KR20040026271A

KR20040026271A - 기가비트 이더넷 수동형광가입자망에서 오엔유의 데이터전송 대역 할당 방법 및 데이터 전송 대역 할당을 위한메시지 필드 구조

Info

Publication number: KR20040026271A
Application number: KR1020020057652A
Authority: KR
Inventors: 송재연; 김진희; 김아정; 이민효; 임세윤; 김수형; 윤종호; 오호일
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-09-23
Filing date: 2002-09-23
Publication date: 2004-03-31
Also published as: KR100617722B1

Abstract

본 발명은 기가비트 이더넷 수동형광가입자망에서, ONU에게 데이터 전송 대역을 할당하는 방법에 관한 것으로, 상기한 본 발명은 각 ONU가 필요로 하는 전송 대역폭에 대한 정보와 각 ONU에 연결된 엔드 유저들의 개수에 대한 정보를 리포트 메시지 또는 OAM Keep Alive 메시지를 이용하여 OLT에 제공하여, OLT가 필요 전송 대역폭과 각 ONU에 연결된 엔드 유저들의 개수를 고려하여 대역을 할당하도록 함으로써, 다수의 ONU들 간의 공평성(fairness)을 향상시킨 효율적인 ONU 데이터 전송 대역을 할당 방법을 제공할 수 있다.

Description

기가비트 이더넷 수동형광가입자망에서 오엔유의 데이터 전송 대역 할당 방법 및 데이터 전송 대역 할당을 위한 메시지 필드 구조{METHOD FOR ALLOCATING DATA TRANSMIT BANDWIDTH OF ONU AND THE STUCTURE OF MESSAGE FIELD IN GIGABIT ETHERNET PASSIVE OPTICAL NETWORK }

본 발명은 기가비트 이더넷 수동형광가입자망에 관한 것으로, 특히 ONU에게데이터 전송 대역을 할당하는 방법에 관한 것이다.

현재, 수동형광가입자망에 있어서, 기가비트 이더넷 PON(Gigabit Ethernet Passive Optical Network) 및 ATM PON(Asynchronous Transfer Mode Passive Optical Network)용 MAC 기술은 이미 표준화가 완료되어 있는 상태로서, 그 내용은 IEEE 802.3z 및 ITU-T G.983.1에 기술되어 있다.

PON형태로는 트리(tree) 형태의 PON 구조에서 ATM셀(cell)을 일정한 크기로 묶은 프레임 형태로 상,하향 전송하는 ATM-PON 이 먼저 표준화가 이루어졌는데, 인터넷 기술이 발달함에 따라 가입자 측에서는 더욱 더 많은 대역폭을 요구하게되고, 이에 따라 넓은 전송 대역폭을 확보할 수 있는 EPON의 개발이 촉구되었다.

GEPON은 이더넷 트래픽을 수용할 수 있도록 이더넷을 PON에 접목시킨 구조로서, Gbps단위로 동작하는 EPON이다. GEPON 역시 하나의 OLT(Optical Line Termination)에 수동소자를 이용하여 여러 개의 ONU(Optical Network Unit)가 점 대 다중 방식으로 연결된 구조이다. 즉, 트리(tree) 구조의 분산 토폴로지(topology)를 형성하는 가입자망 구조이다. 이러한 GEPON의 일반적인 구성을 도1에 도시하였다. 도1은 일반적인 기가비트 이더넷 수동형광가입자망의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 수동형광가입자망은 하나의 OLT(100)와 상기 OLT(100)에 접속되는 다수의 ONU(110-1 내지 110-3)로 구성된다. 도 1에는 하나의 OLT(100)에 3개의 ONU들(110-1 내지 110-3)이 접속된 예가 도시되어 있다. 그리고 상기 ONU들(110-1 내지 110-3)에는 다수의 엔드 유저(End user:사용자, 네트워크 장치)들(120-1 내지 120-n)이 접속될 수 있다.

상기 엔드 유저들(120-1 내지 120-n)이 전송하는 데이터들(131 내지 133)은 ONU들(110-1 내지 110-3)을 거쳐 OLT(100)로 전송되고, OLT(100)가 전송하는 데이터들 ONU들(110-1 내지 110-3)을 거쳐 엔드 유저들(120-1 내지 120-n)로 전송된다. GEPON에서 이러한 데이터, 즉 이더넷 프레임의 전송은 1Gbps 이상의 전송 속도로 이루어지며, 상향 전송시에는 OLT(100)가 TDM(Time Division Multiplexing)방식으로 각 ONU들(110-1 내지 110-3)의 멀티 플렉싱된 데이터를 액세스하게 된다. 그리고 하향 전송시에는 ONU들(110-1 내지 110-3)이 OLT(100)가 브로드캐스트하는 데이터들 중 자신이 수신할 데이터만을 선택하여 수신한다.

상기와 같은 GEPON의 데이터 전송에 있어서, 상향 전송시 다수의 ONU들(110-1 내지 110-3)은 TDM 타임 슬롯들의 충돌 없이 데이터를 결합하여 상향 채널로 전송되어야하며, 효율적으로 채널을 액세스 할 수 있어야 한다. 이를 위해 주어진 채널 용량에서 정보 전송 대역을 최대화할 수 있는 상,하향 전송 프레임 구조가 필요하며, OLT(100)와 ONU(120)사이에 데이터를 전송하기 위해 데이터 전송 대역을 효율적으로 분배할 수 있는 방식이 제공되어야 한다.

이에 따라 일반적으로 제공되고 있는 데이터 전송 대역의 분배 방식은 망자원과 ONU의 요구 대역폭을 고려하여 전송 대역을 할당하는 방식으로써, 일 예로 OLT(100) 또는 외부의 서버에 DBA를 구비하고, ONU들(110-1 내지 110-3)이 리포트 메시지를 생성하여 필요한 전송 대역폭을 OLT(100)에게 알림으로써 대역을 분배하는 MPCP(Multi Point Control Protocol)방식이 있다.

그런데 MPCP 방식의 경우 각 ONU들(110-1 내지 110-3)은 각 ONU들(110-1 내지 110-3)이 필요 전송 대역폭 정보만을 전송한다. 이에 따라, OLT(100)는 대역 분배시 각 ONU들(110-1 내지 110-3)에 연결된 다수의 엔드 유저들(120-1 내지 120-n)의 개수는 고려하지 않고, 필요 전송 대역폭 정보만을 이용하여 대역을 분배하기 때문에, ONU의 최소 전송량을 보장하는 공평성(fairness)이 보장되지 않으며, 효율적인 대역 분배를 할 수 없다. 따라서 실질적으로 다수의 엔드 유저들(120-1 내지 120-n)이 요구하는 필요 전송 대역이 제공되지 않는다.

따라서, 본 발명의 목적은 ONU에 연결된 다수의 엔드 유저들의 수를 고려함으로써 다수의 ONU들 간의 공평성(fairness)을 향상한 ONU 데이터 전송 대역을 할당 방법을 제공하기 위한 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 효율적인 ONU 데이터 전송 대역을 할당 방법을 제공하기 위한 것에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 기가비트 이더넷 수동형광가입자망에서 ONU(Optical Network Unit)의 데이터 전송 대역 할당 방법 에 있어서, 다수의 ONU가 연결된 엔드 유저 개수 및 상기 엔드 유저가 필요로하는 전송 대역폭을 파악하여 필요 전송 대역폭에 대한 정보를 저장하는 메시지를 생성하여 OLT(Optical Line Termination)로 전송하는 과정과, 상기 OLT가 상기 다수의 ONU로부터 수신한 각 메시지를 분석하여, 상기 각 ONU의 엔드 유저 개수 및 필요 전송 대역폭 정보에 따라 대역을 할당하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

도1은 일반적인 기가비트 이더넷 수동형광가입자망의 구성도,

도2는 종래의 리포트 메시지 필드 구조를 나타낸 도면,

도3은 본 발명의 실시예에 따른 ONU의 데이터 전송 대역 할당 과정을 나타낸 도면,

도4는 본 발명의 실시예에 따른 리포트 메시지 필드 구조를 나타낸 도면,

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 OAM keep Alive 메시지 필드 구조를 나타낸 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면1 내지 도면 8을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

먼저 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예로써 도1에 있어서 ONU(110-1)는 1개의 엔드 유저(120-1)가 연결되어 있고 상기 엔드 유저(120-1)의 필요 전송 대역은 100Mbps로, 상기 ONU(110-1)의 최종 필요 전송 대역은 100Mbps라고 가정하고, ONU(110-3)은 10개의 엔드 유저들(120-3,......,120-n)이 연결되어 있고 각 엔드 유저들(120-3,......,120-n)의 필요 전송 대역은 10Mbps로, 상기 ONU(110-3)의 최종 필요 전송 대역은 100Mbps라고 가정한다.

상기 일 실시예에서 충분한 대역폭이 있는 경우 OLT(100)가 각 ONU(110-1, 110-3)당 100Mbps의 전송 대역을 할당한다면 ONU간의 공평성이나 각 엔드 유저들(120-1, 120-3,......,120-n)에게 필요한 전송 대역폭을 모두 만족시킬 수 있다. 그러나 대역폭이 충분하지 않아 필요 전송 대역폭의 80%의 대역폭을 제공해 줄 수 있는 경우 각 ONU(110-1, 120-1)에 필요 전송 대역폭의 80%를 할당하는 것은 각 엔드 유저들(120-1, 120-3,......,120-n)입장에서 볼 때 공평성면에서 불합리하다. 이 경우 각ONU(110-1, 120-1)들에 연결된 각 엔드 유저들(120-1, 120-3,......,120-n)의 개수를 고려하여, ONU(110-1)에 필요 전송 대역폭의 70%, ONU(110-3)에 필요 전송 대역폭의 90%정도를 할당하는 것이 바람직할 것이다.

하지만 종래의 MPCP 방식에서는 도2에 도시된 리포트 메시지를 생성하여 각ONU(110-1, 110-3)가 필요 전송 대역폭에 관한 정보만을 OLT(100)에 전송하고, OLT(100)는 상기 리포트 메시지의 Queue #n Report필드(13)만을 분석하여 필요 전송 대역폭만을 고려해 대역을 할당하였기 때문에, 상기와 같은 바람직한 대역 할당이 이루어지지 않았다.

이에 따라 본 발명에서는 각 ONU(110-1, 110-3)이 필요로 하는 전송 대역폭에 대한 정보와 각 ONU(110-1, 110-3)에 연결된 엔드 유저들(120-1, 120-3,......,120-n)의 개수에 대한 정보를 OLT(100)에 제공하여, OLT(100)가 필요 전송 대역폭과 각 ONU(110-1, 110-3)에 연결된 엔드 유저들(120-1, 120-3,......,120-n)의 개수를 고려하여 대역을 할당하도록 한다. 이러한 본 발명에 따른 ONU의 데이터 전송 대역 할당 과정을 도3에 도시하였다. 도3은 본 발명의 실시예에 따른 ONU의 데이터 전송 대역 할당 과정을 나타낸 도면이다.

도3을 참조하여, ONU(110)는 201단계에서 연결된 엔드 유저의 개수 및 각 엔드 유저가 필요로하는 전송 대역폭을 파악하여 최종적으로 필요한 전송 대역폭을 파악하고 203단계로 진행한다. 203단계에서 ONU(110)는 엔드 유저의 개수 및 필요 전송 대역폭에 대한 정보를 가진 메시지를 생성하고 205단계로 진행한다. 205단계에서 ONU(110)는 상기 203단계에서 생성한 메시지를 OLT(100)로 전송한다. 이후, OLT(100)는 207단계에서 수신된 상기 메시지를 분석하고 209단계로 진행한다. 이때, OLT(100)는 다수의 ONU(110-1, 110-2, 100-3)들로부터 메시지를 수신하기 때문에 수신되는 각 메시지를 분석해야한다. 209단계에서 OLT(100)는 수신된 각 메시지 분석에 따른 각 ONU(110-1, 110-2, 100-3)들의 필요 대역폭 정보와 엔드 유저개수를 고려해 대역 할당 비율을 조절하여 각 ONU(110-1, 110-2, 100-3)에 전송 대역을 할당한다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예로서, 종래의 MPCP 방식의 리포트 메시지의 Pad 필드에 엔드 유저의 정보를 저장하는 station number 필드를 새롭게 정의하는 방법이 있다. 이러한 리포트 메시지를 도4에 도시하였다. 도4는 본 발명의 실시예에 따른 리포트 메시지 필드 구조를 나타낸 도면이다. 상기 Pad 필드(15)는 첫 번째 옵션으로 Queue #n Report 필드(13) 다음에 있는 7~39 Octets 의 길이를 가진 필드이다. 상기 리포트 메시지는 각 ONU에서 전송되는 것이므로 하나의 ONU에 접속되어 있는 엔드 유저의 개 수만이 station number 필드(19)에 저장되면 된다. 따라서 그에 따른 정보를 담을 수 있는 크기는 2 Octets(65536개의 엔드 유저를 나타낼 수 있다)이면 충분하다. ONU에 접속되어 있는 Station의 수는 ONU의 MAC CONTROL Layer(MPCP)에서 MAC ADDRESS를 카운트하여 알아낼 수 있다. 그리고 리포트 메세지를 보낼 때마다 엔드 유저의 수를 보고하기 때문에, 전송 시점에서 정보를 초기화한다.

본 발명에 따른 다른 실시예로서, 메세지는 각 ONU(110)에서 OLT(100)로 1초마다 한번씩 보내지는 OAM Keep Alive 메세지를 활용하는 방법이 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따라 도5에 도시된바와 같이, 종래의 OAM Keep Alive 메세지에 엔드 유저의 개수가 저장되는 station number 필드(35)를 추가함으로써, OLT(100)로 엔드 유저의 개수에 대한 정보를 전송한다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.

상기한 본 발명은 각 ONU가 필요로 하는 전송 대역폭에 대한 정보와 각 ONU에 연결된 엔드 유저들의 개수에 대한 정보를 리포트 메시지 또는 OAM Keep Alive 메시지를 이용하여 OLT에 제공하여, OLT가 필요 전송 대역폭과 각 ONU에 연결된 엔드 유저들의 개수를 고려하여 대역을 할당하도록 함으로써, 다수의 ONU들 간의 공평성(fairness)을 향상시킨 효율적인 ONU 데이터 전송 대역을 할당 방법을 제공할 수 있다.

Claims

기가비트 이더넷 수동형광가입자망에서 ONU(Optical Network Unit)의 데이터 전송 대역 할당 방법 에 있어서,

다수의 ONU가 연결된 엔드 유저 개수 및 상기 엔드 유저가 필요로하는 전송 대역폭을 파악하여 필요 전송 대역폭에 대한 정보를 저장하는 메시지를 생성하여 OLT(Optical Line Termination)로 전송하는 과정과,

상기 OLT가 상기 다수의 ONU로부터 수신한 각 메시지를 분석하여, 상기 각 ONU의 엔드 유저 개수 및 필요 전송 대역폭 정보에 따라 대역을 할당하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
기가비트 이더넷 수동형광가입자망에서 ONU(Optical Network Unit)의 데이터 전송 대역 할당 방법 에 있어서,

다수의 ONU가 연결된 엔드 유저 개수 및 상기 엔드 유저가 필요로하는 전송 대역폭을 파악하여 필요 전송 대역폭에 대한 정보를 포함하는 리포트 메시지를 생성하여 OLT(Optical Line Termination)로 전송하는 과정과,

상기 OLT가 상기 다수의 ONU로부터 수신한 각 리포트 메시지를 분석하여, 상기 각 ONU의 엔드 유저 개수 및 필요 전송 대역폭 정보에 따라 대역을 할당하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
기가비트 이더넷 수동형광가입자망에서 ONU(Optical Network Unit)의 데이터 전송 대역 할당 위한 리포트 메시지 필드 구조에 있어서,

ONU에 연결된 엔드 유저 개수에 대한 정보를 저장하는 필드와,

상기 ONU가 필요로하는 전송 대역폭에 대한 정보를 저장하는 필드를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 메시지 필드 구조.
제3항에 있어서, 상기 ONU에 연결된 엔드 유저 개수에 대한 정보를 저장하는 필드는 패드(Pad)필드 내에 정의됨을 특징으로 하는 메시지 필드 구조.