 59b, 63a, 63b)를 재구성하여 공통된 결합/분기 다중화기를 통합하고 파장 수를 줄인다.
이를 상세히 설명하면, 파장 (a)와 (b1)을 하나의 가상 경로로 설정하고 파장 (b2)와 (c)와 (d1)을 하나의 가상 경로로 설정한다. 마찬가지로, 파장 (d2)와 (e1) 그리고 파장 (e2)와 (f)와 (g1) 그리고 파장 (g2)와 (h)도 각각의 파장링을 구성하도록 설정한다.
이와 같이 5개의 파장링(10~50)을 만든 후, 각각의 파장링에서 공통되는 결합/분기 다중화기를 통합하여 다중결합/분기 다중화기로 대체한다. 이를 통해 12 파장, 24결합/분기 다중화기의 통신 채널이 5 파장, 12다중결합/분기 다중화기의 통신 채널로 변환된다.
여기서, 각각의 파장링에서 공통되는 결합/분기 다중화기를 통합하여 다중결합/분기 다중화기로의 대체 과정을 살펴보면 결합/분기 다중화기 50번과 53a번이 다중결합/분기 다중화기 500번으로 대체되고, 51번과 52의 결합/분기 다중화기는 510번의 다중결합/분기 다중화기로 대체된다.
마찬가지로, 나머지 53b번부터 64번까지의 결합/분기 다중화기는 530번부터 640번까지의 다중결합/분기 다중화기로 대체된다.
상기 다중결합/분기 다중화기의 내부 구성을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 네트워크의 종단에서 입력되는 각각의 파장은 파장분할기(210, 230)를 거쳐 라우터(220, 240)에 입력된다. 이를 통해, 각각의 파장에 실린 데이터는 목적지에 맞게 패킷이 재조합되고 이 데이터의 목적지에 맞는 경로에 재분배되어 전송된다.
여기서, 패킷의 재조합은 라우터(220, 240)에서 행하며, 데이터의 목적지에 맞는 경로의 재분배는 분배기(260)에 의해 행해진다.
이를 상세히 설명하면, 네트워크의 종단(100)에 입력된 데이터는 파장분할기(210, 230)에 의해 여러 채널로 분리되어 라우터(220, 240)에 입력된다.
상기 라우터(220, 240)는 상기 여러 채널에 실린 데이터를 검사하여 데이터의 경로를 재분배한다.
재분배된 데이터의 경로는 제1분배기(261) 또는 제2분배기(262)에 입력되고 중재기(250)를 거쳐 반대편 제1분배기(261) 또는 제2분배기(262)에 입력된다.
이때, 상기 중재기(250)는 파장의 할당을 결정하여 네트워크의 종단에서 다른 파장링을 거쳐 외부로 연결됨을 결정한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 데이터가 파장 변화에 의해 동일한 채널을 통해 전송되는 통신 채널의 경로를 분할하고 재구성함으로써 상호 전송되는 정보의 흐름인 소통량을 분산시키고 결합/분기 다중화기의 효율적 사용이 가능하고 사용되는 파장의 수를 줄이는 효과가 있다.
또한, 한 노드에서 다른 노드로 데이터가 전달시 경유하는 파장링의 갯수가 많은 통신 채널에 적용되면 사용되는 파장 수를 줄이며 다중결합/분기 다중화기 이용시 결합/분기 다중화기의 수도 줄임으로써, 결합/분기 다중화기보다 파장의 사용 효율이 높아야 하는 통신환경에서 매우 유용한 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 임의의 노드를 기준으로 파장과 결합/분기 다중화기를 추가하여 경로를 분할하는 제1단계와; 상기 경로를 재구성하여 파장링을 형성하게 나누어 묶음을 만드는 제2단계와; 상기 묶음에서 공통 노드의 결합/분기 다중화기를 통합하여 분할된 파장을 재결합하는 제3단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 네트워크에서 결합/분기 다중화기와 파장의 수를 최적화하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1단계에서 경로의 분할은 임의의 노드를 선택하고 이 노드에 해당하는 파장에 결합/분기 다중화기가 없을 때 파장을 분할하고 그 각각의 파장에 결합/분기 다중화기를 추가하게 이루어진 것을 특징으로 파장 분할 다중화 네트워크에서 결합/분기 다중화기와 파장의 수를 최적화하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2단계에서 파장링을 형성하는 묶음은 특정 노드에 입력된 데이터가 순환하여 상기 노드에 다시 되돌아오게 이루어진 것을 특징으로 파장 분할 다중화 네트워크에서 결합/분기 다중화기와 파장의 수를 최적화하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제3단계에서 분할된 파장의 재결합은 파장을 분할하고 그 분할된 파장에 실린 데이터를 조사하여 경로를 재설정하고 상위 레벨로부터 입력된 패킷을 삽입하는 제1과정과; 상기 재설정된 경로를 조절하여 데이터의 전송 경로를 설정하는 제2과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 네트워크에서 결합/분기 다중화기와 파장의 수를 최적화하는 방법.
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