KR20050061996A

KR20050061996A - The scheme of scheduling for ethernet-pon dba

Info

Publication number: KR20050061996A
Application number: KR1020030093657A
Authority: KR
Inventors: 강대경; 김종안; 김진희
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-06-23

Abstract

본 발명은 이더넷 수동 광 네트워크(EPON : Ethernet passive Optical Network) 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 광라인 터미널(OLT : Optical Line Terminal)이 음성지연을 만족시키는 동적 대역 할당을 다수의 광망 종단장치(ONU : Optical Network Unit)에게 제공하기 위한 방법에 관한 것으로서, 이더넷 수동 광 네트워크에서 다수의 광망 종단장치(ONU : Optical Network Unit)와 특정 광라인 터미널(OLT : Optical Line Terminal) 사이의 스케쥴링 방법으로서, 상기 다수의 광망 종단장치가 동작하는데 필요한 기본적 시간인 오버헤더가 일정한 것을 이용하여, 최대 사이클 타임을 적용함으로써, 실시간 데이터 처리를 만족시키는 최대 패킷 지연을 구하는 제 1단계와, 스케쥴링 주기의 배수의 값을 구하여, 상기 최대 패킷 지연을 만족 하는 한 사이클 타임내에서 상기 스케쥴링 주기의 배수만큼 스케쥴링을 하는 2단계를 포함하는 이더넷 수동 광 네트워크에서의 동적 대역 할당을 위한 스케쥴링 방법을 포함하여 이루어져 있다.The present invention relates to an Ethernet passive optical network (EPON) system. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for providing a plurality of optical network units (ONUs) with dynamic band allocation for optical line terminals (OLTs) to satisfy voice delays. A scheduling method between an optical network unit (ONU) and a specific optical line terminal (OLT) of the optical network terminal (ONU), by using a constant overhead, which is a basic time required for the operation of the plurality of optical network terminals, By applying the maximum cycle time, a first step of obtaining a maximum packet delay that satisfies real-time data processing; a value of a multiple of a scheduling period, and a multiple of the scheduling period within one cycle time satisfying the maximum packet delay For Dynamic Bandwidth Allocation in Ethernet Passive Optical Networks Including Two Stages of Scheduling It consists of a scheduling method.

Description

Scheduling Method for Dynamic Bandwidth Allocation in Ethernet Passive Optical Networks {THE SCHEME OF SCHEDULING FOR ETHERNET-PON DBA}

본 발명은 이더넷 수동 광 네트워크(EPON : Ethernet passive Optical Network)에서 동적 대역 할당을 위한 스케쥴링 방법에 관한 것으로, 특히, 이더넷 수동 광 네트워크의 광라인 터미널(OLT : Optical Line Terminal)이 다수의 광망 종단장치(ONU : Optical Network Unit)에 음성지연을 만족시키는 동적 대역 할당을 제공하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a scheduling method for dynamic band allocation in an Ethernet passive optical network (EPON), and more particularly, an optical line terminal (OLT: Optical Line Terminal) of an Ethernet passive optical network includes a plurality of optical network termination devices. (ONU: Optical Network Unit) relates to a method for providing dynamic band allocation that satisfies voice delay.

도 1은 이더넷 수동 광 네트워크 구성도로, 광라인 터미널(100)과, 광 분배기(150)와, 다수의 광망 종단장치(110)(120)(130)로 구성되어 있다.1 is a schematic diagram of an Ethernet passive optical network, which includes an optical line terminal 100, an optical splitter 150, and a plurality of optical network termination devices 110, 120, 130.

동 도면에 있어서, 하나의 광라인 터미널(100)이 광 분배기(150)를 통해서 다수의 광망 종단장치(110)(120)(130)와 연결되며, 데이터 전달단위로 이더넷 기반의 프레임을 사용하게 된다. In the figure, one optical line terminal 100 is connected to a plurality of optical end devices 110, 120, 130 through an optical splitter 150, and uses an Ethernet-based frame as a data transmission unit. do.

도 2는 이더넷 수동 광 네트워크에서 한 사이클 내에서 동적 대역 할당을 제공하기 위해 스케쥴링 하는 방법을 나타낸 시퀀스도로, 왕복소요시간을 나타내는 RTT(Round trip time)(205)와, 어떤 패킷이 도착하고 그 도착 정보를 실어 나르기 위한 요청(request) 메시지의 출발 전까지의 기간을 나타내는 (207)와, n번째 사이클 타임을 나타내는 (204)와, 스케쥴 타임을 나타내는 (201), 승인지연을 나타내는 (203)로 구성되어 있다. 스케쥴링 타임은 도착한 요청에 따라 광라인 터미널이 동적 대역 할당 방법(DBA : Dynamic Bandwidth Allocation)을 제공하기 위해 스케쥴링을 하는데 소요되는 시간을 나타내며 50㎲이하이다. 승인지연 (203)는 스케쥴링 후 이에 대한 첫 번째 gate에 메시지를 보내기 전까지의 대기 시간으로 약 250㎲(최대 )이다. 이 시간 동안에 상향 채널이 사용되지 못함으로 인해 상향 채널의 효율이 크게 저하될 소지가 있다. 반대로 현재의 사이클에서 스케쥴링한 트래픽을 다음 사이클에서 보내도록 어느 정도 지연을 줄 경우 채널 용량의 낭비는 없으나 최대 한 사이클 타임 정도의 지연이 더 부과된다. 한 사이클 후에 트래픽이 도착하도록 스케쥴링 한다면 패킷 지연시간 D 는 수학식 1 과 같이 계산되어 진다.FIG. 2 is a sequence diagram illustrating a method for scheduling to provide dynamic band allocation in one cycle in an Ethernet passive optical network, including round trip time (RTT) 205 indicating round trip time, and which packets arrive and arrive. Indicates the time period before the departure of the request message to carry the information 207 and an nth cycle time 204 and a schedule time 201, indicating approval delay It consists of 203. The scheduling time represents the time taken for the optical line terminal to schedule to provide the dynamic bandwidth allocation method (DBA) according to the request that arrives. The scheduling time is 50 ms or less. Delayed approval (203) is the waiting time before scheduling and sending a message to the first gate for this, approximately 250 ms (maximum) )to be. There is a possibility that the efficiency of the uplink channel is greatly degraded because the uplink channel is not used during this time. On the contrary, if some delay is made to send the traffic scheduled in the current cycle in the next cycle, there is no waste of channel capacity but a delay of up to one cycle time is imposed. If the traffic is scheduled to arrive after one cycle, the packet delay time D is calculated as shown in Equation 1.

수학식 1에서 ST는 gate 메시지 내에 명시된 시작시간을 의미한다. In Equation 1, ST means the start time specified in the gate message.

실시간 데이터를 처리하기 위해서는 수학식 1에 명시된 패킷 지연시간 D의 최대값을 2ms 로 제한하여야 하며 이를 위해 최대 패킷 지연시간 는 수학식 2와 같이 계산되어 진다.In order to process real-time data, the maximum value of the packet delay time D specified in Equation 1 should be limited to 2ms. Is calculated as in Equation 2.

일반적으로 i 번째의 광망 종단장치가 가지는 보호시간, 는 광레이져가 동작하는데 필요한 시간 (Dynamic sensitivity recovery time)과 임계치 레벨 복구 시간 그리고 클럭 복구 시간으로 구성된다. 전체 시간 중에서 오버헤더 H가 점유하는 비율은 수학식 3과 같다.Typically the guard time of the i-th optical end, Is the time required for the optical laser to operate. (Dynamic sensitivity recovery time), threshold level recovery time and clock recovery time. The ratio occupied by the header H out of the total time is shown in Equation 3.

수학식 3에서 는 사이클 타임의 평균값을 나타내며, L 은 현재 동작중인 광망 종단장치의 수를 그리고 는 i번째 광망 종단장치가 서로 겹치지 않게 동작하는 최소 시간을 나타내는 평균보호 시간을 나타낸다.In equation (3) Is the average value of the cycle time, L is the number of fiber terminations currently in operation Denotes an average protection time representing the minimum time that the i-th optical end device operates without overlapping each other.

상술한 바와 같이 종래의 방법은 정해진 시간내에 한 개의 광망 종단장치 에게만 상향 트래픽 전송을 하기 때문에 가변적인 프레임 크기로 인해 최대 프레임 사이즈를 설정할 수밖에 없음으로 안정적인 대역 할당이 가능하기는 하지만 효율적인 대역 할당이 이루어질 수는 문제점을 가지고 있다. As described above, since the conventional method transmits uplink traffic to only one optical fiber end device within a predetermined time, it is necessary to set the maximum frame size due to the variable frame size, so that stable band allocation is possible, but efficient band allocation is achieved. Number has a problem.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 이더넷 수동 광 네트워크에서 서비스품질을 만족하는 동적 대역 할당 방식을 제공하기 위한 음성의 최대지연 시간인 2ms를 만족시키는 동적 대역 할당 방식을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a dynamic band allocation scheme that satisfies the maximum delay time of 2ms for providing a dynamic bandwidth allocation scheme that satisfies the quality of service in an Ethernet passive optical network. The purpose is to provide.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이더넷 수동 광 네트워크에서 다수의 광망 종단장치(ONU : Optical Network Unit)와 특정 광라인 터미널(OLT : Optical Line Terminal) 사이의 스케쥴링 방법으로서, 이더넷 수동 광 네트워크에서 다수의 광망 종단장치(ONU : Optical Network Unit)와 특정 광라인 터미널(OLT : Optical Line Terminal) 사이의 스케쥴링 방법으로서, 상기 다수의 광망 종단장치가 동작하는데 필요한 기본적 시간인 오버헤더가 일정한 것을 이용하여, 최대 사이클 타임을 적용함으로써, 실시간 데이터 처리를 만족시키는 최대 패킷 지연을 구하는 제 1단계와, 스케쥴링 주기의 배수의 값을 구하여, 상기 최대 패킷 지연을 만족 하는 한 사이클 타임내에서 상기 스케쥴링 주기의 배수만큼 스케쥴링을 하는 2단계를 포함하는 이더넷 수동 광 네트워크에서의 동적 대역 할당을 위한 스케쥴링 방법을 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a method for scheduling between a plurality of optical network units (ONUs) and specific optical line terminals (OLTs) in an Ethernet passive optical network. Scheduling method between a plurality of optical network units (ONU) and a specific optical line terminal (OLT) in the above, using a constant overhead, which is the basic time required to operate the plurality of optical network terminals By applying the maximum cycle time, the first step of obtaining the maximum packet delay that satisfies the real-time data processing, and the value of the multiple of the scheduling period to obtain the value of the scheduling period within one cycle time satisfying the maximum packet delay Dynamic vs. Ethernet over Optical Fiber Networks, Including Two Stages of Scheduling by Multiples It characterized in that it comprises a scheduling method for allocation.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 이더넷 수동 광 네트워크에서 동적 대역 할당을 위한 스케쥴링 방법의 실시예를 나타낸 시퀀스도로, 스케쥴링 주기 (303)와 스케쥴링 시간 (301)와 n번째 사이클 타임 (304)로 구성되어 있다.FIG. 3 is a sequence diagram illustrating an embodiment of a scheduling method for dynamic band allocation in an Ethernet passive optical network according to the present invention. 303 and scheduling time 301 and nth cycle time It consists of 304.

동 도면에 있어서, (303)는 스케쥴링을 한 직후 바로 gate 메시지를 보내고 데이터 트래픽이 올라오는데 소요시간이 있기 때문에 수학식 4로 나타낼 수 있다.In the figure, 303 may be represented by Equation 4 because a gate message is sent immediately after scheduling and there is a time required for data traffic to come up.

수학식 4에서와 같이 스케쥴링 주기 (303)는 최소한 스케쥴링 시간과 왕복소요시간의 합 보다 커야 하며 이 값은 사이클 타임 (304)의 최소 값에도 해당되므로 스케쥴링 주기 (303)는 의 배수로 적용할 수 있다. 또한 로서 사이클 타임 (304)은 스케쥴링 주기 (303)의 배수 k가 되면 되고 최대 패킷 지연 는 수학식 5의 계산값과 같이 줄어들 수 있다.Scheduling period as in Equation 4 (303) is at least the sum of the scheduling time and round trip time. Must be greater than or equal to the cycle time Also corresponds to the minimum value of 304, so the scheduling period 303 is Can be applied in multiples of. Also As cycle time 304 is a scheduling period Is a multiple of 303 and the maximum packet delay May be reduced as in the calculated value of Equation 5.

수학식 5에 의해 수학식 6이 성립한다.Equation 6 is established by Equation 5.

수학식 6에서 모든 광망 종단장치가 동작하는데 기본적으로 필요한 시간인 오버헤더가 일정하다고 가정하고, 평균 값 대신 최대 사이클 타임을 적용하여 수학식 3을 사용하면 광망 종단장치가 가지는 보호시간 H는 수학식 7과 같이 계산되어 진다. In Equation 6, it is assumed that the overhead required for the operation of all optical fiber terminators is constant, and using Equation 3 by applying the maximum cycle time instead of the average value, the protection time H of the optical fiber terminator is It is calculated as

수학식 7을 이용하여 주어진 오버헤더 H를 특정한 값 이하로 하면서 k 값을 구하기 위해서는 수학식 8을 만족하여야 한다.Equation (7) is required to satisfy the equation (8) to obtain the k value while giving the given header H less than or equal to a specific value.

수학식 8을 이용하면 최대지연인 2ms 기준을 만족시키면서 트래픽의 특성에 맞게 한 사이클 타임 내에 여러 번의 스케쥴링이 가능하여 효율성 높은 Equation (8) enables efficient scheduling by satisfying the maximum delay of 2ms and scheduling multiple times within one cycle time according to the characteristics of traffic.

동적 대역 할당을 제공할 수 있다. Dynamic band allocation can be provided.

위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the invention has been described above based on the preferred embodiments thereof, these embodiments are intended to illustrate rather than limit the invention. It will be apparent to those skilled in the art that various changes, modifications, or adjustments to the above embodiments can be made without departing from the spirit of the invention. Therefore, the protection scope of the present invention will be limited only by the appended claims, and should be construed as including all such changes, modifications or adjustments.

이상과 같이 본 발명에 따른 최적 사이클 타임과 최적 스케쥴링 타임을 찾는 방법을 이더넷 수동 광 네트워크 시스템에 적용하면, 지연에 대해 가장 엄격한 품질을 요구하는 음성기준을 만족시킴으로서 안정적이고 효율적인 대역 할당이 이루어져 서비스 품질을 만족하는 다양한 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다. As described above, when the method for finding the optimal cycle time and the optimal scheduling time according to the present invention is applied to the Ethernet passive optical network system, it satisfies the voice criterion that requires the most stringent quality for delay, thereby making stable and efficient band allocation, thereby providing quality There is an effect that can provide a variety of services to satisfy.

도 1은 이더넷 수동 광 네트워크 구성도,1 is an Ethernet passive optical network configuration diagram,

도 2는 이더넷 수동 광 네트워크에서 한 사이클 내에서 동적 대역 할당을 제공하기 위해 스케쥴링 하는 방법을 나타낸 시퀀스도,2 is a sequence diagram illustrating a method for scheduling to provide dynamic band allocation in one cycle in an Ethernet passive optical network;

도 3은 본 발명에 따른 이더넷 수동 광 네트워크에서 동적 대역 할당을 위한 스케쥴링 방법의 실시예를 나타낸 시퀀스도. 3 is a sequence diagram illustrating an embodiment of a scheduling method for dynamic band allocation in an Ethernet passive optical network in accordance with the present invention.

Claims

In an Ethernet passive optical network, a scheduling method between a plurality of optical network units (ONUs) and specific optical line terminals (OLTs).

A first step of obtaining a maximum packet delay that satisfies real-time data processing by applying a maximum cycle time using a constant overhead, which is a basic time required for the plurality of optical network termination devices to operate;

Obtaining a value of a multiple of a scheduling period, and scheduling in multiples of the scheduling period within one cycle time satisfying the maximum packet delay

Scheduling method for dynamic band allocation in an Ethernet passive optical network comprising a.

The method of claim 1,

The maximum packet delay is a scheduling method for dynamic bandwidth allocation in an Ethernet passive optical network, characterized in that the following equation.

only, Is the maximum packet delay, Is the scheduling cycle, Is the time before the request message leaves, Is the maximum cycle time, k is the multiple of the scheduling period.

The method of claim 1,

And wherein the cycle time is a multiple of the scheduling period.