KR20090083634A - Enhanced onu activation methods for the g-pon based on g.984.3 - Google Patents

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KR20090083634A KR1020080009553A KR20080009553A KR20090083634A KR 20090083634 A KR20090083634 A KR 20090083634A KR 1020080009553 A KR1020080009553 A KR 1020080009553A KR 20080009553 A KR20080009553 A KR 20080009553A KR 20090083634 A KR20090083634 A KR 20090083634A
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Abstract

An enhanced ONU activation method for the G-PON(Gigabit-Passive Optical Network) based on g.984.3 is provided to shorten the length of a time window that is established during the activation process. An OLT(Optical Line Termination) receives a message from an ONU(Optical Network Unit) which is in a serial-number-state. The OLT discriminates a random delay value based on the serial number of the message, and measures the return electric wave delay value with an ONU in the serial-number-state. The OLT estimates the position of the ONU based on the random delay value and the return electric wave delay value.

Description

G.984.3 기반의 G-PON을 위한 개선된 ONU활성화 방법{Enhanced ONU Activation Methods for the G-PON Based on G.984.3}Enhanced ONU Activation Methods for the G-PON Based on G.984.3

본 발명은 ITU-T G.984.3 기반의 G-PON에서 ONU를 활성화할 때, OLT와 ONU간의 사전거리 정보를 모르는 상태에서 활성화 과정을 진행할 때와, OLT와 ONU간의 사전거리 정보를 아는 상태에서 활성화 과정을 진행할 때 활성화 과정동안 개설되는 타임 윈도우 길이를 줄이는 방법에 관한 것이다.The present invention is to activate the ONU in the ITU-T G.984.3-based G-PON, when the activation process proceeds in the state of not knowing the advance distance information between the OLT and ONU, and in the state of knowing the advance distance information between the OLT and ONU The present invention relates to a method for reducing the length of time window opened during the activation process.

인터넷의 발전은 초기의 e-mail과 웹 검색 등과 같이 저속의 서비스 차원을 뛰어넘어 화상회의, IPTV (Internet Protocol Television), HDTV (High Definition TV), 고화질 양방향 게임, VoD (Video on Demand)와 같이 광대역 서비스를 제공할 수 있도록 진화하고 있다. 상당 부분의 수요를 차지하고 있는 xDSL (Digital Subscriber Line) 기술의 경우, 작게는 수 Mbps, 많게는 수십 Mbps의 속도를 제공하고 있으나, 가장 사용 빈도가 높은 저녁 시간대에 이와 같은 서비스들을 동시 다발적으로 가입자에게 제공하기는 부족한 측면이 있다. 이와 같이 이용자 수의 급증과 속도의 고속화 추세에 따라 가입자 망 구조의 재편이 요구되며, 결국 궁극적인 망의 구조인 FTTH (Fiber to the Home)에 대한 관심이 모아지고 있다. The advancement of the Internet has gone beyond low-speed services such as early e-mail and web browsing, such as video conferencing, IPTV (Internet Protocol Television), HDTV (High Definition TV), high-definition interactive games, and VoD (Video on Demand). It is evolving to provide broadband services. The Digital Subscriber Line (xDSL) technology, which accounts for a large portion of demand, provides speeds of several Mbps and even several tens of Mbps, but these services can be simultaneously delivered to subscribers in the most frequent evening hours. There is a lack of provision. As the number of users increases and the speed of speed increases, there is a need for a reorganization of the subscriber network structure. As a result, interest in FTTH (Fiber to the Home), which is the ultimate network structure, is drawing attention.

TPS(Triple Play Service)를 제공하기 위한 FTTH 기술에는 AON (Active Optical Network)과 PON (Passive Optical Network)이 있지만, 설치비용 및 유지보수 비용이 저렴한 후자에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. PON은 다시 TDMA(Time Division Multiple Access)와 WDMA(Wavelength Division Multiple Access)으로 분류되며, 전자는 국내의 독자적인 규격에 따라 개발된 반면 후자는 전세계 표준방식으로써 전송되는 프로토콜 방식에 따라 B-PON(broadband PON), E-PON(Ethernet PON), G-PON(Gigabit capable PON)등으로 분류된다.FTTH technologies for providing Triple Play Service (TPS) include AON (Active Optical Network) and PON (Passive Optical Network), but much research is being conducted on the latter, which is low in installation and maintenance costs. PON is further classified into TDMA (Time Division Multiple Access) and WDMA (Wavelength Division Multiple Access). The former is developed according to the domestic standard, while the latter is the worldwide standard. PON), E-PON (Ethernet PON), and G-PON (Gigabit capable PON).

그중에서도 G-PON은 효율이 높고 기존의 TDMA방식의 PON중에서 가장 높은 전송률을 가지고 있으며 ATM이든 Ethernet이든 프로토콜에 무관하게 상.하향 2.5Gbps까지 동작 가능하다.Among them, G-PON is highly efficient and has the highest transmission rate among conventional TDMA PONs and can operate up to 2.5Gbps regardless of the protocol regardless of ATM or Ethernet.

해외의 동향을 살펴보면, 북미에서는 SBC, Bellsouth, Verizon에서 2003년 6월에 B-PON을 이용하여 FTTP (Fiber to the Premise)를 구축하고자 RFP (Requirement for Proposal)를 발행하였고, 2004년에서 2008년에 이르기까지 약 천만 가입자 내외를 대상으로 수십조에 해당하는 투자를 시도하였으나 현재는 B-PON보다는 G-PON을 이용하여 이러한 시도를 이어가고 있다. 북미의 PON 규격은 CATV (Community Antenna Television)를 수용하는 별도의 파장을 포함하는 것이 일반적이다.Looking at the trends abroad, in North America, SBC, Bellsouth, and Verizon issued RFP (Requirement for Proposal) to build FTTP (Fiber to the Premise) using B-PON in June 2003, and from 2004 to 2008 Although the company has invested tens of trillion won to about 10 million subscribers, the company is continuing this attempt using G-PON rather than B-PON. North American PON standards typically include a separate wavelength to accommodate CATV (Community Antenna Television).

중동지역에서는 처음부터 하향 및 상향 전송률로 2.4/1.2 Gbps급의 PON을 이용한 가입자망을 구축하는 기술요구서를 발행하였으며 이는 주로 북미의 G-PON 규격을 따르는 것으로 판단된다. G-PON에서 TDM을 수용하는 기능을 제공하고 있지만, Ethernet을 통해 음성신호 (VoIP)나 회선신호를 전송하는 것이 특징이다. 그리고 TPS를 제공하기 위하여 IPTV 신호를 수용할 수 있어야 하고, 아날로그 TV 처리를 위한 별도 파장을 포함시키고 있다.The Middle East has issued a technical request to build a subscriber network using PON of 2.4 / 1.2 Gbps at downlink and uplink rates from the beginning. Although G-PON provides the function to accommodate TDM, it is characterized by transmitting voice signal (VoIP) or line signal through Ethernet. In order to provide TPS, it must be able to accept IPTV signals and include a separate wavelength for analog TV processing.

국내의 경우는 E-PON과 W-PON에 비하여 G-PON 개발 및 상용화가 상대적으로 저조한 편이다. 그러나, G-PON은 E-PON에 비해 상, 하향 전송대역폭과 효율이 높고 상호운용성이 뛰어나며, W-PON에 비해 가격이 저렴한 특징이 있어서 적시에 상용화가 이루어 질 경우 차세대 가입자 망의 대안으로 부상하고 있다.In Korea, G-PON development and commercialization is relatively slow compared to E-PON and W-PON. However, G-PON has higher uplink and downlink bandwidth, higher efficiency and better interoperability than E-PON, and lower price than W-PON. Therefore, G-PON emerges as an alternative to next-generation subscriber network when timely commercialization is achieved. Doing.

다른 TDMA (Time Division Multiple Access) PON과 마찬가지로 G-PON에서도 OLT (Optical Line Termination)는 새로운 ONU (Optical Network Unit)가 연결되면, PON상에서 원활히 동작하도록 하는 과정을 수행하는데 이러한 과정을 활성화 과정이라 한다. 이 과정에는 거리를 측정하고 등화지연을 할당하여 모든 ONU가 논리적으로 동일한 거리에 존재하도록 하는 레인징(ranging) 과정도 포함된다. 이 활성화 과정이 진행되는 동안 OLT는 수차례의 타임 윈도우를 개설하게 되고, 이때 이미 활성화된 ONU는 상향으로 데이터 전송이 금지된다. 따라서, 기 활성화된 ONU를 위한 대역폭 절약과 원활한 서비스를 제공하기 위해서 가급적이면 타임 윈도우의 길이를 짧게 하는 것이 중요하다.Like other Time Division Multiple Access (TDMA) PONs, the Optical Line Termination (OLT) in G-PON performs a process to operate smoothly on the PON when a new Optical Network Unit (ONU) is connected. This process is called an activation process. . This process also includes a ranging process that measures distances and assigns equalization delays so that all ONUs are logically at the same distance. During this activation process, the OLT opens several time windows, where the ONU already activated is prohibited from transmitting data upward. Therefore, it is important to shorten the length of the time window as much as possible to provide bandwidth saving and smooth service for the activated ONU.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 ITU-T G.984.3 기반의 G-PON에서 ONU를 활성화할 때, OLT와 ONU간의 사전거리 정보를 모르는 상태에서 활성화 과정을 진행할 때와, OLT와 ONU간의 사전거리 정보를 아는 상태에서 활성화 과정을 진행할 때 활성화 과정동안 개설되는 타임 윈도우 길이를 줄이는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention devised to solve the above problems is when activating the ONU in the ITU-T G.984.3-based G-PON, when the activation process in the state of not knowing the advance distance information between the OLT and ONU, OLT and ONU It is an object of the present invention to provide a method of reducing the length of a time window opened during an activation process when the activation process is performed while the prior distance information is known.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상호 사전거리 정보를 모르는 ONU와의 연결을 통하여 활성화되는 OLT에서 수행되는 타임 윈도우 축소과정에 있어서, Serial-Number-state에 있는 ONU로부터 전송되는 메시지를 수신하고, 상기 메시지 내의 일련번호에 의해서 각 ONU에 해당하는 랜덤지연 값을 구별하는 단계; Serial-Number-state에서 상기 ONU와의 왕복전파 지연 값을 측정하는 단계; 상기 랜덤지연 값과 왕복전파 지연 값을 기초로 ONU의 위치를 추정하는 단계; 및 모든 ONU가 동일한 등화왕복 지연 값을 가지도록 사전할당 지연 값을 부여하는 단계를 포함하는 G.984.3 기반의 G-PON을 위한 개선된 ONU 활성화 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the process of reducing the time window performed in the OLT is activated through the connection with the ONU that does not know the mutual advance distance information, receiving a message transmitted from the ONU in the Serial-Number-state, Distinguishing a random delay value corresponding to each ONU by a serial number in the message; Measuring a round trip propagation delay value with the ONU in a Serial-Number-state; Estimating the position of the ONU based on the random delay value and the round trip propagation delay value; And assigning a pre-assignment delay value such that all ONUs have the same equalization reciprocation delay value.

바람직하게는, 상기 전파 지연 값 Tpd

Figure 112008007830741-PAT00001
식을 통하여 계산되며, 여기서 TRTD는 Serial-Number-state에서 측정되는 왕복전파지연 값, Trd는 ONU에서 생성되는 랜덤지연 값을 의미한다.Preferably, the propagation delay value T pd is
Figure 112008007830741-PAT00001
Calculated by the equation, where T RTD is the round trip propagation delay value measured in Serial-Number-state and T rd is the random delay value generated in ONU.

또한, 상기 ONU의 위치 추정 값은

Figure 112008007830741-PAT00002
식을 통하여 계산되며, 여기서 D는 ONU와 OLT 사이의 거리, Tpd는 ONU까지의 전파지연 값, V는 광케이블에서 신호의 전파 속도를 의미한다.In addition, the position estimate value of the ONU is
Figure 112008007830741-PAT00002
Calculated by the equation, where D is the distance between ONU and OLT, T pd is the propagation delay value to ONU, and V is the propagation speed of the signal in the optical cable.

또한, 상기 사전할당 지연 값 Tpre

Figure 112008007830741-PAT00003
식을 통하여 계산되며, 여기서 Teqd는 등화왕복 지연 값, Tpd는 ONU까지의 전파지연 값을 의미한다.In addition, the pre-allocation delay value T pre is
Figure 112008007830741-PAT00003
Calculated by the equation, where T eqd is the equalization reciprocation delay value and T pd is the propagation delay value to ONU.

또한, 상기 사전할당 지연 값은 USBWmap(Upstream Bandwidth map)을 통해 ONU로 전달된다.In addition, the pre-allocation delay value is transmitted to the ONU through an USB bandwidth map (USBWmap).

또한, 본 발명은 상호 사전거리 정보를 알고 있는 ONU와의 연결을 통하여 활성화되는 OLT에서 수행되는 타임 윈도우 축소과정에 있어서, 사전에 알고 있는 ONU의 위치 정보를 이용하여 전파 지연 값을 계산하는 단계; 상기 계산된 전파지연 값을 2배 하여 왕복 전파지연 값을 계산하는 단계; 및 규격에 명시된 등화 왕복지연 값을 기준으로 사전할당 지연 값을 계산하는 단계를 포함하는 G.984.3 기반의 G-PON을 위한 개선된 ONU 활성화 방법을 제공한다.In addition, the present invention in the process of reducing the time window performed in the OLT is activated through the connection with the ONU knowing the mutual advance distance information, calculating the propagation delay value using the position information of the ONU known in advance; Calculating a round trip propagation delay value by doubling the calculated propagation delay value; And calculating a pre-allocation delay value based on the equalized round trip delay value specified in the specification.

또한, 상기 전파 지연 값 Tpd

Figure 112008007830741-PAT00004
식을 통하여 계산되며, 여기서 D는 ONU와 OLT 사이의 거리, V는 광케이블에서 신호의 전파 속도를 의미한다.Further, the propagation delay value T pd is
Figure 112008007830741-PAT00004
Calculated by the equation, where D is the distance between ONU and OLT, and V is the speed of propagation of the signal in the optical cable.

또한, 상기 사전할당 지연 값 Tpre

Figure 112008007830741-PAT00005
식을 통하여 계산 되며, 여기서 Teqd는 등화왕복 지연 값, Tpd는 ONU까지의 전파지연 값을 의미한다.In addition, the pre-allocation delay value T pre is
Figure 112008007830741-PAT00005
Calculated by the equation, where T eqd is the equalization reciprocation delay value and T pd is the propagation delay value to ONU.

또한, 사전할당 지연 값은 표준에 정의된 Upstream_Overhead 메시지의 사전할당 지연 필드를 통해 ONU에 전달된다.In addition, the pre-allocation delay value is delivered to the ONU through the pre-allocation delay field of the Upstream_Overhead message defined in the standard.

또한, 상기 사전할당 지연 값을 수신한 ONU에서 전송되는 프레임의 길이와 보호구역을 고려한 윈도우 길이를 결정하는 단계가 수행된다.In addition, determining the window length in consideration of the protected area and the length of the frame transmitted in the ONU receiving the pre-allocation delay value is performed.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 ITU-T G.984.3 기반의 G-PON에서 ONU를 활성화할 때, OLT와 ONU간의 사전거리 정보를 모르는 상태에서 활성화 과정을 진행할 때와, OLT와 ONU간의 사전거리 정보를 아는 상태에서 활성화 과정을 진행할 때 활성화 과정동안 개설되는 타임 윈도우 길이를 줄이는 방법을 제공한다.As described above, the present invention, when activating the ONU in the ITU-T G.984.3-based G-PON, when the activation process proceeds without knowing the advance distance information between the OLT and ONU, and the dictionary between the OLT and ONU When the activation process is performed while the distance information is known, a method of reducing the length of the time window opened during the activation process is provided.

본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the advantages of the operability of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

새로운 ONU가 G-PON상에서 원활히 동작하기 위해서는 반드시 활성화 과정을 거쳐야 한다. 이는 ONU가 G-PON 상으로 충돌없이 데이터를 전송할 수 있도록 하는 레인징(ranging) 과정을 포함한다. 이 절차를 수행하기 위하여 OLT와 ONU는 상, 하 향 프레임의 플래그(flag) 필드와 PLOAM(Physical Layer Operation, Administration and Maintenance) 메시지를 주고받는다. 규격에 의하면 ONU는 총 8개의 상태를 가지며, 활성화에 관련된 상태는 6개이다. 랜덤지연을 이용할 경우, Serial_Number_Mask 메시지의 사용은 선택사항이므로 이를 생략한 개략적인 절차를 도 1에서 보여주고 있다.In order for the new ONU to run smoothly on the G-PON, it must be activated. This includes a ranging process that allows the ONU to transmit data on the G-PON without collision. To perform this procedure, OLT and ONU exchange PLOAM (Physical Layer Operation, Administration and Maintenance) messages with flag fields of up and down frames. According to the specification, ONU has a total of eight states, and six states related to activation. When using a random delay, the use of the Serial_Number_Mask message is optional, so a schematic procedure of omitting it is shown in FIG.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ONU의 활성화 과정에서의 데이터 흐름을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a data flow in an activation process of an ONU according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 ONU의 상태 천이를 설명하면 다음과 같다.A state transition of the ONU will be described with reference to FIG. 1.

먼저 Initial-state(S100)는 ONU에 전원이 들어오고 하향 프레임을 통해 동기를 획득하는 과정이다. 동기가 획득되면 LOS/LOF 경보가 해지되며 (S200)로 천이된다. Standby-state(S200)는 Upstream_Overhead 메시지를 대기하는 상태이며, 수신 직후 (S300)로 전환한다. Power-Setup-state(S300)는 OLT에서 ONU의 전송 광 출력을 조절하기 위한 요청을 생성하면서 시작되며, 이 상태의 ONU는 출력 광 파워를 조절하게 된다. ONU는 3회에 걸쳐 수신된 Upstream_Overhead 메시지의 출력 광 파워 정보를 바탕으로, OLT에서 생성된 요청에 따라 Power-Setup 전송을 보낸다. 이때, 비슷한 위치에 있는 ONU들이 보내는 상향 메시지의 충돌을 방지하기 위해서, 랜덤지연 시간 경과 후 메시지를 전송한다. Serial-Number-state(S400)는 OLT에서 Serial_Number 요청을 생성하면서 시작된다. ONU는 이 요청에 따라 상향으로 자신의 일련번호와 전송 시 기다린 랜덤지연 값을 포함한 Serial_Number_ONU 메시지를 전송한다. 이 메시지를 수신한 OLT는 일련번호와 랜덤지연 값을 획득하게 되고, 유 효한 일련번호를 전송한 ONU에 Assign_ONU-ID 메시지를 보내어 ONU-ID를 할당한다. Ranging-state(S500)는 OLT의 레인징(Ranging) 요청에 따라 ONU는 Serial_Number_ONU 메시지를 보낸다. OLT는 요청 지점과 응답시점의 차이로부터 거리를 측정하고, 등화지연을 계산하여 Ranging-Time 메시지를 통해 ONU에 통보한다. Operation-state(S600)에서 ONU는 위 상태들을 천이하면서 활성화가 완성된 상태이다. 이 상태의 ONU들은 OLT가 할당해주는 대역폭에 맞게 상향으로 데이터를 전송할 수 있다. 다른 ONU들이 활성화 과정이 필요할 경우 상향 데이터 전송이 금지된다.Initial-state S100 is a process of powering ONU and acquiring synchronization through a downlink frame. When the synchronization is obtained, the LOS / LOF alarm is dismissed and transitioned to (S200). Standby-state (S200) is a state waiting for the Upstream_Overhead message, and immediately after reception receives the switch (S300). The power-setup-state S300 starts by generating a request to adjust the transmission optical output of the ONU at the OLT, and the ONU in this state adjusts the output optical power. The ONU sends a Power-Setup transmission according to the request generated by the OLT based on the output optical power information of the Upstream_Overhead message received three times. At this time, in order to prevent collision of uplink messages sent by ONUs in a similar position, the message is transmitted after a random delay time has elapsed. Serial-Number-state (S400) starts by generating a Serial_Number request in the OLT. On request, the ONU sends a Serial_Number_ONU message with its serial number and a random delay value waited for transmission. Upon receiving this message, the OLT obtains the serial number and random delay value, and assigns the ONU-ID by sending an Assign_ONU-ID message to the ONU that sent the valid serial number. The Ranging-state (S500) sends a Serial_Number_ONU message in response to the ranging request of the OLT. The OLT measures the distance from the difference between the request point and the response point, calculates the equalization delay, and notifies the ONU via a Ranging-Time message. In the operation state (S600), the ONU transitions the above states and is activated. ONUs in this state can transmit data up to the bandwidth allocated by the OLT. Upstream data transmission is prohibited if other ONUs require activation.

상기 절차에 의하면 총 4회에 걸쳐서 타임 윈도우가 개설되고, 이때 이미 활성화된((S600)에 있는) ONU들은 그때마다 상향으로 데이터 전송이 금지된다. 이 과정에서 타임 윈도우의 길이가 길어지면, 대역폭 소모가 커지고 실시간 트래픽을 전달중인 ONU들에게 치명적인 결함으로 작용할 수 있다. 따라서 본 발명은 기 활성화된 ONU에 원활한 서비스를 제공할 수 있도록 하기 위하여 개선된 활성화 과정을 제시한다. 그 첫 번째 알고리즘은 OLT와 ONU 사이의 사전거리를 모를 때 4회 중에서 후반 2회는 매우 짧은 타임 윈도우가 개설되도록 하여 활성화할 수 있는 것이고 두 번째 알고리즘은 OLT와 ONU 사이의 사전거리를 알 때 4회 모두 짧은 타임 윈도우가 개설되어 ONU가 활성화되도록 하는 것이다.According to the above procedure, a time window is opened a total of four times, in which ONUs which are already activated (in S600) are prohibited from transmitting data upwards at that time. In this process, if the length of time window is long, bandwidth consumption is increased and it can be a fatal flaw for ONUs carrying real-time traffic. Accordingly, the present invention proposes an improved activation process in order to provide a smooth service to an already activated ONU. The first algorithm can be activated by opening a very short time window of the second two out of four times when the prior distance between OLT and ONU is unknown. Each time, a short time window is opened to enable ONU.

제안하는 첫 번째 알고리즘은 OLT가 ONU의 위치정보를 알고 있지 않을 때 적용하여 ONU 활성화 과정을 개선하는 것이다. Serial-Number-state에 있는 ONU가 상향으로 데이터를 전송할 때 랜덤지연 값을 명시하도록 되어있다. 이 값을 이용하면 전체 타임 윈도우 길이를 줄여 ONU 활성화 과정을 개선할 수 있다.The first algorithm proposed is to improve the ONU activation process when the OLT does not know the location information of the ONU. The ONU in the serial-number-state specifies a random delay value when transmitting data upward. This value can be used to improve the ONU activation process by reducing the total time window length.

Serial-Number-state에 있는 ONU에서 전송되는 메시지를 수신한 OLT에서는 그 메시지 내의 일련번호에 의해서 각 ONU에 해당하는 랜덤지연 값을 구별할 수 있다. 그리고 OLT는 Serial-Number-state에서 왕복전파 지연 값도 측정할 수 있다. 따라서 이 상태에 있는 ONU로부터 얻은 정보를 바탕으로 ONU의 위치를 추정할 수 있다. 상, 하향 전송속도를 2.48832 Gbps로 가정했을 때 OLT가 ONU의 위치를 추정하여 사전할당 지연 값을 결정하는 과정은 다음과 같다. 우선, 본 발명에서 사용되는 변수들을 다음과 같이 정의한다.In the OLT receiving a message transmitted from the ONU in the serial-number-state, the random delay value corresponding to each ONU can be distinguished by the serial number in the message. In addition, OLT can measure round trip propagation delay value in serial-number-state. Therefore, the position of the ONU can be estimated based on the information obtained from the ONU in this state. Assuming the uplink and downlink transmission rate is 2.48832 Gbps, the process of determining the pre-allocation delay value by estimating the location of the ONU is as follows. First, the variables used in the present invention are defined as follows.

V는 광케이블에서 신호의 전파 속도(약 2c/3, c는 빛의 속도), D는 ONU와 OLT 사이의 거리, Tpd는 ONU까지의 전파지연, Trd는 ONU에서 생성되는 랜덤지연, TRTD는 Serial-Number-state에서 측정되는 왕복전파지연 값, Teqd는 등화왕복 지연 값, Tpre는 사전할당 지연 값을 의미한다.V is the propagation speed of the signal in the optical cable (about 2c / 3, c is the speed of light), D is the distance between ONU and OLT, T pd is the propagation delay to ONU, T rd is the random delay generated by ONU, T RTD is the round trip propagation delay value measured in the Serial-Number-state, T eqd is the equalization reciprocal delay value, and Tpre is the pre-allocation delay value.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 Serial-Number-state에서 전파지연 측정을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating propagation delay measurement in a serial-number-state according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, OLT에서 Serial_Number 요청이 생성된 후 ONU의 응답이 OLT에 도착할 때까지의 시간 경과를 나타내고 있다. Serial-Number-state에서 OLT는 TRTD값과 랜덤지연 값을 이용해 하기 수학식 1과 같이 해당 ONU까지의 전파지연, Tpd을 구할 수 있다.Referring to FIG. 2, the time elapses from when the Serial_Number request is generated in the OLT until the response of the ONU arrives in the OLT. In the serial-number-state, the OLT can obtain a propagation delay and T pd to a corresponding ONU by using the T RTD value and the random delay value as shown in Equation 1 below.

Figure 112008007830741-PAT00006
Figure 112008007830741-PAT00006

이 식에서 구해진 전파지연, Tpd를 이용하면 ONU의 실제거리도 하기 수학식 2와 같이 추정할 수 있다.Using the propagation delay, T pd obtained from this equation, the actual distance of the ONU can also be estimated as in Equation 2 below.

Figure 112008007830741-PAT00007
Figure 112008007830741-PAT00007

G-PON에서는 Teqd로 약 5프레임에 해당하는 지연 값이(60Km이상에 해당하는 논리적인 거리) 되도록 하고 있다. 따라서 모든 ONU에 대하여 동일한 Teqd를 가지도록 하기 위해서 Tpre와 Teqd는 다음 수학식 3의 관계식을 갖는다.In G-PON, T eqd has a delay value of about 5 frames (a logical distance of 60 km or more). Therefore, in order to have the same T eqd for all ONUs, T pre and T eqd have the following equation (3).

Figure 112008007830741-PAT00008
Figure 112008007830741-PAT00008

결국 위 수학식 1과 수학식 3에서 아래 수학식 4의 사전할당 지연을 얻는다.As a result, the pre-allocation delay of Equation 4 below is obtained from Equations 1 and 3 above.

Figure 112008007830741-PAT00009
Figure 112008007830741-PAT00009

위 과정을 통하여 획득된 사전할당 지연(예측한 ONU의 등화지연) 값은 Ranging-state에서 레인징(Ranging) 요청 시에, USBWmap(Upstream Bandwidth map)을 통해 전달된다. USBWmap은 G.984.3에 정의되어 있으며, ONU의 대역폭 할당을 제 어하기 위해 사용되는 필드이다. The pre-allocation delay (equalization delay of the predicted ONU) obtained through the above process is transmitted through the USBWmap (Upstream Bandwidth Map) when ranging is requested in Ranging-state. USBWmap is defined in G.984.3 and is a field used to control bandwidth allocation of ONU.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 USBWmap의 구조를 나타낸 도면이다.3 is a view showing the structure of a USBWmap according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, Sstart 부분은 ONU가 데이터 전송을 시작하는 시간을 의미하고, Sstop은 종료시간을 의미한다. 이 두 부분을 이용하여 ONU의 할당 대역폭을 제어할 수 있다. USBWmap은 G-PON 프레임의 헤더부분에 항상 존재하므로, 본 발명에서 개시하는 개선된 활성화 과정을 위해서 별도로 전송할 필요가 없다.Referring to FIG. 3, the Sstart portion represents a time at which the ONU starts data transmission, and the Sstop represents an end time. These two parts can be used to control the allocated bandwidth of the ONU. Since the USBWmap always exists in the header portion of the G-PON frame, it does not need to be transmitted separately for the improved activation process disclosed in the present invention.

개선된 활성화 과정에서 Sstart와 Sstop의 값은 등화지연을 고려한 데이터 전송 시작시간과 전송 종료시간이 된다. Sstart와 Sstop 각각의 크기가 2 바이트이기 때문에 카운터 할 수 있는 범위는 0 ~ 65,535까지이다. 그러나 G-PON에서 요구되는 등화지연 범위는 프레임 단위로는 0 ~ 5에 해당하는 값으로 비트단위로는 1,555,200이며 바이트 단위로 환산해도 194,400 값을 가진다. 그러므로 2바이트 필드의 길이로는 바이트 단위의 해상도로 나타내기에 부족하다.In the enhanced activation process, the values of Sstart and Sstop become the data transmission start time and the transmission end time considering the equalization delay. Since Sstart and Sstop are each 2 bytes in size, the counter can range from 0 to 65,535. However, the equalization delay range required by G-PON is 0 to 5 in frame unit, 1,555,200 in bit unit and 194,400 even in byte unit. Therefore, the length of a 2-byte field is not enough to indicate the resolution in bytes.

이러한 문제를 해결하고, 제안된 알고리즘의 지원여부를 OLT와 ONU 사이에서 서로 인식하도록 하면서 위에서 기술한 ONU 활성화 과정을 재구성하면 다음과 같다. (S100) 절차는 동일하고 (S200)에서 OLT가 하향으로 Upstream_Overhead 메시지를 보낼 때, 10번째 옥텟에서 사용이 유보된 비트에 표시를 하여 이 알고리즘 지원 여부를 밝힌다. (S300)에서 ONU가 PLOAMu 메시지를 보낼 때, 일반적인 경우에는 ONU_ID = 255를 사용하지만 개선된 알고리즘을 사용한다면 ONU_ID = 254로 회신하도록 한다. (S400)에서 OLT는 Serial_Number_ONU 메시지를 수신하면 11과 12번째 옥텟에 명시된 랜덤지연을 가지고 상기 수학식 1과 4에 근거하여 Tpre를 계산한다. (S500)에서 OLT는 계산된 값을 1 바이트 단위가 아닌 4 바이트 단위의 해상도로 환산하여 도 3의 Sstart, Sstop 필드에 기록한 후, ONU에 레인징(Ranging) 요청을 수행하고, 즉시 타이머를 가동한다. 알고리즘을 지원하는 ONU라면 해당 필드의 Tpre를 참조하여 Serial_Number_ONU 메시지를 송신하게 될 것이고 그렇지 않은 ONU라면 해당필드를 무시할 것이다. ONU로부터 메시지가 도착하면 OLT는 타이머 가동을 중단하고 소요된 시간으로부터 정확한 등화지연을 계산하고, 최종적으로 결정된 등화지연 (Equalization Delay, EqD)을 Ranging_Time 메시지를 통하여 ONU에 통보한다.Solving this problem and recognizing the support of the proposed algorithm between OLT and ONU while reconfiguring the above ONU activation process is as follows. The procedure is the same (S100), and when the OLT sends an Upstream_Overhead message downward in S200, it marks whether the algorithm is supported by marking a bit reserved for use in the tenth octet. In S300, when ONU sends a PLOAMu message, ONU_ID = 255 is used in a general case, but ONU_ID = 254 if an improved algorithm is used. In step S400, when the OLT receives the Serial_Number_ONU message, the OLT calculates T pre based on Equations 1 and 4 with random delays specified in the 11th and 12th octets. At (S500), the OLT converts the calculated value into 4 byte unit resolution instead of 1 byte unit, records it in the Sstart and Sstop fields of FIG. 3, performs a ranging request to the ONU, and immediately starts a timer. do. If the ONU supports the algorithm, the Serial_Number_ONU message will be sent by referring to T pre of the field. Otherwise, the ONU will be ignored. When a message arrives from the ONU, the OLT stops running the timer, calculates the exact equalization delay from the time spent, and notifies the ONU of the final equalization delay (Equalization Delay, EqD) via the Ranging_Time message.

위에서는 OLT와 ONU 사이의 거리를 모를 경우, Ranging-state에서 짧은 타임 윈도우를 개설하는 개선된 ONU 활성화 과정을 살펴보았다. 여기서는 위에 제시된 알고리즘의 조건과 반대로 OLT와 활성화될 ONU 사이의 거리를 알고 있을 경우 ONU의 활성화 과정을 살펴보도록 한다. OLT가 활성화될 ONU의 위치정보를 알고 있을 경우, OLT는 이 ONU에 대해 활성화 과정을 진행하면서 동시에 이미 활성화된 ONU에는 대역폭을 할당하여 서비스를 계속 제공할 수 있다. 이것을 도 4에서 보여주고 있다.Above, we have seen an improved ONU activation process that opens up a short time window in Ranging-state if the distance between OLT and ONU is unknown. In this case, if the distance between the OLT and the ONU to be activated is known contrary to the conditions of the above algorithm, look at the activation process of the ONU. If the OLT knows the location information of the ONU to be activated, the OLT can continue to provide services by allocating bandwidth to the ONU which is already activated while proceeding with the activation process for the ONU. This is shown in FIG. 4.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ONU의 거리를 알고 있을 때 레인징(Ranging) 시간 측정 과정을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a ranging time measurement process when a distance of an ONU is known according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 이와 같은 활성화 과정을 진행하기 위해서 OLT는 ONU의 거리정보를 바탕으로 사전등화 지연 값을 결정해야 한다. 사전등화 지연 값을 결정하 는 방법들을 살펴보면 다음과 같다. 단, 여기서 사용될 변수들은 앞서 정의한 변수들을 같이 사용하도록 한다.Referring to FIG. 4, in order to proceed with the activation process, the OLT must determine a pre-equalization delay value based on the distance information of the ONU. The methods for determining the pre-equalization delay value are as follows. However, variables used here should be used together with the previously defined variables.

OLT는 사전에 알고 있는 ONU의 위치 정보와 위 수학식 2를 바탕으로 전파지연, Tpd값을 다음 수학식 5와 같이 구할 수 있다.The OLT can obtain propagation delay and T pd values based on the position information of the ONU known in advance and Equation 2 as shown in Equation 5 below.

Figure 112008007830741-PAT00010
Figure 112008007830741-PAT00010

상기 수학식 5를 통해 얻어진 전파지연 값을 2배 하여 왕복 전파지연 값을 구한다. 왕복 전파지연 값이 구해지면, 규격에 명시된 등화 왕복지연 값을 기준으로 사전할당 지연 값을 계산할 수 있는데, 이것은 위 수학식 4와 동일하다.The reciprocating propagation delay value is obtained by doubling the propagation delay value obtained through Equation 5 above. Once the round trip propagation delay value is obtained, the pre-allocation delay value can be calculated based on the equalized round trip delay value specified in the specification, which is the same as Equation 4 above.

위 절차에 따라 얻어진 사전할당 지연 값은 ONU 활성화 과정이 시작되기 이전에 ONU에 전달된다. 그 방법은 위에서 제안된 USBWmap을 사용하지 않고, 표준에 정의된 Upstream_Overhead 메시지의 사전할당 지연 필드를 통해 ONU에 전달한다.The pre-allocation delay value obtained according to the above procedure is communicated to the ONU before the ONU activation process begins. The method does not use the USBWmap proposed above, but passes it to the ONU through the pre-allocation delay field of the Upstream_Overhead message defined in the standard.

사전할당 지연 필드는 2 바이트로 구성하고 있으며 이것으로 32 바이트 단위의 해상도를 가진 등화지연을 표현할 수 있다. Upstream_Overhead 메시지는 ONU가 활성화를 시작하는 초기 단계에서 OLT로부터 수신하는 첫 메시지이므로, ONU가 활성화 과정을 시작하기 이전에 사전할당 지연 값을 할당받을 수 있는 것이다. 이 결과로 도 4와 같은 활성화 과정이 진행될 수 있다.The pre-allocation delay field consists of 2 bytes, which represents an equalization delay with a resolution of 32 bytes. The Upstream_Overhead message is the first message received from the OLT in the initial phase of ONU's activation, so it can be assigned a pre-allocation delay value before the ONU begins the activation process. As a result, the activation process as shown in FIG. 4 may proceed.

사전지연 할당 값이 결정되고 ONU에 통보한 후, OLT는 ONU에서 전송되는 프 레임의 길이와 보호구역을 고려한 윈도우 길이를 결정해야 한다. ONU에 전달된 사전할당 지연 값이 32 바이트 단위로 되어 있으므로, 개설되는 윈도우 길이는 32 바이트의 정수배로 구성되어야 할 것이다. ONU가 활성화되는 과정에서 상향으로 전송하는 프레임의 길이에 따라 각 state에서 개설되는 윈도우 길이는 다를 수 있다. 각 state에서 개설되는 윈도우 길이를 추정해보면 다음과 같다.After the predelay allocation value has been determined and notified to the ONU, the OLT shall determine the length of the frame transmitted in the ONU and the window length taking into account the protected area. Since the preallocation delay passed to ONU is in 32 byte units, the window length to be opened must consist of an integer multiple of 32 bytes. In the process of activating the ONU, the window length opened in each state may vary according to the length of the frame transmitted upward. The window lengths opened in each state are as follows.

ONU는 Power-Setup-state로 천이되어야 상향으로 첫 프레임을 전송할 수 있는데, 이때 전송되는 프레임은 120 바이트의 PLSu, 13 바이트의 PLOAMu 와 12 바이트의 PLOu로 구성되며 레이저 on-off 시간까지 고려하면 총 152 바이트의 정도의 길이를 갖는다. OLT는 이 프레임 길이와 보호구간 (Guard Time)의 길이를 고려하여 윈도우 길이를 결정한다. 여기서 보호구간의 길이는 사전에 알고 있던 거리정보의 정확도에 따라 결정된다. 보통 OLT는 사전할당 지연의 해상도를 고려하여 32 바이트의 정수배로 타임 윈도우 길이를 결정할 것이다. 따라서 Power-Setup-state에서 개설되는 타임 윈도우 길이는 32(2n+5)가 된다. 그리고 ONU가 Serial-Number-state와 Ranging-state에 있는 경우 ONU는 Serial_Nimber_ONU 메시지와 PLOu로 구성된 프레임을 전송한다. 이 프레임을 전송하기 위한 윈도우의 길이는 다음과 같이 계산할 수 있다. 메시지 순수한 길이 13 바이트와 헤더에 PLOu 12 바이트가 포함되어 프레임의 길이는 25 바이트에 불과하다. 그리고 레이저 on-off 시간까지 고려할 경우 32 바이트 정도가 된다. 그러나, OLT와 ONU 간의 광케이블 길이를 아무리 정확하게 알고 있다 하더라도, 실제 길이와의 오차를 0으로 간주할 수는 없다. 따라서 OLT가 인식하고 있는 위치와 좌우로 바이트의 배수로 오차를 허용한다면 오차를 포함한 윈도우의 길이를 32(2n+1)(n은 정수)로 간주할 수 있다.The ONU must be transitioned to the Power-Setup-state to transmit the first frame upwards. The transmitted frame consists of 120 bytes of PLSu, 13 bytes of PLOAMu, and 12 bytes of PLOu. It has a length of about 152 bytes. The OLT determines the window length by considering this frame length and the length of the guard time. The length of the guard section is determined by the accuracy of the distance information known in advance. Normally, the OLT will determine the time window length by an integer multiple of 32 bytes, taking into account the resolution of the preallocation delay. Therefore, the length of time window opened in Power-Setup-state is 32 (2n + 5). And if ONU is in Serial-Number-state and Ranging-state, ONU transmits frame composed of Serial_Nimber_ONU message and PLOu. The length of the window for transmitting this frame can be calculated as follows. The message contains 13 bytes of pure length and 12 bytes of PLOu in the header, resulting in a frame length of only 25 bytes. And, considering the laser on-off time, it is about 32 bytes. However, no matter how accurate the length of the optical cable between the OLT and the ONU, the error from the actual length cannot be regarded as zero. Therefore, if the OLT allows an error in multiples of bytes to the left and right of the position recognized, the length of the window including the error can be regarded as 32 (2n + 1) (n is an integer).

이하, ITU-T G.984.3에서 정의하는 ONU 활성화 과정과 위에서 살펴본 알고리즘을 이용한 ONU 활성화 과정 시 개설되는 윈도우 길이를 비교한다.Hereinafter, the comparison between the ONU activation process defined in ITU-T G.984.3 and the window length created during the ONU activation process using the above-described algorithm is compared.

우선 ITU-T G.984.3의 표준안 내용을 살펴보면 다음과 같다. G-PON의 한 프레임의 길이는 125 μs로 정의되고, 상향 프레임의 전송속도가 2.48832 (1.24416) Gbps일 경우 한 프레임의 길이 Tf는 38,880 (19,440)바이트로 구성된다. 활성화 과정 동안 OLT는 기 활성화된 ONU에게 상향으로 데이터 전송을 금지시키고, 새로 등록될 ONU에게는 PLOAM 메시지를 보낼 수 있도록 약 두 프레임의 길이에 해당하는 타임 윈도우를 개설한다.First, the contents of the standard draft of ITU-T G.984.3 are as follows. The length of one frame of the G-PON is defined as 125 μs, and the length T f of one frame is 38,880 (19,440) bytes when the uplink frame rate is 2.48832 (1.24416) Gbps. During the activation process, the OLT prohibits data transmission upward to the previously activated ONU, and opens a time window corresponding to a length of about two frames to send a PLOAM message to the newly registered ONU.

도 1에서 보는 바와 같이 한 대의 ONU가 성공적으로 활성화될 때까지 최소 4회의 윈도우가 개설되므로 총 8 프레임이 소모될 것이다.As shown in Fig. 1, a total of eight frames will be consumed since at least four windows are opened until one ONU is successfully activated.

만약 활성화될 ONU의 수가 N대이고, (S300)와 (S400)에서 개설되는 타임 윈도우에서 활성화에 참여하는 모든 ONU가 보내는 PLOAM 메시지들 간의 충돌이 전혀 없었다고 가정하면 2회의 윈도우 (4Tf)만 개설되면 모든 ONU들이 (S500)로 넘어갈 수 있다. 그리고 (S500)에서는 각각의 ONU-ID가 할당된 상태이므로 개별적인 등화지연 측정이 이루어진다. 이때부터 ONU 당 각각 2회의 타임 윈도우가 개설되므로 4NTf가 소모된다. 결국, 표준안에 기초한 총 소요기간, TG .984는 다음 수학식 6과 같다.If it is assumed that the number of ONUs to be activated is N and there are no conflicts between PLOAM messages sent by all ONUs participating in the activation in the time windows opened at S300 and S400, only two windows 4T f are opened. If all the ONUs can go to (S500). In S500, since each ONU-ID is assigned, individual equalization delay measurements are performed. Since then, two time windows are opened for each ONU, consuming 4NT f . Finally, the total lead time based on the standard, T G .984, is given by the following equation.

Figure 112008007830741-PAT00011
Figure 112008007830741-PAT00011

이와 달리, 위에서 설명한 첫 번째 알고리즘을 이용할 경우, (S500)에서 요구되는 타임 윈도우의 길이는 PLOAM 메시지의 길이와 보호구간을 얼마나 할당할 것인가에 달려있다. 위에서 언급한 바와 같이, Serial_Number_ONU 메시지의 13 바이트를 보내는 데 모든 오버헤더(PLOu 및 레이저 on-off 시간)를 고려하여 32 바이트로 가정한다. 보호구간의 크기는 위 수학식 1에서 측정한 전파지연의 신뢰성 여부에 따라 결정하며, 메시지 전후에 각각 32 바이트의 정수배로 구성하고, 정보 프레임을 포함하여 개설되는 전체 타임 윈도우의 길이는 Tw=32(2n+1)이다. 각각의 ONU에 대하여 축소된 타임 윈도우가 2회씩 개설되므로 결국 첫 번째 알고리즘에 기초한 N 대의 총소요시간, TAlgo 는 다음 수학식 7과 같이 얻어진다.On the other hand, when using the first algorithm described above, the length of time window required in (S500) depends on the length of the PLOAM message and how long to allocate the guard interval. As mentioned above, it is assumed to be 32 bytes considering all overheaders (PLOu and laser on-off time) for sending 13 bytes of Serial_Number_ONU messages. The size of the guard interval is, and determines the reliability, whether the propagation delay measured in the above equation (1), the total length of a time window consisting of a message before and after the fold in the 32-byte integers, respectively, and the opening including the information frame is T w = 32 (2n + 1). Since two reduced time windows are opened for each ONU, N total time required, T Algo I based on the first algorithm, is obtained as shown in Equation 7 below.

Figure 112008007830741-PAT00012
Figure 112008007830741-PAT00012

마지막으로 두 번째 알고리즘에서 개설되는 타임 윈도우 길이는 활성화 과정의 각 state에서 ONU가 상향으로 전송하는 프레임의 길이에 따라 신축적으로 윈도우를 개설할 수 있다. (S300)에서는 152 바이트의 프레임을 전송하므로 32(2n+5) 바이트의 윈도우를 1회 개설하고, (S400)에서는 32 바이트의 프레임이 전송되므로 개설되는 윈도우는 32(2n+1) 바이트로 1회 개설한다. 그리고 (S500)에서도 32 바이 트 프레임이 전송되므로 (S400)와 동일하게 32(2n+1) 바이트 길이의 윈도우를 개설하지만, (S500)에서는 ONU가 상향으로 두 번 전송하므로 위 길이의 윈도우를 2회 개설하게 된다. 따라서 두 번째 알고리즘에 기초한 N 대의 총소요시간, TAlgo 은 다음 수학식 8과 같다.Finally, the time window length established in the second algorithm can be opened elastically according to the length of the frame transmitted upward by the ONU in each state of the activation process. In S300, a frame of 152 bytes is transmitted, so a window of 32 (2n + 5) bytes is opened once, and in (S400), a window of 32 bytes is transmitted, so that an opened window is 32 (2n + 1) bytes. Open it once. In addition, the 32 byte frame is also transmitted in (S500), so that the window of 32 (2n + 1) bytes is opened in the same way as in (S400), but in (S500), since the ONU transmits twice upward, the window of the above length is 2 It will be opened. Therefore, the total N times, T Algo II , based on the second algorithm are given by Equation (8).

Figure 112008007830741-PAT00013
Figure 112008007830741-PAT00013

이하, 위에서 구해진 수학식 6 내지 8을 이용하여, 표준안에서 제시한 방식의 윈도우 길이와 본 발명에서 제시한 두 가지 알고리즘과 적용 시 활성화해야 할 ONU 수에 따라 총 소요되는 길이를 바이트 단위로 환산하여 비교한다. 단, G.984의 경우는 Power-Setup 및 Serial-Number state에서 모든 ONU가 보내는 메시지를 충돌 없이 접수한다고 가정하였으므로 가장 유리한 조건을 고려한 것이다.Hereinafter, using the equations 6 to 8 obtained above, the total required length is converted into byte units according to the window length of the scheme proposed in the standard, the two algorithms proposed in the present invention, and the number of ONUs to be activated in application. Compare. In case of G.984, however, it is assumed that all ONU messages are received without conflict in Power-Setup and Serial-Number states.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 n = 2일 경우 타임 윈도우 길이를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a time window length when n = 2 according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, OLT에서 인식하는 ONU의 위치 정보의 오차가(즉, n = 2) 바이트일 때 여러 가지 알고리즘에 대한 윈도우 크기를 비교할 수 있다. 해당 오차에서 상향 전송률이 2.48832(1.24416) Gbits/s일 때, 실제 광케이블의 오차 ±0.041(±0.082) Km에 해당하는 거리이다.Referring to FIG. 5, when the error of the position information of the ONU recognized by the OLT (that is, n = 2) is a byte, window sizes for various algorithms may be compared. In this error, when the uplink rate is 2.48832 (1.24416) Gbits / s, the distance corresponds to the error of ± 0.041 (± 0.082) Km of the actual optical cable.

위 도면에서 G.984.3의 경우는 N이 증가함에 따라, 거의 비례하여 윈도우의 길이가 증가한다. 그러나 Algorithm I의 경우는 N이 증가해도 거의 변화가 없으므 로 N이 클수록 제안된 방식이 유리해 진다. Algorithm II는 기본적으로 N이 작을 때는 Algorithm I에 비하여 상당히 유리하나 N이 커지면서 차이가 줄어듦을 알 수 있다. 이것은 수학식 7과 8을 비교하면 N이 작을 때, 4 프레임의 차이가 크게 작용하기 때문이다.In the above figure, in the case of G.984.3, as N increases, the window length increases almost in proportion. In Algorithm I, however, there is almost no change as N increases, so the proposed method is advantageous as N increases. Algorithm II is basically more advantageous than Algorithm I when N is small, but the difference decreases as N increases. This is because the difference of 4 frames is large when N is small when Equations 7 and 8 are compared.

다음으로 광케이블의 오차가 극단적으로 발생하는 경우를 고려한다.Next, consider the case where the error of the optical cable occurs extremely.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 n = 256 일 경우 타임 윈도우 길이를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a time window length when n = 256 according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, OLT에서 인식하는 ONU의 위치 정보의 오차가 ±8192(즉, n = 256) 바이트일 때 각 경우에 따라 소요되는 윈도우의 크기를 알 수 있다. 이는 상향 전송률이 2.48832 (1.24416) Gbits/s일 때, 실제 광케이블의 오차 ±5.27(±10.34) Km에 해당하는 거리이다. PON의 서비스 거리가 20 Km인 것을 감안할 때, 오차가 ±10.34 Km인 경우는 위치 정보를 전혀 모르는 극단적인 상태임을 의미한다.Referring to FIG. 6, when the error of position information of the ONU recognized by the OLT is ± 8192 bytes (that is, n = 256) bytes, the size of the window required in each case may be known. This is a distance corresponding to an error of ± 5.27 (± 10.34) Km of the actual optical cable when the uplink rate is 2.48832 (1.24416) Gbits / s. Given that the service distance of the PON is 20 Km, if the error is ± 10.34 Km, it means that the extreme state without knowing the location information at all.

도 6에서 Algorithm I은 G.984.3에 비해 여전히 우수한 성능을 보여주고 있다. 단, N이 증가할수록 성능의 차이가 여전히 더 커지고 있지만 도 5에 비해서는 격차가 줄어들었다. 이는 위치의 불확실성에 의해 윈도우 길이를 크게 사용한 때문이다. Algorithm I과 II를 비교해 보면, N = 5가 되는 점을 기준으로 성능의 역전 현상을 보이고 있다. Algorithm II는 (S300)와 (S400)에서 Algorithm I에 배해 작은 윈도우 길이를 사용하지만, 개별적인 파워 셋업이 이루어지므로 N이 증가하면 오히려 불리해 지는 현상이 나타난다.In Fig. 6, Algorithm I still shows superior performance compared to G.984.3. However, as N increases, the difference in performance still increases, but the gap decreases as compared with FIG. 5. This is because of the large window length due to the uncertainty of the position. Comparing Algorithm I and II, the performance is reversed based on N = 5. Algorithm II uses a small window length based on Algorithm I at (S300) and (S400), but the disadvantage is that N increases as the power setup is done separately.

전체적으로 평가할 때, 어떤 알고리즘을 사용할 경우에도 기존의 방식에 비 해 약 50 %에서 90 % 이상까지 대역폭을 절감할 수 있음을 보여준다. 특히 제안된 알고리즘은 ONU의 수가 증가할수록 성능이 더 좋아짐을 알 수 있다. 그리고 제안하는 두 번째 알고리즘에서 거리의 정보가 정확할 경우에는 표준안에서 제시한 윈도우 길이의 1% 미만으로 레인징(Ranging)이 이루어질 수 있음을 보여준다. 따라서 이미 활성화된 ONU가 많이 존재하고 소수의 새로운 ONU가 등록되고자 할 때, 서비스 중에 있는 ONU에 영향을 주지 않고 활성화 과정을 진행할 수 있게 된다. Overall, it is shown that any algorithm can reduce bandwidth by about 50% to 90% over traditional methods. In particular, the proposed algorithm shows better performance as the number of ONUs increases. And if the distance information is correct in the proposed second algorithm, it shows that ranging can be done with less than 1% of the window length suggested in the standard. Therefore, when there are many ONUs already activated and a few new ONUs are to be registered, the activation process can be performed without affecting ONUs in service.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ONU의 활성화 과정에서의 데이터 흐름을 나타낸 도면.1 is a view showing a data flow in the activation process of the ONU according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 Serial-Number-state에서 전파지연 측정을 나타낸 도면.2 is a diagram illustrating propagation delay measurement in a serial-number-state according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 USBWmap의 구조를 나타낸 도면.3 is a view showing the structure of a USBWmap according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ONU의 거리를 알고 있을 때 레인징(Ranging) 시간 측정 과정을 나타낸 도면.4 is a diagram illustrating a ranging time measurement process when a distance of an ONU is known according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 n = 2일 경우 타임 윈도우 길이를 나타낸 도면.5 is a diagram illustrating a time window length when n = 2 according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 n = 256 일 경우 타임 윈도우 길이를 나타낸 도면.6 is a diagram illustrating a time window length when n = 256 according to an embodiment of the present invention.

Claims (10)

상호 사전거리 정보를 모르는 ONU와의 연결을 통하여 활성화되는 OLT에서 수행되는 타임 윈도우 축소과정에 있어서,In the process of reducing the time window performed in the OLT activated through connection with ONU that does not know mutual advance distance information, Serial-Number-state에 있는 ONU로부터 전송되는 메시지를 수신하고, 상기 메시지 내의 일련번호에 의해서 각 ONU에 해당하는 랜덤지연 값을 구별하는 단계;Receiving a message transmitted from an ONU in a Serial-Number-state, and distinguishing a random delay value corresponding to each ONU by a serial number in the message; Serial-Number-state에서 상기 ONU와의 왕복전파 지연 값을 측정하는 단계;Measuring a round trip propagation delay value with the ONU in a Serial-Number-state; 상기 랜덤지연 값과 왕복전파 지연 값을 기초로 ONU의 위치를 추정하는 단계; 및Estimating the position of the ONU based on the random delay value and the round trip propagation delay value; And 모든 ONU가 동일한 등화왕복 지연 값을 가지도록 사전할당 지연 값을 부여하는 단계를 포함하는 G.984.3 기반의 G-PON을 위한 개선된 ONU 활성화 방법.Improved ONU activation method for G.984.3 based G-PON comprising assigning a pre-allocation delay value such that all ONUs have the same equalization reciprocal delay value. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전파 지연 값 TpdThe propagation delay value T pd is
Figure 112008007830741-PAT00014
Figure 112008007830741-PAT00014
식을 통하여 계산되며, 여기서 TRTD는 Serial-Number-state에서 측정되는 왕복전파지연 값, Trd는 ONU에서 생성되는 랜덤지연 값을 의미하는 G.984.3 기반의 G- PON을 위한 개선된 ONU 활성화 방법.Calculated by the equation, where T RTD is the round trip propagation delay value measured in the Serial-Number-state and T rd is the random delay value generated in the ONU. Way.
제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 ONU의 위치 추정 값은The position estimate of the ONU is
Figure 112008007830741-PAT00015
Figure 112008007830741-PAT00015
식을 통하여 계산되며, 여기서 D는 ONU와 OLT 사이의 거리, Tpd는 ONU까지의 전파지연 값, V는 광케이블에서 신호의 전파 속도를 의미하는 G.984.3 기반의 G-PON을 위한 개선된 ONU 활성화 방법.Calculated from the equation, where D is the distance between ONU and OLT, T pd is the propagation delay value to ONU, and V is the improved ONU for G-PON based on G.984.3, which is the propagation speed of the signal on the optical cable. Activation method.
제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 사전할당 지연 값 TpreThe pre-allocation delay value T pre is
Figure 112008007830741-PAT00016
Figure 112008007830741-PAT00016
식을 통하여 계산되며, 여기서 Teqd는 등화왕복 지연 값, Tpd는 ONU까지의 전파지연 값을 의미하는 G.984.3 기반의 G-PON을 위한 개선된 ONU 활성화 방법.Calculated by Equation, where Teqd is equalization reciprocal delay value and T pd is propagation delay value to ONU.
제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 사전할당 지연 값은 USBWmap(Upstream Bandwidth map)을 통해 ONU로 전달되는 G.984.3 기반의 G-PON을 위한 개선된 ONU 활성화 방법.The pre-assignment delay value is transmitted to the ONU via an upstream bandwidth map (USBWmap). 상호 사전거리 정보를 알고 있는 ONU와의 연결을 통하여 활성화되는 OLT에서 수행되는 타임 윈도우 축소과정에 있어서,In the process of reducing the time window performed in the OLT activated through the connection with the ONU knowing the mutual prior distance information, 사전에 알고 있는 ONU의 위치 정보를 이용하여 전파 지연 값을 계산하는 단계;Calculating a propagation delay value using position information of the ONU known in advance; 상기 계산된 전파지연 값을 2배 하여 왕복 전파지연 값을 계산하는 단계; 및Calculating a round trip propagation delay value by doubling the calculated propagation delay value; And 규격에 명시된 등화 왕복지연 값을 기준으로 사전할당 지연 값을 계산하는 단계를 포함하는 G.984.3 기반의 G-PON을 위한 개선된 ONU 활성화 방법.An improved method of enabling ONU for G-PON based on G.984.3 comprising calculating a pre-allocation delay value based on an equalized round trip delay value specified in the specification. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 전파 지연 값 TpdThe propagation delay value T pd is
Figure 112008007830741-PAT00017
Figure 112008007830741-PAT00017
식을 통하여 계산되며, 여기서 D는 ONU와 OLT 사이의 거리, V는 광케이블에 서 신호의 전파 속도를 의미하는 G.984.3 기반의 G-PON을 위한 개선된 ONU 활성화 방법.Calculated from the equation, where D is the distance between ONU and OLT, and V is the G.984.3-based G-PON's improved method for activating G-PON.
제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 사전할당 지연 값 TpreThe pre-allocation delay value T pre is
Figure 112008007830741-PAT00018
Figure 112008007830741-PAT00018
식을 통하여 계산되며, 여기서 Teqd는 등화왕복 지연 값, Tpd는 ONU까지의 전파지연 값을 의미하는 G.984.3 기반의 G-PON을 위한 개선된 ONU 활성화 방법.Calculated by the equation, where T eqd is the equalization reciprocal delay value and T pd is the propagation delay value to ONU.
제 6항에 있어서,The method of claim 6, 사전할당 지연 값은 표준에 정의된 Upstream_Overhead 메시지의 사전할당 지연 필드를 통해 ONU에 전달되는 G.984.3 기반의 G-PON을 위한 개선된 ONU 활성화 방법.An improved method for enabling ONUs for G-PON based on G.984.3, where the preallocation delay value is passed to the ONU through the preallocation delay field of the Upstream_Overhead message defined in the standard. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 사전할당 지연 값을 수신한 ONU에서 전송되는 프레임의 길이와 보호구 역을 고려한 윈도우 길이를 결정하는 단계가 수행되는 G.984.3 기반의 G-PON을 위한 개선된 ONU 활성화 방법.Determining a window length in consideration of a length of a frame and a protection zone transmitted in an ONU having received the pre-allocation delay value, and the method of activating the ONU for the G-PON based on G.984.3.
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