KR100483009B1 - Medium access control method of passive optical network and system thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수동형 광 가입자망의 폴링 기반의 매체 접근 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다. a) 상기 OLT로부터의 등록 요청 프레임인 광고 프레임 (Advertise Frame) 수신하여 상기 OLT로 폴링 그룹 가입 프레임(Registration Frame)을 전송하고 폴링 테이블에 등록하여 프레임 수신을 기다리는 단계; b) 상기 OLT로부터 프레임을 수신하고 상기 프레임 타입을 판단하는 단계; c) 상기 판단된 프레임 타입이 데이터 프레임이면 상위 계층으로 프레임을 전송하고 상기 a) 단계로 되돌아가서 프레임 수신을 기다리는 단계; d) 상기 판단된 프레임 타입이 제어 프레임이면 폴링 프레임인지를 확인하는 단계; e) 상기 확인 결과, 상기 제어 프레임이 폴링 프레임이면 상위 계층으로부터의 폴링 그룹 탈퇴 요청이 있는지를 확인하는 단계; 및 f) 상기 확인 결과, 폴링 그룹 탈퇴 요청이 없으면 한번의 폴링주기 동안 전송 가능한 소정의 임계치 이하의 데이터 프레임을 상기 OLT로 전송하고 전송 종료를 알리는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면 ONT에서 전송 가능한 데이터 프레임의 임계치를 설정함으로써 소수 가입자의 대역폭 독점에 따른 서비스 품질 저하를 방지하고, 소수의 가입자에 의한 채널 독점을 사전에 방지함으로써 기존 가입자의 최대 폴링 주기가 예측 가능하며 신규 폴링 등록자의 긴 대기시간 발생을 막을 수 있다. The present invention relates to a polling-based media access control system and method for a passive optical subscriber network. a) receiving an advertisement frame, which is a registration request frame from the OLT, transmitting a polling group registration frame to the OLT, and registering the polling frame in a polling table to wait for a frame reception; b) receiving a frame from the OLT and determining the frame type; c) if the determined frame type is a data frame, transmitting a frame to a higher layer and returning to step a) to wait for frame reception; d) if the determined frame type is a control frame, checking whether it is a polling frame; e) if the control frame is a polling frame, checking whether there is a polling group leave request from a higher layer; And f) if there is no request to leave the polling group, transmitting a data frame below a predetermined threshold that can be transmitted during one polling period to the OLT and notifying the end of transmission. According to the present invention, by setting a threshold value of a data frame that can be transmitted in ONT, it is possible to prevent a deterioration in the quality of service due to bandwidth monopoly of a small number of subscribers, and to prevent a channel monopoly by a small number of subscribers in advance. This prevents the long wait time of new polling registrants.
Description
본 발명은 수동형 광 가입자망(Passive Optical Network, 이하 PON이라고 함)의 매체 접근 제어(Medium Access Control, 이하 MAC라고 함) 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하면 폴링(Polling) 기반의 MAC 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of medium access control (hereinafter referred to as MAC) of a passive optical network (hereinafter referred to as PON), and more particularly to a polling-based MAC method. will be.
현재 인터넷 트래픽은 데이터의 실시간 전송을 기반으로 등장하는 다수의 어플리케이션의 수요 증가에 비례하여 지속적인 증가 추세를 보이고 있다. 이렇게 증가하는 트래픽을 수용하기 위해 백본망 영역에서는 망 전체의 가용 용량의 증가가 지속적으로 이루어지고 있으며, 전송 대역폭 부족 문제는 이미 적절히 해결된 단계에 있다. 이에 반하여 가입자 망 영역에서는 사용자 터미널로부터 요구되는 대역폭 증가와 광대역 전송 대역폭을 제공할 수 있는 백본망 사이에서 다수의 기술 혼재 및 프로토콜의 일관성 부재 등의 원인으로 적합한 서비스를 제공하지 못하고 있다. Today's Internet traffic continues to grow in proportion to the growing demand for multiple applications that are based on real-time transmission of data. In order to accommodate such increasing traffic, the available capacity of the entire network is continuously increasing in the backbone network area, and the problem of insufficient transmission bandwidth is already being properly resolved. On the other hand, in the subscriber network area, adequate services cannot be provided due to the increase in bandwidth required from the user terminal and the inconsistency of a plurality of technologies and the inconsistency of protocols between the backbone networks capable of providing broadband transmission bandwidth.
따라서, 광 가입자 망은 광 전송의 특징인 높은 전송 대역폭과 낮은 비트당 에러율(Bit Error Rate, BER)을 기반으로 하여 현재 가입자 트래픽의 특성에 적합한 대역폭을 실시간으로 제공하는 것을 목표로 하고 있다. Accordingly, the optical subscriber network aims to provide a bandwidth suitable for the characteristics of current subscriber traffic in real time based on a high transmission bandwidth and a low bit error rate (BER), which are characteristics of optical transmission.
이중 최근 가장 활발하게 논의되고 있는 E-PON(Ethernet Passive Optical Network) 기술은 망의 포설 위치 및 집선 장비의 형태에 따라 FTTH(Fiber To The Home) 가입자 망과 FTTC(Fiber To The Curb) 가입자 망으로 구분된다. 이러한 두 가입자 망에서는 하향 데이터 전송과 상향 데이터 전송의 광 파장이 각각 다르므로 상, 하향 전송이 논리적으로 독립적인 전이중(Full Duplex) 방식의 점 대 다점(Point-to-Multipoint) 구조를 가진다. Recently, the most actively discussed Ethernet Passive Optical Network (E-PON) technology is based on the Fiber To The Home (FTTH) subscriber network and the Fiber To The Curb (FTTC) subscriber network depending on the location of the network and the type of concentrator equipment. Are distinguished. In these two subscriber networks, since the optical wavelengths of the downlink data transmission and the uplink data transmission are different from each other, a full-duplex type point-to-multipoint structure is used.
이 중 FTTC 형의 E-PON 기술은 광 종단장치(Optical Line Terminator, 이하 OLT라고 함)에서 수동 신호 분배기인 광 분배기(Optical Splitter) 까지의 링크를 공유하며, 광 분배기에서 가입자 트래픽 접속장비(Optical Network Unit, 이하 ONU라고 함) 까지는 개별 링크가 구성되는 전형적인 점 대 다점 구조이다. Among them, the FTTC type E-PON technology shares the link from the optical line terminator (OLT) to the optical splitter, which is a passive signal splitter, and the subscriber traffic access equipment (Optical) in the optical splitter. Network Units (hereinafter referred to as ONUs) are typical point-to-multipoint structures with individual links.
즉, OLT로부터 ONU로 전송되는 모든 하향 신호가 광 분배기에서 분기되어 전체 ONU로 전송되므로 방송형 트래픽 서비스에 적합한 망 구조를 가지고 있으며, ONU로부터 각 가입자 터미널까지는 다양한 형태로 망을 구성할 수 있다. That is, since all the downlink signals transmitted from the OLT to the ONU are branched from the optical splitter and transmitted to the entire ONU, it has a network structure suitable for broadcast traffic service, and the network can be configured in various forms from the ONU to each subscriber terminal.
그러나, 상향 트래픽 서비스에 있어서는 OLT와 광 분배기 영역의 공유 링크에서 경합이 발생하므로, 이를 해결하기 위하여 시분할 다중화(Time Division Multiple Access) 방식을 기반으로 한 다중화 방식이 사용된다. 이러한 다중화 방식은 다수의 가입자 트래픽이 일차적으로 집속되는 ONU와 OLT 사이에 적용되므로 적정 수준의 효율이 보장된다. However, in the uplink traffic service, since contention occurs in the shared link between the OLT and the optical splitter region, a multiplexing scheme based on a time division multiple access scheme is used to solve this problem. This multiplexing scheme is applied between the ONU and the OLT where a large number of subscriber traffics are primarily focused, thus ensuring an appropriate level of efficiency.
한편, FTTH 형의 E-PON 기술은 최종 단말에 광 링크를 연결하여 서비스 제공에 충분한 대역폭을 할당하며, FTTH 망에서의 하향 전송은 FTTC 망과 동일하게 OLT로부터 광 분배기를 통해 모든 최종 가입자 단말 ONT(Optical Network Termination)로 이루어지며 목적지 주소를 기반으로 하여 처리된다. On the other hand, the FTTH type E-PON technology allocates enough bandwidth to provide services by connecting the optical link to the end terminal, and the downlink transmission in the FTTH network is the same as the FTTC network. It consists of (Optical Network Termination) and is processed based on the destination address.
그러나, FTTH 망은 FTTC 망과 포설 위치 및 트래픽 용량이 다르므로 상향 전송 제어에 있어서 제한성을 가진다. 즉, ONT와 OLT간의 거리가 FTTC 망에 비하여 상대적으로 매우 짧고 고속 전송이므로 전달 지연시간은 거의 영향을 미치지 않는다. 또한, FTTH 망의 ONT는 FTTC 망의 ONU와는 달리 가입자 트래픽의 집선이 이루어지지 않는 사용자 단말이므로, ONT 내의 인터넷 트래픽의 생성은 사용자의 인터넷 사용 형태에 근거하여 지속적인 형태가 아닌 매우 동적인 대역 요구 성향을 보인다. However, the FTTH network has limitations in uplink transmission control because the installation location and traffic capacity are different from those of the FTTC network. That is, since the distance between ONT and OLT is relatively shorter and higher speed than FTTC network, propagation delay time has little effect. In addition, unlike the ONU of the FTTC network, the ONT of the FTTH network is a user terminal that does not aggregate subscriber traffic, so the generation of Internet traffic in the ONT is not a continuous form based on the user's use of the Internet. Seems.
그러므로, FTTH 망은 트래픽 집선을 통해 기본적으로 어느 정도 용량의 트래픽이 항상 존재하는 트래픽 패턴에 적합하며, 전송 충돌을 막기 위해서는 기본적으로 망 동기를 요구하므로 시스템의 혼잡도 및 고가화를 요구하는 시간 분할 다중화 방식의 적용은 적합하지 않다. 또한, 다수의 전송 시작점과 공통 목적지간에 장거리의 공통선이 존재하므로, 트래픽의 채널 내 충돌 및 수신 충돌 확률을 줄이기 위해 적절한 매체 접근 제어 기능을 통해 전송 제어가 이루어져야 한다. Therefore, the FTTH network is suitable for traffic patterns where there is always a certain amount of traffic through traffic aggregation, and the network synchronization is basically required to prevent transmission collisions. Therefore, the time division multiplexing method that requires congestion and high system cost is required. The application of is not suitable. In addition, since there is a long distance common line between a plurality of transmission start points and common destinations, transmission control must be performed through an appropriate media access control function to reduce the probability of collision and reception collision of traffic.
또한, 현재 가입자 망은 향후 초고속 인터넷 서비스를 기반으로 제안되는 원격 동화상 회의, HDTV급 동영상 제공 서비스, 원격 교육 및 원격 컴퓨팅 등의 다양한 어플리케이션 서비스를 고려할 때 가입자 망 대역폭이 크게 부족하며, 현재의 가입자 망은 거리에 따라 품질이 제한되므로 이러한 서비스 요구에 충분한 고대역 고품질의 서비스를 제공하기 어렵다.In addition, the current subscriber network is significantly short of the subscriber network bandwidth considering various application services such as remote video conferencing, HDTV-class video providing service, remote education and remote computing, which are proposed based on future high-speed Internet service. Since quality is limited over distance, it is difficult to provide high-bandwidth, high-quality services sufficient for such service needs.
그러므로 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수동형 광 가입자망의 상향 트래픽 전송에 있어서 전통적인 폴링 기반의 접근제어 방식을 FTTH 망에 적용함과 동시에 대역 할당의 공정성 및 성능 안정화를 위하여 임계치를 두어 한번의 폴링 주기 동안에 전송 가능한 영역을 제한하는 매체 접근 제어 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. Therefore, the present invention is to solve the problems of the prior art, and to apply the conventional polling-based access control scheme to the FTTH network in the uplink traffic transmission of passive optical subscriber network, the threshold for fairness and performance stabilization of bandwidth allocation It is an object of the present invention to provide a method and a system for controlling a medium access that limits a transmittable area during one polling period.
또한, 실제 전송 대역폭을 요구하는 터미널의 총 수를 기반으로 하는 폴링 테이블을 구성하고 유지함으로써 실 가입자를 기반으로 한 대역할당을 통하여 상향 채널의 전송 효율을 높이며, 매 폴링 주기마다 새로운 터미널의 폴링 테이블 등록을 허락하는 초기등록 절차를 둠으로써 동적인 가입자 관리를 가능하게 하는 매체 접근 제어 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, by constructing and maintaining a polling table based on the total number of terminals requiring actual transmission bandwidth, the uplink transmission efficiency is increased through band allocation based on the actual subscriber, and the polling table of new terminals is performed every polling period. It is an object of the present invention to provide a method and system for controlling access to a medium that enables dynamic subscriber management by providing an initial registration procedure for allowing registration.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 수동형 광 가입자망의 매체 접근 제어 방법은 수동형 광 가입자 망에서 폴링(Polling) 방식을 적용하여 최종 가입자(ONT)에서 광 종단장치(OLT)로 데이터를 전송하기 위한 매체 접근 제어 방법으로서,In accordance with an aspect of the present invention, a media access control method for a passive optical subscriber network according to a feature of the present invention applies a polling scheme in a passive optical subscriber network to transmit data from an end subscriber (ONT) to an optical termination device (OLT). As a medium access control method for transmitting a message,
a) 상기 OLT로부터의 등록 요청 프레임인 광고 프레임(Advertise Frame) 수신하여 상기 OLT로 폴링 그룹 가입 프레임(Registration Frame)을 전송하고 폴링 테이블에 등록하여 프레임 수신을 기다리는 단계; b) 상기 OLT로부터 프레임을 수신하고 상기 프레임 타입을 판단하는 단계; c) 상기 판단된 프레임 타입이 데이터 프레임이면 상위 계층으로 프레임을 전송하고 상기 a) 단계로 되돌아가서 프레임 수신을 기다리는 단계; d) 상기 판단된 프레임 타입이 제어 프레임이면 폴링 프레임인지를 확인하는 단계; e) 상기 확인 결과, 상기 제어 프레임이 폴링 프레임이면 상위 계층으로부터의 폴링 그룹 탈퇴 요청이 있는지를 확인하는 단계; 및 f) 상기 확인 결과, 폴링 그룹 탈퇴 요청이 없으면 한번의 폴링주기 동안 전송 가능한 소정의 임계치 이하의 데이터 프레임을 상기 OLT로 전송하고 전송 종료를 알리는 단계를 포함한다.a) receiving an Advertisement Frame, which is a registration request frame from the OLT, transmitting a Polling Group Registration Frame to the OLT and registering the Polling Group in a polling table to wait for a frame reception; b) receiving a frame from the OLT and determining the frame type; c) if the determined frame type is a data frame, transmitting a frame to a higher layer and returning to step a) to wait for frame reception; d) if the determined frame type is a control frame, checking whether it is a polling frame; e) if the control frame is a polling frame, checking whether there is a polling group leave request from a higher layer; And f) if there is no request to leave the polling group, transmitting a data frame below a predetermined threshold that can be transmitted during one polling period to the OLT and notifying the end of transmission.
이때, 상기 b) 단계는 상기 OLT로부터 수신된 프레임의 목적지 주소와 상기 ONT의 목적지 주소를 비교하여, 비교 결과 목적지 주소가 다르면 상기 프레임을 폐기하며,In this case, step b) compares the destination address of the frame received from the OLT with the destination address of the ONT, and discards the frame if the destination address is different as a result of the comparison.
상기 e) 단계에서 상기 확인 결과, 폴링 그룹 탈퇴 요청이 있으면 폴링 그룹 탈퇴 프레임(Succession Frame)을 전송하고 모든 과정을 종료한다.As a result of the checking in step e), if there is a request to leave the polling group, the polling group leaving frame is transmitted and all processes are terminated.
또한, 상기 상위계층에서 생성되어 이더넷 프레임화되어 상기 OLT로 전송하기 위해 수신된 프레임은 추후 폴링을 받을 경우에 대비하여 송신 버퍼에 저장한다. In addition, a frame generated in the upper layer and Ethernet framed and received for transmission to the OLT is stored in a transmission buffer in case of receiving a poll later.
또한, 상기 임계치는 상기 OLT가 매 폴링 주기동안 각 ONT의 채널 점유 기간 및 전체 폴링 주기를 모니터링하여 입력 트래픽 상황을 파악하여 다음 주기의 폴링에 필요한 새로운 값을 설정하고, 상기 임계치를 광고 프레임 정보 필드에 기입하여 전체 ONT에 알리며, 각 ONT에서 상기 광고 프레임을 수신하여 상기 임계치를 재설정한다.In addition, the threshold is set by the OLT monitors the channel occupancy period and the entire polling period of each ONT during each polling period to determine the input traffic situation to set a new value for polling of the next period, and the threshold is set to the advertisement frame information field Writes to notify the entire ONT, and receives the advertisement frame at each ONT to reset the threshold.
또한, 상기 OLT에서의 폴링 과정은,In addition, the polling process in the OLT,
i) 폴링 테이블에 탈퇴 및 신규 가입된 ONT가 있는지를 확인하고, 상기 탈퇴 및 신규 가입된 ONT를 적용하여 새로운 폴링 테이블을 구성하고 폴링 주기를 시작하는 단계; ii) 프레임이 수신되면 프레임 타입을 확인하는 단계; iii) 상기 확인 결과 상기 수신된 프레임이 데이터 프레임이면 브릿지 동작을 통하여 상기 데이터 프레임을 처리하는 단계; iv) 상기 확인 결과 상기 수신된 프레임이 제어 프레임이면 상기 제어 프레임의 종류를 확인하는 단계; v) 상기 iv) 단계의 확인 결과 폴링 그룹 탈퇴 프레임(Succession Frame)이면 상기 탈퇴를 요청한 해당 ONT의 테이블 정보를 종료로 변화시키는 단계; vi) 상기 iv) 단계의 확인 결과 전송 종료 프레임(EOT Frame)이면 해당 ONT의 전체 폴링 주기가 완료되었는지를 검사하는 단계; vii) 상기 검사 결과 전체 폴링 주기가 완료되었으면 새로 접속한 ONT를 위하여 초기 접속 프레임을 광고하는 광고 프레임을 전송하여 상기 폴링 테이블에 등록하고 상기 a) 단계로 복귀하는 단계; 및 viii) 상기 검사 결과 전체 폴링 주기가 완료되지 않았으면 다음 순차의 ONT를 폴링하고 상기 ii) 단계로 복귀하는 단계를 포함한다.i) checking whether there is a withdrawal and newly subscribed ONT in the polling table, and applying the withdrawal and newly subscribed ONT to configure a new polling table and start a polling cycle; ii) checking the frame type if a frame is received; iii) processing the data frame through a bridge operation if the received frame is a data frame; iv) confirming a type of the control frame if the received frame is a control frame; v) changing the table information of the ONT requesting the withdrawal to the end if the polling group withdrawal frame is determined as a result of step iv); vi) checking whether the entire polling period of the corresponding ONT is completed if the transmission end frame (EOT Frame) is confirmed as the result of step iv); vii) if the entire polling period is completed as a result of the check, transmitting an advertisement frame advertising an initial access frame for a newly connected ONT, registering in the polling table, and returning to step a); And viii) if the check has not completed the entire polling period, polling the next sequence of ONTs and returning to step ii).
이때, 상기 폴링 테이블은 상기 탈퇴 및 신규 가입된 ONT 정보를 나타내는 탈퇴/신규 필드를 포함하며, 상기 vii) 단계에서 상기 새로 접속한 ONT 정보가 상기 탈퇴/신규 필트에 등록된다.At this time, the polling table includes a withdrawal / new field indicating the withdrawal and newly subscribed ONT information, and in step vii), the newly connected ONT information is registered in the withdrawal / new filter.
또한, 상기 전송 종료 프레임, 폴링 그룹 탈퇴 프레임, 폴링 그룹 가입 프레임, 폴링 프레임 및 광고 프레임은 목적지와 근원지 정보를 나타내는 목적지 주소 필드와 근원지 주소 필드, 제어 프레임과 데이터 프레임을 구분하는 정보를 나타내는 타입 필드 및 각 프레임의 동작을 구분하는 정보를 나타내는 동작 코드 필드를 포함하며,The transmission end frame, the polling group leaving frame, the polling group joining frame, the polling frame, and the advertisement frame may include a destination address field indicating a destination and source information, a source address field, a type field indicating information distinguishing a control frame and a data frame. And an action code field indicating information for identifying an action of each frame.
상기 전송 종료 프레임, 폴링 그룹 탈퇴 프레임 및 폴링 그룹 가입 프레임의 목적지 주소 필드와 근원지 주소 필드에는 각각 OLT 주소와 ONT 주소 정보가 포함되어 있고, 상기 폴링 프레임 및 광고 프레임의 목적지 주소 필드와 근원지 주소 필드에는 각각 ONT 주소와 OLT 주소 정보가 포함되어 있다.The destination address field and the source address field of the transmission end frame, the polling group leaving frame, and the polling group joining frame include OLT address and ONT address information, respectively, and the destination address field and the source address field of the polling frame and the advertisement frame, respectively. Each contains ONT address and OLT address information.
또한, 상기 동작 코드 필드에서 상기 동작 코드 값이 OP_code = 0x0001이면 전송 종료 정보를, OP_code = 0x0002이면 폴링 그룹 탈퇴 정보를, OP_code = 0x0003이면 폴링 그룹 가입 정보를, OP_code = 0x0004이면 폴링 정보를, OP_code = 0x0005이면 폴링 그룹 가입을 요청하는 광고 정보를 나타낸다.Also, in the operation code field, transmission termination information when the operation code value is OP_code = 0x0001, polling group withdrawal information when OP_code = 0x0002, polling group subscription information when OP_code = 0x0003, polling information when OP_code = 0x0004, and OP_code = 0x0005 indicates advertisement information for requesting to join a polling group.
또한, 본 발명의 특징에 따른 수동형 광 가입자망의 매체 접근 제어 시스템은 수동형 광 가입자 망에서 폴링(Polling) 방식을 적용하여 최종 가입자(ONT)와 광 종단장치(OLT)간에 전송된 데이터를 처리하는 매체 접근 제어 시스템으로서,In addition, the media access control system of a passive optical subscriber network according to a feature of the present invention applies a polling scheme in a passive optical subscriber network to process data transmitted between an end subscriber (ONT) and the optical terminator (OLT) As a media access control system,
상기 ONT는 상기 OLT로 데이터 프레임을 전송할 때, 상기 ONT가 한번의 폴링주기동안 전송할 수 있는 소정의 임계치보다 작은 길이의 데이터 프레임을 전송하고, 상기 OLT 및 상위 계층으로부터의 폴링 그룹 가입/탈퇴 요청이 있는지를 확인하여 상기 OLT로 폴링 그룹 가입 및 탈퇴 요청 프레임을 전송하며, 상기 OLT는 상기 ONT로부터 수신된 폴링 그룹 가입 및 탈퇴 요청 프레임을 적용하여 매 폴링 주기가 시작될 때마다 실제 서비스 요구 가입자로 새로운 폴링 테이블을 구성한다.When the ONT transmits a data frame to the OLT, the ONT transmits a data frame having a length smaller than a predetermined threshold that the ONT can transmit during one polling period, and the polling group join / leave request from the OLT and higher layers is A polling group join and leave request frame is sent to the OLT, and the OLT applies a polling group join and leave request frame received from the ONT to start a new poll to the actual service requesting subscriber at the beginning of every polling cycle. Configure the table.
이때, 상기 OLT는 매 폴링 주기동안 각 ONT의 채널 점유 기간 및 전체 폴링 주기를 모니터링하여 입력 트래픽 상황을 파악하여 다음 주기의 폴링에 필요한 새로운 데이터 프레임의 임계치를 설정하고, 상기 임계치를 광고 프레임 정보 필드에 기입하여 전체 ONT에 알리며, 상기 각 ONT는 상기 광고 프레임을 수신하여 상기 임계치를 재설정한다.At this time, the OLT monitors the channel occupancy period and the entire polling period of each ONT during every polling period to grasp the input traffic, sets a threshold of a new data frame required for polling of the next period, and sets the threshold in the advertisement frame information field. Fill in to notify the entire ONT, and each ONT receives the advertisement frame to reset the threshold.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings the most preferred embodiment that can be easily carried out by those of ordinary skill in the art as follows.
일반적으로 광 가입자 망의 상향 트래픽 전송에 있어서 성능을 결정하는 중요한 요소는 각 가입자 터미널이 주기적인 버퍼 대기시간 후 실제로 상향 전송을 시작할 수 있어야 한다는 점과 상향 채널의 공유 효율이 극대화되는 상황에서 각 종단 터미널간의 할당 대역 및 빈도가 공정해야 한다는 점이다. 이는 기존의 CSMA/CD(Carrier Sence Multiple Access with Collision Detection) 방식의 이더넷 매체 접근 제어기술이 확률적인 재전송 대기시간을 통해 충돌이 반복되는 것을 막는 동시에 전송 기회의 공정성을 추구한 점과 유사하다. In general, an important factor in determining performance in the uplink traffic transmission of an optical subscriber network is that each subscriber terminal should be able to actually start upstream after a periodic buffer wait time and each end point in a situation where sharing efficiency of the uplink channel is maximized. The allocation band and frequency between terminals must be fair. This is similar to the conventional CSMA / CD (Carrier Sence Multiple Access with Collision Detection) Ethernet media access control technology that seeks fairness of transmission opportunities while preventing collisions through repeated retransmission latency.
따라서, 본 발명에 따른 매체 접근 제어 방법은 각 터미널간의 폴링을 통한 접속 제어를 시도한다. 즉, 하나의 중앙 제어 노드인 OLT 모듈이 각 터미널에게 순차적으로 전송 필요성 여부를 묻고 이중 전송 허락을 받은 터미널만이 전송을 수행함으로써 전송 도중에 발생할 수 있는 데이터간의 충돌 가능성을 배제하고 노드에 대역을 할당하는 것으로 폴링 간격이 채널의 효율을 결정한다. Accordingly, the media access control method according to the present invention attempts to control access through polling between terminals. In other words, the OLT module, which is a central control node, asks each terminal whether it needs to transmit sequentially, and only the terminal that has been granted dual transmission transmits the bandwidth to the node without any possibility of data collision that may occur during transmission. The polling interval determines the efficiency of the channel.
이는 광 링크가 최종 가입자 단말에 인입됨으로써 ONT와 OLT간의 통신 무결성은 매우 높아지고 물리적 전송 거리의 감소로 인한 전달지연이 크게 감소되어, 폴링 기간 동안 전송이 중단됨에 따라 필연적으로 발생하는 채널 효율의 감소폭도 낮아지는 효과에 기인한다. This results in a very high communication integrity between the ONT and the OLT as the optical link enters the end subscriber station, and greatly reduces the propagation delay due to the reduction in the physical transmission distance, which inevitably reduces the channel efficiency caused by transmission interruption during the polling period. It is due to the lowering effect.
그러나, 가입자 이더넷 트래픽은 다양한 상위 어플리케이션의 종류에 비례하여 각각 다른 서비스 요구 사항 및 프레임 크기를 가지게 된다. 그러므로, 한 터미널이 폴링의 결과로 전송 기회를 획득한 상황에서 평균치에 비해 장시간 전송을 지속하는 것은 다른 터미널들의 대기 프레임의 총 길이의 증가를 야기하고 실시간 트래픽 처리의 보장 여부가 불투명해지는 등의 성능 저하요인이 된다. However, subscriber Ethernet traffic has different service requirements and frame sizes in proportion to the various types of higher application. Therefore, continuous transmission over the average in the event that one terminal gains a transmission opportunity as a result of polling results in an increase in the total length of the waiting frames of the other terminals, and it is unclear whether real-time traffic processing is guaranteed or not. It is a degrading factor.
따라서, 최초 가입자 접속망인 FTTH 망은 공정한 대역폭 할당을 위해서 적절한 전송 최대치를 설정하여 전송 용량을 제한함으로써 실시간 트래픽 서비스의 통계적 안정화를 꾀함과 동시에 대역 할당의 공정성을 추구해야 한다. Therefore, the FTTH network, which is the first subscriber access network, should seek the fairness of bandwidth allocation while stabilizing the real-time traffic service by limiting the transmission capacity by setting an appropriate transmission maximum for fair bandwidth allocation.
이러한 FTTH 망은 다수의 가입자 터미널과 이들의 상향 전송을 제어하는 OLT 모듈로 구성되며, 하향 트래픽 전송은 OLT에서 전송되는 모든 트래픽이 모든 가입자들에게 광 분배기를 통하여 일괄적으로 전송된다. 이때, 광 분배기에서부터 터미널까지의 거리는 500M 내외로 산정된다. The FTTH network is composed of a plurality of subscriber terminals and OLT modules for controlling their uplink transmission. In the downlink traffic transmission, all traffic transmitted from the OLT is transmitted to all subscribers through the optical splitter. At this time, the distance from the optical splitter to the terminal is estimated to be around 500M.
또한, 상향 트래픽 처리에 있어서 가입자 터미널은 다수의 이더넷 트래픽을 생성하는 가입자 단말을 의미하며, 다수의 OLT 모듈이 하나의 OLT 시스템을 형성한다. 따라서, FTTH 망 내에는 총 가입자 터미널의 수에 비례하는 OLT 모듈이 존재하게 되며, 총 트래픽 수용 용량에 비례하여 OLT 시스템의 수와 망 구조가 결정된다.In addition, in the uplink traffic processing, a subscriber terminal means a subscriber station generating a plurality of Ethernet traffics, and a plurality of OLT modules form one OLT system. Therefore, in the FTTH network, the OLT module exists in proportion to the total number of subscriber terminals, and the number and network structure of the OLT system are determined in proportion to the total traffic capacity.
도 1은 일반적인 수동형 광 가입자 망의 전체적인 구성을 나타낸 것으로 도 1a와 도 1b는 각각 FTTC 망과 FTTH 망을 나타낸 것이다.FIG. 1 shows the overall configuration of a general passive optical subscriber network. FIGS. 1A and 1B show an FTTC network and an FTTH network, respectively.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, FTTC 망 및 FTTH 망 모두 상부 노드인 OLT(100)와 하부 노드인 ONU(300), ONT(400)간에는 광 분배기(200)가 존재하며, 하향 트래픽은 광 분배기(200)를 통해 하부 노드(300, 400)에 공통적으로 전달된다. As shown in FIGS. 1A and 1B, an optical splitter 200 exists between an OLT 100 that is an upper node, an ONU 300 that is a lower node, and an ONT 400 for both the FTTC network and the FTTH network. The light splitter 200 is commonly transmitted to the lower nodes 300 and 400.
한편, FTTC 망의 경우 도 1a에 도시된 바와 같이 공통 링크부는 약 15 ~ 20Km로 장거리인데 반해, FTTH 망의 공통 링크부는 도 1b에 도시된 바와 같이 1Km 이내의 단거리로 구성되므로 고속 링크를 고려할 때 전달 지연은 상대적으로 대단히 낮다. 또한, 각 망의 하부 노드인 ONU(300)와 ONT(400)에는 전이중 통신을 위해 해당 파장에 대한 송수신 모듈이 존재하며, 이때 상/하위 전송은 논리적으로 독립된다. Meanwhile, in the case of the FTTC network, as shown in FIG. 1A, the common link part is about 15 to 20 km long, whereas the common link part of the FTTH network is composed of short distances of less than 1 km as shown in FIG. 1B. The propagation delay is relatively very low. In addition, there is a transmission / reception module for a corresponding wavelength for full-duplex communication in the ONU 300 and the ONT 400, which are lower nodes of each network, and the up / down transmission is logically independent.
한편, 도 2는 본 발명이 적용되는 FTTH 망의 ONT 노드의 구조를 나타낸 것이다. On the other hand, Figure 2 shows the structure of the ONT node of the FTTH network to which the present invention is applied.
도 2에 도시된 바와 같이, 각 ONT(400)는 가변 길이의 폴링 주기를 가지며, 그 기간 동안 상위 어플리케이션으로부터 다수의 이더넷 데이터 프레임(410)을 받아서 자신의 송신 버퍼(420)에 저장한다. 그리고, 한 주기 후에 폴링 프레임을 수신하면 자신의 버퍼(420) 상황에 따라 상향 데이터 프레임을 OLT(100)로 전송한다. 이때, 상향 데이터 프레임의 길이는 소정의 임계치(Th)를 넘지 않도록 하는데, 이는 일부 ONT(400)의 채널 독점에 따른 다른 ONT(400)의 대기시간의 증가와, 이에 따른 폴링 주기의 변화로 인한 서비스 품질 저하를 막기 위한 방법이다.As shown in FIG. 2, each ONT 400 has a variable length polling period, during which time it receives a plurality of Ethernet data frames 410 from a higher application and stores them in its transmit buffer 420. If a polling frame is received after one period, the uplink data frame is transmitted to the OLT 100 according to its buffer 420. At this time, the length of the uplink data frame does not exceed a predetermined threshold T h , which is caused by an increase in the waiting time of another ONT 400 due to a channel monopoly of some ONT 400 and a change in polling period accordingly. This is to prevent the deterioration of service quality.
한편, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 프레임의 구조를 나타낸 것이다. On the other hand, Figures 3a to 3c shows the structure of a frame according to an embodiment of the present invention.
도 3a에 도시된 바와 같이, 데이터 프레임(Data Frame)은 일반 이더넷 프레임과 동일하게 구성된다. 이 중 목적지 주소(411)와 근원지 주소(412)는 상, 하향 트래픽에 따라 각각 ONT(400)와 OLT(100)의 주소가 된다. 타입 필드(413)는 각 디바이스의 MAC 계층에서 제어 프레임과 데이터 프레임을 구분하기 위한 필드로, 이더넷 프레임일 경우에는 Ox0800의 값을 갖는다. 또한, 데이터 패킷(414)은 상위 계층에서 전달된 정보로 가변 길이를 가진다. As shown in FIG. 3A, a data frame is configured in the same manner as a general Ethernet frame. The destination address 411 and the source address 412 are the addresses of the ONT 400 and the OLT 100, respectively, according to the upstream and downstream traffic. The type field 413 is a field for distinguishing a control frame from a data frame in the MAC layer of each device. In the case of an Ethernet frame, the type field 413 has a value of Ox0800. In addition, the data packet 414 has a variable length as information transmitted from a higher layer.
한편, 제어 프레임은 ONT(400)에서 생성되어 OLT(100)로 전달되는 프레임과 OLT(100)에서 전송되어 ONT(400)로 수신되는 프레임의 두 가지의 종류로 구분된다. 이 중, ONT(400)에서 생성되어 OLT(100)로 전달되는 프레임은 도 3b에 도시된 바와 같이 전송 종료 프레임(EOT Frame), 폴링 그룹 탈퇴 프레임(Succession Frame), 폴링 그룹 가입 프레임(Registration Frame) 등이 있다. On the other hand, the control frame is divided into two types: a frame generated in the ONT 400 and transmitted to the OLT 100 and a frame transmitted in the OLT 100 and received by the ONT 400. Among these, the frame generated by the ONT 400 and delivered to the OLT 100 may include a transmission end frame (EOT frame), a polling group withdrawal frame, and a polling group subscription frame as shown in FIG. 3B. ).
전송 종료 및 단순 채널 해제의 기능을 하는 전송 종료 프레임(EOT Frame)은 타입 필드값이 TYPE = Ox8808로 제어 프레임임을 표시하며, OP_code = EOT로 전송 종료 프레임임을 나타낸다. 폴링 그룹 탈퇴 프레임(Succession Frame) 프레임은 OP_code = Succession으로 자신의 통신 종료를 OLT 노드(100)로 알린다. 또한, 새로 통신을 시작하여 폴링 테이블에 등록하기를 희망하는 가입자는 매 폴링 주기 후에 실시되는 초기 등록 시기에 광고 프레임(Advertise Frame)을 수신한 후, OP_code = Registration으로 설정된 초기 폴링 그룹 가입 프레임(Registration Frame)을 전송함으로써 폴링 테이블에 등록된다. 이때, 초기 폴링 그룹 가입 프레임의 OP_code는 사전에 정의된 이진수로서 아래와 같이 정의된다.A transmission end frame (EOT Frame) that functions as transmission termination and simple channel release indicates that the type field value is a control frame with TYPE = Ox8808, and indicates that the transmission end frame is OP_code = EOT. The polling group leaving frame (Succession Frame) frame informs the OLT node 100 of the end of its communication with OP_code = Succession. In addition, a subscriber who wishes to start a new communication and register in the polling table receives an Advertisement Frame at an initial registration time performed after every polling period, and then registers an initial polling group registration frame in which OP_code = Registration. Frame) to register in the polling table. At this time, OP_code of the initial polling group join frame is defined as a binary number as below.
OP_code = Ox0001 = EOT OP_code = Ox0001 = EOT
OP_code = Ox0002 = Succession OP_code = Ox0002 = Succession
OP_code = Ox0003 = Registration OP_code = Ox0003 = Registration
OP_code = Ox0004 = PollingOP_code = Ox0004 = Polling
OP_code = Ox0005 = Registration RequestOP_code = Ox0005 = Registration Request
한편, 도 3c에 도시된 바와 같이 OLT에서 전송되어 각 ONT에서 수신되는 프레임은 폴링 프레임(Polling Frame)과 초기 가입 요청 프레임(Registration Request Frame)이 있다. 이 중 폴링 프레임은 폴링 테이블의 정보를 기반으로 하여 순차적으로 등록된 ONT(400)를 목적지 주소로 하여 전송되는 매체 제어 수락 프레임이다. 폴링 프레임의 OP_code는 Polling이며, 동일한 목적지 주소의 ONT(400)만이 폴링 프레임을 수신하여 전송을 시작한다. 또한, 초기 가입 요청 프레임은 매 폴링 주기 종료 후 새로운 폴링 가입자 등록을 위해 모든 ONT(400)에게 전송되며 목적지 주소가 모두 1로 설정되는 광고(Advertise) 프레임으로, OP_code는 Registration Request로 설정되어 프레임의 목적에 부합되는 ONT(400)의 적절한 대응 동작을 유도한다. Meanwhile, as illustrated in FIG. 3C, frames transmitted from the OLT and received from each ONT include a polling frame and an initial registration request frame. Among these, the polling frame is a medium control acceptance frame transmitted using ONT 400 registered as a destination address sequentially based on the information in the polling table. OP_code of the polling frame is Polling, and ONT 400 of the same destination address only receives the polling frame and starts transmission. In addition, the initial subscription request frame is an advertisement frame that is sent to all ONT 400 for new polling subscriber registration after the end of every polling cycle, and the destination address is all set to 1, and OP_code is set to Registration Request to Induce appropriate response actions of the ONT 400 to meet the purpose.
이러한 폴링 기반 방식의 FTTH 망이 FTTC 망과 다른 점은 레인징(Ranging) 등의 과정을 통해 한 ONT(400)의 실제 전송 주기가 끝나기 전에 다음 ONT(400)로의 대역 할당을 시도하는 등 최대 효율을 위한 복합 알고리즘은 적용하지 않는다는 것이다. 왜냐하면, 최하단 가입자 터미널은 폴링 주기에 비해 트래픽 생성 빈도가 상대적으로 낮고 임계치 이하의 가변적인 전송 용량을 가지고 있으므로, 변동 대역폭을 사용하면 수신 OLT 측의 혼란을 야기 할 수 있을 뿐만 아니라 시스템 운영의 혼잡도를 가중시킬 수 있기 때문이다.The difference between the polling-based FTTH network and the FTTC network is that the maximum efficiency is achieved by attempting bandwidth allocation to the next ONT 400 before the actual transmission cycle of one ONT 400 is terminated through ranging or the like. The complex algorithm for does not apply. Because the lowest subscriber terminal has a relatively low traffic generation frequency and a variable transmission capacity below the threshold compared to the polling period, using the variable bandwidth can cause confusion of the receiving OLT side and reduce the congestion of the system operation. It can be weighted.
한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 ONT 노드의 전송, 재가입 및 탈퇴 과정의 흐름도를 나타낸 것이다. On the other hand, Figure 4 shows a flow diagram of the transmission, resubscription and withdrawal process of the ONT node according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 각 ONT(400)는 상향 전송을 시작할 필요가 있을 경우, 등록 요청 프레임의 수신을 기다리며(S401), 해당 프레임을 수신하면 폴링 그룹 가입 프레임을 OLT(100)로 전송하여 자신을 폴링 테이블에 등록한다(S402). 이후 일반적인 MAC의 절차와 동일하게 OLT(100)로부터 프레임을 수신하여 목적지 주소를 비교하고 자신과 동일하지 않으면 폐기한다(S403~405). 이는 E-PON이 구조적으로 모든 프레임이 모든 ONT(400)에게 전송되기 때문에 발생하는 것이다. As shown in FIG. 4, when it is necessary to start uplink transmission, each ONT 400 waits for reception of a registration request frame (S401), and when receiving the frame, transmits a polling group subscription frame to the OLT 100. Register itself to the polling table (S402). After that, the frame is received from the OLT 100 in the same manner as in the general MAC, and the destination address is compared and discarded if it is not the same (S403 to 405). This occurs because the E-PON structurally sends every frame to every ONT 400.
한편, 자신의 MAC 주소와 목적지 주소가 동일할 경우, 이는 자신에게 전송된 프레임임을 의미하므로 적절한 프레임의 처리를 위해 프레임의 타입을 조사한다(S406). 조사 결과, 수신된 프레임이 이더넷 데이터 프레임일 경우 상위 계층으로 패킷을 전송하고(S407) 다시 프레임 수신 대기상태로 전환된다(S403). On the other hand, if their MAC address and the destination address is the same, this means that the frame is transmitted to it, so the type of the frame is examined for proper frame processing (S406). As a result of the investigation, if the received frame is an Ethernet data frame, the packet is transmitted to a higher layer (S407), and the state is switched to the frame reception standby state (S403).
한편, 일반적인 프로토콜과 동일하게 상위 계층에서 생성되어 이더넷 프레임화되어 OLT(100)로의 전송을 위해 수신된 프레임은 추후 폴링을 받을 경우의 전송에 대비하여 송신버퍼에 저장된다(S412~413). 이때, E-PON 노드는 전이중 통신방식을 사용하므로 이 과정은 프레임 수신과정과는 독립적으로 수행된다. On the other hand, in the same manner as the general protocol, the frame generated in the upper layer is Ethernet framed and received for transmission to the OLT 100 is stored in the transmission buffer in preparation for transmission in the case of receiving a later poll (S412 ~ 413). At this time, since the E-PON node uses a full-duplex communication method, this process is performed independently of the frame receiving process.
한편, 수신된 프레임이 제어 프레임인 경우에는 해당 프레임이 폴링 프레임인지의 여부를 확인한다(S408). 확인 결과, 폴링 프레임이 아니면 프레임은 상위 계층에서의 처리를 위해 패킷화하여 전달되고(S407), 폴링 프레임이면 상위전송 접속 수락을 받았음을 의미하므로 해당 프레임을 전송한다. On the other hand, if the received frame is a control frame, it is checked whether the corresponding frame is a polling frame (S408). As a result of the check, if the polling frame is not, the frame is transmitted by packetization for processing in the upper layer (S407). If the polling frame indicates that the upper transmission access is accepted, the frame is transmitted.
이때, 일반적인 ONT 기능에 부합하기 위하여 프레임을 전송하기에 앞서 상위 계층으로부터 폴링 그룹 탈퇴 요청 여부를 먼저 확인한다(S409). 이것은 일반적인 모니터링 기능에 의해서 이루어진다. 확인 결과, 탈퇴 요청이 없으면 임계치 이하에서 자신의 송신버퍼로부터 최대한의 데이터 프레임을 OLT(100)로 전송하고(S410), 전송이 끝나면 다음 ONT(400)로의 채널 접속권을 넘기기 위해 OLT(100)로 전송 종료(EOT)를 알린다(S411). 이때, 폴링 프레임을 수신한 시기까지 축적된 프레임이 없으면 즉시 EOT를 전송함으로써 접속권을 해제하고, 이를 통하여 상향 채널의 효율을 높인다. 또한, 가입자가 폴링 그룹에서의 탈퇴를 요청할 경우 해당 가입자는 폴링 그룹 탈퇴 프레임을 전송하고 모든 과정을 종료한다.At this time, in order to comply with the general ONT function, it is first checked whether a polling group withdrawal request is requested from an upper layer before transmitting a frame (S409). This is done by general monitoring functions. As a result of the check, if there is no withdrawal request, the maximum data frame is transmitted to the OLT 100 from its own transmission buffer below the threshold (S410), and when the transmission is completed, the OLT 100 transfers the channel access right to the next ONT 400. Informs the end of transmission (EOT) at step S411. At this time, if there is no frame accumulated up to the time of receiving the polling frame, the access right is released by transmitting the EOT immediately, thereby increasing the efficiency of the uplink channel. In addition, when the subscriber requests to leave the polling group, the subscriber transmits the polling group leave frame and terminates all processes.
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다수의 ONT(400)와 OLT(100)로 구성된 FTTH 망의 구조 및 폴링 테이블 구성 방식을 나타낸 것으로, 여기서는 크게 (M-1)번째 주기부터 (M+1)번째 주기까지 3 주기에 걸친 과정을 통해 전송 과정을 묘사하고 있다. Meanwhile, FIG. 5 illustrates a structure of a FTTH network including a plurality of ONTs 400 and OLTs 100 and a polling table configuration method according to an embodiment of the present invention. The transmission process is described through three cycles up to the +1) th cycle.
폴링 주기는 앞에서 언급한 바와 같이 등록 요청을 한 ONT(400)에 대한 정보를 기반으로 구성되어 순차적으로 폴링이 실시된다. 먼저, OLT(100)는 등록된 모든 ONT들을 폴링한 후, 신규 가입자(ONT 3)를 위해 등록 요청 프레임을 브로드캐스팅하는 광고(Advertise)를 실시한다. OLT(100)는 전송 딜레이와 처리 시간을 고려한 시간이 경과한 후 수신된 폴링 그룹 가입 프레임 정보를 기반으로 하여 다음 주기의 폴링 테이블을 구성하고 폴링을 재개한다. As mentioned above, the polling period is configured based on information on the ONT 400 that has requested a registration, and polling is sequentially performed. First, the OLT 100 polls all registered ONTs and then performs an advertisement broadcasting a registration request frame for the new subscriber ONT 3. The OLT 100 configures a polling table of the next period based on the polling group subscription frame information received after elapse of time considering the transmission delay and processing time and resumes polling.
한편, (M+1)번째 주기의 폴링 테이블 구성에서 알 수 있듯이 이후 폴링 과정에서 폴링 그룹 탈퇴 요청 프레임을 수신하면, 다음 주기의 폴링 테이블 구성에서 해당 ONT(ONT 2, ONT N-1)는 삭제된다. Meanwhile, as shown in the polling table configuration of the (M + 1) th period, when the polling group leave request frame is received in the subsequent polling process, the corresponding ONT (ONT 2, ONT N-1) is deleted from the polling table configuration of the next period. do.
이러한 과정을 통해 OLT(100)는 매 폴링주기마다 실제로 상향 대역폭을 요구하는 ONT로만 동적인 폴링 테이블을 구성하고 대역폭을 할당함으로써 상향 채널의 효율의 증가를 이루게 된다. 또한, 실제 서비스를 요청하는 ONT의 동적인 수의 변화에 대해서도 대역폭의 낭비를 줄이고 능동적으로 대응할 수 있으며, ONT의 전송 대역폭에 임계치를 설정함으로써 OLT 모듈의 기능을 간소화할 수 있다. Through this process, the OLT 100 configures a dynamic polling table and allocates bandwidth only to ONT that actually requires an uplink bandwidth in every polling cycle, thereby increasing efficiency of an uplink channel. In addition, it is possible to reduce the waste of the bandwidth and actively respond to the dynamic change of the number of ONT requesting the actual service, and the function of the OLT module can be simplified by setting a threshold in the transmission bandwidth of the ONT.
한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 OLT의 폴링 과정 및 프레임 처리 절차에 대한 흐름도를 나타낸 것이다. 6 is a flowchart illustrating a polling process and a frame processing procedure of an OLT according to an embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 매 주기의 폴링이 끝난 후에 OLT는 먼저 폴링 테이블의 정보 변화를 확인하여 탈퇴 및 신규 가입된 ONT로 새로운 폴링 테이블을 구성한 후 새로운 폴링을 시작한다(S601~603). 실제로는 이전 주기의 폴링시에 테이블 정보가 바뀌는 상황을 지속적으로 모니터링하므로 이 단계의 시간지연은 거의 없다. As shown in FIG. 6, after the polling of each cycle is finished, the OLT first checks the information change of the polling table, configures a new polling table with the withdrawal and newly subscribed ONT, and starts a new polling (S601 ˜ 603). In practice, there is little time lag in this step because it constantly monitors changes to table information during polling of the previous cycle.
이후 프레임을 수신하여 프레임 타입을 확인하고, 데이터 프레임을 수신한 경우에는 브리지 동작을 통해 처리한다(S604~605). 데이터 프레임의 수신이 끝난 후 또는 ONT가 송신할 프레임이 없을 경우에는 폴링 즉시 제어 프레임을 송신하면, 제어 프레임의 종류를 확인한다(S606). 확인 결과, 폴링 그룹 탈퇴 프레임(Succession)을 수신하였으면 해당 ONT 테이블의 정보를 종료로 변화시켜서 다음 폴링 주기에서 OLT가 해당 ONT를 삭제할 수 있도록 한 후 폴링 절차를 계속 진행한다(S607). After receiving the frame to check the frame type, when receiving the data frame is processed through the bridge operation (S604 ~ 605). After the reception of the data frame or when there is no frame to be transmitted by the ONT, if the control frame is transmitted immediately after polling, the type of the control frame is checked (S606). As a result of the check, when the polling group withdrawal frame (Succession) is received, the information of the corresponding ONT table is changed to the end so that the OLT can delete the corresponding ONT in the next polling period, and then the polling procedure is continued (S607).
한편, 전송 종료 프레임(EOT)을 수신한 경우, 이것은 현재 폴링을 실시한 ONT의 상향 전송 종료를 의미하므로 ONT는 전체 폴링 주기를 완료했는지의 여부를 검사하고(S608), 현재 주기의 폴링 절차가 완료되지 않았으면 다음 순차의 ONT에 폴링을 실시하여 매체 접근 제어권을 주며(S609), 폴링 주기가 완료되었으면 새로 접속된 ONT들을 위해 초기 접속 프레임을 브로드캐스팅하는 광고 단계로 이동한다(S610). 광고 단계에서 수신된 정보는 실시간으로 폴링 테이블에 기록되며, 광고단계가 종료되면 테이블 검사단계로 복귀한다(S601). 이후의 절차는 앞서 언급한 폴링 주기 절차와 동일하다. On the other hand, when the transmission end frame (EOT) is received, this means that the end of the uplink transmission of the ONT that is currently polled, so ONT checks whether the entire polling period has been completed (S608), and the polling procedure of the current period is completed. If not, the next sequence of ONT is polled to give media access control (S609). If the polling period is completed, the mobile station moves to an advertisement step of broadcasting an initial access frame for newly connected ONTs (S610). The information received in the advertising step is recorded in the polling table in real time, and when the advertising step ends, it returns to the table checking step (S601). The subsequent procedure is the same as the polling cycle procedure mentioned above.
상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The drawings and detailed description of the invention are merely exemplary of the invention, which are used for the purpose of illustrating the invention only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the appended claims or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
이상에서와 같이 본 발명의 임계치 기반 폴링 매체 접근 제어방식은 임계치를 설정함으로써 소수 가입자의 대역폭 독점에 따른 서비스 품질 저하를 방지하고, 소수의 가입자에 의한 채널 독점을 사전에 방지함으로써 기존 가입자의 최대 폴링 주기가 예측 가능하며 신규 폴링 등록자의 긴 대기시간 발생을 막을 수 있다. As described above, the threshold-based polling medium access control method of the present invention sets a threshold to prevent deterioration of service quality due to bandwidth monopoly of a small number of subscribers, and prevents channel monopoly by a small number of subscribers in advance to maximize polling of existing subscribers. The period is predictable and prevents long polling of new polling registrants.
또한, 본 발명의 매체 접근 제어방식은 상향 채널 접속 방식이 간소화되어 시분할 다중화 방식 등을 적용할 경우 발생할 수 있는 장비의 혼잡도 및 망 동기 요구 등의 문제점을 해결할 수 있으며 프레임의 송수신을 통해 명확한 제어가 가능하다.In addition, the media access control method of the present invention can solve the problems of congestion and network synchronization requirements that may occur when the time-channel multiplexing method is applied by simplifying the uplink access method. It is possible.
또한, 매 폴링 주기가 끝날 때마다 실제 서비스 요구 가입자를 재확인하여 폴링 절차를 시작하므로, 불필요한 폴링을 통한 대역폭 낭비를 원천적으로 막고 최종 가입자의 변화에 능동적으로 대응할 수 있다. 이는 FTTC 망의 ONU에는 매 주기마다 일정한 양의 가입자 트래픽이 집속되는 것과 달리 FTTH 망의 경우 최종 가입자인 ONT의 상향 트래픽 패턴이 상위 어플리케이션 및 사용자의 형태에 따라 대역폭 요구가 실시간으로 변함을 고려할 때 적절한 방식이다. In addition, since the polling procedure is started by re-confirming the actual service requesting subscriber at the end of every polling cycle, it is possible to prevent bandwidth waste through unnecessary polling and to actively respond to changes in end subscribers. This is appropriate when considering the fact that the upstream traffic pattern of the ONT, which is the final subscriber, changes in real time according to the type of the upper application and the user in the FTTH network, whereas a certain amount of subscriber traffic is concentrated in the ONU of the FTTC network. That's the way.
또한, 본 발명에 따르면 망 구성의 유연성이 보장된다. 이는 FTTH망이 서비스 가입자들의 최초 네트워크 접속망임을 고려할 때 반드시 필요한 사항이며, 본 발명에서는 OLT의 초기 등록 요청에 의한 응답 절차로 간단하게 ONT가 신규 등록될 수 있고, 이러한 절차에 의한 프로토콜의 혼잡도 증가가 없다.In addition, the flexibility of the network configuration is ensured according to the present invention. This is necessary when considering that the FTTH network is the first network access network of service subscribers, and in the present invention, ONT can be newly registered as a response procedure by the initial registration request of the OLT, and the congestion of the protocol is increased by such a procedure. none.
게다가, 본 발명은 OLT에 제어기능이 집중됨으로써 가입자 모뎀의 기능을 간소화할 수 있다. 전체 상향 대역폭 할당 절차 및 등록 절차 등의 모든 제어 기능이 OLT에 의해 이루어지고, 제어 프레임에 의해 ONT에서 프레임에 대응되는 기능 수행이 이루어지므로 ONT의 하드웨어 측면의 부담이 적고 기존의 상용 프로토콜과의 연동이 비교적 용이하다.In addition, the present invention can simplify the function of the subscriber modem by concentrating control functions on the OLT. All control functions such as overall uplink bandwidth allocation procedure and registration procedure are performed by OLT, and by performing control function corresponding to frame in ONT by control frame, there is less burden on hardware side of ONT and interworking with existing commercial protocol. This is relatively easy.
도 1a 내지 도 1b는 수동형 광 가입자망의 종류 및 구성도이다.1A to 1B are types and configuration diagrams of a passive optical subscriber network.
도 2는 본 발명에 적용되는 광 가입자 터미널의 버퍼의 구성도이다.2 is a block diagram of a buffer of an optical subscriber terminal to be applied to the present invention.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 전송 프레임의 구성도이다.3A to 3C are configuration diagrams of a transmission frame according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 종단장치(OLT)와 최종 가입자 터미널(ONT) 간의 대역 할당 절차의 흐름도이다.4 is a flow diagram of a band allocation procedure between an optical terminator (OLT) and an end subscriber terminal (ONT) in accordance with an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 폴링 테이블 구성도이다.5 is a configuration diagram of a polling table according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 OLT의 폴링 과정 및 프레임 처리 절차에 대한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a polling process and a frame processing procedure of an OLT according to an embodiment of the present invention.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
100 : 광 종단장치(OLT) 100: optical termination device (OLT)
200 : 광 분배기200: light splitter
300 : 가입자 트래픽 접속장치(ONU)300: subscriber traffic access unit (ONU)
400 : 최종 가입자 터미널(ONT)400: end subscriber terminal (ONT)
Claims (12)
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KR10-2003-0015080A KR100483009B1 (en) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | Medium access control method of passive optical network and system thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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KR10-2003-0015080A KR100483009B1 (en) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | Medium access control method of passive optical network and system thereof |
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KR10-2003-0015080A KR100483009B1 (en) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | Medium access control method of passive optical network and system thereof |
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-
2003
- 2003-03-11 KR KR10-2003-0015080A patent/KR100483009B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
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KR20040080190A (en) | 2004-09-18 |
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