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KR20170046012A - Apparatus and Method for Synchronous Dynamic Bandwidth Allocation in EPON - Google Patents

Apparatus and Method for Synchronous Dynamic Bandwidth Allocation in EPON Download PDF

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KR20170046012A
KR20170046012A KR1020150146276A KR20150146276A KR20170046012A KR 20170046012 A KR20170046012 A KR 20170046012A KR 1020150146276 A KR1020150146276 A KR 1020150146276A KR 20150146276 A KR20150146276 A KR 20150146276A KR 20170046012 A KR20170046012 A KR 20170046012A
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KR
South Korea
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optical network
time
network devices
eqd
value
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020150146276A
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Korean (ko)
Inventor
김광옥
정환석
Original Assignee
한국전자통신연구원
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Publication date
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Abstract

본 발명은 이더넷 수동 광 네트워크의 광 회선 단말에서 광 네트워크 장치들로의 동기식 동적 대역 할당 방법으로, 발견 프로세스 구간 동안, 광 네트워크 장치들 각각의 왕복 시간(Round Trip Time: RTT)을 이용하여, 동일한 지연 시간을 갖도록 광 네트워크 장치들 각각에 대한 보정 값(EqD)값을 계산하는 단계와, 제1 최소 서비스 구간 내에서, 보정 값(EqD)을 이용하여 광 네트워크 장치들 각각에 대한 상향 전송을 위한 대역을 할당하는 단계와, 제2 최소 서비스 구간 내에서, 상기 광 네트워크 장치들 각각으로부터 버퍼에 존재하는 데이터 양에 대한 리포트를 수신하는 단계와, 제3 최소 서비스 구간 내에서, 상기 광 네트워크 장치들 각각으로부터 수신된 리포트에 따라, 광 네트워크 장치들이 동일한 지연 시간을 갖도록 광 네트워크 장치들 각각에 대한 상향 전송을 위한 대역을 업데이트하고, 상기 업데이트된 대역을 할당하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a synchronous dynamic bandwidth allocation method from an optical line terminal to an optical network terminal of an Ethernet passive optical network, which uses a round trip time (RTT) Calculating a correction value (EqD) value for each of the optical network devices so as to have a delay time, and calculating a correction value (EqD) for each of the optical network devices using the correction value (EqD) Receiving a report on the amount of data present in the buffer from each of the optical network devices in a second minimum service interval; and, in a third minimum service interval, In accordance with the reports received from each of the optical network devices, Updating a bandwidth for a transmission, and a step of assigning the updated bandwidth.

Description

이더넷 수동 광 네트워크에서 동기식 동적 대역 할당 장치 및 방법{Apparatus and Method for Synchronous Dynamic Bandwidth Allocation in EPON}[0001] The present invention relates to an apparatus and a method for synchronous dynamic bandwidth allocation in an Ethernet passive optical network,

본 발명은 이더넷 수동형 광 네트워크(Ethernet Passive Optical Network: EPON)에 관한 것으로, 특히 광 회선 단말(Optical Line Terminal: OLT)에서 광 네트워크 장치(Optical Network Unit: ONU)로 대역을 동적으로 할당하는 장치 및 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an Ethernet Passive Optical Network (EPON), and more particularly, to an apparatus and method for allocating bandwidth dynamically from an optical line terminal (OLT) to an optical network unit (ONU) ≪ / RTI >

이더넷 수동형 광 네트워크(Ethernet Passive Optical Network: EPON) 기술은 하나의 수동형 점 대 다 중점 분배 망을 통해 하나의 광 회선 단말(Optical Line Terminal: OLT)과 다수의 광 네트워크 장치(Optical Network Unit: ONU)가 연결되어 1Gb/s의 서비스를 제공하는 방식이다. An Ethernet Passive Optical Network (EPON) technology is an optical path switching system in which an optical line terminal (OLT) and a plurality of optical network units (ONUs) are connected via a passive point to a multi- To provide a service of 1 Gb / s.

EPON 기술에서 광 네트워크 장치들을 논리적으로 구분하기 위해 논리 링크 식별자(Logical Link Identifier: LLID) 값이 사용되며, 이는 광 네트워크 장치 발견 프로세스(Discovery Process) 과정을 통해 할당된다. 광 회선 단말은 광 네트워크 장치들의 상향 전송 신호가 서로 충돌되지 않도록 시간을 제어하는 대역 할당 알고리즘을 사용하며, LLID를 통해 광 네트워크 장치들을 구분하게 된다.In EPON technology, a Logical Link Identifier (LLID) value is used to logically distinguish optical network devices, which are allocated through an optical network device discovery process. The optical line terminal uses a bandwidth allocation algorithm to control time so that uplink signals of optical network devices do not collide with each other, and optical network devices are distinguished through LLID.

EPON기술은 2009년에 사용자의 요구에 따라 10Gb/s의 전송 서비스를 지원하는 10G-EPON기술이 표준화 되었으며, 최근 10Gb/s 이상의 전송 대역을 제공하기 위한 NG-EPON 기술의 표준화를 시작하였다. NG-EPON기술은 하나의 단일 파장을 통해 25Gb/s의 전송속도를 지원하는 TDMA-PON (Time Division Multiple Access-PON)방식과 다수의 파장을 통해 40Gb/s 이상의 전송속도를 지원하는 Hybrid PON 방식으로 구현 가능하다. Hybrid PON 방식은 단일 채널이 아닌 WDM방식을 통해 다수의 채널이 사용되며, ONU는 파장 가변 소자를 통해 특정 파장을 선택하여 사용하게 된다.EPON technology has standardized 10G-EPON technology supporting 10Gb / s transmission service according to user's demand in 2009. Recently, NG-EPON technology has been standardized to provide a transmission bandwidth of 10Gb / s or more. The NG-EPON technology is based on a TDMA-PON (Time Division Multiple Access-PON) scheme supporting a transmission rate of 25 Gb / s through a single wavelength and a hybrid PON scheme supporting transmission speeds of 40 Gb / . In the hybrid PON system, a plurality of channels are used through a WDM system rather than a single channel, and an ONU selects a specific wavelength through a wavelength variable element.

지금까지의 EPON 기술에서는 주로 지연(Delay)보다는 대역 처리량(Bandwidth Throughput)을 향상시키는 대역 할당 알고리즘들이 사용되었다. 그러나, NG-EPON 기술에서처럼 응용 서비스로 무선 백홀 서비스를 수용하기 위해서는 지연을 최소화하는 대역 할당 알고리즘들이 요구되고 있다.In the conventional EPON technology, bandwidth allocation algorithms that improve bandwidth throughput are used rather than delay. However, as in NG-EPON technology, bandwidth allocation algorithms that minimize delay are required to accommodate wireless backhaul services as application services.

본 발명은 EPON에서 짧은 지연시간 단위로 동적 대역할당을 가능하게 하는 동기식 동적 대역 할당 장치 및 방법을 제공한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a synchronous dynamic bandwidth allocation apparatus and method that enables dynamic bandwidth allocation in a short delay unit time in an EPON.

본 발명은 이더넷 수동형 광 네트워크의 광 회선 단말에서 광 네트워크 장치들로의 동기식 동적 대역 할당 방법으로, 발견 프로세스 구간 동안 각각의 광 네트워크 장치에서 측정된 왕복 시간(Round Trip Time: RTT)을 이용하여, 광 네트워크 장치들이 동일한 지연 시간을 갖도록 측정된 왕복 시간을 이용해 보정 값(EqD)값을 계산하는 단계와, 제1 최소 서비스 구간 내에서 보정 값(EqD)을 이용하여 각각의 광 네트워크 장치들의 상향 전송을 위한 대역을 할당하는 단계와, 제2 최소 서비스 구간 내에서 상기 광 네트워크 장치들로부터 버퍼에 존재하는 데이터양에 대한 리포트를 수신하는 단계와, 제3 최소 서비스 구간 내에서 상기 광 네트워크 장치들로부터 수신된 리포트에 따라, 광 네트워크 장치들에 대한 상향 전송을 위한 대역을 업데이트하고, 상기 업데이트된 대역을 할당하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a synchronous dynamic bandwidth allocation method from an optical line terminal to an optical network device of an Ethernet passive optical network, which uses round trip time (RTT) measured in each optical network device during a discovery process period, Calculating a correction value (EqD) value using the round trip time measured so that the optical network devices have the same delay time; calculating a correction value (EqD) value by using the correction value (EqD) Receiving a report on the amount of data present in the buffer from the optical network devices within a second minimum service interval; and transmitting the report from the optical network devices in a third minimum service interval Updates the bandwidth for uplink transmissions to optical network devices according to the received report, And allocating the allocated bands.

본 발명은 동기식 동적 대역 할당 장치로, 발견 프로세스 구간 동안 광 네트워크 장치들 각각의 왕복 시간(Round Trip Time: RTT)을 이용하여, 동일한 지연 시간을 갖도록 광 네트워크 장치들 각각에 대한 보정 값(EqD)값을 계산하는 지연 계산부와, 제1 최소 서비스 구간 내에서 보정 값(EqD)을 이용하여 광 네트워크 장치들 각각에 대한 상향 전송을 위한 대역을 할당하는 대역 할당부와, 제2 최소 서비스 구간 내에서 상기 광 네트워크 장치들 각각으로부터 버퍼에 존재하는 데이터 양에 대한 리포트를 수신하는 리포트 수신부를 포함하되, 상기 대역 할당부는 제3 최소 서비스 구간 내에서, 상기 광 네트워크 장치들 각각으로부터 수신된 리포트에 따라 광 네트워크 장치들 각각에 대한 상향 전송을 위한 대역을 업데이트하고, 상기 업데이트된 대역을 할당한다.The present invention relates to a synchronous dynamic bandwidth allocating apparatus, which uses a Round Trip Time (RTT) of each optical network device during a discovery process interval to calculate a correction value (EqD) for each optical network device to have the same delay time, A bandwidth allocator for allocating a bandwidth for uplink transmission to optical network devices using a correction value EqD within a first minimum service interval, And a report reception unit for receiving a report on the amount of data present in the buffer from each of the optical network devices in the third minimum service interval according to a report received from each of the optical network devices, Updates the bandwidth for uplink transmissions to each of the optical network devices, and allocates the updated bandwidth.

본 발명은 EPON에서 전송 대역 할당 시 Grant 정보에 광 네트워크 장치들의 거리 보정 값(EqD)을 반영하여 추가적인 계산 지연 시간없이, 광 회선 단말(OLT)(110)이 모든 광 네트워크 장치들의 Report 값을 다음 서비스 주기에 반영하여 효율적인 동적 대역 할당을 제공하는 것이다. In the EPON, the optical line terminal (OLT) 110 reflects the report values of all the optical network devices by reflecting the distance correction value (EqD) of the optical network devices to the grant information in the transmission bandwidth allocation, Service period to provide efficient dynamic bandwidth allocation.

또한, 본 발명은 128us 주기의 최소 서비스 간격을 유지하며, 동기식 방식으로 대역 전송대역을 할당 가능하게 하여 무선 백홀 서비스를 위한 짧은 지연시간을 제공할 수 있게 한다.In addition, the present invention maintains a minimum service interval of 128 us cycles and enables a band transmission band to be allocated in a synchronous manner, thereby providing a short delay time for a wireless backhaul service.

본 발명은 EPON에서 광 네트워크 장치들의 동적 대역 할당에서 모든 광 네트워크 장치들의 Report 값을 반영하기 위한 별도의 처리 지연시간 없이 다음 서비스 구간에 대한 전송 대역 할당이 가능하며, 128us 사이클 주기의 동기식 처리를 통해 NG-EPON에서 요구되는 무선 백홀 서비스를 위한 짧은 Latency를 제공할 수 있다. In the dynamic bandwidth allocation of optical network devices in the EPON, transmission bandwidth allocation for the next service interval can be performed without a separate processing delay time for reflecting report values of all optical network devices, It is possible to provide a short latency for the wireless backhaul service required by the NG-EPON.

도 1은 일대 다중 접속 방식의 이더넷 수동 광 네트워크에서 사용되는 대역 할당 절차를 도시한 도면이다.
도 2는 일대 다중 접속 방식의 이더넷 수동 광 네트워크에서 Poll-and-Stop Polling 방식을 이용한 대역 할당 절차를 도시한 도면이다.
도 3은 일대 다중 접속 방식의 이더넷 수동 광 네트워크에서 Interleaved Polling 방식을 이용한 대역 할당 절차를 도시한 도면이다.
도 4는 일대 다중 접속 방식의 이더넷 수동 광 네트워크에서 Interleaved Polling with Stop 방식을 이용한 대역 할당 절차를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 일대 다중 접속 방식의 이더넷 수동 광 네트워크에서 동기식 Pipelined Interleaved Polling 방식의 대역 할당 절차를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 일대 다중 접속 방식의 이더넷 수동 광 네트워크에서 동기식 Pipelined Interleaved Polling 방식의 대역 할당의 일 예를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이더넷 수동 광 네트워크에서 동기식 동적 대역 할당 장치의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이더넷 수동 광 네트워크에서 동기식 동적 대역 할당 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
1 is a diagram illustrating a bandwidth allocation procedure used in an Ethernet passive optical network of a one-to-multiple access scheme.
2 is a diagram illustrating a bandwidth allocation procedure using a Poll-and-Stop Polling scheme in an Ethernet passive optical network of a one-to-multiple access scheme.
3 is a diagram illustrating a bandwidth allocation procedure using an interleaved polling scheme in an Ethernet passive optical network of a one-to-multiple access scheme.
4 is a diagram illustrating a bandwidth allocation procedure using an interleaved polling with stop scheme in an Ethernet passive optical network of a one-to-multiple access scheme.
5 is a diagram illustrating a bandwidth allocation procedure of a synchronous Pipelined Interleaved Polling scheme in an Ethernet passive optical network of a one-to-multiple access scheme according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 illustrates an example of bandwidth allocation of a synchronous Pipelined Interleaved Polling scheme in an Ethernet passive optical network of a one-to-multiple access scheme according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a synchronous dynamic bandwidth allocator in an Ethernet passive optical network according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a synchronous dynamic bandwidth allocation method in an Ethernet passive optical network according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.

본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시 예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The terms used throughout the specification are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention and can be sufficiently modified according to the intentions and customs of the user or the operator. It should be based on the contents of.

도 1은 일대 다중 접속 방식의 이더넷 수동 광 네트워크에서 사용되는 대역 할당 절차를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a bandwidth allocation procedure used in an Ethernet passive optical network of a one-to-multiple access scheme.

도 1을 참조하면, 광 회선 단말(OLT)(110)은 광 네트워크 장치(ONU)(120)에게 대역 할당을 제공하는 GATE MPCPDU 메시지를 전송한다(S210). 이때, GATE MPCPDU 메시지에는 대역할당을 위해 4개의 Grant Start값, 4개의 Grant Length 값을 포함하며, 광 네트워크 장치(ONU)(120)에게 REPORT MPCPDU 메시지를 요청하기 위한 4개의 Force Report 값을 포함할 수 있다. 그러면, 광 네트워크 장치(ONU)(120)는 할당된 대역정보를 이용해 Grant Start값에 따라 전송을 시작하고, Grant Length 값에 따라 전송 시간을 결정하게 된다. Referring to FIG. 1, an optical line terminal (OLT) 110 transmits a GATE MPCPDU message that provides bandwidth allocation to an optical network unit (ONU) 120 (S210). At this time, the GATE MPCPDU message includes four Grant Start values and four Grant Length values for bandwidth allocation, and includes four Force Report values for requesting a REPORT MPCPDU message to the optical network unit (ONU) 120 . Then, the optical network unit (ONU) 120 starts transmission according to the Grant Start value using the allocated band information, and determines the transmission time according to the Grant Length value.

광 네트워크 장치(ONU)(120)는 할당된 시간에 사용자 데이터(USER DATA)와 함께 REPORT MPCPDU 메시지를 광 회선 단말(OLT)(110)에 전송하게 된다(S220). 이때, 최대 8개의 Queue에 대한 Report가 가능하다. REPORT MPCPDU 메시지는 광 네트워크 장치(ONU)(120) 버퍼에 존재하는 데이터 양을 광 회선 단말(OLT)(110)에게 보고하기 위해 사용된다.The ONU 120 transmits a REPORT MPCPDU message together with user data (USER DATA) to the optical line terminal (OLT) 110 at the allocated time (S220). At this time, it is possible to report up to 8 queues. The REPORT MPCPDU message is used to report the amount of data present in the optical network unit (ONU) 120 buffer to the optical line terminal (OLT)

광 회선 단말(OLT)(110)은 광 네트워크 장치(ONU)(120)으로부터 수신된 Report값에 의해 다음 대역 할당 시간을 업데이트하여 GATE MPCPDU 메시지로 전달하게 된다(S230). The optical line terminal (OLT) 110 updates the next bandwidth allocation time according to the report value received from the optical network unit (ONU) 120 and transmits it as a GATE MPCPDU message (S230).

광 네트워크 장치(ONU)(120)는 S120과 동일하게 주어진 대역 할당 시간 동안 REPORT MPCPDU 메시지와 함께 데이터를 전송하게 된다(S240). The optical network unit (ONU) 120 transmits data together with the REPORT MPCPDU message for a given bandwidth allocation time in step S220 (S240).

그런데, 광 회선 단말(OLT)(110)은 광 네트워크 장치(ONU)(120)가 요청한 Report값을 제공할 수 없는 경우, 대역 할당 없이 4개의 Force Report 값만을 포함시킨 REPORT MPCPDU 메시지 전송만 요청할 수 있다(S250). 그러면, 광 네트워크 장치(ONU)(120)는 REPORT MPCPDU 메시지만을 광 회선 단말(110)에 전송하게 된다(S260).If the optical line terminal (OLT) 110 can not provide the report value requested by the optical network unit (ONU) 120, the optical line terminal (OLT) 110 may request only REPORT MPCPDU message transmission including only four Force Report values (S250). Then, the optical network unit (ONU) 120 transmits only the REPORT MPCPDU message to the optical line terminal 110 (S260).

전술한 바와 같이 EPON에서 사용되는 대역 할당 알고리즘은 GATE MPCPDU 메시지를 보내고, REPORT MPCPDU 메시지를 받아 다음 GATE MPCPDU 메시지를 전송하기 때문에 지연 시간 및 대역 낭비가 심한 단점이 있다. 따라서, 이러한 방식은 무선 백홀 망에서 요구되는 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 없다.As described above, the band allocation algorithm used in the EPON has a disadvantage in that the GATE MPCPDU message is sent, the REPORT MPCPDU message is received, and the next GATE MPCPDU message is transmitted. Therefore, this scheme can not guarantee QoS (Quality of Service) required in a wireless backhaul network.

도 2는 일대 다중 접속 방식의 이더넷 수동 광 네트워크에서 Poll-and-Stop Polling 방식을 이용한 대역 할당 절차를 도시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating a bandwidth allocation procedure using a Poll-and-Stop Polling scheme in an Ethernet passive optical network of a one-to-multiple access scheme.

도 2를 참조하면, 광 회선 단말(OLT)(110)은 광 네트워크 장치 1(120-1)에 GATE MPCPDU 메시지(G1)를 통해 대역 할당을 수행한 후, 광 네트워크 장치1(120-1)으로부터 수신이 있을 때까지 대역 할당을 멈춘다. 2, the optical line terminal (OLT) 110 allocates bandwidth to the optical network unit 1 (120-1) through a GATE MPCPDU message (G1) And stops the band allocation until there is reception from the base station.

그리고, 광 네트워크 장치1(120-1)으로부터 데이터와 REPORT MPCPDU 메시지(R1)가 전송되면, 광 회선 단말(OLT)(110)은 다음 광 네트워크 장치2(120-2)에 대한 대역 할당을 위해 GATE MPCPDU 메시지(G2)를 전송한다. When the data and the REPORT MPCPDU message R1 are transmitted from the optical network unit 1 120-1, the optical line terminal (OLT) 110 allocates bandwidth for the next optical network unit 2 120-2 GATE MPCPDU message (G2) is transmitted.

광 네트워크 장치2(120-2)로부터 데이터와 REPORT MPCPDU 메시지(R2)가 전송되면, 다음 광 네트워크 장치3(120-3)에 대한 대역 할당을 위해 GATE MPCPDU 메시지(G3)를 전송하게 된다. When the data and the REPORT MPCPDU message (R2) are transmitted from the optical network unit 2 (120-2), a GATE MPCPDU message (G3) is transmitted for band allocation to the next optical network unit 3 (120-3).

이와 같이, 광 회선 단말(OLT)(110)은 광 네트워크 장치(ONU)(120-1, 120-2, 120-3)에 대해 순차적으로 대역을 할당한 후, 해당 광 네트워크 장치(ONU)(120-1, 120-2, 120-3)로부터 데이터와 REPORT MPCPDU 메시지(R1)가 전송될 때까지 대기하므로 대역 낭비가 크다.In this manner, the optical line terminal (OLT) 110 sequentially allocates bands to the optical network units (ONU) 120-1, 120-2, and 120-3, 120 - 1, 120 - 2, and 120 - 3 until the REPORT MPCPDU message R 1 is transmitted.

따라서, 광 회선 단말이 광 네트워크 장치로부터 데이터와 Report가 도착하기 전에 미리 GATE MPCPDU 메시지를 할당하는 방안이 제안되었는데, 다음의 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.Accordingly, a method has been proposed in which the optical line terminal allocates the GATE MPCPDU message in advance before the data and the Report arrive from the optical network device, which will be described with reference to FIG. 3 and FIG.

도 3은 일대 다중 접속 방식의 이더넷 수동 광 네트워크에서 Interleaved Polling 방식을 이용한 대역 할당 절차를 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a bandwidth allocation procedure using an interleaved polling scheme in an Ethernet passive optical network of a one-to-multiple access scheme.

도 3을 참조하면, 광 회선 단말(OLT)(110)은 대역 할당을 위해 광 네트워크 장치1(120-1)에 GATE MPCPDU 메시지(G1)를 전송하고, 광 네트워크 장치2(120-2)에 GATE MPCPDU 메시지(G2)를 전송한다. 3, the optical line terminal (OLT) 110 transmits a GATE MPCPDU message (G1) to the optical network unit 1 (120-1) for band allocation and transmits a GATE MPCPDU message GATE MPCPDU message (G2) is transmitted.

광 네트워크 장치1(120-1)과 광 네트워크 장치2(120-2)는 각각 할당된 시간에 데이터와 함께 REPORT MPCPDU 메시지(R1, R2)를 전송한다. The optical network devices 1 (120-1) and 2 (120-2) transmit the REPORT MPCPDU message (R1, R2) together with the data at the allocated time.

광 회선 단말(OLT)(110)은 광 네트워크 장치1(120-1)로부터 데이터가 수신되는 동안 광 네트워크 장치3(120-3)에 대한 대역 할당을 위해 GATE MPCPDU 메시지(G3)를 전송한다. 광 네트워크 장치3(120-3)은 할당된 시간에 데이터와 함께 REPORT MPCPDU 메시지(R3)를 전송한다. The optical line terminal (OLT) 110 transmits a GATE MPCPDU message (G3) for bandwidth allocation to the optical network unit 3 (120-3) while data is received from the optical network unit 1 (120-1). Optical network device 3 (120-3) transmits REPORT MPCPDU message (R3) together with the data at the allocated time.

광 회선 단말(OLT)(110)은 이러한 전송을 위해 광 네트워크 장치별로 RTT값과 대역폭 요구 값을 관리해야 하며, 이들 값을 통해 미리 광 네트워크 장치들의 전송 순서와 전송 시간을 예측하여 할당해야 한다. The optical line terminal (OLT) 110 needs to manage the RTT value and the bandwidth request value for each optical network device for this transmission. The transmission order and the transmission time of the optical network devices must be predicted and allocated in advance through these values.

Interleaved Polling 방식은 Poll-and-Stop Polling 방식보다 대역 이용률 및 데이터 전송 지연시간이 개선되지만, 광 네트워크 장치로부터 REPORT MPCPDU 메시지들을 수신하기 전에 대역을 예측하여 GATE MPCPDU 메시지들을 전송하기 때문에 광 네트워크 장치들의 요구 대역폭을 정확하게 제공할 수 없게 된다.The interleaved polling scheme improves the bandwidth utilization rate and the data transmission delay time compared to the Poll-and-Stop Polling scheme. However, since it transmits the GATE MPCPDU messages by predicting the bandwidth before receiving the REPORT MPCPDU messages from the optical network device, The bandwidth can not be accurately provided.

도 4는 일대 다중 접속 방식의 이더넷 수동 광 네트워크에서 Interleaved Polling with Stop 방식을 이용한 대역 할당 절차를 도시한 도면이다. 4 is a diagram illustrating a bandwidth allocation procedure using an interleaved polling with stop scheme in an Ethernet passive optical network of a one-to-multiple access scheme.

도 4를 참조하면, Interleaved Polling 방식과 달리 광 회선 단말(OLT)(110)은 미리 광 네트워크 광 네트워크 장치들(ONUs)(120-1, 120-2, 120-3)에 대한 GATE MPCPDU 메시지들(G1, G2, G3)을 각각 전송하고, 광 네트워크 광 네트워크 장치들(ONUs)(120-1, 120-2, 120-3)로부터 할당된 전송 시간에 데이터와 Report들(R1, R2, R3)이 모두 전송 받은 후, 다음 대역 할당을 위해 일정한 계산 시간이 경과된 후, 업데이트된 GATE MPCPDU 메시지를 전송하게 된다. 4, unlike the interleaved polling scheme, the optical line terminal (OLT) 110 previously transmits GATE MPCPDU messages for optical network optical network devices (ONUs) 120-1, 120-2 and 120-3 (R 1, R 2, and R 3) in the transmission time allocated from the optical network optical network units (ONUs) 120 - 1, 120 - 2 and 120 - ) Is transmitted, and after a predetermined calculation time has elapsed for the next band allocation, the updated GATE MPCPDU message is transmitted.

Interleaved Polling with Stop 방식은 Interleaved Polling 방식의 단점인 Report 반영 문제를 정확히 고려할 수 있지만, 다음 대역 할당 시 광 네트워크 장치들의 Report를 고려한 대역 할당 계산 시간이 사용되게 된다. 따라서, 이 계산 시간만큼 대역 낭비와 지연이 초래된다. 따라서, NG-EPON에서 무선 백홀 서비스를 위해 요구되는 지연시간과 효율적인 대역 할당을 제공할 수 있는 개선된 알고리즘이 요구된다. The Interleaved Polling with Stop method can accurately account for the report reflection problem, which is a disadvantage of the interleaved polling method, but the bandwidth allocation calculation time considering reports of optical network devices is used for the next bandwidth allocation. Therefore, this calculation time wastes bandwidth and delays. Therefore, there is a need for an improved algorithm that can provide delay time and efficient bandwidth allocation required for wireless backhaul services in NG-EPON.

본 발명은 광 회선 단말(OLT)(110)에서 광 네트워크 광 네트워크 장치들(ONUs)(120-1 ~ 120-n)의 왕복시간(Round Trip Time: RTT) 값을 계산한 후, 모든 광 네트워크 광 네트워크 장치들(ONUs)(120-1 ~ 120-n)이 동일한 전송 지연 시간을 갖도록 Grant Start값에 계산된 보정 값을 반영하여 동기 식으로 전송 대역을 할당한다. The present invention calculates the round trip time (RTT) value of the optical network optical network units (ONUs) 120-1 to 120-n in the optical line terminal (OLT) 110, The optical network devices (ONUs) 120-1 to 120-n reflect the correction value calculated for the Grant Start value so as to have the same transmission delay time and allocate a transmission band in a synchronous manner.

본 발명에서는 최소 서비스 구간(Minimum Service Interval) 단위로 광 네트워크 광 네트워크 장치들(ONUs)(120-1 ~ 120-n)에 대역 할당을 수행한다. 일 실시 예에 따라, 최소 서비스 구간(Minimum Service Interval)은 128us일 수 있다. In the present invention, bandwidth allocation is performed to optical network optical network units (ONUs) 120-1 to 120-n in units of a minimum service interval. According to one embodiment, the Minimum Service Interval may be 128us.

광 회선 단말(OLT)(110)은 최소 서비스 구간(Minimum Service Interval) 단위로 광 네트워크 광 네트워크 장치들(ONUs)(120-1 ~ 120-n)로 동기 식으로 대역을 할당한다. The optical line terminal (OLT) 110 allocates bandwidths to optical network optical network units (ONUs) 120-1 to 120-n synchronously in units of a minimum service interval.

일 실시 예에 따라, 지연 시간에 민감한 서비스는 짧은 서비스 간격(Service Interval)을 사용하고, 상대적으로 지연 시간에 덜 민감한 서비스는 긴 서비스 간격(Service Interval)을 사용하게 된다. 예컨대, 동일한 대역 할당을 하더라도, 지연 시간에 민감한 서비스는 매 서비스 구간(Service Interval)마다 50씩 Grant를 할당하고, 지연 시간보다 성능이 민감한 서비스는 4번의 서비스 구간(Service Interval)마다 200씩 Grant를 할당하게 된다.According to one embodiment, a delay-sensitive service uses a short service interval and a service that is relatively less sensitive to delay time uses a long service interval. For example, even if the same bandwidth is allocated, a service sensitive to delay time allocates a grant for every service interval of 50, and a service whose performance is more sensitive than a delay time grants 200 services for every four service intervals .

본 발명의 일 실시 예에 따른 동기식 Pipelined Interleaved Polling 방식은 광 네트워크 장치 발견 프로세스에 의해 측정된 RTT 값을 이용해 하기의 <수학식 1>과 같이 동일한 지연 시간을 갖도록 하는 각 광 네트워크 장치들의 보정 값(EqD)값을 계산한다. The synchronous Pipelined Interleaved Polling scheme according to an embodiment of the present invention uses the RTT value measured by the optical network device discovery process to calculate a correction value of each optical network device having the same delay time as Equation (1) EqD).

<수학식 1>&Quot; (1) &quot;

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 <수학식 1>에서 발견 윈도우 시간(Discovery Window Time)은 전송 거리에 따라 결정된다. 예컨대, 최대 전송 거리가 20km 일 때 2 사이클의 서비스 구간 시간(256us)으로 설정된다.In Equation (1), the Discovery Window Time is determined according to the transmission distance. For example, when the maximum transmission distance is 20 km, the service interval time of 256 cycles is set to 256 us.

전술한 바와 같이 계산된 보정 값은 하기의 <수학식 2>에서와 같이 Grant Start값에 반영된다.The correction value calculated as described above is reflected in the Grant Start value as shown in Equation (2) below.

<수학식 2>&Quot; (2) &quot;

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 <수학식 2>에서 Start Timestamp 값은 서비스 구간(Service Interval)의 첫 번째 Timestamp 값이 사용되고, Previous Grant Length 값은 이전 광 네트워크 장치에 할당된 Grant Length값이다. In Equation (2), the first Timestamp value of the service interval is used as the Start Timestamp value, and the Previous Grant Length value is the Grant Length value assigned to the previous optical network device.

전술한 <수학식 2>에 의해 계산된 Grant Start 값은 GATE MPCPDU 메시지를 통해 광 네트워크 장치(ONU)로 전송된다. 따라서, EqD값 반영에 따라 모든 광 네트워크 장치들은 동일한 시간에 광 회선 단말(OLT)에 도착할 수 있게 되며, 이를 통해 전송 대역을 통계적 다중화를 제공하게 된다.The Grant Start value calculated by Equation (2) is transmitted to the optical network unit (ONU) through the GATE MPCPDU message. Accordingly, all the optical network devices can reach the optical line terminal (OLT) at the same time according to the reflection of the EqD value, thereby providing statistical multiplexing of the transmission band.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 일대 다중 접속 방식의 이더넷 수동 광 네트워크에서 동기식 Pipelined Interleaved Polling 방식의 대역 할당 절차를 도시한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a bandwidth allocation procedure of a synchronous Pipelined Interleaved Polling scheme in an Ethernet passive optical network of a one-to-multiple access scheme according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 동기식 Pipelined Interleaved Polling 방식에서 광 회선 단말(OLT)(110)은 첫 번째 N 서비스 구간에서 각 광 네트워크 장치들(120-1, 120-2, 120-3)에 대해 GATE MPCPDU 메시지들 (G1, G2, G3)을 전송한다. Referring to FIG. 5, in the synchronous Pipelined Interleaved Polling (OPS) scheme according to an embodiment of the present invention, the optical line terminal (OLT) 110 transmits the optical network devices 120-1, 120-2, G3, G3, and G3 to G3, G3, and G3.

광 회선 단말(OLT)(110)은 N 서비스 구간에서 N+1 서비스 구간에 대한 대역 할당을 분배한 후, GATE MPCPDU 메시지로 전송하며, 이들 정보는 Grant Start값에 EqD를 반영하여 조정한다. 각 광 네트워크 장치들(ONUs)(120-1, 120-2, 120-3)은 수신된 GATE MPCPDU 메시지의 Grant Start값과 Grant Length 값을 이용해 할당된 전송시간 동안 데이터와 REPORT MPCPDU메시지를 전송한다. The optical line terminal (OLT) 110 distributes the bandwidth allocation for the N + 1 service interval in the N service interval, and then transmits the GATE MPCPDU message, and adjusts the information by reflecting the EqD to the Grant Start value. Each of the ONUs 120-1, 120-2, and 120-3 transmits the data and the REPORT MPCPDU message during the allocated transmission time using the Grant Start value and the Grant Length value of the received GATE MPCPDU message .

광 회선 단말(OLT)(110)은 N+1 서비스 구간에 수신된 각 광 네트워크 장치들(120-1, 120-2, 120-3)의 Report정보를 이용해 N+2 서비스 구간에 대한 대역 할당을 한 후, GATE MPCPPDU 메시지들을 통해 업데이트된 전송 시간을 할당한다. 즉, 동기식 방식의 대역할당을 통해 이전 서비스 구간에서 수신된 Report값을 미리 계산하여 다음 서비스 구간의 대역할당에 반영하게 된다. 이러한 방식으로 본 발명에 의한 Pipelined Interleaved Polling 방식은 대역 낭비 없이 전송시간을 모두 활용 가능하게 된다.The optical line terminal (OLT) 110 allocates bandwidths for N + 2 service periods using report information of the optical network devices 120-1, 120-2, and 120-3 received in the (N + 1) And then allocates the updated transmission time through the GATE MPCPPDU messages. That is, the Report value received in the previous service interval is calculated in advance through the bandwidth allocation of the synchronous scheme and is reflected in the bandwidth allocation of the next service interval. In this manner, the Pipelined Interleaved Polling scheme according to the present invention can utilize the transmission time without wasting bandwidth.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 일대 다중 접속 방식의 이더넷 수동 광 네트워크에서 동기식 Pipelined Interleaved Polling 방식의 대역 할당의 일 예를 도시한다. FIG. 6 illustrates an example of bandwidth allocation of a synchronous Pipelined Interleaved Polling scheme in an Ethernet passive optical network of a one-to-multiple access scheme according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 광 네트워크 장치1(ONU 1)(120-1)은 광 회선 단말(OLT)(110)과 5km 거리를 두고 떨어져서 위치하고, 광 네트워크 장치2(ONU 2)(120-2)는 광 회선 단말(OLT)(110)과 10km 거리를 두고 떨어져서 위치하고 있다고 가정한다. 이때, Discovery Window는 100us이다. 6, the optical network unit 1 (ONU 1) 120-1 is located at a distance of 5 km from the optical line terminal (OLT) 110, and the optical network unit 2 (ONU 2) 120-2, Is located at a distance of 10 km from the optical line terminal (OLT) 110. At this time, the Discovery Window is 100us.

그러면, 광 네트워크 장치1(0NU 1)(120-1)의 RTT는 25us로 계산되며, 광 네트워크 장치2(ONU 2)(120-2)의 RTT는 50us로 계산된다. 따라서, 광 네트워크 장치1(ONU 1)(120-1)의 EqD는 50us가 되고, 광 네트워크 장치2(ONU 2)(120-2)는 0us가 된다. Then, the RTT of optical network unit 1 (0NU 1) 120-1 is calculated as 25us, and the RTT of optical network unit 2 (ONU 2) 120-2 is calculated as 50us. Therefore, the EqD of the optical network unit 1 (ONU 1) 120-1 becomes 50 us and the optical network unit 2 (ONU 2) 120-2 becomes 0 us.

광 회선 단말(OLT)(110)은 광 네트워크 장치1(ONU 1)(120-1)에서 200us 시간부터 20us 동안 대역할당을 위해서는 현재 사이클의 시작 시간인 100us에 50us의 EqD값을 더해 150us 시간을 Grant Start값으로 할당하게 된다. The optical line terminal (OLT) 110 adds an EqD value of 50us to the start time of the current cycle (100us) for bandwidth allocation from 200us to 20us in the optical network unit 1 (ONU 1) 120-1, Grant Start value is assigned.

광 네트워크 장치1(ONU 1)(`120-1)은 광 회선 단말(OLT)(110)보다 25us 시간 뒤에 광 회선 단말(OLT)(110)과 동기화된 시간 주기를 가지며 시간이 150us에 도착하면, 20us동안 데이터를 전송하게 된다. The optical network unit 1 (ONU 1) (`120-1`) has a time period synchronized with the optical line terminal (OLT) 110 after 25us time of the optical line terminal (OLT) 110 and arrives at a time of 150us , The data is transmitted for 20 us.

광 회선 단말(OLT)(110)은 10us 뒤에 광 네트워크 장치2(ONU 2)(120-2)에 60us의 전송시간 할당을 위해 130us의 Grant Start값을 할당하게 된다. The optical line terminal (OLT) 110 allocates a Grant Start value of 130us to the optical network unit 2 (ONU 2) 120-2 after 10us to allocate a transmission time of 60us.

이는 광 네트워크 장치1(ONU 1)(120-1)의 20us 전송시간과 10us의 Guard Time으로 계산된다. 광 네트워크 장치2(ONU 2)(120-2)는 광 회선 단말(OLT)(110)보다 50us 시간 뒤에 광 회선 단말(OLT)(110)과 동기화된 시간 주기를 가지며 시간이 130us에 도착하면, 60us동안 데이터를 전송하게 된다. 따라서, 광 회선 단말(OLT)(110)는 매 사이클 타임마다 광 네트워크 장치(120-1, 120-2, 120-3)의 Report값을 반영하여 Grant Start값과 Grant Length값을 동적으로 할당하게 된다.This is calculated as 20us transmission time of optical network unit 1 (ONU 1) 120-1 and guard time of 10us. The optical network unit 2 (ONU 2) 120-2 has a time period synchronized with the optical line terminal (OLT) 110 after 50us time from the optical line terminal (OLT) 110, Data will be transmitted for 60us. Therefore, the optical line terminal (OLT) 110 dynamically allocates a Grant Start value and a Grant Length value by reflecting the Report values of the optical network units 120-1, 120-2, and 120-3 every cycle time do.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이더넷 수동 광 네트워크에서 동기식 동적 대역 할당 장치의 구성도이다.7 is a block diagram of a synchronous dynamic bandwidth allocator in an Ethernet passive optical network according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 이더넷 수동 광 네트워크에서 동기식 동적 대역 할당 장치는 지연 계산부(810), 대역 할당부(820) 및 리포트 수신부(830)를 포함한다.Referring to FIG. 7, in the Ethernet passive optical network, a synchronous dynamic bandwidth allocating apparatus includes a delay calculating unit 810, a bandwidth allocating unit 820, and a report receiving unit 830.

지연 계산부(810)는 발견 프로세스 구간 동안, 광 네트워크 장치들 각각의 왕복 시간(Round Trip Time: RTT)을 이용하여, 동일한 지연 시간을 갖도록 광 네트워크 장치들 각각에 대한 보정 값(EqD)값을 계산한다. The delay calculator 810 calculates a correction value EqD for each of the optical network devices using the Round Trip Time (RTT) of each of the optical network devices during the discovery process period so as to have the same delay time .

지연 계산부(810)는 상세하게는 왕복 시간 계산부(811) 및 보정 값 계산부(812)를 포함한다. 왕복 시간 계산부(811)는 광 네트워크 장치들 각각의 왕복 시간(Round Trip Time: RTT)을 산출한다. 보정 값 계산부(812)는 광 네트워크 장치들이 동일한 지연 시간을 갖도록 상기 산출된 RTT를 이용해 보정 값(EqD)값을 계산한다. 보정 값 계산부(812)는 상기 <수학식 1>에서와 같이 발견 윈도우 시간(Discovery Window Time)을 산출하고, 발견 윈도우 시간에서 상기 RTT의 2배의 값을 감하여 상기 보정 값(EqD)값을 산출한다.The delay calculation unit 810 includes a round trip time calculation unit 811 and a correction value calculation unit 812 in detail. The round trip time calculation unit 811 calculates a round trip time (RTT) of each of the optical network devices. The correction value calculation unit 812 calculates the correction value (EqD) value using the calculated RTT so that the optical network devices have the same delay time. The correction value calculator 812 calculates the Discovery Window Time as in Equation (1), subtracts twice the value of the RTT from the found window time, and outputs the correction value EqD .

또한, 지연 계산부(810)는 광 네트워크 장치 각각에 대한 보정 값(EqD)을 테이블(813)로 저장할 수 있다.In addition, the delay calculator 810 may store the correction value EqD for each optical network device in the table 813.

대역 할당부(820)는 제1 최소 서비스 구간 내에서, 보정 값(EqD)을 이용하여 광 네트워크 장치들 각각에 대한 상향 전송을 위한 대역을 할당한다. 상세하게는, 대역 할당부(820)는 개시 시각 산출부(821) 및 대역 할당 메시지 전송부(822)를 포함한다. The bandwidth allocator 820 allocates a bandwidth for uplink transmission to each of the optical network devices using the correction value EqD within the first minimum service interval. In detail, the bandwidth allocating unit 820 includes a start time calculating unit 821 and a bandwidth allocation message transmitting unit 822.

개시 시각 산출부(821)는 계산된 보정 값(EqD)을 이용하여 광 네트워크 장치들 각각에 대한 상향 전송 개시 시각(Grant Start)을 산출하는데, 상기 <수학식 2>에서와 같이 최소 서비스 구간(Minimum Service Interval)의 첫 번째 타임 스탬프(Timestamp) 값인 시작 타임 스탬프(Start Timestamp)값, 보정 값(EqD), 광 네트워크 장치에 이전에 할당된 전송 시간(Grant Length)값 및 가드 타임(Guard Time)의 합으로 산출한다.The start time calculating unit 821 calculates an uplink transmission start time (Grant Start) for each of the optical network devices by using the calculated correction value EqD. The minimum start time A start timestamp value, a correction value EqD, a Grant Length value previously allocated to the optical network device and a guard time, which are values of the first Timestamp of the Minimum Service Interval, .

대역 할당 메시지 전송부(822)는 광 네트워크 장치들 각각에 대해 산출된 상향 전송 개시 시각(Grant Start) 및 상향 전송을 위한 전송 시간(Grant length)에 대한 정보를 포함시킨 대역 할당 메시지를 상기 광 네트워크 장치들 각각에 전송한다.The bandwidth allocation message transmission unit 822 transmits a bandwidth allocation message including information on an uplink transmission start time (Grant Start) calculated for each optical network device and a transmission time (Grant length) for uplink transmission, To each of the devices.

리포트 수신부(830)는 제2 최소 서비스 구간 내에서, 상기 광 네트워크 장치들 각각으로부터 버퍼에 존재하는 데이터 양에 대한 리포트를 수신한다. The report receiving unit 830 receives a report on the amount of data present in the buffer from each of the optical network devices within the second minimum service interval.

그러면, 대역 할당부(820)는 제3 최소 서비스 구간 내에서, 상기 광 네트워크 장치들 각각으로부터 수신된 리포트에 따라, 광 네트워크 장치들이 동일한 지연 시간을 갖도록 광 네트워크 장치들 각각에 대한 상향 전송을 위한 대역을 업데이트하고, 상기 업데이트된 대역을 할당한다. 즉, 개시 시각 산출부(821)는 수신된 리포트 메시지에 포함되어 있는 데이터 양에 따라, 상기 광 네트워크 장치들 각각에 대해 상기 미리 계산된 보정 값(EqD)을 이용하여 상기 상향 전송 개시 시각(Grant Start) 및 상향 전송을 위한 전송 시간(Grant length)을 각각 업데이트한다. 그러면, 대역 할당 메시지 전송부(822)는 업데이트된 상기 상향 전송 개시 시각(Grant Start) 및 상향 전송을 위한 전송 시간(Grant length)을 포함시킨 대역 할당 메시지를 광 네트워크 장치들 각각에 전송한다. Then, within the third minimum service interval, the bandwidth allocator 820 allocates bandwidth allocation information for uplink transmission to each of the optical network devices so that the optical network devices have the same delay time, according to the report received from each of the optical network devices. Updates the band, and allocates the updated band. That is, the start time calculating unit 821 calculates the start time (Grant) of the optical network devices based on the amount of data included in the received report message, using the previously calculated correction value (EqD) Start) and the transmission time (Grant length) for uplink transmission. Then, the bandwidth allocation message transmission unit 822 transmits a bandwidth allocation message including the updated uplink transmission start time (Grant Start) and the transmission time for uplink transmission to each of the optical network devices.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이더넷 수동 광 네트워크에서 동기식 동적 대역 할당 방법을 설명하기 위한 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a synchronous dynamic bandwidth allocation method in an Ethernet passive optical network according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 광 회선 단말(OLT)(110)은 발견 프로세스(Discovery Process)를 통해 하나 이상의 광 네트워크 장치(ONU)들의 RTT값을 측정한다(S710). Referring to FIG. 8, the optical line terminal (OLT) 110 measures RTT values of one or more optical network units (ONUs) through a discovery process (S710).

그런 후, 광 회선 단말(OLT)(110)은 광 네트워크 장치(ONU)들의 RTT값을 이용하여 광 네트워크 장치(ONU) 각각의 보정 값(EqD)을 계산한다(S720). 이때, 광 회선 단말(OLT)(110)은 전술한 <수학식 1>을 사용하여 광 네트워크 장치(ONU) 각각의 보정 값(EqD)을 계산한다. 광 회선 단말(OLT)(110)에 의해 Discovery Process 동안 계산된 모든 광 네트워크 장치들 각각에 대한 EqD 값은 별도의 EqD 테이블에 저장될 수 있다. 광 회선 단말(OLT)(110)은 광 네트워크 장치들의 SLA(Service Level Agreement) 계약에 따라 광 네트워크 장치 별로 서비스 간격(Service Interval)과 서비스 바이트(Service Byte) 정보를 계산하고 저장한다. Then, the optical line terminal (OLT) 110 calculates the correction value EqD of each optical network unit (ONU) using the RTT values of the optical network units (ONUs) (S720). At this time, the optical line terminal (OLT) 110 calculates the correction value EqD of each optical network unit (ONU) using Equation (1). The EqD values for all the optical network devices calculated during the Discovery Process by the optical line terminal (OLT) 110 may be stored in a separate EqD table. The optical line terminal (OLT) 110 calculates and stores service interval and service byte information for each optical network device in accordance with an SLA (Service Level Agreement) agreement of optical network devices.

광 회선 단말(OLT)(110)은 매 최소 서비스 구간마다 EqD값을 이용해 상기 <수학식 2>와 같이 Grant Start값을 계산하고, 서비스 간격 값을 통해 GATE MPCPDU 메시지 전송 주기를 결정한다. 그리고, 서비스 바이트 값에 따라 GATE MPCPDU 메시지의 Grant Length 값, 즉 대역폭을 결정하여 할당한다.The optical line terminal (OLT) 110 calculates the Grant Start value using Equation (2) using the EqD value for each minimum service interval, and determines the GTE MPCPDU message transmission period based on the service interval value. Then, the Grant Length value, i.e., the bandwidth, of the GATE MPCPDU message is determined and allocated according to the value of the service byte.

즉, 제1 최소 서비스 구간 내에서, 광 회선 단말(OLT)(110)은 계산된 보정 값(EqD)을 이용하여 광 네트워크 장치들 각각에 대한 상향 전송 개시 시각(Grant Start)을 산출한다(S930). 그런 후, 광 회선 단말(OLT)(110)은 광 네트워크 장치들 각각에 대해 산출된 상향 전송 개시 시각(Grant Start) 및 상향 전송을 위한 전송 시간(Grant length)에 대한 정보를 포함시킨 대역 할당 메시지를 상기 광 네트워크 장치들 각각에 전송한다(S940).That is, within the first minimum service interval, the optical line terminal (OLT) 110 calculates an uplink transmission start time (Grant Start) for each of the optical network devices using the calculated correction value EqD (S930 ). Then, the optical line terminal (OLT) 110 transmits a bandwidth allocation message including information on an uplink transmission start time (Grant Start) calculated for each optical network device and a transmission time (Grant length) To each of the optical network devices (S940).

또한, 광 회선 단말(OLT)(110)은 매 최소 서비스 구간마다 수신되는 광 네트워크 장치의 Report 값을 적용하여 다음 사이클의 Grant Length 값을 업데이트한다. 즉, 제2 최소 서비스 구간에서, 광 회선 단말(OLT)(110)은 광 네트워크 장치들 각각으로부터 버퍼에 존재하는 데이터 양에 대한 리포트를 수신한다(S950).Also, the optical line terminal (OLT) 110 updates the Grant Length value of the next cycle by applying the report value of the optical network device received every minimum service interval. That is, in the second minimum service interval, the optical line terminal (OLT) 110 receives a report on the amount of data present in the buffer from each of the optical network devices (S950).

그런 후, 제3 최소 서비스 구간에서, 광 회선 단말(OLT)(110)은 수신된 리포트 메시지에 포함되어 있는 데이터 양에 따라, 상기 광 네트워크 장치들 각각에 대해 상기 미리 계산된 보정 값(EqD)을 이용하여 상기 상향 전송 개시 시각(Grant Start) 및 상향 전송을 위한 전송 시간(Grant length)을 각각 업데이트한다(S960).Then, at the third minimum service interval, the optical line terminal (OLT) 110 transmits the previously calculated correction value EqD for each of the optical network devices according to the amount of data included in the received report message, (Grant Start) and the transmission time (Grant length) for uplink transmission are updated using the uplink transmission start time (S960).

광 회선 단말(OLT)(110)은 업데이트된 상기 상향 전송 개시 시각(Grant Start) 및 상향 전송을 위한 전송 시간(Grant length)을 포함시킨 대역 할당 메시지를 상기 광 네트워크 장치들 각각에 전송한다(S970).The optical line terminal (OLT) 110 transmits a bandwidth allocation message including the updated uplink transmission start time (Grant Start) and a transmission time for uplink transmission to each of the optical network devices (S970 ).

Claims (13)

이더넷 수동형 광 네트워크의 광 회선 단말에서 광 네트워크 장치들로의 동기식 동적 대역 할당 방법에 있어서, 발견 프로세스 구간 동안, 광 네트워크 장치들 각각의 왕복 시간(Round Trip Time: RTT)을 이용하여, 동일한 지연 시간을 갖도록 광 네트워크 장치들 각각에 대한 보정 값(EqD)값을 계산하는 단계와,
제1 최소 서비스 구간 내에서, 보정 값(EqD)을 이용하여 광 네트워크 장치들 각각에 대한 상향 전송을 위한 대역을 할당하는 단계와,
제2 최소 서비스 구간 내에서, 상기 광 네트워크 장치들 각각으로부터 버퍼에 존재하는 데이터 양에 대한 리포트를 수신하는 단계와,
제3 최소 서비스 구간 내에서, 상기 광 네트워크 장치들 각각으로부터 수신된 리포트에 따라, 광 네트워크 장치들이 동일한 지연 시간을 갖도록 광 네트워크 장치들 각각에 대한 상향 전송을 위한 대역을 업데이트하고, 상기 업데이트된 대역을 할당하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 동기식 동적 대역 할당 방법.
A method of synchronous dynamic bandwidth allocation from an optical line terminal to an optical network device in an Ethernet passive optical network, the method comprising: during a discovery process interval, using a round trip time (RTT) Calculating a correction value (EqD) value for each of the optical network devices to have a value
Allocating a bandwidth for uplink transmission to each optical network device using a correction value (EqD) within a first minimum service interval;
Receiving, within a second minimum service interval, a report on the amount of data present in the buffer from each of the optical network devices;
Within a third minimum service interval, updates the bandwidth for uplink transmissions to each of the optical network devices such that the optical network devices have the same delay time, according to a report received from each of the optical network devices, The method comprising: allocating a dynamic bandwidth allocation scheme to a plurality of users;
제1항에 있어서, 상기 보정 값(EqD)값을 계산하는 단계는
광 네트워크 장치들 각각의 왕복 시간(Round Trip Time: RTT)을 산출하는 단계와,
광 네트워크 장치들이 동일한 지연 시간을 갖도록 상기 산출된 RTT를 이용해 보정 값(EqD)값을 계산하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 동기식 동적 대역 할당 방법.
2. The method of claim 1, wherein calculating the correction value (EqD)
Calculating a round trip time (RTT) of each of the optical network devices,
And calculating a correction value (EqD) value using the calculated RTT so that the optical network devices have the same delay time.
제1항에 있어서, 상기 대역을 할당하는 단계는
계산된 보정 값(EqD)을 이용하여 광 네트워크 장치들 각각에 대한 상향 전송 개시 시각(Grant Start)을 산출하는 단계와,
상기 광 네트워크 장치들 각각에 대해 산출된 상향 전송 개시 시각(Grant Start) 및 상향 전송을 위한 전송 시간(Grant length)에 대한 정보를 포함시킨 대역 할당 메시지를 상기 광 네트워크 장치들 각각에 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 동기식 동적 대역 할당 방법.
2. The method of claim 1, wherein allocating the band comprises:
Calculating an uplink transmission start time (Grant Start) for each of the optical network devices using the calculated correction value (EqD)
Transmitting to each of the optical network devices a bandwidth allocation message including information on an uplink transmission start time (Grant Start) calculated for each of the optical network devices and a transmission time (Grant length) for uplink transmission, Wherein the synchronous dynamic bandwidth allocation method comprises the steps of:
제1항에 있어서, 상기 업데이트된 대역을 할당하는 단계는
상기 수신된 리포트 메시지에 포함되어 있는 데이터 양에 따라, 상기 광 네트워크 장치들 각각에 대해 상기 미리 계산된 보정 값(EqD)을 이용하여 상기 상향 전송 개시 시각(Grant Start) 및 상향 전송을 위한 전송 시간(Grant length)을 각각 업데이트하는 단계와,
상기 업데이트된 상기 상향 전송 개시 시각(Grant Start) 및 상향 전송을 위한 전송 시간(Grant length)을 포함시킨 대역 할당 메시지를 상기 광 네트워크 장치들 각각에 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 동기식 동적 대역 할당 방법.
The method of claim 1, wherein allocating the updated bandwidth comprises:
(EqD) for each of the optical network devices according to the amount of data included in the received report message, and transmits the uplink transmission start time (Grant Start) and the transmission time for uplink transmission Updating a grant length,
And transmitting a bandwidth allocation message including the updated uplink transmission start time (Grant Start) and a transmission time for uplink transmission to each of the optical network devices. Assignment method.
제2항에 있어서, 상기 보정 값(EqD)값을 계산하는 단계는
발견 윈도우 시간(Discovery Window Time)을 산출하는 단계와,
상기 발견 윈도우 시간에서 상기 RTT의 2배의 값을 감하여 상기 보정 값(EqD)값을 산출하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 동기식 동적 대역 할당 방법.
3. The method of claim 2, wherein calculating the correction value (EqD)
Calculating a Discovery Window Time,
And calculating the correction value (EqD) by subtracting twice the value of the RTT from the found window time.
제3항에 있어서, 상기 상향 전송 개시 시각(Grant Start)을 산출하는 단계는
최소 서비스 구간(Minimum Service Interval)의 첫 번째 타임 스탬프(Timestamp) 값인 시작 타임 스탬프(Start Timestamp)값, 보정 값(EqD), 광 네트워크 장치에 이전에 할당된 전송 시간(Grant Length)값 및 가드 타임(Guard Time)의 합으로 산출함을 특징으로 하는 동기식 동적 대역 할당 방법.
4. The method of claim 3, wherein calculating the uplink transmission start time (Grant Start)
A Start Timestamp value, a correction value EqD, a Grant Length value previously assigned to the optical network device, and a guard time value, which are the first Timestamp values of the Minimum Service Interval, (Guard Time) of the synchronous dynamic bandwidth allocation method.
발견 프로세스 구간 동안, 광 네트워크 장치들 각각의 왕복 시간(Round Trip Time: RTT)을 이용하여, 동일한 지연 시간을 갖도록 광 네트워크 장치들 각각에 대한 보정 값(EqD)값을 계산하는 지연 계산부와,
제1 최소 서비스 구간 내에서, 보정 값(EqD)을 이용하여 광 네트워크 장치들 각각에 대한 상향 전송을 위한 대역을 할당하는 대역 할당부와,
제2 최소 서비스 구간 내에서, 상기 광 네트워크 장치들 각각으로부터 버퍼에 존재하는 데이터 양에 대한 리포트를 수신하는 리포트 수신부를 포함하되,
상기 대역 할당부는
제3 최소 서비스 구간 내에서, 상기 광 네트워크 장치들 각각으로부터 수신된 리포트에 따라, 광 네트워크 장치들이 동일한 지연 시간을 갖도록 광 네트워크 장치들 각각에 대한 상향 전송을 위한 대역을 업데이트하고, 상기 업데이트된 대역을 할당함을 특징으로 하는 동기식 동적 대역 할당 장치.
A delay calculation section for calculating a correction value (EqD) value for each of the optical network devices so as to have the same delay time, using Round Trip Time (RTT) of each of the optical network devices during the discovery process interval;
A bandwidth allocator for allocating a bandwidth for uplink transmission to each optical network device using a correction value (EqD) within a first minimum service interval,
And a report receiver for receiving a report on the amount of data present in the buffer from each of the optical network devices in a second minimum service interval,
The band allocation unit
Within a third minimum service interval, updates the bandwidth for uplink transmissions to each of the optical network devices such that the optical network devices have the same delay time, according to a report received from each of the optical network devices, And allocating the dynamic bandwidth allocation unit to the synchronous dynamic bandwidth allocation unit.
제7항에 있어서, 상기 지연 계산부는
광 네트워크 장치들 각각의 왕복 시간(Round Trip Time: RTT)을 산출하는 하는 왕복 시간 계산부와,
광 네트워크 장치들이 동일한 지연 시간을 갖도록 상기 산출된 RTT를 이용해 보정 값(EqD)값을 계산하는 보정 값 계산부를 포함함을 특징으로 하는 동기식 동적 대역 할당 장치.
8. The apparatus of claim 7, wherein the delay calculator
A round trip time calculation unit for calculating a round trip time (RTT) of each of the optical network devices,
And a correction value calculator for calculating a correction value (EqD) value using the calculated RTT so that the optical network devices have the same delay time.
제7항에 있어서, 상기 대역 할당부는
계산된 보정 값(EqD)을 이용하여 광 네트워크 장치들 각각에 대한 상향 전송 개시 시각(Grant Start)을 산출하는 개시 시각 산출부와,
상기 광 네트워크 장치들 각각에 대해 산출된 상향 전송 개시 시각(Grant Start) 및 상향 전송을 위한 전송 시간(Grant length)에 대한 정보를 포함시킨 대역 할당 메시지를 상기 광 네트워크 장치들 각각에 전송하는 대역 할당 메시지 전송부를 포함함을 특징으로 하는 동기식 동적 대역 할당 장치.
8. The apparatus of claim 7, wherein the band allocator
A start time calculating section for calculating an uplink transmission start time (Grant Start) for each of the optical network devices using the calculated correction value (EqD)
A bandwidth allocation message for transmitting a bandwidth allocation message including information on an uplink transmission start time (Grant Start) calculated for each of the optical network devices and a transmission time (Grant length) for uplink transmission to each of the optical network devices And a message transmission unit.
제9항에 있어서, 상기 개시 시각 산출부는
상기 수신된 리포트 메시지에 포함되어 있는 데이터 양에 따라, 상기 광 네트워크 장치들 각각에 대해 상기 미리 계산된 보정 값(EqD)을 이용하여 상기 상향 전송 개시 시각(Grant Start) 및 상향 전송을 위한 전송 시간(Grant length)을 각각 업데이트하고,
상기 대역 할당 메시지 전송부는
상기 업데이트된 상기 상향 전송 개시 시각(Grant Start) 및 상향 전송을 위한 전송 시간(Grant length)을 포함시킨 대역 할당 메시지를 상기 광 네트워크 장치들 각각에 전송함을 특징으로 하는 동기식 동적 대역 할당 장치.
The apparatus as claimed in claim 9, wherein the start time calculating unit
(EqD) for each of the optical network devices according to the amount of data included in the received report message, and transmits the uplink transmission start time (Grant Start) and the transmission time for uplink transmission (Grant length)
The bandwidth allocation message transmission unit
And transmits a bandwidth allocation message including the updated uplink transmission start time (Grant Start) and a transmission time for uplink transmission to each of the optical network devices.
제8항에 있어서, 상기 보정 값(EqD)값 산출부는
발견 윈도우 시간(Discovery Window Time)을 산출하고, 상기 발견 윈도우 시간에서 상기 RTT의 2배의 값을 감하여 상기 보정 값(EqD)값을 산출함을 특징으로 하는 동기식 동적 대역 할당 장치.
The apparatus as claimed in claim 8, wherein the correction value (EqD)
And calculates the correction value (EqD) by subtracting a value twice the RTT from the found window time.
제9항에 있어서, 상기 개시 시각 산출부는
최소 서비스 구간(Minimum Service Interval)의 첫 번째 타임 스탬프(Timestamp) 값인 시작 타임 스탬프(Start Timestamp)값, 보정 값(EqD), 광 네트워크 장치에 이전에 할당된 전송 시간(Grant Length)값 및 가드 타임(Guard Time)의 합으로 산출함을 특징으로 하는 동기식 동적 대역 할당 장치.
The apparatus as claimed in claim 9, wherein the start time calculating unit
A Start Timestamp value, a correction value EqD, a Grant Length value previously assigned to the optical network device, and a guard time value, which are the first Timestamp values of the Minimum Service Interval, (Guard Time) of the synchronous dynamic bandwidth allocation apparatus.
제7항에 있어서, 상기 지연 계산부는
광 네트워크 장치 각각에 대한 보정 값(EqD)을 테이블로 저장함을 특징으로 하는 동기식 동적 대역 할당 장치.
8. The apparatus of claim 7, wherein the delay calculator
And a correction value (EqD) for each optical network device is stored in a table.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210065393A (en) * 2019-11-27 2021-06-04 한국전자통신연구원 Integrated Dynamic Bandwidth Allocation Method and Apparatus in Passive Optical Networks

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210065393A (en) * 2019-11-27 2021-06-04 한국전자통신연구원 Integrated Dynamic Bandwidth Allocation Method and Apparatus in Passive Optical Networks

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