KR20110059421A - 광 네트워크 단말, 그의 시간 동기화 방법, 광 회선 단말 및 그의 네트워크 관리 방법 - Google Patents

광 네트워크 단말, 그의 시간 동기화 방법, 광 회선 단말 및 그의 네트워크 관리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 시간 동기화 방법은 수동 광 네트워크(passive optical network) 시스템의 가입자의 접속 장치인 광 네트워크 단말(optical network terminal, ONT)이 시간을 동기화하는 방법으로서, 레인징 상태(ranging state)로 천이하는 단계, 상기 수동 광 네트워크 시스템의 서비스 제공자의 송수신 장치인 광 회선 단말(optical line terminal, OLT)로부터 상기 광 회선 단말의 제1 현재 시간을 포함하는 레인징 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 레인징 요청 메시지를 수신한 시간에서 전송 지연이 보상된 제1 보상 시간을 계산하는 단계, 상기 광 회선 단말에게 일련 번호 응답 메시지를 전송하는 단계, 상기 일련 번호 응답 메시지를 전송한 시간에서 상기 전송 지연이 보상된 제2 보상 시간을 계산하는 단계, 상기 광 회선 단말로부터 상기 일련 번호 응답 메시지를 수신한 제2 현재 시간을 포함하는 레인징 시간 메시지를 수신하는 단계, 상기 제1 현재 시간, 상기 제2 현재 시간, 상기 제1 보상 시간 및 상기 제2 보상 시간으로부터 옵셋 시간을 계산하는 단계, 그리고 상기 옵셋 시간을 기초로 상기 광 네트워크 단말의 클럭과 상기 광 회선 단말의 클럭을 동기화시키는 단계를 포함한다.
GPON, ONT, OLT, 동기화, 전송지연

Description

광 네트워크 단말, 그의 시간 동기화 방법, 광 회선 단말 및 그의 네트워크 관리 방법{OPTICAL NETWORK TERMINAL, METHOD FOR TIME SYNCRONIZATION THEREOF, OPTICAL LINE TERMIANL, AND METHOD FOR MANAGING NETWORK THEREOF}
본 발명은 광 네트워크 단말, 그의 시간 동기화 방법, 광 회선 단말 및 그의 네트워크 관리 방법에 관한 것이다.
기가비트 수동 광 네트워크(gigabit capable passive optical network, GPON)는 다중화된 음성, 데이터 또는 비디오 신호를 광 신호에 포함시켜 가입자들이 공유하고 있는 광섬유 및 광 분배기를 통하여 수동 소자만으로 전송하며, 기가비트급의 전송 속도를 구현하는 시스템이다. 기가비트 수동 광 네트워크는 하향 전송 속도가 빠르며 효율적인 관리 기능인 광 네트워크 단말 관리 제어 인터페이스(optical network terminal management control interface, OMCI)를 제공하여 상호 운용성을 증대하여 간편한 운용 관리가 가능하다.
이러한 기가비트 수동 광 네트워크는 사용자 단말과 기지국 간의 끊김 없는 핸드오버(handover)를 지원하기 위하여 제어기와 기지국 간의 시간 동기화가 요구되며, 시간 분할 다중화(time division duplex, TDD)를 사용하는 시스템에 이용하 기 위해서는 시스템 주파수 간 간섭을 최소화하기 위해서 시간 동기화를 수행할 필요가 있다.
한편 기가비트 수동 광 네트워크는 하향 링크의 속도와 상향 링크의 속도가 서로 다른 비대칭 형태를 갖는데 기존의 시간 동기화 방법은 하향 링크의 속도와 상향 링크의 속도가 동일한 대칭 형태의 네트워크에 맞도록 구현되어 있다. 따라서 기가비트 수동 광 네트워크에 맞는 시간 동기화 방법을 구현할 필요가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비대칭 전송 속도를 갖는 기가비트 수동 광 네트워크에서 광 회선 단말 및 광 네트워크 단말 사이의 시간 동기화를 정확하고 용이하게 수행하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 시간 동기화 방법은 수동 광 네트워크(passive optical network) 시스템의 가입자의 접속 장치인 광 네트워크 단말(optical network terminal, ONT)이 시간을 동기화하는 방법으로서, 레인징 상태(ranging state)로 천이하는 단계, 상기 수동 광 네트워크 시스템의 서비스 제공자의 송수신 장치인 광 회선 단말(optical line terminal, OLT)로부터 상기 광 회선 단말의 제1 현재 시간을 포함하는 레인징 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 레인징 요청 메시지를 수신한 시간에서 전송 지연이 보상된 제1 보상 시간을 계산하는 단계, 상기 광 회선 단말에게 일련 번호 응답 메시지를 전송하는 단계, 상기 일련 번호 응답 메시지를 전송한 시간에서 상기 전송 지연이 보상된 제2 보상 시간을 계산하는 단계, 상기 광 회선 단말로부터 상기 일련 번호 응답 메시지를 수신한 제2 현재 시간을 포함하는 레인징 시간 메시지를 수신하는 단계, 상기 제1 현재 시간, 상기 제2 현재 시간, 상기 제1 보상 시간 및 상기 제2 보상 시간으로부터 옵셋 시간을 계산하는 단계, 그리고 상기 옵셋 시간을 기초로 상기 광 네트워크 단말의 클럭과 상기 광 회선 단말의 클럭을 동기화시키는 단계를 포함한다.
상기 옵셋 시간을 계산하는 단계는, 상기 제1 현재 시간, 상기 제2 현재 시간, 상기 제1 보상 시간, 상기 제2 보상 시간, 상향 파장의 굴절률 및 하향 파장의 굴절률을 기초로 단방향 지연 델타값을 계산하는 단계, 그리고 상기 단방향 지연 델타값, 물리 제어 블록 하향 스트림(physical control block downstream, PCBd) 필드의 길이 및 하향 속도를 기초로 상기 옵셋 시간을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단방향 지연 델타값을 계산하는 단계는, 상기 제1 보상 시간과 상기 제1 현재 시간의 차이값에서 상기 제2 현재 시간과 상기 제2 보상 시간의 차이값을 뺀 값과, 상기 하향 굴절율을 상기 하향 굴절율과 상기 상향 굴절율의 합으로 나눈 값을 곱한 결과를 상기 단방향 지연 델타값으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 옵셋 시간을 계산하는 단계는, 상기 PCBd 필드의 길이를 상기 하향 속도로 나눈 값과 상기 단방향 지연 델타값을 더한 결과를 상기 옵셋 시간으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 보상 시간을 계산하는 단계는, 상기 제1 현재 시간에서 상기 PCBd 필드의 길이를 상기 하향 속도로 나눈 값을 뺀 결과를 상기 제1 보상 시간으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 보상 시간을 계산하는 단계는, 물리 제어 블록 하향 스트림(physical layer overhead upstream, PLOu) 필드의 길이와 물리 계층 운용 관리(physical layer operation and maintenance, PLOAM) 필드의 길이를 더한 값을 상향 속도로 나눈 값과 상기 제1 현재 시간을 더한 결과를 상기 제2 보상 시간으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 동기화시키는 단계는, 운용 상태(operation state)로 천이하는 단계, 상기 광 회선 단말로부터 상기 광 회선 단말의 제3 현재 시간을 포함하는 동기 시간 메시지를 수신하는 단계, 그리고 상기 제3 현재 시간과 상기 옵셋 시간을 더하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 동기화시키는 단계는, 일정한 주기로 반복하여 수행될 수 있다.
주변 환경이 변화하는 경우, 상기 레인징 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 제1 보상 시간을 계산하는 단계, 상기 일련 번호 응답 메시지를 전송하는 단계, 상기 제2 보상 시간을 계산하는 단계, 상기 레인징 시간 메시지를 수신하는 단계, 상기 옵셋 시간을 계산하는 단계를 다시 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 관리 방법은 수동 광 네트워크 시스템의 서비스 제공자의 송수신 장치인 광 회선 단말이 네트워크를 관리하는 방법으로서, 상기 수동 광 네트워크의 가입자의 접속 장치인 광 네트워크 단말이 레인징 상태로 천이한 후, 상기 광 네트워크 단말에게 상기 광 회선 단말의 제1 현재 시간을 포함하는 레인징 요청 메시지를 전송하는 단계, 상기 광 네트워크 단말로부터 일련 번호 응답 메시지를 수신하는 단계, 상기 광 네트워크 단말에게 상기 일련 번호 응답 메시지의 수신 시간을 포함하는 레인징 시간 메시지를 전송하는 단계, 그리고 상기 광 네트워크 단말이 운용 상태로 천이한 후 상기 광 회선 단말의 제2 현재 시간을 포함하는 동기 시간 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
상기 동기 시간 메시지를 전송하는 단계는, 일정한 주기로 반복하여 수행될 수 있다.
주변 환경이 변화하는 경우, 상기 레인징 요청 메시지를 전송하는 단계, 상기 일련 번호 응답 메시지를 수신하는 단계 및 상기 레인징 시간 메시지를 전송하는 단계를 다시 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광 네트워크 단말은, 수동 광 네트워크 시스템의 가입자의 접속 장치인 광 네트워크 단말로서, 상기 수동 광 네트워크 시스템의 서비스 제공자의 송수신 장치인 광 회선 단말로부터 레인징 요청 메시지 및 레인징 시간 메시지를 수신하는 수신부, 상기 광 회선 단말에게 상기 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로 일련 번호 응답 메시지를 송신하는 송신부, 상기 레인징 요청 메시지 및 상기 레인징 시간 메시지를 검사하는 검사부, 상기 광 회선 단말이 상기 레인징 요청 메시지를 송신한 제1 현재 시간 및 상기 광 네트워크 단말이 상기 일련 번호 응답 메시지를 송신한 제2 현재 시간을 저장하는 저장부, 그리고 상기 제1 현재 시간으로부터 전송 지연이 보상된 제1 보상 시간을 계산하고, 상기 제2 현재 시간으로부터 전송 지연이 보상된 제2 보상 시간을 계산하는 계산부를 포함 한다.
상기 계산부는 상기 제1 현재 시간 시간에서 상기 PCBd 필드의 길이를 상기 하향 속도로 나눈 값을 뺀 결과를 상기 제1 보상 시간으로 결정하고, PLOu 필드의 길이와 PLOAM 필드의 길이를 더한 값을 상향 속도로 나눈 값과 상기 제2 현재 시간을 더한 결과를 상기 제2 보상 시간으로 결정할 수 있다.
상기 계산부는, 상기 제1 현재 시간, 상기 제2 현재 시간, 상기 제1 보상 시간, 상기 제2 보상 시간, 상향 파장의 굴절률 및 하향 파장의 굴절률을 기초로 단방향 지연 델타값을 더 계산하고, 상기 단방향 지연 델타값, PCBd 필드의 길이 및 하향 속도를 기초로 상기 옵셋 시간을 결정할 수 있다.
상기 옵셋 시간을 기초로 상기 광 네트워크 단말의 클럭과 상기 광 회선 단말의 클럭을 동기화 시키는 동기화부를 더 포함할 수 있다.
상기 수신부는 상기 광 회선 단말로부터 동기 시간 메시지를 수신하고, 상기 동기화부는 상기 광 회선 단말이 상기 동기 시간 메시지를 송신한 제3 현재 시간과 상기 옵셋 시간을 더할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광 회선 단말은, 수동 광 네트워크 시스템의 서비스 제공자의 송수신 장치인 광 회선 단말로서, 상기 수동 광 네트워크 시스템의 가입자의 접속 장치인 광 네트워크 단말에게 레인징 요청 메시지 및 레인징 시간 메시지를 전송하는 송신부, 상기 광 네트워크 단말로부터 상기 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로 일련 번호 응답 메시지를 수신하는 수신부, 상기 일련 번호 응답 메시지를 검사하는 검사부, 그리고 상기 일련 번호 응답 메시지를 수신한 시 간을 저장하는 저장부를 포함한다.
상기 송신부는 상기 광 네트워크 단말이 옵셋 시간을 계산한 후 운용 모드로 천이하면, 상기 광 네트워크 단말에게 동기 시간 메시지를 일정한 주기로 더 전송할 수 있다.
주변 환경이 변화하는 경우, 상기 송신부는 상기 레인징 요청 메시지 및 상기 레인징 시간 메시지를 반복하여 송신하고, 상기 수신부는 상기 일련 번호 응답 메시지를 반복하여 수신할 수 있다.
본 발명에 따르면 비대칭 전송 속도를 갖는 기가비트 수동 광 네트워크에서 광 회선 단말 및 광 네트워크 단말 사이의 시간 동기화를 정확하고 용이하게 수행할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이제 도 1을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 광 네트워크에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 네트워크를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 광 네트워크는 기가비트 수동 광 네트워크(gigabit capable passive optical network, GPON)이며, 광 회선 단말(optical line terminal, OLT)(100), 광 네트워크 단말(optical network terminal, ONT)(200), 광 분배기(splitter)(300) 및 게이트 웨이(access service network gate way, ASN-GW)(400)를 포함한다.
광 회선 단말(100)은 광 네트워크 서비스 사업자의 국사 내에 설치되어 광 네트워크 단말(200)과 신호를 송수신하는 장치이다. 광 회선 단말(200)은 광분배기(300) 및 광 네트워크 단말(200)을 포함하는 가입자망(400)과 백본 네트워크(backbone network)(500)를 서로 연결하며 광 섬유(optical)을 통하여 전송되는 광 신호를 종단한다.
광 네트워크 단말(200)은 광 네트워크 가입자 댁내에 설치되며, 가입자가 광 네트워크게 접속하게 하는 장치이다. 복수의 광 네트워크 단말(200)이 광 분배 기(300)를 통하여 하나의 광 회선 단말(100)에 접속한다. 광 회선 단말(100)과 광 네트워크 단말(200) 사이의 상향 스트림의 속도와 하향 스트림의 속도는 다를 수 있다.
광 분배기(300)는 하나의 광 회선 단말(100)로부터의 광 신호를 분기하여 복수의 광 네트워크 단말(200)에게 전달한다.
게이트 웨이(400)는 광 회선 단말(100)과 백본 네트워크(500)를 연결한다.
이제 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 시간 동기화 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 회선 단말과 광 네트워크 단말이 레인징 상태에서 서로 송수신 하는 신호를 순서에 따라 기재한 도면이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 회선 단말과 광 네트워크 단말이 운용 상태에서 서로 송수신 하는 신호를 순서에 따라 기재한 도면이다.
도 2를 참고하면, 먼저 광 네트워크 단말(200)은 레인징 상태(ranging state)로 천이한다(S211).
네트워크에서 광 회선 단말(100)은 새로운 광 네트워크 단말(200)의 접속을 발견하기 위하여 주기적으로 광 네트워크 단말 발견 절차(optical network terminal discovery process)를 수행한다. 새롭게 발견된 광 네트워크 단말(200)은 초기 상태(initial state), 대기 상태(standby state) 및 일련 번호 상태(serial number state)를 거처 레인징 상태로 천이한다. 이러한 레인징 상태에서 광 네트워크 단말(200)은 등화 지연(equalization delay)을 계산하며, 앞으로 설명할 도 2의 과정은 등화 지연을 계산하는 동작과 병행하여 이루어진다.
광 네트워크 단말(200)이 레인징 상태로 천이하면, 광 회선 단말(100)은 광 네트워크 단말(200)에게 레인징 요청 메시지(ranging request message)를 전송한다(S212).
레인징 요청 메시지는 상향 스트림 대역폭 맵(upstream bandwidth map)에 할당 식별자 254(allocacion-ID 254, Alloc-ID 254)를 할당하는 구조로 이루어져 있다. 레인징 요청 메시지는 물리 계층 운용 관리(physical layer operation and maintenance, PLOAM) 메시지를 포함하며, PLOAM 메시지는 동기 시간 PLOAM(SYNC Time PLOAM) 메시지를 전달한다. 동기 시간 PLOAM은 광 회선 단말(100)이 레인징 요청 메시지를 전송하기 시작하는 현재 시간(TL1)을 포함한다.
광 네트워크 단말(200)은 광 회선 단말(100)로부터 레인징 요청 메시지를 수신한 후 레인징 요청 메시지를 검사하고, 레인징 요청 메시지에 동기 시간 PLOAM 메시지가 포함되어 있다면 광 네트워크 단말(200)의 현재 시간(TN1)과 광 회선 단말(100)의 현재 시간(TL1)을 저장한다(S213).
한편, 광 네트워크 단말(200)의 현재 시간(TN1)과 광 회선 단말(100)의 현재 시간(TL1) 사이에는 양 단말(100, 200) 사이의 전달 지연(ΔT1)(propagation delay) 뿐만 아니라 단말(100, 200) 각각의 자체에서 데이터 전송을 위한 전송 지연(ΔT2) (transmission delay)이 발생한다. 상향 스트림의 속도와 하향 스트림의 속도 차 이가 많이 날수록 이러한 전송 지연(ΔT2)의 차이가 커진다.
광 네트워크 단말(200)은 전송 지연(ΔT2)이 보상된 시간(TN1C)을 계산하고 저장한다(S214). 기가비트 수동 광 네트워크에서는 상향 스트림과 하향 스트림의 전송 속도가 서로 다른 비대칭 구조이기 때문에 전송 지연(ΔT2)의 차이가 크다. 따라서 광 네트워크 단말(200)은 이를 보상하기 위하여 전송 지연이 보상된 시간(TN1C)을 다음 수학식 1과 같이 계산한다.
[수학식 1]
TN1C = TN1 - ΔT2= TN1 - PCBd/Vds
여기서 PCBd는 물리 제어 블록 하향 스트림 필드(physical control block downstream field)의 길이를 나타내며 단위는 비트(bit)이고, Vds는 하향 스트림의 속도를 나타내며 단위는 비트/초(bit/sec)이고, 전송 지연이 보상된 시간(TN1C) 및 광 네트워크 단말(200)의 현재 시간(TN1)의 단위는 초(sec)이다.
물리 제어 블록 하향 스트림(PCBd) 필드는 상향 스트림 대역폭 맵의 크기에 따라 가변적이며, 레인징 요청 메시지가 8바이트(byte)인 경우 38바이트, 즉 304 비트이다.
그런 후, 광 네트워크 단말(200)은 광 회선 단말(100)로부터 수신한 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로 일련 번호 응답 메시지(serial number response message)를 광 회선 단말(100)에게 전송한다(S215). 이때 광 네트워크 단말(200) 은 일련 번호 응답 메시지를 전송하는 시간인 광 네트워크 단말(200)의 현재 시간(TN2)를 저장한다(S216). 또한 광 네트워크 단말(200)은 전송 지연(ΔT2)을 보상한 시간(TN2C)를 계산하여 저장한다(S217). 이때 전송 지연(ΔT2)을 보상한 시간(TN2C)은 다음 수학식 2와 같이 계산된다.
[수학식 2]
TN2C = TN2 + ((PLOu+ PLOAM)/Vus)
여기서 PLOu는 물리 제어 블록 하향 스트림 필드(physical layer overhead upstream field)의 길이를 나타내며 단위는 비트이고, PLOAM는 물리 계층 운용 관리 필드(physical layer operation and maintenance field)를 나타내며 단위는 비트이고, Vus는 상향 스트림의 속도를 나타내며 단위는 비트/초이고, 전송 지연(ΔT2)이 보상된 시간(TN2C) 및 광 네트워크 단말(200)의 현재 시간(TN2)의 단위는 초(sec)이다.
수학식 2에서 PLOu는 15바이트, 즉 120비트일 수 있으며, PLOAM는 13바이트 즉 104비트일 수 있다.
광 회선 단말(100)은 일련 번호 응답 메시지를 수신한 후에, 일련 번호 응답 메시지를 검사하고, 일련 번호 응답 메시지를 수신한 현재 시간(TL2)을 저장한다(S218).
그런 후 광 회선 단말(100)은 레인징 시간 메시지(ranging time message)를 광 네트워크 단말(200)에게 전송한다. 레인징 시간 메시지는 PLOAM 메시지를 포함하며, PLOAM 메시지는 등화 지연 및 일련 번호 응답 메시지를 수신한 현재 시간(TL2)을 포함한다.
광 네트워크 단말(200)은 레인징 시간 메시지를 수신한 후, 레인징 시간 메시지로부터 일련 번호 응답 메시지를 수신한 현재 시간(TL2)을 추출하고 이를 저장한다(S220).
이어서 광 네트워크 단말(200)은 저장한 시간 정보(TL1, TN1C, TL2, TN2C), 상향 파장의 굴절률(nd) 및 하향 파장의 굴절률(nu)을 기초로 단방향 지연 델타값(ΔTpd) 및 옵셋 시간(Tos)을 계산한다(S221). 이 때 단방향 지연 델타값(ΔTpd) 및 옵셋 시간(Tos)은 다음 수학식 3 및 수학식 4와 같이 계산된다.
[수학식 3]
Figure 112009073353284-PAT00001
[수학식 4]
Figure 112009073353284-PAT00002
수학식 4에서 Psync, Ident 및 PLOAMd는 PCBd 필드에 포함된 필드의 길이이며, Psync는 4 바이트, Ident는 4바이트 PLOAMd는 13 바이트일 수 있다.
이제 도 3을 참고하면, 광 네트워크 단말(200)은 운용 상태(operation state)로 천이한다(S311).
그러면 광 회선 단말(100)은 광 네트워크 단말(200)에게 동기 시간 메시지(synchronized time message)를 전송한다(S312). 동기 시간 메시지는 동기 시간 PLOAM 메시지(sync time PLOAM message)이며, 광 회선 단말(100)이 동기 시간 메시지를 전송하는 현재 시간(TL3)을 포함한다.
광 네트워크 단말(200)은 동기 시간 메시지를 수신한 후, 광 회선 단말(100)의 현재 시간(TL3)과 옵셋 시간(Tos)을 더함으로써, 광 네트워크 단말(200)의 클럭을 광 회선 단말(200)의 클럭과 동기화 시킨다(S313).
광 회선 단말(100)은 현재 시간(TL4)을 포함하는 동기 시간 메시지를 광 네트워크 단말(200)에게 Tc의 주기로 반복적으로 전송하고(S314), 광 네트워크 단말(200)은 동기 시간 메시지를 수신하여 광 네트워크 단말(200)의 클럭을 광 회선 단말(200)의 클럭과 동기화 하는 단계(S315)를 반복하여 수행한다.
이와 같이 광 회선 단말(100)은 주기적으로 동기 시간 메시지를 광 네트워크 단말(200)에게 전송함으로써 미세한 시간 변위를 수정할 수 있으며, 만일 광 네트워크 단말(200)의 시간 변위가 정해진 범위를 벗어나게 되면 광 회선 단말(100)의 매체 접근 제어 계층(media access control layer, MAC layer)는 이를 즉시 확인하고 해당 광 네트워크 단말(200)에 대해 다시 도 2와 같은 레인징 과정을 수행한다. 다시 수행되는 레인징 과정을 통하여 새로운 옵셋 시간이 설정되어 변화된 환경에 대응할 수 있다. 따라서 광 회선 단말(100) 및 광 네트워크 단말(200) 사이의 시간 동기화를 정확하고 용이하게 수행할 수 있다.
이제 도 4를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 광 회선 단말(100)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 회선 단말의 블록도이다.
도 4를 참고하면 본 발명의 한 실시예에 따른 광 회선 단말(100)은 송신부(110), 수신부(120), 검사부(130) 및 저장부(140)를 포함한다.
송신부(110)는 광 네트워크 단말(200)에게 레인징 요청 메시지, 레인징 시간 메시지 및 동기 시간 메시지를 송신한다. 레인징 요청 메시지는 광 회선 단말(100)의 현재 시간(TL1)을 포함하고, 레인징 시간 메시지는 등화 지연 및 광 회선 단말(100)의 현재 시간(TL2)을 포함하고, 동기 시간 메시지는 광 회선 단말(100)의 현재 시간(TL3, TL4)을 포함한다.
수신부(120)는 광 네트워크 단말(200)로부터 일련 번호 응답 메시지를 수신한다. 일련 번호 응답 메시지는 레인징 요청 메시지에 대한 응답이다.
검사부(130)는 광 네트워크 단말(200)로부터 수신한 일련 번호 응답 메시지의 내용을 검사한다.
저장부(140)는 일련 번호 응답 메시지의 수신 시간(TL2)를 저장한다.
이제 도 5를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 광 네트워크 단말에 대하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 네트워크 단말의 블록도이다.
도 5를 참고하면 본 발명의 한 실시예에 따른 광 네트워크 단말(200)은 송신부(210), 수신부(220), 검사부(230), 계산부(240), 저장부(250) 및 동기화부(260)를 포함한다.
송신부(210)는 광 회선 단말(100)에게 일련 번호 응답 메시지를 송신한다.
수신부(220)는 광 회선 단말(100)로부터 레인징 요청 메시지, 레인징 시간 메시지 및 동기 시간 메시지를 수신한다.
검사부(230)는 광 회선 단말(100)로부터 수신한 레인징 요청 메시지의 내용 및 레인징 시간 메시지의 내용을 검사한다.
계산부(240)는 광 회선 단말(100)의 현재 시간에서 레인징 요청 메시지의 검사 결과에 따라 전송 지연을 보상한 시간(TN1C)을 계산하고, 일련 번호 응답 메시지를 전송한 현재 시간(TN2)에서 전송 지연을 보상한 시간(TN2C)을 계산한다. 또한 계산부(240)는 시간 정보(TL1, TN1C, TL2, TN2C), 상향 파장의 굴절률(nd) 및 하향 파장의 굴절률(nu)을 기초로 단방향 지연 델타값(ΔTpd) 및 옵셋 시간(Tos)을 계산한다(S221).
저장부(250)는 레인징 요청 메시지에 기초한 광 회선 단말(100)의 현재 시간(TL1, TL2) 및 계산부(240)에서 계산한 보상 시간(TN1C, TN2C)등을 저장한다.
동기화부(260)는 광 회선 단말(100)로부터의 동기 시간 메시지에 포함된 현 재 시간(TL3, TL4)에 옵셋 시간(Tos)을 더함으로써, 광 네트워크 단말(200)의 클록(clock)을 광 회선 단말(100)의 클록에 동기화한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 네트워크를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 회선 단말과 광 네트워크 단말이 레인징 상태에서 서로 송수신 하는 신호를 순서에 따라 기재한 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 회선 단말과 광 네트워크 단말이 운용 상태에서 서로 송수신 하는 신호를 순서에 따라 기재한 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 회선 단말의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 네트워크 단말의 블록도이다.

Claims (20)

  1. 수동 광 네트워크(passive optical network) 시스템의 가입자의 접속 장치인 광 네트워크 단말(optical network terminal, ONT)이 상기 수동 광 네트워크 시스템의 서비스 제공자의 송수신 장치인 광 회선 단말(optical line terminal, OLT)과 시간을 동기화하는 방법으로서,
    레인징 상태(ranging state)로 천이하는 단계,
    상기 광 회선 단말로부터 상기 광 회선 단말의 제1 현재 시간을 포함하는 레인징 요청 메시지를 수신하는 단계,
    상기 레인징 요청 메시지를 수신한 시간에서 전송 지연이 보상된 제1 보상 시간을 계산하는 단계,
    상기 광 회선 단말에게 일련 번호 응답 메시지를 전송하는 단계,
    상기 일련 번호 응답 메시지를 전송한 시간에서 상기 전송 지연이 보상된 제2 보상 시간을 계산하는 단계,
    상기 광 회선 단말로부터 상기 일련 번호 응답 메시지를 수신한 제2 현재 시간을 포함하는 레인징 시간 메시지를 수신하는 단계,
    상기 제1 현재 시간, 상기 제2 현재 시간, 상기 제1 보상 시간 및 상기 제2 보상 시간으로부터 옵셋 시간을 계산하는 단계, 그리고
    상기 옵셋 시간을 기초로 상기 광 네트워크 단말의 클럭과 상기 광 회선 단말의 클럭을 동기화시키는 단계
    를 포함하는 시간 동기화 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 옵셋 시간을 계산하는 단계는,
    상기 제1 현재 시간, 상기 제2 현재 시간, 상기 제1 보상 시간, 상기 제2 보상 시간, 상향 파장의 굴절률 및 하향 파장의 굴절률을 기초로 단방향 지연 델타값을 계산하는 단계, 그리고
    상기 단방향 지연 델타값, 물리 제어 블록 하향 스트림(physical control block downstream, PCBd) 필드의 길이 및 하향 속도를 기초로 상기 옵셋 시간을 계산하는 단계
    를 포함하는 시간 동기화 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 단방향 지연 델타값을 계산하는 단계는,
    상기 제1 보상 시간과 상기 제1 현재 시간의 차이값에서 상기 제2 현재 시간과 상기 제2 보상 시간의 차이값을 뺀 값과,
    상기 하향 굴절율을 상기 하향 굴절율과 상기 상향 굴절율의 합으로 나눈 값을
    곱한 결과를 상기 단방향 지연 델타값으로 결정하는 단계
    를 포함하는 시간 동기화 방법.
  4. 제2항에서,
    상기 옵셋 시간을 계산하는 단계는,
    상기 PCBd 필드의 길이를 상기 하향 속도로 나눈 값과 상기 단방향 지연 델타값을 더한 결과를 상기 옵셋 시간으로 결정하는 단계
    를 포함하는 시간 동기화 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 보상 시간을 계산하는 단계는,
    상기 제1 현재 시간에서 상기 PCBd 필드의 길이를 상기 하향 속도로 나눈 값을 뺀 결과를 상기 제1 보상 시간으로 결정하는 단계를 포함하는 시간 동기화 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 제2 보상 시간을 계산하는 단계는,
    물리 제어 블록 하향 스트림(physical layer overhead upstream, PLOu) 필드의 길이와 물리 계층 운용 관리(physical layer operation and maintenance, PLOAM) 필드의 길이를 더한 값을 상향 속도로 나눈 값과 상기 제1 현재 시간을 더한 결과를 상기 제2 보상 시간으로 결정하는 단계를 포함하는 시간 동기화 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 동기화시키는 단계는,
    운용 상태(operation state)로 천이하는 단계,
    상기 광 회선 단말로부터 상기 광 회선 단말의 제3 현재 시간을 포함하는 동기 시간 메시지를 수신하는 단계, 그리고
    상기 제3 현재 시간과 상기 옵셋 시간을 더하는 단계
    를 포함하는 시간 동기화 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 동기화시키는 단계는, 일정한 주기로 반복하여 수행되는 시간 동기화 방법.
  9. 제1항에서,
    주변 환경이 변화하는 경우, 상기 레인징 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 제1 보상 시간을 계산하는 단계, 상기 일련 번호 응답 메시지를 전송하는 단계, 상기 제2 보상 시간을 계산하는 단계, 상기 레인징 시간 메시지를 수신하는 단계, 상기 옵셋 시간을 계산하는 단계를 다시 수행하는 시간 동기화 방법.
  10. 수동 광 네트워크 시스템의 서비스 제공자의 송수신 장치인 광 회선 단말이 네트워크를 관리하는 방법으로서,
    상기 수동 광 네트워크의 가입자의 접속 장치인 광 네트워크 단말이 레인징 상태로 천이한 후, 상기 광 네트워크 단말에게 상기 광 회선 단말의 제1 현재 시간을 포함하는 레인징 요청 메시지를 전송하는 단계,
    상기 광 네트워크 단말로부터 일련 번호 응답 메시지를 수신하는 단계,
    상기 광 네트워크 단말에게 상기 일련 번호 응답 메시지의 수신 시간을 포함하는 레인징 시간 메시지를 전송하는 단계, 그리고
    상기 광 네트워크 단말이 운용 상태로 천이한 후 상기 광 회선 단말의 제2 현재 시간을 포함하는 동기 시간 메시지를 전송하는 단계
    를 포함하는 관리 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 동기 시간 메시지를 전송하는 단계는, 일정한 주기로 반복하여 수행되는 관리 방법.
  12. 제10항에서,
    주변 환경이 변화하는 경우, 상기 레인징 요청 메시지를 전송하는 단계, 상기 일련 번호 응답 메시지를 수신하는 단계 및 상기 레인징 시간 메시지를 전송하는 단계를 다시 수행하는 시간 동기화 방법.
  13. 수동 광 네트워크 시스템의 가입자의 접속 장치인 광 네트워크 단말로서,
    상기 수동 광 네트워크 시스템의 서비스 제공자의 송수신 장치인 광 회선 단말로부터 레인징 요청 메시지 및 레인징 시간 메시지를 수신하는 수신부,
    상기 광 회선 단말에게 상기 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로 일련 번호 응답 메시지를 송신하는 송신부,
    상기 레인징 요청 메시지 및 상기 레인징 시간 메시지를 검사하는 검사부,
    상기 광 회선 단말이 상기 레인징 요청 메시지를 송신한 제1 현재 시간 및 상기 광 네트워크 단말이 상기 일련 번호 응답 메시지를 송신한 제2 현재 시간을 저장하는 저장부, 그리고
    상기 제1 현재 시간으로부터 전송 지연이 보상된 제1 보상 시간을 계산하고, 상기 제2 현재 시간으로부터 전송 지연이 보상된 제2 보상 시간을 계산하는 계산부
    를 포함하는 광 네트워크 단말.
  14. 제13항에서,
    상기 계산부는
    상기 제1 현재 시간 시간에서 상기 PCBd 필드의 길이를 상기 하향 속도로 나눈 값을 뺀 결과를 상기 제1 보상 시간으로 결정하고,
    PLOu 필드의 길이와 PLOAM 필드의 길이를 더한 값을 상향 속도로 나눈 값과 상기 제2 현재 시간을 더한 결과를 상기 제2 보상 시간으로 결정하는 광 네트워크 단말.
  15. 제13항에서,
    상기 계산부는, 상기 제1 현재 시간, 상기 제2 현재 시간, 상기 제1 보상 시간, 상기 제2 보상 시간, 상향 파장의 굴절률 및 하향 파장의 굴절률을 기초로 단방향 지연 델타값을 더 계산하고, 상기 단방향 지연 델타값, PCBd 필드의 길이 및 하향 속도를 기초로 상기 옵셋 시간을 결정하는 광 네트워크 단말.
  16. 제14항에서,
    상기 옵셋 시간을 기초로 상기 광 네트워크 단말의 클럭과 상기 광 회선 단말의 클럭을 동기화 시키는 동기화부를 더 포함하는 광 네트워크 단말.
  17. 제16항에서,
    상기 수신부는 상기 광 회선 단말로부터 동기 시간 메시지를 수신하고,
    상기 동기화부는 상기 광 회선 단말이 상기 동기 시간 메시지를 송신한 제3 현재 시간과 상기 옵셋 시간을 더하는 광 네트워크 단말.
  18. 수동 광 네트워크 시스템의 서비스 제공자의 송수신 장치인 광 회선 단말로서,
    상기 수동 광 네트워크 시스템의 가입자의 접속 장치인 광 네트워크 단말에게 레인징 요청 메시지 및 레인징 시간 메시지를 전송하는 송신부,
    상기 광 네트워크 단말로부터 상기 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로 일 련 번호 응답 메시지를 수신하는 수신부,
    상기 일련 번호 응답 메시지를 검사하는 검사부, 그리고
    상기 일련 번호 응답 메시지를 수신한 시간을 저장하는 저장부
    를 포함하는 광 회선 단말.
  19. 제18항에서,
    상기 송신부는 상기 광 네트워크 단말이 옵셋 시간을 계산한 후 운용 모드로 천이하면, 상기 광 네트워크 단말에게 동기 시간 메시지를 일정한 주기로 더 전송하는 광 회선 단말.
  20. 제18항에서,
    주변 환경이 변화하는 경우, 상기 송신부는 상기 레인징 요청 메시지 및 상기 레인징 시간 메시지를 반복하여 송신하고, 상기 수신부는 상기 일련 번호 응답 메시지를 반복하여 수신하는 광 회선 단말.
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