KR20110071784A - 패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 네트워크 제공 시스템 및 방법 - Google Patents

패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 네트워크 제공 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 가입자망 제공 방법은 상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트(Optical Network Unit)에서 상기 패킷 전달 계층 스위치 간의 수동형 광 네트워크(Passive Optical Network) 방식의 패킷 전달 계층 패킷을 송수신하도록 제어하여 상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트가 패킷 전달 계층 커넥션의 앤드 포인트(End Point)가 된다.
Figure P1020090128433
패킷 전달 계층, 수동형 광 네트워크, 광선로 종단 장치

Description

패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 네트워크 제공 시스템 및 방법{System and Method for Providing PTL-PON}
본 발명은 패킷 전달 계층(Packet Transport Layer) 기술이 적용된 수동형 광 네트워크 제공 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-064-04, 과제명: BcN 네트워크 엔지니어링 기술 연구].
최근 통신망에서는 인터넷의 비중이 커지면서 모든 통신 서비스가 패킷화되고 있으며 보이스 오버 인터넷 프로토콜(Voice over Internet Protocol, VoIP)의 음성 서비스와 인터넷 프로토콜 텔레비젼(Internet Protocol Television, IPTV)의 영상 서비스를 인터넷 망으로 안정되게 제공하기 위하여 신뢰성이 높은 패킷 전달 계층(Packet Transport Layer, PTL) 방식의 기술이 적용되고 있다.
PTL 방식은 인터넷의 신뢰성을 높이기 위해 모든 통신 서비스가 패킷으로 이루어지며 패킷을 서킷 수준으로 정확하게 전달한다. 그러나 이러한 방식은 패킷의 전달 품질이 보장되는 반면 액세스 망에서 적용되지 않아서 가입자 종단에서 다른 가입자 종단까지 보장되지 못하고 국사 간의 통신에 한정되는 문제점이 있었다.
기존의 수동형 광 네트워크(Passive Optical Network, PON) 방식에서는 이더넷 PON(Ethernet PON, E-PON)과 기가비트 PON(Generic PON, G-PON) 방식이 있다.
E-PON 방식은 이더넷을 사용하는 통신에 적합하여 이더넷 스위치로 구성된 이더넷 망에 적용되고, G-PON 방식은 이더넷과 비동기 전송 방식(Asynchronous Transfer Mode, ATM) 그리고 서킷 통신이 가능한 방식이다.
이러한 PON 방식은 주로 이더넷 망에 적용하기에 용이하며 품질 보장을 위해 연결 설정이 필요한 PTL 망에 적용이 적합하지 못했다.
도 1은 종래의 PTL 방식이 적용된 코어/메트로 망과 E-PON 방식이 적용된 액세스 망을 나타낸 도면이다.
가입자 종단(10, 11, 12))의 광 네트워크 터미널(Optical Network Terminal, ONT)(20), 광 네트워크 유니트(Optical Network Unit, ONU)(20)에서 전송된 패킷은 광선로 종단 장치(Optical Line Termination, OLT)(24)를 거쳐 제1 집선 스위치(30)에 수집된다.
수집된 패킷은 메트로 망(100)과 코어 망(200)의 스위치나 라우터를 거쳐 제2 집선 스위치(32)를 통해 분배된다.
메트로 망(100)과 코어 망(200)의 PTL 패스(400)는 서버(미도시)에 의해 설정되어 회선의 상태가 관리된다. 그러나 집선 채널(40, 41, 42)과 분배 채널(43, 44, 45)은 E-PON용 서버에 의해 물리적인 링크만 관리되고 회선 상태가 관리되지 않는다.
여기서, 집선 채널(40, 41, 42)은 가입자 종단(10, 11, 12)의 ONT, ONU(20)로부터 제1 집선 스위치(30)까지의 집선되는 채널이며, 분배 채널(43, 44, 45)은 제2 집선 스위치(32)에서 상대방 가입자 종단(13, 14)까지 분배되는 채널을 의미한다.
따라서, 전달 정보에 오류가 발생하는 경우, 메트로 망(100)과 코어 망(200)에서 발생된 것인지 여부를 파악할 수 있으나 집선 채널(40, 41, 42)의 액세스 망(300)에서 발생된 것인지 분배 채널(43, 44, 45)의 액세스 망(300)에서 발생된 것인지 확인이 어려운 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 네트워크 제공 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트(Optical Network Unit)와 상기 광선로 종단 장치 간의 수동형 광 네트워크(Passive Optical Network) 방식의 패킷 전달 계층 패킷을 송수신하도록 제어하여 상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트가 패킷 전달 계층 커넥션의 앤드 포인트(End Point)가 된다.
본 발명의 특징에 따른 패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 가입자망 제공 시스템은 상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트와 상기 패킷 전달 계층 스위치 간 의 액세스 망에서 패킷 전달 계층 채널을 설정하고, 상기 설정된 패킷 전달 계층 채널을 복수개 묶어서 메트로 망과 코어 망에서 패킷 전달 계층 패스로 설정하며, 상기 설정된 패킷 전달 계층 채널과 상기 패킷 전달 계층 패스를 통해 모든 구간의 회선 상태를 관리하는 패킷 전달 계층 커넥션 서버; 및 상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트과 상기 패킷 전달 계층 스위치 사이에 위치하며 수신되는 패킷의 전송 방향에 따라 상기 패킷의 포맷을 변환하여 전송하는 광선로 종단 장치를 포함한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 PTL 기술을 액세스 망에 확장하여 망 전체를 하나의 커넥션으로 관리하는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명은 메트로 망과 코어 망 영역에서 적용하고 있는 PTL 방식을 액세스 망에까지 확장하여 가입자 종단까지 고신뢰의 패킷 정보를 전달할 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 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전달 계층(Packet Transport Layer, PTL) 방식의 수동형 광 네트워크(Passive Optical Network, PON) 제공 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 PTL 방식의 PON 제공 시스템은 PTL용 OLT(800) 및 PTL 커넥션 서버(900)를 포함한다. 이외에 가입자 종단(500, 510, 520)에 설치되는 PTL-PON용 ONT/ONU(600), 광 접속을 위한 광 접속점(Remote Node, RN)(610) 및 PTL 스위치(810, 820)를 포함한다.
단일 가입자에게 포트를 제공하면 ONT(600)라하고, 복수의 가입자에게 복수의 포트를 제공하면 ONU(600)라 한다. 본 발명에서는 ONT(600)와 ONU(600)를 묶어서 ONT/ONU(600)라 표시한다.
PTL용 OLT(800)는 가입자 종단(500, 510, 520, 530, 540)의 ONT/ONU(600)과 PTL 스위치(810, 820) 사이에서 수신되는 패킷의 전송 방향이 가입자 종단(500, 510, 520)의 방향(하향) 또는 PTL 스위치(810, 820)의 방향(상향)인지에 따라 패킷을 특정 포맷으로 변환하여 전송한다.
PTL 커넥션 서버(900)는 가입자 종단(500, 510, 520, 530, 540)의 PTL-PON용 ONT/ONU(600)에서 발생한 패킷을 PTL용 OLT(800)를 거쳐 PTL 스위치(810, 820)에서 수집되고 수집된 채널 중 같은 방향으로 전달되는 채널(700, 710, 720, 730, 740, 750)을 메트로 망(100)과 코어 망(200)에서 PTL 패스(400)로 묶어서 관리한다.
PTL 커넥션 서버(900)는 PTL 채널(700, 710, 720, 730, 740, 750)과 PTL 패스(400)를 설정하여 모든 구간의 회선 상태를 관리한다. 여기서, PTL 채널((700, 710, 720, 730, 740, 750)은 PTL-PON용 ONT/ONU(600)와 PTL 스위치(810, 820) 간에 연결되어 있는 채널을 의미한다.
PTL 커넥션 서버(900)는 메트로 망(100)과 코어 망(200)에서 PTL 방식, 액세스 망(300)에서 PTL-PON 방식이 적용되어 PTL 채널(700, 710, 720, 730, 740, 750)과 PTL 패스(400)를 포함한 PTL 커넥션을 설정하여 관리한다.
PTL 커넥션 서버(900)는 PTL 채널(700, 710, 720, 730, 740, 750)을 설정하는 경우, PTL용 OLT(800)와 연동하여 PTL 헤더의 주소(Destination Address)를 수신하면, 기저장된 PTL 헤더의 주소와 PTL-PON 헤더의 주소(로지컬 링크 식별자(Logical Link Identifier, LLID), 포트 번호)를 매핑하여 매핑 테이블을 생성하고 생성한 매핑 테이블을 PTL용 OLT(800)로 전송한다.
PTL용 OLT(800)와 PTL 스위치(810, 820)는 액세스 망(300), 코어 망(200) 및 액세스 망(300)에서 PTL 커넥션에 대해 PBB(Provider Backbone Bridges)에서 정의한 OAM(Operation and Maintenance) 기능인 연속성 검사, 루프백 검사(Loopback Check) AIS/RDI(Alarm Indication Signal/Remote Detect Indication) 상태 알림 등의 커넥션 상태 관리를 수행한다.
가입자 종단(500, 510, 520, 530, 540)에서 보낸 패킷은 전달되는 과정에서 항상 관리되며 상대 가입자 종단에 전달된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PTL용 OLT(800)의 내부 구성을 간략하게 나 타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 PTL-PON 패킷의 포맷을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전달시 변환 과정을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 PTL용 OLT(800)는 주소 매핑 테이블(804) 및 패킷 변환부(806)를 포함한다.
주소 매핑 테이블(804)은 PTL 커넥션 서버(900)로부터 PTL 헤더(940)의 주소(Destination Address)와 PTL-PON 헤더의 주소(950)가 매핑된 매핑 테이블을 수신하여 저장한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 메트로 망(100)과 코어 망(200)에서는 PTL 패킷의 포맷을 사용하고 ONT/ONU(600)와 OLT(800) 사이에서는 PTL-PON 패킷의 포맷을 사용한다. PTL-PON 패킷의 포맷은 PTL 패킷의 포맷 외에 ONT/ONU(600)를 구별하는 로지컬 링크 식별자(Logical Link Identifier, LLID)와 ONT/ONU(600)의 포트를 구별하는 포트 번호를 더 포함한다.
패킷 변환부(806)는 PTL 패킷이 수신되면, PTL 패킷의 헤더를 확인하여 ONT/ONU(600)의 가입자 종단(500, 510, 520, 530, 540)의 방향(하향)으로 전송하는지 PTL 스위치(810, 820)의 방향(상향)으로 전송하는지 판단한다.
패킷 변환부(806)는 PTL 패킷의 전송 방향이 하향인 경우, 매핑 테이블을 기초로 PTL 패킷에 해당 ONT/ONU(600)의 LLID와 포트 번호를 붙여서 PTL-PON 포맷으로 변환한 후, RN(610)을 거쳐 ONT/ONU(600)로 전송한다. 여기서, LLID는 복수개의 가상 링크를 구분하는 식별자로서 PTL용 OLT(800)에 복수개의 ONT/ONU(600)가 연결 되는 경우, ONT(600)나 ONU(600)를 구별하는데 사용된다. 포트 번호는 ONT(600)나 ONU(600)가 가지는 포트 번호를 의미한다. 예를 들어, 가입자 종단(500, 510, 520, 530, 540)의 ONT(600)에 IP 전화기와 IPTV가 연결된 경우 두 개의 포트 번호로 구분된다.
패킷 변환부(806)는 PTL 패킷의 전송 방향이 상향인 경우, ONT/ONU(600)에서 전송된 PTL-PON 패킷에서 PTL-PON 헤더(950)를 떼어내고 나머지 패킷을 PTL 스위치(810, 820)로 전송한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PTL 방식의 PON 제공 방법을 나타낸 도면이다.
PTL 커넥션 서버(900)는 가입자 종단(500, 510, 520, 530, 540)의 광 네트워크 유니트(600)로부터 발생된 패킷이 PTL 스위치(810)로 집선되는 채널(700, 710, 720)과 패킷 전달 계층 스위치(820)에서 가입자 종단(500, 510, 520, 530, 540)의 광 네트워크 유니트(600)로 분배되는 채널(730, 740, 750)을 액세스 망(300)에서 PTL 채널(700, 710, 720, 730, 740, 750)로 설정한다(S100).
PTL 커넥션 서버(900)는 설정한 PTL 채널(700, 710, 720, 730, 740, 750)을 복수개 묶어서 메트로 망(100)과 코어 망(200)에서 PTL 패스(400)로 설정한다(S102).
PTL 커넥션 서버(900)는 설정한 PTL 채널(700, 710, 720, 730, 740, 750)과 PTL 패스(400)를 이용하여 모든 구간의 회선 상태를 관리한다(S104).
PTL 커넥션 서버(900)는 PTL 채널 설정시 기저장된 PTL 헤더(940)의 주소와 PTL-PON 헤더(950)의 주소(LLID, 포트 번호)를 매핑하여 매핑 테이블을 생성하고 생성한 매핑 테이블을 PTL용 OLT(800)로 전송한다. 이로 인하여 PTL용 OLT(800)는 PTL 커넥션 서버(900)로부터 수신한 매핑 테이블을 이용하여 수신되는 패킷의 전송 방향에 따라 패킷의 포맷을 변환하여 전송한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
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 종래의 PTL 방식이 적용된 코어/메트로 망과 E-PON 방식이 적용된 액세스 망을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전달 계층(Packet Transport Layer, PTL) 방식의 수동형 광 네트워크(Passive Optical Network, PON) 제공 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PTL용 OLT의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 PTL-PON 패킷의 포맷을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전달시 변환 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PTL 방식의 PON 제공 방법을 나타낸 도면이다.

Claims (8)

  1. 가입자 종단의 광 네트워크 유니트(Optical Network Unit)와 광선로 종단 장치(Optical Line Termination)와 패킷 전달 계층(Packet Transport Layer) 스위치와 연결되어 커넥션을 설정하는 패킷 전달 계층(Packet Transport Layer) 커넥션 서버에서의 패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 가입자망 제공 방법에 있어서,
    상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트(Optical Network Unit)와 상기 광선로 종단 장치 간의 수동형 광 네트워크(Passive Optical Network) 방식의 패킷 전달 계층 패킷을 송수신하도록 제어하여 상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트가 패킷 전달 계층 커넥션의 앤드 포인트(End Point)가 되는 패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 네트워크 제공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패킷 전달 계층 커넥션의 앤드 포인트(End Point)가 되는 단계는,
    상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트로부터 발생된 패킷이 상기 광선로 종단 장치를 통해 상기 패킷 전달 계층 스위치로 집선되는 채널과 상기 패킷 전달 계층 스위치에서 상기 광선로 종단 장치를 통해 상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트로 분배되는 채널을 액세스 망에서 패킷 전달 계층 채널로 설정하는 단계;
    상기 설정한 패킷 전달 계층 채널이 복수개 묶어서 메트로 망과 코어 망에서 패킷 전달 계층 패스로 설정하는 단계; 및
    상기 설정한 패킷 전달 계층 채널과 상기 패킷 전달 계층 패스를 통해 모든 구간의 회선 상태를 관리하는 단계
    를 포함하는 패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 네트워크 제공 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메트로 망과 코어 망에서는 패킷 전달 계층 헤더가 포함된 패킷 전달 계층 패킷을 사용하고 상기 액세스 망의 상기 광 네트워크 유니트와 상기 광선로 종단 장치 간에 상기 패킷 전달 계층 패킷에 상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트의 로지컬 링크 식별자(Logical Link Identifier, LLID)와 상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트를 구별하는 포트 번호를 더 포함하는 수동형 광 네트워크 방식의 패킷 전달 계층 패킷을 사용하는 패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 네트워크 제공 방법.
  4. 가입자 종단의 광 네트워크 유니트(Optical Network Unit)와 패킷 전달 계층(Packet Transport Layer) 스위치와 연결되어 커넥션을 설정하는 패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 네트워크 제공 시스템에 있어서,
    상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트와 상기 패킷 전달 계층 스위치 간의 액세스 망에서 패킷 전달 계층 채널을 설정하고, 상기 설정된 패킷 전달 계층 채널을 복수개 묶어서 메트로 망과 코어 망에서 패킷 전달 계층 패스로 설정하며, 상기 설정된 패킷 전달 계층 채널과 상기 패킷 전달 계층 패스를 통해 모든 구간의 회선 상태를 관리하는 패킷 전달 계층 커넥션 서버; 및
    상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트과 상기 패킷 전달 계층 스위치 사이에 위치하며 수신되는 패킷의 전송 방향에 따라 상기 패킷의 포맷을 변환하여 전송하는 광선로 종단 장치
    를 포함하는 패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 네트워크 제공 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광선로 종단 장치는,
    제1 패킷 전달 계층 패킷이 수신되면, 상기 제1 패킷 전달 계층 패킷의 헤더를 확인하여 상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트의 제1 방향 또는 상기 패킷 전달 계층 스위치의 제2 방향으로 전송되는지 판단하고,
    상기 제1 방향인 경우, 상기 제1 패킷 전달 계층 패킷에 상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트의 로지컬 링크 식별자(Logical Link Identifier, LLID)와 상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트를 구별하는 포트 번호를 붙여서 수동형 광 네트워크 방식의 제2 패킷 전달 계층 패킷으로 변환하여 전송하고 상기 제2 방향인 경우, 상기 제2 패킷 전달 계층 패킷에서 상기 LLID와 상기 포트 번호를 떼어내어 상기 제1 패킷 전달 계층 패킷으로 변환하여 전송하는 패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 네트워크 제공 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광선로 종단 장치는,
    상기 패킷 전달 계층 커넥션 서버로부터 상기 제1 패킷 전달 계층 패킷과 상기 제2 패킷 전달 계층 패킷을 매핑하는 매핑 테이블을 수신하여 저장하는 패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 네트워크 제공 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 패킷 전달 계층 커넥션 서버는,
    기저장된 목적지 주소를 나타내는 패킷 전달 계층 패킷 헤더의 주소와 수동형 광 네트워크 방식의 패킷 전달 계층 패킷 헤더의 주소―상기 주소는 상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트의 로지컬 링크 식별자(Logical Link Identifier, LLID)와 상기 가입자 종단의 광 네트워크 유니트를 구별하는 포트 번호를 포함함―를 매핑하여 매핑 테이블을 생성하고 상기 생성한 매핑 테이블을 상기 광선로 종단 장치로 전송하는 패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 네트워크 제공 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 광선로 종단 장치는,
    상기 패킷 전달 계층 방식에서 수행되던 OAM(Operation and Maintenance) 기능인 연속성 검사, 루프백 검사(Loopback Check)의 커넥션 상태 관리를 상기 액세스 망에서도 수행하는 패킷 전달 계층 방식의 수동형 광 네트워크 제공 시스템.
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