KR20120089361A - １０ 기가비트 수동 광 네트워크의 헤더 오류 제어에 의해 보호되는 다운스트림 프레임 동기 패턴 - Google Patents

１０ 기가비트 수동 광 네트워크의 헤더 오류 제어에 의해 보호되는 다운스트림 프레임 동기 패턴 Download PDF

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Abstract

복수의 광 네트워크 유닛(optical network unit: ONU)에 결합되고 복수의 다운스트림 프레임을 상기 복수의 ONU에 전송하도록 구성되어 있는 광 라인 단말기(optical line terminal; OTL)를 포함하며, 상기 복수의 다운스트림 프레임 각각은 복수의 포워드 오류 정정(forward error correction: FEC) 코드워드, 및 헤더 오류 제어(Header Error Control: HEC) 코드에 의해 보호되는 동기화 정보를 포함하는 복수의 추가의 논-FEC(non-FEC) 인코딩 바이트를 포함하는, 장치에 대해 개시한다. 상기 장치는 제어 데이터, 사용자 데이터, 또는 상기 제어 데이터와 상기 사용자 데이터 모두를 다운스트림 프레임에 복수의 포워드 오류 정정(FEC) 코드워드로 배치하고, 물리적 동기화 시퀀스(PSync), 수퍼프레임 구조, 및 수동 광 네트워크-식별자(PON-ID) 구조를 상기 다운스트림 프레임 내의 복수의 추가의 논-FEC 인코딩 바이트에 배치하도록 구성되어 있는 프로세싱 유닛; 및 상기 다운스트림 프레임 내의 상기 FEC 코드워드 및 상기 추가의 논-FEC 인코딩 바이트를 125 마이크로초 윈도우 내에 전송하도록 구성되어 있는 전송 유닛을 포함한다.

Description

１０ 기가비트 수동 광 네트워크의 헤더 오류 제어에 의해 보호되는 다운스트림 프레임 동기 패턴{DOWNSTREAM FRAME SYNCHRONIZATION PATTERN PROTECTED BY HEADER ERROR CONTROL IN TEN GIGABIT PASSIVE OPTICAL NETWORK}
본 출원은 유안키유 루오 등이 2009년 12월 16일에 출원하고 발명의 명칭이 "HEC Protected XG-PON1 Downstream Frame Sync Pattern"인 미국 가특허출원 61/287,024 및 유안키유 루오 등이 2010년 9월 17일에 출원하고 발명의 명칭이 "Header Error Control Protected Ten Gigabit Passive Optical Network Dwonstream Frame Synchronization Pattern"인 미국 가특허출원 12/884,566에 대한 우선권을 주장하는 바이며, 상기 문헌들의 내용은 본 명세서에 원용되어 포함된다.
본 발명은 통신 기술에 관한 것이며, 특히 헤더 오류 제어 보호 10 기가비트 수동 광 네트워크 다운스트림 프레임 동기화 패턴에 관한 것이다.
수동 광 네트워크(passive optical network: PON)는 "라스트 마일(the last mile)"을 통해 네트워크 액세스를 제공하는 하나의 시스템이다. PON은 전화국(central office: CO)에 있는 회선 단말기(optical line terminal: OLT) 및 고객 댁내(customer premise)에 있는 복수의 광 네트워크 유닛(optical network unit: ONU)으로 이루어진 일대다 네트워크(point to multi-point network)이다. 기가비트 PON(Gigabit PON: GPON) 시스템과 같은 일부의 PON 시스템에서, 다운스트림 데이터는 초당 약 2.5 기가비트로 브로드캐스팅되는 반면 업스트림 데이터는 약 1.25 Gbps로 전송된다.
그렇지만, PON 시스템의 대역폭 성능은 서비스에 대한 수요가 높아짐에 따라 증가할 것으로 예상된다. 서비스에 대한 수요가 높아지는 것에 부응하기 위해, 일부의 새로운 PON 시스템, 예를 들어 차세대 액세스(Next Generation Access: NGA) 시스템은 데이터 프레임을 향상된 신뢰성 및 효율성으로 더 높은 대역폭, 예를 들어 약 10 Gbps에서 전송하도록 재구성되어 있다.
일실시예에서, 장치에 대해 개시하며, 상기 장치는 복수의 광 네트워크 유닛(optical network unit: ONU)에 결합되고 복수의 다운스트림 프레임을 상기 복수의 ONU에 전송하도록 구성되어 있는 광 라인 단말기(optical line terminal; OTL)를 포함하며, 상기 복수의 다운스트림 프레임 각각은 복수의 포워드 오류 정정(forward error correction: FEC) 코드워드, 및 헤더 오류 제어(Header Error Control: HEC) 코드에 의해 보호되는 동기화 정보를 포함하는 복수의 추가의 논-FEC(non-FEC) 인코딩 바이트를 포함한다.
다른 실시예에서, 장치에 대해 개시하며, 상기 장치는, 제어 데이터, 사용자 데이터, 또는 상기 제어 데이터와 상기 사용자 데이터 모두를 다운스트림 프레임에 복수의 포워드 오류 정정(FEC) 코드워드로 배치하고, 물리적 동기화 시퀀스(PSync), 수퍼프레임 구조, 및 수동 광 네트워크-식별자(PON-ID) 구조를 상기 다운스트림 프레임 내의 복수의 추가의 논-FEC 인코딩 바이트에 배치하도록 구성되어 있는 프로세싱 유닛; 및 상기 다운스트림 프레임 내의 상기 FEC 코드워드 및 상기 추가의 논-FEC 인코딩 바이트를 125 마이크로초 윈도우 내에 전송하도록 구성되어 있는 전송 유닛을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 방법에 대해 개시하며, 상기 방법은 광 네트워크 유닛(ONU)에서, 복수의 다운스트림 프레임에 대해 헌트(Hunt) 상태, 사전 동기화(Pre-Sync) 상태, 및 동기화(Sync) 상태를 포함하는 동기화 상태 머신을 실행하는 단계를 포함하며, 상기 복수의 다운스트림 각각은 물리적 동기화(PSync) 패턴, 수퍼프레임 구조, 및 수동 광 네트워크 식별자(PON-ID) 구조를 포함하는 물리적 동기화 블록(PSBd)을 포함하며, 상기 수퍼프레임 구조는 수퍼프레임 카운터 및 상기 수퍼프레임 카운터를 보호하는 제1 헤더 오류 제어(HEC)를 포함하며, 상기 PON-ID 구조는 PON-ID 및 상기 PON-ID 구조를 보호하는 제2 HEC를 포함한다.
이러한 특징 및 다른 특징은 첨부된 도면 및 청구의 범위를 참조하는 이하의 상세한 설명으로부터 더 분명하게 될 것이다.
본 발명을 더 완전하게 이해할 수 있도록 하기 위해, 첨부된 도면 및 상세한 설명과 관련해서, 이하의 간단한 설명을 참조하며, 도면 중 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 PON의 실시예에 대한 개략도이다.
도 2는 프레임의 실시예에 대한 개략도이다.
도 3은 일부의 프레임의 실시예에 대한 개략도이다.
도 4는 일부의 프레임의 다른 실시예에 대한 개략도이다.
도 5는 동기화 상태 머신의 실시예에 대한 개략도이다.
도 6은 PON 프레밍 방법의 실시예에 대한 개략도이다.
도 7은 PON 프레밍 방법을 실행하도록 구성된 장치의 실시예에 대한 개략도이다.
도 8은 범용 컴퓨터의 실시예에 대한 개략도이다.
하나 이상의 실시예에 대한 실현을 도해하여 후술하고 있으나, 개시된 시스템 및/또는 방법은 현재 알려져 있거나 존재하고 있는 임의의 기술들을 사용해서 실현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 본 개시는 예시적 설계 및 본 명세서에 도해되고 설명되는 실행을 포함하는, 예시적 실행, 도면, 및 후술되는 기술에 제한되는 것이 아니며, 등가의 완전한 범위에 따라 첨부된 청구의 범위의 범주 내에서 변형될 수 있다.
PON 시스템에서는, 복수의 프레임에서의 오류를 FEC 방식을 사용해서 정정할 수 있다. FEC 방식에 따르면, 전송된 프레임은 복수의 FEC 코드워드를 포함할 수 있으며, 이러한 FEC 코드워드는 복수의 데이터 블록 및 패리티 블록을 포함할 수 있다. FEC 코드워드에 대응하는 각각의 블록의 품질을, "상태 머신"을 사용하여, 버퍼, ONU 또는 OLT에 있는 버퍼(buffer), 프레머(framer), 또는 메모리 위치(momory location)에 정렬하거나 "록킹"시킬 수 있다. FEC 코드워드는 그 데이터 블록들과 패리티 블록들을 하나씩 검출한 후 그 블록들의 시퀀스가 FEC 코드워드의 예상된 블록 시퀀스와 일치한다는 것을 검증한 후 록킹될 수 있다. 또는 블록이 시퀀스를 벗어나 있는 것으로 검출되면, 프로세스는 정확한 블록 시퀀스를 검출하고 록킹하기 위해 블록 시퀀스의 제2 블록에서 다시 시작될 수 있다.
여기서는 10 기가비트 PON(XGPON)과 같은 PON 시스템에서 전송 동기화 및 오류 검출/정정을 위한 시스템 및 방법에 대해 서술한다. 시스템 및 방법은 FEC 방식을 지원하고 및 PON의 전송 동기화를 제공하는 프레밍(framing) 메커니즘을 사용한다. 프레임들은 복수의 전송 윈도우 내에서 전송될 수 있는데, 예를 들어 약 125 마이크로초 주기로 전송될 수 있고, 각각의 전송 윈도우는 오류 검출/정정을 위한 정수 배의 FEC 코드워드를 포함할 수 있다. 전송 윈도우는 또한 전송 동기화를 위해 사용될 수 있는 추가 또는 잉여 바이트를 포함할 수 있다. 잉여 바이트는 프레임 동기화 및/또는 시간 동기화를 포함할 수 있고 FEC 인코딩될 수 없으며(예를 들어, FEC에 의해 보호되지 않으며), 이에 따라 FEC 방식에 의해 다루어질 수 없다. 대신, 잉여 바이트는 HEC 인코딩도 포함할 수 있으며, 이것은 프레임 내의 동기화 정보를 위한 오류 검출/정정을 제공할 수 있다.
도 1은 PON(100)의 일실시예를 도시하고 있다. PON(100)은 OLT(110), 복수의 ONU(120), 및 OLT(110)와 복수의 ONU(120)에 결합될 수 있는 ODN(130)을 포함한다. PON(100)은 OLT(110)와 복수의 ONU(120) 사이에 데이터를 분배하는 데 임의의 능동 컴포넌트를 필요로 하지 않는 통신 네트워크가 될 수 있다. 대신, PON(100)은 OLT(110)와 복수의 ONU(120) 사이에 데이터를 분배하는 데 ODN(130) 내의 수동 광 컴포넌트를 사용할 수 있다. PON(100)은 10 기가비트 GPON(또는 XGPON)과 같은, NGA 시스템이 될 수 있으며, 약 10 Gbps의 다운스트림 대역폭 및 적어도 약 2.5 Gpbs의 업스트림 대역폭을 가질 수 있다. 다른 적절한 PON(100)의 예로는, 국제 전기통신 연합 전기통신 표준화 부문(ITU-T) G.983 표준에 의해 규정되어 있는 비동기 전달 모드 PON(APON) 및 광대역 PON(BPON), ITU-T G.984에 의해 규정되어 있는 GPON, 미국전기전자학회(IEEE) 802,3ah 표준에 의해 규정되어 있는 이더넷 PON(EPON), IEEE 802.3av 표준에 설명된 바와 같은 10 기가비트 EPON, 및 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexed: WDM) PON(WPON)을 들 수 있으며, 이 모두는 그 전체 내용에 나타나 있는 바대로 본 명세서에 원용되어 포함된다.
실시예에서, OLT(110)는 복수의 ONU(120) 및 다른 네트워크(도시되지 않음)와 통신하도록 구성되어 있는 임의의 장치일 수 있다. 구체적으로, OLT(110)는 다른 네트워크와 복수의 ONU(120) 사이의 중개자(intermediary)로서 동작할 수 있다. 예를 들어, OLT(110)는 네트워크로부터 수신된 데이터를 ONU(120)에 포워딩하고 복수의 ONU(120)로부터 수신된 데이터를 다른 네트워크에 포워딩할 수 있다. OLT(110)의 특정한 구성은 PON(100)의 타입에 따라 다를 수 있으나, 일실시예에서, OLT(110)는 전송기 및 수신기를 포함할 수 있다. 다른 네트워크가 이더넷 또는 동기 광 네트워킹(Synchronous Optical Networking: SONET)/동기 디지털 계층(Synchronous Digital Hierarchy: SDH)과 같이, PON(100)에서 사용되는 PON 프로토콜과는 다른 네트워크 프로토콜을 사용하고 있을 때, OLT(110)는 네트워크 프로토콜을 PON 프로토콜로 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. OLT(110) 변환기는 또한 PON 프로토콜을 네트워크 프로토콜로 변환할 수 있다. OLT(110)는 통상적으로 전화국과 같이, 중앙 위치에 위치해 있지만, 마찬가지로 다른 위치에도 위치할 수도 있다.
실시예에서, 복수의 ONU(120)는 OLT(110) 및 고객 또는 사용자(도시되지 않음)와 통신하도록 구성되어 있는 임의의 장치들일 수 있다. 구체적으로, 복수의 ONU(120)는 OLT(110)와 다른 네트워크와 사이의 중개자(intermediary)로서 동작할 수 있다. 예를 들어, 복수의 ONU(120)는 OLT(110)로부터 수신된 데이터를 고객에게 포워딩하고, 고객으로부터 수신된 데이터를 OLT(110)에 포워딩할 수 있다. 복수의 ONU(120)의 특정한 구성은 PON(100)의 타입에 따라 다를 수 있으나, 실시예에서, 복수의 ONU(120)는 광 신호를 OLT(110)에 송신하도록 구성된 광 전송기 및 광 신호를 OLT(110)로부터 수신하도록 구성된 광 수신기를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 ONU(120)는 광 신호를 고객을 위한 전기 신호, 즉 이더넷 프로토콜에서의 신호로 변환하는 변환기, 및 전기 신호를 고객 장치로 송신 및/또는 수신할 수 있는 제2 전송기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 일부의 실시예에서, 복수의 ONU(120) 및 복수의 광 네트워크 단말기(ONT)는 유사하므로, 여기서는 이러한 용어를 서로 바꿔서 사용한다. 복수의 ONU(120)는 통상적으로 고객 댁내와 같이, 분배 위치에 위치할 수 있다.
실시예에서, ODN(130)은 데이터 분배 시스템일 수 있으며, 광섬유 케이블, 커플러, 스플리터, 분배기, 및/또는 다른 기기를 포함할 수 있다. 실시예에서, 광섬유 케이블, 커플러, 스플리터, 분배기, 및/또는 다른 기기는 수동 광 컴포넌트일 수 있다. 구체적으로, 광섬유 케이블, 커플러, 스플리터, 분배기, 및/또는 다른 기기는 OLT(110)와 복수의 ONU(120) 사이에 데이터 신호를 분배하는 데 전력을 필요로 하지 않는 컴포넌트일 수 있다. 대안으로, ODN(130)은 광 증폭기와 같이, 하나 또는 복수의 프로세스 기기를 포함할 수 있다. ODN(130)은 통상적으로 도 1에 도시된 바와 같은 브랜칭 구성에서 OLT(110)로부터 ONU(120)로 확장할 수 있지만, 대안으로 임의의 다른 일대다 구성으로도 구성될 수도 있다.
실시예에서, OLT(110), ONU(120), 또는 양자 모두는 FEC 방식을 실행하여 전송 오류를 제어 또는 감소시키도록 구성될 수 있다. FEC 방식의 일부로서, 데이터는 오류 정정 코드와 결합될 수 있고, 이에 전송되기 전에 불필요한 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 및 오류 정정 코드는 FEC 코드워드로 캡슐화되거나 프레밍될 수 있으며, 다른 PON 컴포넌트에 의해 수신 및 디코딩될 수 있다. 일부의 실시예에서, FEC 코드워드는 오류 정정 코드를 포함할 수 있으며 데이터 비트를 변형함이 없이 데이터와 함께 전송될 수 있다. 오류 정정 코드가 수신되면, 비트 오류와 같이, 전송된 데이터 내의 데이터 중 적어도 일부는 추가의 데이터를 전송할 필요 없이 검출되고 정정될 수 있다. 데이터 외에 오류 정정 코드를 전송하면, 적어도 일부의 채널 대역폭이 소비될 수 있으므로 데이터를 위해 사용 수 있는 대역폭이 감소될 수 있다. 그렇지만, 전용의 백-채널(back-channel) 대신에 FEC 방식을 오류 검출에 사용할 수 있으므로 오류 검출 방식의 복잡도나 비용, 또는 둘 모두를 감소시킬 수 있다.
FEC 방식은 상태 머신 모델을 포함할 수 있으며, 이 상태 머신 모델은 FEC 코드워드를 록킹하는 데 사용될 수 있는데, 예를 들어, FEC 코드워드를 나타내는 복수의 수신된 블록이 적절하게 정렬되었는지 또는 정확한 시퀀스에 있는지를 판단할 수 있다. FEC 코드워드를 록킹하거나 또는 FEC 블록의 얼라인먼트를 검증하는 것은 데이터 및 오류 정정 코드를 정확하게 획득하는 데 필요하다. 예를 들어, OLT(110), ONU(120) 또는 양자 모두는 FEC 프로세서를 포함할 수 있는데, 이러한 FEC 프로세서는 회로와 같은 하드웨어일 수 있고, 또는 상태 머신 모델을 실행하는 소프트웨어일 수도 있다. FEC 프로세서는 OLT(110) 또는 복수의 ONU(120)에 있는 대응하는 수신기 및/또는 디프레머(deframer)에 결합될 수 있고, 아날로그/디지털 변환, 변조 및 복조, 라인 코딩 및 디코딩, 또는 이것들의 조합을 사용할 수 있다. 수신될 블록들을 포함하는 FEC 코드워드는 또한 FEC 프로세서 및 수신기에 결합되어 있는 버퍼 또는 메모리 위치에 록킹될 수 있다.
통상적으로, PON 시스템에서의 다운스트림 데이터는 예를 들어, 예를 들어 약 125 마이크로초의 복수의 대응하는 고정 시간 윈도우 내에서, 예를 들어 GTC 계층에 있는 복수의 GPON 전송 컨테이너(GTC) 프레임으로 전송될 수 있다. GTC 프레임은 시간 또는 시각(time of day: ToD) 정보를 포함하지 않는 다운스트림 물리 제어 블록(PCBd) 및 GTC 페이로드(예를 들어, 사용자 데이터)를 포함할 수 있다. 그렇지만, PON 전송 동기화를 구축하기 위해, ToD 정보 또는 임의의 다른 동기화 정보가 전송된 프레임에 필요할 수도 있다. 실시예에서, OLT(110)는 ToD 정보 및/또는 임의의 다른 동기화 정보를, 예를 들어 대응하는 전송 윈도우 내의 다운스트림 프레임으로 해서, 복수의 ONU(120)에 전송하도록 구성될 수 있다. 다운스트림 프레임은 또한 오류 검출 및 정정을 위한 FEC 방식을 지원할 수 있다. 따라서, 전송 윈도우는 FEC 코드워드를 포함할 수 있으며, 이 FEC 코드워드는 데이터 및 오류 정정 코드, 및 시간 또는 ToD 정보를 포함할 수 있다. 구체적으로, 전송 윈도우는 정수 배의 FEC 코드워드 및 FEC 인코딩되지 않는 복수의 잉여 또는 추가의 바이트를 포함할 수 있으며, 이에 따라 FEC 방식을 사용하여 오류를 다루지 못하거나 보호받지 못할 수 있다. 추가의 또는 잉여 바이트는 PON 전송을 위한 시간(예를 들어, ToD) 및/또는 동기화 정보를 제공하는 데 사용될 수 있으며 또한, 동기화 데이터 내의 임의의 오류를 검출 및/또는 정정하는 데 사용될 수 있는 HEC 인코딩을 포함할 수 있다.
예를 들어, OLT(110)는 약 125 마이크로초의 대응하는 시간 윈도우 또는 임의의 고정 길이 시간 윈도우 내에서 복수의 XGPON 전송 컨테이너(XGTC) 프레임으로 다운스트림 데이터를 전송할 수 있다. XGTC 프레임(및 대응하는 시간 윈도우)은 FEC 코드워드, 예를 들어 리드 솔로몬(Reed Solomon: RS)(248,x) FEC 인코딩(예를 들어, x는 약 216 내지 약 232와 같음)을 사용하는 약 627 FEC 코드워드를 포함하는 페이로드를 포함할 수 있다. 부가해서, XGTC 프레임(및 대응하는 시간 윈도우)은 (예를 들어, PCBd에) 추가의 바이트, 예를 들어 약 24 바이트를 포함할 수 있으며, 이 추가의 바이트는 상세히 후술되는 바와 같이, 동기화 및/또는 시간 동기화 데이터 및 HEC 인코딩을 포함한다.
도 2는 프레임(200)에 대한 실시예를 도시하고 있으며, 프레임(200)은 FEC 인코딩된 제어 및/또는 사용자 데이터 및 논-FEC(non-FEC) 인코딩된 동기화 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프레임(200)은 GTC 또는 XGTC 프레임, 예를 들어 OLT(110)로부터 ONU(120)로의 다운스트림 프레임에 대응할 수 있고, 고정 시간 윈도우 내에서 전송될 수 있다. 프레임(200)은 제1 부분(210) 및 제2 부분(211)을 포함할 수 있다. 제1 부분(210)은 GTC 또는 XGTC PCBd 또는 헤더에 대응할 수 있고 시간 또는 동기화 정보를 포함할 수 있으며, PSync 패턴, ToD, 그외 시간 및/또는 프레임 동기화 정보 또는 이것들의 조합을 포함할 수 있다. 구체적으로, 시간 또는 동기화 정보는 FEC 인코딩되지 않으며 제1 부분(210)에서의 HEC 인코딩과 연관 있는데, 이 HEC 인코딩은 제1 부분(210)에서 생길 수 있는 복수의 비트 오류를 검출/정정하는 데 사용될 수 있다. 제1 부분에 대해서는 더 상세히 후술한다. 실시예에서, 프레임(200)은 RS(248,x)를 사용하여 인코딩되는 GTC 또는 XGTC 프레임에 대응하고, 이에 따라 제1 부분(210)은 약 24 바이트를 포함할 수 있다. 도 2에서는 제1 부분(210)이 제2 부분(211)의 앞에 있지만, 다른 실시예에서는 제1 부분(210)이 프레임(200)의 다른 위치에 위치할 수도 있으며, 예를 들어 제2 부분(211)의 뒤에 위치할 수도 있다.
제2 부분(211)은 GTC 또는 XGTC 페이로드에 대응할 수 있고 FEC 인코딩될 수 있는 복수의 코드워드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 부분(211)은 정수 배의 FEC 코드워드를 포함할 수 있다. GTC 또는 XGTC 페이로드는 페이로드 길이 다운스트림(Palyload Length Downstream: Plend)(212), 업스트림 대역폭 맵(US BWmap)(214), 적어도 하나의 물리 계층 동작, 관리 및 유지(Physical Layer Operations, an Administration and Maintenance: PLOAM) 필드(216), 및 페이로드(218)를 포함할 수 있다. Plend(212)는 B 길이(Blen) 및 순환 잉여 체크(cyclic redundancy check: CRC)를 포함하는, 복수의 서브필드를 포함할 수 있다. Blen은 US BWmap(214)의 길이를, 예를 들어 바이트로 나타낼 수 있다. CRC는 예를 들어, ONU(120)에서, 수신된 프레임(200) 내에 오류의 존재를 검증하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 프레임(200)은 CRC가 실패이면 폐기될 수 있다. 비동기 전달 모드(ATM) 통신을 지원하는 일부의 PON 시스템에서, 서브필드들은 ATM 페이로드의 길이를 나타내는 A 길이(Alen) 서브필드도 포함할 수 있고, 이러한 Alen 서브필드는 프레임(200)의 일부를 포함할 수 있다. US BWmap은 블록 또는 서브필드의 어레이를 포함할 수 있으며, 블록 또는 서브필드 각각은 개별적인 전송 컨테이너(TC)에 대한 단일의 대역폭 할당을 나타낼 수 있으며, 이러한 전송 컨테이너는 GTC 계층에서 업스트림 대역폭 할당을 관리하는 데 사용될 수 있다. TC는 상위 계층 정보(higher-layer information)를 입력으로부터 출력으로, 예를 들어 OLT로부터 ONU로 전달하도록 구성될 수 있는, GTC 계층에서의 트랜스포트 엔티티일 수 있다. BWmap(214)에서의 각각의 블록은 복수의 서브필드, 예를 들어 할당 식별자(Allocation identifier: Alloc-ID), 플래그, 시작 시간(Start Time: SStart), 정지 시간(Stop Time: SStop), CRC, 또는 이것들의 조합을 포함할 수 있다.
PLOAM 필드(216)는 PLOAM 메시지를 포함할 수 있으며, 이 PLOAM 메시지는 OLT로부터 ONU로 송신되고 시스템 이벤트에 의해 트리거링되는 동작, 관리 및 유지(OAM) 관련 경고 또는 임계-교차 경고(threshold-crossing alert)를 포함할 수 있다. PLOAM 필드(216)는 복수의 서브필드, 예를 들어, ONU 식별자(ONU-ID), 메시지 식별자(메시지-ID), 메시지 데이터 및 CRC를 포함할 수 있다. ONU-ID는 복수의 ONU 중 하나에 할당될 수 있는 어드레스를 포함할 수 있으며, 그 ONU가 그 의도된 메시지를 검출하는 데 사용될 수 있다. 메시지-ID는 PLOAM 메시지의 타입을 나타낼 수 있으며 메시지 데이터는 PLOAM 메시지의 페이로드를 포함할 수 있다. CRC는 수신된 PLOAM 메시지 내의 오류의 존재를 검증하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, PLOAM 메시지는 CRC가 실패이면 폐기될 수 있다. 프레임(200)은 서로 다른 ONU에 대응하는 서로 다른 PLOAM(216)을 포함할 수 있으며, 이러한 서로 다른 ONU는 서로 다른 ONU-ID에 의해 표시될 수 있다. 페이로드(218)는 브로드캐스트 데이터(예를 들어, 사용자 데이터)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 페이로드(218)는 GPON 캡슐화 방법(GEM) 페이로드를 포함할 수 있다.
도 3은 예를 들어 GTC 또는 XGTC 프레임에서와 같이, 논-FEC 인코딩된 동기화 정보를 포함할 수 있는 프레임 부분(300)에 대한 실시예를 도시하고 있다. 예를 들어, 프레임 부분(300)은 프레임(200)의 제1 부분(210)에 대응할 수 있다. 프레임 부분(300)은 PSync 필드(311), 초 단위의 ToD(Tod in seconds: ToD-Sec) 필드(315), 및 나노초 단위의 ToD(Tod in nanoseconds: ToD-Nanosec) 필드(321)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 프레임 부분(300)은 약 24 바이트를 포함할 수 있는데, PSync 필드(311), ToD-Sec 필드(315), 및 ToD-Nanosec 필드(321) 각각이 약 8 바이트를 포함할 수 있다. 또한, PSync 필드(311), ToD-Sec 필드(315), 및 ToD-Nanosec 필드(321) 각각은 대응하는 필드 내의 오류를 검출/정정하는 데 사용될 수 있는 HEC 인코딩을 포함할 수 있다.
PSync 필드(311)는 PSync 패턴(312) 및 HEC 필드(314)를 포함할 수 있다. PSync 패턴(312)은 ONU에서 사용될 수 있으며, 예를 들어 수신기에 결합된 데이터 프레머에서 사용될 수 있으며, 다운스트림 프레임 부분(300)(또는 프레임(200))의 개시를 검출하고 이에 따라 동기화를 구축한다. 예를 들어, PSync 패턴(312)은 스크램블링되지 않는 고정된 패턴에 대응할 수 있다. HEC 필드(314)는 PSync 필드(311)에 오류 검출 및 정정을 제공한다. 예를 들어, HEC 필드(314)는 생성 다항식(generator polynomial) 및 단일의 패리티 비트를 가지는 BCH(Bose and Ray-Chaudhuri) 코드에 대응하는 복수의 비트를 포함할 수 있다. 실시예에서, PSync 패턴(312)은 약 51 비트를 포함할 수 있고 HEC 필드(314)는 약 13 비트를 포함할 수 있다.
ToD-Sec 필드(315)는 세컨드(Seconds) 필드(316), 보류(Rev) 필드(318), 및 제2 HEC 필드(320)를 포함할 수 있다. 세컨드 필드(316)는 초의 단위로 프레임과 연관 있는 ToD의 정수부를 포함할 수 있고, 보류 필드(318)는 보류되거나 사용되지 않을 수 있다. 제2 HEC 필드(320)는 HEC(314)와 거의 유사하게 구성될 수 있으며 ToD-Sec 필드(315)에 오류 검출 및 정정을 제공할 수 있다. 실시예에서, 세컨드 필드(316)는 약 48 비트를 포함할 수 있으며, 보류 필드(318)는 약 3 비트를 포함할 수 있고, 제2 HEC 필드(320)는 약 13 비트를 포함할 수 있다.
ToD-Nanosec 필드(321)는 나노세컨드(Nanoseconds) 필드(322), 제2 보류(Rev) 필드(324), 및 제3 HEC 필드(326)를 포함할 수 있다. 나노세컨드 필드(322)는 나노초의 단위로 프레임과 연관 있는 ToD의 분수부를 포함할 수 있으며, 제2 보류 필드(324)는 보류되거나 사용되지 않을 수 있다. 제3 HEC 필드(326)는 HEC(314)와 거의 유사하게 구성될 수 있으며 ToD-Nanosec 필드(321)에 오류 검출 및 정정을 제공할 수 있다. 실시예에서, 나노세컨드 필드(322)는 약 32 비트를 포함할 수 있으며, 제2 보류 필드(324)는 약 19 비트를 포함할 수 있고, 제3 HEC 필드(326)는 약 13 비트를 포함할 수 있다.
도 4는 논-FEC 인코딩 동기화 정보를 포함할 수 있는 프레임 부분(400)에 대한 다른 실시예를 도시하고 있다. 예를 들어, 프레임 부분(400)은 다운스트림 GTC 또는 XGTC 프레임 내의 PSBd(410)에 대응할 수 있다. PSBd(410)는 PSync 패턴(412), 수퍼프레임 구조(414), 및 PON-ID 구조(420)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 프레임 부분(200) 또는 PSBd는 약 24 바이트를 포함할 수 있으며, PSync 패턴(412), 수퍼프레임 구조(414), 및 PON-ID 구조(420) 각각이 약 8 바이트를 포함할 수 있다. 또한, 수퍼프레임 구조(414) 및 PON-ID 구조(420) 각각은 대응하는 필드 내의 오류를 검출/정정하는 데 사용될 수 있는 HEC 인코딩을 포함할 수 있다.
PSync 패턴(412)은 프레임에서의 PSBd의 개시를 검출하는 데 사용될 수 있고 약 64 비트를 포함할 수 있다. PSync 패턴(412)은 ONU가 다운스트림 프레임 경계에서 프레임을 정렬시키는 데 사용될 수 있다. PSync 패턴(412)은 고정 패턴, 예를 들어 0xC5E5 1840 FD59 BB49를 포함할 수 있다. 수퍼프레임 구조(414)는 수퍼프레임 카운터(416) 및 HEC 코드(418)를 포함할 수 있다. 수퍼프레임 카운터(416)는 수퍼프레임 구조(414)의 최상위(most significant) 약 51 비트에 대응할 수 있으며 전송된 다운스트림 프레임들의 시퀀스를 명기할 수 있다. 각각의 다운스트림(XGTC 또는 GTC) 프레임에 있어서, 수퍼프레임 카운터(416)는 이전에 전송된 다운스트림 프레임보다 더 큰 값을 포함할 수 있다. 수퍼프레임 카운터(316)가 최댓값에 이를 때, 후속의 다운스트림 프레임에서의 후속의 수퍼프레임 카운터(316)를 약 제로로 설정할 수 있다. HEC 코드(418)는 수퍼프레임 구조(414)의 최하위(least significant) 약 13 비트에 대응할 수 있고 전술한 HEC 필드와 거의 유사하게 구성될 수 있다. HEC 코드(418)는 프레임 헤더 및 단일의 패리티 비트의 약 63 초기 비트에서 동작하는 BCH 코드의 조합일 수 있다.
PON-ID 구조(420)는 PON-ID(422) 및 제2 HEC 코드(424)를 포함할 수 있다. PON-ID(422)는 PON-ID 구조(420)의 약 51 비트에 대응할 수 있고 HEC 코드는 남아 있는 약 13 비트에 대응할 수 있다. PON-ID(422)는 OLT에 의해 송신되어 ONU가 보호 스위칭 이벤트를 검출하거나 또는 보안 키를 생성하는 데 사용될 수 있다. 제2 HEC 코드(424)는 전술한 HEC 필드들과 거의 유사하게 구성될 수 있다. 구체적으로, HEC 코드(418)는 수퍼프레임 카운터(416) 내의 오류를 검출/정정하는 데 사용될 수 있으며 제2 HEC 코드(424)는 PON-ID(422) 내의 오류를 검출/정정하는 데 사용될 수 있다.
동기화 정보는 FEC 인코딩되지 않는 다운스트림 프레임의 복수의 잉여 바이트로 캡슐화될 수 있기 때문에, 프레임 부분(300) 또는 프레임 부분(400)에서 설명한 바와 같이, ONU에서의 동기화 정보에 충분한 또는 수용할 수 있는 오류 검출/정정 성능을 제공하기 위해, HEC 코드는 잉여 바이트로 동기화 정보에 부가될 수 있다. 이 HEC 코딩 방식은 여러 가지 경우에 효과적인 오류 검출/정정을 제공할 수 있다. 예를 들어, ONU가 고속-슬리핑 컨텍스트(fast-sleeping context)에 있을 때, ONU는 특정한 주기마다(예를 들어, 약 10 마이크로초마다) OLT에 리록킹될 수 있다. 이와 같이, 잘못된 록킹의 경우에 다중 오류가 논-FEC 인코딩 잉여 바이트(예를 들어, 약 24 바이트)에 일어날 수 있다. 그렇지만, 잉여 바이트로 HEC 인코딩을 사용하는 데 있어서 오류를 방지하거나 고려할 수 있는 실질적으로 높은 성능이 될 수 있다.
예를 들어, PON 다운스트림 전송에서 비트 오류 레이트(bit error rate: BER)가 약 1e-03인 경우, 전술한 HEC 필드와 같이, 다운스트림 프레임에서 대응하는 약 8 바이트 필드 내의 약 13 비트를 포함하는 HEC 코드를 사용하여, 대응하는 8 바이트 필드에서 약 3 비트 오류를 검출해 내고 약 2 비트 오류를 정정할 수 있다. 이 경우, HEC 방식을 사용한 후에 대응하는 약 8 바이트 필드에서 약 3 비트 오류를 획득할 확률은 실질적으로 작은 데, 예를 들어 약 0.0039 퍼센트일 수 있다. HEC 방식을 사용하여 3 비트 오류가 검출될 수 있으나 정정되지 않을 수도 있다. 또한, HEC 방식을 사용한 후에 대응하는 약 8 바이트 필드에서 약 4 비트 또는 그 이상의 오류를 획득할 확률이 약 0.0001 퍼센트일 수 있다. 그렇지만, HEC 방식을 사용해서 약 2 비트 오류 또는 그 이하를 획득할 확률은 실질적으로 높은데, 예를 들어 약 99.996 퍼센트일 수 있다. HEC 방식을 사용하여 2 비트 오류가 검출될 수 있고 정정될 수 있다.
프레임 록킹 프로세스 동안, 프레임은 수신된 프레임 내의 적어도 약 2개의 정정 가능 PSync 패턴으로 효과적으로 입증될 수 있다. 예를 들어 후속의 2개의 8 바이트 필드에서, PSync 패턴(312)과 같이, 적어도 약 2개의 PSync 패턴이 수신되어 정확하게 정정되었다면, ONU는 다운스트림 프레임을 성공적으로 록킹할 수 있다. HEC 필드(314)에서와 같이, 2개의 대응하는 HEC 코드를 사용하여 2개의 연속하는 PSync 패턴을 정확하게 검출할 확률은 실질적으로 높을 수 있는데, 약 99.996 퍼센트의 2제곱 또는 99.992 퍼센트(예를 들어, 99.996%2 = 99.992 퍼센트)일 수 있다. 그러므로 약 HEC 코딩을 포함하는 24 잉여 바이트를 사용하면, 도 2, 도 3, 및 도 4에 설명된 바와 같이, ONU는 다운스트림 프레임을 실질적으로 높은 수준의 확률(예를 들어, 약 99.992 퍼센트)로 성공적으로 록킹할 수 있다.
또한, ONU에서 잘못된 록킹을 구축할 기회는 동일한 고정 패턴을 포함하는(예를 들어, 동일한 비트 에러를 포함하는) 후속의 2개의 PSync 필드를 검출하는 것을 필요로 할 수 있다. 이러한 상황은 PSync 패턴 모두에 약 4 비트 오류가 있을 때 일어날 수 있다. 2개의 대응하는 약 64 비트(또는 프레임 내의 약 24 잉여 바이트)에서 동일한 약 4 비트를 수신할 확률은 64*63*62*61/(1*2*3*4) 또는 약 1/635,376 퍼센트 중 하나인 이항식 계수(binomial cofficient)에 의해 계산될 수 있다. 이와 같이, 잘못된 PSync 패턴을 얻을 확률은 약 0.0001 퍼센트의 2제곱 또는 약 1e-12 퍼센트일 수 있다. 그러므로 잘못된 록킹을 구축할 기회는 적(product) (1/635376)×(1e-12) 또는 약 5e-19 퍼센트일 수 있고, 이것은 무시할 수 있는 정도이다. 리록킹의 상대적 고속-슬리핑 컨텍스트(fast-sleeping context)에서, 예를 들어 약 10 마이크로초마다, 이 상황은 1.7e16초마다 일어나는 하나의 잘못된 록킹에 대응할 수 있으며 허용될 수 있다.
도 5는 ONU가 프레임(200)과 같은 다운스트림 전송 프레임을 동기화하는 데 사용할 수 있는 동기화 상태 머신(500)에 대한 실시예를 도시하고 있다. 동기화 상태 머신(500)은 PSync 패턴(312) 또는 PSync 패턴(412)과 같이, FEC 인코딩되지 않는 다운스트림 프레임에서의 PSync 패턴을 사용할 수 있다. PSync 패턴은 PSBd와 같은 다운스트림 프레임의 일부, 프레임 부분(300), 또는 제1 부분(210)에 위치할 수 있다. 일부의 실시예에서, PSync 패턴은 HEC 필드(314)와 같은, HEC 코드에 의해 보호될 수 있다.
동기화 상태 머신(500)은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 양자를 사용하여 ONU에 의해 실행될 수 있다. 동기화 상태 머신(500)은 헌트 상태(510)에서 개시할 수 있는데, 이 헌트 상태에서는 PSync 패턴에 대한 검색이 모든 가능한 얼라인먼트에서 수행될 수 있다. 정확한 PSync 패턴이 검색되면, 동기화 상태 머신(500)은 사전-동기화(Pre-Sync) 상태(520)로 천이하는데, 이 Pre-Sync 상태에서는, 고정 시간 길이(예를 들어, 약 125 마이크로초)로 최근에 검출된 PSync 패턴을 따르는 제2 PSync 패턴에 대한 검색이 수행될 수 있다. Pre-Sync 상태(520)에서 제2 PSync 패턴이 성공적으로 검색되지 않으면, 동기화 상태 머신(500)은 Pre-Sync 상태(520)로부터 헌트 상태(510)로 복귀할 수 있다. Pre-Sync 상태(520)에서 제2 PSync 패턴이 성공적으로 검색되면, 동기화 상태 머신(500)은 동기화(Sync) 상태(530)로 천이할 수 있다. Sync 상태(530)에 도달하면, 동기화 상태 머신(500)은 다운스트림 프레임의 동기화가 성공임을 선언하고, 후속의 프레임 프로세스가 개시될 수 있다. 실시예에서, ONU가 M(M은 정수)개의 연속하는 부정확한 PSync 필드 또는 패턴을 검출하면, 동기화 상태 머신(500)은 다운스트림 프레임의 동기화가 성공이 아님을 선언하고, 헌트 상태(510)로 복귀할 수 있다. 예를 들어, M은 약 5와 같을 수 있다.
도 6은 다운스트림 프레임이 ONU(들)에 송신되기 전에, 예를 들어 OLT가 XGTC 또는 GTC 프레임과 같은 다운스트림 프레임을 프레밍하는 데 사용할 수 있는 프레밍 방법(600)에 대한 실시예를 도시하고 있다. 다운스트림 프레임은 FEC 인코딩될 수 있는 제어 및/또는 사용자 데이터 및 FEC 인코딩되지 않는 동기화 및/또는 시간 데이터를 포함할 수 있다. 그렇지만, 동기화 및/또는 시간 데이터 중 적어도 일부는 HEC 코드를 사용하여 다운스트림 프레임에서 보호될 수 있다. 블록(610)에서, 제어 데이터, 사용자 데이터, 또는 양자(제어/사용자 데이터)는 다운스트림 데이터 내의 정수 배의 FEC 코드워드로 캡슐화될 수 있다. 예를 들어, 제어/사용자 데이터는 XGTC 또는 GTC 페이로드 부분에 위치할 수 있는 복수의 FEC 코드워드로 변환될 수 있다. 예를 들어, 제어/사용자 데이터는 Plend, 복수의 PLOAM 필드 또는 메시지, 사용자 페이로드, 또는 이것들의 조합을 포함할 수 있다.
블록(620)에서, 동기화/시간 데이터 및 대응하는 HEC 코드는 다운스트림 프레임에서의 FEC 인코딩 없이 복수의 남아 있는 바이트에서 캡슐화될 수 있다. 예를 들어, 동기화 데이터는 XGTC 또는 GTC PCBd 또는 PSBd 부분에 위치할 수 있다. 동기화/시간 데이터는 PSync 패턴, ToD, PON ID, 또는 이것들의 조합과 같은 복수의 동기화 요소를 포함할 수 있다. 동기화/시간 데이터는 또한 ToD, PON ID 및/또는 PSync 패턴과 같은 동기화/시간 요소 중 적어도 일부에 대한 대응하는 HEC 코드 또는 필드를 포함할 수 있다. 블록(630)에서, 제어/사용자 데이터를 포함하는 FEC 코드워드, 및 동기화/시간 데이터 및 대응하는 HEC 코드를 포함하는 남이 있는 바이트는 다운스트림 프레임으로 해서, 예를 들어 ONU(들)로 전송될 수 있다. 그런 다음 방법(600)이 종료될 수 있다.
도 7은 PON 프레밍 방법(600)을 실행하도록 구성되어 있는 장치(700)에 대한 실시예를 도시하고 있다. 장치는 방법(600)을 실행하도록 구성될 수 있는 프로세싱 유닛(710) 및 전송 유닛(720)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세싱 유닛(710) 및 전송 유닛(720)은 하드웨어, 훰웨어, 및/또는 하드웨어를 작동시키도록 설치된 소프트웨어에 대응할 수 있다. 프로세싱 유닛(710)은 전술한 단계(610) 및 단계(620)에 서술된 바와 같이, 제어 데이터, 사용자 데이터, 또는 양자 모두를, 다운스트림 프레임 내의 복수의 FEC 코드워드로 배치하고, 다운스트림 프레임에서의 복수의 추가 논-FEC 인코딩 바이트에 동기화 정보를 배치하도록 구성되어 있다. 동기화 정보는 PSync 필드(311), ToD-Sec 필드(315), 및 ToD-Nanosec 필드(321)를 포함할 수 있다. 대안으로, 동기화 정보는 PSync 패턴(412), 수퍼프레임 구조(414), 및 PON-ID 구조(420)를 포함할 수 있다. 이때 프로세싱 유닛(710)은 FEC 코드워드 및 추가의 논-FEC 인코딩 바이트를 전송 유닛(720)으로 포워딩할 수 있다. 전송 유닛(720)은 고정 시간 윈도우 내에서, 예를 들어 약 125 마이크로초 내에서 FEC 코드워드 및 추가의 논-FEC 인코딩 바이트를 다운스트림 프레임으로 해서 전송하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세싱 유닛(710) 및 전송 유닛(720)은 방법(600)을 실행할 수 있는 단일의 컴포넌트로 결합될 수 있거나 복수의 서브컴포넌트를 포함할 수 있다.
전술한 네트워크 컴포넌트는 어떠한 범용 네트워크 컴포넌트로도 실행될 수 는데, 예를 들어, 충분한 처리 전력, 메모리 리소스, 및 설치되어 있는 필요한 작업을 다룰 수 있는 네트워크 처리 능력을 갖춘 컴퓨터 또는 네트워크 컴포넌트로 실행될 수 있다. 도 8은 여기에 개시된 컴포넌트에 대한 하나 이상의 실시예를 실행하는 데 적절한 통상적인 범용의 네트워크 컴포넌트(800)를 도시하고 있다. 네트워크 컴포넌트(800)는 프로세서(802)(중앙처리장치 또는 CPU라 칭할 수 있다)를 포함하며, 이 프로세서(802)는 메모리 장치들, 예를 들어 제2 스토리지(804), 리드 온리 메모리(ROM)(806), 랜덤 액세스 메모리(RAM)(808), 입력/출력(I/O) 장치(810), 및 네트워크 접속 장치(812)와 연결되어 있다. 프로세서(802)는 하나 이상의 CPU 칩으로 실현될 수 있거나 또는 하나 이상의 주문형 집적회로(application-specific intergrated circuit: ASIC)의 일부일 수 있다.
제2 스토리지(804)는 통상적으로 하나 이상의 디스크 드라이브 또는 테이프 드라이브로 구성되며, 데이터의 비휘발성 저장에 사용되며, 아울러 RAM(808)이 모든 작업 데이터를 유지하기에 충분히 크지 않을 때 오버-플로우 데이터 스토리지로서 사용된다. 제2 스토리지(804)는 프로그램을 실행하기 위해 선택할 때, RAM(808)에 로딩되는 이러한 프로그램을 저장하는 데 사용될 수 있다. ROM(806)은 프로그램을 실행하는 동안 판독되는 명령어 및 데이터를 저장하는 데 사용된다. ROM(806)은 통상적으로 제2 스토리지(804)의 메모리 용량에 비해 작은 메모리 용량을 가지는 비휘발성 메모리 장치이다. RAM(808)은 비휘발성 데이터를 저장하고 명령어를 저장하는 데 사용된다. ROM(806) 및 RAM(808) 모두에 대한 액세스는 통상적으로 제2 스토리지(804)에 대한 액세스보다 빠르다.
적어도 하나의 실시예에 대해 서술하였으나, 당업자에 의해 이루어지는 실시예(들) 및 실시예(들)의 특징에 대한 변형, 조합, 및/또는 수정은 설명된 바의 범주 내에 있다. 실시예(들)에 대한 특징을 조합하고, 일체화하고, 및/또는 삭제함으로써 생기는 대안의 실시예도 개시된 바의 범주 내에 있다. 수치 상의 범위 및 제한은 명시적인 것이며, 이러한 표현 범위 또는 제한은 명시적으로 언급된 범위 또는 제한 내에 해당되는 크기의 반복적인 범위 또는 제한을 포함하는 것으로 이해해야 한다(예를 들어, 약 1 내지 약 10은 2, 3, 4 등을 포함하며, 0.10보다 크다는 것은 0.11, 0.12, 0.13 등을 포함한다). 예를 들어, 하한 Rl, 상한 Ru를 가지는 수치 범위가 서술될 때마다, 그 범위 내에 해당되는 임의의 수치가 구체적으로 개시된다. 특히, 범위 내의 이하의 수치는 구체적으로, R = Rl + k * (Ru - Rl)로 서술되며, 여기서 k는 1 퍼센트씩 증가하는 1 퍼센트 내지 100 퍼센트의 가변 범위이며, 즉 k는 1 퍼센트, 2 퍼센트, 3 퍼센트, 4 퍼센트, 5 퍼센트, ..., 50 퍼센트, 51 퍼센트, 52 퍼센트, ...., 95 퍼센트, 96 퍼센트, 97 퍼센트, 98 퍼센트, 99 퍼센트, 또는 100 퍼센트이다. 또한, 위에서 규정된 바와 같이 두 개의 R 숫자로 규정된 수치 상의 범위도 또한 구체적으로 개시된다. 클레임의 임의의 요소와 관련해서 "선택적으로"이라 함은 그 요소가 필요하거나, 또는 대안으로 그 요소가 필요하지 않다는 것이며, 양자 모두가 클레임의 범주 내에 있다는 것을 의미한다. 포함하다, 구비하다 및 가지다와 같이 넓은 의미의 용어는 이루어지는, 필수적으로 이루어지는 및 실질적으로 포함된다는 좁은 의미의 용어를 지지하도록 제공된다는 것으로 이해해야 한다. 따라서, 보호 범위는 전술한 바에 의해 제한되지 않으며 이하의 청구의 범위에 의해 제한되며, 청구의 범위의 요지에 대한 모든 등가물을 포함하는 범위로 제한된다. 각각의 청구항 또는 모든 청구항은 명세서에 개시되어 있으며 청구의 범위는 본 발명의 실시예이다. 본 명세서에 대한 참조문헌에 대한 설명은 종래기술로서만 되는 것이 아니라, 본 출원의 우선일 이후에 공개된 모든 참조문헌이 해당된다. 본 명세서에 개시된 모든 특허, 특허 출원, 및 공개공보에 대한 설명은 이러한 문헌들이 제공하는 예시, 과정, 또는 그외 보충하기 위한 설명을 본 명세서에 제공하는 정도로 원용되어 본 명세서에 포함된다.
몇몇 실시예가 본 명세서에서 설명되었으나, 개시된 시스템 및 방법은 본 명세서의 정신 및 범주를 벗어남이 없이 많은 다른 특정한 형태로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 제공된 예들은 도해적이며, 제한적이 아니며, 여기에 제공된 상세한 설명에 제한되지 않는다는 것으로 파악되어야 한다. 예를 들어, 다양한 요소 및 컴포넌트는 다른 시스템에 조합 또는 통합될 수 있거나 또는 특정한 특징이 생략될 수도 있거나 실현되지 않을 수도 있다.
그외, 다양한 실시예에 띄엄띄엄 설명되거나 또는 별개로 설명된 기술, 시스템, 서브시스템 및 방법은 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다른 시스템, 모듈, 기술, 또는 방법에 조합 또는 통합될 수 있다. 서로 연결되거나 직접 결합되거나 도는 연락되는 것으로 보여지거나 논의된 다른 항목들은, 인터페이스, 장치, 또는 중간 컴포넌트를 통해 전기적으로 또는 기계적으로 또는 그외의 방식으로 직접 연결되거나 통신할 수 있다. 변경, 대체, 및 대안에 대한 다른 예들은 당업자에 의해 규명될 수 있으며 여기에 개시된 정신 및 범주를 벗어남이 없이 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 복수의 광 네트워크 유닛(optical network unit: ONU)에 결합되고 복수의 다운스트림 프레임을 상기 복수의 ONU에 전송하도록 구성되어 있는 광 라인 단말기(optical line terminal; OTL)
    를 포함하며,
    상기 복수의 다운스트림 프레임 각각은, 복수의 포워드 오류 정정(forward error correction: FEC) 코드워드, 및 헤더 오류 제어(Header Error Control: HEC) 코드에 의해 보호되는 동기화 정보를 포함하는 복수의 추가의 논-FEC(non-FEC) 인코딩 바이트를 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 다운스트림 프레임 각각은 정수 배의 FEC 코드워드를 포함하며, 상기 논-FEC 인코딩 바이트의 길이는 약 24 바이트인, 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 동기화 정보는 8-바이트 물리적 동기화 시퀀스, 8-바이트 수퍼프레임 구조(superframe structure), 및 8-바이트 수동 광 네트워크-식별자(Passive Optical Network-identifier: PON-ID) 구조를 포함하는, 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 HEC 코드는 13 비트 제1 HEC 코드 및 13 비트 제2 HEC 코드를 포함하며,
    상기 수퍼프레임 구조는 51 비트 수퍼프레임 카운터 및 제1 HEC 코드를 포함하며,
    상기 PON-ID 구조는 51 비트 PON-ID 및 제2 HEC 코드를 포함하며,
    상기 제1 HEC 코드는 상기 수퍼프레임 카운터를 보호하며,
    상기 제2 HEC 코드는 상기 PON-ID를 보호하는, 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 동기화 정보는 물리적 동기화(physical synchronization: PSync) 필드, 초 단위의 시각(time-of-day in seconds: ToD-Sec) 필드, 및 나노초 단위의 시각(time-of-day in nanoseconds: ToD-Nanosec) 필드를 포함하며,
    상기 PSync 필드, 상기 Tod-Sec 필드, 및 상기 ToD-Nanosec 필드 각각은 8 바이트의 길이를 가지며 HEC 코드에 의해 보호되는, 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 PSync 필드는 제1의 13 비트 HEC 코드에 의해 보호되는 51 비트 PSync 시퀀스를 포함하며,
    상기 ToD-Sec 필드는 48 비트 세컨드 필드, 및 제2의 13 비트 HEC 코드에 의해 보호되는 3 비트 보류 필드를 포함하며,
    상기 ToD-Nanosec 필드는 32 비트 나노초 필드, 및 제3의 13 비트 HEC 필드에 의해 보호되는 19 비트 보류 필드를 포함하는, 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 다운스트림 프레임 각각은 고정 시간 윈도우(fixed time window) 내에 전송되고,
    상기 FEC 코드워드의 수는 약 627 FEC 코드워드와 같은, 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 FEC 코드워드는 리드 솔로몬(Reed Solomon: RS)(248,x) FEC 인코딩을 사용해서 인코딩되고, 여기서 x는 약 216 또는 약 232와 같은, 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 HEC 코드는 생성 다항식(generator polynomial) 및 단일의 패리티 비트를 가지는 BCH(Bose and Ray-Chaudhuri) 코드인, 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 다운스트림 프레임은, 다운스트림 물리적 동기화 블록(Physical Synchronization Block: PSBd) 및 XGTC 페이로드를 포함하는 10 기가비트 수동 광 네트워크 전송 컨테이너(XGTC) 프레임이며,
    상기 PSBd는 24 논-FEC 인코딩 바이트를 포함하며,
    상기 PSBd는 상기 동기화 정보를 포함하며,
    상기 XGTC 페이로드는 상기 FEC 코드워드를 포함하는, 장치.
  11. 제어 데이터, 사용자 데이터, 또는 상기 제어 데이터와 상기 사용자 데이터 모두를 다운스트림 프레임에 복수의 포워드 오류 정정(FEC) 코드워드로 배치하고, 물리적 동기화 시퀀스(PSync), 수퍼프레임 구조, 및 수동 광 네트워크-식별자(PON-ID) 구조를 상기 다운스트림 프레임 내의 복수의 추가의 논-FEC 인코딩 바이트에 배치하도록 구성되어 있는 프로세싱 유닛; 및
    상기 다운스트림 프레임 내의 상기 FEC 코드워드 및 상기 추가의 논-FEC 인코딩 바이트를 125 마이크로초 윈도우 내에 전송하도록 구성되어 있는 전송 유닛
    을 포함하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 PSync 시퀀스, 상기 수퍼프레임 구조, 및 상기 PON-ID 구조의 길이는 약 8 바이트인, 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 PSync는 64-비트 PSync 패턴을 포함하며,
    상기 수퍼프레임 구조는 51-비트 수퍼프레임 카운터 및 제1의 13-비트 헤더 오류 제어(HEC) 코드를 포함하며,
    상기 PON-ID 구조는 51-비트 PON-ID 및 제2의 13-비트 HEC 코드를 포함하는, 장치.
  14. 광 네트워크 유닛(ONU)에서, 복수의 다운스트림 프레임에 대해 헌트(Hunt) 상태, 사전 동기화(Pre-Sync) 상태, 및 동기화(Sync) 상태를 포함하는 동기화 상태 머신을 실행하는 단계
    를 포함하며,
    상기 복수의 다운스트림 각각은, 물리적 동기화(PSync) 패턴, 수퍼프레임 구조, 및 수동 광 네트워크 식별자(PON-ID) 구조를 포함하는 물리적 동기화 블록(PSBd)을 포함하며,
    상기 수퍼프레임 구조는, 수퍼프레임 카운터 및 상기 수퍼프레임 카운터를 보호하는 제1 헤더 오류 제어(HEC)를 포함하며,
    상기 PON-ID 구조는, PON-ID 및 상기 PON-ID 구조를 보호하는 제2 HEC를 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 수퍼프레임 카운터는 길이가 51 비트이고 상기 HEC는 길이가 13 비트이며,
    상기 PSBd는 길이가 24 바이트이고,
    상기 PON-ID는 길이가 51 비트이며,
    상기 제2 HEC는 길이가 13 비트인, 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 다운스트림 프레임은 포워드 오류 정정(FEC)을 더 포함하고,
    상기 FEC는 상기 PSBd를 보호하지 않는, 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 동기화 상태 머신은 헌트 상태에서 개시하며 상기 PSync 패턴을 모든 가능한 얼라인먼트에서 검색하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    정확한 PSync 패턴이 검색되면, 상기 ONU는 상기 Pre-Sync 상태로 천이하고 125 마이크로초만큼 최근의 PSync 패턴을 따르는 다른 PSync 패턴을 찾는, 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 PSync 패턴이 성공적으로 검증되면, 상기 ONU는 Sync 상태로 천이하고,
    부정확한 PSync 패턴이 검색되면, 상기 ONU는 상기 헌트 상태로 복귀하는, 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 ONU가 5개의 연속하는 부정확한 PSync 패턴을 검출하면, 상기 ONU는 다운스트림 물리적(PHY) 프레임 동기화의 손실을 선언하고 상기 헌트 상태로 복귀하는, 방법.
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