KR101679628B1

KR101679628B1 - System and method for synchronizing precision time in passive optical network

Info

Publication number: KR101679628B1
Application number: KR1020160050194A
Authority: KR
Inventors: 서인식; 양진원; 백준현; 박성훈
Original assignee: 라이트웍스 주식회사
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2016-04-25
Publication date: 2016-11-25

Abstract

The present invention relates to a system and method for synchronizing time based on a PON structure, which periodically transmits standard time information to each ONT in a state in which the standard time information for synchronizing time in an OLT constituting an optical network is added to a frame and mutually synchronizes different ONTs according to a standard time based on the standard time information, so that precise time synchronization may be achieved without adding a separate payload to a frame. Because a transmission delay of each ONT is set with reference to a downstream signal, the OLT periodically inserts the standard time information to the downstream signal to transmit the downstream signal to each ONT, and precise time synchronization with the standard time transmitted by the OLT may be easily achieved in consideration of only the transmission delay according to the downstream signal with no need to consider the existing offset or the transmission delay, precise time synchronization between different ONTs may be ensured with reference to only the accurate standard time and the delay information with no need to consider various variables generated on a network, performance of a PON system may be largely improved, and a signal standard according to a standard protocol may be maintained with no need to add a separate payload for synchronization to a downstream data frame constituting the downstream signal as well, so that a communication bandwidth may be ensured.

Description

[0001] PON structure based precision time synchronization system and method [0002]

본 발명은 PON 구조 기반 정밀 시간 동기화 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 광 네트워크를 구성하는 OLT에서 시간 동기화를 위한 표준 시간 정보를 프레임에 추가하여 주기적으로 각 ONT로 전송하고, 상기 표준 시간 정보를 기초로 서로 다른 다수의 ONT 각각이 표준 시간에 따라 상호 동기화되도록 함으로써 프레임에 별도의 페이로드 추가 없이 정밀한 시간 동기화가 이루어질 수 있도록 지원하는 PON 구조 기반 정밀 시간 동기화 시스템 및 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a system and method for precise time synchronization based on a PON structure, and more particularly, to an OLT constituting an optical network, The present invention relates to a PON structure-based precision time synchronization system and method that enables precise time synchronization without adding a payload to a frame by allowing each of a plurality of different ONTs to be synchronized with each other based on standard time.

네트워크를 구성하는 장비들은 각자 자신의 내부 클럭을 사용하며, 이러한 내부 클럭 오차나 타이밍 편차에 의해 장비 상호간 동기화가 어렵다. 이러한 동기화되지 않은 장비들은 일반적으로 장치 내부 기본 클럭 품질이 GPS나 네트웍에 사용하는 그랜드마스터 만큼 우수한 클럭 안정도를 가지는 부품을 사용하지 않는다. 따라서 장비 상호간에 정확한 시각 동기화 기능을 필요로 하는 서비스 제공에 어려움이 있다. The devices constituting the network use their own internal clocks, and it is difficult to synchronize the devices due to the internal clock error or timing deviation. These non-synchronized devices typically do not use components with a clock stability that is as good as the internal master clock quality of the grandmaster used for GPS or networking. Therefore, it is difficult to provide a service that requires accurate time synchronization function between the devices.

특정 위치의 통신 장비들 간 클럭 동기화가 필요한 경우라면 별도의 기준 클럭을 발생시키는 장비를 구성한 후 해당 기준 클럭 장비의 클럭을 이용하여 연결된 장비들 간 동기화를 수행할 수 있다. 다른 방법으로 특정 장비가 마스터가 되어 해당 마스터 장비의 클럭을 기준으로 연결된 다른 장비들이 동기화를 수행하는 방식이 있을 수 있다. 하지만, 이러한 방식들은 동기화 신호의 직접적 연결이 필요하기 때문에 물리적 제약이 있으며, 이러한 기준 클럭이 표준 시간을 정확하게 제공할 수 없다면 동기화는 가능하지만 범용적인 표준 시간 정보를 이용하지는 못하게 된다. If clock synchronization is required between communication devices at a specific location, a device that generates a separate reference clock may be configured, and synchronization between connected devices may be performed using the clock of the reference clock device. Alternatively, there may be a method in which a particular device becomes a master and other devices connected based on the clock of the corresponding master device perform synchronization. However, these schemes are physically constrained because of the need for a direct connection of the synchronization signal, and if this reference clock can not accurately provide the standard time, synchronization is possible, but universal standard time information can not be used.

따라서, 네트워크에 연결된 장비들의 경우 네트워크 상에 존재하는 시간 서버를 이용하여 표준 시간 정보를 정확하게 확인할 수 있는 네트워크 정밀 시간 프로토콜(PTP:Precision Time Protocol)이 주목 받고 있다.Accordingly, in the case of devices connected to a network, Precision Time Protocol (PTP), which can accurately check standard time information using a time server existing on a network, has been attracting attention.

이렇게 네크워크에 위치한 시간 서버를 이용하는 정밀 시간 프로토콜(PTP:Precision Time Protocol)로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1588 프로토콜이 널리 알려져 있다. IEEE 1588 정밀 시간 프로토콜은 네트워크 상의 정밀 시간 서버인 그랜드마스터(GM)의 표준 시간과 동기화를 원하는 슬레이브 장비 클럭 간의 오프셋 및 지연을 결정할 수 있도록 하는데, 이러한 오프셋은 수신되는 그랜드마스터의 표준 시간 정보와 슬레이브 장비 클럭 간의 편차이며, 지연은 그랜드마스터와 슬레이브 장비 간의 네트워크 지연을 의미한다. 따라서, 슬레이브 장비가 수신되는 표준 시간 정보와 자신의 로컬 시간 정보의 차이와 해당 표준 시간 정보가 자신에게 도달되기까지의 네트워크 지연 시간을 고려하여 표준 시간을 계산함으로써 정밀한 표준 시간 동기가 가능하게 된다. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 1588 protocol is widely known as a Precision Time Protocol (PTP) using a network time server. The IEEE 1588 Precision Time Protocol enables the determination of the offset and delay between the standard time of the Grand Master (GM), which is a precision time server on the network, and the slave equipment clock that desires synchronization, This is the deviation between the equipment clocks, and the delay represents the network delay between the grand master and the slave equipment. Accordingly, accurate standard time synchronization can be achieved by calculating the standard time in consideration of the difference between the standard time information received from the slave device and its own local time information and the network delay time until the corresponding standard time information reaches itself.

따라서, 이렇게 네트워크 정밀 시간 프로토콜을 이용할 경우 네트워크 장비들은 장비들 간 동기화는 물론이고 정밀한 시간 정보를 이용한 각종 서비스들을 제공해 줄 수 있고, 각 장비에 연결되는 로컬 장치들에도 정밀한 시간 정보를 제공해 줄 수 있으므로 시간을 기준으로 하는 다양한 부가 서비스들의 성능을 향상시킬 수 있다.Therefore, when the network precision time protocol is used, the network devices can provide various services using precise time information as well as synchronization between the devices, and can provide precise time information to the local devices connected to the respective devices The performance of various additional services based on time can be improved.

특히, 가입자망을 구성하는 경우라면 댁내 단말이 네트워크를 통해 정밀한 표준 시간(수백 ns 정도의 정밀도) 정보를 유지할 수 있어 단말의 통신 성능 향상은 물론이고 해당 단말에 연결되는 각종 댁내 장치들에 정밀한 시간 정보를 제공해 줄 수 있게 된다. 예를 들어, 특정 시간에 동시 동작해야 한다거나 정확한 시간차를 두고 서비스를 제공하여 네트워크 부하를 줄인다거나, 혹은 정확한 시점 확인이 필수적인 가입자 경쟁이 필요한 서비스(입찰, 경매 등) 등의 다양한 부가 서비스를 높은 품질로 제공해 줄 수 있게 된다.Especially, when the subscriber network is constituted, the home terminal can maintain precise standard time (precision of about several hundreds of ns) information through the network, thereby improving the communication performance of the terminal and precise time Information can be provided. For example, various additional services such as simultaneous operation at a specific time or a service with a precise time difference to reduce the network load, or services requiring subscriber competition (precise time confirmation is necessary) (bid, auction, etc.) .

하지만, 아쉽게도 대부분의 고속 통신 서비스 제공을 위해 사용되는 수동형 광네트워크(PON: Passive Optical Network) 기술에는 이러한 네트워크 정밀 시간 프로토콜을 적용하기가 어려운 실적이다. However, unfortunately, it is difficult to apply the network precision time protocol to passive optical network (PON) technology used for providing most high-speed communication services.

수동형 광네트워크 기술은 시분할 방식이나 파장 분할 방식을 통해서 복수 가입자의 동시 접속을 처리할 수 있도록 구성되는데, 이러한 방식들 중에서 비용 대비 효율이 높은 시분할 방식이 주로 사용된다. IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3av/ah에 따른 EPON(Ethernet PON)이나 ITUT(International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector) G.984/7에 따른 G-PON(Gigabit PON)이 대표적이다. 한편 G-PON의 성능을 더 개선한 XG-PON이나 XGS-PON 역시 사용되고 있다.Passive optical network technology is configured to process simultaneous access of multiple subscribers through time division multiplexing or wavelength division multiplexing. Of these methods, cost-efficient time division multiplexing is mainly used. EPON (Ethernet PON) according to IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3av / ah and G-PON (Gigabit PON) according to International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector (ITUT) G.984 / 7 are representative. Meanwhile, XG-PON or XGS-PON, which further improves the performance of G-PON, is also being used.

이러한 PON의 구성을 보면, 기본적으로 전화국사에 설치된 하나의 OLT(Optical Line Terminal)와 복수 가입자의 ONT(Optical Network Terminal) 혹은 ONU(Optical Network Unit)가 수동 광분기 장치인 리모트 노드(Remote Node)(광스플리터 이용)를 통해 일대다(Point to Multipoint) 네트워크 구조를 가진다.In the configuration of such a PON, a single optical line terminal (OLT) installed in the telephone company and an ONT (Optical Network Terminal) or an ONU (Optical Network Unit) of a plurality of subscribers are connected to a remote node, (Point-to-Multipoint) network structure through an optical splitter (using an optical splitter).

따라서, 하나의 OLT가 설치 위치가 상이한 복수의 ONT와 시분할 통신을 실시해야 하기 때문에 연속신호인 하향신호와 달리 상향신호는 거리가 상이한 ONT들 간의 상향신호 충돌을 피하기 위해 불규칙한 버스트 신호로 전송된다.Therefore, since one OLT must perform time-division communication with a plurality of ONTs having different installation positions, unlike a downstream signal which is a continuous signal, an upstream signal is transmitted as an irregular burst signal in order to avoid an upstream signal collision between ONTs having different distances.

이러한 신호 전송 특성에 의해 ONT가 OLT에 신호를 전송하는 시간은 물리적이거나 전기적인 네트워크 거리에 따르는 것이 아닌 상향신호 스케줄에 따라 불규칙하게 정해지므로 ONT의 상향 신호를 OLT가 수신하는 시간 간격은 네트워크 지연과 무관하다.Due to this signal transmission characteristic, the ONT transmits a signal to the OLT irregularly according to the upward signal schedule, not depending on the physical or electrical network distance, so the time interval during which the OLT receives the upstream signal of the ONT is determined by the network delay It is irrelevant.

네트워크 시간 동기화 방식은 시간 서버가 제공하는 표준 시간 정보를 수신하는 슬레이브 장비가 수신되는 표준 시간 정보와 자신의 로컬 시간 정보의 차이를 오프셋 정보로 계산하고, 슬레이브 장비와 시간 서버 간 네트워크 지연을 특정 메시지 송수신 간격을 통해 확인하여 해당 표준 시간 정보를 수신하는데 걸리는 지연을 반영함으로써 표준 시간 동기화를 수행하게 된다. 따라서, 불규칙한 상향신호 전송 방식을 이용하는 PON의 경우 OLT와 ONT 간 네트워크 정밀 시간 프로토콜을 적용할 수 없다.The network time synchronization scheme calculates offset information between the slave device receiving the standard time information provided by the time server and the local time information received from the slave device and transmits the network delay between the slave device and the time server to a specific message The standard time synchronization is performed by checking the transmission / reception interval and reflecting the delay in receiving the standard time information. Therefore, the network precision time protocol between the OLT and the ONT can not be applied to the PON using the irregular upstream signaling method.

하지만, 다양한 표준 시간 기반 서비스들의 증가와 고속화되고 있는 네트워크 장치들 간의 정밀 시간 동기화를 위해서 PON에서도 표준 시간 동기 방식의 지원이 절실하게 필요한 상황이며, 특히 네트워크를 이용한 정밀 시간 동기화에 대한 요구 역시 높아지고 있는 실정이다.
However, in order to increase the number of standard time based services and precise time synchronization between the network devices that are being accelerated, it is necessary to support the standard time synchronization method in the PON. Especially, there is a demand for precise time synchronization using the network It is true.

한편, 기존의 GPON 방식에서는 표준 개정을 통하여 ITU-T G.984.3 Amendment2에서 시간 동기에 관련된 기술이 제안되고 있다. 해당 기술은 GPON의 수퍼프레임 카운트를 이용하여 각 OLT 마다 상이하게 설정된 특정 카운터 값이 되면, OLT와 ONT간 OMCI(OLT Management Control Interface) 채널을 이용하여 ToD(Time of Day) 값을 전달하는 구조를 택하고 있다. 해당 표준에서는 ONU에서 수신되는 ToD 클럭값의 최대 정밀도를 "±1마이크로초"로 설정하였으며, OLT와 ONU 클럭 동기화 후 약 24시간의 갱신 주기(Holdover)를 가질 수 있도록 구성되었다.On the other hand, in the existing GPON method, a technology related to time synchronization is proposed in ITU-T G.984.3 Amendment 2 through standard revision. The technology uses a super frame count of GPON to deliver a time-of-day (ToD) value using an OMCI (OLT Management Control Interface) channel between the OLT and the ONT when a specific counter value is set differently for each OLT . In this standard, the maximum precision of the ToD clock value received by the ONU is set to "± 1 microsecond", and the OLT is configured to have a 24-hour holdover after ONU clock synchronization.

즉, 해당 표준은 시간 설정을 위해서 OLT와 임의의 ONT 각각 1:1 유니캐스트 통신 방식의 OMCI를 각 OLT마다 순차적으로 설정한 후 각각 시간 정보를 제공하는 방식이기 때문에 최대 256개의 ONT(ONU)와 연결되는 OLT는 시간 동기화를 위해 상당한 시간이 요구되며, 각 OLT마다 고유의 카운터값을 가지므로 OLT의 시간 변경에 따라 ONT의 시간을 일괄적으로 변경하고자 할 경우 최장 1일 또는 6일(G-PON의 경우 슈퍼프레임 카운터는 30비트 크기이므로 2³⁰ × 125㎲ = 약 37시간, 약 1일 13시간, XG-PON이나 XGS-PON의 경우 슈퍼프레임 카운터는 32비트 크기이므로 2³² × 125㎲ = 약 149시간, 약 6일 5시간)의 변경 지연이 발생할 수 있다. 다만, 이러한 경우 24시간 갱신 주기 이내에 시각 정보를 갱신할 수 있도록 OLT에서 각각의 ONT에 대해 매시간 혹은 수 시간 단위로 새롭게 OMCI 채널을 통해서 시각정보를 갱신할 수 있다. That is, since the standard sets the OMCI of 1: 1 unicast communication method sequentially for each OLT and time information for each OLT and any ONT for time setting, it provides up to 256 ONTs OLTs that are connected require a considerable amount of time for time synchronization and have a unique counter value for each OLT. Therefore, if the ONT time is to be changed collectively according to the time change of the OLT, a maximum of one day or six days (G- for the PON because a super frame counter is a 30-bit size 2 ³⁰ × 125㎲ = about 37 hours, because about 23 13 hours, when the XG-PON and PON-XGS superframe counter is 32 bits × 2 ³² = 125㎲ About 149 hours, about 6 days and 5 hours). However, in this case, the OLT can update the time information through the OMCI channel every hour or every several hours in the OLT so that the time information can be updated within the 24-hour update period.

이러한 OMCI는 어플리케이션 계층에서 소프트웨어로서 처리되는 채널이기 때문에 OMCI를 통한 시간 정보를 수신하는 ONT의 경우 수신된 프레임을 복수의 계층별 처리 과정을 통해 분석한 후 실제 시간 정보를 확인하게 되며, 이를 이용하여 시간 정보를 갱신하므로 이러한 처리 과정 중 다른 우선 순위 작업이 진행될 경우 지연이 발생할 수 있으므로 오차 가능성이 높다. 더불어, 복수의 ONT에 대한 시간 동기 과정을 수행하기 위한 소프트웨어 처리 부하 증가와 순차적인 시간 데이터 전송에 따른 전송률 감소 등의 문제도 발생할 수 있다.Since the OMCI is a channel that is processed as software in the application layer, in the case of the ONT receiving time information through OMCI, the received frame is analyzed through a plurality of processing steps, and the actual time information is checked. Since the time information is updated, there is a high possibility of error when delay processing occurs when other priority operations are performed during this processing. In addition, problems such as an increase in software processing load for performing a time synchronization process for a plurality of ONTs and a reduction in a transmission rate due to sequential time data transmission may occur.

따라서, 현재 표준으로 제안되는 방식은 대략적인 시간 동기(표준 허용 정밀도 ±1마이크로초)는 가능하더라도 LTE-TDD와 같은 실제 환경에서 요구되는 수백 나노초(100~200ns) 단위의 고정밀도 시간 동기 처리에는 적합하지 않다.
Therefore, the proposed method as a current standard is not suitable for high-precision time synchronization processing of hundreds of nanoseconds (100 to 200 ns) required in a real environment such as LTE-TDD, even if approximate time synchronization (standard tolerance accuracy of 1 microsecond) Inappropriate.

한국공개특허 제10-2011-0077329호 (발명의 명칭: 네트워크 지연 처리 장치및 그 방법과 그를 위한 IEEE1588시스템)Korean Patent Publication No. 10-2011-0077329 (entitled " Network Delay Processing Apparatus and Method Therefor and IEEE 1588 System therefor) 한국공개특허 제10-2008-0090125호 (발명의 명칭: 통신 시스템에서 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 방법 및 장치)Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-0090125 (entitled " Time Synchronization Method and Apparatus Using GPS Information in Communication System "

본 발명은 광통신망을 구성하는 OLT에서 ONT와의 거리를 측정하고, 측정된 거리에 따른 전송 지연에 대한 지연 정보를 ONT로 전송하여 설정하며, 주기적으로 표준 시간에 대한 표준 시간 정보를 하향 데이터 프레임에 삽입하여 브로드캐스팅 전송함으로써, 상기 하향 데이터 프레임을 수신한 각 ONT에서 상기 하향 데이터 프레임에 포함된 표준 시간 정보 및 미리 설정된 지연 정보를 기초로 표준 시간에 주기적으로 동기화하여 ONT간 클럭 편차를 최소화하도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention measures the distance to an ONT in an OLT constituting an optical communication network, transmits delay information on a transmission delay according to a measured distance to an ONT, and periodically sets standard time information on a standard time to a downlink data frame So as to minimize the clock deviation between the ONTs by periodically synchronizing the ONTs in the standard time based on the standard time information included in the downlink data frame and the preset delay information in each ONT receiving the downlink data frame It has its purpose.

또한, 본 발명은 하향 데이터 프레임의 일부를 표준 시간 정보의 삽입에 이용하여 별도의 시간 동기화를 위한 페이로드를 추가할 필요가 없어 통신 대역폭이나 데이터 전송속도를 유지하면서 높은 성능으로 시간 동기화를 수행할 수 있도록 지원하는데 그 목적이 있다.In addition, since the present invention uses a part of a downlink data frame for insertion of standard time information and does not need to add a payload for additional time synchronization, time synchronization is performed with high performance while maintaining communication bandwidth or data transmission speed The purpose of this is to support.

더하여, 본 발명은 서로 다른 주기에 서로 다른 단위의 정밀 시간 동기화를 위한 타임 스탬프를 포함하는 표준 시간 정보를 하향 데이터 프레임에 삽입하여 전송함으로써 높은 정밀도로 각 ONT 사이의 시간 동기화가 용이하게 이루어지도록 지원하는 동시에 ONT를 통한 시간 관련 가입자 서비스의 품질을 향상시키는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention inserts standard time information including time stamps for precise time synchronization of different units in different periods into a downlink data frame and transmits the same so that time synchronization between the ONTs can be easily performed with high accuracy And to improve the quality of the time related subscriber service through the ONT.

본 발명의 실시예에 따른 PON 구조 기반 정밀 시간 동기화 시스템은, 수동형 광네트워크를 구성하는 OLT와 복수 ONT 사이의 정밀 시간 동기화를 위한 시스템에 있어서, 상기 복수 ONT에 대하여 거리를 측정하여 상기 ONT의 지연 시간에 대한 지연 정보를 생성한 후 상기 각 ONT로 전송하며, 미리 설정된 주기로 하향 데이터 프레임 헤더의 미리 설정된 제 1 영역에 시간 단위를 표시하기 위한 인덱스 정보를 삽입하고, 상기 하향 데이터 프레임의 미리 설정된 제 2 영역에 표준 시간 정보를 삽입하여 상기 복수의 ONT로 일괄 전송하는 OLT 및 상기 OLT로부터 수신된 지연정보를 설정하고, 상기 OLT로부터 수신된 상기 하향 데이터 프레임의 상기 인덱스 정보를 기초로 시간 단위를 식별하며, 상기 시간 단위에 대응되어 상기 제 2 영역에 삽입된 표준 시간 정보를 기초로 상기 지연 정보를 반영하여 표준 시간으로 동기화하는 ONT를 포함할 수 있다.The PON structure-based precision time synchronization system according to an embodiment of the present invention is a system for precise time synchronization between an OLT and a plurality of ONTs constituting a passive optical network, And transmitting index information for displaying a time unit in a predetermined first area of a downlink data frame header at a predetermined period, 2, and sets delay information received from the OLT, and identifies a time unit based on the index information of the downlink data frame received from the OLT Based on the standard time information inserted in the second area corresponding to the time unit Reflecting the group delay information may include the ONT to synchronize to standard time.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제 1 영역은 ITU-T 표준에 대응되는 수동형 광네크워크의 프레임 규격에 따른 상기 하향 데이터 프레임의 PON OC Body에 구성되는 Reserved 영역이며, 상기 제 2 영역은 상기 프레임 규격에 따른 PON-ID 영역인 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first area is a reserved area configured in a PON OC Body of the downlink data frame according to a frame standard of a passive optical network corresponding to ITU-T standard, And is a PON-ID area according to the standard.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 OLT는 미리 설정된 제 1 주기로 상기 하향 데이터 프레임에 초 단위의 표준 시간 정보를 삽입하여 전송하고, 미리 설정된 제 2 주기로 상기 하향 데이터 프레임에 나노 초 단위의 제 2 표준 시간 정보를 삽입하여 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the OLT inserts standard time information in units of seconds into the downlink data frame at a predetermined first period and transmits the standard time information in a second period, Time information is inserted and transmitted.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제 1 주기는 상기 제 2 주기보다 긴 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the first period may be longer than the second period.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 OLT는 상기 표준 시간 정보를 제공하는 시간 서버로부터 상기 표준 시간 정보를 수신하고, 상기 시간 서버와의 메시지 송수신에 따른 상기 OLT와 시간 서버 사이의 지연 시간에 대한 지연 정보를 산출하여 상기 표준 시간 정보에 따른 표준 시간에 동기화하고, 해당 표준 시간 정보를 상기 하향 데이터 프레임에 삽입하여 상기 ONT로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.The OLT receives the standard time information from a time server providing the standard time information, and transmits a delay to the delay time between the OLT and the time server according to the transmission / reception of a message with the time server. Information is synchronized with the standard time according to the standard time information, and the standard time information is inserted into the downlink data frame and transmitted to the ONT.

본 발명의 실시예에 따른 PON 구조 기반 정밀 시간 동기화 방법은, 수동형 광네트워크를 구성하는 OLT가 상기 ONT에 대하여 거리를 측정하여 상기 ONT의 지연 시간에 대한 지연 정보를 생성한 후 상기 ONT로 전송하여 지연정보를 ONT에 설정하는 설정 단계와, 상기 OLT가 미리 설정된 주기로 하향 데이터 프레임의 미리 설정된 제 1 영역에 시간 단위를 표시하기 위한 인덱스 정보를 삽입하고, 상기 하향 데이터 프레임의 미리 설정된 제 2 영역에 표준 시간 정보를 삽입하여 상기 ONT로 전송하는 전송 단계 및 상기 ONT가 상기 OLT로부터 수신된 상기 하향 데이터 프레임의 상기 인덱스 정보를 기초로 시간 단위를 식별하고, 상기 시간 단위에 대응되어 상기 제 2 영역에 삽입된 표준 시간 정보를 기초로 상기 지연 정보를 반영하여 표준 시간으로 동기화하는 동기화 단계를 포함할 수 있다.In the PON structure-based precision time synchronization method according to an embodiment of the present invention, an OLT constituting a passive optical network measures distance to the ONT, generates delay information for the delay time of the ONT, and transmits the delay information to the ONT The OLT inserts index information for displaying a time unit in a first predetermined area of a downlink data frame at a predetermined period, and transmits the index information to the first area of the downlink data frame, A transmission step of transmitting standard time information to the ONT, and a time step of identifying a time unit based on the index information of the downlink data frame received from the ONT, A synchronizing unit for synchronizing the delayed information based on the inserted standard time information in standard time It may contain.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 전송 단계는 상기 OLT가 미리 설정된 제 1 주기로 상기 하향 데이터 프레임에 초 단위의 표준 시간 정보를 삽입하여 전송하고, 미리 설정된 제 2 주기로 나노 초 단위의 제 2 표준 시간 정보를 삽입하여 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the OLT transmits the standard time information in units of seconds in the downlink data frame at a preset first period, and transmits the second standard time in units of nano- Information is inserted and transmitted.

본 발명은 하향 신호를 기준으로 각 ONT의 전송 지연을 설정하고, OLT에서 주기적으로 하향 신호에 표준 시간 정보를 삽입하여 각 ONT로 전송되도록 하여, 각 ONT가 상향 신호에 따른 기존의 오프셋이나 전송 지연을 고려할 필요 없이 하향 신호에 따른 전송 지연만을 고려하여 OLT에서 전송하는 표준 시간과 용이하게 정밀한 시간 동기화가 이루어지도록 할 수 있으므로 네트워크 상에서 발생하는 다양한 변수를 고려할 필요없이 하향 신호에 따른 명확한 표준 시간 및 지연 정보만을 기준으로 서로 다른 ONT 사이의 정밀한 시간 동기화를 보장하고 PON 시스템 성능을 크게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 하향 신호를 구성하는 하향 데이터 프레임에 동기화를 위한 별도의 페이로드를 추가할 필요없이 표준 프로토콜에 따른 신호 규격을 유지할 수 있어 통신 대역폭을 보장하는 효과가 있다.In the present invention, a transmission delay of each ONT is set on the basis of a downstream signal, standard time information is periodically inserted into a downstream signal in the OLT, and the OLT transmits the ONT to each ONT. It is possible to easily perform precise time synchronization with the standard time transmitted from the OLT in consideration of only the transmission delay due to the downlink signal without considering the delay time, It is possible to guarantee precise time synchronization between different ONTs based on information only and to greatly improve the performance of the PON system and to improve the performance of the PON system without requiring additional payloads for synchronization to the downstream data frames constituting the downstream signals The communication bandwidth can be maintained . &Lt; / RTI >

또한, 본 발명은 서로 다른 주기에 서로 다른 단위의 정밀 시간 동기화를 위한 타임 스탬프를 포함하는 표준 시간 정보를 하향 데이터 프레임에 삽입하여 전송함으로써 ONT가 정확한 시간을 알 수 있어 이와 연결되는 시간 관련 가입자 서비스의 품질을 높일 수 있고, 높은 정밀도로 각 ONT 사이의 시간 동기화가 이루어지도록 지원하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, standard time information including a time stamp for precise time synchronization of different units in different periods is inserted into a downlink data frame and transmitted, so that the ONT can know the accurate time, It is possible to improve the quality of the ONTs and to support time synchronization between the ONTs with high precision.

또한, 본 발명은 OLT가 다수의 ONT(ONU)에 대한 시간 동기 과정을 한 번에 수행할 수 있으며, 주기적 갱신 과정을 통해 정밀도를 유지할 수 있음과 아울러 프레임으로부터 직접 시간 데이터를 추출하여 적용하는 방식이기 때문에 시간 동기에 필요한 통신 자원, 시스템 부하, 처리 시간을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the OLT can perform a time synchronization process for a plurality of ONTs (ONUs) at a time, can maintain accuracy through a periodic update process, and extracts and applies time data directly from a frame It is possible to minimize the communication resources, system load, and processing time required for time synchronization.

도 1은 종래 수동형 광네트워크의 구성을 보인 예시도.
도 2는 수동형 광네트워크의 하향 신호 전송 방식을 설명하기 위한 개념도.
도 3은 수동형 광네트워크의 상향 신호 전송 방식을 설명하기 위한 개념도.
도 4는 IEEE 1588 프로토콜을 이용하는 시간 동기화 시스템의 구성을 보인 예시도.
도 5는 IEEE 1588 프로토콜을 이용한 표준 시간 동기화 방식을 설명하기 위한 개념도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PON 구조 기반 정밀 시간 동기화 시스템의 구성도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 PON 구조 기반 정밀 시간 동기화 시스템의 수동형 광네트워크에서 표준 시간 동기화를 위한 거리 측정을 설명하기 위한 개념도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 PON 구조 기반 정밀 시간 동기화 시스템에 이용되는 프레임 규격에 대한 예시도.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 표준 시간 정보를 전송하기 위한 하향 데이터 프레임의 구성도 및 하향 데이터 프레임에 삽입되는 표준 시간 정보에 대한 예시도.
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 PON 구조 기반 정밀 시간 동기화 시스템에서 표준 시간 정보가 삽입된 하향 데이터 프레임의 전송 과정에 대한 개념도.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 PON 구조 기반 정밀 시간 동기화 시스템을 구성하는 OLT 및 ONT의 상세 구성도.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 PON 구조 기반 정밀 시간 동기화 방법에 대한 순서도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exemplary diagram showing the configuration of a conventional passive optical network. FIG.
2 is a conceptual diagram illustrating a downlink signal transmission method of a passive optical network;
3 is a conceptual diagram for explaining an upstream signal transmission method of a passive optical network;
4 shows an example of a configuration of a time synchronization system using the IEEE 1588 protocol.
5 is a conceptual diagram illustrating a standard time synchronization method using the IEEE 1588 protocol.
6 is a configuration diagram of a precision time synchronization system based on a PON structure according to an embodiment of the present invention;
7 and 8 are conceptual diagrams illustrating distance measurement for standard time synchronization in a passive optical network of a precision time synchronization system based on a PON structure according to an embodiment of the present invention.
9 is an exemplary view of a frame standard used in a precision time synchronization system based on a PON structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 and FIG. 11 are block diagrams of a downlink data frame for transmitting standard time information and standard time information inserted in a downlink data frame according to an embodiment of the present invention; FIG.
12 and 13 are conceptual diagrams illustrating a transmission process of a downlink data frame in which standard time information is inserted in a precision time synchronization system based on a PON structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a detailed configuration diagram of an OLT and an ONT constituting a precision time synchronization system based on a PON structure according to an embodiment of the present invention; FIG.
15 is a flowchart of a precision time synchronization method based on a PON structure according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention should be construed in a sense generally understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined in the present invention, and an overly comprehensive It should not be construed as meaning or overly reduced. In addition, when a technical term used in the present invention is an erroneous technical term that does not accurately express the concept of the present invention, it should be understood that technical terms that can be understood by a person skilled in the art can be properly understood. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or context, and should not be construed as being excessively reduced.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Furthermore, the singular expressions used in the present invention include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. The term "comprising" or "comprising" or the like in the present invention should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the invention, Or may include additional components or steps.

또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.In addition, terms including ordinals such as first, second, etc. used in the present invention can be used to describe elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or similar elements throughout the several views, and redundant description thereof will be omitted.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. It is to be noted that the accompanying drawings are only for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the scope of the present invention with reference to the accompanying drawings.

또한, 본 발명은 기본적으로 전화국사에 설치된 하나의 OLT(Optical Line Terminal)와 복수 가입자의 ONT(Optical Network Terminal) 혹은 ONU(Optical Network Unit)가 수동 광분기 장치인 리모트 노드(Remote Node)(광스플리터 이용)를 통해 일대다(Point to Multipoint) 네트워크 구조를 가지는 수동형 광네트워크인 PON(Passive Optical Network)을 기반으로 설명하나, 이외에도 PON을 구성하는 다양한 장비에 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이다.In addition, the present invention basically provides an OLT (Optical Line Terminal) installed in a telephone company and a plurality of ONTs (Optical Network Terminals) or ONUs (Optical Network Terminals) of a plurality of subscribers as a remote node (Passive Optical Network), which is a passive optical network having a point-to-multipoint network structure through a plurality of optical fiber splinters (for example, a splitter). In addition, the present invention can be applied to various devices constituting a PON.

특히, 본 발명을 설명함에 있어 가입자측 광통신 단말을 ONT(Optical Network Terminal)이라 칭하지만 이는 동일한 개념인 ONU(Optical Network Unit)을 포함하는 가입자측 광통신 단말을 대표하는 의미로 사용되는 것이므로 ONT는 ONU를 비롯한 다른 종류의 광통신 모뎀이나 광통신 단말장치를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다.In particular, in describing the present invention, a subscriber's optical communication terminal is referred to as an ONT (Optical Network Terminal), but this is used to represent a subscriber's optical communication terminal including an ONU (Optical Network Unit) And other types of optical communication modems or optical communication terminal devices.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 상세 실시예를 설명한다.
Hereinafter, detailed embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 일반적인 PON의 구성을 보인 것으로, 도시된 바와 같이 전기 신호와 광신호를 상호 변환하는 광트랜시버를 구비한 OLT(1)는 리모트 노드(RN)를 통해서 복수의 가입자 ONT(2)와 연결되는데, 각 ONT(2)에도 각각 광트랜시버가 구성된다.FIG. 1 shows a configuration of a general PON. As shown in the figure, an OLT 1 having an optical transceiver for converting an electric signal into an optical signal is connected to a plurality of subscriber ONTs 2 through a remote node RN. Each ONT 2 also has an optical transceiver.

도 2는 PON의 하향 신호 전송 방식을 설명하기 위한 개념도로서, 도시된 바와 같이 OLT(1)가 ONT(2)에 전송할 하향 프레임 데이터를 하향 신호로 연속적으로 보내면 복수의 ONT(2_1, 2_2)는 이러한 하향 프레임 데이터 중에서 자신에 대한 프레임 데이터를 선별하여 수신한다. 따라서, 이러한 하향 신호는 OLT(1)가 자신의 클럭으로 변조한 신호를 연속적으로 전송하는 것만으로 신호 충돌 없는 연속 데이터 전송이 가능하다. FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a downlink signal transmission method of a PON. As shown in FIG. 2, when the OLT 1 continuously sends down-frame data to be transmitted to the ONT 2 as a downstream signal, a plurality of ONTs 2_1 and 2_2 Frame data of the downlink frame data is selected and received. Accordingly, this downstream signal can be continuously transmitted without signal collision only by continuously transmitting a signal modulated by the OLT 1 with its own clock.

하지만, ONT(2)가 OLT(1)로 상향 프레임 데이터를 상향 신호로 전송하는 경우 복수의 ONT(2_1, 2_2)가 임의로 상향 신호를 전송하게 되면 신호가 충돌할 가능성이 있기 때문에 ONT(2)에 대한 정보(개수, 거리 등)를 알고 있는 OLT(1)가 하향 신호를 통해 개별 ONT(2)에 대한 상향 신호의 전송 시점과 데이터량에 대한 제어 정보를 전달하면 각 ONT(2_1, 2_2)는 해당 제어 정보를 기반으로 다양한 크기의 상향 버스트 신호를 생성하여 충돌 없이 전달하게 된다.However, when the ONT 2 transmits the upstream frame data as the uplink signal to the OLT 1, if the ONTs 2_1 and 2_2 arbitrarily transmit upstream signals, there is a possibility that the signals collide with each other, The ONTs 2_1 and 2_2 transmit the control information about the transmission time point and the data amount of the upstream signal to the individual ONTs 2 through the downstream signal, Generates an uplink burst signal of various sizes based on the corresponding control information and transmits the burst signal without collision.

도 3은 PON의 상향 신호 전송 방식을 설명하기 위한 개념도로서, 도시된 바와 같이 ONT(2_1, 2_2)는 각각 상이한 시점에 정해진 데이터량의 상향 신호를 생성하여 OLT(1)에 전송하게 되는데, 각 상향 신호는 충돌을 방지하기 위하여 약간의 가드 구간(a)으로 구분된다.As shown in FIG. 3, the ONTs 2_1 and 2_2 generate uplink signals of a predetermined amount of data at different time points and transmit them to the OLT 1, The upstream signal is divided into a few guard intervals (a) to prevent collision.

이러한, 상향 신호 전송의 경우 전송할 데이터 유무에 따라 필요한 전송 시점을 OLT(1)가 할당해 주는 방식이기 때문에 각 ONT(2)에서 불규칙한 전송이 이루어진다. 따라서, OLT(1)가 상기 각 ONT(2)의 불규칙한 상향 신호의 전송 지연을 통해 각 ONT(2)에 대한 거리를 측정할 수 없으므로, 전송 시간으로 거리를 측정하는 네트워크 정밀 시간 프로토콜을 적용하기 어려운 환경이다.In the uplink signal transmission, since the OLT 1 allocates necessary transmission time according to the presence or absence of data to be transmitted, irregular transmission is performed in each ONT 2. Therefore, since the OLT 1 can not measure the distance to each ONT 2 through the transmission delay of irregular upstream signals of the ONTs 2, the network precision time protocol for measuring the distance by the transmission time is applied It is a difficult environment.

또한, 이러한 상향 신호의 경우 도시된 바와 같이 신호가 계속하여 분절되는 버스트 신호이며, 각 신호는 개별 ONT(2_1, 2_2)의 자체 클럭을 이용하기 때문에 상향 버스트 신호의 클럭들은 상호 혹은 OLT 클럭과 동기화되어 있지 않아 이를 수신하는 OLT(1)의 클럭과는 편차가 존재하게 되므로, 이러한 불규칙한 전송 지연에 의해 네트워크 정밀 시간 프로토콜을 적용하기는 더더욱 어렵다.
In the case of the upstream signal, as shown in the figure, the signal is continuously divided into burst signals. Since each signal uses its own clock of the ONTs 2_1 and 2_2, the clocks of the upstream burst signals are synchronized with each other or with the OLT clock And there is a deviation from the clock of the OLT 1 receiving it. Therefore, it is more difficult to apply the network precision time protocol due to the irregular transmission delay.

하지만, 최근 추세에 따라 장비 간 동기화 뿐만 아니라 단말 혹은 단말과 연결되는 장치(예컨대 가입자망의 경우 댁내 네트워크 연결 장치들)에서 다양한 표준 시간 기반 서비스를 제공하기 위한 표준 시간 확인은 점차 중요한 이슈가 되고 있다.However, according to recent trends, standard time confirmation for providing various standard time based services in an apparatus or a device connected to a terminal or a terminal (for example, a home network connection device in case of a subscriber network) becomes an important issue as well as synchronization between devices .

이에 따라, 일반적인 네트워크에 이용되는 정밀 시간 프로토콜을 사용할 수 없는 PON에도 이와 유사한 시간 동기 방식을 적용할 필요성이 높아지고 있다.
Accordingly, it is increasingly necessary to apply a similar time synchronization method to a PON that can not use a precision time protocol used in a general network.

우선 일반적인 정밀 시간 프로토콜을 살펴보면, 네트워크에 위치한 시간 서버를 이용하는 정밀 시간 프로토콜(PTP:Precision Time Protocol)로 널리 사용되고 있는 IEEE 1588은 그랜드마스터(GM)의 표준 시간과 동기화를 원하는 슬레이브 장비 클럭 간 오프셋과 그랜드마스터와 슬레이브 장비 간의 네트워크 지연을 계산하여 표준 시간 동기화를 수행하는데, 이는 도 4 및 5를 통해 설명한다.IEEE 1588, which is widely used as a Precision Time Protocol (PTP) using a time server located in a network, can detect the offset between a slave device clock that desires synchronization with a standard time of a grandmaster (GM) The network delay between the grand master and the slave devices is calculated to perform standard time synchronization, which is illustrated in Figures 4 and 5.

도 4는 IEEE 1588 프로토콜을 이용하는 시간 동기화 시스템의 구성을 보인 예시도로서, 도시된 바와 같이 슬레이브(30)가 네트워크(20)를 통해 그랜드마스터(10)에 접속하여 표준 시간과 동기화할 수 있도록 구성된다.4 shows an example of the configuration of a time synchronization system using the IEEE 1588 protocol. As shown in FIG. 4, the slave 30 is connected to the grand master 10 via the network 20, do.

도시된 그랜드마스터(10)는 주기적으로 슬레이브(30)와 메시지를 교환하고, 슬레이브(30)는 해당 메시지에 포함된 표준 시간 정보를 이용하여 오프셋(Offset) 정보를 확인하며, 네트워크(20)에 의한 지연 정보를 확인하여 오프셋 정보 및 지연 정보를 토대로 표준 시간을 계산한다.The illustrated grand master 10 periodically exchanges messages with the slaves 30 and the slaves 30 confirm the offset information using the standard time information included in the messages and send the offset information to the network 20 And calculates the standard time based on the offset information and the delay information.

도 5는 IEEE 1588 프로토콜을 이용한 표준 시간 동기화 방식에 대한 개념도로서, 도시된 바와 같이 시간 서버에 해당하는 그랜드마스터(10)가 동기화를 수행하는 슬레이브(30)에 현재 표준 시간이 포함된 동기(sync) 메시지를 전송(모든 슬레이브에 브로드캐스팅)하고, 동기 메시지에 대한 타임 스탬프 정보(정확한 2스탭 시간 정보)가 포함된 후속 (follow up) 메시지를 전송한다.FIG. 5 is a conceptual diagram of a standard time synchronization method using the IEEE 1588 protocol. As shown in FIG. 5, a master 30 corresponding to a time server transmits a synchronization ) Message (broadcasting to all slaves), and transmits a follow-up message including timestamp information (accurate 2-step time information) for the synchronous message.

이러한 마스터(10)의 메시지들을 수신한 슬레이브(30)는 자신의 시간과 수신된 시간을 비교하여 오프셋을 계산한다. The slave 30 receiving the messages of the master 10 compares its own time with the received time to calculate an offset.

도시된 예시에서는 슬레이브(30)의 시간과 마스터(10)로부터 수신된 시간이 +3 만큼 차이가 발생하므로 슬레이브(30)는 오프셋을 계산하여 자신의 시간을 변경한다.In the illustrated example, since the time of the slave 30 and the time received from the master 10 differ by +3, the slave 30 calculates the offset and changes its time.

이러한 오프셋 정보는 마스터(10)와 슬레이브(30) 사이의 메시지 전송 지연이 반영되지 않았으므로, 이를 확인하기 위해서 슬레이브(30)는 마스터(10)에 지연 요청 메시지를 전송하고, 이를 수신한 마스터(10)는 자신의 수신 시 표준 시간 정보를 포함하는 지연 응답 메시지를 슬레이브(30)에 전송한다. Since the offset information does not reflect the message transmission delay between the master 10 and the slave 30, the slave 30 transmits a delay request message to the master 10, 10 transmits to the slave 30 a delay response message including standard time information upon receipt thereof.

슬레이브(30)는 지연 응답 메시지를 수신한 시간에서 지연 요청 메시지를 전송한 시간을 뺀 지연 정보를 구하여 그 절반을 자신과 마스터(10) 사이의 지연으로 간주한다. The slave 30 obtains the delay information obtained by subtracting the time at which the delay request message is transmitted from the time at which the delay response message was received, and considers half of the delay information as a delay between itself and the master 10.

도시된 경우는 지연 응답 메시지를 수신한 시간에서 지연 요청 메시지를 전송한 시간의 절반에 해당하는 +2를 지연 정보로 계산한다. In the illustrated case, +2 corresponding to half of the time of transmitting the delay request message at the time of receiving the delay response message is calculated as delay information.

이렇게 슬레이브(30)는 표준 시간 동기화를 위한 오프셋과 지연 정보를 계산한 후 이를 자신의 시간 정보에 반영하여 표준 시간과 동기화를 수행함으로써 네트워크 상의 시간 서버를 이용하여 표준 시간을 알 수 있다. The slave 30 calculates the offset and delay information for standard time synchronization and reflects the offset and delay information for the standard time synchronization to synchronize with the standard time so that the standard time can be known using the time server on the network.

이와 같이, 도시된 복수의 슬레이브(31, 32)가 각각 내부적으로 독립된 클럭으로 동작할 경우 각 클럭의 시작 시간이 동일할 가능성은 낮은데, 이 경우 상술한 IEEE 1588 프로토콜을 이용하면 별도의 부가 구성 없이도 그랜드마스터(10)의 표준시간으로 동기화가 가능하게 된다.In this way, when the plurality of slaves 31 and 32 shown in the figure operate internally as independent clocks, it is unlikely that the start times of the respective clocks are the same. In this case, if the IEEE 1588 protocol is used, Synchronization can be performed at the standard time of the grand master 10.

즉, 각 슬레이브(31, 32)가 그랜드마스터(10)를 통해 표준 시간으로 동기화함으로써, 사용할 통신 클럭들을 상호 동기화할 수 있으며, 이를 위해서 별도의 케이블이나 동기 클럭 장비 등이 필요하지 않다.That is, the slaves 31 and 32 synchronize with the grand master 10 at standard time, so that the communication clocks to be used can be synchronized with each other, and no separate cable or synchronous clock equipment is required for this purpose.

이러한 장점이 있지만, 정밀 시간 프로토콜은 기본적으로 네트워크를 통해 연결된 그랜드마스터(10)와 슬레이브(30) 사이의 오프셋과 네트워크 지연 정보를 이용하여 슬레이브(30)가 그랜드마스터(10)의 표준 시간에 동기화하는 방식을 이용하게 되므로 메시지 송수신 간격을 통해 균일한 지연 정보를 얻을 수 있는 네트워크에만 적용이 가능한 한계가 있다.
The precision time protocol basically synchronizes the slave 30 with the standard time of the grand master 10 by using the offset between the grand master 10 and the slave 30 connected to the network and the network delay information, There is a limit to be applied only to a network in which uniform delay information can be obtained through a transmission / reception interval of a message.

따라서, 다른 종류의 네트워크를 통해 외부 망과 연결된 OLT는 정밀 시간 프로토콜을 이용한 표준시간 동기화가 가능하지만 PON을 통해 연결된 ONT에는 이러한 정밀 시간 프로토콜을 적용할 수 없다. 비록 OLT에서 표준 시간 정보를 각 ONT에 전달해 줄 수 있으나 이를 위해서 프레임 구조를 변경하거나 표준 시간 정보를 데이터로서 전달해야 하므로 호환성이 낮아지거나 전송량이 감소될 수 있고, 네트워크 지연에 대한 정보를 반영할 수 없어 정밀한 표준 시간 동기화는 어렵다. Therefore, an OLT connected to an external network through another kind of network can perform standard time synchronization using a precise time protocol, but such a precise time protocol can not be applied to an ONT connected through a PON. Although the OLT can transmit the standard time information to each ONT, it is required to change the frame structure or transmit the standard time information as data, so that the compatibility may be lowered or the transmission amount may be reduced and the information about the network delay may be reflected No precise standard time synchronization is difficult.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 실시예에서는 각 ONT에서 정밀하게 표준시간으로 동기화를 수행하여 표준 시간을 기반으로 하는 가입자 서비스를 지원할 수 있도록 하는 개선된 방법을 제공한다.In order to solve such a problem, an embodiment of the present invention provides an improved method of accurately supporting the subscriber service based on standard time by performing synchronization with standard time at each ONT.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PON 구조 기반 정밀 시간 동기화 시스템의 구성도로서, 도시된 바와 같이 OLT(Optical Line Terminal)(1)는 광선로를 통해 복수의 ONT(2)와 연결되며, 별도의 네트워크를 통해 그랜드마스터(10)와 연결된다. 예를 들어, OLT(1)가 IEEE 1588 정밀 시간 프로토콜을 이용할 경우 OLT(1)는 그랜드마스터(10)로부터 제공되는 표준시간 메시지와 송수신 메시지를 기반으로 측정한 네트워크의 지연 정보를 토대로 표준 시간 동기화를 수행할 수 있다.As shown in FIG. 6, an OLT (Optical Line Terminal) 1 is connected to a plurality of ONTs 2 through an optical path, Lt; RTI ID = 0.0 > 10 < / RTI > For example, when the OLT 1 uses the IEEE 1588 precision time protocol, the OLT 1 transmits standard time messages provided from the grand master 10 and standard time synchronization Can be performed.

이 경우, OLT(1) 자신은 표준 시간과 동기화되었지만 ONT(2)는 이러한 네트워크 정밀 시간 프로토콜을 이용할 수 없으므로, 기존 네트워크 정밀 시간 프로토콜과 다른 방식으로 ONT의 표준 시간 동기화를 진행해야 한다.In this case, since the OLT 1 itself is synchronized with the standard time but the ONT 2 can not use the network precision time protocol, standard time synchronization of the ONT must be performed in a manner different from the existing network precision time protocol.

도 7 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 PON 구조 기반 정밀 시간 동기화 시스템의 수동형 광네트워크에서 표준 시간 동기화를 위한 거리 및 지연시간 측정을 설명하기 위한 개념도이다.7 to 8 are conceptual diagrams illustrating distance and delay time measurement for standard time synchronization in a passive optical network of a precision time synchronization system based on a PON structure according to an embodiment of the present invention.

도 7은 OLT가 ONT를 등록하는 과정에서 이루어지는 거리 측정 과정을 설명하는 개념도로서, 일반적인 OLT(1)는 활성화(Activation) 시 ONT(2)에 대한 등록(registration) 과정을 진행하게 되며, 이러한 등록 과정을 통해서 연결된 모든 ONT에 대한 정보를 확인(Rainging)하고 거리에 대한 정보를 DB 정보로서 관리하게 된다. 특히, 통신망 운영 중에도 신규 ONT(New face)가 연결되거나 기 구성된 ONT가 이탈하는 경우 역시 등록 과정을 통해서 이러한 거리 정보를 갱신하게 된다. FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a distance measurement process performed in the process of registering an ONT by the OLT. The OLT 1 performs a registration process for the ONT 2 at the time of activation, Through the process, information about all connected ONTs is checked (Rainging) and distance information is managed as DB information. In particular, when a new ONT (new face) is connected or a configured ONT leaves during the operation of the communication network, the distance information is also updated through the registration process.

이러한 거리 정보는 PON의 특성 상 상향 신호 수신을 위해 필수적인 것으로 OLT는 각 ONT에 상향 신호 전달 시점과 데이터 크기를 설정할 때 ONT의 거리를 감안하여 상호 충돌하지 않도록 개별 ONT의 상향 신호 전송 시점을 조절한다.This distance information is essential for the upstream signal reception due to the characteristics of the PON. The OLT adjusts the uplink signal transmission time point of each ONT so as not to collide with each other considering the distance of the ONT when setting the upstream signal transmission time and data size to each ONT .

이러한 거리 정보 확인 기능은 PON 운영을 위한 OLT의 기본적인 기능으로 그 오차는 약 20m 정도에 불과하며, 이를 시간으로 환산할 경우 100ns 정도가 된다.The distance information checking function is a basic function of the OLT for PON operation, and the error is only about 20 m, which is about 100 ns in terms of time.

현재 사용되고 있는 IEEE 1588 정밀 시간 프로토콜의 경우에도 네트워크의 통신 상태가 불규칙한 경우 수백ns~수ms 정도의 오차가 발생하므로 이러한 수백ns 이하의 오차는 수용할 수 있는 정도에 해당한다.Even in the current IEEE 1588 precision time protocol, when the communication state of the network is irregular, an error of several hundred ns to several ms occurs, so that the error of less than several hundred ns corresponds to an acceptable level.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 표준 시간 전송 방식의 개념을 나타낸 것으로, OLT(100)의 기본 기능인 ONT(200) 거리 측정을 통해 얻은 거리 정보를 지연 시간 정보로 환산한 지연 정보를 생성한 후 상기 각 ONT(200)에 대응되는 지연정보를 전송할 수 있다.FIG. 8 illustrates a concept of a standard time transmission scheme according to an embodiment of the present invention. The delay time information is obtained by converting distance information obtained through distance measurement of ONT 200, which is a basic function of OLT 100, into delay time information And then transmit the delay information corresponding to the ONTs 200. FIG.

이러한 각 ONT(200)에 대한 지연 정보의 전달은 데이터 채널이 아닌 관리 채널을 통해 제공될 수 있으며, 거리가 변화되지 않으므로 한 번 만 전송해 주면 된다.The transmission of the delay information for each ONT 200 can be provided through a management channel, not a data channel, and the distance can not be changed.

이후 OLT(100)는 각 ONT(200)에 표준시간 정보를 하향신호로 전송하며, 이를 수신한 각 ONT(200)는 수신된 표준시간 정보와 자신의 로컬 시간 정보의 오프셋과 기 수신된 지연 정보를 반영하여 자신의 로컬 시간 정보를 표준시간에 맞추어 동기화할 수 있게 된다.Thereafter, the OLT 100 transmits standard time information as a downlink signal to each ONT 200. Each ONT 200 receives the standard time information, the offset of its own local time information, and the received delay information So that the local time information of the user can be synchronized with the standard time.

이러한 표준시간 정보의 경우 ns 단위까지의 정밀 시간 정보를 제공하기 위해서는 많은 양의 데이터가 필요하기 때문에 이를 데이터로서 주기적으로 전송할 경우 데이터 전송량이 줄어들게 된다. In the case of such standard time information, since a large amount of data is required to provide accurate time information up to ns units, the data transmission amount is reduced when the data is periodically transmitted as data.

따라서, 이러한 표준 시간 정보를 기존 표준 프레임의 변형이나 데이터량의 증가 없이 전송할 수 있는 방법이 필요하다. Therefore, there is a need for a method that can transmit the standard time information without changing the existing standard frame or increasing the data amount.

이에 대한 동작 구성을 도 9 내지 도 11을 통해 상세히 설명한다.The operation configuration will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 11. FIG.

우선, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 OLT(1)에서 상기 ONT(2)로 전송하는 하향 데이터 프레임은 ITU-T 표준인 G-PON / XG-PON / XGS-PON 의 프레임 규격을 기준으로 설명한다.9, a downlink data frame transmitted from the OLT 1 to the ONT 2 is described on the basis of a frame standard of G-PON / XG-PON / XGS-PON, which is ITU-T standard do.

표준에 따른 하향 데이터 프레임은 헤더에 해당하는 PSBd(physical synchronization block appropriate for downstream)와 물리 프레임 페이로드(payload)로 구성되고, 해당 PSBd는 8바이트의 동기 정보, 8바이트의 시퀀스 번호 정보(SFC structure), 8바이트의 운영 제어 정보(OC:Operation Control structure)로 구성된다.The downlink data frame according to the standard is composed of a physical synchronization block suitable for downstream (PSBd) corresponding to a header and a physical frame payload. The PSBd includes 8 bytes of synchronization information, 8 bytes of sequence number information (SFC structure ), And 8 bytes of operation control structure (OC).

이러한 OC structure는 51비트의 PON OC Body 정보와 13비트의 오류코드 정보로 이루어진다.This OC structure consists of 51 bits of PON OC Body information and 13 bits of error code information.

도 10은 PON OC Body 정보를 구성하는 각 필드를 보인 것이다.FIG. 10 shows the fields constituting the PON OC Body information.

도시된 바와 같이 PON OC Body는 8비트의 PIT(PON ID Type) 정보와 32비트의 PON-ID 정보 및 11비트의 TOL(Transmit Optical Level) 정보로 이루어진다.As shown in the figure, the PON OC Body includes 8 bits of PON ID Type information, 32 bits of PON-ID information, and 11 bits of Transmit Optical Level (TOL) information.

여기서, PIT 정보에는 5비트의 정의된 정보외에 3비트의 Reserved 영역이 포함되며, 이러한 3비트의 Reserved 영역 설정에 따라 후속되는 32비트 PON-ID 정보를 다른 용도로 활용할 수 있게 된다.Here, the PIT information includes a 3-bit reserved area in addition to the 5-bit defined information, and the following 32-bit PON-ID information can be used for other purposes according to the 3-bit reserved area setting.

실질적으로 PON-ID는 PON 구성에 대한 정보로서 매 프레임마다 반드시 필요한 구성은 아니므로 본 발명에서는 해당 PON-ID 영역을 표준 시간 전달을 위해 활용할 수 있도록 한다.In practice, the PON-ID is information on the PON configuration and is not necessarily required for every frame, so that the present invention can utilize the PON-ID area for standard time transmission.

즉, PIT의 3비트 Reserved 영역에 약속된 코드를 입력하면 후속되는 PON-ID 영역의 내용은 표준시간을 나타내는 것으로 정의한다. That is, if the code promised in the 3-bit Reserved area of the PIT is input, the content of the following PON-ID area is defined as indicating the standard time.

예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이 Reserved 영역의 인덱스 코드로 101이 입력되면 PON-ID 영역의 4바이트 정보를 표준 시간 중 초 이상의 시간에 대한 정보(년월일시분초)로 해석하도록 하고, Reserved 영역의 인덱스 코드로 111이 입력되면 PON-ID 영역의 4바이트 정보를 표준 시간 중 초 미만의 시간에 대한 정보(초이하~ns 까지)로 해석하도록 한다.For example, as shown in FIG. 11, when the index code 101 of the reserved area is input, 4-byte information of the PON-ID area is interpreted as information (time stamp) When 111 is input as the index code of the area, the 4-byte information of the PON-ID area is interpreted as information (less than or equal to seconds to ns) of the time under the standard time.

즉, 정밀 표준 시간을 나타내기 위한 시간 정보를 나누어 전달할 수 있도록 한다.That is, time information for indicating the precise standard time can be divided and transmitted.

따라서, OLT(100)가 하향신호 프레임의 PON OC Body의 Reserved 영역과 PON-ID 영역의 정보를 선택 입력하는 것으로 프레임 구조 변형이나 전송량 증가 없이 ONT(200)에 표준 시간 정보를 제공해 줄 수 있게 된다.Accordingly, the OLT 100 selects and inputs the information of the reserved area and the PON-ID area of the PON OC Body of the downstream signal frame, thereby providing standard time information to the ONT 200 without changing the frame structure or increasing the transmission amount .

OLT(100)는 주기적으로 상기 표준 시간 정보를 포함하는 하향 신호를 ONT(200)로 전송하여 ONT(200)에서 정밀한 시간 동기화가 이루어지도록 지원할 수 있는데 이를 도 12 내지 도 13을 통해 상세히 설명한다.The OLT 100 periodically transmits a downlink signal including the standard time information to the ONT 200 to support precise time synchronization in the ONT 200. This will be described in detail with reference to FIG. 12 through FIG.

우선, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 OLT(100)는 연속되는 2개 프레임에 표준 시간에 대한 정보를 분리하여 각각 삽입하여 전송할 수 있는데, ONT(200)는 수신 프레임의 Reserved 영역을 확인하여 해당 영역의 인덱스 코드가 101인 경우 PON-ID 영역의 데이터를 초단위 이상의 표준 시간 정보로 수집하고, 인덱스 코드가 111인 경우 PON-ID 영역의 데이터를 ns 단위~초미만의 표준 시간 정보로 수집한 후 이미 보유하고 있는 지연 정보를 반영하여 표준시간 동기화를 수행한다. 물론, 인덱스 코드가 101인 초단위 이상의 표준 시간 정보는 다음에 전달될 인덱스 코드가 111인 ns 단위~초미만의 표준 시간 정보가 발행될 시점(즉, 실제 초단위 시간+125㎲)을 기준으로 생성하도록 하여 순차 수신되는 표준 시간 정보의 오류를 방지하도록 할 수 있다.12, the OLT 100 can separate and transmit standard time information in two consecutive frames. The ONT 200 checks the reserved area of the received frame and transmits the corresponding information When the index code of the area is 101, the data of the PON-ID area is collected as standard time information of a second or more, and when the index code is 111, the data of the PON-ID area is collected as standard time information of ns unit or less And then performs standard time synchronization by reflecting delay information already held. Of course, the standard time information of the index code 101 or more is based on the time point when the standard time information of less than ns unit to less than the index code 111 to be transmitted next is to be issued So that the error of the sequentially received standard time information can be prevented.

이러한 방식은 OLT(100)가 다수의 ONT(200)들에 대한 표준 시간 정보를 브로드캐스팅 방식으로 한 번에 전송할 수 있고, 이를 수신하는 각 ONT(200)들이 각각 시간 동기화 과정을 한번에 수행하므로 필요한 시점에 즉시 OLT와 ONT의 시간 동기화가 가능하며, 이러한 표준 시간 정보를 프레임에서 직접 추출하여 적용할 수 있기 때문에 신속한 표준 시간 동기화가 가능하게 된다. 따라서, 시간 동기에 필요한 통신 자원, 시스템 부하, 처리 시간을 최소화 할 수 있다.In this method, the OLT 100 can transmit standard time information for a plurality of ONTs 200 in a broadcast manner, and since each ONT 200 receiving the ONTs 200 performs a time synchronization process at once, Time synchronization between the OLT and the ONT can be performed immediately. Since the standard time information can be directly extracted from the frame, the standard time synchronization can be performed quickly. Therefore, communication resources, system load, and processing time required for time synchronization can be minimized.

한편, 이러한 표준 시간 정보의 전송은 이렇게 전체 표준 시간 정보를 전송해야만 하는 것은 아니며, 약간의 오차가 발생할 경우 이를 보상해 줄 수 있는 정도로 주기적으로 전송하면 되므로 초단위 이상의 표준 시간 정보는 느린 주기로 전송하고 ns~초미만의 표준 시간 정보는 빠른 주기로 전송해 주면 된다.Since the transmission of the standard time information does not have to transmit the entire standard time information, but it can be periodically transmitted to compensate for a slight error, the standard time information of more than a second is transmitted in a slow cycle The standard time information of less than ns to seconds can be transmitted in a fast cycle.

도 13은 이러한 표준 시간 정보의 주기적 전송 과정의 예를 보인 것이다.FIG. 13 shows an example of the periodic transmission of the standard time information.

도시된 바와 같이 미리 설정된 제 1 주기(시퀀스 번호가 8000의 배수인 경우: 하향 프레임의 길이가 125㎲ 이므로 1초 간격)로 하향 데이터 프레임의 Reserved 영역에 초 단위 이상의 표준 시간을 표시하기 위한 인덱스 정보를 삽입하고, 상기 PON-ID 영역에 초 단위 이상의 표준 시간에 대한 표준 시간 정보를 삽입하여 상기 ONT(200)로 전송한다.As shown in the figure, index information for displaying a standard time in seconds or more in a reserved area of a downlink data frame in a first period (a sequence number is a multiple of 8000: a length of a downlink frame is 125 占 퐏, And inserts standard time information for a standard time in seconds or more into the PON-ID area, and transmits the standard time information to the ONT 200. [

또한, 상기 OLT(100)는 시간 동기화에 대한 정밀도를 높이기 위하여 미리 설정된 제 2 주기(시퀀스 번호가 1000의 배수인 경우 125ms 간격)로 하향 데이터 프레임의 Reserved 영역에 나노 초 단위의 표준 시간을 표시하기 위한 인덱스 정보를 삽입하고, 상기 PON-ID 영역에 나노 초 단위의 표준 시간에 대한 표준 시간 정보를 삽입하여 상기 ONT(200)로 전송할 수 있다.Also, the OLT 100 may display a standard time in units of nanoseconds in a reserved area of a downlink data frame in a preset second period (125 ms interval if the sequence number is a multiple of 1000) in order to increase accuracy of time synchronization And inserts index information for the standard time in units of nanoseconds into the PON-ID area, and transmits the standard time information to the ONT 200. [

이에 따라, 상기 ONT(200)는 상기 제 1 주기마다 상기 하향 데이터 프레임을 수신하여, 상기 하향 데이터 프레임의 Reserved 영역에 삽입된 인덱스 정보를 기초로 초 단위의 표준 시간을 식별하고, PON-ID 영역에 삽입된 표준 시간 정보에 따른 표준 시간에 상기 OLT로부터 수신하여 미리 설정한 지연 정보에 따른 지연 시간을 반영하여 상기 표준 시간에 따른 시간 동기화를 수행할 수 있다.Accordingly, the ONT 200 receives the downlink data frame every first period, identifies the standard time in seconds based on the index information inserted in the reserved area of the downlink data frame, The OLT can perform time synchronization according to the standard time by reflecting the delay time according to the preset delay information received from the OLT in the standard time according to the standard time information inserted in the OLT.

또한, 상기 ONT(200)는 상기 제 2 주기마다 상기 하향 데이터 프레임의 Reserved 영역에 삽입된 인덱스 정보를 기초로 나노 초 단위의 표준 시간을 식별하고, PON-ID 영역에 삽입된 표준 시간 정보에 따른 표준 시간에 상기 지연 정보에 따른 지연 시간을 반영하여 더욱 정밀한 표준 시간에 따른 시간 동기화를 수행할 수 있다.In addition, the ONT 200 identifies the standard time in units of nanoseconds based on the index information inserted in the reserved area of the downlink data frame every second period, and updates the ON time based on the standard time information inserted in the PON- The time synchronization according to the standard time can be performed more accurately by reflecting the delay time according to the delay information at the standard time.

이를 통해, 상기 ONT(200)는 나노 초 단위까지 시간 동기화를 수행하여 서로 다른 ONT(200) 사이에 정밀한 시간 동기화가 이루어질 수 있으며, 이에 따라 상기 OLT(100)와 ONT(200) 사이의 상향 신호 송수신에 따른 신호 충돌을 방지하고 표준시간 관련 서비스 성능을 높일 수 있다.Accordingly, the ONT 200 performs time synchronization up to the unit of nanoseconds, so that accurate time synchronization can be performed between different ONTs 200. Accordingly, an uplink signal between the OLT 100 and the ONT 200 It is possible to prevent signal collision due to transmission and reception and improve the performance of the standard time related service.

즉, 상기 제 2 주기는 상기 제 1 주기보다 짧게 설정되어 정밀한 시간 동기화가 이루어지도록 할 수 있다.
That is, the second period may be set shorter than the first period, so that accurate time synchronization can be performed.

상술한 바와 같이, 본 발명은 하향 신호를 기준으로 각 ONT의 전송 지연을 설정하고, OLT에서 주기적으로 하향 신호에 표준 시간 정보를 삽입하여 각 ONT로 전송되도록 하여, 각 ONT가 상향 신호에 따른 기존의 오프셋이나 전송 지연을 고려할 필요 없이 하향 신호에 따른 전송 지연만을 고려하여 OLT에서 전송하는 표준 시간과 용이하게 정밀한 시간 동기화가 이루어지도록 할 수 있으므로 네트워크 상에서 발생하는 다양한 변수를 고려할 필요없이 하향 신호에 따른 명확한 표준 시간 및 지연 정보만을 기준으로 서로 다른 ONT 사이의 정밀한 시간 동기화를 보장하는 동시에 이에 따른 ONT 사이의 신호 충돌을 방지하여 PON 구조 기반 시스템 성능을 크게 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the transmission delay of each ONT is set based on the downstream signal, the OLT periodically inserts the standard time information into the downstream signal and is transmitted to each ONT, It is possible to perform precise time synchronization with the standard time transmitted from the OLT in consideration of the transmission delay according to the downlink signal without considering the offset or the transmission delay of the downlink signal. Therefore, Precise time synchronization between different ONTs is ensured based on only clear standard time and delay information, and signal collision between the ONTs is prevented, thereby greatly improving system performance based on the PON structure.

또한, 본 발명은 하향 신호를 기반으로 측정된 거리에 따른 지연 시간과 하향 신호로 제공되는 표준 시간을 기반으로 각 ONT가 정밀하게 표준 시간에 동기화할 수 있도록 지원함으로써, 네트워크 상의 다양한 변수 및 오차를 배제하여 표준 시간에 대한 정밀 동기화가 이루어지도록 지원하는 동시에 ONT에 연결되어 표준 시간을 기반으로 서비스되는 어플리케이션이 설치된 가입자 단말에 대한 표준 시간 기반의 가입자 서비스 품질을 향상시킬 수 있다.
In addition, the present invention enables each ONT to accurately synchronize with a standard time based on a delay time according to a distance measured based on a downlink signal and a standard time provided as a downlink signal, And precise synchronization with respect to the standard time can be eliminated, and at the same time, it is possible to improve the standard time based subscriber service quality of the subscriber terminal connected to the ONT and installed with the application serviced based on the standard time.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 수동형 광네크워크를 구성하는 OLT(100)와 ONT(200)의 상세 구성도로서, 도시된 바와 같이 상기 OLT(100)는 지연정보 관리부(110), 지연정보 삽입부(120) 및 표준시간 중계부(130)를 포함할 수 있다.14 is a detailed configuration diagram of an OLT 100 and an ONT 200 constituting a passive optical network according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the OLT 100 includes a delay information managing unit 110, An insertion unit 120 and a standard time relay unit 130.

이때, 상기 OLT(100)의 지연정보 관리부(110)는 상기 ONT(200)에 대한 거리를 측정하여 생성한 거리정보를 기반으로 각 ONT(200)에 대한 전송 지연 시간을 산출하고, 이에 따른 지연 정보를 생성하여 상기 지연정보 삽입부(120)로 제공할 수 있다.At this time, the delay information managing unit 110 of the OLT 100 calculates the transmission delay time for each ONT 200 based on the distance information generated by measuring the distance to the ONT 200, And provides the information to the delay information inserting unit 120.

또한, 상기 지연정보 삽입부(120)는 하향 데이터 프레임에 상기 지연정보를 삽입하여 전송할 수 있으며, 이때 상기 하향 데이터 프레임의 페이로드에 상기 지연 정보 및 상기 지연 정보의 설정에 대한 정보를 포함시켜 상기 ONT(200)로 전송(등록 과정에서 1회)할 수 있으며, 관리 채널을 통해서 해당 정보를 전송할 수도 있다.The delay information inserter 120 inserts the delay information into a downlink data frame and transmits the delay information to the payload of the downlink data frame by including information about the delay information and the setting of the delay information, (Once in the registration process) to the ONT 200, and may transmit the corresponding information through the management channel.

한편, 상기 표준시간 중계부(130)는 상기 그랜드마스터와 송수신되는 메시지를 이용하여 표준시간에 대한 동기화를 수행하고, 상기 표준 시간에 대한 표준 시간 정보를 상기 각 ONT(200)로 전송하는 하향 데이터 프레임에 삽입하여 상기 ONT(200)로 전송할 수 있다.Meanwhile, the standard time relay unit 130 performs synchronization for standard time using the messages transmitted and received by the grand master, and transmits standard time information for the standard time to the ONT 200, Frame, and transmit the frame to the ONT 200.

한편, 상기 ONT(200)는 도시된 바와 같이 지연정보 관리부(210), 시간정보 추출부(220) 및 표준시간 동기부(230)를 포함할 수 있다.The ONT 200 may include a delay information managing unit 210, a time information extracting unit 220, and a standard time synchronizing unit 230, as shown in FIG.

이때, 상기 ONT(200)의 지연정보 관리부(210)는 상기 OLT(100)로부터 수신되는 하향 데이터 프레임에 포함된 지연정보를 추출하여 상기 지연 정보에 따른 지연 시간을 상기 표준시간 동기부(230)에 설정할 수 있다.The delay information management unit 210 of the ONT 200 extracts delay information included in a downlink data frame received from the OLT 100 and transmits a delay time corresponding to the delay information to the standard time synchronizer 230. [ .

또한, 상기 시간정보 추출부(220)는 상기 표준 시간 정보가 삽입되는 하향 데이터 프레임을 수신하여 상기 하향 데이터 프레임에 포함된 인덱스 정보를 기초로 시간 단위를 판단하고, 상기 시간 단위에 대응되는 표준 시간 정보를 상기 하향 데이터 프레임으로부터 추출하여 상기 표준시간 동기부(230)로 제공할 수 있다.The time information extractor 220 receives a downlink data frame in which the standard time information is inserted, determines a time unit based on the index information included in the downlink data frame, and outputs a standard time corresponding to the time unit Information from the downlink data frame and provide it to the standard time synchronizer 230. [

이에 따라, 상기 표준시간 동기부(230)는 상기 시간정보 추출부(220)로부터 제공되는 표준 시간 정보에 따른 표준 시간에 상기 지연정보 관리부(210)에 의해 설정된 지연 시간을 반영하여 표준 시간으로 동기화할 수 있다.
Accordingly, the standard time synchronization unit 230 reflects the delay time set by the delay information management unit 210 in standard time according to the standard time information provided from the time information extraction unit 220, can do.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 PON 구조 기반 정밀 시간 동기화 방법에 대한 순서도로서, 도시된 바와 같이 OLT는 ONT의 거리를 측정하여 생성한 거리 정보를 기반으로 각 ONT의 네트워크 지연 시간에 대한 지연 정보를 생성하고, 상기 지연 정보를 하향 데이터 프레임에 삽입하여 상기 ONT로 전송할 수 있다(S1).FIG. 15 is a flowchart of a precision time synchronization method based on a PON structure according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 15, the OLT calculates a delay for each ONT network delay time based on distance information generated by measuring a distance of an ONT And transmits the delay information to the ONT by inserting the delay information into a downlink data frame (S1).

또한, 상기 OLT는 상기 그랜드마스터와의 통신에 따른 표준 시간으로 동기화할 수 있으며(S2), 미리 설정된 제 1 주기 도래시마다(S3) 초 단위의 표준 시간에 따른 표준 시간 정보 및 인덱스 정보를 상기 하향 데이터 프레임의 PON OC Body에 삽입하여 전송할 수 있다(S4).Also, the OLT can synchronize with the standard time according to the communication with the grand master (S2), and the standard time information and index information according to the standard time in units of seconds (S3) And inserted into the PON OC Body of the data frame (S4).

이에 따라, 상기 ONT는 상기 OLT로부터 수신된 하향 데이터 프레임에서 상기 인덱스 정보를 기초로 표준 시간 정보가 존재하는지 판단하고(S7, S8), 상기 표준 시간 정보가 존재하는 경우 상기 인덱스 정보에 따른 표준 시간 정보의 시간 단위를 초 단위로 식별하고, 상기 표준 시간 정보에 따른 표준 시간에 상기 OLT로부터 수신한 지연정보에 따른 지연 시간을 반영하여 초 단위의 상기 표준 시간으로 동기화할 수 있다(S9).In step S7, the ONT determines whether standard time information exists based on the index information in the downlink data frame received from the OLT. If the standard time information exists, In step S9, the time unit of the information is identified in seconds and the standard time based on the standard time information is synchronized with the standard time in seconds by reflecting the delay time according to the delay information received from the OLT.

한편, 상기 OLT는 미리 설정된 제 2 주기 도래시마다(S5) 나노 초 단위의 표준 시간에 따른 표준 시간 정보 및 인덱스 정보를 상기 하향 데이터 프레임의 PON OC Body에 삽입하여 전송할 수 있다(S6).In step S6, the OLT inserts standard time information and index information corresponding to the standard time in units of nanoseconds (S5) every PON OC body of the downlink data frame every second predetermined period (S6).

이에 따라, 상기 ONT는 상기 OLT로부터 수신된 하향 데이터 프레임에서 상기 인덱스 정보를 기초로 표준 시간 정보가 존재하는지 판단하고(S7, S8), 상기 표준 시간 정보가 존재하는 경우 상기 인덱스 정보에 따른 상기 표준 시간 정보의 시간 단위를 나노 초 단위로 식별하고, 상기 표준 시간 정보에 따른 표준 시간에 상기 OLT로부터 수신한 지연정보에 따른 지연 시간을 반영하여 나노 초 단위의 상기 표준 시간으로 동기화할 수 있다(S9).
Accordingly, the ONT determines whether standard time information exists in the downlink data frame received from the OLT based on the index information (S7, S8). If the standard time information exists, It is possible to identify the time unit of the time information in units of nanoseconds and synchronize with the standard time in nanoseconds by reflecting the delay time according to the delay information received from the OLT in the standard time according to the standard time information ).

전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

1, 100: OLT 2, 200: ONT
10: 그랜드마스터 110: 지연정보 관리부
120: 지연정보 삽입부 130: 표준시간 중계부
210: 지연정보 관리부 220: 시간정보 추출부
230: 표준시간 동기부1, 100: OLT 2, 200: ONT
10: Grand master 110: Delay information manager
120: Delay information inserting unit 130: Standard time relay unit
210: delay information management unit 220: time information extraction unit
230: Standard Time Synchronization

Claims

1. A system for precise time synchronization between an OLT and a plurality of ONTs constituting a passive optical network,
An index for displaying a time unit in a predetermined first area of a downlink data frame header in a preset period after generating delay information for a delay time of the ONT by measuring a distance to the plurality of ONTs, An OLT for inserting standard time information into a predetermined second area of the downlink data frame and collectively transmitting the standard time information to the plurality of ONTs; And
Wherein the control unit sets delay information received from the OLT, identifies a time unit based on the index information of the downlink data frame received from the OLT, and transmits the standard time information inserted in the second area, And an ONT for synchronizing the delay information based on standard time,
The first area is a reserved area configured in a PON OC Body of the downlink data frame according to a frame standard of a passive optical network corresponding to ITU-T standard, and the second area is a PON-ID area according to the frame standard ,
Wherein the OLT inserts standard time information in units of seconds into the downlink data frame at a preset first period and transmits the second standard time information in units of nsec in the downlink data frame at a preset second period,
Wherein the first period is longer than the second period.

delete

The method according to claim 1,
The OLT receives the standard time information from a time server providing the standard time information, calculates delay information on a delay time between the OLT and a time server according to transmission / reception of a message with the time server, And transmits the standard time information to the ONT by inserting the standard time information into the downlink data frame.

A method for precise time synchronization between an OLT and an ONT constituting a passive optical network,
The OLT measuring a distance to the ONT to generate delay information for the delay time of the ONT, transmitting the delay information to the ONT, and setting the delay information to the ONT;
The OLT inserts index information for displaying a time unit in a predetermined first area of a downlink data frame at a preset period, inserts standard time information into a predetermined second area of the downlink data frame, and transmits the index information to the ONT Transmitting step; And
The ONT identifies a time unit based on the index information of the downlink data frame received from the OLT and reflects the delay information based on the standard time information inserted in the second area corresponding to the time unit A synchronization step of synchronizing with a standard time,
The first area is a reserved area configured in a PON OC Body of the downlink data frame according to a frame standard of a passive optical network corresponding to ITU-T standard, and the second area is a PON-ID area according to the frame standard ,
Wherein the OLT inserts the standard time information in units of seconds into the downlink data frame at a predetermined first period and transmits the inserted second standard time information in units of a second period,
Wherein the first period is longer than the second period.

delete