KR20040035103A - 단순 폴링 알고리즘을 사용한 수동형 광 통신망 시스템 - Google Patents

단순 폴링 알고리즘을 사용한 수동형 광 통신망 시스템 Download PDF

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KR20040035103A
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Abstract

본 발명은 수동형 광통신망(PON)에서 다수의 광통신망 유니트(ONU)들과 광 종단장치(OLT)간의 데이터 전송에 관한 것으로, 구체적으로는 단순화된 폴링 알고리즘을 사용하고 네트워크 프로세서를 구비한 PON 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 수동형 광 통신망 시스템에서 상기 OLT는 현재 정상 동작중인 상기 복수의 ONU들 중에서 OLT가 인식하지 못한 ONU를 검색하는 ONU 검색부; 상기 ONU 검색부의 검색결과 신규 ONU가 존재하는지 판단하는 신규 ONU 존재여부 판단부; 상기 신규 ONU가 존재하면, 검색된 상기 신규 ONU들을 폴링 리스트에 등록시키는 신규 ONU 등록부; 상기 폴링 리스트에 존재하는 ONU들에게 목적지 주소정보가 포함된 폴링 메시지를 전송하는 폴링 메시지 전송부; 및 전송할 데이터가 없다는 NAK 메시지 또는 데이터를 상기 목적지 주소정보에 대응되는 ONU로부터 수신하는 응답 메시지 및 데이터 수신부로 구성된다. 본 발명에 의하면 펌웨어의 수정에 의해 비교적 쉽게 PON 시스템을 구성할 수 있는 효과가 있다.

Description

단순 폴링 알고리즘을 사용한 수동형 광 통신망 시스템{Passive optical network system using simple polling algorithm}
본 발명은 수동형 광통신망(Passive Optical Network: PON)에서 다수의 광통신망 유니트(Optical Network Unit: ONU)들과 광 종단장치(Optical Line Termination: OLT)간의 데이터 전송에 관한 것으로, 구체적으로는 단순화된 폴링(polling) 알고리즘을 사용하고 네트워크 프로세서(network processor)를 구비한 PON 시스템에 관한 것이다.
PON 기술은 전화국(Central Office: CO)측에 설치되는 OLT와 가입자측에 설치되는 ONU 사이에 1:N 수동형 광 스플리터(passive optical splitter) 또는 광 커플러(coupler)를 사용하여 한 가닥의 광 케이블로 복수의 ONU 들로 데이터를 전송하는 기술이다. ONU는 FTTC(Fiber to the Curb) 또는 FTTH(Fiber to the Home) 기반의 망 구조에서 광섬유 케이블을 통하여 전송된 광 신호를 수신하여 전기신호로 변환시켜 가입자에게 전달하고, 가입자로부터의 전기신호를 광신호로 변환시켜 전달하는 광 신호 정합기능을 갖는 장치이다. OLT는 통신사업자의 전화국에 위치한 광 종단장치이다. 일반적으로 ONU 는 시분할 다중화(Time Division Multiplexing: TDM) 또는 파장분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing: WDM) 방식을 사용하여, PON 시스템의 광 선로 매체의 가용 대역폭을 나누어 쓰면서 데이터를 전송한다.
PON 기술에는 비동기 전송모드(Asynchronous Transfer Mode: ATM) 방식을 사용한 ATM-PON 방식과 이더넷(Ethernet) 방식을 사용한 EPON 방식이 있다. 두 방식모두 망 구조는 PON 방식을 선택하고 있다는 점에서는 동일하나, ATM-PON 방식은 ATM 프로토콜을 사용하고 EPON 방식은 이더넷 프로토콜을 사용한다는 점에서는 차이가 있다.
도 1은 일반적인 PON 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
ONU(110 내지 110-n)들과 OLT(120)는 수동형 광 스플리터(130)에 의해 연결되어 있고, OLT(120)는 물리적인 광통신 모듈(PHY)(121 내지 121-n)과 광통신 모듈(PHY)(121 내지 121-n)들을 제어하는 미디어 계층의 MAC(Media Access Control) 장치(122)로 구성되어 있다. 광통신 모듈(PHY)은 각각 수동형 광 스플리터를 통하여 여러개의 ONU(110 내지 110-n)들로 데이터를 송수신한다. 그리고, MAC 장치(122)는 내부 인터페이스를 통하여 스위치 모듈 등 통신 시스템의 다른 구성요소들과 연결되어 있다.
OLT(120)는 ONU(110)가 전송한 데이터를 광 스플리터(130)를 통하여 수신하면서, 수신한 데이터의 매체접근을 제어한다. 그리고, 일반적으로 OLT(120)가 송신한 데이터는 모든 ONU(110 내지 110-n)들이 수신할 수 있으나, ONU(110 내지 110-n, 140-1 내지 140-n)들이 송신한 데이터는 데이터의 목적지에 해당되는 OLT(120)만 수신할 수 있다. 따라서 비대칭 형태이다.
현재 IEEE 국제 표준화 기구에서는, PON 시스템에서 이더넷 프레임 규격을 사용하여 가변길이의 프레임을 전송할 수 있는 802.3ah 규격의 제정이 진행중에 있다. 이 규격에서는 ONU(110)가 OLT(120)로 데이터를 전송하는 정확한 전송 시간을 측정하고, ONU(110) 들이 전송할 프레임의 길이정보를 OLT(120)로부터 사전에 입력받아, 정확히 약속된 길이의 프레임을 예정된 시간에 전송하도록 규정하고 있다. 따라서, ONU(110) 들이 전송하는 데이터가 서로 충돌하지 않도록 제어한다.
도 2는 IEEE 802.3ah 규격에서 정의된 이더넷 기반 PON 시스템에서, ONU 들이 미디어 제어 알고리즘을 사용하여 데이터를 전송하는 과정을 도시한 타이밍도이다.
도 2를 참조하여, 802.3ah의 규격에 따라 다수의 ONU 들이 하나의 OLT 의 제어 메시지(Grant)에 응답하여 데이터를 전송하는 과정을 타이밍 다이어그램으로 설명한다. ONU-1이 데이터 송신을 개시하고 중단하여야 할 정확한 시간 정보는 Grant-1 신호(210)에 포함되어 있으며, 이 Grant-1 신호(210)는 OLT에 의하여 생성된다. Grant-1 신호(210)에 포함된 시간 정보에 의해 지정된 시간슬롯동안 ONU-1은 Data-1(220)을 전송하고, 다음 데이터를 전송하기 위한 시간슬롯 배정을 OLT에게 미리 요구한다. 시간슬롯 배정요구 정보는 Repo-1(230) 메시지에 저장되어 있다.
OLT는 이렇게 생성된 Repo-1(230) 메시지와 data-1(220) 메시지를 수신하면서, ONU-2가 데이터 송신을 개시할 수 있는 시간 정보를 담은 Grant-2(240) 메시지를 생성한다. ONU-2는 Grant-2(240) 메시지를 수신하고, ONU-1의 데이터 전송이 끝나는 즉시 Data-2(250) 전송을 시작한다. 아울러, ONU-3의 데이터 전송을 위한 시간슬롯 배정 메시지 Repo-2(260)도 함께 전송한다.
상술한 제어 알고리즘에 따라서 ONU 들은 상호 충돌을 피하면서 데이터를 전송하는데, 이 제어 알고리즘은 도 1의 MAC 장치(122)에서 수행된다. 일반적으로 이 같은 복잡한 스케쥴링 알고리즘을 구현한 MAC 장치(122)는 정밀한 타이밍 회로와고속의 하드웨어를 필요로 하므로 구현이 어렵고, 시스템의 가격이 비싸진다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 별도의 PON 전용 MAC 장치를 사용하지 않고, 프로그래밍이 가능한 펌웨어(firmware)에 의해 제어되는 하나의 고속 프로세서 칩을 사용한 네트워크 프로세서를 사용하여 PON 시스템을 제공하는데 있다.
도 1은 일반적인 PON 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 IEEE 802.3ah 규격에서 정의된 이더넷 기반 PON 시스템에서, ONU 들이 미디어 제어 알고리즘을 사용하여 데이터를 전송하는 과정을 도시한 타이밍도이다.
도 3은 본 발명의 네트워크 프로세서 기반 PON 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 폴링방법을 사용하여 ONU 들이 데이터를 전송하는 과정을 도시한 타이밍도이다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 폴링방법을 사용하여 OLT가 ONU로부터 데이터를 수신하는 절차를 도시한 순서도이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 폴링방법을 사용하여 ONU 들이 데이터를 전송하는 절차를 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 폴링 알고리즘을 수행하는 OLT의 구성을 나타내는 블록도이다.
상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 PON 시스템에서 OLT가 ONU로부터 데이터를 수신하는 방법은, 현재 정상 동작중인 상기 복수의 ONU들 중에서 OLT가 인식하지 못한 ONU를 검색하는 ONU 검색단계; 상기 검색결과 신규 ONU가 존재하는지 판단하는 단계; 상기 신규 ONU가 존재하면, 검색된 상기 신규 ONU들을 폴링 리스트에 등록시키는 단계; 상기 폴링 리스트에 존재하는 ONU들에게 목적지 주소정보가 포함된 폴링 메시지를 전송하는 단계; 전송할 데이터가 없다는 NAK 메시지 또는 데이터를 상기 목적지 주소정보에 대응되는 ONU로부터 수신하는 단계; 및 상기 폴링 리스트에 존재하는 모든 ONU에 대한 폴링이 완료될 때까지 상기 폴링 메시지 전송단계와 상기 NAK 메시지 또는 데이터 수신단계를 계속하여 수행하는 단계를 구비한다.
상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 PON 시스템에서 ONU가 OLT로 데이터를 전송하는 방법은, 소정의 데이터 수신과정을통하여 OLT로부터 수신된 등록허가 메시지를 입력받을 때까지 대기하는 ONU 등록대기 단계; 상기 등록허가 메시지를 수신한 후 수신된 ONU의 등록 절차를 수행하는 ONU 등록단계; 상기 등록 절차를 마친 후에 OLT로부터 폴링 허가 메시지가 도착하기를 기다리는 단계; 상기 폴링 허가 메시지를 수신하면 ONU가 전송할 데이터가 존재하는지 판단하여 전송할 데이터가 존재하면 데이터를 전송하고 그렇지 않으면 전송할 메시지가 없다는 NAK 메시지를 전송하는 단계; 및 또 다른 폴링 허가 메시지를 다시 기다려 상기 데이터 전송 또는 NAK 메시지 전송을 다시 수행하는 단계를 구비한다.
상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 수동형 광 통신망 시스템에서 상기 OLT는 현재 정상 동작중인 상기 복수의 ONU들 중에서 OLT가 인식하지 못한 ONU를 검색하는 ONU 검색부; 상기 ONU 검색부의 검색결과 신규 ONU가 존재하는지 판단하는 신규 ONU 존재여부 판단부; 상기 신규 ONU가 존재하면, 검색된 상기 신규 ONU들을 폴링 리스트에 등록시키는 신규 ONU 등록부; 상기 폴링 리스트에 존재하는 ONU들에게 목적지 주소정보가 포함된 폴링 메시지를 전송하는 폴링 메시지 전송부; 및 전송할 데이터가 없다는 NAK 메시지 또는 데이터를 상기 목적지 주소정보에 대응되는 ONU로부터 수신하는 응답 메시지 및 데이터 수신부를 구비한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 네트워크 프로세서 기반 PON 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
본 발명의 네트워크 프로세서 기반 PON 시스템은 도 1의 MAC 장치(122) 대신에 네트워크 프로세서(Network Processor: NP)(322)를 사용하였다. 그리고, ONU(310 내지 310-n), 수동형 광 스플리터(350) 및 OLT(320)는 도 1에서의 ONU(110 내지 110-n), 수동형 광 스플리터(130) 및 OLT(120)와 각각 기능이 동일하다. OLT(320)는 물리적인 광통신 모듈(321 내지 321-n)과 네트워크 프로세서(NP)(322)로 구성되어 있다. 그리고, 물리적인 광통신 모듈(321)은 수동형 광 스플리터(350)를 통해 ONU(310 내지 310-n)들과 연결되어 있다. 다른 광통신 모듈(321-1 내지 310-n)은 기가비트 이더넷(GbE)(330) 인터페이스 또는 POS(340) 인터페이스와도 연결되어 있다.
종래의 라우터 또는 스위치 장치에 존재하는 라인 인터페이스 장치부는 데이터 패킷을 처리하고 트래픽 제어를 하는 등 복잡한 기능을 수행하기 위하여 여러 하드웨어들을 필요로 하기 때문에 구성이 복잡하였다. 그리고 새로운 기능을 추가할 때마다 설계를 변경해야 하는 등의 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서 사용하는 네트워크 프로세서(322)는 상용화된 네트워크 프로세서중에서 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있으며, 이 네트워크 프로세서는 이들 복잡한 기능이 하나의 고속 프로세서 칩에서 수행되도록 통합되어 있다. 그리고, 이 프로세서 칩에서 수행되는 기능들은 펌웨어(firmware) 형태로 구현되어, 메모리에 저장된 프로그램에 의하여 제어되고, 이 기능들이 프로그래밍에 의해서 변경 가능하도록 만들어져 제공된다.
이 같은 네트워크 프로세서(322)는 일반적으로, 그 내부에 저장된 펌웨어 제어 프로그램을 변경함으로써 새로운 기능이 추가될 수 있다. 따라서, 유연하면서 범용성을 가지는 구조를 갖는다. 그리고, 제조회사에 따라서는 네트워크 프로세서 내에 3계층의 패킷 처리 기능뿐만 아니라, 2계층의 미디어 제어부에 이더넷, ATM, POS 등의 표준 인터페이스 기능까지도 포함하여 펌웨어로 프로그래밍되어, 기능의 변경이나 추가가 가능한 제품도 있다.
따라서 네트워크 프로세서(322) 내에는 도 2의 타이밍도에 의한 PON 제어 알고리즘이 펌웨어의 형태로 구현되어야 한다. 그러나, 일반적으로 네트워크 프로세서는 PON 제어 알고리즘이 요구하는 정확한 타이밍과 스케줄링을 구현하기 위한 필요한 기능을 지원하지 못하거나, 그러한 알고리즘 수행을 위해 요구되는 처리 성능을 갖고 있지 못하다는 문제점이 있다. 그러므로 도 3의 절차를 보다 단순화시킨 알고리즘이 필요하다. 따라서 구현을 용이하게 하고, 도 3의 절차가 요구하는 엄격한 타이밍 관리 기능 및 스케줄링에 의한 전송 예약 기능 없이, 보다 완화된 수행 조건 하에서 ONU 들의 데이터 전송을 제어할 수 있도록 하는 새로운 알고리즘이 필요하다.
도 4는 본 발명의 폴링방법을 사용하여 ONU 들이 데이터를 전송하는 과정을 도시한 타이밍도이다.
본 발명이 적용되는 시분할 방식의 PON 시스템에서는 도 4의 타이밍도에서 참조된 바와 같은 단순화된 폴링 알고리즘에 의해서 ONU 들의 전송 순서를 제어한다. 도 4의 타이밍도는 도 3과 같은 시스템에서 ONU(310)들이 OLT(320)로 데이터를전송하기 위하여 OLT(320)와 제어 메시지를 주고받는 과정을 시간의 흐름에 따라 표현한 것이다.
우선 OLT(320)로부터 ONU(310)에게 데이터를 전송하라는 메시지를 담은 폴링 메시지 Poll-1(410)가 광 스플리터(350)에 의해 다수의 ONU 들에게 전달된다. ONU(310)들은 폴링 메시지 Poll-1(410)에 포함된 주소정보를 해석하고, 해석된 주소정보에 따라서 여러개의 ONU(310)들 중에서 OLT(320)가 지시하는 ONU(310)만 이 폴링 메시지 Poll-1(410)에 응답한다. Poll-1(410) 메시지에 의해 OLT(320)가 지시하는 ONU-1은 데이터를 전송하거나, 전송할 데이터가 없을 경우에는 NAK-1 메시지(420)를 OLT(320)에게 전송하여 응답한다. OLT(320)는 상기 ONU-1로부터 데이터 또는 NAK-1(420) 메시지를 수신하고 난 후, 다른 ONU(310)들 중의 하나에게 다른 폴링 메시지 Poll-2(430)를 전송한다. 폴링 메시지 Poll-2(430)를 수신한 ONU-2는 이에 대응되는 데이터 Data-2(440)를 OLT(320)에게 전송한다.
상술한 절차에서 OLT(320)가 데이터를 전송할 ONU(310)를 선택하는 방법은 몇가지가 있다. 단순히 대기중인 ONU(310) 들을 순서에 따라 돌아가면서 데이터 전송 권리를 주는 라운드 로빈(Round-Robin) 방법, 특정 ONU(310)에게 전송 순서를 더 부여하는 가중 라운드 로빈 (Weighted Round-Robin) 방법, 또는 특정 ONU(310)는 순서에 상관없이 일정 주기마다 폴링해 주는 주기적 호출 방법 등 여러가지 다양한 알고리즘이 적용될 수 있다.
상술한 절차는 다수의 ONU(310)들이 OLT(320)에게 데이터를 전송하는 과정을 설명한 것이다. 그러나, 역으로 OLT(320)가 ONU(310)에게 데이터를 전송할 경우에는 광 스플리터(350)를 통하여 분기된 신호가 모든 ONU(310)들에게 전달되고, ONU(310)들은 데이터 패킷내의 주소정보를 이용하여 자신에게 전송된 패킷만을 필터링하여 수신하는 일반적인 PON 분배망의 전송 방법과 동일한 방법을 사용한다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 폴링방법을 사용하여 OLT가 ONU로부터 데이터를 수신하는 절차를 도시한 순서도이다. 도 5a는 OLT의 수신단에서의 데이터 수신 과정이고, 도 5b는 OLT의 송신단에서의 데이터 송신 과정이다.
ONU 검색단계(S505)에서는 OLT가 인식하지 못하고 있으면서 현재 정상 동작중인 ONU를 검색한다. 이 검색요구는 OLT의 데이터 송신과정을 통해서 수행될 수 있도록 OLT의 데이터 송신대기 단계(S550)로 전달된다. 송신대기 단계(S550)에서 검색요구 메시지가 수신되면 수신된 메시지가 제어신호인지 판단하여(S555), 제어신호가 아니면 데이터를 ONU에게 전송하고(S565), 제어신호이면 해당 제어신호를 ONU에게 전송한다(S560).
이렇게 ONU 들에게 등록 요청 메시지를 방송하여, 신규 ONU가 발견되면(S510) 상기 등록 요청에 대해 응답한 ONU들을 폴링 리스트에 등록시킨다(S515). 만일 신규 ONU가 발견되지 않으면, 기 존재하는 폴링 리스트를 가지고 ONU의 폴링을 수행한다. 폴링 메시지의 전송은 라운드 로빈 등의 알고리즘을 이용하여 상기한 폴링 리스트에 기록된 ONU 들 중 하나를 선택하여 폴링 메시지를 전송한다(S520). 상기 폴링 메시지는 모든 ONU들이 수신할 수 있지만 폴링 메시지 내에 포함된 주소와 일치하는 ONU만이 이 폴링 메시지를 처리한다.
ONU는 전송할 데이터가 있는 경우에는 데이터 패킷을 전송하고, 그렇지 않으면 NAK 메시지를 전송한다. 따라서 OLT는 NAK 메시지를 수신하거나(S525) 데이터를 수신하게 된다(S530). 이렇게 모든 ONU의 폴링을 수행한 후 폴링이 완료되었는지 체크한다(S535). 아직 폴링이 완료되지 않았으면 OLT로부터 폴링 메시지를 기다리고 있는 다른 ONU를 선택하여(S540), 상술한 (S520) 내지 (S535)의 단계를 다시 수행한다. 이 과정에서 ONU가 응답에 불응하거나, 수신 오류 상태가 발생할 수도 있으나 이는 별도의 복구 절차에 의해 정상 상태로 회복될 수 있다. 그리고, 이렇게 하여 모든 단말기에 대한 폴링이 완료되면, 주기적으로 새로 활성화된 ONU를 검색할 수 있도록 다시 처음 단계(S505)로 돌아가서 상술한 과정을 다시 수행한다.
ONU 폴링단계(S520)에서도 폴링 메시지를 ONU 에게 송신하여야 하므로 ONU의 검색요구 메시지의 처리과정과 동일하게 OLT의 데이터 송신과정을 통해 수행된다. 즉, OLT의 송신단에는 데이터의 송신 대기상태에 있다가(S550), 제어신호를 받으면(S555) 제어 메시지를 전송하고(S560), 제어신호가 아닌 일반 메시지를 받으면 데이터를 ONU에게 전송한다(S565).
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 폴링방법을 사용하여 ONU 들이 데이터를 전송하는 절차를 도시한 순서도이다. 도 6a는 ONU의 송신단에서의 데이터 송신과정이고, 도 6b는 ONU의 수신단에서의 데이터 수신과정이다.
ONU 등록대기 단계(S605)에서는 OLT로부터 수신된 등록허가 메시지를 받을때까지 기다린다. 이 등록허가 메시지는 ONU의 데이터 수신과정을 통해서 입력받는다. 등록허가 메시지를 수신하였으면 ONU 등록단계(S610)에서 ONU의 등록 절차를 수행한다. 이렇게 등록 절차를 마친 후에 OLT로부터 폴링 허가 메시지가 도착하기를 기다린다(S615). 이 폴링 허가 메시지도 ONU의 데이터 수신과정을 통해서 입력받는다. 폴링 신호를 받으면 ONU가 전송할 데이터가 존재하는지 판단하여(S620) 전송할 데이터가 존재하면 데이터를 전송하고(S625), 그렇지 않으면 NAK 메시지를 전송한다(S630). 그리고 나서 다음 폴링 신호를 기다리는 단계(S615)로 되돌아 간다.
한편 ONU의 수신과정은 다음과 같다. 데이터 수신대기 단계(S640)에서는 OLT로부터 데이터의 수신을 기다리다가, 수신된 데이터가 제어신호인지 판단하여(S645), 수신된 데이터가 제어신호 또는 폴링신호인 경우에는 제어신호처리 단계(S650)에서 데이터 송신과정으로 수신된 제어신호 또는 폴링신호를 전송한다. 만일 수신된 데이터가 제어신호가 아니고, 전송 버퍼내에 송신할 데이터가 존재할 경우에는 데이터의 목적지를 검색하여(S655), 전송받은 데이터의 목적지가 일치하는지 판단하고(S660), 목적지가 일치하지 않으면 수신한 데이터를 폐기하고(S665), 목적지가 일치하면 수신된 데이터를 보관한다(S670).
그리고, 상술한 제어 절차는 도 1에 도시한 일반적인 시분할 방식의 PON 시스템에도 적용될 수 있다. 또한 본 발명의 바람직한 실시예로 도 3에서와 같이 네트워크 프로세서를 이용한 PON 시스템을 구성하고자 할 때, 상술한 폴링방법을 이용한 전송제어 절차는 네트워크 프로세서의 펌웨어 프로그램을 이용하여 수행될 수 있도록 작성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 폴링 알고리즘을 수행하는 OLT의 구성을 나타내는 블록도이다.
ONU 검색부(710), 신규 ONU 존재여부 판단부(720), 신규 ONU 등록부(730),폴링 리스트 저장부(740), 폴링 메시지 전송부(750), 응답 메시지 및 데이터 수신부(760), 제어신호 및 데이터 전송부(770)로 구성되어 있다.
도 3에서 도시된 OLT의 네트워크 프로세서에서는 상술한 제어절차가 수행되는데, 이 제어절차가 수행되는 OLT는 구성요소를 상세히 설명한다. 먼저, ONU 검색부(710)는 현재 정상 동작중인 복수의 ONU들 중에서 OLT가 인식하지 못한 ONU를 검색한다. 그리고, 폴링 메시지 전송부(750)로부터 폴링 리스트 저장부(740)에 기록된 모든 ONU 들에 대한 폴링이 완료되었다는 메시지를 받으면, 주기적으로 새로 활성화된 ONU를 다시 검색한다.
신규 ONU 존재여부 판단부(720)는 ONU 검색부(710)의 검색결과 신규 ONU가 존재하는지 판단한다. 그리고, 신규 ONU 등록부(730)는 신규 ONU가 존재하면, 검색된 신규 ONU들을 폴링 리스트(740)에 저장한다.
폴링 메시지 전송부(750)는 폴링 리스트(740)에 저장된 ONU들에게 목적지 주소정보가 포함된 폴링 메시지를 전송한다. 그리고, 라운드 로빈 알고리즘을 사용하여 폴링 리스트 저장부(740)에 저장된 ONU들 중 하나를 선택하여 폴링 메시지를 전송한다.
응답 메시지 및 데이터 수신부(760)는 전송할 데이터가 없다는 NAK 메시지 또는 데이터를 목적지 주소정보에 대응되는 ONU로부터 수신한다. 그리고, 만일 모든 ONU가 응답하지 않거나, 수신 오류 상태가 발생하면 소정의 별도의 복구 절차에 의해 OLT는 정상 상태로 회복된다.
제어신호 및 데이터 전송부(770)는 ONU 검색부(710)로부터 검색 요구 또는상기 폴링 메시지 전송부(750)로부터 폴링메시지를 수신하여 수신된 메시지가 제어신호인지 판단하고, 제어신호가 아니면 데이터를 ONU에게 전송하고, 제어신호이면 해당 제어신호를 ONU에게 전송한다. 그리고, 제어신호 및 데이터 전송부(770)는 ONU 검색부(710)에서 신규 ONU를 검색하지 못하였으면, 폴링 리스트 저장부(740)에 이미 저장된 ONU 들에게 폴링 메시지를 전송한다.
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 이해할 수 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.
상술한 바와 같이 본 발명은, 고속의 전용 MAC 장치를 사용하지 않고 범용의 네트워크 프로세서를 이용하여 PON 시스템을 구현함으로서, 펌웨어의 수정에 의해 비교적 쉽게 PON 시스템을 구성할 수 있는 효과가 있다. 그리고 경로표 검색 및 체크섬(checksum) 계산 등 여러가지 다양한 패킷 처리 기능을 하나의 칩 위에 집적시켜 대량 생산되는 네트워크 프로세서를 사용하기 때문에 종래의 PON 시스템보다 경제적이면서 소형화된 장치를 구성할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 네트워크 프로세서는 일반적으로 POS, ATM, 이더넷 및 기가비트 이더넷 등 다양한 인터페이스를 동시에 제공하고 있다. 따라서 본 발명의 PON 시스템을 사용하면 다중 서비스를 제공 할 수 있는 멀티 서비스 플렛폼을 구성할 수 있다. 그리고, 도 1에 도시된 PON 시스템을 사용하여 3 계층에서의 패킷 처리 기능을 구현하기 위해서는, 별도의 패킷 처리를 위한 장치를 필요로 하지만, 본 발명에서 개시된 바와 같이 네트워크 프로세서를 사용한 PON 시스템은 2계층 및 3계층 모두에서 데이터의 교환 및 전송을 할 수 있으므로, 보다 풍부한 서비스를 필요에 따라 유연하게 경제적이고 소형으로 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 현재 정상 동작중인 복수의 ONU들 중에서 OLT가 인식하지 못한 ONU를 검색하는 ONU 검색단계;
    상기 검색결과 신규 ONU가 존재하는지 판단하는 단계;
    상기 신규 ONU가 존재하면, 검색된 상기 신규 ONU들을 폴링 리스트에 등록시키는 단계;
    상기 폴링 리스트에 존재하는 ONU들에게 목적지 주소정보가 포함된 폴링 메시지를 전송하는 단계;
    전송할 데이터가 없다는 NAK 메시지 또는 데이터를 상기 목적지 주소정보에 대응되는 ONU로부터 수신하는 단계; 및
    상기 폴링 리스트에 존재하는 모든 ONU에 대한 폴링이 완료될 때까지 상기 폴링 메시지 전송단계와 상기 NAK 메시지 또는 데이터 수신단계를 계속하여 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 PON 시스템에서 OLT가 ONU로부터 데이터를 수신하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 ONU 검색단계에서 검색 요구를 수신하여 수신된 메시지가 제어신호인지 판단하고, 제어신호가 아니면 데이터를 ONU에게 전송하고, 제어신호이면 해당 제어신호를 ONU에게 전송하는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 PON 시스템에서 OLT가 ONU로부터 데이터를 수신하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    만일 신규 ONU가 검색되지 않으면, 기 존재하는 폴링 리스트에 저장된 ONU 들에게 폴링 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 PON 시스템에서 OLT가 ONU로부터 데이터를 수신하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴링 메시지의 전송은 라운드 로빈 알고리즘을 사용하여 상기 폴링 리스트에 기록된 ONU들 중 하나를 선택하여 폴링 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 PON 시스템에서 OLT가 ONU로부터 데이터를 수신하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    만일 모든 ONU가 응답하지 않거나, 수신 오류 상태가 발생하면 소정의 별도의 복구 절차에 의해 상기 OLT가 정상 상태로 회복되는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 PON 시스템에서 OLT가 ONU로부터 데이터를 수신하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴링 리스트에 기록된 모든 ONU 들에 대한 폴링이 완료되면, 주기적으로 새로 활성화된 ONU를 검색하기 위하여 다시 처음의 ONU 검색단계로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 PON 시스템에서 OLT가 ONU로부터 데이터를 수신하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 ONU 폴링 메시지 전송단계에서 폴링 요구를 수신하여 수신된 메시지가 제어신호인지 판단하고, 제어신호가 아니면 데이터를 ONU에게 전송하고, 제어신호이면 해당 제어신호를 ONU에게 전송하는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 PON 시스템에서 OLT가 ONU로부터 데이터를 수신하는 방법.
  8. 소정의 데이터 수신과정을 통하여 OLT로부터 수신된 등록허가 메시지를 입력받을 때까지 대기하는 ONU 등록대기 단계;
    상기 등록허가 메시지를 수신한 후 수신된 ONU의 등록 절차를 수행하는 ONU등록단계;
    상기 등록 절차를 마친 후에 OLT로부터 폴링 허가 메시지가 도착하기를 기다리는 단계;
    상기 폴링 허가 메시지를 수신하면 ONU가 전송할 데이터가 존재하는지 판단하여 전송할 데이터가 존재하면 데이터를 전송하고 그렇지 않으면 전송할 메시지가 없다는 NAK 메시지를 전송하는 단계; 및
    또 다른 폴링 허가 메시지를 다시 기다려 상기 데이터 전송 또는 NAK 메시지 전송을 다시 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 PON 시스템에서 ONU가 OLT로 데이터를 전송하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 소정의 데이터 수신과정은
    OLT로부터 데이터의 수신을 기다리는 데이터 수신대기 단계;
    상기 수신된 데이터가 제어신호인지 판단하여 제어신호 또는 폴링신호인 경우에는 상기 ONU 등록 대기단계 또는 폴링신호 대기단계로, 수신된 제어신호 또는 폴링신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 PON 시스템에서 ONU가 OLT로 데이터를 전송하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    데이터 수신대기 단계에서 수신된 데이터가 제어신호가 아니고, 전송 버퍼내에 송신할 데이터가 존재할 경우에는, 데이터의 목적지를 검색하여 수신한 데이터의 목적지가 일치하는지 판단하고, 일치하지 않으면 수신한 데이터를 폐기하고 일치하면 수신된 데이터를 보관하는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 PON 시스템에서 ONU가 OLT로 데이터를 전송하는 방법.
  11. 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 수동형 광 통신망 시스템에 있어서, 상기 OLT는
    현재 정상 동작중인 상기 복수의 ONU들 중에서 OLT가 인식하지 못한 ONU를 검색하는 ONU 검색부;
    상기 ONU 검색부의 검색결과 신규 ONU가 존재하는지 판단하는 신규 ONU 존재여부 판단부;
    상기 신규 ONU가 존재하면, 검색된 상기 신규 ONU들을 폴링 리스트에 등록시키는 신규 ONU 등록부;
    상기 폴링 리스트에 존재하는 ONU들에게 목적지 주소정보가 포함된 폴링 메시지를 전송하는 폴링 메시지 전송부; 및
    전송할 데이터가 없다는 NAK 메시지 또는 데이터를 상기 목적지 주소정보에 대응되는 ONU로부터 수신하는 응답 메시지 및 데이터 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 수동형 광 통신망 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 ONU 검색부로부터 검색 요구 또는 상기 폴링 메시지 전송부로부터 폴링메시지를 수신하여 수신된 메시지가 제어신호인지 판단하고, 제어신호가 아니면 데이터를 ONU에게 전송하고, 제어신호이면 해당 제어신호를 ONU에게 전송하는 제어신호 및 데이터 전송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 수동형 광 통신망 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제어신호 및 데이터 전송부는
    만일 신규 ONU가 검색되지 않으면, 기 존재하는 폴링 리스트에 저장된 ONU 들에게 폴링 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 수동형 광 통신망 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 폴링 메시지 전송부는
    라운드 로빈 알고리즘을 사용하여 상기 폴링 리스트에 기록된 ONU들 중 하나를 선택하여 폴링 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 수동형 광 통신망 시스템
  15. 제11항에 있어서, 상기 응답 메시지 및 데이터 수신부는
    만일 모든 ONU가 응답하지 않거나, 수신 오류 상태가 발생하면 소정의 별도의 복구 절차에 의해 상기 OLT가 정상 상태로 회복되는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 수동형 광 통신망 시스템.
  16. 제11항에 있어서, 상기 ONU 검색부는
    상기 폴링 메시지 전송부로부터 상기 폴링 리스트에 기록된 모든 ONU 들에 대한 폴링이 완료되었다는 메시지를 받으면, 주기적으로 새로 활성화된 ONU를 다시 검색하는 것을 특징으로 하는 복수의 ONU 및 OLT를 구비한 수동형 광 통신망 시스템.
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