KR20050050684A - Apparatus for olt churning processing in atm pon system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 ATM(Asynchronous Transfer Mode) PON(Passive Optical Network) 시스템의 OLT(Optical Line Termination)에서 ODN(Optical Distribution Network) 절체 순간에 특정 공통 키를 쳐닝 키로 이용함으로써 규정된 절체 시간을 만족할 수 있도록 한 ATM PON 시스템에서의 OLT 쳐닝 처리 장치에 관한 것이다.According to the present invention, it is possible to satisfy a specified switching time by using a specific common key as a chucking key at the moment of optical distribution network (ODN) transfer in OLT (Optical Line Termination) of an Asynchronous Transfer Mode (ATM) Passive Optical Network (PON) system. An OLT cheating processing apparatus in an ATM PON system.
본 발명은 ATM PON 시스템의 OLT에서 ODN 절체를 수행하는 경우 절체 순간에는 특정 공통 키를 쳐닝 키로 이용하여 데이터 암호화를 수행하고, 이후에는 갱신된 쳐닝 키로 데이터 암호화를 수행함으로써, ODN 절체시 50msec로 규정된 절체 시간을 만족시킬 수 있게 되고, 따라서 ODN 절체시에도 정상적인 데이터 전송 처리를 수행할 수 있게 된다.In the present invention, when ODN switching is performed in an OLT of an ATM PON system, data encryption is performed using a specific common key as a cheating key at the moment of switching, and afterwards, data encryption is performed with an updated chewing key, thereby defining 50 msec. The transfer time can be satisfied, so that normal data transfer processing can be performed even during ODN changeover.
Description
본 발명은 ATM(Asynchronous Transfer Mode) PON(Passive Optical Network) 시스템에서의 암호화를 위한 쳐닝 처리에 관한 것으로, 특히 OLT(Optical Line Termination)에서 ODN(Optical Distribution Network) 절체 순간에 특정 공통 키를 쳐닝 키로 이용함으로써 규정된 절체 시간을 만족할 수 있도록 한 ATM PON 시스템에서의 OLT 쳐닝 처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to the processing for encryption in an Asynchronous Transfer Mode (ATM) Passive Optical Network (PON) system, and more particularly, to a particular common key at the instant of optical distribution network (ODN) switching in an optical line termination (OLT). The present invention relates to an OLT cheating processing apparatus in an ATM PON system capable of satisfying a prescribed transfer time.
최근 전송 기술 및 교환 기술의 발달은 망 환경 전반에 걸쳐 초고속의 정보 전달을 실현하고, 다양한 서비스들을 창출하고 있으며, 그 결과 공중 망은 B-ISDN 을 목표로 ATM(Asynchronous Transfer Mode)을 기반으로 고도화를 이루어가고 있다.Recently, the development of transmission technology and exchange technology realizes high-speed information transmission and creates various services throughout the network environment, and as a result, the public network is advanced based on ATM (Asynchronous Transfer Mode) for B-ISDN. Is going on.
그리고, 전화국과 가입자들 사이의 가입자 선로들로 구성되는 가입자 망은 가입자 선로를 광섬유로 구현한 ATM 기반의 PON(Asynchronous Transfer Mode - Passive Optical Network) 망을 기반으로 하고 있다.In addition, a subscriber network composed of subscriber lines between a telephone station and subscribers is based on an ATM based Asynchronous Transfer Mode-Passive Optical Network (PON) network in which a subscriber line is formed of optical fibers.
한편, 종래의 ATM PON 시스템은 음성, ISDN, 전용회선, xDSL 그리고 ATM25 서비스를 전화국 장치인 OLT(Optical Line Termination)와 가입자 지역에 설치되는 ONU(Optical Network Unit)를 통해 제공되는데, ITU-T에서 권고하고 있는 일반적인 ATM PON 시스템의 구조는 첨부된 도면 도 1에 도시된 바와 같다.Meanwhile, the conventional ATM PON system provides voice, ISDN, leased line, xDSL, and ATM25 services through optical line termination (OLT), which is a telephone station device, and an optical network unit (ONU) installed in a subscriber area. The recommended ATM PON system structure is illustrated in FIG. 1.
여기서, OLT는 전화국에 위치하여 DS1, DS1E 신호 및 광대역 교환망 측에서 전달되는 ATM에 기반을 둔 광대역 디지털 계위를 통합 다중화한 후에 대국 장치인 다수의 ONU로 광 전송하는 기능 및 그 역기능을 수행하며, ODN(Optical Distribution Network)은 OLT와 각 ONU들 사이에 광 전송 경로를 제공하는 것으로 수동 광 스플리터(Splitter)를 가지는 광 케이블로 구성된다.Here, OLT performs the function of optical transmission to multiple ONUs, which are located in a telephone station, integrated multiplexing of DS1, DS1E signals and broadband digital hierarchy based on ATM delivered from broadband switching network, and vice versa. ODN (Optical Distribution Network) provides an optical transmission path between the OLT and each ONU and consists of an optical cable having a passive optical splitter.
그리고, 각 ONU는 OLT로부터 수신된 광 신호로부터 역다중화 기능을 통하여 추출된 가입자 신호를 서비스에 따른 각종 채널 유니트로 전송하는 기능과 이의 역기능을 수행한다.In addition, each ONU performs a function of transmitting a subscriber signal extracted through the demultiplexing function from the optical signal received from the OLT to various channel units according to the service and its reverse function.
전술한 바와 같은 종래의 ATM PON 시스템은 그 하향 데이터 전송 특성상 OLT에서 ONU 측으로 브로드캐스팅 되므로 동시에 모든 ONU에 데이터가 전송되며, 따라서 각 ONU로 전송되는 하향 데이터에 대해서는 데이터 보호를 위해 각 ONU마다 서로 다른 쳐닝 키(Churning Key)를 이용하여 ATM 셀의 헤더 부분을 제외한 페이로드 부분에 대해 암호화(Churning)를 수행하고, 이를 수신한 ONU에서는 자신의 쳐닝 키를 이용하여 데이터를 원래대로 복호화(Dechurning)하는 기능을 수행한다.In the conventional ATM PON system as described above, data is transmitted to all ONUs at the same time since the OLT is broadcasted from the OLT to the ONU side. Therefore, the downlink data transmitted to each ONU is different for each ONU for data protection. Churning is performed on the payload portion of the ATM cell except for the header portion of the ATM cell by using the Churning Key, and the received ONU decrypts the data using its own Churning Key. Perform the function.
이때, 암호화를 위한 쳐닝 키는 OLT의 요구에 따라 각 ONU에서 생성하여 해당되는 OLT로 전송하게 되며, 그 쳐닝 키의 복제를 방지하기 위하여 최소 1초에 한 번씩 OLT와 ONU 사이에 쳐닝 키 갱신을 수행한다.At this time, the chening key for encryption is generated in each ONU according to the OLT request and transmitted to the corresponding OLT, and the cheating key is updated between the OLT and the ONU at least once every second to prevent duplication of the cheating key. Perform.
그리고, 종래 ATM PON 시스템에서 쳐닝 키는 3 바이트 키를 사용하며, 첨부된 도면 도 2에 도시된 바와 같이 OLT의 쳐닝 키 갱신 요청(new_key_request)에 따라 ONU에서 새로운 쳐닝 키를 생성하여 'new_churning_key' 메시지를 통해 OLT로 전송되는데, 이때 3바이트의 쳐닝 키는 X1~X8, P1~P16 값으로 이루어지며, 소정의 논리 연산(K1 = (X1 * P13 * P14) + (X2 * P13 * not P14) + (X7 * not P13 * P14) + (X8 * not P13 * not P14), K2 = (X3 * P15 * P16) + (X4 * P15 * not P16) + (X5 * not P15 * P16) + (X6 * not P15 * not P16), K3 = (K1 * P9) + (K2 * not P9), K4 = (K1 * not P9) + (K2 * P9), K5 = (K1 * P10) + (K2 * not P10), K6 = (K1 * not P10) + (K2 * P10), K7 = (K1 * P11) + (K2 * not P11), K8 = (K1 * not P11) + (K2 * P11), K9 = (K1 * P12) + (K2 * not P12), K10 = (K1 * not P12) + (K2 * P12))을 통해 K1~K10 값을 구하게 되며, 이렇게 구한 K 값과 메시지의 P 값을 이용하여 첨부된 도 3과 같은 연산을 통해 암호화되어 각 ONU로 하향 데이터가 전송된다.In addition, in the conventional ATM PON system, the churning key uses a 3-byte key, and as shown in FIG. 2, a new churning key is generated in the ONU according to the OLT's churning key update request (new_key_request), thereby generating a 'new_churning_key' message. It is transmitted to OLT through 3 bytes of chening key consisting of X1 ~ X8, P1 ~ P16 value, and predetermined logical operation (K1 = (X1 * P13 * P14) + (X2 * P13 * not P14) + (X7 * not P13 * P14) + (X8 * not P13 * not P14), K2 = (X3 * P15 * P16) + (X4 * P15 * not P16) + (X5 * not P15 * P16) + (X6 * not P15 * not P16), K3 = (K1 * P9) + (K2 * not P9), K4 = (K1 * not P9) + (K2 * P9), K5 = (K1 * P10) + (K2 * not P10 ), K6 = (K1 * not P10) + (K2 * P10), K7 = (K1 * P11) + (K2 * not P11), K8 = (K1 * not P11) + (K2 * P11), K9 = ( K1 ~ P12) + (K2 * not P12) and K10 = (K1 * not P12) + (K2 * P12)) to find the K1 ~ K10 values. It is encrypted by the same operation as the accompanying Figure 3, using the downstream data is transmitted to each ONU.
이때, 전술한 쳐닝 키 갱신을 위한 메시지 흐름은 도 2에 도시된 바와 같이, OLT로부터 'new_key_request' 메시지를 수신한 ONU는 그 즉시 'new_churning_key' 메시지로 응답하는데, 이때 'new_churning_key' 메시지를 PLOAM 셀에 실어 연속 3회 전송하며, OLT는 3개의 완전한 쳐닝 키를 전송받으면, 메시지 손실을 방지할 수 있는 16*T 프레임의 간격으로 3개의 PLOAM 셀에 'churning_key_update' 메시지를 실어 3회 전송한다. 이때 ONU에서 하나의 메시지라도 수신되면 그 메시지 시퀀스 넘버(sequence number)를 확인한 후에 각 메시지 사이의 지연을 감안하여 일정시점에 새로운 쳐닝 키를 활성(new_key active)시키게 되며, 새로운 쳐닝 키는 3번째 'churning_key_update' 메시지를 전송한 후 16*T 프레임 후부터 유효하다.At this time, the message flow for updating the cheating key described above, upon receiving the 'new_key_request' message from the OLT, immediately responds with the 'new_churning_key' message, where the 'new_churning_key' message is sent to the PLOAM cell. OLT transmits three times by sending 'churning_key_update' message to three PLOAM cells at intervals of 16 * T frame to prevent message loss when OLT receives three complete chening keys. At this time, if any message is received in ONU, after checking the message sequence number, new queuing key is activated (new_key active) at a certain time in consideration of the delay between each message. Valid after 16 * T frame after sending churning_key_update 'message.
또한, 종래의 ATM PON 시스템에서 OLT는 거리 측정(Ranging)을 통하여 자신과 연결된 각 ONU의 위치를 파악하여 서로의 데이터가 충돌없이 전송될 수 있도록 하는데, 이때 ODN 절체가 가능하도록 이중화로 구성될 수 있으며, OLT에서 ODN 절체를 할 경우에는 OLT와 ODN 사이에서 활성(Working) 상태에 있던 광 전송로와 비활성(Protection) 상태에 있던 광 전송로의 길이가 서로 다르므로 TDMA(Time Division Multiple Access) 전송 특성상 활성 상태에 있던 광 전송로를 통해서는 데이터가 정상적으로 전송되지만, 비활성 상태에 있던 광 전송로 즉, 이중화 절체에 의해 비활성 상태에서 활성 상태로 절체된 광 전송로를 통해서는 충돌 등으로 인해 데이터가 정상적으로 전송되지 못한다.In addition, in the conventional ATM PON system, the OLT locates each ONU connected to each other through ranging, so that data of each other can be transmitted without collision. In this case, the OLT can be configured to be redundant to enable ODN switching. In the case of ODN switching in OLT, TDMA transmission is performed because the lengths of the optical paths in the working state and the optical paths in the protection state are different between the OLT and the ODN. Due to the nature, data is normally transmitted through the active optical path, but data is transmitted through an optical path that is in an inactive state, that is, due to a collision, etc. It cannot be sent normally.
따라서, 활성 OLT 측에서는 올바른 쳐닝 키를 전송받게 되지만, 비활성 OLT 측에서는 쳐닝 키를 요구된 시간내에 전송받지 못하게 되고, 이때 ODN 절체가 수행되는 경우 현재 비활성 상태에 있던 OLT 즉, 활성 천이된 OLT는 각각의 ONU와 서로 다른 쳐닝 키 즉, 갱신되기 이전의 쳐닝 키를 갖게 되며, 이에 따라 OLT에서 암호화하여 전송한 데이터를 각각의 ONU에서 정상적으로 수신 처리하지 못하게 되는 문제점이 있으며, 이때 쳐닝 키를 다시 갱신하는데 약 1초 정도가 소요되므로 50msec로 규정하고 있는 절체 시간을 만족하지 못하는 문제점이 있었다.Therefore, the active OLT side receives the correct cheating key, but the inactive OLT side does not receive the cheating key within the required time, and when ODN switching is performed, the OLT that is currently inactive, that is, the active transitioned OLT, There is a problem in that the ONU is different from the cheating key, that is, the cheating key before being updated, and thus the data that is encrypted and transmitted by the OLT cannot be properly received by each ONU. Because it takes about 1 second, there was a problem that does not satisfy the transfer time prescribed by 50msec.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, ATM PON 시스템의 OLT에서 ODN 절체를 수행하는 경우 절체 순간에는 각 ONU에서 공통적으로 사용할 수 있는 특정 공통 키를 쳐닝 키로 선택하여 데이터 암호화를 수행할 수 있도록 하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The object of the present invention is to encrypt data by selecting a specific common key commonly used in each ONU as a switching key when performing ODN switching in an OLT of an ATM PON system. To be able to do this.
또한, 본 발명은 OLT에서 ODN 절체 순간에 공통 키로 데이터 암호화를 수행함으로써, ODN 절체시 50msec로 규정된 절체 시간을 만족할 수 있도록 하는데 있다. In addition, the present invention is to perform the data encryption with a common key at the time of ODN transfer in the OLT, it is possible to satisfy the transfer time prescribed by 50msec during ODN transfer.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, ATM PON 시스템에서 소정의 쳐닝 키로 데이터 암호화를 수행하여 ONU 측으로 전송하는 OLT 쳐닝 처리 장치에 있어서, 쳐닝 키 선택 신호를 출력하는 중에 새로운 쳐닝 메시지가 정상적으로 수신되지 않는 ODN 절체가 수행되는 경우 절체 순간에 공통 키 선택 신호를 출력해 주는 키 선택부와; 상기 키 선택부로부터 출력되는 키 선택 신호에 따라 각 ONU에 공통적으로 적용되는 공통 키 또는 각 ONU에 의해 주기적으로 갱신되는 새로운 쳐닝 키 중에서 하나의 키를 상기 데이터 암호화를 위한 쳐닝 키로 선택하여 출력해 주는 키 출력부를 포함하여 이루어진 에이티엠 피오엔 시스템에서의 오엘티 쳐닝 처리 장치를 제공하는데 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is, in the OLT churning processing apparatus for transmitting data to the ONU by performing a data encryption with a predetermined key in the ATM PON system, a new message during the output of the keying key selection signal A key selector for outputting a common key selection signal at the moment of switching when ODN switching is normally performed when the switch is not normally received; According to a key selection signal output from the key selection unit, one of the common key commonly applied to each ONU or a new tuning key periodically updated by each ONU is selected and output as the tuning key for data encryption. It is to provide an OTC cheating processing apparatus in an AMT POE system including a key output unit.
여기서, 상기 키 선택부는, OLT가 활성인지 비활성인지를 표시하는 활성 표시 신호와 새로운 쳐닝 메시지 수신 상태를 표시하는 수신 상태 신호를 앤드 게이트의 입력받아 쳐닝 키 선택을 위한 소정의 키 선택 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.The key selector may receive an active display signal indicating whether the OLT is active or inactive, and a reception state signal indicating a new chewing message reception state, and output a predetermined key selection signal for selecting the chewing key. It is characterized by.
그리고, 상기 키 선택부는, OLT가 정상적으로 동작하는 경우 각 ONU에 의해 주기적으로 갱신되는 새로운 쳐닝 키를 쳐닝 키로 선택하도록 쳐닝 키 선택 신호를 출력하고, ODN 절체 순간에는 새로운 쳐닝 메시지가 정상적으로 수신되지 않음에 따라 공통 키를 쳐닝 키로 선택하도록 공통 키 선택 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.When the OLT operates normally, the key selector outputs a chucking key selection signal to select a new chucking key periodically updated by each ONU as a chucking key, and a new chucking message is not normally received at the time of ODN switching. Accordingly, the common key selection signal may be output to select the common key as the tuning key.
또한, 상기 키 선택부는, ODN 절체가 수행된 이후에 거리 측정을 통해 각 ONU의 위치가 정확히 파악됨에 따라 새로운 쳐닝 메시지가 정상적으로 수신되는 경우 상기 각 ONU에 의해 주기적으로 갱신되는 새로운 쳐닝 키를 데이터 암호화를 위한 쳐닝 키로 선택하도록 쳐닝 키 선택 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, the key selector, if the position of each ONU is correctly determined by the distance measurement after the ODN switching is performed, if a new churning message is normally received, data encryption of a new churning key periodically updated by each ONU And outputs a tuning key selection signal to select with a tuning key for.
한편, 상기 키 출력부는, 각 ONU에 공통적으로 적용되는 공통 키를 저장하기 위한 공통 키 저장부와, 각 ONU에 의해 주기적으로 갱신되는 새로운 쳐닝 키를 저장하기 위한 쳐닝 키 저장부와, 키 선택부로부터 출력되는 키 선택 신호에 따라 상기 각 저장부에 저장되어 있는 공통 키 또는 새로운 쳐닝 키 중에서 하나의 키를 데이터 암호화를 위한 쳐닝 키로 선택하여 출력해 주는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the key output unit, a common key storage unit for storing a common key commonly applied to each ONU, a cheating key storage unit for storing a new keying key periodically updated by each ONU, and a key selection unit And an output unit for selecting one of the common key or the new tuning key stored in each storage unit as a tuning key for data encryption, and outputting the key according to the key selection signal output from the storage unit.
그리고, 상기 키 출력부는, 키 선택부로부터 공통 키 선택 신호가 입력되는 경우 공통 키 저장부에 저장되어 있는 공통 키를 데이터 암호화를 위한 쳐닝 키로 선택하여 출력하고, 쳐닝 키 선택 신호가 입력되는 쳐닝 키 저장부에 저장되어 있는 새로운 쳐닝 키를 데이터 암호화를 위한 쳐닝 키로 선택하여 출력하는 것을 특징으로 한다.When the common key selection signal is input from the key selection unit, the key output unit selects and outputs the common key stored in the common key storage unit as the tuning key for data encryption, and outputs the tuning key selection signal. And selecting and outputting a new tuning key stored in the storage unit as the tuning key for data encryption.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 ATM PON 시스템에서는 OLT에서 ODN 절체 순간에 모든 ONU가 공통적으로 사용할 수 있는 공통 키를 쳐닝 키로 이용하여 암호화하고, 이후에는 갱신된 쳐닝 키로 암호화하여 데이터를 전송하게 되는데, 이를 위한 OLT 쳐닝 처리 장치는 첨부한 도면 도 4에 도시한 바와 같이, 키 선택부(50)와 키 출력부(60) 및 쳐닝 처리부(40)를 구비하여 이루어진다.In the ATM PON system according to the present invention, the OLT is encrypted using a common key that can be commonly used by all ONUs at the instant of ODN changeover as a cheating key, and then encrypted with an updated cheating key to transmit data. As shown in FIG. 4, the processing apparatus includes a key selection unit 50, a key output unit 60, and a chewing processing unit 40.
키 선택부(50)는 OLT가 활성인지 비활성인지를 표시하는 활성 표시 신호(WP)와 새로운 쳐닝 메시지(new_churning_key) 수신 상태를 표시하는 수신 상태 신호(NACK)를 앤드(AND) 게이트의 입력으로 받아 쳐닝 키 선택을 위한 선택 신호(SEL)를 출력하는데, 이는 첨부한 도면 도 5에 도시한 바와 같이 활성 표시 신호(WP)와 각 수신 상태 신호(NACK #0 ~ NACK #n)를 앤드 게이트의 입력으로 받아 앤드 연산을 수행함으로써 쳐닝 키 선택을 위한 선택 신호(SEL #0 ~ SEL #n)를 각각 출력하되, 활성 표시 신호(WP)는 OLT가 활성 상태인 경우 '1'을, 각 수신 상태 신호(NACK #0 ~ NACK #n)는 새로운 쳐닝 메시지(new_churning_key) 수신 상태인 경우 '0'을 각각 논리 값으로 갖는다.The key selector 50 receives an active display signal WP indicating whether the OLT is active or inactive, and a reception state signal NACK indicating a reception state of a new churning message new_churning_key as an input of the AND gate. A selection signal SEL for selecting the tuning key is output, and as shown in FIG. 5, an active display signal WP and each reception state signal NACK # 0 to NACK #n are inputted to the AND gate. By performing the AND operation, the select signal (SEL # 0 to SEL #n) for selecting the keying key is output, and the active display signal WP is '1' when the OLT is active, and each received state signal. NACK # 0 to NACK #n have '0' as logical values when a new churning message (new_churning_key) is received.
키 출력부(60)는 공통 키와 각 ONU로부터 전송받은 새로운 쳐닝 키를 저장하고 있으며, 키 선택부(50)로부터 출력되는 선택 신호에 따라 새로운 쳐닝 키 또는 공통 키 중에서 어느 하나를 선택하여 쳐닝 키(CK)로 출력하는데, 이는 첨부한 도면 도 6에 도시한 바와 같이 새로운 쳐닝 키(NK #0 ~ NK #n) 및 공통 키를 각각 저장하기 위한 저장부(61, 62)와, 키 선택부(50)로부터 출력되는 선택 신호에 따라 각 저장부(61, 62)에 저장되어 있는 새로운 쳐닝 키(NK #0 ~ NK #n) 및 공통 키 중에서 어느 하나를 선택하여 데이터 암호화를 위한 쳐닝 키(CK #0 ~ CK #n)로 출력하는 출력부(63)를 구비하여 이루어진다. 이로써, ODN 절체 순간에는 공통 키를 쳐닝 키로 선택하여 출력하고, 이후에는 각 ONU에 의해 주기적으로 갱신되는 새로운 쳐닝 키를 쳐닝 키로 선택하여 출력한다.The key output unit 60 stores a common key and a new keying key received from each ONU, and selects one of the new keying key or the common key according to the selection signal output from the key selecting unit 50 to set the keying key. (CK), which is a storage unit 61 and 62 for storing new tuning keys NK # 0 to NK # n and a common key, respectively, as shown in FIG. According to the selection signal output from 50, one of the new keying keys NK # 0 to NK # n and the common key stored in each of the storage units 61 and 62 is selected, and the keying key for data encryption ( And an output unit 63 for outputting to CK # 0 to CK #n. As a result, at the moment of ODN switching, a common key is selected and output as a cheating key, and a new chening key periodically updated by each ONU is selected and output as a cheating key.
쳐닝 처리부(40)는 각 ONU로 전송할 ATM 셀 데이터를 키 출력부(60)로부터 출력되는 쳐닝 키로 암호화하여 출력해 준다. 이때 쳐닝 처리부(40)는 도 3에 도시한 연산 동작을 수행한다.The channeling unit 40 encrypts the ATM cell data to be transmitted to each ONU with a channeling key output from the key output unit 60 and outputs the encrypted key. At this time, the channeling unit 40 performs the operation shown in FIG.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 ATM POM 시스템에서의 OLT 쳐닝 처리 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the OLT cheating processing operation in the ATM POM system according to the present invention having the configuration as described above is as follows.
먼저, ATM PON 시스템에서 활성측 OLT에서는 ATM 셀 형태로 데이터를 전송하게 되는데, 이때 활성측 OLT에서 전송한 ATM 셀 데이터는 모든 ONU로 브로드캐스팅 됨에 따라 특정 ONU로 전송되는 데이터 보호를 위해 해당되는 ONU와 미리 약속된 암호화 키인 쳐닝 키를 이용하여 ATM 셀의 페이로드 부분을 암호화하여 전송하게 된다. 그리고, ONU에서는 자신의 쳐닝 키를 이용하여 ATM 셀의 페이로드 부분을 복호화하여 데이터를 수신 처리를 하게 된다.First, in the ATM PON system, the active side OLT transmits data in the form of ATM cell. At this time, the ATM cell data transmitted from the active side OLT is broadcast to all ONUs. And the payload portion of the ATM cell is encrypted and transmitted using the cheating key, which is a predetermined encryption key. The ONU decodes the payload portion of the ATM cell using its own chening key to receive data.
또한, OLT와 각 ONU는 해당되는 쳐닝 키의 복제를 방지하기 위하여 최소 1초에 한 번씩 쳐닝 키를 갱신하게 되며, OLT는 이렇게 갱신되는 쳐닝 키를 이용하여 ATM 셀 데이터를 암호화하여 ONU 측으로 전송하게 된다.In addition, the OLT and each ONU update the tuning key at least once every second to prevent duplication of the corresponding training key, and the OLT encrypts the ATM cell data using the updated training key and transmits it to the ONU side. do.
즉, OLT는 각 ONU에 의하여 주기적으로 갱신되는 새로운 쳐닝 키를 키 출력부(60)의 쳐닝 키 저장부(61)에 저장하여 관리하게 되며, 키 출력부(60)는 키 선택부(50)로부터 출력되는 선택 신호(SEL #0 ~ SEL #n)에 따라 새로운 쳐닝 키 또는 공통 키 중에서 어느 하나를 선택하여 데이터 암호화를 위한 쳐닝 키(CK #0 ~ CK #n)로 선택하여 쳐닝 처리부(40)로 출력해 주게 된다.In other words, the OLT stores and manages a new key that is periodically updated by each ONU in the keying unit 61 of the key output unit 60, and the key output unit 60 manages the key selection unit 50. According to the selection signals SEL # 0 to SEL #n output from the controller, one of the new tuning key or the common key is selected to select the tuning key CK # 0 to CK #n for data encryption, and the tuning processor 40 Will be printed.
그리고, 쳐닝 처리부(40)는 키 출력부(60)로부터 출력되는 쳐닝 키(CK #0 ~ CK #n)를 이용하여 ATM 셀 데이터를 암호화하여 활성측 ODN을 통해 ONU 측으로 전송하게 된다.Then, the channeling unit 40 encrypts ATM cell data using the channeling keys CK # 0 to CK # n output from the key output unit 60 and transmits the ATM cell data to the ONU side through the active side ODN.
예를 들어, ODN 절체가 이루어지지 않는 정상적인 상태인 경우 활성측 OLT의 키 선택부(50)는 현재 OLT가 활성 상태이고 새로운 쳐닝 메시지(new_churning_key)가 정상적으로 수신되고 있는 상태이므로, 활성 표시 신호(WP) '1'과 수신 상태 신호(NACK #0 ~ NACK #n) '0'을 입력받게 되고, 앞의 두 신호를 앤드 연산한 결과로서 선택 신호(SEL #0 ~ SEL #n) '0'을 출력하게 되며, 이에 따라 키 출력부(60)는 키 선택부(50)로부터 선택 신호(SEL #0 ~ SEL #n) '0'이 입력됨에 따라 각각의 쳐닝 키 저장부(61)에 저장되어 있는 키를 쳐닝 키로 선택하여 쳐닝 처리부(40)로 출력해 주게 되고, 쳐닝 처리부(40)는 키 출력부(60)로부터 출력되는 쳐닝 키(CK #0 ~ CK #n) 즉, 각 ONU에 의해 주기적으로 갱신되는 새로운 쳐닝 키(NK #0 ~NK #n)로 ATM 셀 데이터를 암호화하여 활성측 ODN을 통해 각각의 ONU 측으로 전송하게 된다.For example, in the normal state in which ODN switching is not performed, the key selection unit 50 of the active side OLT is currently in the state where the OLT is active and a new churning message (new_churning_key) is normally received. ) '1' and receiving status signal (NACK # 0 ~ NACK #n) '0' are input, and the selection signal (SEL # 0 ~ SEL #n) '0' is obtained as the result of AND operation of the previous two signals. As a result, the key output unit 60 is stored in each churning key storage unit 61 as the selection signals SEL # 0 to SEL #n '0' are input from the key selection unit 50. Select the key as a cheating key and output it to the cheating processing unit 40. The chening processing unit 40 outputs the cheating keys (CK # 0 to CK #n) output from the key output unit 60, that is, by each ONU. The ATM cell data is encrypted with a new quenching key (NK # 0 to NK #n) which is updated periodically and transmitted to each ONU side through the active ODN. It becomes.
이와 같이 활성측 OLT에서 소정의 쳐닝 키를 이용하여 ATM 셀 데이터를 암호화하여 각각의 ONU 측으로 전송 처리하는 중에 장애 등의 이유로 ODN 절체를 수행하는 경우 현재 활성 상태에 있던 OLT는 비활성 상태로 천이되고 비활성 상태에 있던 OLT가 활성 상태로 천이하여 계속적인 ATM 셀 데이터 전송 처리를 수행하게 되는데, 이때 활성 천이한 OLT의 키 선택부(50)는 현재 OLT가 활성 상태로 천이됨에 따라 ODN 절체가 수행됨과 동시에 활성 표시 신호(WP) '1'을 입력받게 된다. 하지만, 새로운 쳐닝 메시지(new_churning_key)의 경우에는 ODN 절체 순간에 충돌 등의 이유로 인해 정상적으로 수신되지 않게 되며, 따라서 수신 상태 신호(NACK #0 ~ NACK #n) '1'을 입력받게 된다.As described above, when ODN switching is performed for reasons such as a failure while ATM ATM data is encrypted and transmitted to each ONU side by using a predetermined cheating key, the currently active OLT transitions to an inactive state and becomes inactive. The OLT in the state transitions to the active state and performs continuous ATM cell data transmission processing. At this time, the key selector 50 of the active transitioned OLT performs ODN switching as the current OLT transitions to the active state. The active display signal WP '1' is received. However, in the case of a new churning message (new_churning_key), it is not normally received due to a collision or the like at the moment of ODN switching, and thus receives a reception status signal (NACK # 0 to NACK #n) '1'.
이에, 키 선택부(50)는 앞의 두 신호 즉, 활성 표시 신호(WP) '1'과 수신 상태 신호(NACK #0 ~ NACK #n) '1'을 앤드 연산한 결과로서 선택 신호(SEL #0 ~ SEL #n) '1'을 출력하게 된다.Accordingly, the key selector 50 selects the signal SEL as a result of the AND operation of the two previous signals, that is, the active display signal WP '1' and the reception state signals NACK # 0 to NACK #n '1'. # 0 ~ SEL #n) It outputs '1'.
이때, 키 출력부(60)는 키 선택부(50)로부터 선택 신호(SEL #0 ~ SEL #n) '1'이 입력됨에 따라 공통 키 저장부(62)에 저장되어 있는 키를 쳐닝 키(CK #0 ~ CK #n)로 선택하여 쳐닝 처리부(40)로 출력해 주게 되고, 이에 따라 쳐닝 처리부(40)에서는 키 출력부(60)로부터 출력되는 쳐닝 키(CK #0 ~ CK #n) 즉, 각 ONU가 공통적으로 사용할 수 있는 공통 키로 ATM 셀 데이터를 암호화하여 각각의 ONU 측으로 전송하게 된다. 즉, 본 발명에서 OLT는 ODN 절체 순간에는 공통 키를 쳐닝 키로 이용하여 ATM 셀 데이터를 암호화하여 각각의 ONU 측으로 전송함에 따라 50msec로 규정하고 있는 절체 시간을 만족할 수 있게 된다.At this time, the key output unit 60 inputs the key stored in the common key storage unit 62 as the selection signals SEL # 0 to SEL #n '1' are input from the key selection unit 50. It selects CK # 0 to CK #n and outputs it to the cheating processing unit 40. Accordingly, the chening processing unit 40 outputs the cheating key (CK # 0 to CK #n) output from the key output unit 60. That is, ATM cell data is encrypted with a common key that can be used by each ONU and transmitted to each ONU side. That is, in the present invention, the OLT encrypts ATM cell data using a common key as a cheating key and transmits it to each ONU at the instant of ODN transfer, thereby satisfying a transfer time defined by 50 msec.
또한, OLT는 ODN 절체가 수행된 이후에 거리 측정(Ranging)을 통하여 각 ONU의 위치를 정확히 파악함에 따라 각각의 ONU에 의해 갱신된 새로운 쳐닝 키 즉, 새로운 쳐닝 메시지(new_churning_key)를 정상적으로 수신하게 되고, 이에 따라 키 출력부(60)에서는 각각의 ONU에 의해 갱신된 새로운 쳐닝 키를 자신의 쳐닝 키 저장부(61)에 저장하게 되고, 이때 새로운 쳐닝 메시지(new_churning_key)가 정상적으로 수신됨에 따라 수신 상태 신호(NACK #0 ~ NACK #n)는 '1'에서 '0'으로 천이하게 된다.In addition, after ODN switching is performed, the OLT accurately determines the location of each ONU through ranging, and thus receives a new churning key updated by each ONU, that is, a new churning message (new_churning_key). Accordingly, the key output unit 60 stores the new churning key updated by each ONU in its own churning key storage 61, and at this time, a new churning message new_churning_key is normally received to receive a reception state signal. (NACK # 0 to NACK #n) transitions from '1' to '0'.
이에, 키 선택부(50)에서는 활성 표시 신호(WP) '1'과 수신 상태 신호(NACK #0 ~ NACK #n) '0'을 앤드 연산한 결과로서 선택 신호(SEL #0 ~ SEL #n) '0'을 키 출력부(60)로 출력해 주게 된다.Accordingly, the key selector 50 performs an AND operation on the active display signal WP '1' and the reception status signals NACK # 0 to NACK #n '0', and selects the signals SEL # 0 to SEL #n. ) '0' is outputted to the key output unit 60.
따라서, 키 출력부(60)는 키 선택부(50)로부터 선택 신호(SEL #0 ~ SEL #n) '0'이 입력됨에 따라 쳐닝 키 저장부(61)에 저장되어 있는 키(NK #0 ~NK #n)를 쳐닝 키(CK #0 ~ CK #n)로 선택하여 쳐닝 처리부(40)로 출력해 주게 되고, 이에 따라 쳐닝 처리부(40)에서는 키 출력부(60)로부터 출력되는 쳐닝 키(CK #0 ~ CK #n) 즉, 각 ONU에 의해 갱신된 쳐닝 키(NK #0 ~NK #n)로 ATM 셀 데이터를 암호화하여 각각의 ONU 측으로 전송하게 된다. 즉, 본 발명에서 OLT는 ODN 절체 순간에는 공통 키를 쳐닝 키로 이용하여 ATM 셀 데이터를 암호화하여 각각의 ONU 측으로 전송함으로써 50msec로 규정하고 있는 절체 시간을 만족할 수 있도록 하고, 이후에는 각각의 ONU에 의해 갱신되는 쳐닝 키를 이용하여 ATM 셀 데이터를 암호화하여 전송함으로써 각 ONU로 브로드캐스팅 되는 하향 데이터를 보호하게 된다.Accordingly, the key output unit 60 stores the key NK # 0 stored in the channeling key storage unit 61 as the selection signals SEL # 0 to SEL # n '0' are input from the key selection unit 50. ~ NK #n is selected as the cheating keys CK # 0 to CK #n, and is output to the cheating processing unit 40. Accordingly, the chening processing unit 40 outputs the cheating key output from the key output unit 60. (CK # 0 to CK #n), that is, ATM cell data is encrypted with the tuning keys NK # 0 to NK #n updated by each ONU and transmitted to each ONU side. That is, in the present invention, the OLT encrypts the ATM cell data using the common key as the cheating key at the moment of ODN transfer, and transmits it to each ONU side to satisfy the transfer time defined by 50 msec, and then by each ONU. By encrypting and transmitting ATM cell data using the updated cheating key, downlink data broadcast to each ONU is protected.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.In addition, the embodiments according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various alternatives, modifications, and changes can be made within the scope apparent to those skilled in the art.
이상과 같이, 본 발명은 ATM PON 시스템의 OLT에서 ODN 절체를 수행하는 경우 절체 순간에는 특정 공통 키를 쳐닝 키로 이용하여 데이터 암호화를 수행하고, 이후에는 갱신된 쳐닝 키로 데이터 암호화를 수행함으로써, ODN 절체시 50msec로 규정된 절체 시간을 만족시킬 수 있게 되고, 따라서 ODN 절체시에도 정상적인 데이터 전송 처리를 수행할 수 있게 된다.As described above, when the ODN switching is performed in the OLT of the ATM PON system, the data encryption is performed by using a specific common key as the cheating key at the moment of switching, and then the data is encrypted with the updated chewing key. The transfer time specified by 50 msec can be satisfied, and thus, normal data transfer processing can be performed even during ODN transfer.
도 1은 일반적인 ATM PON 시스템의 구조를 도시한 도면.1 is a diagram showing the structure of a typical ATM PON system.
도 2는 종래 ATM PON 시스템에서의 쳐닝 키 갱신을 위한 메시지 송수신 절차를 도시한 도면.2 is a diagram illustrating a message transmission / reception procedure for updating a cheating key in a conventional ATM PON system.
도 3은 종래 OLT에서의 쳐닝 키를 이용한 논리 연산을 통해 데이터를 암호화하는 동작을 설명하기 위한 쳐닝 처리 회로를 도시한 도면.3 is a diagram illustrating a cheating processing circuit for explaining an operation of encrypting data through a logical operation using a cheating key in a conventional OLT.
도 4는 본 발명에 따른 ATM PON 시스템에서의 OLT 쳐닝 처리 장치를 도시한 구성 블록도.4 is a block diagram illustrating an OLT cheating processing apparatus in an ATM PON system according to the present invention;
도 5는 도 4에 있어, 키 선택부의 상세 회로를 도시한 도면.FIG. 5 is a diagram showing a detailed circuit of a key selection unit in FIG. 4; FIG.
도 6은 도 4에 있어, 키 출력부의 상세 회로를 도시한 도면.FIG. 6 is a diagram showing a detailed circuit of a key output unit in FIG. 4; FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
40 : 쳐닝 처리부 50 : 키 선택부40: churning processing unit 50: key selection unit
60 : 키 출력부 61 : 쳐닝 키 저장부60: key output unit 61: the cheating key storage unit
62 : 공통 키 저장부 63 : 출력부62: common key storage unit 63: output unit
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