KR20100062426A - Apparatus for processing ethernet data of gigabit capable passive optical network - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An Ethernet data processing unit for gigabit passive optical network is provided to process Ethernet data of various sizes effectively by separating the Ethernet data into a pointer structure and a data structure, and then processing the Ethernet data. CONSTITUTION: A structure dividing unit(200) divides Ethernet data into a pointer structure and a data structure. The data structure maps to one-to-one in the pointer structure. A queue management unit(400) transfers the data structure to a memory controller according to priority. A GTC(GPON(Gigabit Passive Optical Network) Transmission Convergence Layer) management unit(500) performs generation or extraction of a GTC frame. An encryption unit(600) converts the GTC frame into a SDH/SONET frame structure of 2.488Gbps class. The encryption unit performs AES(Advanced Encryption Standard) encryption of data.

Description

기가 비트 수동형 광 네트워크용 이더넷 데이터 처리 장치{APPARATUS FOR PROCESSING ETHERNET DATA OF GIGABIT CAPABLE PASSIVE OPTICAL NETWORK}Ethernet data processing device for gigabit passive optical network {APPARATUS FOR PROCESSING ETHERNET DATA OF GIGABIT CAPABLE PASSIVE OPTICAL NETWORK}

본 발명은 기가 비트 수동형 광 네트워크용 이더넷 데이터 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이더넷 데이터를 이더넷 프레임, IP(Internet Protocol) 헤더, 포트 넘버 및 우선 순위 구조체를 포함하는 포인터 구조체와, 이러한 포인터 구조체에 1:1 매핑되는 데이터 구조체로 분리하여 처리함으로써, 다양한 크기의 이더넷 데이터를 효과적으로 처리할 수 있는 기가 비트 수동형 광 네트워크용 이더넷 데이터 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an Ethernet data processing apparatus for a gigabit passive optical network, and more particularly, to a pointer structure including Ethernet frame, an Internet Protocol (IP) header, a port number and a priority structure, and such a pointer structure. The present invention relates to an Ethernet data processing apparatus for a gigabit passive optical network capable of efficiently processing Ethernet data of various sizes by separating and processing data into data structures mapped to 1: 1.

최근에 다양한 멀티미디어 콘텐츠들을 효율적으로 전송하기 위한 광 통신 기술로서, 기가비트 수동형 광 네트워크(Gigabit capable Passive Optical Network; GPON)가 각광받고 있다.Recently, as an optical communication technology for efficiently transmitting various multimedia contents, a gigabit capable passive optical network (GPON) has been in the spotlight.

이러한 기가비트 수동형 광 네트워크는 다수의 가입자 종단 장치, 즉 ONT(Optical Network Termination) 또는 ONU(Optical Network Unit)가 수동 소자를 통해서 하나의 OLT(Optical Line Terminal)를 공유하는 점 대 다중점(Point-to-Multipoint) 방식의 기술로서, 이러한 기가비트 수동형 광 네트워크는 이더넷 데이 터, 음성신호 및 ATM신호를 전송하거나 수신한다.Such a gigabit passive optical network is point-to-multipoint where multiple subscriber end devices, that is, optical network termination (ONT) or optical network unit (ONU), share a single optical line terminal (OLT) through passive devices. As a multipoint technology, this gigabit passive optical network transmits or receives Ethernet data, voice signals and ATM signals.

상술한 이더넷 데이터는 64 ~ 1518 Byte의 다양한 데이터 크기를 가지며, 요즘은 9 kByte의 데이터 크기를 가지는 점보 프레임(Jumbo Frame)의 이더넷 데이터가 전송되기도 한다.The above-mentioned Ethernet data has various data sizes of 64 to 1518 bytes, and nowadays, Ethernet data of a jumbo frame having a data size of 9 kBytes is transmitted.

그런데, 종래의 기가 비트 수동형 광 네트워크용 이더넷 데이터 처리 장치는 최소 64Byte에서 최대 9kByte까지의 다양한 크기를 가지는 데이터를 처리할 수 있도록 내부 메모리(예를 들면, register)를 할당하고 있어, 메모리 효율성이 매우 낮은 문제점이 있다. 특히, 내부 메모리를 충분히 할당하고 있지 않은 경우에는 요즘 이용되고 있는 9 kByte의 데이터 크기를 가지는 점보 프레임(Jumbo Frame)의 이더넷 데이터는 처리할 수 없는 문제점이 있다.However, the conventional Gigabit passive optical network Ethernet data processing apparatus allocates an internal memory (for example, a register) to process data having various sizes ranging from a minimum of 64 bytes to a maximum of 9 kByte. There is a low problem. In particular, when the internal memory is not allocated sufficiently, there is a problem in that Ethernet data of a jumbo frame having a data size of 9 kByte, which is used nowadays, cannot be processed.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이더넷 데이터를 이더넷 프레임, IP(Internet Protocol) 헤더, 포트 넘버 및 우선 순위 구조체를 포함하는 포인터 구조체와, 이러한 포인터 구조체에 1:1 매핑되는 데이터 구조체로 분리하여 처리함으로써, 다양한 크기의 이더넷 데이터를 효과적으로 처리할 수 있는 기가 비트 수동형 광 네트워크용 이더넷 데이터 처리 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, a technical problem to be achieved by the present invention is to process Ethernet data into a pointer structure including an Ethernet frame, an IP (Internet Protocol) header, a port number and a priority structure, and a data structure that is 1: 1 mapped to the pointer structure. Accordingly, the present invention provides an Ethernet data processing device for a gigabit passive optical network capable of efficiently processing Ethernet data of various sizes.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기가 비트 수동형 광 네트워크용 이더넷 데이터 처리 장치는 이더넷 데이터를 수신하는 데이터 수신부, 상기 데이터 수신부에서 수신되는 이더넷 데이터를 하나의 채널로 통합하며, 상기 하나의 채널로 통합된 이더넷 데이터를 포인터 구조체와, 상기 포인터 구조체에 1:1 매핑되는 데이터 구조체로 분리하는 구조체 분리부, 상기 구조체 분리부로부터 상기 포인터 구조체를 전달받아, 가입자 종단 장치의 MAC(Media Access Control) 주소를 관리하는 MAC 주소 관리부, 상기 구조체 분리부로부터 상기 데이터 구조체를 전달받아 저장하는 메모리 제어부, 상기 MAC 관리부로부터 포 인터 구조체를 전달받고, 상기 메모리 제어부로부터 데이터 구조체를 전달받아, 우선 순위에 따라서 상기 데이터 구조체를 상기 메모리 제어부로 전달하는 큐(QUEUE) 관리부, 상기 큐(QUEUE) 관리부로부터 상기 포인터 구조체를 전달받고, 상기 메모리 제어부로터 상기 데이터 구조체를 전달받아, GTC(GPON Transmission Convergence Layer) 프레임을 생성하거나 GTC 프레임을 추출하는 GTC 관리부 및 상기 GTC 관리부로부터 GTC 프레임을 전달받아 상기 GTC 프레임을 125 ㎲의 길이를 가지는 2.488Gbps급의 SDH/SONET 프레임 구조체로 변환 및 데이터를 AES(Advanced Encryption Standard) 암호화를 수행하는 암호화부를 포함한다.In order to achieve the above object, an Ethernet data processing apparatus for a gigabit passive optical network according to an embodiment of the present invention integrates a data receiver for receiving Ethernet data and the Ethernet data received from the data receiver into one channel. And a structure separator for separating the Ethernet data integrated into the one channel into a pointer structure, and a data structure mapped 1: 1 to the pointer structure, and receiving the pointer structure from the structure separator, thereby receiving the MAC of the subscriber end device. A Media Access Control (MAC) address management unit for managing an address, a memory control unit receiving and storing the data structure from the structure separating unit, a pointer structure received from the MAC management unit, and receiving a data structure from the memory control unit, The data structure according to priority A QUEUE management unit for transmitting the pointer to the memory control unit, the pointer structure is received from the QUEUE management unit, the data structure is received from the memory control unit, and a GPON Transmission Convergence Layer (GTC) frame is generated. GTC management unit that extracts the frame and GTC frame received from the GTC management unit converts the GTC frame into a 2.488Gbps SDH / SONET frame structure having a length of 125 및 and performs data AES (Advanced Encryption Standard) encryption It includes an encryption unit.

여기에서, 상기 포인터 구조체는 이더넷 프레임, IP(Internet Protocol) 헤더, 포트 넘버 및 우선 순위 구조체를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the pointer structure preferably includes an Ethernet frame, an IP (Internet Protocol) header, a port number, and a priority structure.

여기에서, 상기 큐(QUEUE) 관리부는 물리적인 대역폭보다 더 큰 대여폭을 가진 데이터 구조체가 전달되는 경우에는 우선 순위가 낮은 데이터 구조체를 폐기하는 것이 바람직하다. Here, the QUEUE manager preferably discards the low priority data structure when a data structure having a rental width larger than the physical bandwidth is delivered.

본 발명의 실시예들에 따른 기가 비트 수동형 광 네트워크용 이더넷 데이터 처리 장치는 이더넷 데이터를 이더넷 프레임, IP(Internet Protocol) 헤더, 포트 넘버 및 우선 순위 구조체를 포함하는 포인터 구조체와, 이러한 포인터 구조체에 1:1 매핑되는 데이터 구조체로 분리하여 처리함으로써, 다양한 크기의 이더넷 데이터를 효과적으로 처리할 수 있다.An Ethernet data processing apparatus for a gigabit passive optical network according to embodiments of the present invention includes a pointer structure including Ethernet frame, an Internet Protocol (IP) header, a port number, and a priority structure, and 1 to the pointer structure. By separating and processing data into mapped data structures, you can effectively handle Ethernet data of various sizes.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 고안의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기가 비트 수동형 광 네트워크용 이더넷 데이터 처리 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an Ethernet data processing apparatus for a gigabit passive optical network according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 기가 비트 수동형 광 네트워크용 이더넷 데이터 처리 장치는 도 1에 도시된 것처럼, 데이터 수신부(100), 구조체 분리부(200), MAC 주소 관리부(300), 메모리 제어부(700), 큐(QUEUE) 관리부(400), GTC 관리부(500) 및 암호화부(600)를 포함하여 구성될 수 있다.Ethernet data processing apparatus for a gigabit passive optical network according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 1, the data receiving unit 100, structure separation unit 200, MAC address management unit 300, memory control unit 700 ), The queue (QUEUE) management unit 400, GTC management unit 500 and the encryption unit 600 may be configured to include.

데이터 수신부(100)는 이더넷 데이터를 수신하며, 구조체 분리부(200)는 데이터 수신부(100)에서 수신되는 이더넷 데이터를 하나의 채널로 통합하고, 하나의 채널로 통합된 이더넷 데이터를 포인터 구조체(PTR)와, 포인터 구조체(PTR)에 1:1 매핑되는 데이터 구조체(DATA)로 분리하여, 포인터 구조체(PTR)는 MAC 주소 관리부(300)로 전송하고, 포인터 구조체(PTR) 및 데이터 구조체(DATA)는 메모리 제어부(700)로 전송한다.The data receiver 100 receives the Ethernet data, the structure separator 200 integrates the Ethernet data received from the data receiver 100 into one channel, and integrates the Ethernet data integrated into one channel into the pointer structure (PTR). ), And the pointer structure PTR is transmitted to the MAC address management unit 300, and is separated into a data structure DATA that is 1: 1 mapped to the pointer structure PTR, and the pointer structure PTR and the data structure DATA. Transmits to the memory controller 700.

여기에서, 포인터 구조체(PTR)는 이더넷 프레임, IP(Internet Protocol) 헤더, 포트 넘버 및 우선 순위 구조체(flow classification byte)를 포함한다.Here, the pointer structure PTR includes an Ethernet frame, an IP (Internet Protocol) header, a port number, and a flow classification byte.

한편, MAC 주소 관리부(300)는 구조체 분리부(200)로부터 포인터 구조 체(PTR)를 전달받아, 다수의 가입자 종단 장치(예를 들면, ONT(Optical Network Termination) 또는 ONU(Optical Network Unit))의 MAC(Media Access Control) 주소를 관리한다.On the other hand, MAC address management unit 300 receives a pointer structure (PTR) from the structure separation unit 200, a plurality of subscriber end devices (for example, Optical Network Termination (ONT) or Optical Network Unit (ONU)) Manage Media Access Control (MAC) addresses.

또한, 메모리 제어부(700)는 구조체 분리부(200)로부터 포인터 구조체(PTR) 및 데이터 구조체(DATA)를 전달받아 저장하고, 데이터 구조체(DATA)를 큐(QUEUE) 관리부(400)로 전달한다. 여기에서, 메모리 제어부(700)는 DDR(Double Data Rate) SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)으로 구성될 수 있다.In addition, the memory controller 700 receives and stores the pointer structure PTR and the data structure DATA from the structure separator 200, and transmits the data structure DATA to the queue manager 400. The memory controller 700 may be configured of a double data rate (DDR) synchronous dynamic random access memory (SDRAM).

한편, 큐(QUEUE) 관리부(400)는 MAC 관리부(500)로부터 포인터 구조체(PTR)를 전달받고, 메모리 제어부(700)로부터 데이터 구조체(DATA)를 전달받아, 우선 순위에 따라서 상기 데이터 구조체(DATA)를 메모리 제어부(700)로 전달한다. 즉, VOIP 패킷이나 IPTV 패킷과 같은 우선 순위가 높은 것은 우선적으로 전달한다.The queue manager 400 receives the pointer structure PTR from the MAC manager 500, receives the data structure DATA from the memory controller 700, and transmits the data structure DATA according to the priority. ) Is transferred to the memory controller 700. In other words, high priority items such as VOIP packets and IPTV packets are delivered first.

그리고, 큐(QUEUE) 관리부(400)는 물리적인 대역폭보다 더 큰 대여폭을 가진 데이터 구조체(DATA)가 전달되는 경우에는 우선 순위가 낮은 데이터 구조체(DATA)를 폐기한다.When the data structure DATA having a rental width larger than the physical bandwidth is transferred, the queue manager 400 discards the data structure DATA having a lower priority.

한편, GTC(GPON Transmission Convergence Layer) 관리부(500)는 큐(QUEUE) 관리부(400)로부터 포인터 구조체(PTR)를 전달받고, 메모리 제어부(700)로터 데이터 구조체(DATA)를 전달받아, GTC 프레임을 생성하거나 GTC 프레임을 추출한다.On the other hand, the GPON Transmission Convergence Layer (GTC) manager 500 receives the pointer structure PTR from the QUEUE manager 400, receives the rotor data structure DATA from the memory controller 700, and receives the GTC frame. Create or extract GTC frames.

구체적으로, GTC 관리부(500)는 가입자 종단 장치와 접속하는 Activation 블록(520), 가입자 종단 장치에서 요청하는 대역폭을 가변적으로 할당하는 DBA(Dynamic Bandwidth Allocation) 블록(530), 가입자 종단 장치의 관리 통신 채 널을 구성하는 OAM(Operation Administration Maintenance) 블록(540), GTC 프레임을 생성하는 GTC_TX 블록(550) 및 GCT 프레임을 추출하는 GTC_RX 블록(510)을 포함한다.In detail, the GTC management unit 500 may include an Activation block 520 for accessing a subscriber end device, a dynamic bandwidth allocation (DBA) block 530 for variably allocating a bandwidth requested by the subscriber end device, and management communication of the subscriber end device. An OAM block 540 constituting the channel, a GTC_TX block 550 for generating a GTC frame, and a GTC_RX block 510 for extracting a GCT frame.

또한, 암호화부(600)는 GTC 관리부(500)로부터 GTC 프레임을 전달받아 상기 GTC 프레임을 125 ㎲의 길이를 가지는 2.488Gbps급의 SDH/SONET 프레임 구조체로 변환 및 데이터를 AES(Advanced Encryption Standard) 암호화를 수행한다.In addition, the encryption unit 600 receives the GTC frame from the GTC management unit 500 converts the GTC frame into a 2.488Gbps SDH / SONET frame structure having a length of 125 및 and converts the data into AES (Advanced Encryption Standard) encryption. Perform

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Rather, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and modifications to the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기가 비트 수동형 광 네트워크용 이더넷 데이터 처리 장치의 구성도.1 is a block diagram of an Ethernet data processing apparatus for a gigabit passive optical network according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100: 데이터 수신부 200: 구조체 분리부100: data receiving unit 200: structure separation unit

300: MAC 주소 관리부 400: 큐(QUEUE) 관리부300: MAC address management unit 400: QUEUE management unit

500: GTC 관리부 600: 암호화부500: GTC management unit 600: encryption unit

700: 메모리 제어부700: memory controller

Claims (3)

이더넷 데이터를 수신하는 데이터 수신부;A data receiver for receiving Ethernet data; 상기 데이터 수신부에서 수신되는 이더넷 데이터를 하나의 채널로 통합하며, 상기 하나의 채널로 통합된 이더넷 데이터를 포인터 구조체와, 상기 포인터 구조체에 1:1 매핑되는 데이터 구조체로 분리하는 구조체 분리부;A structure separator for integrating the Ethernet data received by the data receiver into one channel and separating the Ethernet data integrated into the one channel into a pointer structure and a data structure that is mapped 1: 1 to the pointer structure; 상기 구조체 분리부로부터 상기 포인터 구조체를 전달받아, 가입자 종단 장치의 MAC(Media Access Control) 주소를 관리하는 MAC 주소 관리부;A MAC address manager that receives the pointer structure from the structure separator and manages a media access control (MAC) address of a subscriber station; 상기 구조체 분리부로부터 상기 데이터 구조체를 전달받아 저장하는 메모리 제어부;A memory controller configured to receive and store the data structure from the structure separator; 상기 MAC 관리부로부터 포인터 구조체를 전달받고, 상기 메모리 제어부로부터 데이터 구조체를 전달받아, 우선 순위에 따라서 상기 데이터 구조체를 상기 메모리 제어부로 전달하는 큐(QUEUE) 관리부;A queue manager which receives a pointer structure from the MAC manager, receives a data structure from the memory controller, and delivers the data structure to the memory controller according to priority; 상기 큐(QUEUE) 관리부로부터 상기 포인터 구조체를 전달받고, 상기 메모리 제어부로터 상기 데이터 구조체를 전달받아, GTC 프레임을 생성하거나 GTC 프레임을 추출하는 GTC 관리부; 및A GTC manager which receives the pointer structure from the QUEUE manager, receives the data structure from the memory controller, and generates a GTC frame or extracts a GTC frame; And 상기 GTC(GPON Transmission Convergence Layer) 관리부로부터 GTC 프레임을 전달받아 상기 GTC 프레임을 125 ㎲의 길이를 가지는 2.488Gbps급의 SDH/SONET 프레임 구조체로 변환 및 데이터를 AES(Advanced Encryption Standard) 암호화를 수행하는 암호화부를 포함하는 기가 비트 수동형 광 네트워크용 이더넷 데이터 처리 장치.Encrypts GTC frames from the GPON Transmission Convergence Layer (GTC) management unit, converts the GTC frames into 2.488 Gbps SDH / SONET frame structures having a length of 125 및, and performs data encryption using AES (Advanced Encryption Standard) encryption. Ethernet data processing device for a gigabit passive optical network comprising a portion. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 포인터 구조체는 이더넷 프레임, IP(Internet Protocol) 헤더, 포트 넘버 및 우선 순위 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기가 비트 수동형 광 네트워크용 이더넷 데이터 처리 장치.And the pointer structure comprises an Ethernet frame, an Internet Protocol (IP) header, a port number, and a priority structure. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 큐(QUEUE) 관리부는 물리적인 대역폭보다 더 큰 대여폭을 가진 데이터 구조체가 전달되는 경우에는 우선 순위가 낮은 데이터 구조체를 폐기하는 것을 특징으로 하는 기가 비트 수동형 광 네트워크용 이더넷 데이터 처리 장치.The QUEUE management unit discards a lower priority data structure when a data structure having a rental width larger than a physical bandwidth is discarded.
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