KR101219414B1

KR101219414B1 - Ｅｐｏｎ에서의 차등된 서비스 품질을 촉진시키는 방법 및장치

Info

Publication number: KR101219414B1
Application number: KR1020087002875A
Authority: KR
Inventors: 에드워드 더블유. 보이드; 타이아가라얀 서브라마니안; 로렌스 디. 데이비스
Original assignee: 테크노버스, 인크.
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2013-01-11
Also published as: US7664019B2; WO2007030186A2; TW200719638A; JP4898812B2; CN101258712B; TWI399947B; CN101258712A; WO2007030186A3; JP2009508396A; US20060039390A1; KR20080053273A

Abstract

본 발명의 하나의 실시예가 하나의 중앙 노드와 하나 이상의 원격 노드를 포함하는 이더넷 패시브 광 네트워크(EPON: Ethernet Passive Optical Network)에서 패킷을 발송하기 위한 시스템을 제공한다. 동작 중에 상기 시스템은 상기 중앙 노드와 하나의 원격 노드 사이의 하나의 논리 링크에 하나의 LLID(Logical Link Identifier)를 연계시키며, 이때 특정 서비스 레벨 협정(SLA: service level agreement)을 바탕으로 하여, 상기 논리 링크가 하나의 우선순위 레벨(priority level)에 대응된다. 원격 노드로 발송될 패킷을 수신한 후, 상기 시스템은 패킷에 대한 우선순위 레벨을 나타내기 위해 사용되는 상기 패킷 내의 하나 이상의 필드의 값을 판단한다. 마지막으로, 상기 시스템은 하나 이상의 필드의 값을 바탕으로 하여, 상기 패킷으로 하나의 LLID를 할당하고, 이에 따라서 EPON 내에서의 차등된 서비스 품질이 촉진된다.

Description

ＥＰＯＮ에서의 차등된 서비스 품질을 촉진시키는 방법 및 장치{FACILITATING DIFFERENTIATED SERVICE QUALITIES IN AN ETHERNET PASSIVE OPTICAL NETWORK}

본 발명은 이더넷 패시브 광 네트워크의 설계에 관한 것이다. 더 세부적으로는, 본 발명은 이더넷 패시브 광 네트워크에서의 차등된 서비스 품질을 촉진시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

증가하는 인터넷 트래픽과 보조를 맞추기 위해, 백본 네트워크의 수용력을 충분히 증가시키는 광섬유 및 이와 관련된 광 송신 설비가 광범위하게 사용되어 왔다. 그러나 백본 네트워크의 수용력의 증가는 대응하는 액세스 네트워크의 수용력의 증가와 부합되지 않았다. 디지털 가입자 라인(DSL), 케이블 모뎀(CM) 등의 광대역 솔루션을 이용할지라도, 현재의 액세스 네트워크에 의해 제공되는 제한된 대역폭에 의해, 높은 대역폭을 말단 사용자에게 전달함에 있어, 심각한 병목현상이 초래된다.

현재 개발되고 있는 여러 다른 기법들 중에서, 이더넷 패시브 광 네트워크(EPON: Ethernet Passive Optical Network)는 차세대 액세스 네트워크를 위한 가장 바람직한 후보자 중 하나이다. EPON은 유비쿼터스 이더넷 기법과 저렴한 패시브 광섬유를 조합한다. 따라서 상기 EPON은 패시브 광섬유의 비용-효율성과 높은 용량을 이용하여, 이더넷의 단순성과 확장성을 제공한다. 특히, 광섬유의 높은 대역폭 때문에, EPON은 광대역 음성, 데이터 및 비디오 트래픽을 동시에 수용할 수 있다. 이러한 통합된 서비스는 DSL, 또는 CM 기법을 이용하여 제공되기 힘들다. 덧붙이자면, ATM 패시브 광 네트워크(APON)는 고정된 크기의 ATM 셀을 사용하여, 결과적으로 패킷 분할 및 재-결합 과정을 필요로 하는 반면에, 이더넷 프레임은 서로 다른 크기의 원시 IP 패킷으로 바로 캡슐화되기 때문에, EPON은 IP(Internet Protocol) 트래픽에 더 적합하다.

통상적으로, EPON은 서비스 공급자의 중앙 오피스와 사무실 또는 가정의 가입자들 간의 연결을 제공하는 네트워크의 “퍼스트 마일”에서 사용된다. 논리적으로, 상기 퍼스트 마일은 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 중앙 오피스를 갖는 포인트-투-멀티포인트 네트워크이다. EPON에서는 하나의 섬유가 중앙 오피스와 패시브 광 스플리터/컴바이너(passive optical splitter/combiner)로 연결하는 트리 토폴로지가 사용된다. 이 패시브 광 스플리터/컴바이너가 가입자에게 다운스트림 광 신호를 분할하고 분산시키며, 상기 가입자로부터의 업스트림 광 신호를 조합한다(도 1 참조).

EPON 내에서의 송신은 광 라인 단말기(OLT)와 광 네트워크 유닛(ONU) 사이에서 수행되는 것이 통상적이다(도 2 참조). 일반적으로 상기 OLT는 중앙 오피스 내에 존재하며, 광 액세스 네트워크를 메트로 백본(metro backbone)으로 연결하며, 이때 상기 메트로 백본은 ISP나 지역 교환 통신 사업자에 속한 외부 네트워크를 지 칭하는 것이 통상적이다. 상기 ONU는 커브(curb)나 말단 사용자 측에 위치하여, 광대역 음성, 데이터 및 비디오 서비스를 제공할 수 있다. ONU는 통상적으로 1xN 패시브 광 커플러에 연결되어 있으며, 이때 N은 ONU의 숫자를 나타내며, 상기 패시브 광 커플러는 단일 광 링크를 통해 통상적으로 OLT에 연결되어 있다. 이러한 구성에 의해, EPON 환경에서 요구되는 섬유의 숫자와 하드웨어의 양이 상당히 절약될 수 있다.

EPON 내의 통신은 (OLT에서 ONU로의)다운스트림 트래픽과 (ONU에서 OLT로의)업스트림 트래픽을 포함한다. 다운스트림 방향에서, 1xN 패시브 광 커플러의 브로드캐스트 속성 때문에, 데이터 프레임은 OLT에 의해 모든 ONU에게 브로드캐스팅되며, 그 후 자신의 종착지 ONU에 의해 선택적으로 추출된다. 업스트림 방향에서, OLT와 패시브 광 커플러를 연결하는 단지 하나의 링크만이 존재하기 때문에, ONU는 채널 수용량과 자원을 공유할 필요가 있다.

다른 이더넷 장비와 상호작용하기 위해, EPON은 두 가지 타입의 이더넷 동작, 즉 공유 매체(shared medium) 동작과 포인트-투-포인트(point-to-point) 동작을 특정하는 IEEE 802 표준에 부합할 필요가 있다. 공유 매체 이더넷 세그먼트에서, 모든 호스트는 공통의 매체(가령, 구리 케이블-copper cable)를 통해 단일 액세스 도메인으로 연결된다. 모든 호스트에 의해 전송 매체가 공유되기 때문에, 한 번에 나머지 호스트가 수신하는 동안, 단 하나의 호스트만 송신할 수 있다. 하나의 링크가 단지 두 개의 호스트만을 연결할 때, 포인트-투-포인트 동작이 적합하다. 전-이중 포인트-투-포인트 링크를 이용하여, 두 호스트가 서로 통신할 때, 두 호스 트는 모두 동시에 송신 및 수신할 수 있다.

이더넷 브리지는 다수의 이더넷 세그먼트를 상호연결하고, 이들 세그먼트 사이에서 이더넷 프레임을 발송한다. 브리지는 다수의 포트를 갖는 것이 일반적이며, 상기 포트는 각각 공유-매체 세그먼트, 또는 포인트-투-포인트 세그먼트로 연결될 수 있다. IEEE 802 표준에 따라서, 브리지가 프레임을 프레임의 도착지의 MAC(medium access control) 어드레스와 연계되어 있는 포트로 발송한다. 브리지는 프레임을 발송하지 않는다. 프레임의 도착지 어드레스가 프레임이 도달하는 포트와 연계되어 있는 경우, 프레임의 도착지 호스트는 출발지 호스트와 동일한 공유-매체 세그먼트(“브로드캐스트 도메인-broadcast domain”이라고 일컬어진다) 상에 있을 것이다. 이는 일반적으로 동일한 브로드캐스트 도메인 상의 호스트들 사이의 통신은 브리지의 보조 없이 수행될 수 있기 때문이다.

브리지는 프레임의 출발지 MAC 어드레스를 도착하는 포트와 연계시킴으로써, MAC 어드레스-포트 매핑 테이블(MAC address-port mapping table)을 유지하고 있다. 프레임의 MAC 도착지 어드레스가 어떠한 포트와도 대응하지 않을 때(즉, 브리지가 이 어드레스에 대하여 MAC 어드레스-포트 매핑 관계를 확립하지 않았을 때), 상기 브리지는 프레임을 상기 프레임이 도착하는 곳을 제외하고 모든 포트로 플러딩(flooding)한다.

EPON에서, 일반적으로 OLT는 이더넷 브리지처럼 행동한다. 그러나 EPON의 트리 토폴로지는 문제를 발생시킨다, 즉, 업스트림 링크의 헤드 엔드(OLT 측)가 OLT내에 포함된 브리지의 하나의 단일 포트로 연결되는 경우, 상기 브리지는 하나의 ONU에 의해 또 다른 ONU로 전송되는 어떠한 프레임도 발송하지 않을 것이다. 이는 하나의 포트를 통해 브리지로 연결되는 전체 EPON이, 브리지에게는 하나의 단일 공유-매체 세그먼트처럼 여겨지기 때문이다. EPON의 단방향 브로드캐스트 속성 때문에, ONU는 또 다른 ONU가 전송한 신호를, 상기 신호가 스위치되고, 재전송된 다운스트림이 아닌 경우에는, 수신할 수 없다. 다행히도, 각각의 ONU와 OLT 사이에 논리적 링크를 생성하고, 이 논리 링크에 대응하는 브리지 상의 가상의 포트를 생성함으로써, 이러한 문제는 해결될 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 ONU는 브리지 상에서 자신의 고유 논리 포트를 갖고, ONU와 OLT 사이에 포인트-투-포인트 링크(이것이 포인트-투-포인트 에뮬레이션, PtPE이다)가 존재하는 것처럼 동작한다. ONU로부터의 업스트림 프레임에 어느 가상 포트로 상기 프레임이 가야하는가를 식별하는 논리 링크 식별자(LLID: Logical Link IDentifier)가 할당된다.

PtPE가 브리징 문제를 해결하지만, OLT의 디폴트 브리지 동작은 여전히 제한점을 갖는다. 한 가지 제한점은 OLT가 통상적으로 차등되는 서비스 품질을 촉진시키기 위한 메커니즘을 갖지 않는다는 것이다. 이러한 차등화는, 서로 다른 말단 사용자가 여러 다른 가격으로 여러 다른 서비스를 원하기 때문에, 바람직하다. 예를 들어, 주거형 가입자는 까다롭거나 높은 QoS를 필요로 하지 않지만, 상업형, 또는 기업형 가입자는 QoS가 보장된 높은 품질의 서비스를 구매하기를 원할 것이다. 오늘날에는, 차등된 QoS를 갖는 다양한 서비스 수준 협정(SLA: service level agreement)에 적응하기 위한 OLT 내의 어떠한 메커니즘도 존재하지 않는다.

그러므로 서비스 공급자가 더 다양화된 서비스를 제공할 수 있게 해주는 EPON에서의 차등된 서비스 품질을 촉진하기 위한 방법 및 장치가 요구된다.

이 실시예의 변형예에서, 패킷 내의 하나 이상의 필드의 값을 판단하는 것은 패킷의 MAC(medium access control) 헤더 내의 CoS(Class of Service)의 값을 판단하는 것을 포함한다.

이 실시예의 변형에서, 패킷 내의 하나 이상의 필드의 값을 판단하는 것은 패킷의 인터넷 프로토콜(IP) 헤더 내의 ToS(Type of Service) 필드의 값을 판단하는 것을 포함한다.

이 실시예의 변형에서, 시스템은 또한 원격 노드에 의해 중앙 노드에게로 송신되는 업스트림 패킷의 출발지 MAC 어드레스를 습득하고, 이로 인하여, 상기 중앙 노드가 수신된 패킷의 도착지 MAC 어드레스가 상기 중앙 노드가 이전에 습득한 MAC 어드레스들 중 하나와 일치하는가의 여부를 판단한다.

추가적인 변형에서, 패킷 내의 하나 이상의 필드의 값을 판단하는 것은 상기 패킷의 도착지 MAC 어드레스, (존재하는 경우) VLAN 식별자, CoS 필드 및/또는 ToS 필드의 값을 판단하는 것을 포함하며, 이때, 상기 패킷의 도착지 MAC 어드레스가 중앙 노드에 의해 이전에 습득된 MAC 어드레스와 일치하는 경우, 상기 LLID를 패킷에게 할당하는 것은 패킷에게 상기 패킷의 VLAN 식별자, 도착지 MAC 어드레스 및 우선순위 레벨과 연계되어 있는 유니캐스트 LLID를 할당하는 것을 포함하며, 이때 상기 우선순위 레벨은 상기 패킷의 CoS 및/또는 ToS 값에 대응한다.

이 실시예의 변형에서, 패킷의 도착지 MAC 어드레스가 상기 중앙 노드가 이전에 습득한 어떠한 MAC 어드레스와도 일치하지 않는 경우, 상기 LLID를 패킷에게 할당하는 것은 상기 패킷에게 패킷의 VLAN 식별자 및 우선순위 레벨에 연계되어 있는 멀티캐스트 LLID를 할당하는 것을 포함하며, 이때 상기 우선순위 레벨은 상기 패킷의 CoS 및/또는 ToS 값에 대응한다.

이 실시예의 변형에서, 상기 패킷 내의 하나 이상의 필드의 값을 판단하는 것은 패킷의 도착지 MAC 어드레스의 값 및 ToS 및/또는 CoS 필드 값을 판단하는 것을 포함하며, 상기 패킷의 도착지 MAC 어드레스가 중앙 노드가 이전에 습득한 어떠한 MAC 어드레스와도 일치하지 않는 경우, 상기 LLID를 패킷으로 할당하는 것은 패킷에게 우선순위 레벨과 연계되는 브로드캐스트 LLID를 할당하는 것을 포함하며, 이때 상기 우선순위 레벨은 패킷의 ToS 및/또는 CoS에 대응한다.

추가적인 변형에서, 패킷의 도착지 MAC 어드레스가 상기 중앙 노드가 이전에 습득한 MAC 어드레스와 일치하는 경우, 상기 LLID를 패킷으로 할당하는 것은 패킷에게 상기 패킷의 도착지 MAC 어드레스 및 우선순위 레벨과 연계되는 유니캐스트 LLID를 할당하는 것을 포함하며, 이때 상기 우선순위 레벨은 패킷의 ToS 및/또는 CoS에 대응한다.

본 발명의 하나의 실시예가 하나의 중앙 노드와 하나 이상의 원격 노드를 포함하는 EPON에서 패킷을 발송하기 위한 시스템을 제공한다. 하나의 원격 노드로부터 송신되는 업스트림 패킷을 수신한 후, 상기 시스템은 상기 업스트림 패킷의 하나 이상의 필드의 값을 판단하고, 이전에 판단된 하나 이상의 필드의 값을 바탕으로 하여, 상기 업스트림 패킷의 CoS 필드에 대하여 값을 설정하며, 상기 업스트림 패킷을 외부 네트워크로 발송한다.

이 실시예의 변형에서, 업스트림 패킷의 하나 이상의 필드의 값을 판단하는 것은 상기 업스트림 패킷의 ToS 및/또는 CoS 필드 값을 판단하는 것을 포함한다.

본 발명의 하나의 실시예가 하나의 중앙 노드와 하나 이상의 원격 노드를 포함하는 EPON에서 패킷을 발송하기 위한 시스템을 제공한다. 동작 중에, 상기 시스템은 다수의 VLAN 식별자와 멀티캐스트 LLID 간의 매핑(mapping), 또는 다수의 VLAN 식별자와 브로드캐스트 LLID 간의 매핑을 확립한다. 다운스트림 패킷을 수신한 후, 패킷의 VLAN 식별자를 바탕으로, 또는 패킷의 VLAN 식별자가 없음을 바탕으로, 상기 패킷에 멀티캐스트, 또는 브로드캐스트 LLID를 부착하고, 패킷을 모든 원격 노드로 발송하고, 이에 따라서, 상기 원격 노드는 패킷의 VLAN 식별자와 패킷의 도착지 어드레스 중 하나 이상을 바탕으로 하여, 상기 원격 노드의 대응하는 사용자에게 패킷을 발송하는가의 여부를 판단한다.

도 1은 하나의 중앙 오피스와 다수의 가입자가 광 섬유와 이더넷 패시브 광 스플리터를 통해 연결되는 EPON을 도시한다(공지 기술).

도 2는 보통 동작 모드에서의 EPON을 도시한다(공지 기술).

도 3은 브리징된 이더넷 세그먼트를 도시한다.

도 4A는 EPON에서의 포인트-투-포인트 에뮬레이션을 이용한 다운스트림 트래픽의 송신을 도시한다(공지 기술).

도 4B는 EPON에서의 포인트-투-포인트 에뮬레이션을 이용한 업스트림 트래픽의 송신을 도시한다(공지 기술).

도 5는 EPON에서의 포인트-투-포인트 에뮬레이션을 이용한 ONU 사이의 브리징을 도시한다(공지 기술).

도 6은 EPON에서의 논리 링크를 갖는 가상 ONU(VONU)를 도시한다.

도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 우선순위-VLAN 모드에서 OLT 동작을 도시한다.

도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 우선순위-공유-VLAN 모드에서의 OLT 동작을 도시한다.

도 9는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 우선순위-브리지 모드에서의 OLT 동작을 도시한다.

도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 우선순위-복사 공유-VLAN 모드에서의 OLT 동작을 도시한다.

도 11은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 브로드캐스트를 이용한 투명-공유-VLAN 모드에서의 OLT 동작을 도시한다.

다음의 기재는 해당업계 종사자가 본 발명을 만들고 사용할 수 있게 하기 위해 제공되며, 특정 애플리케이션과 그 요구사항의 맥락에서 제공된다. 해당업계 종사자라면 기재된 실시예의 다양한 수정예를 쉽게 인지할 것이며, 본원에서 정의된 일반 원리(가령, 일반 패시브 광 네트워크(PON) 구조)가 본 발명의 사상 및 범위 내에서, 또 다른 실시예와 애플리케이션으로 적용될 수 있다. 따라서 본 발명은 제시되는 실시예로 제한되기 위한 의도가 없으며, 본원에서 공개된 원리 및 특징과 일치하는 가장 넓은 범위에 따른다.

상세한 설명에서 서술되는 동작 절차(operation procedure)는 디지털-회로 판독가능형 저장 매체 상에 저장될 수 있으며, 상기 저장 매체는 디지털 회로에 의해 사용되기 위한 코드와 데이터 중 하나 이상을 저장할 수 있는 임의의 장치, 또는 매체일 수 있다. 예를 들어, ASIC(application specific integrated circuit), FPGA(field-programmable gate array), 반도체 메모리, 자성 및 광학 저장 장치(예를 들어, 디스크 드라이브, 자성 테이프, CD: Compact Disc, DVD: Digital Versatile Disc, 또는 Digital Video Disc), (신호가 변조될 때 반송파를 포함하거 나, 포함하지 않는) 송신 매체에 포함된 컴퓨터 인스트럭션 신호가 있으며, 이로 제한받지 않는다.

패시브 광 네트워크 토폴로지( Passive Optical Network Topology )

도 1은 하나의 중앙 오피스와 다수의 가입자가 광섬유와 패시브 광 스플리터를 통해 서로 연결되어 있는 패시브 광 네트워크를 도시한다(종래 기술). 도 1에서 도시되는 바와 같이, 다수의 가입자가 광섬유와 패시브 광 스플리터(102)를 통해 중앙 오피스(101)로 연결되어 있다. 패시브 광 스플리터(102)는 말단-사용자 위치의 인접부에 위치할 수 있으며, 이에 따라서 최초 섬유 배치 비용이 최소화된다. 중앙 오피스(101)가 외부 네트워크(103), 가령, 인터넷 서비스 제공자(ISP)에 의해 운영되는 대도시 네트워크(metropolitan area network)로 연결될 수 있다. 도 1이 트리(tree) 토폴로지를 도시할지라도, PON은 링(ring)이나 버스(bus) 등의 그 밖의 다른 토폴로지를 기반으로 할 수 있다.

EPON 에서의 보통 동작 모드( Normal Operation Mode in EPON )

도 2는 보통 동작 모드의 EPON을 도시한다(종래 기술). 임의의 시간에서 ONU들이 EPON으로 가입되도록 하기 위해, 일반적으로 EPON은 두 개의 동작 모드, 즉 보통 동작 모드와 탐색(초기화) 모드를 갖는다. 보통 동작 모드는 OLT가 송신 기회를 모든 초기화된 ONU에게 할당하는 정규 업스트림 데이터 송신을 적용한다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 다운스트림 방향에서, OLT(201)는 다운스트림 데이터를 ONU 1(211), ONU 2(212) 및 ONU 3(213)으로 브로드캐스팅한다. 모든 ONU가 다운스트림 데이터의 동일한 복사본을 수신할 수 있는 동안, 각각의 ONU는 자신 을 종착지로 갖는 데이터만을 선택적으로 대응하는 사용자, 각각 사용자 1(221), 사용자 2(222) 및 사용자 3(223)에게 발송한다.

IEEE 802.3 표준이 인코딩된 데이터, 또는 제어 정보를 나타내는 인코딩된 부호의 세트가 될 코드-그룹(code-group)을 정의한다. 1000BASE-X에 있어서, 코드-그룹은 데이터를 나타낼 때, 옥텟(octet)을 운반하는 10비트의 세트이다. 따라서 완전한 코드-그룹의 송신 및 수신을 나타내는 코드-그룹의 클럭은 125㎒에서 실행된다.

IEEE 802.3ah 표준에 따라서, EPON 개체(가령, OLT, 또는 ONU)는 MAC 제어 서브레이어 내에서 다중-포인트 제어 프로토콜(MPCP: Multi-point control protocol) 기능을 구현한다. 업스트림 송신의 스케줄링을 위해, EPON에 의해 MPCP가 사용된다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 업스트림 방향에서, OLT(201)가 우선적으로 스케줄링하고, ONU의 서비스-레벨 협정(service-level agreement)에 따라서, 각각의 ONU에게 송신 타임슬롯을 할당한다. 송신 타임슬롯에 있지 않을 때, 통상적으로 ONU는 자신의 사용자로부터 수신된 데이터를 버퍼링한다. 스케줄링된 송신 타임슬롯이 도착할 때, ONU가 버퍼링된 사용자 데이터를 할당된 송신 윈도우 내로 송신한다.

EPON 시스템은 업스트림 송신의 시작(start)과 지속시간(duration)을 스케줄링하기 위해, MPCP 클럭을 사용한다. MPCP 클럭은 1TQ(time quantum)의 분해능을 갖는다. TQ는 2개의 코드 그룹의 송신 시간과 동등하도록 정의된다. 따라서 1.25Gbps 라인 레이트를 사용하는 시스템에서, TQ는 16ns에 대응하고, 따라서 MPCP 클럭은 62.5㎒에서 실행된다.

모든 ONU가 OLT의 스케줄링에 따라서, 업스트림 데이터를 교대로 송신하기 때문에, 업스트림 링크의 용량이 효과적으로 사용될 수 있다. 그러나 적절하게 동작하기 위한 스케줄링에 대하여, OLT는 새롭게 가입된 ONU를 탐색하고 초기화할 필요가 있다. 탐색 동안, 상기 OLT는 송신 스케줄링에 핵심적인 정보, 가령, ONU의 왕복 시간(RTT: round-trip time), 매체 액세스 컨트롤(MAC: Media Access Control) 주소, 서비스-레벨 협정 등을 수집할 수 있다.(일부 경우에서, 서비스-레벨 협정은 OLT에게 이미 알려져 있을 수 있다.)

일반적인 이더넷 필요사항( General Ethernet Requirement )

도 3은 브리징된 이더넷 세그먼트를 도시한다(공지 기술). IEEE 802 표준에 의해, 이더넷 세그먼트는 포이트-투-포인트 모드에서 동작할 수 있다. 포인트-투-포인트 이더넷 세그먼트에서, 하나의 링크가 두 개의 호스트를, 또는 하나의 호스트와 하나의 이더넷 브리지를 연결한다. 포인트-투-포인트 모드는 스위칭된 이더넷, 예를 들면 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet)에서의 공통적인 동작 형식이다.

다수의 이더넷 호스트가 서로 통신할 필요가 있을 때, 하나의 이더넷 브리지가 다수의 포인트-투-포인트 이더넷 세그먼트들 사이에서 연결되고 스위칭기능을 수행하여, 세그먼트간 통신(inter-segment communication)을 가능케 한다. 도 3에서 도시된 바와 같이, 이더넷 브리지(310)는 다수의 포트를 갖는다. 포인트-투-포인트 세그먼트(321, 322, 323)가 포트(311, 312, 313)로 각각 연결된다. 세그먼 트(322) 상의 호스트가 데이터 프레임을 세그먼트(321) 상의 호스트로 전송하는 경우, 이더넷 브리지(310)에 의해 상기 데이터 프레임은 자신의 도착지 이더넷 MAC 어드레스에 따라서, 포트(312)로부터 포트(311)로 발송될 것이다. 일반적으로, 브리지는 프레임을 도착한 포트로 다시 발송하지 않는데, 왜냐하면 상기 포트로 연결된 세그먼트는, 도착지 호스트가 브리지에 의해 프레임이 발송되는 일 없이, 상기프레임을 수신할 수 있는 공유-매체 세그먼트라고 가정되기 때문이다.

EPON에서의 포인트-투-포인트 에뮬레이션(PtPE)

EPON에서, ONU로부터 OLT로의 업스트림 송신은 포인트-투-포인트 통신이기 때문에, EPON 동작은 IEEE 802 표준에 의해 정의된 것과 같이, 포인트-투-포인트 이더넷 동작으로 순응되는 것이 이상적이다. 그러나 EPON 구조는 브리지된 포인트-투-포인트 이더넷의 필요사항을 자동으로 만족시키지 않는다, 즉, EPON 업스트림 링크가 하나의 이더넷 브리지 포트로 연결되고, 모든 업스트림 트래픽이 상기 포트에서 수신되는 경우, 하나의 동일한 EPON 상의 서로 다른 ONU에 연결되어 있는 사용자는 서로 통신하지 못할 것이다. OLT 내에 위치하는 이더넷 브리지는 업스트림 데이터들 간의 스위칭 기능을 수행하지 않을 것이다, 왜냐하면 이들은 동일한 포트에서 수신되기 때문이다. 이러한 구성은 동일한 하나의 EPON 내의 ONU들간의 데이터 트래픽이 레이어 3(네트워크 레이어)에서 처리되고, EPON의 외부에 존재하는 장비(가령, OLT가 연결되어 있는 IP 라우터)에 의해 스위칭되게 한다. 이는 EPON 내에서 트래픽을 전달하는 매우 비효율적인 방식이다.

이 문제를 해결하고, EPON에 또 다른 이더넷 네트워크를 매끄럽게 통합하기 위해, 상기 EPON 매체에 부착된 장차가 포인트-투-포인트 매체를 에뮬레이트(emulate)할 수 있는 추가적인 서브-레이어를 갖는 것이 이상적이다. 이 서브-레이어가 포인트-투-포인트 에뮬레이션(PtPE) 서브-레이어라고 일컬어진다. 이 에뮬레이션 서브-레이어는 MAC 레이어 아래에 위치하여, IEEE P802.3 표준에서 정의된 기존의 이더넷 MAC 동작을 보존할 수 있다. 이 에뮬레이션 레이어의 동작은 이더넷 프레임을 각각의 ONU를 위한 고유의 태그로 태깅(tagging)하는 것에 의존한다. 이러한 태그는 LLID(logic link ID)라고 불리우며, 각각의 프레임의 앞쪽의 프리앰블(preamble)에 위치한다.

도 4A는 EPON에서의 포인트-투-포인트 에뮬레이션을 이용한 다운스트림 트래픽의 송신을 도시한다(공지 기술). PtPE 모드에서, OLT(400)는 다수의 MAC 포트(인터페이스)를 가지며, 이들 각각은 ONU에 대응한다. MAC 포트(431)로부터의 이더넷 프레임 다운스트림을 전송할 때, OLT(400)의 PtPE 서브-레이어(440)는 MAC 포트(431)와 연계되어 있는 LLID(461)를 삽입한다. 패시브 광 커플러(passive optical coupler)를 통해 프레임이 모든 ONU에게로 브로드캐스팅되지만, 대응되는 LLID를 갖는 하나의 ONU(이 경우에는 LLID(461)를 갖는 ONU(451)) 내에 위치하는 PtPE 서브-레이어 모듈이 프레임을 수용하고, 추가적인 검증을 위해 이를 자신의 MAC 레이어로 보낸다. 다른 ONU(LLID(462)를 갖는 ONU(452), LLID(463)를 갖는 ONU(453))에서의 MAC 레이어는 상기 프레임을 결코 수신하지 않을 것이다. 따라서, 이는 상기 프레임이 오직 종착지 ONU만으로의 포인트-투-포인트 링크를 통해 전송된 듯 보인다.

도 4B는 EPON에서의 포인트-투-포인트 에뮬레이션을 이용한 업스트림 트래픽의 송신을 도시한다(공지 기술). 업스트림 방향에서, ONU(451)가 자신의 할당된 LLID(461)를 각각의 송신된 프레임의 프리앰블에 삽입한다. 따라서 OLT(400)의 PtPE 서브-레이어(440)가 프레임을 MAC 포트(431)로 퍼뜨린다.

EPON 에서의 브리징( Bridging in EPON )

도 5는 EPON에서의 포인트-투-포인트 에뮬레이션을 이용한 ONU들 간의 브리징을 도시한다(공지 기술). 일반적으로, OLT(400)와 주어진 하나의 ONU 사이에서 송신되는 모든 프레임(업스트림 및 다운스트림)은 항상 상기 주어진 ONU에게 할당되는 LLID를 갖는다. LLID는 프레임을 스위칭하거나 릴레이(relay)하기 위해서가 아니라, 단지 포인트-투-포인트 링크를 에뮬레이트하기 위해서만 사용된다. 이 예제에서, ONU(451)는 프레임을 ONU(452)로 전송하기 위해 의도된다. OLT(400)에서의 PtPE 서브-레이어(400)가 이 프레임을 수신할 때, 상기 프레임이 어느 이더넷-브리지 포트로 가야하는지를 판단한다. 이 예제에서는 LLID(461)과 연계되어 있는 MAC 포트(431)이다. 또한, PtPE 서브-레이어(400)는 프레임의 LLID(461)를 제거한다. 결과적으로, 이더넷 브리지(510)는 프레임의 도착지 MAC 어드레스를 조사하여, 정규 이더넷 브리지가 하는 것처럼, 상기 프레임이 어느 포트로 스위칭되어야 하는지를 판단한다. 그 후, 상기 프레임을 ONU(452)와 연계되어 있는 포트로 발송한다. PtPE 서브-레이어(400)가 다운스트림 프레임에 ONU(452)와 연계되어 있는 LLID(462)를 부착한다. LLID(462)를 바탕으로, ONU(452)의 PtPE 서브-레이어가 이 프레임을 허용하고, 상기 프레임을 ONU(452)로 전달한다.

가상 ONU( Virtual ONU )

도 6은 EPON에서 논리 링크를 갖는 가상 ONU(VONU)를 도시한다(공지 기술). EPON의 하나의 구현예에 의해, 하나의 물리적 ONU에게 둘 이상의 LLID가 할당될 수 있으며, 이때 각각의 LLID는 OLT와의 개별적인 통신 채널을 필요로 하는 하나의 개체(가령, 네트워크 장치, 또는 애플리케이션)에 대응한다. 도 6에서 도시된 바와 같이, 물리적 ONU(650)는 두 개의 가상 ONU(VONU, 651, 652)를 수용한다. VONU(651, 652)는 각각 LLID(661, 662)를 갖는다. 따라서 ONU(650)는 VONU(651, 652)와 각각 연계되는 두 개의 MAC 포트를 갖는다. 하나의 동일한 EPON에서, 별도의 물리적 ONU, 예컨대, (각각 LLID(663, 664 및 665)를 갖는) ONU(653, 654 및 655)가 존재한다. 실제 동작 동안, OLT(400)는 별도의 물리적 ONU로부터 VONU를 구별하지 않고, 각각의 VONU에게, 마치 이들이 별도의 물리적 ONU인 것처럼, 송신 슬롯(transmission slot)을 허용한다. 앞서 언급된 이유로, 본 발명에서 용어 “VONU”와 “ONU”가 서로 교환가능하게 사용된다.

우선순위- VLAN 동작 모드( Priority - VLAN Operation Mode )

도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따라서, 우선순위-VLAN 모드에서 동작하는 OLT를 도시한다. VLAN-인식 EPON(VLAN-aware EPON)에서, OLT는 패킷의 VLAN 식별자를 기반으로 하여, LLID를 다운스트림 패킷으로 할당한다. 이러한 접근법에 의해, 서비스 공급자가 다수의 VLAN를 하나의 동일한 EPON에서 구현할 수 있을지라도, VLAN 내에서 차등된 서비스 품질이 촉진되지는 않는다. 본 발명의 하나의 실시예가 단일 VLAN에 속하는 패킷에게 서로 다른 우선순위를 할당함으로써, 이러한 문 제를 해결한다.

LLID가 ONU와 OLT 사이의 논리 링크를 식별하기 때문에, 하나의 ONU 상에 서로 다른 서비스 품질에 대응하는 다수의 논리 링크를 확립하는 것이 가능하다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 상기 OLT는 VLAN 식별자뿐 아니라, 하나 이상의 추가적인 필드, 가령 패킷의 MAC 헤드에서의 CoS(Class of Service) 필드까지도 판독하여, 사익 패킷이 어느 우선순위 레벨에 속하는가를 판단할 수 있다. 도 7의 예시에서 도시되는 바와 같이, 하나의 OLT(710)와 하나의 ONU(720) 사이에 3개의 논리 링크, 즉, 논리 링크(722, 724 및 726)가 존재한다. 각각의 논리 링크는 서로 다른 우선순위 레벨에 대응하고, 서로 다른 LLID와 연계된다.

다운스트림 패킷이 도착할 때, OLT(710)는 패킷의 VLAN 식별자뿐 아니라, MAC 헤더의 CoS 필드까지 판독한다. 도 7에서 도시되는 바와 같이, OLT(710)가 2개의 다운스트림 패킷(702, 704)을 수신한다. 두 개의 패킷(702, 704) 모두 동일한 VLAN 식별자(“VLAN A”)를 갖는다. 그러나 이들의 CoS 값은 서로 다르다. 패킷(702)은 “CoS 1”의 CoS 값을 갖고, 패킷(704)은 “CoS 2”의 CoS 값을 갖는다. 서로 다른 CoS 값을 바탕으로, OLT(710)가 패킷(702)에게는 LLID 1을 패킷(704)에게는 LLID 2를 각각 할당한다. 따라서 패킷(702, 704)은 각각 논리 링크(726, 722) 상의 ONU(720)에 도달한다. 링크(726, 722)와 연계된 서로 다른 우선순위 레벨을 바탕으로, ONU(720)는 서로 다른 서비스 품질을 패킷(702, 704)에게 분배한다.

CoS 필드는 단지 3비트만 가지고, 따라서 최대 8개의 우선순위 레벨을 제공할 수 있을지라도, 우선순위 차등 목적을 위해 단지 CoS 필드만을 사용하는 것에 시스템이 제한되는 것은 아니다. 상기 시스템은 서비스 품질을 차등화시키기 위해, 또 다른 필드, 예를 들어 IP 헤더에서 ToP(Type of Service) 필드를 사용할 수 있다. 덧붙여, 우선순위화된 패킷 발송이 VLAN 동작 모드에 제한받지 않는다. 또한 VLAN 구성을 포함하지 않는 보통의 모드에서 동작하는 EPON이, 이들 추가적인 필드를 이용하여, 서비스 차등을 촉진시킬 수 있다. 예를 들어, OLT는 IP 패킷의 우선순위화된 발송을 촉진시키기 위해, IP 헤더의 ToS 필드만 사용할 수 있다. 덧붙이자면, 상기 시스템은 패킷 필드의 특정 값 대신, 값의 주어진 범위를 바탕으로, 패킷의 우선순위를 판단할 수 있다.

우선수위-공유- VLAN 동작 모드( Priority - Shared - VLAN Operation Mode )

일반적으로, EPON은 몇 개의 VLAN을 수용하여, 하나의 VLAN에 속하는 사용자가 그 밖의 다른 VLAN을 위한 트래픽을 수신하지 않을 수 있다. 통상적으로, 패킷에게 하나의 VLAN과 연계되는 멀티캐스트 LLID를 할당함으로써, OLT가 상기 VLAN을 도착지로 하는 패킷을 발송한다. 추가적인 보안을 위해, 하나의 VLAN 내의 사용자는 상기 VLAN에 위치하는 그 밖의 다른 사용자를 위한 트래픽을 수신하지 않는 것이 바람직하다. 공유-VLAN 동작 모드는 이러한 개선된 보안을 성취할 수 있다.

공유-VLAN 동작 모드에서, 사용자에 의해 송신되는 업스트림 패킷의 출발지 MAC 어드레스를 판독함으로써, 상기 OLT는 주어진 VLAN 내의 상기 사용자의 MAC 어드레스를 습득한다. 다운스트림 패킷이 OLT에 도달할 때, OLT는 다운스트림 패킷의 도착지 MAC 어드레스를 판독한다. 상기 다운스트림 패킷의 도착지 MAC 어드레스가 상기 OLT가 이전에 습득한 것과 일치하는 경우, 그리고 다운스트림 패킷의 VLAN 식 별자가 상기 습득된 MAC 어드레스와 연계된 VLAN 식별자와 일치하는 경우, 상기 OLT는 유니캐스트 LLID를 패킷에 부착할 수 있다. 이 유니캐스트 LLID에 의해, 패킷은, VLAN 내의 모든 ONU로 멀티캐스트 되는 대신, 특정 ONU로 전달될 수 있다. 다운스트림 패킷의 도착지 MAC 어드레스가 OLT가 습득한 어떠한 어드레스와도 일치하지 않는 경우, 상기 OLT는 패킷에, 상기 패킷의 VLAN 식별자와 연계되는 멀티캐스트 LLID를 부착할 수 있다. 그 후, 상기 패킷이 VLAN 내의 모든 ONU에게로 전달된다.

본 발명의 하나의 실시예가 공유-VLAN 동작 모드에서 우선순위화된 패킷 전달을 촉진한다. 도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 우선순위-공유-VLAN 모드에서의 OLT 동작을 도시한다. 도 8에서 도시되는 바와 같이, ONU(812, 814)가 VLAN(“VLAN A”)을 형성한다. 이 VLAN 내에서, 2개의 우선순위 레벨이 제공된다. 따라서 OLT(810)는 2개의 멀티캐스트 논리 링크(832, 834)에 대응하는 두 개의 멀티캐스트 LLID를 제공한다. 따라서 VLAN A를 도착지로 하는 다운스트림 패킷이 OLT(810)에 도착할 때, 그리고 OLT(810)가 다운스트림 패킷의 도착지 MAC 어드레스를 인식하지 않을 경우, 패킷의 CoS 필드에 따라서, OLT(810)가 상기 패킷에게 멀티캐스트 링크(832), 또는 멀티캐스트 링크(834)와 연계되는 LLID를 부착할 수 있다.

멀티캐스트 링크(832, 834)에 추가로, OLT(810)는 ONU(812, 814)에게 2개의 유니캐스트 링크(즉, ONU(812)에 대한 유니캐스트 링크(828, 829), ONU(814)에 대한 유니캐스트 링크(814, 825))를 제공한다. 각각의 ONU로의 이들 2개의 유니캐스 트 링크는, OLT(810)가 인식할 수 있는 도착지 MAC 어드레스를 이용하여, VLAN A를 도착지로 하는 패킷에 대하여 2개의 서로 다른 우선순위 레벨을 허용한다. 패킷(802)은 도착지 MAC 어드레스 “MAC 1”와, VLAN 식별자 “VLAN A”와, CoS 값 “CoS 1”을 갖는다. 이와 유사하게, 패킷(804)은 도착지 MAC 어드레스 “MAC 2”와, VLAN 식별자 “VLAN A”와, CoS 값 “CoS 2”를 갖는다. 두 개의 패킷(802, 804) 모두 동일한 VLAN을 도착지로 갖고, 이들의 도착지 MAC 어드레스는 모두 OLT(810)에 의해 인식된다. (“MAC 1"은 ONU(814)에 대응하고, ”MAC 2“는 ONU(812)에 대응한다.) 그러나 패킷(802, 804)이 서로 다른 CoS 값을 갖기 때문에, OLT(810)는 패킷(802)을 유니캐스트 링크(824)로 발송하고, 패킷(804)을 유니캐스트 링크(829)로 발송한다.

OLT(810)가 패킷(802)의 도착지 MAC 어드레스를 인식하지 않을 경우, 패킷(802)을 (패킷(802)의 CoS 값인)“CoS 1”과 연계되는 우선순위 레벨에 대응하는 멀티캐스트 링크(832)로 발송할 수 있다. 이와 유사하게, OLT(810)가 패킷(804)의 도착지 MAC 어드레스를 인식하지 않을 경우, (패킷(804)의 CoS 값인) “CoS 2”와 연계되는 우선순위 레벨에 대응하는 멀티캐스트 링크(834)로 패킷(804)을 발송할 수 있다.

또한 도 8에서 ONU(816)가 도시되고, 유니캐스트 논리 링크(822)가 연결되어 있다. ONU(816)는 개별 VLAN에 속할 수 있다. 앞서 설명된 예시에서, OLT(810)는 다운스트림 패킷의 CoS 필드를 판독하여, 그 우선순위 레벨을 판단할 수 있다. 그러나 OLT(810)가 이러한 목적으로 그 밖의 다른 필드, 가령 ToS 필드를 판독하는 것을 막지는 않는다. 더 정교한 우선수위-레벨 구조를 구축하고, 이에 따라서 LLID를 할당하기 위해, OLT(810)는 다수의 필드를 혼합 및 일치시킬 수 있다. 덧붙여, 시스템은 패킷 필드의 특정한 값 대신, 값의 주어진 범위를 바탕으로, 패킷의 우선순위를 판단할 수 있다.

우선순위-브리지 동작 모드( Priority - Bridge Operation Mode )

일반적인 OLT 동작 모드 중 하나가 브리지 모드이다. 브리지 모드에서, OLT는 수신한 모든 패킷(다운스트림, 또는 업스트림)의 도착지 MAC 어드레스를 조사한다. OLT가 도착지 MAC 어드레스를 인식하면, 패킷에 대응하는 ONU와 연계되어 있는 유니캐스트 LLID를 할당한다. (ONU에 의해 송신된 모든 업스트림 패킷의 출발지 MAC 어드레스를 조사함으로써, OLT는 각각의 ONU와 연계되어 있는 MAC 어드레스를 습득한다.) OLT가 도착지 MAC 어드레스를 인식하지 않는 경우, 통상적으로 패킷에 브로드캐스트 LLID를 부착함으로써, OLT가 패킷을 다수의 ONU에게 브로드캐스팅한다.

본 발명의 하나의 실시예에 의해, OLT는 브리지 모드에서 동작할 때, 다수의 우선순위 레벨을 촉진할 수 있다. 도 9는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는, OLT의 우선순위-브리지 동작 모드를 도시한다. 도 9에서 도시되는 바와 같이, OLT(910)는 ONU(812, 814 및 816)로 연결된다. 각각의 ONU에게로 논리 링크(912, 914)와 같은 2개의 유니캐스트 논리 링크가 존재한다. 각각의 유니캐스트 링크는 특정 우선순위 레벨에 대응한다. 예를 들어, 논리 링크(912)는 0 내지 3의 ToS 값에 대응하는 우선순위 레벨로 패킷을 전달하기 위해 사용되고, 논리 링크(914)는 4 내지 7의 ToS에 대응하는 우선순위 레벨에서 패킷을 전달하기 위해 사용된다.

유니캐스트 링크에 추가로, OLT(910)는 또한 브로드캐스트 링크(916)를 가지며, 상기 브로드캐스트 링크(916)에 의해, 상기 OLT(910)는 인식되지 않은 도착지 MAC 어드레스를 갖는 다운스트림 패킷을 브로드캐스팅할 수 있다. 본 예시에서, OLT(910)는 2개의 다운스트림 패킷(902, 904)을 수신한다. OLT(910)는 패킷(904)의 도착지 MAC 어드레스(“MAC 2”)가 ONU(812)와 연계됨을 인식한다. 따라서 OLT(910)는 패킷(904)의 ToS 값(“ToS 2”)을 바탕으로, 상기 패킷(904)을 링크(912)를 통해 발송한다.

OLT(910)가 다운스트림 패킷의 도착지 MAC 어드레스를 인식하지 않는 경우, 이 패킷을 브로드캐스트 링크를 통해 발송할 수 있다. 도 9에서 나타난 예시에서, OLT(910)는 패킷(902)의 도착지 MAC 어드레스(“MAC 1”)를 인식하지 않는다. 따라서 OLT(910)는 패킷(902)의 ToS 값을 무시하고, 패킷(902)을 브로드캐스트 링크(916)를 통해 발송한다. 결과적으로, 패킷(902)은 모든 ONU에게로 전달된다. 우선순위-브리지 동작 모드에서, OLT는 단지 패킷의 ToS 필드만을 판독하는 것에 제한되지 않는다. 차등된 서비스 품질을 촉진하기 위해 추가적인 필드를 판독할 수 있다.

우선순위-복사 공유- VLAN 동작 모드( Priority - Copy Shared - VLAN Operation Mode )

EPON의 동작 중에, 네트워크 운영자는 때때로 외부 네트워크(가령, 백본 네트워크)에서의 서비스 품질의 추가적인 제어를 촉진하기 위해, 밖으로 나가는 패 킷(outgoing packet)의 CoS 필드를 설정하기를 원할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시예에 의해, OLT는 아웃고잉 업스트림 패킷의 CoS 값을, 상기 패킷의 본래 CoS와 ToS 값 중 하나 이상을 바탕으로 하여, 재설정할 수 있다. 본원에서 공개된 접근법에 의해, 네트워크 운영자는 하나의 EPON의 범위를 넘어서서, 패킷에 주어지는 서비스의 품질을 제어할 수 있다.

도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 우선순위-복사 공유-VLAN 모드에서의 OLT 동작을 도시한다. 도 10에서 도시된 바와 같이, OLT(1000)와 ONU(1100)는 공유-VLAN 모드에서 동작 중이다. ONU(1100)가 업스트림 패킷(1010)을 OLT(1000)에게 송신한 후, OLT(1000)가 패킷(1010)의 ToS 필드를 조사한다. 패킷(1010)의 ToS 값을 바탕으로, OLT(1000)가 패킷(1010)의 CoS 필드를 새로운 값(“CoS 1”)으로 재설정한다. CoS 필드는 레이어 2(MAC 레이어) 헤더의 부분이기 때문에, EPON의 범위 밖의 그 밖의 다른 레이어 2 스위치가, 레이어 3(IP 레이어) 헤더 내에 있는 ToS 필드를 판독할 필요없이 패킷(1010)에게 적정한 서비스 품질을 할당할 수 있다. OLT(1000)는 업스트림 패킷의 ToS 필드를 판독하는 것에 제한되지 않는다. OLT(1000)는 또한 다수의 추가적인 필드, 가령, ToS와 CoS 필드의 조합을 판독하여, 업스트림 패킷의 CoS 필드의 새로운 값을 결정할 수 있다.

브로드캐스트를 이용한 투명 공유 VLAN( Transparent Shared VLAN with Broadcast )

정규 공유 VLAN 모드에서, 패킷에게 유니캐스트 LLID를 부착함으로써(패킷이의 도착지가 단일 ONU인 경우), 또는 멀티캐스트 LLID를 부착함으로써(패킷의 도착 지가 멀티캐스트 도메인 내의 ONU의 그룹인 경우), OLT는 패킷의 VLAN 식별자를 바탕으로, ONU에게 다운스트림 패킷을 발송할 수 있다. 그러나 이 동작은 OLT가 ONU에게, 대응하는 유니캐스트, 또는 멀티캐스트 LLID에 의해 식별되는 다수의 유니캐스트, 또는 멀티캐스트 논리 링크를 설정할 것을 요구한다. 본 발명의 하나의 실시예에 의해, 다수의 VLAN 식별자가 하나의 멀티캐스트, 또는 브로드캐스트 LLID로 매핑되게 함으로써, OLT는 사용되는 LLID의 개수를 감소시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 종래의 공유-VLAN 모드에서 다수의 LLID를 필요로 할 수 있는 다수의 VLAN 식별자가 이제는 하나의 단일 LLID를 공유할 수 있다. 결과적으로, 이제는 다운스트림 패킷을 선택하고 발송하는 기능이 ONU에 의해 수행될 수 있다.

도 11은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는, 브로드캐스트를 이용하는 투명-공유-VLAN 모드에서의 OLT 동작을 도시한다. 이 예시에서 도시된 바와 같이, OLT(1104)는 ONU(1106, 1108)와 통신한다. OLT(1104)는 ONU(1106)와의 유니캐스트 논리 링크(1114)와, ONU(1108)와의 논리 링크(1116)를 설정한다. ONU(1106, 1108)는 동일한 멀티캐스트 도메인에 속한다. 멀티캐스트 패킷을 전송하기 위해, OLT(1104)는 패킷에 브로드캐스트 LLID(가령, IEEE 802.3ah 표준에 따라 7FFF의 값)를 부착한다. OLT(1104)는 또한 패킷의 VLAN 식별자를 원형으로 남겨 두어, VLAN 식별자를 바탕으로 하여, ONU가 패킷을 자신의 사용자에게 선택적으로 발송할 수 있다. 도 11에서 도시된 바와 같이, 패킷(1122)은 VLAN 식별자 “VLAN A”를 가지며, 브로드캐스트 LLID "7FFF"와 태깅된다. 결과적으로 패킷(1122)이 모든 ONU로 전송된다. 그러나 상기 ONU는 자신의 VLAN 식별자를 바탕으로 하여 패킷을 추가로 필터링하지 않는다. 이 예시에서, ONU(1106)는 자신의 VLAN 식별자를 바탕으로 하여 패킷(1122)을 수신하고, 패킷을 자신의 사용자에게로 발송한다. 마찬가지로, ONU(1108)는 VLAN 식별자 “VLAN B”를 바탕으로 패킷(1124)을 수신하고, 패킷을 자신의 사용자에게 발송한다.

브로드캐스트를 이용하는 투명-공유-VLAN(transparent-shared-VLAN) 모드에 의해, ONU에게 발행될 필요한 LLID의 개수가 감소된다. 도 7에서 도시된 예시는 전역 브로드캐스트 LLID(universal broadcast LLID)의 사용을 도시하지만, 시스템은 임의의 멀티캐스트, 또는 브로드캐스트 LLID를 사용할 수 있다. 덧붙이자면, 시스템은 다수의 VLAN 식별자와 멀티캐스트/브로드캐스트 LLID 사이의 가변 매핑(arbitrary mapping)을 확립할 수 있다. 상기 시스템은 유니캐스트 패킷의 VLAN 식별자를 멀티캐스트/브로드캐스트 LLID로 매핑할 수 있고, 상기 ONU로 하여금 패킷의 도착지 어드레스를 바탕으로 하여, 패킷 필터링 기능을 수행하게 한다. 멀티캐스트/브로드캐스트 LLID를 사용하고, ONU의 패킷 필터링 기능을 부분적으로 위임함으로써(ONU는 자신의 VLAN 식별자를 바탕으로 하여, 멀티캐스트/브로드캐스트 패킷을 추가로 필터링하도록 기대되기 때문), 시스템은 각각의 VLAN 식별자에 대하여 개별적인 멀티캐스트 LLID를 이용할 필요를 상당하게 감소시킬 수 있다. 또한 이로 인해서, 시스템은 다른 시스템과의 상호 동작이 가능해진다.

앞서 설명된 여러 다른 동작 모드가 VLAN 식별자를 LLID로 매핑하는 것을 포함하지만, VLAN 식별자 없이, 시스템이 하나의 패킷을 하나의 LLID로 매핑하는 것이 가능하다. VLAN 식별자 없는 패킷은 널 VLAN 식별자를 갖는 것처럼 취급될 수 있다. 따라서 앞서 언급된 모든 모드는 이러한 패킷에서도 동작될 수 있다.

Claims

하나의 중앙 노드와 하나 이상의 원격 노드를 포함하는 이더넷 패시브 광 네트워크(EPON: Ethernet Passive Optical Network)에서 패킷을 발송하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은

상기 중앙 노드와 하나의 원격 노드 사이의 하나의 논리 링크에 하나의 LLID(Logical Link Identifier)를 연계시키는 단계로서, 이때 특정 서비스 레벨 협정(SLA: service level agreement)을 바탕으로 하여, 상기 논리 링크가 하나의 우선순위 레벨(priority level)에 대응되는, 상기 하나의 논리 링크에 하나의 LLID를 연계시키는 단계,

원격 노드로 발송될 패킷을 수신하는 단계,

패킷에 대한 우선순위 레벨을 나타내기 위해 사용되는 상기 패킷 내의 하나 이상의 필드의 값을 판단하는 단계, 그리고

하나 이상의 필드의 값을 바탕으로 하여, 상기 패킷으로 하나의 LLID를 할당하는 단계로서, 이에 따라서 EPON 내에서의 차등된 서비스 품질이 촉진되는, 상기 패킷으로 하나의 LLID를 할당하는 단계를 포함하며,

상기 패킷 내의 하나 이상의 필드의 값을 판단하는 단계는 패킷의 MAC(medium access control) 헤더 내의 CoS(Class of Service)의 값 또는 패킷의 인터넷 프로토콜(IP) 헤더 내의 ToS(Type of Service) 필드의 값을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 패시브 광 네트워크(EPON)에서 패킷을 발송하기 위한 방법.
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제 1 항에 있어서,

원격 노드에 의해 중앙 노드에게로 송신되는 업스트림 패킷의 출발지 MAC 어드레스를 습득하고, 이로 인하여, 상기 중앙 노드가 수신된 패킷의 도착지 MAC 어드레스가 상기 중앙 노드가 이전에 습득한 MAC 어드레스들 중 하나와 일치하는가의 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 패시브 광 네트워크(EPON)에서 패킷을 발송하기 위한 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 패킷 내의 하나 이상의 필드의 값을 판단하는 단계는,

상기 패킷의

- 도착지 MAC 어드레스와,

- (존재하는 경우) VLAN 식별자와,

- CoS 필드 및/또는 ToS 필드

의 값을 판단하는 단계를 포함하며, 이때, 상기 패킷의 도착지 MAC 어드레스가 중앙 노드에 의해 이전에 습득된 MAC 어드레스와 일치하는 경우, 상기 LLID를 패킷에게 할당하는 단계는 패킷에게 상기 패킷의 VLAN 식별자, 도착지 MAC 어드레스 및 우선순위 레벨과 연계되어 있는 유니캐스트 LLID를 할당하는 단계를 포함하며, 이때 상기 우선순위 레벨은 상기 패킷의 CoS 및/또는 ToS 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 이더넷 패시브 광 네트워크(EPON)에서 패킷을 발송하기 위한 방법.
제 5 항에 있어서, 패킷의 도착지 MAC 어드레스가 상기 중앙 노드가 이전에 습득한 어떠한 MAC 어드레스와도 일치하지 않는 경우, 상기 LLID를 패킷에게 할당하는 단계는 상기 패킷에게 패킷의 VLAN 식별자 및 우선순위 레벨에 연계되어 있는 멀티캐스트 LLID를 할당하는 단계를 포함하며, 이때 상기 우선순위 레벨은 상기 패킷의 CoS 및/또는 ToS 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 이더넷 패시브 광 네트워크(EPON)에서 패킷을 발송하기 위한 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 패킷 내의 하나 이상의 필드의 값을 판단하는 단계는 패킷의 도착지 MAC 어드레스의 값 및 ToS 및/또는 CoS 필드 값을 판단하는 단계를 포함하며,

상기 패킷의 도착지 MAC 어드레스가 중앙 노드가 이전에 습득한 어떠한 MAC 어드레스와도 일치하지 않는 경우, 상기 LLID를 패킷으로 할당하는 단계는 패킷에게 우선순위 레벨과 연계되는 브로드캐스트 LLID를 할당하는 단계를 포함하며, 이때 상기 우선순위 레벨은 패킷의 ToS 및/또는 CoS에 대응하는 것을 특징으로 하는 이더넷 패시브 광 네트워크(EPON)에서 패킷을 발송하기 위한 방법.
제 7 항에 있어서, 패킷의 도착지 MAC 어드레스가 상기 중앙 노드가 이전에 습득한 MAC 어드레스와 일치하는 경우, 상기 LLID를 패킷으로 할당하는 단계는 패킷에게 상기 패킷의 도착지 MAC 어드레스 및 우선순위 레벨과 연계되는 유니캐스트 LLID를 할당하는 단계를 포함하며, 이때 상기 우선순위 레벨은 패킷의 ToS 및/또는 CoS에 대응하는 것을 특징으로 하는 이더넷 패시브 광 네트워크(EPON)에서 패킷을 발송하기 위한 방법.
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하나의 중앙 노드와 하나 이상의 원격 노드를 포함하는 이더넷 패시브 광 네트워크(EPON)에서 패킷을 발송하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는

상기 중앙 노드와 하나의 원격 노드 사이의 하나의 논리 링크에 하나의 LLID를 할당하도록 구성되는 연계 수단으로서, 상기 논리 링크는 특정한 SLA를 바탕으로 하는 우선순위 레벨(priority level)에 대응하는 상기 연계 수단,

원격 노드로 발송될 패킷을 수신하도록 구성되는 수신 수단,

패킷에 대한 우선순위 레벨을 나타내는 패킷 내의 하나 이상의 필드의 값을 판단하도록 구성되는 판독 수단, 그리고

상기 하나 이상의 필드의 값을 바탕으로, 하나의 LLID를 상기 패킷으로 할당하여, EPON 내에서의 차등된 서비스 품질을 촉진시키도록 구성된 LLID 할당 수단을 포함하며,

상기 패킷 내의 하나 이상의 필드의 값을 판단하는 동안, 상기 판독 수단은 상기 패킷의 MAC(medium access control) 헤더 내의 CoS(Class of Service) 필드의 값 또는 패킷의 인터넷 프로토콜(IP) 헤더 내의 ToS(Type of Service) 필드의 값을 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이더넷 패시브 광 네트워크(EPON)에서 패킷을 발송하기 위한 장치.
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