KR102514458B1 - 네트워크 공유를 이용한 pon 슬라이싱 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

네트워크 공유를 이용한 PON 슬라이싱 방법 및 장치가 개시된다. PON 슬라이싱 방법은 복수의 물리 수동형 광네트워크(Passive Optical Network, PON)들에 포함된 네트워크 요소들을 식별하는 단계; 상기 식별된 네트워크 요소들을 동일한 소프트웨어 블록으로 인식하도록 추상화하는 단계; 상기 복수의 물리 PON을 사용하는 사용자 요구사항에 따라 복수의 가상 PON들을 생성하는 단계; 및 상기 추상화된 네트워크 요소들을 PON 슬라이싱하여 상기 생성된 복수의 가상 PON들에 매핑하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

네트워크 공유를 이용한 PON 슬라이싱 방법 및 장치{PON SLICING METHOD AND APPARATUS USING NETWORK SHARING}
본 발명은 네트워크 공유를 이용한 PON 슬라이싱 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광액세스망의 네트워크 요소들을 데이터 평면과 제어 평면으로 구분하고, 중앙 집중형 통합 제어를 통해 광액세스망을 하나의 논리적 장비로 제어 관리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
폭발적인 데이터 트래픽을 수용하기 위해 오늘날의 광액세스망은 하드웨어 의존성을 탈피하고, 확장이 용이하며, 네트워크 기능 제공에 유연한 특성을 갖는 광액세스망 기술을 도입할 것을 고려하고 있다. 그러나, 기존의 광액세스망 장비는 관리 제어 기능을 수행하는 제어 평면(소프트웨어로 구성)과 레이어 2 기능 및 레이어 1 기능을 포함하여 트래픽의 데이터 경로 제공 기능을 수행하는 데이터 평면(하드웨어로 구성)이 모두 통합되어 목적지향적 기능 고정형 장치로 구현되어 있다. 따라서, 광액세스망 장비에 새로운 기능의 교체와 추가에 제약이 있었고, 동일 지역(region)에 있는 가입자 서비스를 제공할지라도 서비스 제공자(Service Provider)별로 독립된 사설망을 구축함으로써 CAPEX/OPEX 비용이 증가되는 문제점이 있다.
또한, 네트워크 공유를 이용하여 다수의 서비스 제공자들이 단일 광액세스망 장비를 공유하여 서로 다른 서비스를 제공하더라도 제어 평면과 데이터 평면이 통합되어 있는 기능 고정형 장치는 용량 증설 문제 및 장비의 다양한 액세스 기술(GPON, XGS-PON, NG-PON2 등)에 따라 여전히 제약사항이 존재하고 광액세스망의 관리 및 운영이 복잡한 문제점이 있다.
본 발명은 기능 고정형 장치로 통합 구성되어 있는 네트워크 요소들이 데이터 평면과 제어 평면으로 구분된 광액세스망 내에서, 네트워크 요소(elements)들의 추상화를 통해 벤더별 장비의 물리적 종속성을 제거하고, 중앙 집중형 통합 제어를 통해 광액세스망을 논리적 장비로 제어 관리함으로써 네트워크 아키텍처를 빠르고, 유연하며, 비용 효율적으로 구축하기 위한 물리 네트워크 리소스 관리 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다.
또한. 본 발명은 광액세스망에서 중앙 집중형 통합 제어를 함으로써 광액세스망을 하나의 논리적 장비로 제어 관리하고, 논리적으로 각 리소스를 재분배함으로써, 기존의 사설 망을 구축하던 서비스 제공자들이 광액세스망의 물리 네트워크 자원들을 공유할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 광액세스망의 물리 네트워크 자원들을 소프트웨어 기반의 논리적 자원으로 표현하여 재구성함으로써, 사용자가 정의한 서비스 유형에 따라 독립적인 제어 및 서비스 분리를 통해 유연하게 망관리를 할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 광액세스망의 물리 네트워크 자원들을 추상화하고, 추상화된 물리 네트워크 자원들에 대한 네트워크 기능을 제어 평면에 구현하여 논리적 스위치로 자원의 재구성 및 재분배를 함으로써 복수의 가상의 PON(Passive Optical Network)을 구축하고, 복수의 가상 PON과 물리 PON을 N:M 매칭이 가능하게 함으로써 서비스별로 PON 슬라이싱(Inter-PON 내지 Intra-PON) 방법을 제공하는 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 방법은 복수의 물리 수동형 광네트워크(Passive Optical Network, PON)들에 포함된 네트워크 요소들을 식별하는 단계; 상기 식별된 네트워크 요소들을 동일한 소프트웨어 블록으로 인식하도록 추상화하는 단계; 상기 복수의 물리 PON을 사용하는 사용자 요구사항에 따라 복수의 가상 PON들을 생성하는 단계; 및 상기 추상화된 네트워크 요소들을 PON 슬라이싱하여 상기 생성된 복수의 가상 PON들에 매핑하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 식별된 복수의 물리 PON들에 포함된 네트워크 요소들을 데이터 평면 및 제어 평면으로 구분하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 생성하는 단계는 상기 추상화된 복수의 네트워크 요소들을 서비스 제공자 별 또는 상기 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 재구성함으로써 상기 제어 평면 상에 복수의 가상 PON들을 생성할 수 있다.
상기 생성된 복수의 가상 PON들에 대응하여 매핑된 상기 데이터 평면 상의 네트워크 요소들을 통해 데이터를 송수신 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 송수신 하는 단계는 상기 복수의 가상 PON들을 사용하는 사용자 요구사항에 따라 서비스 제공자 별 또는 상기 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 서로 다른 대역폭 할당 방식을 이용하여 상기 복수의 가상 PON들에 대역폭을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 물리 PON들과 복수의 가상 PON들은 N : M으로 매칭될 수 있으며, 상기 N과 M은 동일하거나 서로 다를 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 방법을 수행하는 PON 슬라이싱 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 복수의 물리 수동형 광네트워크(Passive Optical Network, PON)들에 포함된 네트워크 요소들을 식별하고, 상기 식별된 네트워크 요소들을 동일한 소프트웨어 블록으로 인식하도록 추상화하며, 상기 복수의 물리 PON을 사용하는 사용자 요구사항에 따라 복수의 가상 PON들을 생성하고, 상기 추상화된 네트워크 요소들을 PON 슬라이싱하여 상기 생성된 복수의 가상 PON들에 매핑할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 식별된 복수의 물리 PON들에 포함된 네트워크 요소들을 데이터 평면 및 제어 평면으로 구분할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 추상화된 복수의 네트워크 요소들을 서비스 제공자 별 또는 상기 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 재구성함으로써 상기 제어 평면 상에 복수의 가상 PON들을 생성할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 생성된 복수의 가상 PON들에 대응하여 매핑된 상기 데이터 평면 상의 네트워크 요소들을 통해 데이터를 송수신 할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 복수의 가상 PON들을 사용하는 사용자 요구사항에 따라 서비스 제공자 별 또는 상기 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 서로 다른 대역폭 할당 방식을 이용하여 상기 복수의 가상 PON들에 대역폭을 할당할 수 있다.
상기 복수의 물리 PON들과 복수의 가상 PON들은 N : M으로 매칭될 수 있으며, 상기 N과 M은 동일하거나 서로 다를 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 방법을 수행하는 PON 슬라이싱 장치는 복수의 물리 PON을 구성하는 네트워크 요소들을 데이터 평면 및 제어 평면으로 구분하고, 중앙 집중형 통합 제어를 통해 광액세스망을 하나의 논리적 장비로 제어관리하도록 서비스 제공자 또는 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 PON 슬라이싱을 수행함으로써 복수의 가상 PON을 생성하는 제어 평면부; 제어 평면부(110)에 의해 수행된 PON 슬라이싱에 의해 서비스 제공자 또는 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 상기 복수의 물리 PON을 구성하는 네트워크 요소들을 논리적으로 분류함으로써 상기 복수의 가상 PON에 대응하는 송수신 패킷의 경로를 제공하는 데이터 평면부; 및 외부 OSS(Operational Support System) 기능과의 연동을 통해 전체 서비스를 관장하며 PON 슬라이싱 별로 가상화된 기능 등을 조정함으로써 광액세스망에 존재하는 물리 OLT와 물리 ONU의 설정 및 관리 기능을 제공하는 서비스 오케스트레이션부를 포함할 수 있다.
상기 제어 평면부는 상기 복수의 물리 PON을 구성하는 네트워크 요소들을 추상화하고, 상기 추상화된 복수의 네트워크 요소들을 서비스 제공자 별 또는 상기 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 재구성함으로써 상기 제어 평면 상에 복수의 가상 PON들을 생성할 수 있다.
상기 제어 평면부는 상기 복수의 가상 PON들을 사용하는 사용자 요구사항에 따라 서비스 제공자 별 또는 상기 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 서로 다른 대역폭 할당 방식을 이용하여 상기 복수의 가상 PON들에 대역폭을 할당할 수 있다.
상기 복수의 물리 PON들과 복수의 가상 PON들은 N : M으로 매칭될 수 있으며, 상기 N과 M은 동일하거나 서로 다를 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 기능 고정형 장치로 통합 구성되어 있는 네트워크 요소들이 데이터 평면과 제어 평면으로 구분된 광액세스망 내에서, 네트워크 요소(elements)들의 추상화를 통해 벤더별 장비의 물리적 종속성을 제거하고, 중앙 집중형 통합 제어를 통해 광액세스망을 논리적 장비로 제어 관리함으로써 네트워크 아키텍처를 빠르고, 유연하며, 비용 효율적으로 구축할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 광액세스망에서 중앙 집중형 통합 제어를 함으로써 광액세스망을 하나의 논리적 장비로 제어 관리하고, 논리적으로 각 리소스를 재분배함으로써, 기존의 사설 망을 구축하던 서비스 제공자들이 광액세스망의 물리 네트워크 자원들을 공유할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 광액세스망의 물리 네트워크 자원들을 소프트웨어 기반의 논리적 자원으로 표현하여 재구성함으로써, 사용자가 정의한 서비스 유형에 따라 독립적인 제어 및 서비스 분리를 통해 유연하게 망관리를 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 광액세스망의 물리 네트워크 자원들을 추상화하고, 추상화된 물리 네트워크 자원들에 대한 네트워크 기능을 제어 평면에 구현하여 논리적 스위치로 자원의 재구성 및 재분배를 함으로써 복수의 가상의 PON(Passive Optical Network)을 구축하고, 복수의 가상 PON과 물리 PON을 N:M 매칭이 가능하게 함으로써 서비스별로 PON 슬라이싱(Inter-PON 내지 Intra-PON) 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, PON 슬라이싱을 통해 복수의 가상 PON을 구축하고, 가상 PON에서 사용자 요구사항에 적합하도록 서비스별로 다양한 대역폭 할당(Bandwidth Allocation) 방식을 선택 제어함으로써 유선 서비스(residential 내지 business 서비스)뿐만 아니라, 모바일 서비스 제공을 위한 광액세스 인프라를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 장치의 개념도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 장치에서 데이터 평면부의 pPON을 HW 추상화 블록의 vPON 기능에 매핑하는 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 장치에서 각 블록별로 관리되는 내부 메시지 및 전송프레임의 세부 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 PON 슬라이싱 장치에서 이용되는 Key/Value(K/V) 저장소의 룩업 테이블 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PON 슬라이싱 방법에서 오퍼레이터가 광액세스망 인프라를 pPON 추상화를 통해 vPON에 매핑하고, vPON별 해당 가입자 서비스를 위한 DBA 구성 및 가입자별 플로우 설정에 대한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 방법에서 광액세스망 인프라를 pPON 추상화를 통해 vPON에 매핑하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 방법에서 pPON, vPON 및 논리(Logical) 포트의 매트릭스 맵을 생성하는 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 방법에서 pONU 및 가입자 등록 절차에 대한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 방법에서 결합 플로우(Combined Flow) 정보 생성 및 가입자 플로우 설정에 대한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 PON 슬라이싱 방법에서 서비스 제공자가 가입자들에게 서비스를 제공하기 위하여 네트워크 인프라(network infrastructure)를 공유하는 일실시예를, 간단화된 포워딩 룩업테이블을 이용하여 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 장치의 개념도를 나타낸 도면이다.
일례로, 도 1에서는 물리 수동형 광네트워크(physical Passive Optical Network, 이하 pPON)을 구성하는 2개의 물리 OLT(physical OLT, 이하 pOLT) 2개와 물리 ONU(physical ONU, 이하 pONU) N개를 3개의 가상 PON(virtual PON, 이하 vPON)으로 나누어 서비스를 제공하기 위한 PON 슬라이싱의 개념도를 제공한다. 다만, 이와 같은 물리 PON과 가상 PON의 구조는 상기 예에 한정되지 않고, 다양하게 존재할 수 있다.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 본 발명의 PON 슬라이싱 장치(100)는 제어 평면부(110), 데이터 평면부(120) 및 서비스 오케스트레이션부(130)로 구성될 수 있다. PON 슬라이싱 장치(100)는 물리 PON을 구성하는 네트워크 요소들을 데이터 평면 및 제어 평면으로 구분하고, 제어 평면부(110)는 중앙 집중형 통합 제어를 통해 광액세스망을 하나의 논리적 장비로 제어관리하도록 서비스 제공자 또는 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 PON 슬라이싱을 수행할 수 있다.
데이터 평면부(120)는 제어 평면부(110)에 의해 수행된 PON 슬라이싱에 의해 서비스 제공자 또는 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 pPON의 네트워크 요소들을 논리적으로 분류함으로써 송수신 패킷의 경로를 제공할 수 있다.
서비스 오케스트레이션부(130)는 외부 OSS(Operational Support System) 기능과의 연동을 통해 전체 서비스를 관장하며 PON 슬라이싱 별로 가상화된 기능 등을 조정함으로써 광액세스망에 존재하는 pOLT와 pONU의 설정 및 관리 기능을 제공할 수 있다.
보다 구체적으로 제어 평면부(110)는 컨트롤러 블록(111)과 HW(Hardware) 추상화 블록(112)을 포함할 수 있으며, 데이터 평면부(120)는 복수의 pOLT 및 pONU와 ODN(Optical Distribution Network)을 포함할 수 있다.
이때, 복수의 물리 PON들에 포함된 네트워크 요소들이 HW(Hardware) 추상화 블록(112)에서 추상화 되고, 컨트롤러 블록(111)은 추상화된 물리적인 정보를 기반으로 광액세스망 관점에서 관리할 수 있다. 그리고, 컨트롤러 블록(111)은 가상화 네트워크 기능(Virtual Network Functions, VNF)들을 정의하고, 해당 가상화 네트워크에 적용 가능한 가입자 인증 절차 상태 머신, 가입자별 VLAN 관리, 동적 대역폭 할당(Dynamic Bandwidth Allocation, DBA) 등 서비스 유형 별로 광액세스망이 PON 슬라이싱 되도록 다양한 애플리케이션 구성 요소(ex. PON management, DHCP, Multicast, AAA, ... 등) 및 VNF를 설정 및 관리 할 수 있다. 이때, 컨트롤러 블록(111)은 애플리케이션 구성 요소의 조합을 통해 집적 스위치(Aggregation Switch)를 포함한 모든 광액세스망의 네트워크 요소들을 제어하고, 광액세스망을 운용하기 위한 다양한 관리 기능을 수행할 수 있다.
HW(Hardware) 추상화 블록(112)은 실제 pPON 장비에 대해 컨트롤러 블록(111)에서 동일한 소프트웨어(SW) 블록으로 인식할 수 있도록 pPON을 간단한 논리적 스위치(Logical Switch)로 추상화함으로써 하드웨어 의존성을 최소화하고, PON 레벨 상세(T-CONTs, GEM, OMCI, Scheduling Policy 등)를 숨기고 관리하는 기능을 제공할 수 있다.
보다 구체적으로 HW 추상화 블록(112)은 코어 기능과 vPON 기능을 포함할 수 있으며, HW 추상화 블록(112)의 코어 기능은 PON 관리를 위한 핵심 기능으로써 pPON 장치의 설정 및 상태 정보를 저장, 관리하는 역할을 수행하는 K/V(Key/Value) 저장소를 포함할 수 있다. 코어 기능은 컨트롤러 블록(111)과 데이터 평면부(120) 내의 pPON을 포함한 각 인터페이스로부터 받은 메시지를 분석하고, 이를 처리하는 로직을 수행하며, 수행 결과를 새로운 메시지로 생성한 후 각 인터페이스로 다시 포워딩하는 역할을 수행할 수 있다.
코어 기능은 pPON(pOLT 및 pONU)을 논리적으로 매핑한 vPON을 하나의 논리적 스위치로서 관리하며, 컨트롤러 블록(111)으로부터 전달된 플로우(Flow) 설정 요청을 각 vPON에 매핑된 해당 pPON의 디바이스별로 분리한 후 각 디바이스에 필요한 플로우 설정 기능을 수행할 수 있다.
HW 추상화 블록(112)의 vPON 기능은 다양한 벤더의 장비 의존도를 낮추기 위하여 인터페이스를 오픈(Open)하여 pPON 적응(Adaptation) 기능을 수행할 수 있다. vPON 기능이 포함하고 있는 pOLT/pONU 어댑터(Adapter)는 pPON을 구성하는 각 pOLT 및 pONU와 통신 기능을 수행하고, 각 pOLT 및 pONU에 적합한 인터페이스 메시지를 구성하여 해당 설정 정보를 전달할 수 있다.
vPON 기능의 각 어댑터들은 HW 추상화 블록(112)의 코어 기능과 메시지 버스(ex. KAFKA)를 통해 정보를 주고받으며, 각 어댑터 간 통신도 마찬가지로 메시지 버스를 통해 정보를 주고받을 수 있다. vPON 기능 내 pONU 어댑터는 각각의 pONU 설정을 위해 OMCI(ONU Management Control Interface) 메시지를 생성하고, 메시지 버스를 통해 pOLT 어댑터를 경유하여 오픈 인터페이스를 통해 각 pONU에 연결되어 있는 pOLT에 OMCI 메시지를 전달할 수 있다. 그리고 해당 pOLT는 각 pONU에게 OMCI 채널을 통해 pOLT 어댑터로부터 수신한 OMCI 메시지를 전달할 수 있다.
HW 추상화 블록(112)은 pOLT와 pONU 간의 관리 MIB(Management Information Base) 및 관리 제어 채널에 대한 규격을 관리하기 위한 OMCI를 추상화한 기술 또한 포함할 수 있다.
이러한 구조로 이루어진 HW 추상화 블록(112)은 데이터 평면부(120)의 데이터 경로를 구성하기 위해 서비스 제공자 별 특성(ex. Technology Profile 및 Bandwidth Profile)에 따라 여러 속성(ex. T-CONT, GEM ports, Scheduling Policy 및 Discard Policy)들의 설정 및 컨트롤러 블록(111)으로부터 전달된 플로우 설정을 다르게 구성할 수 있다. 더 나아가, HW 추상화 블록(112)은 관리하고자 하는 각 논리 장치(logical device)에 대해 컨트롤러 블록(111)으로부터 전달받은 플로우 설정 정보를 적합하게 분리하고, 각 논리 장치의 속성 정보와 플로우 설정 정보를 병합한 결합 메시지(Combined message)를 생성한 후, 해당 물리 장치(ex. pOLT 내지 pONU)에게 필요한 기능을 설정하는 역할을 수행할 수 있다.
데이터 평면부(120)는 복수의 pOLT 및 pONU와 ODN을 포함할 수 있으며, 각 pOLT는 HW 추상화 블록(112)과 오픈 인터페이스를 갖는 추상화 에이전트 블록을 가질 수 있다. 데이터 평면부(120)의 추상화 에이전트 블록은 HW 추상화 블록(112)으로부터 수신한 결합 메시지에서 pOLT 및 pONU의 설정에 필요한 HW 속성(attribute) 값을 추출하고, 또한, 트래픽의 포워딩 경로를 찾기 위해 룩업 테이블(Look-up Table) 구성에 필요한 정보를 추출하여 물리 PON HW 설정을 위한 명령어 라인 인터페이스(Command Line Interface)에 추출된 정보를 전달함으로써 pOLT 및 pONU 내부에 존재하는 포워딩 룩업 테이블의 key 및 result 값을 설정할 수 있다. 더 나아가, 서비스 제공자들이 vPON 기능으로 분리하여 하나의 pOLT를 공유하는 경우, 서비스 제공자들의 서비스 특성에 따라 pOLT 및 관련 pONU 구성 설정시 DBA 방식을 다르게 설정할 수 있으며, OMCI 데이터 경로를 구성하기 위한 T-CONT, GEM ports, 스케줄링 정책과 같은 HW 속성 및 플로우 정보를 분리된 vPON에 맞게 각각 pOLT 및 pONU를 세분화하여 설정할 수 있다.
이러한 구조로 이루어지는 PON 슬라이싱 장치(100)는 중앙 집중형 통합 제어를 함으로써 물리 PON에 포함된 네트워크 요소들의 자원을 공유하여 여러 벤더의 pOLT를 하나의 논리적인 OLT처럼 제어 관리하고, 논리적 리소스를 재분배함으로써 기존의 사설망을 구축하던 서비스 제공자들이 광액세스망 장비들에 대해 네트워크 공유(Network sharing)가 가능하도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 장치에서 데이터 평면부의 pPON을 HW 추상화 블록의 vPON 기능에 매핑하는 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, PON 슬라이싱 장치(100)는 데이터 평면부(120)에 포함된 두 개의 pOLT와 N 개의 pONU를 PON 슬라이싱함으로써 세 개의 vPON 도메인으로 분리하여 구성할 수 있다. 도 2에서 vPON 도메인은 DBA 방식에 따라 PON 슬라이싱 되었으며, pOLT와 연결되고 ONU-1/2/3으로 구성된 데이터 평면부(120)의 vPON-1 도메인(121)이 vPON-2 도메인의 ONU-2/3/4와 동일 PON 포트를 공유하는 것을 보여준다. vPON-1 도메인(121)에서 T-CONT는 Alloc-ID에 의해 식별되고, GEM port는 GEM port ID에 의해 식별가능하며, 모든 vPON 도메인에서 Alloc-ID와 GEM port ID는 유일한(unique) 값을 가질 수 있다.
NNI(Network to network interface) 포트는 공유하여 서비스 제공자(Service Provider, SP) 별로 슬라이싱을 할 수도 있고, 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형(ex. Residential/Business/Mobile 서비스)의 DBA 알고리즘 방식에 따라 슬라이싱을 할 수도 있다. NNI 포트의 할당은 pPON 포트를 vPON 포트에 매핑하는 방식과 유사하게 서비스 제공자 별로 공유가 가능하므로 설명의 용이를 위하여 도 2에 표시하지 않는다.
상기에서 기술한 바와 같이, PON 슬라이싱 장치(100)는 vPON과 pPON의 논리적 매핑을 1:1로 이루어지도록 할 수 있고, DBA 방식에 따라 논리적 매핑이 N:M 으로 이루어지도록 할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 장치에서 각 블록별로 관리되는 내부 메시지 및 전송프레임의 세부 구조를 나타낸 도면이다.
도 3을 참고하면, 제어 평면부(110) 내의 컨트롤러 블록(111)이 서비스 제공자 별로 vPON을 구성한 광액세스망의 특정 서비스를 제공하기 위해 관리되는 Flow ID별 설정 정보를 HW 추상화 블록(112)으로 전달하기 위해 생성되는 제1 메시지(310)의 구성을 보여준다. Flow ID는 서비스 제공자, 서비스 제공자 별로 제공하는 서비스 이름, Flow Table ID와 같은 서비스 프로파일 리코드를 포함할 수 있다. 그리고, 가입자 ID는 서비스 프로파일 ID에 매핑될 수 있다.
제1 메시지(310)는 pPON과 vPON의 매핑을 통한 논리 장치의 가입자별 서비스 플로우를 관리하기 위해, (i) 서비스 제공자 또는 서비스 제공자가 제공하는 서비스가 할당되는 NNI 포트 정보를 나타내는 SP port(NNI), (ii) 가입자 플로우를 식별하기 위한 Flow ID, (iii) 추상화된 pOLT의 슬롯/포트 정보를 나타내는 OLT Record, (iv) 제공되는 서비스 유형 별로 선택되는 DBA 애플리케이션 정보(DBA appl. Info.), (v) 논리 장치의 포트관리를 위해 pPON과 vPON 간의 포트맵 정보를 나타내는 pPON/vPON Port map 필드, (vi) 서비스 제공자 별로 서비스를 제공하고 추후 플로우 설정을 위해 TP-ID에 할당된 T-CONT 개수 및 GEM port 개수 등의 정보를 갖는 TP-ID info. per SP 필드, (vii) C-Tag을 통한 가입자 식별 및 S-Tag을 통한 PON을 식별하기 위한 VLAN double tag 필드, (viii) 대역폭 폴리싱(Policing) 또는 쉐이핑(Shaping)을 위한 정보를 갖는 Bandwidth Profile(BP) 필드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 3을 참고하면, HW 추상화 블록(112)내의 코어 기능이 컨트롤러 블록(111)으로부터 수신한 제1 메시지(310)에서 해당 논리 장치에 대한 정보를 파싱(parsing)한 후, vPON에 적합하도록 플로우를 분리하고, 대응되는 pPON에 해당 플로우 ID별 플로우 정보를 획득하며, 데이터 평면부(120)의 해당 pPON에 대한 데이터 경로 구성과 플로우 정보 설정을 하기 위해 생성되는 제2 메시지(320)의 구성을 보여준다.
HW 추상화 블록(112)은 컨트롤러 블록(111)으로부터 획득한 Flow ID별 플로우 정보와 데이터 평면부(120)의 데이터 경로 구성을 위한 기술 프로파일(Technology Profile, TP) 정보(ex. T-CONT, T-CONT 우선 순위 큐 할당, 가중치(Weight) 및 Discard 정책, GEM 포트 수, P-bit mapping, GEM 포트 스케줄링 정책, ?? 등)을 병합하고, pPON 내 포워딩 룩업 테이블 설정을 위한 정보를 Key/Value 저장소에 저장할 수 있다.
서비스 제공자들은 T-CONT 및 GEM 포트 수가 동일한 기술 프로파일을 선택할 수 있지만, 서비스 제공자 별로 P-bit to GEM 포트 매핑, AES(Advanced Encryption Standard), 스케줄링 정책이나 폐기(discard) 정책들을 다르게 설정할 수 있고, 이는 동일 기술 프로파일에 대한 여러 인스턴스의 생성을 필요로 할 수 있다.
하지만, 생성된 여러 인스턴스에 따라 컨트롤러 블록(111)에서 생성되는 Flow ID는 유일(unique) 해야 한다. 제2 메시지(320)는 제1 메시지(310)로부터 유일한 Flow ID에 할당되어 있는 정보를 갖는 (i) Results per Flow ID 필드, (ii) 제공되는 서비스 유형 별로 선택되는 DBA 애플리케이션 정보(DBA Info.), (iii) 논리 장치의 포트관리를 위해 pPON과 vPON 간의 포트맵 정보를 나타내는 pPON/vPON Port map 필드, (iv) 개별 TP-ID에 HW 속성 설정을 위한 PON TP-ID 필드, (v) Scheduling Type 필드, (vi) GEM port ID 필드, (vii) P-bit 필드, (viii) T-CONT(Alloc-ID) 필드, (ix) Scheduling Weight 필드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이때, 제1 메시지(310) 및 제2 메시지(320)에서 특정 정보들은 룩업 테이블 형태로 key 와 results 형식으로 구성될 수 있다.
도 3을 참고하면, HW 추상화 블록(112)으로부터 수신한 제2 메시지(320)에서 결합 플로우 정보를 데이터 평면부(120)의 추상화 에이전트 블록에서 분석(parsing)하고, 관련 정보들을 추출한 후 플로우 별 데이터 포워딩을 위해 DBA, 스케줄링 정책과 같은 구성 설정 및 pPON내의 포워딩 룩업 테이블 설정을 위해 생성되는 제3 메시지(330)의 구성을 보여준다.
추상화 에이전트 블록은 생성된 제3 메시지(330) 정보를 물리 PON HW 설정을 위한 명령어 라인 인터페이스(Command Line Interface, CLI)에 전달하기 위해, pOLT에서 pONU로의 업스트림(upstream) 대역폭 설정에 필요한 Alloc-ID 및 Allocated Bandwidth(BW) 정보를 갖는 BWmap(8bytes) 필드, 각 방향 별(upstream/downstream)로 데이터 경로를 구축에 필요한 pPON HW 속성 정보를 갖는 메시지들(331, 332, 333)을 생성할 수 있다.
도면부호(331)의 메시지 정보는 (i) PON 포트인지 NNI 포트인지를 구분하는 Port Type 필드, (ii) DBA 방식을 구분하는 DBA type 필드, (iii) Port Type 필드가 '0'인 경우 PON 포트 ID를 나타내는 PON interface ID 필드, (iv) ONU ID 필드 및 (v) UNI ID 필드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기의 도면부호(331)에서 각 필드의 비트 폭(bit width)을 표현하였으나, 설명의 용이를 위하여 G.9807.1(XGS-PON) 기준으로 표현하였을 뿐, 해당 비트 폭으로 한정하려는 것은 아니며, 적용되는 PON 기술에 따라 그 길이는 가변적일 수 있다.
도면부호(332)의 메시지 정보는 (i) PON 포트인지 NNI 포트인지를 구분하는 Port Type 필드, (ii) Service Provider ID 정보를 나타내는 SP ID 필드, (iii) Port Type 필드가 '1'인 경우 NNI 포트 ID를 나타내는 Network interface ID 필드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도면부호(333)의 메시지 정보는 (i) Outer VLAN 태그 정보를 나타내는 S-Tag 필드, (ii) Inner VLAN 태그 정보를 나타내는 C-Tag 필드, (iii) 기술 프로파일 ID 정보를 나타내는 TP-ID 필드, (iv) 대역폭 폴리싱 내지는 쉐이핑 매개 변수를 룩업 테이블을 통해 알아내기 위한 Meter ID 필드, (v) Meter ID에 대응되어 대역폭 폴리싱 내지는 쉐이핑의 매개변수인 대역폭 프로파일(Bandwidth profile) 정보를 나타내는 BP 필드, (vi) Alloc-ID 필드, (vii) 스케줄링 타입 및 스케줄링 가중치 정보를 나타내는 Scheduling type & weight 필드, (viii) GEM port ID 필드, (ix) DSCP to P-bit 매핑 정보를 나타내며 총 64개의 매핑 구조를 갖는 3-bit의 P-bit map 필드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 3을 참고하면, 제4 메시지(340)는 데이터 평면부(120)의 pOLT 에서 ODN을 거쳐 pONU로 다운스트림 전송시 생성되는 GTC(G-PON transmission Convergence) 또는 XGTC 프레임 내의 BWmap 필드 메시지의 구성을 보여준다. BWmap 필드는 GTC 또는 XGTC 프레임 내의 BWmap(G.984.3(G-PON), G.987.3(XG-PON), G.9807.1(XGS-PON) 표준) 필드 적용이 모두 가능하며, 각 표준별로 BWmap의 alloc-id(12-bit 내지 14-bit) 및 flags(12-bit 내지 2-bit) 비트 크기는 다르지만 모든 BWmap 크기는 일련의 8-바이트 할당 구조로 생성될 수 있다. 위에 기술된 각 표준의 필드들은 공지된 기술임으로 구체적인 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 PON 슬라이싱 장치에서 이용되는 Key/Value(K/V) 저장소의 룩업 테이블 구조를 나타낸 도면이다.
도면부호(410)는 PON 슬라이싱 장치(100)에서 서비스 제공자 별로 할당된 NNI(Network-Network-Interface)를 기반으로 pPON 및 vPON의 포트 매핑, 그리고 pPON/vPON 매핑 결과에 따른 논리 포트(Logical port)를 할당하기 위한 룩업 테이블을 보여준다. 도면부호(410)의 룩업 테이블은 포트 설정 및 관리를 위해 pPON을 vPON으로 추상화하여 매핑한 후 논리 스위치로 모델링하고, 논리 포트 별로 서비스 특성에 따라 DBA 구성 및 서비스 속성을 설정할 수 있다.
도면부호(420)는 컨트롤러 블록(111)에서 서비스 제공자 별로 각 Flow ID에 해당되는 플로우 설정 정보를 생성하기 위한 룩업 테이블을 보여준다. 도면부호(420)의 룩업 테이블은 룩업을 위한 Key 값으로 서비스 제공자 별 서비스 프로파일 ID와 Flow ID를 가질 수 있다.
또한, 도면부호(420)의 룩업 테이블에 대한 룩업 결과는 트래픽 스트림(Traffic stream)의 방향(upstream/downstream)에 따라 분류 설정될 수 있고, 포트타입(PON포트(0), NNI포트(1)), DBA 타입(SBA, SR-DBA, Co-DBA, ...등), PON 내지 NNI로 설정된 포트정보에 해당되는 인터페이스 ID, ONU ID, UNI ID, 가입자를 고유하게 식별하기 위한 더블 태그(S-Tag/C-Tag), VLAN action 및 룩업 테이블의 K/V 정보로 구성된 대역폭 프로파일(Bandwidth Profile)(460)을 가질 수 있다.
이와 같이 컨트롤러 블록(111)에서 구성된 플로우 정보는 HW 추상화 블록(112)에서 제3 메시지(330) 내의 'Combined Values per Flow ID'를 생성하기 위해 해당 플로우 정보를 K/V 저장소에 저장될 수 있다.
도면부호(430)는 PON에 적용되는 기술 프로파일을 설정하기 위해 Technology Profile ID(TP-ID)별로 HW 속성을 갖는 Traffic Scheduler(T-CONT) 및 Traffic Queue(GEM port)를 생성하기 위한 룩업 테이블을 보여준다. 룩업을 위한 Key 값으로 서비스 프로파일 ID와 TP-ID를 가질 수 있으며, 룩업 결과는 pONU당 T-CONT의 수, UNI(User Network Interface)당 T-CONT의 수, T-CONT당 GEM 포트의 수를 가질 수 있다. 이와 같이 HW 추상화 블록(112)에서 생성된 TP-ID별 구성 정보는 컨트롤러 블록(111)으로 전달되어 HW 속성에 개별 대응되는 Flow ID 설정 정보를 업데이트 하는데 이용될 수 있다.
도면부호(440)는 서비스 가입자별 업스트림 트래픽(upstream traffic)의 포워딩을 위해 traffic scheduler 및 traffic queue의 HW 속성 정보를 갖고 있는 Alloc-ID, GEM 포트 수 및 GEM 포트 ID, 그리고 대역폭 프로파일(Bandwidth profile) 정보를 갖고 있는 Meter ID 를 획득하기 위한 룩업 테이블을 보여준다. 룩업을 위한 Key 값으로 PON 포트 정보를 나타내는 인터페이스 ID와 ONU ID를 가질 수 있으며, 룩업 결과는 Alloc-ID, 해당 Alloc-ID에 속한 GEM 포트 수 및 ID, 트래픽 폴리싱(Traffic Policing) 내지는 쉐이핑(Shaping) 정보를 얻을 수 있는 Meter ID 등을 가질 수 있다. T-CONT은 Alloc-ID로 식별 가능하고, GEM 포트는 GEM 포트 ID로 유일하게 식별 가능할 수 있다.
도면부호(450)은 트래픽 포워딩 룰(rule)을 결정하기 위해 pOLT와 pONU 내부 트래픽 우선순위, 큐잉 정책 및 스케줄링 정책을 정의하기 위한 룩업 테이블을 보여준다. 룩업을 위한 Key 값으로 도면부호(440)의 룩업 테이블에서 획득한 Alloc-ID와 GEM 포트 ID를 가질 수 있으며, 룩업 결과는 트래픽 스케줄러(traffic scheduler) 및 트래픽 큐(traffic queue)의 할당, P-bit mapper, scheduling policy 및 업스트림/다운스트림 스케줄링의 weight등을 가질 수 있다.
도면부호(460)은 대역폭 할당과 관련된 서비스 매개변수(Minimum, Maximum, Guaranteed Rate)를 정의하기 위한 룩업 테이블을 보여준다. 룩업을 위한 Key 값으로 도면부호(440)의 룩업 테이블에서 획득한 Meter ID를 가질 수 있으며, 룩업 결과는 MEF 또는 ITU-T에서 정의되는 대역폭 프로파일 타입에 따라 획득되는 매개변수가 달라질 수 있으며, 토큰 버킷(Token Bucket)에 사용되는 대역폭 비율(Bandwidth Rate)(ex. CIR, EIR, PIR, GIR 등) 및 방출량(Burst Size)(ex. CBS, EBS, PBS 등)을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PON 슬라이싱 방법에서 오퍼레이터가 광액세스망 인프라를 pPON 추상화를 통해 vPON에 매핑하고, vPON별 해당 가입자 서비스를 위한 DBA 구성 및 가입자별 플로우 설정에 대한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
PON 슬라이싱 장치(100)는 단계(510)에서와 같이 광액세스망 인프라를 서비스별로 PON 슬라이싱 하기 위해 오퍼레이터가 서비스 오케스트레이션부(130)를 거쳐 제어 평면부(110)내 컨트롤러 블록(111)의 관리를 시작할 수 있다.
단계(511)에서, 컨트롤러 블록(111)은 광액세스망의 네트워크 요소(elements)인 pOLT 및 집적 스위치의 초기화가 완료되어 pOLT 디바이스 등록 요청이 수신되면, 단계(512)에서, 슬롯 및 포트 정보를 포함하는 OLT 추상화 레코드(record)를 생성한 후 단계 A에서 단계 B를 진행시킬 수 있다.
단계 B로부터 단계(513)과 같이 vPON 구성 정보 생성이 완료되면, 단계(514)와 같이 컨트롤러 블록(111)에서 가상 PON 별로 해당 서비스를 위한 DBA를 설정할 수 있다.
이후 단계(515)에서, HW 추상화 블록(112)은 pOLT 디바이스에 대한 OLT number, PON 기술 타입(G-PON, XGS-PON, NG-PON2, 25GS-PON 등)을 포함하는 기술 프로파일(Technology Profile, TP)의 기본 설정을 수행한 후 단계 C에서 단계 D를 진행시킬 수 있다.
단계 D로부터 단계(516)과 같이 포트타입별 맵구성(pOLT 번호, vOLT 번호, Logical 포트 맵등) 정보 업데이트가 완료되면, HW 추상화 블록(112)은 단계(517)에서, 가상 PON, 가상 포트타입 및 DBA 구성에 따른 트래픽 스케줄러(Traffic scheduler), 큐 우선순위(Priority Queue)와 같은 상세 프로파일 정보를 설정할 수 있다.
단계(517)로부터 TP-ID가 주어지면 컨트롤러 블록(111)은 단계(518)에서, 플로우 ID별 대역폭 프로파일(Bandwidth Profile, BP)에 대한 기본 정보(대역폭관련 서비스 매개변수, VLAN 정보, Profile 맵 등)를 생성하고, 이 정보를 기반으로 HW 추상화 블록(112)은 단계(519)에서, pPON내에서 데이터 경로를 구축하기 위한 기본 OMCI MIB 정보를 생성할 수 있다.
단계(518) 이후 컨트롤러 블록(111)은 단계(520)에서, 가상 PON 및 가상 포트에 대한 BP의 사전 프로비저닝(pre-provisioning)을 수행하고, 단계(521)에서, 오퍼레이터는 서비스 오케스트레이션부(130)를 통해 컨트롤러 블록(111) 내의 화이트리스트 데이터베이스(DB)에 pONU 시리얼 넘버 및 pOLT PON 포트 정보(Location 정보)를 사전 프로비저닝 한 후 단계 F에서 단계 G를 진행시킬 수 있다.
단계 G로부터 단계(522)와 같이 ONU 내지는 가입자가 허용되어 인에이블되면 단계 H에서 단계 I를 진행시킬 수 있다. 단계 I로부터 단계(523)과 같이 가입자 Flow 정보 설정이 완료되면, 단계(524)에서, HW 추상화 블록(112)의 OMCI MIB 정보(Alloc-ID, GEM 포트, P-bit mapper, MAC bridge 서비스 프로파일, VLAN 태그 등)를 업데이트한 후, 단계(525)에서, ONU 내지는 가입자를 등록할 수 있다. 만약 단계(526)과 같이 해당 서비스에 가입자 추가 연결 요청이 있으면 단계 F부터 반복 수행할 수 있다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 방법에서 광액세스망 인프라를 pPON 추상화를 통해 vPON에 매핑하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다. 도 6a 내지 도 6b에서 설명의 용이를 위해 pOLT에 대응되는 추상화 OLT는 vOLT와 동일한 개념으로 혼용되어 사용한다.
도 6a를 참고하면, HW 추상화 블록(112)은 도 5의 단계(512)로부터 수신된 OLT 추상화 레코드(슬롯/포트) 정보를 기반으로 단계(610)과 같이 추상화 OLT를 사전 프로비저닝(pre-provisioning)하고, 단계(620)과 같이 추상화 OLT를 인에이블 시킬 수 있다. HW 추상화 블록(112)은 단계(630)에서, 추상화 OLT와 pOLT를 연결하고, 단계(640)에서, 서비스별 플로우 생성을 위한 vPON을 생성한 후, 단계 A1에서 단계 B1을 진행시킬 수 있다.
HW 추상화 블록(112)은 단계(650)에서, pOLT 포트와 vOLT 포트 간 매핑을 수행한 후, 단계 B1이 완료되기를 기다리며, 단계(660)에서, pOLT ID와 PON 포트와 같은 vPON 정보를 획득할 수 있다. 이후 단계(670)에서 HW 추상화 블록(112)은 단계(660)에서 획득된 vPON 정보를 이용하여 vPON 구성 정보를 생성한 후 상기 도 5의 단계(513)로 생성된 vPON 구성 정보를 전달할 수 있다.
도 6b를 참고하면, 단계(640) 이후 HW 추상화 블록(112)의 CORE 기능은 단계(641)과 같이 vPON 기능에게 디바이스 활성화 명령을 전달하고, HW 추상화 블록(112)의 vPON 기능은 단계(642)에서, 데이터 평면부(120)의 pPON에 디바이스 정보를 요청할 수 있다. 데이터 평면부(120)의 pPON은 단계(643)에서, HW 추상화 블록(112)의 vPON에게 디바이스 정보를 전달하고, vPON 기능은 단계(644)에서, 디바이스 정보를 업데이트 할 수 있다.
단계(645)에서, vPON 기능은 업데이트된 디바이스 정보에 기초하여 새로운 디바이스인지의 여부를 체크할 수 있다. 만약 새로운 디바이스로 식별된 경우, vPON 기능은 단계(646)에서, HW 추상화 블록(112)의 CORE 기능으로 등록 요청 명령어를 전송하고, 단계(647)과 같이 자신의 포트정보를 등록할 수 있다.
이때, vPON 기능은 단계(648)에서, 디스커버리(discovery) ONU 프로세스를 통해 pOLT에 연결되어 있는 pONU들이 있는지를 체크하고, pOLT 및 pONU 설정을 위해 단계(649)와 같이 HW 추상화 블록(112)의 vPON 기능과 pOLT 사이의 통신을 위한 인터페이스 포트 및 pOLT와 pONU사이의 관련 PON 포트들을 오픈(Open)할 수 있다. 마지막으로 vPON 기능은 단계(660)으로 vPON 구성을 위한 디바이스 정보들을 전달할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 방법에서 pPON, vPON 및 논리(Logical) 포트의 매트릭스 맵을 생성하는 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
단계(710)에서, HW 추상화 블록(112)은 도 5의 단계(515)로부터 수신된 pOLT 디바이스(슬롯/포트) 정보를 기반으로 pOLT ID, 포트별 Port Type, 포트별 Port Number 및 포트별 Operation status를 업데이트하고, 단계(720)에서, 도 5의 단계(512)로부터 수신된 OLT 추상화 레코드(슬롯/포트) 정보를 기반으로 vPON 구성시 사용 가능한 vPON Port 정보 목록을 획득할 수 있다.
HW 추상화 블록(112)은 단계(730)에서, pPON이 구성하는 NNI(Network-Network-Interface) 포트, PON 포트, ANI(Access Node Interface) 및 UNI 포트 구성과 단계(720)의 vPON Port 정보 목록으로부터 획득된 vPON의 구성 포트들 간의 Port Type, Port Number, Operation Status를 포트 별로 비교체크를 한 후, 단계(740)에서, pPON과 vPON의 매칭 완료 여부를 확인할 수 있다.
만약 단계(740)에서 매칭 완료가 안된 경우, HW 추상화 블록(112)은 단계(720)의 vPON Port 정보 목록에서 단계(750)과 같이 다음 포인터로 이동한 후 단계(730)을 다시 수행할 수 있다. 이와는 달리 단계(740)에서 매칭 완료된 경우, HW 추상화 블록(112)은 단계(760)에서, 매칭된 Port의 Administration State를 Enable 상태로 변경할 수 있다.
단계(770)에서, HW 추상화 블록(112)은 매칭 완료된 Port Number를 확인하고, Logical Peer Port 배열을 구성한 후, 단계(780)에서, Logical Peer Port 매트릭스를 업데이트할 수 있다.
단계(790)에서, HW 추상화 블록(112)은 매칭되지 않은 포트가 남아있는지를 체크하고, 만약 매칭되지 않은 포트가 존재하면 단계(750)으로 이동하고, 모든 포트가 매칭 완료되었으면 도 5의 단계(516)으로 포트맵 정보를 전달할 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 방법에서 pONU 및 가입자 등록 절차에 대한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 8a를 참고하면, 상기 도 5의 단계(521) 이후에, HW 추상화 블록(112)은 단계(810)과 같이 가입자 연결 요청을 수신하면, 단계(820)과 같이 디스커버리 ONU 프로세스를 진행한 후, 단계 F1에서 단계 G1을 진행시킬 수 있다. 신규 ONU가 발견되면, HW 추상화 블록(112)의 코어 기능은 도 8b의 단계(821)과 같이 vPON 기능으로 ONU 디바이스 활성화 이벤트를 전송하고, HW 추상화 블록(112)의 vPON 기능은 단계(822)와 같이 데이터 평면부(120)의 pPON으로 ONU Serial Number(SN) 정보를 요청할 수 있다.
데이터 평면부(120)의 pPON은 단계(823)에서, HW 추상화 블록(112)의 vPON 기능으로 ONU SN 정보를 전달하고, HW 추상화 블록(112)의 vPON 기능은 단계(824)에서, SN 매칭 과정을 진행할 수 있다.
만약 SN 매칭이 확인되면, 단계(825)에서, HW 추상화 블록(112)의 vPON 기능은 등록 ID를 요청하고, 데이터 평면부(120)의 pPON은 단계(826)에서, 등록 ID 정보를 vPON 기능으로 전달할 수 있다.
HW 추상화 블록(112)의 vPON 기능은 단계(827)에서, 새로운 ONU 디바이스인지의 여부를 체크한 후, 만약 새로운 디바이스로 식별된 경우, 단계(828)에서, 새로운 등록 ID 정보를 데이터 평면부(120)의 pPON으로 전달한 후 단계(829)에서, ONU를 활성화 시킬 수 있다. 이와는 달리 새로운 디바이스가 아닌 것으로 식별된 경우, HW 추상화 블록(112)의 vPON 기능은 단계(829)에서, ONU를 바로 활성화 시킬 수 있다.
데이터 평면부(120)의 pPON은 단계(830)에서, ONU가 연결되었음을 vPON 기능에게 보고하고, HW 추상화 블록(112)의 vPON 기능은 단계(831)에서, ONU가 연결되었음을 HW 추상화 블록(112)의 CORE 기능에게 보고할 수 있다.
그러면, HW 추상화 블록(112)의 CORE 기능은 단계(832)에서, ONU를 인에이블 시키고, 다시 도 8a의 단계(840)에서, 컨트롤러 블록(111)으로 논리 스위치에 대한 PORT STATUS 정보를 전송할 수 있다.
제어 평면부(110)의 컨트롤러 블록(111)은 단계(850)에서, 서비스 오케스트레이션부(130)로 SN 정보를 포함한 새로운 UNI 포트에 대한 이벤트를 전송할 수 있다. 단계(860)에서, 서비스 오케스트레이션부(130)는 ONU Whitelist(WL)에서 SN 및 Location 정보를 확인한 후, notification event를 컨트롤러 블록(111)으로 전달할 수 있다.
만약 SN 및 Location 정보가 유효하면, 단계(870)과 같이 컨트롤러 블록(111)에서 ONU가 허용되고, 컨트롤러 블록(111)은 단계(890)에서, DCHP trap flows를 HW 추상화 블록(112)으로 전송할 수 있다.
만약 단계(860)에서 SN 및 Location 정보가 유효하지 않으면, 컨트롤러 블록(111)은 단계(880)과 같이 ONU를 허용하지 않으며, 단계(881)과 같이 HW 추상화 블록(112)으로 해당 ONU를 disable하라는 notification event를 전송할 수 있다.
이후 HW 추상화 블록(112)은 단계(882)에서, 컨트롤러 블록(111)으로 ONU port down을 알리고, 단계 F2에서 단계 G2를 진행시킬 수 있다.
보다 구체적으로 도 8c를 참고하면, 컨트롤러 블록(111)은 단계(883)에서, 외부 OSS에 Provision이 안된 ONU가 발견되었음을 알리는 이벤트를 전달하고, 외부 OSS는 단계(884)에서, 서비스 오케스트레이션부(130)에게 provisioning ONU 과정을 수행할 수 있다. 이후 서비스 오케스트레이션부(130)는 단계(885)에서, 컨트롤러 블록(111)으로 ONU가 허용됨을 알릴 수 있으며, 컨트롤러 블록(111)은 도 8a의 단계(886)과 같이 ONU WL 업데이트를 수행한 후에 단계(890)에서, DCHP trap flows를 HW 추상화 블록(112)으로 전송할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 PON 슬라이싱 방법에서 결합 플로우(Combined Flow) 정보 생성 및 가입자 플로우 설정에 대한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
상기 도 5의 단계 (522)에서 ONU 또는 가입자 인에이블이 완료되면, 단계(901)에서, 컨트롤러 블록(111)은 가입자 플로우 설정 정보를 내려주기 위해 HW 추상화 블록(112)의 CORE 기능으로 디바이스 정보를 요청할 수 있다.
HW 추상화 블록(112)의 CORE 기능은 단계(902)에서, vPON 기능으로 디바이스 정보를 요청할 수 있으며, 단계(903)에서, vPON 기능이 최종적으로 데이터 평면부(120)의 pPON으로 디바이스 정보를 요청할 수 있다. vPON 기능은 단계(904)에서, 데이터 평면부(120)로부터 디바이스 정보를 수신하면, 단계(905)에서, 코어 기능으로 디바이스 정보를 전달할 수 있다.
단계(906)에서, HW 추상화 블록(112)의 코어 기능은 수신된 디바이스 정보를 K/V 저장소에 저장하고, 단계(907)에서, 관련 디바이스 정보를 컨트롤러 블록(111)으로 전달할 수 있다. 단계(908)에서, 컨트롤러 블록(111)은 관련 디바이스 정보를 이용하여 Database(DB)를 조회한 후, 단계(909)에서, 가입자 플로우 정보를 HW 추상화 블록(112)의 코어 기능으로 전달할 수 있다.
HW 추상화 블록(112)의 CORE 기능은 단계(910)에서, 가입자 Flow 정보를 K/V 저장소에 저장하고, 단계(911)에서, 결합 플로우 정보를 생성한 후, 단계(912)에서, 결합 플로우 정보를 기반으로 가입자 플로우 정보를 설정할 수 있다.
도 10은 본 발명의 PON 슬라이싱 방법에서 서비스 제공자가 가입자들에게 서비스를 제공하기 위하여 네트워크 인프라(network infrastructure)를 공유하는 일실시예를, 간단화된 포워딩 룩업테이블을 이용하여 나타낸 도면이다.
도 10을 참고하면, 서비스 제공자 별로 포워딩 룩업테이블을 분리하여 관리할 수도 있고, Service Provider ID를 포워딩 룩업테이블의 Key로써 이용하면 서비스 제공자 별로 포워딩 룩업테이블을 공유할 수도 있다.
상기 도 10에서 서비스 제공자 별로 분리된 포워딩 룩업테이블만 표현하였으나, 광액세스망의 포워딩 룩업테이블의 구조를 한정하려는 것은 아니며, 설명의 용이를 위하여 간단히 표현하였다.
한편, 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : PON 슬라이싱 장치
110 : 제어 평면부
120 : 데이터 평면부
130 : 서비스 오케스트레이션부

Claims (16)

  1. 복수의 물리 수동형 광네트워크(Passive Optical Network, PON)들에 포함된 네트워크 요소들을 식별하는 단계;
    상기 식별된 네트워크 요소들을 동일한 소프트웨어 블록으로 인식하도록 추상화하는 단계;
    상기 복수의 물리 PON을 사용하는 사용자 요구사항에 따라 복수의 가상 PON들을 생성하는 단계; 및
    상기 추상화된 네트워크 요소들을 PON 슬라이싱하여 상기 생성된 복수의 가상 PON들에 매핑하는 단계
    를 포함하는 PON 슬라이싱 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 식별된 복수의 물리 PON들에 포함된 네트워크 요소들을 데이터 평면 및 제어 평면으로 구분하는 단계
    를 더 포함하는 PON 슬라이싱 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 추상화된 복수의 네트워크 요소들을 서비스 제공자 별 또는 상기 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 재구성함으로써 상기 제어 평면 상에 복수의 가상 PON들을 생성하는 PON 슬라이싱 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 생성된 복수의 가상 PON들에 대응하여 매핑된 상기 데이터 평면 상의 네트워크 요소들을 통해 데이터를 송수신 하는 단계
    를 더 포함하는 PON 슬라이싱 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 송수신 하는 단계는,
    상기 복수의 가상 PON들을 사용하는 사용자 요구사항에 따라 서비스 제공자 별 또는 상기 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 서로 다른 대역폭 할당 방식을 이용하여 상기 복수의 가상 PON들에 대역폭을 할당하는 단계
    를 포함하는 PON 슬라이싱 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 물리 PON들과 복수의 가상 PON들은,
    N : M으로 매칭될 수 있으며, 상기 N과 M은 동일하거나 서로 다를 수 있는 PON 슬라이싱 방법.
  7. PON 슬라이싱 방법을 수행하는 PON 슬라이싱 장치에 있어서,
    상기 PON 슬라이싱 장치는, 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    복수의 물리 수동형 광네트워크(Passive Optical Network, PON)들에 포함된 네트워크 요소들을 식별하고, 상기 식별된 네트워크 요소들을 동일한 소프트웨어 블록으로 인식하도록 추상화하며, 상기 복수의 물리 PON을 사용하는 사용자 요구사항에 따라 복수의 가상 PON들을 생성하고, 상기 추상화된 네트워크 요소들을 PON 슬라이싱하여 상기 생성된 복수의 가상 PON들에 매핑하는 PON 슬라이싱 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 식별된 복수의 물리 PON들에 포함된 네트워크 요소들을 데이터 평면 및 제어 평면으로 구분하는 PON 슬라이싱 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 추상화된 복수의 네트워크 요소들을 서비스 제공자 별 또는 상기 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 재구성함으로써 상기 제어 평면 상에 복수의 가상 PON들을 생성하는 PON 슬라이싱 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 생성된 복수의 가상 PON들에 대응하여 매핑된 상기 데이터 평면 상의 네트워크 요소들을 통해 데이터를 송수신 하는 PON 슬라이싱 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 가상 PON들을 사용하는 사용자 요구사항에 따라 서비스 제공자 별 또는 상기 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 서로 다른 대역폭 할당 방식을 이용하여 상기 복수의 가상 PON들에 대역폭을 할당하는 PON 슬라이싱 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 물리 PON들과 복수의 가상 PON들은,
    N : M으로 매칭될 수 있으며, 상기 N과 M은 동일하거나 서로 다를 수 있는 PON 슬라이싱 장치.
  13. PON 슬라이싱 방법을 수행하는 PON 슬라이싱 장치에 있어서,
    상기 PON 슬라이싱 장치는,
    복수의 물리 PON을 구성하는 네트워크 요소들을 데이터 평면 및 제어 평면을 구분하고, 중앙 집중형 통합 제어를 통해 광액세스망을 하나의 논리적 장비로 제어관리하도록 서비스 제공자 또는 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 PON 슬라이싱을 수행함으로써 복수의 가상 PON을 생성하는 제어 평면부;
    제어 평면부(110)에 의해 수행된 PON 슬라이싱에 의해 서비스 제공자 또는 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 상기 복수의 물리 PON을 구성하는 네트워크 요소들을 논리적으로 분류함으로써 상기 복수의 가상 PON에 대응하는 송수신 패킷의 경로를 제공하는 데이터 평면부; 및
    외부 OSS(Operational Support System) 기능과의 연동을 통해 전체 서비스를 관장하며 PON 슬라이싱 별로 가상화된 기능 등을 조정함으로써 광액세스망에 존재하는 물리 OLT와 물리 ONU의 설정 및 관리 기능을 제공하는 서비스 오케스트레이션부
    를 포함하는 PON 슬라이싱 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어 평면부는,
    상기 복수의 물리 PON을 구성하는 네트워크 요소들을 추상화하고, 상기 추상화된 복수의 네트워크 요소들을 서비스 제공자 별 또는 상기 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 재구성함으로써 상기 제어 평면 상에 복수의 가상 PON들을 생성하는 PON 슬라이싱 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제어 평면부는,
    상기 복수의 가상 PON들을 사용하는 사용자 요구사항에 따라 서비스 제공자 별 또는 상기 서비스 제공자가 제공하는 서비스 유형 별로 서로 다른 대역폭 할당 방식을 이용하여 상기 복수의 가상 PON들에 대역폭을 할당하는 PON 슬라이싱 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 물리 PON들과 복수의 가상 PON들은,
    N : M으로 매칭될 수 있으며, 상기 N과 M은 동일하거나 서로 다를 수 있는 PON 슬라이싱 장치.

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