KR20030078389A

KR20030078389A - Ａｔｍ－ｐｏｎ에서 ｓｒ－ｏｎｕ들과 ｎｓｒ－ｏｎｕ들을모두 지원하는 동적 대역 할당 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20030078389A
Application number: KR1020020017414A
Authority: KR
Inventors: 장종욱; 노태곤; 장성호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-10-08

Abstract

본 발명은 ATM-PON에서 SR-ONU들과 NSR-ONU들을 모두 지원하는 동적 대역 할당 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 ATM-PON에서의 OLT의 매체 접근제어 방법은 먼저 데이터를 전송하고 있지 않은 ONU들을 주기적으로 검색하여, 검색된 ONU들 모두에게 분할 슬롯 허여 정보(DIVIDED SLOT GRANT)를 전송하고, 상기 ONU들로부터 큐의 상태에 관한 정보를 수신 받는다. 그리고 상기 큐의 상태 정보에 기초하여 상기 ONU들에게 SLOT을 할당하고, 할당한 SLOT정보에 따라서 데이터 허여 정보(DATA GRANT)를 상기 ONU들에게 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 ATM-PON에서 종래의 단일 큐를 가진 방식에 비해 더 효율적으로 데이터를 전송할 수 있는 효과가 있다.

Description

ＡＴＭ－ＰＯＮ에서 ＳＲ－ＯＮＵ들과 ＮＳＲ－ＯＮＵ들을 모두 지원하는 동적 대역 할당 방법 및 그 장치{Dynamic bandwidth assignment method and apparatus of supporting both SR-ONUS and NSR-ONUS for ATM-PON}

본 발명은 ATM-PON에서 SR-ONU들과 NSR-ONU들을 모두 지원하는 동적 대역 할당 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

광 통신망은 원격의료, 원격교육, 화상회의, VOD(VIDEO ON DEMAND), HDTV(HIGH DEFINITION TV) 등의 차세대 초고속 멀티미디어 서비스를 수용할 수 있는 해결책으로 제시되고 있다. 특히, 광 가입자망에서 공유 매체를 사용하는 PON(PASSIVE OPTICAL NETWORK)은 비용 측면에서 많은 효율을 가져올 수 있다. 게다가 ATM(ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE)은 B-ISDN을 위한 기본 전송 방식으로 고려되고 있다. 그래서 이 두 기술을 접목한 ATM-PON은 적은 비용으로 보다 효율적이고 강력한 전송을 할 수 있는 망으로 각광받고 있다. 이를 위해 장비업자들과 20여 통신망사업자들이 공통된 규격 및 표준화된 솔루션을 FSAN 포럼에서 정의하고, ITU-T에서 ATM-PON을 위한 표준으로 권고한 사항이 G.983.1과 G.983.2이다.

도 1은 일반적인 ATM-PON 시스템의 구성을 보이고 있다.

ATM-PON은 기본적으로 공유매체를 사용하기 때문에 각각의 ONU(OPTICAL NETWORK UNIT)들에게 공정한 대역을 할당하기 위해 매체 접근 제어(MAC) 프로토콜이 필요하다. 이러한 매체 접근 제어 프로토콜은 ATM 트래픽 클래스별 QOS(QUALITY OF SERVICE) 관리 기능, 효율적인 슬롯 할당 기능, CDV(CELL DELAY VARIATION) 최소화 기능 등이 포함되어야 한다. 그러나 표준 G.983.1과 G.983.2에는 매체 접근 제어 프로토콜에 관한 표준은 아직 지정하지 않고 있는 문제점이 있다.

종래의 ATM-PON의 매체 접근 제어 방식은 여러 가지가 있지만 대부분의 MAC 알고리즘은 라운드 로빈(ROUND-ROBIN) 방식을 사용하고, ONU에 단일 큐를 이용하는 방식으로, 이는 ATM의 각 트래픽 특성을 고려하지 않고 슬롯을 할당하는 방식이다. 따라서 멀티미디어 데이터, 인터넷 트래픽 등과 같은 여러 트래픽에 대한 효율적인 대역 할당을 할 수가 없는 문제점이 있다. 예를 들어, 인터넷 폰이나 인터넷 방송, VOD(VIDEO ON DEMAND)와 같은 멀티미디어 트래픽은 셀 지연(CELL DELAY)에 민감하기 때문에 실시간으로 전송되어야 한다. 이러한 실시간 전송을 위해 ATM의 AAL(ATM ADAPTATION LAYER)에서는 CBR(CONSTANT BIT RATE)/RTVBR(REAL TIME VARIABLE BIT RATE)을 정의하고 있으나 MAC 계층에서는 이에 대한 정의가 없다. 또한 인터넷 데이터의 경우, 특정 시점에 갑자기 많은 데이터가 전송될 수 있는데, 이는 역시 AAL에서 NRTVBR(NON-REAL TIME VBR)이라 정의하고 있으나 MAC 계층에서는 이에 대한 정의가 없다. 또한 AAL에서는 이들 트래픽 뿐만 아니라 UBR(UNASSIGNED BIT RATE)과 ABR(AVAILABLE BIT RATE)에 대한 사항도 MAC 계층에서는 지원되지 않는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 SR-ONU들과 NSR-ONU들을 모두 지원하는 ATM-PON에서의 OLT의 매체 접근제어 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 SR-ONU들과 NSR-ONU들을 모두 지원하는 ATM-PON에서의 OLT의 매체 접근제어를 위한 분할 슬롯 허여 정보(DIVIDED SLOT GRANT), 데이터 허여 정보(DATA GRANT), 분할 슬롯(DIVIDED SLOT)의 미니슬롯(MINISLOT) 정보, 분할 슬롯 허여 정보구성(DIVIDED SLOT GRANT CONFIGURATION) 메시지, 허여 배당(GRANT ALLOCATION) 메시지의 데이터 구조를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 ATM-PON 시스템의 구성도 이고,

도 2는 본 발명에 따른 분할 슬롯 허여 정보 필드(DIVIDED SLOT GRANT FIELD) 구조를 나타내고 있으며,

도 3은 본 발명에 따른 데이터 허여 필드(DATA GRANT FIELD) 구조를 나타내고 있으며,

도 4는 본 발명에 따른 미니슬롯(MINISLOT)의 구조를 나타내고 있으며,

도 5는 본 발명에 따른 분할 슬롯 허여 정보 구성(DIVIDED SLOT GRANT CONFIGURATION) 메시지 의 구조를 나타내고 있으며,

도 6은 본 발명에 따른 허여 배당(GRANT ALLOCATION) 메시지의 구조를 나타내고 있으며,

도 7은 본 발명에 따른 대역할당 방법의 순서도를 보이고 있으며,

도 8은 본 발명에 따른 대역할당 장치의 바람직한 실시예의 구성도를 보이고 있으며,

도 9는 종래의 방법인 라운드 로빈(ROUND-ROBIN) 방법에 의하는 경우 셀 지연 시간을 나타내고 있으며,

도 10은 본 발명에 따른 슬롯할당 방법에 의하는 경우 셀 지연 시간을 나타내고 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 ATM-PON에서의 OLT의 매체 접근제어 방법은 (A) 접속되어 있는 ONU들 중에서 데이터를 전송하고 있지 않은 ONU들을 주기적으로 검색하는 단계, (B) 상기 검색된 ONU들 모두에게 분할 슬롯 허여 정보(DIVIDED SLOT GRANT)를 전송하는 단계, (C) 상기 ONU들로부터 상기 ONU들의 큐의 상태에 관한 정보를 수신받는 단계, (D) 상기 수신받은 ONU들의 큐의 상태 정보에 기초하여 상기 ONU들에게 SLOT을 할당하는 단계 및 (E) 상기 ONU들에게 할당한 SLOT정보에 따라서 데이터 허여 정보(DATA GRANT)를 상기 ONU들에게 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 (D) 단계는 (D1) 상기 수신 받은 ONU들의 큐의 상태정보에 따라서 상기 큐별로 가중치를 부여하는 단계, (D2) 상기 부여된 가중치의 값이 높은 ONU에 우선적으로 SLOT를 할당하되, 상기 SLOT를 상기 ONU의 CBR/RTVBR 큐의 요청에 먼저 할당한 후에 NRTVBR, UBR, ABR의 순으로 할당하는 단계 및 (D3) 상기 ONU들의 각 큐의 요청이 처리된 경우에는 상기 큐에 대응하는 가중치의 값을 초기값으로 리셋시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 또한 상기 (D1) 단계는 상기 수신받은 ONU들의 큐의 상태정보의 내용이 SLOT을 요청하는 것이면, 상기 ONU에 각각 대응되는 가중치들의 값을 소정의 값만큼 증가시키고, 상기 ONU들의 CBR/RTVBR 의 큐의 상태정보를 비교하여 SLOT 요청이 많은 순으로 상기 큐에 각각 대응되는 가중치들의 값을 소정의 값만큼 증가시키고, 상기 ONU의 NRTVBR 의 큐 상태정보를 비교하여 SLOT 요청이 많은 순으로 상기 큐에 각각 대응되는 가중치들의 값을 소정의 값만큼 증가시키고, 상기 각각의 ONU의 NRTVBR 큐의 직전의 상태정보와 새로운 상태정보를 비교하여 SLOT 요청이 증가된 배수 만큼 상기 큐에 대응되는 가중치를 증가시키고, 상기 ONU들의 UBR 큐의 상태정보를 비교하여 SLOT 요청이 많은 순으로 상기 큐에 각각 대응되는 가중치들의 값을 소정의 값만큼 증가시키고, 상기 ONU들의 ABR 큐의 상태정보를 비교하여 SLOT 요청이 많은 순으로 상기 큐에 각각 대응되는 가중치들의 값을 소정의 값만큼 증가시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 ATM-PON에서의 OLT의 매체 접근제어장치는 접속되어 있는 ONU들 중에서 데이터를 전송하고 있지 않은 ONU들을 주기적으로 검색하는 SLOT 할당 ONU 검색부, 상기 SLOT 할당 ONU 검색부로부터 검색된 ONU들 모두에게 전송할 분할 슬롯 허여 정보(DIVIDED SLOT GRANT)를 제공받아 상기 ONU들에게 전송하고, 상기 ONU들로부터 상기 ONU들의 큐의 상태에 관한 정보를 수신받으며, 상기 ONU들에게 할당된 SLOT정보에 대응되는 데이터 허여 정보(DATA GRANT)를 제공받아 상기 ONU들에게 전송하는 송수신부 및 상기 수신받은 ONU들의 큐의 상태 정보에 기초하여 상기 ONU들에게 SLOT을 할당하고, 상기 SLOT 할당정보에 대응되는 데이터 허여 정보(DATA GRANT)를 상기 송수신부에 제공하는 SLOT 할당부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 원리를 설명한다. 일반적으로 ATM-PON에서 슬롯을 할당할 때, 요구(REQUEST)-허가(PERMIT) 방식을 사용한다. 이는 ONU에서 사용할 슬롯의 수를 요청하면 OLT에서 이를 허가하고, 이 허가에 의해 ONU는 데이터를 전송하게 된다. 기존의 방식은 ONU에서 사용할 슬롯의 수를 요청하는 것이 아니라, OLT에서 상향 트래픽을 분석해서 각 ONU에게 슬롯을 할당하는 방식이었다. ONU에서 자신의 요구사항을 OLT로 전달하는 방식을 SR(STATUS REPORT)-ONU, 그렇지 않은 방식을 NSR(NON STATUS REPORT)-ONU라 한다. 본 발명에서는 SR-ONU와 NSR-ONU 모두를 지원하는 OLT 용 동적 대역 할당 알고리즘을 설계하였고, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 성능을 평가하였다.

또한 ATM-PON에서 전송되는 각종 멀티미디어 서비스의 품질을 보장하기 위해서는 각 서비스의 트래픽 특성에 따라 우선순위를 부여하여 전송하여야 한다. 이를 위해 각각의 ONU에 ATM 서비스 트래픽에 대응하는 4개의 큐를 두어 단일 큐를 가지는 일반적인 ONU를 사용하는 것에 비해 더 나은 성능을 발휘할 수 있도록 설계하였다. 4개의 큐는 각각 CBR/RTVBR, NRTVBR, UBR, ABR에 대응되며, ONU가 각각의 큐에서 전송할 데이터의 양(필요한 슬롯의 수)를 OLT에게 요청하는 방식이다.

즉, 종래의 MAC 알고리즘이 단일 큐를 사용하는 라운드 로빈(ROUND-ROBIN) 방식인데 비하여 본 발명에서는 가중치에 의한 우선순위 방식을 채택하고, ONU에ATM 트래픽 클래스에 해당하는 4 개의 큐를 두어 각각에 전송 허가를 별도로 부여함으로써 효율적인 대역할당이 이루어질 수 있도록 하였다. 이를 위해 본 발명에서는 새로운 메시지 형식을 정의하였고, 새로운 슬롯 할당 방법을 사용한다. 새로운 형식의 메시지들은 ATM-PON에서 사용하는 프레임(FRAME) 중에서 PLOAM 셀(CELL)에 저장되어 ONU와 OLT 사이에 전송된다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

OLT가 ONU들의 요구 조건을 허락하기 위해 사용하는 허여 필드(GRANT FIELD)는 전부 7개가 있으나 G.983.1에서는 3개의 허여 정보(GRANT FIELD)만 정의하고 있으며, 도 2는 데이터 전송을 위한 SLOT을 요청할 수 있도록 허가하는 분할 슬롯 허여 정보 필드(DIVIDED SLOT GRANT FIELD)와 데이터를 전송할 수 있도록 허가하는 데이터 허여 필드(DATA GRANT FIELD)를 보여준다. 분할 슬롯 허여 정보 필드(DIVIDED SLOT GRANT FIELD)는 ONU들로 하여금 필요한 대역을 요청할 수 있는 분할 슬롯(DIVIDED SLOT)을 보낼 수 있도록 허가한다. 도 2의 처음 3비트(BIT)는 메시지 식별자이다. 다음의 3비트(BIT)는 분할 슬롯(DIVIDED SLOT)의 순서를 지정하는데, 이것은 한 프레임 당 최대 8개의 분할 슬롯(DIVIDED SLOT)을 전송할 수 있다는 것을 의미한다. 하나의 분할 슬롯(DIVIDED SLOT)은 4개의 미니슬롯(MINISLOT)을 포함하고 있으므로, 한번에 최대 32개의 요청을 받아들일 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 데이터 허여 필드(DATA GRANT FIELD) 구조를 나타내고 있다. 데이터 허여 정보(DATA GRANT)는 ONU가 데이터를 전송할 수 있도록 허가한다. 처음 1비트(BIT)는 메시지 식별자이고, 그 다음의 5비트(BIT)는 ONU들의 주소를 나타낸다. 마지막 2비트(BIT)는 전송하고자 하는 데이터의 서비스 형태를 나타낸다.

도 4는 본 발명에 따른 미니슬롯(MINISLOT)의 구조를 나타내고 있다. 각각의 ONU가 데이터 전송을 위한 슬롯(SLOT)을 요청하기 위해 사용하는 분할 슬롯(DIVIDED SLOT)은 4개의 미니슬롯(MINISLOT)으로 구성된다. 하나의 미니슬롯(MINISLOT)은 112비트(BIT)로 구성되어 있고, 각각 3바이트(BYTE)의 오더헤드(OVERHEAD)를 가진다. 그 다음 4개의 필드(FIELD)는 각각의 ONU에 있는 큐의 상태를 서비스 클래스별로 나타내는데 각각의 필드(FIELD)들은 22비트(BIT)를 차지한다. 최대 622.080MB의 데이터를 전송할 때 모두 1,638,017.71개의 슬롯(SLOT)이 필요하다. 이를 요청하기 위해서는 21비트(2²¹= 2,097,152개 SLOT)의 길이가 필요하지만, 확장성을 고려하여 22비트로 설계하였다. 이 필드의 길이는 전체 대역이나 코딩방법에 따라 조절 가능하다. 또한, 미니슬롯(MINISLOT)내의 정보들을 보호하기 위해서 미니슬롯(MINISLOT) 112비트(BIT)중에서 8비트(BIT)를 CRC 필드(CYCLIC REDUNDANCY FIELD)로 사용할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 분할 슬롯 허여 정보 구성(DIVIDED SLOT GRANT CONFIGURATION) 메시지의 구조를 나타내고 있다. OLT는 분할 슬롯(DIVIDED SLOT)을 전송할 수 있도록 ONU에게 분할 슬롯 허여 정보(DIVIDED SLOT GRANT)와 분할 슬롯 허여 정보 구성(DIVIDED SLOT GRANT CONFIGURATION) 메시지를 동시에 전송한다. 도 5에서와 같이 분할 슬롯 구성 메시지(DIVIDED SLOT CONFIGURATION MESSAGE)는 7OCTET으로 구성되어 있고 각 OCTET은 하향 PLOAM 셀(CELL) 내부에서의 순서를 의미한다.

도 6은 본 발명에 따른 허여 배당(GRANT ALLOCATION) 메시지의 구조를 나타내고 있다. 도 6에 나타난 바와 같이 OLT가 ONU에게 데이터를 전송하도록 허가하거나 상향(UPSTREAM) PLOAM 셀(CELL)을 전송하도록 허가할 때 보내는 메지시가 허여 배당(GRANT ALLOCATION) 메시지이다. 이 메시지는 데이터 허여 정보(DATA GRANT) 혹은 PLOAM 허여(GRANT) 메시지와 함께 하향 PLOAM 셀(CELL) 내부에 저장되어 전송된다. 허여 배당(GRANT ALLOCATION) 메시지도 분할 슬롯 구성(DIVIDED SLOT CONFIGURATION) 메시지와 마찬가지로 7개의 OCTET으로 구성되어 있다.

도 7은 본 발명에 따른 대역할당 방법의 순서도를 보이고 있다. 먼저 OLT에서는 자신에게 접속되어 있는 ONU들 중에서 데이터를 전송하고 있지 않은 ONU들을 주기적으로 검색(701)하여, 상기 검색결과 검색된 ONU 모두에게 분할 슬롯 허여 정보(DIVIDED SLOT GRANT)가 포함된 하향(DOWNSTREAM) PLOAM 셀(CELL)을 전송(702)한다. 상기 하향(DOWNSTREAM) PLOAM 셀(CELL)을 전송받은 ONU들에서는 상기 OLT에 전송할 데이터가 큐에 있는지 여부를 판단(703)한다. 상기 판단의 결과 전송할 데이터가 존재하는 경우에는 상기 큐의 상태 정보에 관한 미니슬롯(MINISLOT)을 분할 슬롯(DIVIDED SLOT)에 포함시켜서 상기 OLT로 전송((704)한다. 그 후에 상기 OLT는 상기 미니슬롯(MINISLOT)의 정보를 분석하고, SLOT 할당 방법에 따라서 상기 ONU들의 각각의 큐들의 가중치를 결정한다. 그 후에 상기 가중치에 따라서 SLOT을 할당(705)한다. 그리고 할당된 대역폭에 따라 데이터 허여정보( DATA GRANT)가 포함된 하향(DOWNSTREAM) PLOAM 셀(CELL)을 요청한 ONU로 전송(706)한다. 상기 데이터 허여 정보(DATA GRANT)를 전송받은 ONU는 상기 OLT로 데이터를 전송(707)한다.

한편, 상기 705 단계에서의 슬롯(SLOT) 할당 방법을 설명하면 다음과 같다.

상기 OLT에는 자신과 접속되어 있는 ONU들의 개수와 상기 ONU들의 큐 각각에 가중치를 관리하는 카운터를 구비하고 있으며 상기 가중치는 다음과 같은 원칙에 의해 부여된다. 먼저, 미니슬롯(MINISLOT)이 도착하면 슬롯(SLOT) 할당을 요청한 ONU_ID를 확인하고 요청이 있는 ONU에 해당하는 카운터의 가중치를 증가시킨다. 둘째, 전체 ONU의 CBR/RTVBR 큐 상태를 비교하여 슬롯(SLOT) 할당 요청이 가장 많은 순으로 해당 카운터의 가중치를 증가시킨다. 셋째, 전체 ONU의 NRTVBR 큐 상태를 비교하여 슬롯(SLOT) 할당 요청이 가장 많은 순으로 해당 카운터의 가중치를 증가시킨다. 넷째, 각 ONU의 NRTVBR 큐 상태와 바로 직전에 슬롯(SLOT) 할당을 요청한 큐 상태를 비교하여 N배 이상이면 N만큼의 가중치를 증가시킨다. 다섯째, 전체 ONU의 UBR 큐 상태를 비교하여 슬롯(SLOT) 할당 요청이 가장 많은 순으로 해당 카운터에 가중치를 증가시킨다. 여섯째, 전체 ONU의 ABR 큐 상태를 비교하여 슬롯(SLOT) 할당 요청이 가장 많은 순으로 해당 카운터에 가중치를 증가시킨다.

그 다음에 OLT는 이상과 같이 부여된 가중치에 기초하여 우선순위에 따라서 슬롯(SLOT)을 할당하는데, 그 방법은 다음과 같다.

먼저, 카운터의 가중치가 가장 높은 ONU부터 먼저 슬롯(SLOT)을 할당하되, 슬롯을 할당할 때 각 ONU의 CBR/RTVBR 큐의 요청을 먼저 할당하고, 다음에 NRTVBR, UBR, ABR의 순으로 할당한다. 둘째, 슬롯 할당 요청이 전부 처리된 ONU의 카운터의가중치를 0으로 리셋 시킨다.

도 8은 본 발명에 따른 대역할당 장치의 바람직한 실시예의 구성도를 보이고 있다.

먼저 슬롯 할당 ONU 검색부(801)는 접속되어 있는 ONU들 중에서 데이터를 전송하고 있지 않은 ONU들을 주기적으로 검색하는 기능을 수행한다. 그리고 송수신부(803)는 상기 슬롯(SLOT) 할당 ONU 검색부로부터 검색된 ONU들 모두에게 전송할 분할 슬롯 허여 정보(DIVIDED SLOT GRANT)를 제공받아 상기 ONU들에게 전송하고, 상기 ONU들로부터 상기 ONU들의 큐의 상태에 관한 정보를 수신 받으며, 상기 ONU들에게 할당된 슬롯(SLOT)정보에 대응되는 데이터 허여 정보( DATA GRANT)를 제공받아 상기 ONU들에게 전송하는 기능을 수행한다. 그리고 SLOT 할당부(802)는 상기 수신 받은 ONU들의 큐의 상태 정보에 기초하여 상기 ONU들에게 SLOT을 할당하고, 상기 SLOT 할당 정보에 대응되는 데이터 허여 정보(DATA GRANT)를 상기 송수신부에 제공하는 기능을 수행한다. 그리고 상기 SLOT 할당부(802)에서 SLOT을 할당하는 방법은 위 도 7을 참조하여 설명한 내용과 동일하다.

이하에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 종래의 라운드 로빈(ROUND-ROBIN) 방식과 본 발명에 따른 우선 순위 방식을 비교한 결과를 설명한다. 시뮬레이션은 32개의 ONU가 하나의 OLT와 연결되어 있는 전형적인 ATM-PON 환경을 가정하여 시행하였다. 상향, 하향 대역폭은 155.52/622.08 MBPS로 설정하였고, 분할 슬롯 허여 정보(DIVDIED_SLOT_GRANT)의 전달 주기는 0.5MS로 설정하였다.

도 9는 종래의 방법인 라운드 로빈(ROUND-ROBIN) 방법에 의하는 경우 셀 지연 시간을 나타내고 있다. 여기서 세로축은 분할 슬롯 허여 정보(DIVIDED_SLOT_GRANT)가 한 번 전달될 때마다 32개 ONU의 각 큐에 대기하는 셀의 지연 시간을 측정한 것이고, 가로축은 분할 슬롯 허여 정보(DIVIDED_SLOT_GRANT)가 전달된 회수를 나타낸다.

도 10은 본 발명에 따른 슬롯 할당 방법에 의하는 경우 큐에 남아 있는 셀의 수를 나타내고 있다. ONU는 SR-ONU 16개 NSR-ONU 6개 전체 32개의 ONU가 하나의 OLT에 연결되어 있는 방식이다. 가로축과 세로축의 의미는 도 9와 같으며, 도 9와 비교하여 볼 때 큐에서 대기하는 시간이 훨씬 작음을 알 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.

또한 상술한 본 발명의 실시예에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다.

상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 씨디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따르면 일정한 시간 간격으로 전송되어야하는 멀티미디어 데이터는 우선순위를 가장 높게 설정하여 일반적인 데이터 보다 먼저 전송이 이루어질 수 있도록 하였고, 인터넷 트래픽과 같이 버스트(BURST)한 트래픽의 경우, 특정 시점에서 갑자기 많은 데이터의 전송을 요구할 수 있도록 하였으며, 이 경우에 다른 트래픽보다 먼저 전송이 되도록 함으로써 대역폭에 대한 경쟁을 미리 예방할 수 있도록 함으로써, ATM-PON에서 종래의 단일 큐를 가진 방식에 비해 더 효율적으로 데이터를 전송할 수 있는 효과가 있다.

Claims

(A) 접속되어 있는 ONU들 중에서 데이터를 전송하고 있지 않은 ONU들을 주기적으로 검색하는 단계;

(B) 상기 검색된 ONU들 모두에게 분할 슬롯 허여 정보를 전송하는 단계;

(C) 상기 ONU들로부터 상기 ONU들의 큐의 상태에 관한 정보를 수신받는 단계;

(D) 상기 수신받은 ONU들의 큐의 상태 정보에 기초하여 상기 ONU들에게 슬롯을 할당하는 단계; 및

(E) 상기 ONU들에게 할당한 슬롯정보에 따라서 데이터 허여 정보를 상기 ONU들에게 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ATM-PON에서의 OLT의 매체 접근제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 (D) 단계는

(D1) 상기 수신받은 ONU들의 큐의 상태정보에 따라서 상기 큐별로 가중치를 부여하는 단계;

(D2) 상기 부여된 가중치의 값이 높은 ONU에 우선적으로 슬롯을 할당하되, 상기 슬롯을 상기 ONU의 CBR/RTVBR 큐의 요청에 먼저 할당한 후에 NRTVBR, UBR, ABR의 순으로 할당하는 단계; 및

(D3) 상기 ONU들의 각 큐의 요청이 처리된 경우에는 상기 큐에 대응하는 가중치의 값을 초기치로 리셋시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ATM-PON에서의 OLT의 매체 접근제어 방법.
제2항에 있어서, 상기 (D1) 단계는

상기 수신받은 ONU들의 큐의 상태정보의 내용이 SLOT을 요청하는 것이면, 상기 ONU에 각각 대응되는 가중치들의 값을 소정의 값만큼 증가시키고, 상기 ONU들의 CBR/RTVBR 의 큐의 상태정보를 비교하여 슬롯 요청이 많은 순으로 상기 큐에 각각 대응되는 가중치들의 값을 소정의 값만큼 증가시키고, 상기 ONU의 NRTVBR 의 큐 상태정보를 비교하여 슬롯 요청이 많은 순으로 상기 큐에 각각 대응되는 가중치들의 값을 소정의 값만큼 증가시키고, 상기 각각의 ONU의 NRTVBR 큐의 직전의 상태정보와 새로운 상태정보를 비교하여 슬롯 요청이 증가된 배수만큼 상기 큐에 대응되는 가중치를 증가시키고, 상기 ONU들의 UBR 큐의 상태정보를 비교하여 슬롯 요청이 많은 순으로 상기 큐에 각각 대응되는 가중치들의 값을 소정의 값만큼 증가시키고, 상기 ONU들의 ABR 큐의 상태정보를 비교하여 슬롯 요청이 많은 순으로 상기 큐에 각각 대응되는 가중치들의 값을 소정의 값만큼 증가시키는 것을 특징으로 하는 ATM-PON에서의 OLT의 매체 접근제어 방법.
접속되어 있는 ONU들 중에서 데이터를 전송하고 있지 않은 ONU들을 주기적으로 검색하는 SLOT 할당 ONU 검색부;

상기 SLOT 할당 ONU 검색부로부터 검색된 ONU들 모두에게 전송할 분할슬롯허여 정보를 제공받아 상기 ONU들에게 전송하고, 상기 ONU들로부터 상기 ONU들의 큐의 상태에 관한 정보를 수신 받으며, 상기 ONU들에게 할당된 슬롯정보에 대응되는 데이터 허여 정보를 제공받아 상기 ONU들에게 전송하는 송수신부; 및

상기 수신받은 ONU들의 큐의 상태 정보에 기초하여 상기 ONU들에게 슬롯을 할당하고, 상기 슬롯 할당정보에 대응되는 데이터 허여 정보를 상기 송수신부에 제공하는 슬롯 할당부를 포함하는 것을 특징으로 하는 ATM-PON에서의 OLT의 매체 접근제어장치.
제1항 내지 제3항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
메시지의 종류에 관한 정보가 기록된 메시지 식별정보 필드; 및

전송되는 분할 슬롯의 순서에 관한 정보를 기록하는 분할 슬롯 순서정보 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 구조를 갖는 분할 슬롯 허여 정보를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
제6항에 있어서, 상기 분할 슬롯 순서정보 필드는

3 비트로 구성되어 있으며, 상기 분할 슬롯 각각은 4개의 미니슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 구조를 갖는 분할 슬롯 허여 정보를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
전송되는 메시지의 종류를 나타내는 식별자 필드;

메시지가 전송되는 ONU를 식별하기 위한 ONU 주소필드; 및

상기 ONU에서 데이터를 전송하고자 하는 서비스의 형태정보를 기록한 클래스 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 구조를 갖는 상기 ONU에게 데이터를 전송할 수 있도록 허가하는 데이터 허여 정보를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
CBR/RTVBR 큐의 상태정보를 기록하는 제1데이터 필드;

NRTVBR 큐의 상태정보를 기록하는 제2데이터 필드;

UBR 큐의 상태정보를 기록하는 제3데이터 필드; 및

ABR 큐의 상태정보를 기록하는 제4데이터 필드를 포함하는 데이터 구조를 갖는 소정의 ONU가 데이터 전송을 위한 슬롯을 OLT에 요청하는 경우에 사용되는 분할 슬롯의 미니슬롯 정보를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
메시지를 수신할 ONU를 식별하는데 사용되는 ONU의 식별정보를 기록한 제1데이터 필드;

상기 메시지의 종류를 기록한 제2데이터 필드;

상기 ONU에게 분할 슬롯의 전송을 허가하거나, 불허하는 내용을 기록한 제3데이터 필드;

허여값을 정의하는 제4데이터 필드;

미니슬롯 페이로드의 길이에 관한 정보를 기록하는 제5데이터 필드;

상기 미니슬롯의 오프셋에 관한 정보를 기록하는 제6데이터 필드; 및

상기 미니슬롯에 매핑되는 서비스를 정의하는 제7데이터 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 구조를 갖는 분할 슬롯 허여 정보 구성 메시지를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
메시지를 수신할 ONU를 식별하는데 사용되는 ONU의 식별정보를 기록한 제1데이터 필드;

상기 메시지의 종류를 식별하는데 사용되는 정보를 기록하는 제2데이터 필드;

OLT로 데이터를 전송하는 것이 허가되는 ONU의 식별정보를 기록한 제3데이터 필드;

상기 OLT로 데이터를 전송하는 것의 허가여부에 관한 정보를 기록하는 제4데이터 필드;

상기 데이터의 전송이 허가된 ONU에서 전송할 데이터가 저장되어 있는 큐의 종류에 관한 정보를 기록하는 제5데이터 필드;

PLOAM 셀 전송을 허가할 ONU의 식별정보를 기록한 제6데이터 필드;

상기 PLOAM 셀 전송이 허가되었는지 여부에 관한 정보를 기록한 제7데이터 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 구조를 갖는 허여배당 메시지를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.