KR20160111773A - Tdm-pon에서의 저지연 패킷 전송을 위한 onu, 그의 동작 방법 및 onu 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU, 그의 동작 방법 및 ONU 제어 장치가 개시된다. 일 양상에 따른 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU의 동작 방법은, 패킷의 상향 전송을 위해 기지국이 단말에 할당한 대역에 관한 제1 대역 할당 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계와, 수신된 제1 대역 할당 정보에 기반한 대역 할당 요청을 기지국으로부터의 패킷 수신을 완료하기 전에 OLT에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU, 그의 동작 방법 및 ONU 제어 장치{Optical network unit for Low latency packet transmission in time division multiplexing passive optical network, Method of operating thereof, and Apparatus for controlling optical network unit}
TDM-PON을 활용한 백홀망 기술에 관한 발명으로, 특히, TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU, 그의 동작 방법 및 ONU 제어 장치와 관련된다.
이동 통신 트래픽량이 해마다 급속하게 증가함에 따라 기지국의 처리 용량이 증가하고, 셀의 소형화에 따라 필요한 기지국의 수도 증가하고 있다. 최근에는 무선 백홀 기술이 등장하고 있지만, 현재는 대용량 트래픽의 전송을 위해서 광케이블 기반의 전송 기술이 주로 활용되고 있다.
광케이블 기반 백홀망에 가격 경쟁력이 높은 수동형 광가입자망(PON: passive optical network) 기술을 적용하려는 시도가 있다. PON 기술에는 파장분할다중(WDM: Wavelength Division Multiplexing) 방식과 시간분할다중(TDM: Time Division Multiplexing) 방식이 있다. TDM 방식은 가격 경쟁력이 높다는 장점이 있지만, 백홀망에 적용할 경우 기지국과 무선집중국간 상향 패킷 전송시 지연 시간(latency)이 길어지는 문제가 있다. 반면, WDM 방식은 1:1 연결방식이므로 지연 시간이 짧고 고정 대역을 보장하는 장점이 있으나, 상대적으로 고가라는 점에서 문제가 있다.
한편, 차세대 이동통신 서비스는 실감형 서비스 등을 제공하기 위하여 저지연 서비스가 가능한 네트워크를 요구하고 있다. 가격 경쟁력을 바탕으로 TDM-PON 기술을 백본망에 적용할 수 있지만, TDM-PON 기술은 지연 시간이 길다는 단점이 있기 때문에 이를 통해 차세대 실감형 서비스 등을 제공하기 위해서는 지연 시간 단축 기술이 필요하다.
기지국이 관리하는 단말의 대역 할당 정보를 ONU가 미리 파악하여 PON 대역을 미리 할당 받음으로써 상향 전송 지연 시간을 최소화할 수 있는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU, 그의 동작 방법 및 ONU 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양상에 따른 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU의 동작 방법은, 패킷의 상향 전송을 위해 기지국이 단말에 할당한 대역에 관한 제1 대역 할당 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계와, 수신된 제1 대역 할당 정보에 기반한 대역 할당 요청을 기지국으로부터의 패킷 수신을 완료하기 전에 OLT에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
전송하는 단계는, 수신된 제1 대역 할당 정보를 분석하여 기지국으로부터 수신될 패킷의 양을 예측하는 단계와, 예측된 패킷의 양에 대한 정보를 포함하는 대역 할당 요청을 OLT에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
전송하는 단계는, 기 저장된 제1 소요 시간(duration) 및 제2 소요 시간(duration)을 고려하여 대역 할당 요청 시기를 결정하는 단계와, 결정된 대역 할당 요청 시기에 대역 할당 요청을 OLT에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 소요 시간은 기지국이 단말에 대역을 할당한 이후부터 ONU의 패킷 수신 완료시까지 소요되는 시간일 수 있다.
제2 소요 시간은 ONU가 OLT에 대역 할당을 요청한 이후부터 ONU가 OLT로부터 ONU에 할당된 대역에 관한 제2 대역 할당 정보를 수신할 때까지 소요되는 시간일 수 있다.
대역 할당 요청 시기를 결정하는 단계는, ONU에서의 패킷 대기 시간을 최소화할 수 있도록 대역 할당 요청 시기를 결정할 수 있다.
대역 할당 요청 시기를 결정하는 단계는, 단말에 대역이 할당된 시간(time)으로부터 제1 소요 시간과 제2 소요 시간의 차의 시간(duration)이 경과된 때를 대역 할당 요청 시기로 결정할 수 있다.
TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU의 동작 방법은, ONU에 할당된 대역에 관한 제2 대역 할당 정보를 OLT로부터 수신하는 단계와, 수신된 제2 대역 할당 정보에 기초하여 기지국으로부터 수신된 패킷을 OLT에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제2 대역 할당 정보는 전송 개시 시간 및 전송 지속 시간을 포함할 수 있다.
다른 양상에 따른 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU는, 패킷의 상향 전송을 위해 기지국이 단말에 할당한 대역에 관한 제1 대역 할당 정보를 기지국으로부터 수신하는 제1 대역 할당 정보 관리부와, 수신된 제1 대역 할당 정보에 기반한 대역 할당 요청을 기지국으로부터의 패킷 수신을 완료하기 전에 OLT에 전송하는 대역 할당 요청부를 포함할 수 있다.
제1 대역 할당 정보 관리부는 수신된 제1 대역 할당 정보를 분석하여 기지국으로부터 수신될 패킷의 양을 예측하고, 대역 할당 요청부는 예측된 패킷의 양에 대한 정보를 포함하는 대역 할당 요청을 OLT에 전송할 수 있다.
TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU는, 제1 소요 시간(duration) 및 제2 소요 시간(duration)을 저장하는 저장부와, 저장된 제1 소요 시간 및 제2 소요 시간을 고려하여 대역 할당 요청 시기를 결정하는 대역 할당 요청 시기 결정부를 더 포함하고, 대역 할당 요청부는 결정된 대역 할당 요청 시기에 대역 할당 요청을 OLT에 전송할 수 있다.
제1 소요 시간은 기지국이 단말에 대역을 할당한 이후부터 ONU의 패킷 수신 완료시까지 소요되는 시간일 수 있다.
제2 소요 시간은 ONU가 OLT에 대역 할당을 요청한 이후부터 ONU가 OLT로부터 ONU에 할당된 대역에 관한 제2 대역 할당 정보를 수신할 때까지 소요되는 시간일 수 있다.
대역 할당 요청 시기 결정부는, ONU에서의 패킷 대기 시간을 최소화할 수 있도록 대역 할당 요청 시기를 결정할 수 있다.
대역 할당 요청 시기 결정부는, 단말에 대역이 할당된 시간(time)으로부터 제1 소요 시간과 제2 소요 시간의 차의 시간(duration)이 경과된 때를 대역 할당 요청 시기로 결정할 수 있다.
TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU는, ONU에 할당된 대역에 관한 제2 대역 할당 정보를 OLT로부터 수신하는 제2 대역 할당 정보 수신부를 더 포함하고, 패킷 송신부는 상기 수신된 제2 대역 할당 정보에 기초하여 기지국으로부터 수신된 패킷을 상기 OLT에 전송할 수 있다.
제2 대역 할당 정보는 전송 개시 시간 및 전송 지속 시간을 포함할 수 있다.
또 다른 양상에 따른 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU 제어 장치는, 패킷의 상향 전송을 위해 기지국이 단말에 할당한 대역에 관한 제1 대역 할당 정보를 기지국으로부터 수신하고, 수신된 제1 대역 할당 정보를 분석하여 기지국으로부터 수신될 패킷의 양을 예측하는 제1 대역 할당 정보 관리부와, 제1 소요 시간 및 제2 소요 시간을 저장하는 저장부와, 저장된 제1 소요 시간 및 제2 소요 시간을 고려하여 대역 할당 요청 시기를 결정하는 대역 할당 요청 시기 결정부를 포함하고, 결정된 대역 할당 요청 시기에 예측된 패킷의 양에 대한 정보를 포함하는 대역 할당 요청을 OLT에 전송하도록 ONU를 제어할 수 있다.
제1 소요 시간은 기지국이 단말에 대역을 할당한 이후부터 ONU의 패킷 수신 완료시까지 소요되는 시간이고, 제2 소요 시간은 ONU가 OLT에 대역 할당을 요청한 이후부터 ONU가 OLT로부터 ONU에 할당된 대역에 관한 제2 대역 할당 정보를 수신할 때까지 소요되는 시간일 수 있다.
기지국이 관리하는 단말의 대역 할당 정보를 ONU가 미리 파악하여 PON 대역을 미리 할당 받음으로써 상향 전송 지연 시간을 최소화할 수 있다.
또한, 저지연 서비스를 제공해야 하는 이동통신 백홀망에 TDM 방식의 PON 기술을 적용함으로써 망 포설비 및 운용비를 절감할 수 있다.
도 1은 시간분할다중 방식 수동 광가입자망(TDM-PON: Time Division Multiplexing-Passive Optical Network) 기반 백홀망 시스템의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 TDM-PON 기반 백홀망 시스템(100)의 상세 구성도이다.
도 3은 도 2의 제어부(133)의 상세 구성도이다.
도 4는 TDM-PON 기반 백홀망 시스템의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 TDM-PON 기반 백홀망 시스템의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 TDM-PON 기반 백홀망 시스템에서의 저지연 패킷 전송 방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 시간분할다중 방식 수동 광가입자망(TDM-PON: Time Division Multiplexing-Passive Optical Network) 기반 백홀망 시스템의 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, TDM-PON 기반 백홀망 시스템(100)은 단말(110), 기지국(120), OLU(Optical Network Unit)(130), 및 OLT(Optical Line Terminal)(140)를 포함할 수 있다.
단말(110)은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), 릴레이 노드(relay node) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기일 수 있으며, 기지국(120)은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드일 수 있다.
단말(110)은 하향링크(Downlink)를 통해 기지국(120)으로부터 패킷을 수신하고, 상향링크(Uplink)를 통해 기지국(120)에 패킷을 전송할 수 있다.
단말(110)은 기지국(120)으로 전송하고자 하는 패킷이 있을 때, 기지국(120)에 대역 할당 요청을 송신하고, 기지국(120)으로부터 단말(110)에 할당된 대역 정보(이하, 제1 대역 할당 정보)를 수신하고, 수신된 제1 대역 할당 정보를 이용하여 기지국(120)으로 패킷을 전송할 수 있다.
기지국(120)은 단말(110)로부터 대역 할당 요청을 수신하면, 수신된 대역 할당 요청에 따라 단말(110)에 대역을 할당하고, 제1 대역 할당 정보를 단말(110) 및 ONU(130)에 전송할 수 있다. 또한, 기지국(120)은 단말(110)로부터 수신된 패킷을 ONU(130)로 전송할 수 있다.
ONU(130)는 광가입자 단말로서 기지국(120) 또는 기지국(120)의 인근 영역에 위치할 수 있고, OLT(140)는 전화국사 장치로서 전화국 또는 무선 집중국에 위치할 수 있다.
OLT(140)와 ONU(130)간의 패킷 전달은, OLT(140)에서 ONU(130)로 패킷을 전달하는 하향의 경우 브로드캐스트 방식을, ONU(130)에서 OLT(140)로 패킷을 전달하는 상향의 경우 TDM(Time Division Multiplexing) 방식을 이용할 수 있다.
ONU(130)는 기지국(120)으로부터 수신된 제1 대역 할당 정보를 기반으로 기지국(120)으로부터 수신되거나 수신될 패킷의 상향 전송을 위한 대역 할당을 기지국(120)으로부터의 패킷 수신 완료 전에 OLT(140)에 요청할 수 있다.
ONU(130)는 대역 할당 요청에 대응하여 ONU(130)에 할당된 대역 정보(이하, 제2 대역 할당 정보)를 OLT(140)로부터 수신하고, 수신된 제2 대역 할당 정보를 이용하여 OLT(140)로 패킷을 전송할 수 있다.
OLT(140)는 ONU(130)로부터 대역 할당 요청을 수신하면, 대역 할당 요청에 따라 ONU(130)에 대역을 할당하고, 제2 대역 할당 정보를 ONU(130)에 전송할 수 있다. 이때, 제2 대역 할당 정보는 ONU(130)가 사용할 수 있는 상향 전송 시간, 즉, 전송 개시 시간 및 전송 지속 시간을 포함할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여, TDM-PON 기반 백홀망 시스템(100)의 패킷 상향 전송을 상세히 설명한다.
도 2는 도 1의 TDM-PON 기반 백홀망 시스템(100)의 상세 구성도이다.
도 2를 참조하면, 기지국(120)은 스케줄러(121), 대역 할당부(122), 및 패킷 전송부(123)를 포함할 수 있다.
스케줄러(121)는 단말(110)로부터 대역 할당 요청을 수신할 수 있다. 또한, 스케줄러(121)는 단말(110)로부터 패킷을 수신하고, 수신된 패킷을 단말 식별자별로 분류할 수 있다.
대역 할당부(122)는 단말(110)로부터 수신된 대역 할당 요청을 기반으로, 단말(110)의 요구량, 보장 대역 등 서비스 품질 등급에 맞도록 단말(110)에 대역을 할당할 수 있다. 이때, 대역 할당부(122)는 다수의 단말들로부터 대역 할당 요청을 수신한 경우, 각 단말의 서비스 품질 등급에 맞도록 각 단말에 공평하게 대역을 할당할 수 있다.
대역 할당부(122)는 단말(110)에 할당된 대역 정보, 즉 제1 대역 할당 정보를 단말(110) 및 ONU(130)에 전송할 수 있다.
패킷 전송부(123)는 단말 식별자별로 분류된 패킷을 각 패킷의 속성에 맞도록 재조립하거나, 패킷 헤더 정보의 변경, 수정, 삭제 등을 수행하여 이더넷 프레임 등으로 재구성한 후 ONU(130)에 전송할 수 있다.
ONU(130)는 패킷 분류부(131), ONU 버퍼(132), 제어부(133) 및 대역 할당 요청부(134) 및 패킷 송신부(135)를 포함할 수 있다.
패킷 분류부(131)는 기지국(120)의 패킷 전송부(123)로부터 패킷을 수신하고, 수신된 패킷을 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 등급에 따라 분류할 수 있다.
한편, ONU(130)와 기지국(120)간에는 서비스 품질 등급을 사전 공유할 수 있다. ONU(130)와 기지국(120) 상호간에 서비스 품질 등급 분류에 차이가 있을 경우, 패킷 분류부(131)는 양 자의 서비스 품질 등급을 매칭하기 위한 정보를 저장할 수 있다.
ONU 버퍼(132)는 패킷 송신부(135)를 통하여 OLT(140)로 패킷이 전송될 때까지 기지국(120)의 패킷 전송부(123)로부터 수신된 패킷을 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 패킷은 서비스 품질 등급에 따라 분류되어 관리되므로, ONU 버퍼(132)는 동일 서비스 품질 등급으로 분류된 패킷들을 동일한 서비스 저장 공간에 저장할 수 있다. 이때, ONU 버퍼(132)의 각 서비스 저장 공간은 선입선출(FIFO: First In First Out) 방식으로 운용될 수 있다.
제어부(133)는 기지국(120)의 대역 할당부(122)로부터 제1 대역 할당 정보를 수신하고, 수신된 제1 대역 할당 정보를 기반으로 상향 전송을 위한 대역 할당 요청을 기지국(120)으로부터의 패킷 수신을 완료하기 전에 OLT(140)에 송신할 수 있도록 대역 할당 요청부(134)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(133)는 ONU(130)에 할당된 대역 정보, 즉 제2 대역 할당 정보를 OLT(140)로부터 수신하고, 이를 기반으로 ONU 버퍼(132)에 저장된 패킷을 OLT(140)에 송신할 수 있도록 패킷 송신부(135)를 제어할 수 있다.
제어부(133)에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
대역 할당 요청부(134)는 제어부(133)의 제어에 따라 상향 전송을 위한 대역 할당 요청을 OLT(140)에 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 대역 할당 요청부(134)는 제어부(133)의 제어에 따라, 제1 대역 할당 정보의 분석을 통해 예측된 패킷의 양에 대한 정보를 포함하는 대역 할당 요청을 OLT(140)에 전송할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 대역 할당 요청부(134)는 제어부(133)의 제어에 따라, 제1 대역 할당 정보 분석을 통해 예측된 패킷에 대한 정보 및 ONU 버퍼(132)의 패킷 잔량 정보를 포함하는 대역 할당 요청을 OLT(140)에 전송할 수 있다. 이때, ONU 버퍼(132)의 패킷 잔량 정보는 이전 패킷 전송 결과 ONU 버퍼(132)에 남아 있는 패킷의 양에 대한 정보를 의미한다. ONU(130)가 OLT(140)에 대역 할당 요청을 하더라도 OLT(140)로부터 요청한 만큼 대역을 할당 받지 못할 수 있다. 이 경우, ONU 버퍼(132)에 저장된 패킷이 모두 OLT(140)로 전송되지 못하고, 일부 패킷은 ONU 버퍼(132)에 남아있게 된다. 따라서, 추가적인 대역 할당 요청이 필요한 경우, ONU(130)는 패킷 전송 후 남은 ONU 버퍼(132)의 패킷 잔량 정보를 고려하여 OLT(140)에 대역 할당 요청을 할 수 있다.
이때, 대역 할당 요청 시기는 ONU(130)가 기지국(120)으로부터의 패킷 수신을 완료하기 전으로써, 그 상세 시기에 대해서는 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
패킷 송신부(135)는 제2 대역 할당 정보를 기반으로 ONU 버퍼(132)에 저장되어 있는 패킷을 OLT(140)에 전송할 수 있다. 예컨대, 패킷 송신부(135)는 OLT(140)가 ONU(130)에 할당한 상향 전송 시간에 ONU 버퍼(132)에 저장되어 있는 패킷을 OLT(140)에 전송할 수 있다.
도 3은 도 2의 제어부(133)의 상세 구성도이다.
도 3을 참조하면, 제어부(133)는 제1 대역 할당 정보 관리부(310), 저장부(320), 대역 할당 요청 시기 결정부(330) 및 제2 대역 할당 정보 수신부(340)를 포함할 수 있다.
제1 대역 할당 정보 관리부(310)는 기지국(120)의 대역 할당부(122)로부터 제1 대역 할당 정보를 수신하고, 수신된 제1 대역 할당 정보를 기반으로 기지국(120)으로부터 수신될 패킷의 양을 예측할 수 있다. 기지국(120)은 단말(110)에 대역을 할당할 때, 단말(110)로부터 수신될 패킷의 양을 고려하여 대역을 단말(110)에 할당한다. 따라서, 제1 대역 할당 정보 관리부(310)는 제1 대역 할당 정보를 분석하여 단말(110)로부터 기지국(120)을 거쳐 ONU(130)에 수신될 패킷의 양을 예측하는 것이 가능하다.
저장부(320)는 기지국(120)의 대역 할당 이후부터 ONU(130)의 패킷 수신 완료시까지 소요되는 시간(duration)(이하, 제1 소요 시간)을 저장할 수 있다. 이때, ONU(130)의 패킷 수신 완료시는 기지국(120)으로부터 패킷 수신이 완료되어 ONU 버퍼(132)에 저장이 완료된 때를 의미할 수 있다.
또한, 저장부(320)는 ONU(130)가 OLT(140)에 대역 할당을 요청한 이후부터 OLT(140)로부터 제2 대역 할당 정보를 수신할 때까지 소요되는 시간(duration)(이하, 제2 소요 시간)을 저장할 수 있다.
대역 할당 요청 시기 결정부(330)는 저장부(320)에 저장된 제1 소요 시간과 제2 소요 시간을 기반으로 ONU 버퍼(132)에서의 패킷 대기 시간을 최소화할 수 있도록 대역 할당 요청 시기를 결정할 수 있다.
ONU(130)에서 OLT(140)로 패킷을 전송하기 위해서는, ONU 버퍼(132)에 저장된 패킷의 전송이라는 점에서 제1 소요 시간과, OLT(140)로부터 할당된 대역을 이용한 패킷의 전송이라는 점에서 제2 소요 시간이 필요하다. 제1 소요 시간 및 제2 소요 시간을 적절히 고려하지 않고 대역 할당 요청 시기를 결정하면, ONU 버퍼(132)에서의 패킷 대기 시간이 길어지는 상황이 발생할 수도 있고, ONU 버퍼(132)에 패킷이 저장되지 않아 전송할 패킷이 없음에도 불구하고 패킷을 OLT(140)로 전송해야 하는 상황이 발생할 수도 있다.
예컨대, ONU 버퍼(132)에 패킷 저장을 완료하기 직전, 즉 단말(110)에 대역이 할당된 때로부터 제1 소요 시간 경과 직전에 대역 할당 요청을 OLT(140)에 송신하는 경우, 대역 할당 시간이 필요하므로 패킷은 거의 제2 소요 시간 동안 ONU 버퍼(132)에 대기한 후 OLT(140)에 전송된다. 또한, 단말(120)에 대역이 할당된 후에 바로 OLT(140)에 대역 할당 요청을 송신하는 경우, 대역 할당 요청을 송신한 때로부터 제2 소요시간 경과하면 패킷을 OLT(140)에 전송하여야 하는데, 단말(110)에 대역이 할당된 때로부터 제1 소요시간이 경과되지 않아 ONU 퍼버(132)에 저장된 패킷이 없을 수도 있다.
따라서, 대역 할당 요청 시기 결정부(330)는 ONU 버퍼(132)에서의 패킷 대기 시간을 최소화하기 위해서 제1 소요 시간과 제2 소요 시간을 적절히 고려하여 대역 할당 요청 시기를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 대역 할당 요청 시기 결정부(330)는 수학식 1을 통해 대역 할당 요청 시기를 결정할 수 있다.
Figure pat00001
즉, 대역 할당 요청 시기 결정부(330)는 단말(110)에 대역이 할당된 시간(time)으로부터 제1 소요 시간(duration)과 제2 소요 시간(duration)의 차의 시간(duration)이 경과된 때를 대역 할당 요청 시기로 결정할 수 있다.
제2 대역 할당 정보 수신부(340)는 제2 대역 할당 정보를 OLT(140)로부터 수신할 수 있다.
도 4는 TDM-PON 기반 백홀망 시스템의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, TDM-PON 기반 백홀망 시스템(400)은 TDM-PON 기반 백홀망 시스템(100)과 달리 제어부(133)가 ONU(130)의 외부에 별개의 장치로 구현될 수 있다.
도 5는 TDM-PON 기반 백홀망 시스템의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, TDM-PON 기반 백홀망 시스템(400)은 TDM-PON 기반 백홀망 시스템(100)과 달리 기지국(120) 및 ONU(130)가 하나의 장치로 통합되어 통합 ONU(510)로 구현될 수 있다.
도 6은 TDM-PON 기반 백홀망 시스템에서의 저지연 패킷 전송 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 저지연 패킷 전송 방법은 먼저, 단말(110)이 기지국(120)에 데이터의 상향 전송을 위한 대역 할당을 요청한다(605).
그 후, 기지국(120)은 단말(110)의 대역 할당 요청에 따라 단말(110)에 데이터의 상향 전송을 위한 대역을 할당한다(610).
그 후, 기지국(120)은 단말(110)에 할당된 대역에 관한 정보인 제1 대역 할당 정보를 단말(110) 및 ONU(130)에 전송한다(615 및 620). 이때, 단계 615 및 단계 620는 동시에 수행될 수도 있으며, 짧은 시간 간격으로 단계 615를 먼저 수행하고 그 후 단계 620을 수행할 수도 있다.
그 후, ONU(130)는 수신된 제1 대역 할당 정보를 분석하여 기지국(120)으로부터 수신될 패킷의 양을 예측한다(625). 기지국(120)은 단말(110)에 대역을 할당할 때, 단말(110)로부터 수신될 패킷의 양을 고려하여 대역을 단말(110)에 할당한다. 따라서, ONU(130)는 제1 대역 할당 정보를 분석하여 단말(110)로부터 기지국(120)을 거쳐 ONU(130)에 수신될 패킷의 양을 예측하는 것이 가능하다.
그 후, ONU(130)는 기 저장된 제1 소요 시간 및 제2 소요시간을 기반으로 ONU(130)에서의 패킷 대기 시간을 최소화할 수 있도록 대역 할당 요청 시기를 결정한다(630). 이때, 제1 소요 시간은 기지국(120)의 대역 할당 이후부터 ONU(130)의 패킷 수신 완료시까지 소요되는 시간(duration)이고, 제2 소요 시간은 ONU(130)가 OLT(140)에 대역 할당을 요청한 이후부터 OLT(140)로부터 제2 대역 할당 정보를 수신(640)할 때까지 소요되는 시간(duration)이다. 이때, ONU(130)의 패킷 수신 완료시는 기지국(120)으로부터 패킷 수신이 완료되어 ONU 버퍼(132)에 저장이 완료된 때를 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, ONU(130)는 수학식 1을 통해 대역 할당 요청 시기를 결정할 수 있다. 즉, ONU(130)는 단말(110)에 대역이 할당된 시간(time)으로부터 제1 소요 시간(duration)과 제2 소요 시간(duration)의 차의 시간(duration)이 경과된 때를 대역 할당 요청 시기로 결정할 수 있다.
그 후, ONU(130)는 결정된 대역 할당 요청 시기에, 대역 할당 요청을 OLT(140)에 전송한다(635).
일 실시예에 따르면, ONU(130)는 제1 대역 할당 정보의 분석을 통해 예측된 패킷의 양에 대한 정보를 포함하는 대역 할당 요청을 OLT(140)에 전송할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, ONU(130)는 제1 대역 할당 정보 분석을 통해 예측된 패킷에 대한 정보 및 ONU(130)의 패킷 잔량 정보를 포함하는 대역 할당 요청을 OLT(140)에 전송할 수 있다. 이때, ONU(130)의 패킷 잔량 정보는 이전 패킷 전송 결과 ONU(130)에 남아 있는 패킷의 양에 대한 정보를 의미한다. ONU(130)가 OLT(140)에 대역 할당 요청을 하더라도 OLT(140)로부터 요청한 만큼 대역을 할당 받지 못할 수 있다. 이 경우, ONU(130)에 저장된 패킷이 모두 OLT(140)로 전송되지 못하고, 일부 패킷은 ONU(130)에 남아있게 된다. 따라서, 추가적인 대역 할당 요청이 필요한 경우, ONU(130)는 패킷 전송 후 남은 패킷 잔량 정보를 고려하여 OLT(140)에 대역 할당 요청을 할 수 있다.
그 후, OLT(140)은 수신된 대역 할당 요청을 기반으로 OLU(130)에 패킷 상향 전송을 위한 대역을 할당하고(640), 제2 대역 할당 정보를 ONU(130)에 전송한다(645). 이때, 제2 대역 할당 정보는 ONU(130)가 사용할 수 있는 상향 전송 시간, 즉, 전송 개시 시간 및 전송 지속 시간을 포함할 수 있다.
그 후, ONU(130)는 수신된 제2 대역 할당 정보를 이용하여 기지국으로부터 수신된 패킷을 OLT(140)에 전송한다(660). 예컨대, ONU(130)는 기지국(120)으로부터 수신되어 ONU 버퍼(132)(도 2 참조)에 저장되어 있는 패킷을 ONU(130)에 할당된 상향 전송 시간에 OLT(140)로 전송할 수 있다.
한편, 단말(110)이 기지국(120)으로부터 수신된 제1 대역 할당 정보를 기반으로 기지국(120)으로 패킷을 전송하는 단계(650), 및 기지국(120)이 단말(110)로부터 수신된 패킷을 ONU(130)로 전송하는 단계(355)가 단계 620 내지 단계 645와 병렬적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 일 양상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 상기의 프로그램을 구현하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 디스크 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 작성되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
100, 400, 500: TDM-PON 기반 백홀망 시스템
110: 단말
120: 기지국
130: ONU
140: OLT
121: 스케줄러
122: 대역 할당부
123: 패킷 전송부
131: 패킷 분류부
132: ONU 버퍼
133: 제어부
134: 대역 할당 요청부
135: 패킷 송신부

Claims (20)

  1. 패킷의 상향 전송을 위해 기지국이 단말에 할당한 대역에 관한 제1 대역 할당 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 제1 대역 할당 정보에 기반한 대역 할당 요청을 상기 기지국으로부터의 패킷 수신을 완료하기 전에 OLT에 전송하는 단계; 를 포함하는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU의 동작 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는,
    상기 수신된 제1 대역 할당 정보를 분석하여 상기 기지국으로부터 수신될 패킷의 양을 예측하는 단계; 및
    상기 예측된 패킷의 양에 대한 정보를 포함하는 대역 할당 요청을 상기 OLT에 전송하는 단계; 를 포함하는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU의 동작 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는,
    기 저장된 제1 소요 시간(duration) 및 제2 소요 시간(duration)을 고려하여 대역 할당 요청 시기를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 대역 할당 요청 시기에 상기 대역 할당 요청을 상기 OLT에 전송하는 단계; 를 포함하는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU의 동작 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 소요 시간은 상기 기지국이 상기 단말에 대역을 할당한 이후부터 상기 ONU의 패킷 수신 완료시까지 소요되는 시간인 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU의 동작 방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 소요 시간은 상기 ONU가 상기 OLT에 대역 할당을 요청한 이후부터 상기 ONU가 상기 OLT로부터 상기 ONU에 할당된 대역에 관한 제2 대역 할당 정보를 수신할 때까지 소요되는 시간인 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU의 동작 방법.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 대역 할당 요청 시기를 결정하는 단계는,
    상기 ONU에서의 패킷 대기 시간을 최소화할 수 있도록 상기 대역 할당 요청 시기를 결정하는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU의 동작 방법.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 대역 할당 요청 시기를 결정하는 단계는,
    상기 단말에 대역이 할당된 시간(time)으로부터 상기 제1 소요 시간과 상기 제2 소요 시간의 차의 시간(duration)이 경과된 때를 대역 할당 요청 시기로 결정하는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU의 동작 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 ONU에 할당된 대역에 관한 제2 대역 할당 정보를 상기 OLT로부터 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 제2 대역 할당 정보에 기초하여 기지국으로부터 수신된 패킷을 상기 OLT에 전송하는 단계; 를 더 포함하는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU의 동작 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 대역 할당 정보는 전송 개시 시간 및 전송 지속 시간을 포함하는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU의 동작 방법.
  10. 패킷의 상향 전송을 위해 기지국이 단말에 할당한 대역에 관한 제1 대역 할당 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 제1 대역 할당 정보 관리부; 및
    상기 수신된 제1 대역 할당 정보에 기반한 대역 할당 요청을 상기 기지국으로부터의 패킷 수신을 완료하기 전에 OLT에 전송하는 대역 할당 요청부; 를 포함하는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 대역 할당 정보 관리부는 상기 수신된 제1 대역 할당 정보를 분석하여 상기 기지국으로부터 수신될 패킷의 양을 예측하고,
    상기 대역 할당 요청부는 상기 예측된 패킷의 양에 대한 정보를 포함하는 대역 할당 요청을 상기 OLT에 전송하는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU.
  12. 제10 항에 있어서,
    제1 소요 시간(duration) 및 제2 소요 시간(duration)을 저장하는 저장부; 및
    상기 저장된 제1 소요 시간 및 제2 소요 시간을 고려하여 대역 할당 요청 시기를 결정하는 대역 할당 요청 시기 결정부; 를 더 포함하고,
    상기 대역 할당 요청부는 상기 결정된 대역 할당 요청 시기에 상기 대역 할당 요청을 상기 OLT에 전송하는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 소요 시간은 상기 기지국이 상기 단말에 대역을 할당한 이후부터 상기 ONU의 패킷 수신 완료시까지 소요되는 시간인 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 소요 시간은 상기 ONU가 상기 OLT에 대역 할당을 요청한 이후부터 상기 ONU가 상기 OLT로부터 상기 ONU에 할당된 대역에 관한 제2 대역 할당 정보를 수신할 때까지 소요되는 시간인 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 대역 할당 요청 시기 결정부는, 상기 ONU에서의 패킷 대기 시간을 최소화할 수 있도록 상기 대역 할당 요청 시기를 결정하는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 대역 할당 요청 시기 결정부는, 상기 단말에 대역이 할당된 시간(time)으로부터 상기 제1 소요 시간과 상기 제2 소요 시간의 차의 시간(duration)이 경과된 때를 대역 할당 요청 시기로 결정하는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU.
  17. 제10 항에 있어서,
    상기 ONU에 할당된 대역에 관한 제2 대역 할당 정보를 상기 OLT로부터 수신하는 제2 대역 할당 정보 수신부; 를 더 포함하고,
    상기 패킷 송신부는 상기 수신된 제2 대역 할당 정보에 기초하여 기지국으로부터 수신된 패킷을 상기 OLT에 전송하는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제2 대역 할당 정보는 전송 개시 시간 및 전송 지속 시간을 포함하는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU.
  19. 패킷의 상향 전송을 위해 기지국이 단말에 할당한 대역에 관한 제1 대역 할당 정보를 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 수신된 제1 대역 할당 정보를 분석하여 상기 기지국으로부터 수신될 패킷의 양을 예측하는 제1 대역 할당 정보 관리부;
    제1 소요 시간(duration) 및 제2 소요 시간(duration)을 저장하는 저장부; 및
    상기 저장된 제1 소요 시간 및 제2 소요 시간을 고려하여 대역 할당 요청 시기를 결정하는 대역 할당 요청 시기 결정부; 를 포함하고,
    상기 결정된 대역 할당 요청 시기에 상기 예측된 패킷의 양에 대한 정보를 포함하는 대역 할당 요청을 OLT에 전송하도록 ONU를 제어하는 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU 제어 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 소요 시간은 상기 기지국이 상기 단말에 대역을 할당한 이후부터 상기 ONU의 패킷 수신 완료시까지 소요되는 시간이고,
    상기 제2 소요 시간은 상기 ONU가 상기 OLT에 대역 할당을 요청한 이후부터 상기 ONU가 상기 OLT로부터 상기 ONU에 할당된 대역에 관한 제2 대역 할당 정보를 수신할 때까지 소요되는 시간인 TDM-PON에서의 저지연 패킷 전송을 위한 ONU 제어 장치.
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