KR20060082516A

KR20060082516A - 이더넷 수동 광 가입자망에서 데이터 전송을 위한 대역폭할당 방법 및 할당 시스템

Info

Publication number: KR20060082516A
Application number: KR1020050002895A
Authority: KR
Inventors: 강민호; 류현석; 유명식
Original assignee: 삼성전자주식회사; 한국정보통신대학교 산학협력단
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2006-07-19
Also published as: US20060153564A1; US7822063B2

Abstract

본 발명은 EPON 시스템의 OLT가 상향 전송을 위한 대역폭을 효율적으로 할당하는 방안을 제안한다. 이를 위해 OLT는 전송할 데이터들을 고정 비트율을 갖는 그룹과 가변 비트율을 갖는 그룹을 포함하는 적어도 두 개의 그룹으로 분리하고, 분리한 그룹별로 필요한 대역폭을 요청받는다. 또한, OLT는 고정 비트율을 갖는 그룹으로 제1대역폭과 제2대역폭으로 구성된 할당대역폭 중 제1대역폭 이내로 요청한 대역폭을 할당한다. ONU는 전송할 데이터들을 고정 비트율을 갖는 그룹과 가변 비트율을 갖는 그룹을 포함하는 적어도 두 개의 그룹으로 분리하고, 분리한 그룹별로 필요한 대역폭을 요청하고, 각 그룹별로 할당받은 대역폭을 이용하여 데이터를 전송한다.

광 가입자 망, EPON, 동적 대역 할당, MAC 프로토콜

Description

이더넷 수동 광 가입자망에서 데이터 전송을 위한 대역폭 할당 방법 및 할당 시스템{Bandwidth allocation method and system for data transmission in EPON}

도 1은 이더넷 수동 광 가입자망의 구성을 도시한 도면,

도 2는 OLT에서 상향 전송을 위한 대역폭을 스케쥴링하는 유형을 도시한 도면,

도 3은 대역폭 할당을 요청하는 보고 메시지의 동작을 도시한 도면,

도 4는 요청한 대역폭을 할당하는 할당 메시지의 동작을 도시한 도면,

도 5는 OLT와 ONU간의 송수신되는 보고 메시지와 할당 메시지의 동작을 도시한 도면, 그리고

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLT에서 수행되는 동작을 도시한 도면이다.

본 발명은 광 가입자 망 기술 중 하나인 이더넷 수동 광 가입자망(Ethernet Passive Optical Network: EPON)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, EPON구조에서 상향 전송 대역폭을 효율적으로 분배하기 위한 방안에 관한 것이다.

전화국부터 빌딩 및 일반 가정까지의 가입자망을 구성하기 위해, xDSL(x-Digital Subscriber Line), HFC(Hybrid Fiber Coax), FTTB(Fiber To The Building), FTTC(Fiber To The Curb), FTTH(Fiber To The Home) 등의 다양한 망 구조가 제시되고 있다. 이러한 다양한 망 구조들 중에서 FTTx(x=B, C, H)의 구현은 능동형 광 가입자망(Active Optical Network: AON) 구조인 능동형 FTTx와 수동형 광 가입자 망(PON) 구조인 수동형 FTTx로 구분될 수 있다. PON은 수동 소자에 의한 점 대 다점(point-to-multipoint)의 토플리지(topology)를 갖는 망 구조로 인해 향후 경제성이 있는 광 가입자망으로 제시되고 있다. 즉, 병목구간으로 지목되어온 가입자망에서 음성, 데이터, 방송 등을 수용하는 광대역 서비스에 강점을 가지고 있는 PON은 디지털 홈의 구축 및 활성화에도 일조할 것으로 본다

PON은 하나의 광선로 종단장치(Optical Line Termination: OLT)와 복수의 광 가입자망 장치(Optical Network Unit: ONU)들이 1×N의 수동형 광 분배기를 사용하여 연결함으로서, 트리 구조의 분산 토플리지를 형성하는 광가입자 망 구조이다.

도 1은 일반적인 EPON 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 이하 도 1을 이용하여 일반적인 EPON 시스템을 구성하고 있는 장치들에서 수행되는 동작에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

EPON은 하나의 OLT(100)와 복수 개의 ONU들(120 내지 126)이 싱글 모드 선로(Single Mode Fiber: SMF)를 통하여 트리 형태로 연결된다. OLT(100)는 전화국 등에 위치하며, DSL(Digital Subscriber Line) 또는 케이블 모뎀 서비스를 제어하는 DSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplex)와 유사한 기능을 수행한다. OLT(100)는 EPON 서비스 가입자들에게 하향 트래픽 신호들을 브로드캐스팅하며, ONU1(120) 내지 ONU4(126)로부터 전송되는 상향 트래픽 신호들을 우선순위에 따라 제어 및 수집하여 인터넷이나 공중전화망(PSTN)과 같은 전송망으로 전달한다. 수동형 광 분리기(110)는 전달받은 광 신호의 전력을 ONU의 개수에 따라 분할하고, 분할된 전력을 갖는 광 신호를 ONU1(120)와 수동형 광 분리기(112)로 전달한다. 수동형 광 분리기(112) 역시 수동형 광 분리기(110)에서 수행하는 동작과 동일한 동작을 수행한다.

OUN1(120)은 전달받은 광 신호를 전기적 신호인 이더넷 프레임으로 변환하여 종단 사용자1(130)로 전달하거나, 종단 사용자1(130)로부터 전달받은 데이터를 광신호로 변환하여 OLT(100)로 전송한다. ONU2(122) 내지 ONU4(126) 역시 ONU1(120)과 동일한 동작을 수행한다.

상술한 바와 같이 EPON 시스템에서의 데이터 전송은 OLT에서 ONU로의 하향 전송과 ONU에서 OLT로의 상향 전송으로 이루어진다. 하향 전송은 OLT에 연결되어 있는 모든 ONU에게 브로드캐스트 방식으로 데이터를 전송하며, 상향 전송은 복수의 ONU가 공유 대역폭을 TDMA(Time Division Multiple Access) 방식으로 할당 받아 유니캐스트 방식으로 데이터를 전송한다. 이를 위해 OLT는 상향 전송을 위해 각 ONU에게 공유된 대역폭을 할당해 주는 역할을 수행하며, 이를 동적 대역 할당(Dynamic Bandwidth Allocation: DBA) 방식이라 한다. 즉, 상향 전송을 위해 OLT가 수행하는 동적 대역 할당 방식은 EPON 시스템의 효율성을 결정하는 중요한 요소이다.

기존의 가입자망의 형태가 EPON과 같이 광 요소가 추가된 광 가입자망 형 태로 진화하면서 보다 다양한 서비스들에 대해 다양한 QoS 지원이 요구된다. 이러한 QoS를 지원하기 위해 EPON 시스템을 위한 다양한 동적 대역 할당 방식이 제안되었으나, 종단사용자들의 다양한 서비스에 대해 만족스러운 QoS를 충분히 지원할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 이하 종래 제안된 동적 대역 할당 방식들에 대해 알아보기로 한다.

1) TDMA 방식과 유사하게 사용자 트래픽 상황에 관계없이 고정된 전송 윈도우(대역폭)를 할당하는 방식인 고정 윈도우 방식, 2) ONU가 대기하고 있는 종단사용자 트래픽의 양을 계산하여 대역 할당을 요청하면, OLT는 요청한 대역폭을 할당해 주는 허락 윈도우 방식, 3) ONU가 사용자 트래픽의 양을 계산하여 대역 할당을 요청하면, OLT는 각 ONU에 할당할 수 있는 최대 할당 대역폭 이하로 대역을 할당 해주는 제한 윈도우 방식, 4) OLT가 ONU에서 요청하는 대역폭과 추가적으로 일정 여분의 대역폭을 합산한 대역폭을 ONU에게 할당해 주는 부가 윈도우 방식이 있다. 부가 윈도우 방식은 일정 부가 윈도우 방식과 선형 부가 윈도우 방식으로 구분된다. 일정 부가 윈도우 방식은 OUN가 요청하는 대역폭과 설정된 대역폭을 합산한 대역폭을 할당하는 방식이며, 선형 부가 윈도우 방식은 ONU가 요청하는 대역폭과 요청한 대역폭의 크기에 비례하는 대역폭을 합산한 대역폭을 할당하는 방식이다.

하지만, 기존에 제안되었던 동적 대역 할당 방식들은 QoS 충분히 지원할 수 없다는 문제점을 가지고 있다. 즉, 고정된 대역폭을 할당해주는 고정 전송 윈도우 방식은 서비스를 받고자하는 가입자 수의 제한을 가지고 올 수 있으며, 동적 대역 할당 능력의 부재로 급격하게 변하는 트래픽에 대해 능동적으로 대처할 수 없다. 허락 전송 윈도우 방식은 ONU가 요청하는 만큼의 대역폭을 모두 허락해 주기 때문에 복수 개의 ONU들 사이에 불공정한 대역폭 할당이 발생할 수 있다. 또한 허락 전송 윈도우 방식은 실시간 서비스에 능동적으로 대처할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 즉, 허락 전송 윈도우 방식은 망 사업자 측면에서 효율의 극대화를 가지고 올 수 있지만, 종단사용자 측면에서는 만족스러운 QoS를 지원받을 수 없다는 단점이 있다. 제한 전송 윈도우 방식은 각 ONU에게 할당될 수 있는 최대 대역폭이 고정되어 있으므로, 제한된 대역폭으로 인하여 실시간 트래픽 변화에 능동적으로 대처할 수 없다. 부가 전송 윈도우 방식은 실시간 트래픽 변화에 능동적으로 대처하기 위해 여분의 대역폭을 ONU에게 할당하지만, 요청되는 대역폭의 크기가 적은 경우 불필요한 대역폭을 할당한다는 단점을 가지고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 EPON 시스템의 OLT가 상향 전송을 위한 대역폭을 효율적으로 할당하는 방안을 제안함에 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 상향 전송 트래픽이 요구하는 서비스 품질을 지원할 수 있도록 OLT가 대역폭을 할당하는 방안을 제안함에 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은 실시간으로 변화되는 트래픽 양에 능동적으로 대체할 수 있는 EPON 시스템을 제안함에 있다.

따라서 본 발명의 목적들을 이루기 위해 하나의 OLT(Optical Line Terminal) 와 상기 OLT에 접속되는 적어도 하나의 ONU(Optical Network Unit)를 포함하는 이더넷 수동형광가입자망에서, 상기 OLT가 상기 ONU로부터 요청받은 데이터 전송을 위한 대역폭을 할당하는 방법에 있어서, 전송할 데이터들을 고정 비트율을 갖는 그룹과 가변 비트율을 갖는 그룹을 포함하는 적어도 두 개의 그룹으로 분리하고, 분리한 그룹별로 필요한 대역폭을 요청받는 단계; 및 상기 고정 비트율을 갖는 그룹으로 제1대역폭과 제2대역폭으로 구성된 할당대역폭 중 상기 제1대역폭 이내로 상기 요청한 대역폭을 할당하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 대역폭 할당 방법을 제안한다.

본 발명의 목적들을 이루기 위해 하나의 OLT(Optical Line Terminal)와 상기 OLT에 접속되는 적어도 하나의 ONU(Optical Network Unit)를 포함하는 이더넷 수동형광가입자망에서, 상기 ONU가 상기 OLT로부터 데이터 전송을 위한 대역폭을 요청하는 방법에 있어서, 전송할 데이터들을 고정 비트율을 갖는 그룹과 가변 비트율을 갖는 그룹을 포함하는 적어도 두 개의 그룹으로 분리하고, 분리한 그룹별로 필요한 대역폭을 요청하는 단계; 및 각 그룹별로 할당받은 대역폭을 이용하여 데이터를 전송하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 대역폭 요청 방법을 제안한다.

본 발명의 목적들을 이루기 위해 전송할 데이터들을 고정 비트율을 갖는 그룹과 가변 비트율을 갖는 그룹을 포함하는 적어도 두 개의 그룹으로 분리하고, 분리한 그룹별로 필요한 대역폭을 요청하는 ONU(Optical Network Unit); 및 상기 고정 비트율을 갖는 그룹으로 제1대역폭과 제2대역폭으로 구성된 할당대역폭 중 상기 제1대역폭 이내로 상기 요청한 대역폭을 할당하는 OLT(Optical Line Terminal);를 포함함을 특징으로 하는 이더넷 수동형광가입자망 시스템을 제안한다.

본 발명은 기존 방식들이 지원하기 어려웠던 다양한 서비스 품질을 제공하며, 동시에 급격한 트래픽의 변화에 능동적으로 대응할 수 있는 가변 전송 윈도우 방식을 제안한다. 또한 본원 발명에서 제안하는 가변 전송 윈도우 방식은 전송할 트래픽을 특성에 따라 적어도 2개의 그룹으로 분리한다. 이하 전송할 트래픽을 특성에 따라 3개의 그룹으로 분리하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

제1그룹에 포함되는 제1그룹트래픽은 고정비트율(Constant Bit Rate: CBR) 특성을 갖는 음성 데이터 트래픽, 제2그룹에 포함되는 제2그룹트래픽은 가변비트율(Variable Bit Rate: VBR) 특성을 갖는 실시간 비디오 스트리밍 트래픽, 제3그룹에 포함되는 제3그룹트래픽은 전자 메일과 같은 일반적인 트래픽이다.

따라서, 제1그룹트래픽은 CBR 특성에 따라 일정한 대역폭, 제2그룹트래픽은 VBR 특성에 따라 가변적인 대역폭, 제3그룹트래픽은 잔여 대역폭을 할당함으로서 각 그룹트래픽의 특성에 적합한 서비스 품질을 제공한다. 특히, 요구하는 대역폭이 급격히 변할 수 있는 제2그룹트래픽과 제3그룹트래픽을 위해 여분 전송 윈도우(Window_Extra)를 둠으로서, 제2그룹트래픽과 제3그룹트래픽의 서비스 품질은 향상된다. 즉, 기존의 제한 전송 윈도우 방식과 달리 가변 전송 윈도우 방식은 VBR 특성으로 인해 요구하는 대역폭의 변동이 심한 제2그룹트래픽과 제3그룹트래픽에게 할당될 수 있는 전송 윈도우를 제안한다.

즉, 가변 전송 윈도우 방식에서의 최대 할당 전송 윈도우는 제한 전송 윈도우 방식에서의 최대 전송 윈도우(Window_Limited)와 제2그룹트래픽과 제3그룹트래 픽에게만 할당 될 수 있는 여분 전송 윈도우 합으로 구성된다. 따라서 가변 전송 윈도우 방식은 제2그룹트래픽과 제3그룹트래픽에 의하여 급격하게 변동하는 트래픽에 대하여 여분 전송 윈도우를 할당함으로써 기존의 제한 전송 윈도우 방식에 비해 더욱 능동적으로 대역 할당이 가능하다. 이하 도면들을 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 전송 윈도우 방식에 대해 알아보기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 OLT에서 상향 전송을 위한 대역폭을 스케쥴링을 나타내고 있다. ONU1(220)은 3개의 버퍼들(222 내지 226)과 트래픽 분리부(228)를 포함한다. 트래픽 분리부(228)는 종단사용자로부터 전달받은 트래픽이 제1그룹트래픽 내지 제3그룹트래픽 중 어디에 포함되는 지 판단한다. 트래픽 분리부(228)는 전달받은 트래픽이 제1그룹트래픽이면 버퍼(222)로 전달하며, 제2그룹트래픽이면 버퍼(224)로 전달한다. 트래픽 분리부(228)는 전달받은 트래픽이 제3그룹트래픽이면 버퍼(226)로 전달한다.

ONU1(220)은 버퍼(222) 내지 버퍼(226)에 트래픽이 버퍼링되면 OLT(200)로 트래픽 전송을 위한 대역폭을 요청한다. ONU2(230) 내지 ONUn(240) 역시 ONU1(220)과 동일한 동작을 수행한다. ONU1(230) 내지 ONUn(240)은 필요한 대역폭을 요청받은 OLT(200)는 각 ONU들(220, 230, 240)로 할당할 대역폭을 스케쥴링한다. 이와 같이 OLT(200)가 ONU1(220) 내지 ONUn(240)을 고려하여 대역폭을 스케쥴링하는 것을 Inter-ONU 스케쥴링(250)이라 한다. OLT(200)가 각 ONU가 할당받은 대역폭 내에서 각 그룹트래픽에 할당할 대역폭을 스케쥴링하는 것을 Intra-ONU 스케쥴링(252)이라 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ONU(220)가 OLT(200)로 대역폭 할당을 요청하는 보고 메시지의 동작을 도시하고 있다. 보고 메시지는 OLT(200)의 요청에 의해 또는 OLT(200)의 요청없이 전송될 수 있다.

ONU(220)의 맥(MAC) 제어 클라이언트 계층(300)는 보고 메시지를 생성한다. 맥 제어 클라이언트 계층에서 생성한 보고 메시지는 전송시작시간(Start Time: SㆍT)(310)와 전송종료시간(End Time: EㆍT)(312)에 대한 정보를 포함한다.

보고 메시지는 다음 하위 계층인 맥 제어 계층(302)로 전달되어 클럭 레지스터(314)에서 전달받은 동기 정보를 이용하여 OLT(200)의 동기를 맞추게 된다. 또한 보고 메시지는 다음에 전송받아야할 타임슬롯(대역폭)의 양에 대한 정보(TBD)를 포함하며, 타임슬롯의 양은 ONU(220)의 버퍼에 버퍼링되어 있는 패킷의 양에 의해 결정된다.

보고 메시지는 ONU(220)의 맥 계층(304)과 물리(PHY) 계층(306)을 거쳐 OLT(200)로 전달된다. 이하 OLT(200)에서 수행되는 동작에 대해 알아보기로 한다. 보고 메시지는 OLT(200)의 물리계층(326)과 맥 계층(324)을 거쳐 OLT(200)의 MAC 제어 계층(322)로 전달된다.

맥 제어 계층(322)은 보고 메시지에 포함되어 있는 ONU(220)의 클럭 레지스터(314)로부터 전달받은 동기정보와 클럭 레지스터(330)로부터 전달받은 동기정보를 이용하여 ONU(220)와 OLT(200)간의 동기를 맞추고, 이 동기를 이용해 ONU(220)와 OLT(200)사이의 라운트 트립 타임(Round Trip Time :RTT)을 계산한다. 계산된 RTT는 RTT레지스터(332)로 전달된다. RTT와 동기를 맞춘 보고 메시지는 상위 계층 인 맥 제어 클라이언트 계층(320)으로 전달된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보고 메시지에 대한 응답인 대역폭 할당 메시지의 동작을 도시하고 있다. 맥 제어 클라이언트 계층(320)은 특정 ONU(220)로 전송할 할당메시지를 생성한다. 할당메시지는 전송 시작 시간(400)과 전송 종료시간(402)를 포함한다.

OLT(200)와 ONU(220)은 시분할다중접속(TDMA) 방식으로 데이터를 송수신하기 때문에 충돌을 피하기 위해 동기를 맞추어야 한다. 이를 위하여 할당 메시지는 맥 제어 계층(322)에서 클럭 레지스터(330)로부터 전달받은 동기 정보를 포함한다. 할당 메시지는 OLT(200)(311)의 맥 계층(324)과 물리 계층(326)을 거쳐 ONU(220)의 물리 계층(306)과 맥 계층(304)을 거쳐 ONU(220)(324)의 맥 제어 계층(302)로 전달된다.

보고 메시지를 수신한 맥 제어 계층(302)은 전송시작시간(412)과 전송종료시간(414), 동기정보(410)를 획득한다. 획득한 동기정보(410)는 클럭 레지스터(314)로 전달되며, 전송시작시간(412)은 전송시작시간 레지스터(420)로 전달되며, 전송종료시간(414)은 전송종료시간 레지스터(422)로 전달된다. 클럭 레지스터(314)는 전달받은 동기정보(410)를 이용하여 OLT(200)와 동기를 맞추게 된다. 상술한 과정을 수행한 할당 메시지는 맥 제어 클라이언트 계층(300)으로 전달된다. 할당 메시지를 전달받은 ONU(220)은 전달받은 정보들을 이용하여 상향 데이터 전송 경로를 통해 패킷을 전송한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 OLT(200)와 ONU(220)간에 송수신되는 보 고 메시지와 할당 메시지를 도시하고 있다. ONU(220)는 각 버퍼들에 트래픽이 버퍼링되면 보고 메시지를 생성한다. 생성한 보고 메시지는 S500단계에서 OLT(200)로 전송된다. 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 보고 메시지는 버퍼에 버퍼링되어 있는 그룹 트래픽의 양에 따라 대역폭의 할당을 요청한다. 즉, 버퍼에 버퍼링되어 있는 그룹 트래픽의 양이 많은 경우에는 넓은 대역폭의 할당을 요청하며, 버퍼에 버퍼링되어 있는 그룹 트래픽의 양이 적은 경우에는 좁은 대역폭의 할당을 요청한다. 도 5는 제2그룹 트래픽의 양이 제1그룹 트래픽이나 제3그룹 트래픽에 비해 상대적으로 많은 경우를 도시하고 있다. 따라서, OUN은 제2그룹 트래픽의 전송을 위한 대역폭을 제1그룹 트래픽이나 제3그룹 트래픽의 전송을 위한 대역폭보다 더 많이 요청한다.

OLT(200)는 전달받은 보고 메시지에 포함되어 있는 요청하는 대역폭에 대한 정보를 이용하여 각 그룹 트래픽에 할당할 대역폭을 결정한다. OLT(200)는 결정한 대역폭에 대한 정보가 포함된 할당 메시지를 생성하고, 생성한 할당 메시지를 S502단계에서 ONU(220)로 전달한다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 ONU(220)로 할당할 수 있는 대역폭은 최대 전송 윈도우를 초과할 수 없다. 최대 전송 윈도우는 제한 전송 윈도우와 여분 전송 윈도우의 합이다. 또한 제1그룹트래픽을 위해 할당할 수 있는 대역폭은 제한 전송 윈도우를 초과할 수 없다. 즉, 여분 젼송 윈도우는 제2그룹트래픽과 제3그룹트래픽만을 전송한다. 여분 전송 윈도우의 크기는 사용자의 설정에 따라 달라질 수 있다. ONU(220)는 전달받은 할당 메시지에 포함되어 있는 대역폭에 대한 정보를 이용하여 해당 그룹 트래픽을 OLT(200)로 전송한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLT(200)에서 수행되는 동작을 도시하고 있다. 이하 도 6을 이용하여 본 발명에 따른 OLT(200)에서 수행되는 동작에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

S600단계에서 OLT(200)는 보고 메시지를 수신한다. S602단계에서 OLT(200)는 보고 메시지에 포함되어 있는 요청한 대역폭에 대한 정보를 추출한다. 일 예로 OUN이 제1그룹트래픽 전송을 위해 요청한 대역폭은 a, 제2그룹트래픽 전송을 위해 요청한 대역폭은 b, 제3그룹트래픽 전송을 위해 요청한 대역폭은 c라 한다.

S604단계에서 OLT(200)는 요청한 대역폭(a+b+c)과 제한 전송 윈도우의 크기를 비교한다. OLT(200)는 요청한 대역폭이 제한 전송 윈도우보다 크다면 S608단계로 이동하고, 크지 않다면 S624단계로 이동한다. S624단계에서 OLT(200)는 요청한 대역폭을 할당하고 S626단계로 이동한다.

S608단계에서 OLT(200)는 제1그룹트래픽 전송을 위해 요청한 대역폭과 제한 전송 윈도우의 크기를 비교한다. OLT(200)는 제1그룹트래픽 전송을 위해 요청한 대역폭이 제한 전송 윈도우보다 크다면 S610단계로 이동하고, 크지 않다면 612단계로 이동한다. S610단계에서 OLT(200)는 제1그룹트래픽 전송을 위한 대역폭을 제한 전송 윈도우로 한정하여 할당한다. 즉, 제1그룹트래픽 전송을 위한 대역폭은 제한 전송 윈도우로 한정된다. S612단계에서 OLT(200)는 제1그룹트래픽 전송을 위해 요청한 대역폭을 할당한다.

S614단계에서 OLT(200)는 요청 대역폭과 최대 전송 윈도우의 크기를 비교한다. OLT(200)는 요청 대역폭이 최대 전송 윈도우보다 크다면 S616단계로 이동하고, 크지 않다면 S622단계로 이동한다. S616단계에서 OLT(200)는 제한 전송 윈도우와 제1그룹트래픽을 위해 실제 할당한 대역폭의 차를 산출한다. 이하 산출한 차를 α라 한다. S618단계에서 OLT(200)는 (b+c)와 (α+여분 전송 윈도우)를 비교한다. OLT(200)는 (b+c)가 (α+여분 전송 윈도우)보다 크다면 S620단계로 이동하고, 크지 않다면 622단계로 이동한다. S620단계에서 OLT(200)는 제2, 3그룹트래픽 전송을 위한 대역폭을 최대 전송 윈도우로 한정하여 할당한다. 즉, 제2, 3그룹트래픽 전송을 위한 대역폭은 최대 전송 윈도우 내에서 제1그룹 트래픽 전송을 위해 할당한 대역폭을 제외한 대역폭으로 한정된다. S622단계에서 OLT(200)는 제2,3그룹트래픽 전송을 위해 요청한 대역폭을 할당한다.

S626단계에서 OLT(200)는 각 그룹트래픽별로 할당한 대역폭에 관한 정보가 포함된 할당 메시지를 생성하고, 생성한 할당 메시지를 ONU(220)로 전송한다.

ONU(220)에 제1그룹트래픽이 제한 전송 윈도우를 초과하게 되면 제1그룹트래픽의 서비스 품질이 현저히 저하된다. 이를 방지하기 위해 각 ONU(220)에서는 제1그룹트래픽에 대응되는 버퍼를 감시하다가 서비스 품질이 저하될 것으로 예상되면, 제1그룹트래픽을 버퍼에 더 이상 버퍼링하지 않는다. 제1그룹트래픽의 성능 향상을 위해 제한 전송 윈도우의 크기는 EPON 시스템 설계 시 예상되는 제1그룹트래픽의 양을 기초로 설정한다. 또는 제한 전송 윈도우의 크기를 제1그룹트래픽의 양에 따라 가변되도록 설계할 수 있다.

본 발명은 광 가입자 망 기술 중 하나인 Ethernet PON 내에서 사용자들에게 부여되는 대역폭을 보다 효율적으로 하기 분배하기 위한 동적 대역 할당 알고리즘에 관한 것이다.이를 위해 본 발명은 기존에 제안되었던 동적대역 할당방식을 응용하여 EPON의 전체적인 성능향상에 기여하였다. 또한 각 사용자들은 다양한 트래픽별로 원하는 QoS를 보장받을 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 적절한 모든 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims

하나의 OLT(Optical Line Terminal)와 상기 OLT에 접속되는 적어도 하나의 ONU(Optical Network Unit)를 포함하는 이더넷 수동형광가입자망에서, 상기 OLT가 상기 ONU로부터 요청받은 데이터 전송을 위한 대역폭을 할당하는 방법에 있어서,

전송할 데이터들을 고정 비트율을 갖는 그룹과 가변 비트율을 갖는 그룹을 포함하는 적어도 두 개의 그룹으로 분리하고, 분리한 그룹별로 필요한 대역폭을 요청받는 단계; 및

상기 고정 비트율을 갖는 그룹으로 제1대역폭과 제2대역폭으로 구성된 할당대역폭 중 상기 제1대역폭 이내로 상기 요청한 대역폭을 할당하는 단계;를 포함함 을 특징으로 하는 대역폭 할당 방법.
제 1항에 있어서, 상기 가변 비트율을 갖는 그룹으로 상기 제1대역폭 중 상기 고정 비트율을 갖는 그룹에 할당하고 남은 대역폭과 상기 제2대역폭 이내에서 요청한 대역폭을 할당함을 특징으로 하는 상기 대역폭 할당 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제1대역폭은 상기 할당대역폭 내에서 가변됨을 특징으로 하는 상기 대역폭 할당 방법.
하나의 OLT(Optical Line Terminal)와 상기 OLT에 접속되는 적어도 하나의 ONU(Optical Network Unit)를 포함하는 이더넷 수동형광가입자망에서, 상기 ONU가 상기 OLT로부터 데이터 전송을 위한 대역폭을 요청하는 방법에 있어서,

전송할 데이터들을 고정 비트율을 갖는 그룹과 가변 비트율을 갖는 그룹을 포함하는 적어도 두 개의 그룹으로 분리하고, 분리한 그룹별로 필요한 대역폭을 요청하는 단계; 및

각 그룹별로 할당받은 대역폭을 이용하여 데이터를 전송하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 대역폭 요청 방법.
제 4항에 있어서, 상기 ONU는 상기 전송할 데이터를 버퍼링할 각 그룹별로 대응되는 버퍼를 포함함을 특징으로 하는 상기 대역폭 요청 방법.
제 5항에 있어서, 버퍼링된 상기 고정 비트율을 갖는 데이터가 설정치 이상이면, 상기 고정 비트율을 갖는 데이터의 버퍼링을 중단함을 특징으로 하는 상기 대역폭 할당 방법.
전송할 데이터들을 고정 비트율을 갖는 그룹과 가변 비트율을 갖는 그룹을 포함하는 적어도 두 개의 그룹으로 분리하고, 분리한 그룹별로 필요한 대역폭을 요청하는 ONU(Optical Network Unit); 및

상기 고정 비트율을 갖는 그룹으로 제1대역폭과 제2대역폭으로 구성된 할당대역폭 중 상기 제1대역폭 이내로 상기 요청한 대역폭을 할당하는 OLT(Optical Line Terminal);를 포함함을 특징으로 하는 이더넷 수동형광가입자망 시스템.
제 7항에 있어서, OLT는,

상기 가변 비트율을 갖는 그룹으로 상기 제1대역폭 중 상기 고정 비트율을 갖는 그룹에 할당하고 남은 대역폭과 상기 제2대역폭 이내에서 요청한 대역폭을 할당함을 특징으로 하는 상기 이더넷 수동형광가입자망 시스템.
제 8항에 있어서, ONU는 상기 전송할 데이터를 버퍼링할 각 그룹별로 대응되는 버퍼를 포함함을 특징으로 하는 상기 이더넷 수동형광가입자망 시스템.