KR20030073472A - 기가비트 이더넷 수동 광 가입자망에서 동적 대역폭할당방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기가비트 이더넷 수동 광 가입자망(Gigabit Ethernet Passive Optical Network: GE-PON)에 있어서 ONU(Optical Network Unit)에 데이터 전송을 위한 대역폭(bandwidth)을 동적으로 할당할 수 있도록 한다. 이를 위한 본 발명은 우선 전체 가용 대역폭을 대역폭 요구를 한 ONU들의 개수로 나눈 평균치를 ONU들 각각이 요구한 대역폭과 비교하여, 평균치 이하의 대역폭을 요구한 ONU에게는 요구한 대역폭을 모두 할당하며, 평균치보다 큰 대역폭을 요구한 ONU에게는 평균치의 대역폭만을 할당한다. 이처럼 대역폭 요구를 한 모든 ONU들에게 대역폭 할당을 완료한 후에 전체 가용 대역폭 중에서 남은 대역폭이 있는 경우에는, 남은 대역폭을 추가로 할당한다. 이때 평균치의 대역폭만을 할당받은 ONU들에게 남은 대역폭을 각각의 미할당 요구 대역폭의 크기에 비례하게 추가로 할당하거나, 평균치의 대역폭만을 할당받은 ONU들 중에 요구 대역폭의 크기가 큰 순서의 ONU부터 미할당 요구 대역폭에 대하여 남은 대역폭이 모두 할당되어질 때까지 추가로 할당한다.

Description

기가비트 이더넷 수동 광 가입자망에서 동적 대역폭 할당방법{DYNAMIC BANDWIDTH ALLOCATION METHOD FOR GIGABIT ETHERNET PASSIVE OPTICAL NETWORK}

본 발명은 수동 광 가입자망(Passive Optical Network: 이하 "PON"이라 칭함)에 관한 것으로, 특히 기가비트 이더넷 수동 광 가입자망(Gigabit Ethernet Passive Optical Network: 이하 "GE-PON"이라 칭함)에 있어서 ONU(Optical Network Unit)에 데이터 전송을 위한 대역폭(bandwidth)을 할당하는 방법에 관한 것이다.

전화국부터 빌딩 및 일반 가정까지의 가입자망 구성을 위해, xDSL(x-Digital Subscriber Line), HFC(Hybrid Fiber Coax), FTTB(Fiber To The Building),FTTC(Fiber To The Curb), FTTH(Fiber To The Home) 등의 다양한 망 구조와 진화 방안들이 제시되고 있다. 이러한 다양한 망 구조들중 FTTx(x=B, C, H)의 구현은 능동 광 가입자망(Active Optical Network: 이하 "AON"이라 칭함) 구성에 의한 능동형 FTTx와, PON 구성에 의한 수동형 FFTx로 구분될 수 있다. 이들중에 PON은 수동 소자에 의한 점-대-다점(point-to-multipoint)의 토폴로지(topology)를 갖는 망 구성으로 인해, 향후 경제성이 있는 광 가입자망 구현 방안으로 제시되고 있다.

상기한 PON은 하나의 광선로 종단장치(Optical Line Termination: 이하 "OLT"라 칭함)와 다수의 광 가입자망 장치인 ONU들을 1×N의 수동형 광 분배기(Optical Distribution Network: 이하 "ODN"이라 칭함)를 사용하여 연결함으로써, 트리 구조의 분산 토폴로지를 형성하는 광 가입자망 구조이다. PON 형태로는 ATM-PON이 먼저 개발되고 표준화가 이루어졌다. 최근 ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunication section)에서는 비동기전송모드 수동 광 가입자망(Asynchronous Transfer Mode Passive Optical Network: 이하 "ATM-PON"이라 칭함)에 대한 표준화 내용을 ITU-T G.982, ITU-T G.983.1, ITU-T G.983.3으로 문서화하였다. 또한 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 IEEE802.3ah TF에서는 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet) 기반의 GE-PON 시스템의 표준화 작업이 진행 중에 있다.

점-대-점(point-to-point)방식의 기가비트 이더넷과 ATM-PON용 MAC(Medium Access Control) 기술은 이미 표준화가 완료되어 있는 상태로서, 그 내용은 IEEE 802.3z 및 ITU-T G.983.1에 기술되어 있다. 아울러 Gigad Ghaib등에 의해서 발명되고 1999년 11월 2일자로 "PROTOCOL FOR DATA COMMUNICATION OVER A POINT-TO-MULTIPOINT PASSIVE OPTICAL NETWORK"이라는 발명의 명칭으로 미합중국에서 특허 발행된(issued) 미국특허번호 5,973,374에는 ATM-PON에서의 MAC 기술이 상세히 개시되어 있다.

ATM-PON은 도 1에 도시된 예에서 보는 바와 같이, 하나의 OLT(10)와 다수의 ONU들(12a,12b,12c)을 포함하며, OLT(10)와 ONU들(12a,12b,12c)이 ODN(16)을 통해 접속된다. OLT(10)는 트리 구조의 루트에 위치하며 억세스(access) 망의 각 가입자들에게 정보를 제공하기 위하여 중심적인 역할을 수행한다. 이러한 OLT(10)에는 트리(tree) 토플로지 구조를 가지고 OLT(10)로부터 전송되는 하향(downstream)의 데이터 프레임을 3개의 예를 보인 ONU들(12a,12b,12c)에게 분배하고, 역으로 ONU들(12a,12b,12c)로부터의 상향(upstream)의 데이터 프레임을 멀티플렉싱하여 OLT(10)로 전송하는 ODN(16)이 접속된다. ONU들(12a,12b,12c)은 하향 데이터 프레임을 수신하여 종단 사용자들(14a,14b,14c)에게 제공하고 종단 사용자들(14a,14b,14c)로부터 출력되는 데이터를 상향 데이터 프레임으로서 ODN(16)을 통해 OLT(20)으로 전송한다. 3개의 예를 보인 종단 사용자들(14a,14b,14c)는 NT(Network Terminal)를 포함하는 PON에서 사용될 수 있는 여러 종류의 가입자망 종단장치를 의미한다.

상기한 바와 같은 ATM-PON에서는 53바이트의 크기를 가지는 ATM 셀(cell)을 일정한 크기로 묶은 데이터 프레임 형태로 하향 및 상향 전송이 이루어진다. 도 1과 같은 트리 형태의 PON구조에서, OLT(10)는 하향 프레임 안에ONU들(12a,12b,12c)들 각각에 분배될 하향 셀을 적절히 삽입하게 된다. 또한 상향 전송의 경우 OLT(10)는 TDM(Time Division Multiflexing) 방식으로 ONU들(12a,12b,12c)로부터 전송된 데이터를 억세스하게 된다. 이때 OLT(10)와 ONU들(12a,12b,12c)사이에 접속된 ODN(16)은 수동 소자이다. 따라서 OLT(10)는 레인징(ranging)이라는 알고리즘을 이용하여 가상 거리 보정을 통해 수동소자인 ODN(16)에서 데이터가 충돌하지 않도록 하고 있다. 또한 OLT(10)에서 ONU들(12a,12b,12c)로 하향 데이터 전송 시, OLT(10)와 ONU들(12a,12b,12c) 상호간은 비밀 보장을 위해 암호화를 위한 암호 키와 유지 관리 보수를 위한 OAM(Operations, Administration and Maintenance) 메시지를 서로 주고받도록 되어 있다. 이를 위해 상/하향 프레임에는 일정간격으로 메시지를 주고받을 수 있는 전용 ATM 셀 또는 일반 ATM 셀 내에 해당 데이터 필드가 마련되어 있다.

한편 인터넷 기술이 발달함에 따라 가입자 측은 더욱 더 많은 대역폭을 요구하게 되고 그에 따라 상대적으로 고가 장비를 필요로 하고 대역폭에 제한이 있으며(최고 622Mbps) IP(Internet Protocol)패킷을 분할(segmentation)해야 하는 ATM기술보다는 상대적으로 저가이며 높은 대역폭(1Gbps 정도)을 확보할 수 있는 기가비트 이더넷 기술에서의 엔드 투 엔드(end to end) 전송을 목표로 삼게 되었다. 따라서 가입자 망의 PON 구조에서도 ATM방식이 아닌 이더넷 방식을 요구하게 이르렀다.

그러나 기가비트 이더넷의 경우에는 점-대-점 방식 및 충돌방식의 MAC 프로토콜은 이미 표준화되어 MAC 콘트롤러 칩(controller chip)이 상용화되어 있으나,점 대 다점의 GE-PON 구조는 MAC 콘트롤을 포함하여 전체 스케줄링(scheduling) 절차가 IEEE 8023.ah EFM(Ethernet in the First Mile) TF에서 현재 표준화가 진행 중인 실정이다.

한편 ATM-PON에서는 ONU들의 데이터 전송을 위한 동적 대역폭 할당(DBA: Dynamic Bandwidth Allocation)을 하고 있다. 이러한 ATM-PON에 있어서 ONU들은 VBR(Variable Bit Rate), CBR(Constant Bit Rate), 실시간성등의 파라미터에 따라 정의된 서비스 클래스에 따라서 4개의 독립적인 큐를 가진다. 이 큐에 ONU로 들어오는 데이터 트래픽(traffic)들을 저장하고 이 서비스 클래스를 고려하여 동적 대역폭 할당을 함으로써 QoS(Quality of Service)를 보장한다.

그러나 GE-PON의 경우에는 ATM과는 달리 프로토콜 기반이 이더넷이므로 정의된 서비스 클래스가 존재하지 않는다. 또한 기반 기술인 이더넷의 패킷 크기가 가변적이라는 특징이 있으므로 패킷 크기가 고정적인 셀을 가지는 ATM이 기반인 ATM-PON에서의 대역폭 할당방법과 구별되어야 한다. GE-PON에서의 대역폭 할당 스케쥴링은 이더넷기반의 망에서 이제까지 사용되지 않았던 점-대-다점의 구조를 갖는 PON이라는 점을 고려할 때 문제가 발생한다. OLT에서 ONU로 가는 하향 트래픽의 경우는 브로드캐스팅이므로 기존의 이더넷과 비교하여 다른 점이 없다. 그러나 각 ONU에서 OLT로 가는 트래픽의 경우, 멀티플렉싱이 되어 OLT에게 도착하므로 이 때 충돌이 발생하지 않기 위해서는 OLT가 각각의 ONU에게 서로 다른 시간에 데이터를전송하도록 시간을 분배해주어야 한다. 또한 ONU들이 보내고자 하는 트래픽의 양이 서로 다르므로 지연을 많이 발생시키지 않고 효과적으로 OLT에게 전송하기 위해서는 동적 대역폭 할당이 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은 GE-PON 구현에 필수적인 대역폭 동적 할당방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 ONU의 요구 대역폭을 고려하면서도 망 자원의 이용률을 향상시킬 수 있는 대역폭 동적 할당방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 ONU간의 공평성(fairness)를 보장하여 최소 전송량을 보장할 수 있는 대역폭 동적 할당방법을 제공함에 있다.

도 1은 통상적인 ATM-PON의 예를 보인 블록구성도,

도 2는 본 발명이 적용되는 GE-PON의 예를 보인 블록구성도,

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 동적 대역폭 할당 흐름도,

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 동적 대역폭 할당 흐름도.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 대역폭 동적 할당방법은, 우선 전체 가용 대역폭을 대역폭 요구를 한 ONU들의 개수로 나눈 평균치를 ONU들 각각이 요구한 대역폭과 비교하여, 평균치 이하의 대역폭을 요구한 ONU에게는 요구한 대역폭을 모두 할당하며, 평균치보다 큰 대역폭을 요구한 ONU에게는 평균치의 대역폭만을 할당한다. 이처럼 대역폭 요구를 한 모든 ONU들에게 대역폭 할당을 완료한 후에 전체 가용 대역폭 중에서 남은 대역폭이 있는 경우에는, 남은 대역폭을 추가로 할당한다. 이때 평균치의 대역폭만을 할당받은 ONU들에게 남은 대역폭을 각각의 미할당 요구 대역폭의 크기에 비례하게 추가로 할당하거나, 평균치의 대역폭만을 할당받은 ONU들 중에 요구 대역폭의 크기가 큰 순서의 ONU부터 미할당 요구 대역폭에 대하여 남은 대역폭이 모두 할당되어질 때까지 추가로 할당한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대하여는 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명이 적용되는 GE-PON의 블록구성도를 보인 것으로, 집중국인 OLT(20)와, 수동 소자인 광스플리터로 구성되는 ODN(26)과, 3개의 예를 든 ONU들(22a,22b,22c)과, 종단 사용자들(24a,24,24c)이 전술한 도 1의 ATM-PON처럼 접속되고, 점-대-다점 연결의 트리 구조에 따라 상향 전송에 대해서는 TDM 방식을 사용한다. 하지만 도 1의 ATM-PON과 달리 가변길이(variable length) 이더넷 프레임을 기본으로 상향 및 하향의 프레임을 구성한다. 이를 위한 가변길이 이더넷 프레임 포맷 구조와, 가변길이 이더넷 프레임과 관련된 GE-PON 기능 즉, 초기 ONU 등록, 주기적 ONU 등록, 레인징, 및 대역폭 동적 할당 등의 절차에 대하여는 본원 출원인에 의해 2002년 1월 17일자로 국내 특허출원된 2002년 특허출원번호 2765호 "기가비트 이더넷 수동 광 가입자망 시스템에서의 동작 구현방법 및 그 이더넷 프레임 구조"에 개시되어 있다.

상기한 2002년 특허출원번호 2765호를 참조하여 도 2의 GE-PON의 동작을 개략적으로 살피면 다음과 같다. 먼저 OLT(20)에게 ONU들(22a,22b,22c)이 등록을 하여 자신의 위치와 존재를 알리고, 각각의 ONU ID를 할당받는다. 이후 거리 보정 절차인 레인징을 수행한다. 그 이유는 ONU들(22a,22b,22c)은 등록과정에서 상,하향 시간지연에 대한 동기화 오차를 보정하지만, 온도와 같은 다른 외부 변수에 의하여발생할 수 있는 오차에 대해서 정밀 보정이 이루어지지 않은 상태이기 때문이다. 이처럼 등록과 거리 보정을 마친 ONU들(22a,22b,22c)에게 OLT(20)가 데이터를 전송할 수 있는 기회를 상향 데이터 전송기회 허가(grant) 프레임을 통해 부여하면, ONU들(22a,22b,22c)은 자신이 가지고 있는 버퍼에 있는 데이터의 양을 측정하여 이 큐(queue)값을 대역 할당 요구 프레임에 넣어 OLT(20)로 전송한다. 상기한 상향 데이터 전송기회 허가 프레임은 OLT(20)가 ONU들(22a,22b,22c)중 하나에 상향으로 데이터를 전송할 수 있는 기회를 부여해 주고자 할 때 사용되는 하향 패킷이고, 대역 할당 요구 프레임은 ONU들(22a,22b,22c)중 하나가 OLT(20)의 허가를 받아 OLT(20)에게 대역 할당 요구를 할 때 사용되는 상향 패킷이다. OLT(20)는 한 타임 슬롯내의 일정시간동안 대역폭 요구들을 받은 후, 적절한 데이터 전송 대역폭을 할당한다. 그리고 이 결과를 다음 타임 슬롯의 상향 데이터 전송기회 허가 프레임에 포함시켜 ONU들(22a,22b,22c)로 전송한다. 이때 할당정보는 전송을 시작할 시각과 전송을 유지할 시간으로 구성되며 이를 받은 ONU들(22a,22b,22c)은 할당된 시각에 부여받은 시간만큼 OLT(20)로 데이터를 전송하게 된다.

도 3은 상기한 바와 같은 ONU들(22a,22b,22c)들의 대역폭 요구에 대응하여 본 발명의 제1실시예에 따라 OLT(20)가 최소대역보장 비례 스케줄링(Minimum-Guaranteed Portional Scheduling Algorithm: 이하 "MGPSA"라 함)으로서 동적 대역폭 할당을 하기 위한 처리 흐름도를 (100)∼(122)단계로 보인 것이다. 상기한 도 3과 후술하는 도 4에서 사용된 파라미터(parameter)의 정의는 다음과 같다. "BW_TOT_AVAIL"은 스케줄링 대상 대역, 즉 도 2와 같은 GE-PON의 데이터 전송을 위한 전체 가용 대역폭을 의미한다. "N"은 전체 ONU들(22a,22b,22c)중에 등록과 거리보정을 마치고 데이터 전송을 준비하는 노멀 상태(normal state)의 ONU들의 개수로서 대역폭 요구를 하게 되는 ONU들의 개수를 의미한다. "BW_AVG"는 전체 가용 대역폭BW_TOT_AVAIL을N으로 나눈 평균치, 즉 대역폭 요구를 한 ONU들의 요구 대역폭의 평균치를 의미한다. "BW_REQ _i "는 특정한 ONU가 요구한 대역폭을 의미하고, "BW_ALLOC _i "는 특정한 ONU에게 OLT(20)가 할당한 대역폭을 의미하며, "BW_REMAIN"은 후술하는 바와 같이, 전체 가용 대역폭 중에 최소의 대역 보장을 위하여 1차 할당을 실시하고 남은 대역폭을 의미한다. "i"는 특정한 ONU를 의미하며, 1부터 전체 ONU들의 개수, 즉 도 2에서는 3개인 예를 보였지만, 실제로는 OLT(20)와 거리 및 파워 버짓(power budget)이 고려되어 장착될 수 있는 개수, 예를 들어 32개까지 될 수 있다. 그리고 "N1"은 후술하는 바와 같이 1차 할당후 추가 할당 대상이 되는 ONU의 개수를 의미한다.

먼저 OLT(20)는 (100)단계에서 전체 가용 대역폭BW_TOT_AVAIL을N으로 나누어 대역폭 요구를 한 ONU들의 요구 대역폭의 평균치를 구한 다음에 (102)단계에서i를 1로 하여 대역폭 요구를 한 ONU들 중에 첫번째 ONU를 지정한 후 (104)단계를 수행한다. 상기 (104)단계에서는 요구 대역폭RW_REQ _i 을 평균치BW_AVG와 비교한다. 만일 요구 대역폭RW_REQ _i 이 평균치BW_AVG보다 큰 경우, 즉 평균치BW_AVG보다 큰 대역폭을 요구한 ONU인 경우에는 (108)단계에서 평균치BW_AVG의 대역폭만을 할당한다. 이와 달리 요구 대역폭BW_REQ _i 이 평균치BW_AVG이하인 경우, 즉 평균치BW_AVG와 같거나 작은 대역폭을 요구한 ONU인 경우에는 (106)단계에서 요구한 대역폭BW_REQ _i 만큼을 할당 대역폭BW_ALLOC _i 으로서 모두 할당하고, 평균치BW_AVG와 요구 대역폭BW_REQ _i 의 차, 즉BW_AVG-BW_REQ _i 를BW_REMAIN에 더하여 다시BW_REMAIN으로서 갱신한다. 여기서BW_REMAIN의 초기값은 0이다. 다음에 (110)단계에서i를 1증가 시킨후, (112)단계에서N을 초과하였는가를 검사한다. 만일i가N을 초과하지 않았으면, 상기한 (104)단계로 진행하여 대역폭 요구를 한 ONU들 중에 다음의 ONU에 대하여 상기한 (104)∼(112)단계를 반복한다. 이와 달리i가N을 초과하게 되면, 대역폭 요구를 한 ONU들에 대하여 1차 할당을 모두 완료한 상태이므로, (114)단계로 진행한다.

이에 따라 평균치BW_AVG보다 작거나 같은 양을 요구한 경우는 요구한 양만큼이 모두 할당되고, 그렇지 않은 경우에는 평균치BW_AVG만큼이 1차 할당됨으로써 최소 대역폭을 보장하게 된다. 이는 상대적으로 작은 양의 대역을 요구한 ONU가 피해를 보지 않도록 모든 ONU에게 최소한의 대역폭을 보장하는 방안이 된다.

상기한 바와 같이 1차적으로 대역폭을 할당하고 난 후, (114)단계에서 전체 가용대역폭BW_TOT_AVAIL에서 남은 대역폭BW_REMAIN이 있는지 여부를 검사한다. 만일 남은 대역폭BW_REMAIN이 없다면 대역 할당을 종료하게 되지만, 남은 대역폭BW_REMAIN이 있다면, (116)∼(122)단계에서 1차 할당에서 평균치BW_AVG만을 받은 ONU들에게 추가로 할당하게 된다. 상기한 (116)단계에서는i를 1로 한 다음에(118)단계에서 하기 수학식 1과 같이 할당할 대역폭BW_ALLOC _i 을 결정하여 추가로 할당한다.

상기한 수학식 1은 재할당 대상이 되는 ONU들의BW_REQ _i -BW_ALLOC _i , 즉 상기한 (106)단계에서 요구 대역폭BW_REQ _i 을 할당 대역폭BW_ALLOC _i 으로 설정함에 따라BW_REQ _i -BW_AVG로 된 크기에 비례하게 남은 대역폭BW_REMAIN을 동적으로 할당하는 것이다. 이후 (120)단계에서i를 1증가시킨 다음에 (122)단계에서N1을 초과하였는가를 검사한다. 만일i가N1을 초과하지 않았으면, 상기한 (118)단계로 진행하여 추가 할당 대상이 되는 ONU들 중에 다음의 ONU에 대하여 상기한 (118)∼(122)단계를 반복한다. 이와 달리i가N1을 초과하게 되면, 추가 할당 대상이 되는 ONU들에 대하여 추가 할당을 모두 완료한 상태이므로, 종료한다.

상기한 바와 같은 MGPSA에 따라 1차적으로 평균치보다 작거나 같은 양을 요구한 경우는 요구한 양만큼이 모두 할당되고, 그렇지 않은 경우에는 평균치만큼이 1차 할당됨으로써 상대적으로 작은 양의 대역을 요구한 ONU가 피해를 보지 않도록 모든 ONU에게 최소한의 대역폭을 보장하게 된다. 이후 남은 대역폭이 있는 경우에는 평균치의 대역폭만을 할당받은 ONU들에게 남은 대역폭을 각각의 미할당 요구 대역폭의 크기에 비례하게 추가로 할당하게 된다.

한편 ONU의 트래픽의 특성으로서 버스트(burst)성이 있다. 이에 대하여 어느 특정 ONU의 요구 대역폭이 다른 ONU들에 비하여 현저하게 클 경우라도, 상기한 MGPSA에 따르면 평균치보다 조금 더 큰 양만을 할당받게 될 것이므로 전체적으로 트래픽이 균일하게 되어 원래의 트래픽의 버스트한 특성을 반영하지 못하는 결과를 초래할 수 있다. 따라서 트래픽의 특성이 버스트한 경우에는 이를 반영하여 동적 대역폭 할당을 하는 것이 바람직하다.

도 4는 상기한 바와 같은 ONU들(22a,22b,22c)들의 대역폭 요구에 대응하여 본 발명의 제2실시예에 따라 트래픽의 특성이 버스트한 경우를 반영하여 OLT(20)가 최소대역보장 최대 대역 스케줄링(Minimum-Guaranteed Maximum Scheduling Algorithm: 이하 "MGMPSA"라 함)으로서 동적 대역폭 할당을 하기 위한 처리 흐름도를 (100)∼(112)단계와 (200)∼(204)단계로 보인 것이다. 상기한 도 4의 (100)∼(112)단계는 상기한 도 3의 (100)∼(112)단계와 동일하다. 그러므로 1차적인 할당에 의해 최소 대역폭 보장을 하는 (100)단계부터 (112)단계까지는 상기한 MGPSA와 동일하다.

그러나 1차 할당 후 남는 대역폭BW_REMAIN을 추가 할당하는 경우는 할당 방법이 (200)∼(204)단계처럼 달라진다. 이때는 추가 할당 대상이 되는 ONU들의 요구 대역폭 중에 미할당 요구 대역폭인BW_REQ _i -BW_AVG의 크기가 큰 순서의 ONU부터 남은 대역폭BW_REMAIN이 모두 할당되어질 때까지 추가로 할당한다. 먼저(200)단계에서 남은 대역폭BW_REMAIN이 있는가를 검사하여, 없으면 종료한다. 하지만 남은 대역폭BW_REMAIN이 있다면 (202)단계에서MAX(BW_REQ _k -BW_ALLOC _k ), 즉BW_REQ _k -BW_ALLOC _k 가 최대인 ONU를 선택하고, 이 ONU에게 (204)단계에서 추가 할당을 실시한다. 상기한 (204)단계에서는 하기 수학식 2와 같이 할당할 대역폭BW_ALLOC _k 을 결정하여 추가로 할당하고, 하기 수학식 3과 같이BW_REMAIN을 갱신한다.

상기한 수학식 2와 같이 가장 큰 미할당 요구 대역폭을 가지고 있는 ONU에게 남은 대역폭BW_REMAIN을 할당하는데, ONU의BW_REQ _i -BW_AVG보다BW_REMAIN이 작은 경우에는BW_REMAIN전부가 모두 할당된다. 만약 이 할당을 하고 난 후에도, 남은 대역폭이 있다면 상기한 (200)단계로 다시 진행하여 남은 대역폭BW_REMAIN이 모두 할당될 때까지 다음으로 큰 미할당 요구 대역폭을 가지고 있는 ONU에게 상기와 동일한 방법으로 대역폭을 할당하게 된다.

따라서 대역폭을 요구한 모든 ONU들에게 1차 할당에 의해 최소한의 대역폭을 보장함과 아울러, 남은 대역폭이 있는 경우에는 가장 큰 대역폭 요구를 한 ONU부터 가능한한 최대 대역폭을 할당함으로써 트래픽 특성이 버스트한 경우에도 이를 반영하여 동적 대역폭 할당을 할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 GE-PON을 구현함에 있어서 필수적인 동적 대역폭 할당 방안을 제시함으로써 패킷 길이가 가변적인 GE-PON의 특성과 트래픽 특성이 버스트한 경우에도 모두 효과적으로 동적 할당을 수행하여 데이터의 특성을 보존하며 한정적인 자원의 이용율을 증가시킬 수 있다. 이에 따라 종래의 이더넷 기반의 망과는 다른 점-대-다점의 특징을 가지고 있는 GE-PON에서 데이터의 충돌없이 대역폭을 ONU의 요구에 따라 할당할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (2)

1. 하나의 OLT(Optical Line Terminal)와 다수의 ONU(Optical Network Unit)가 ODN(Optical Distribution Network)을 통해 접속되는 기가비트 이더넷 수동 광 가입자망(Gigabit Ethernet Passive Optical Network)에서, 상기 OLT가 상기 ONU들의 데이터 전송을 위한 대역폭 요구에 대응하여 각 ONU에게 대역폭을 할당하는 방법에 있어서,

   전체 가용 대역폭을 상기 대역폭 요구를 한 ONU들의 개수로 나눈 평균치를 상기 ONU들 각각이 요구한 대역폭과 비교하여, 상기 평균치 이하의 대역폭을 요구한 ONU에게는 요구한 대역폭을 모두 할당하며, 상기 평균치보다 큰 대역폭을 요구한 ONU에게는 상기 평균치의 대역폭만을 할당하는 과정과,

   상기 대역폭 요구를 한 모든 ONU들에게 상기 대역폭 할당을 완료한 후에 상기 전체 가용 대역폭 중에서 남은 대역폭이 있는 경우에는, 상기 평균치의 대역폭만을 할당받은 ONU들에게 상기 남은 대역폭을 각각의 미할당 요구 대역폭의 크기에 비례하게 추가로 할당하는 과정을 구비함을 특징으로 하는 동적 대역폭 할당방법.
2. 하나의 OLT(Optical Line Terminal)와 다수의 ONU(Optical Network Unit)가 ODN(Optical Distribution Network)을 통해 접속되는 기가비트 이더넷 수동 광 가입자망(Gigabit Ethernet Passive Optical Network)에서, 상기 OLT가 상기 ONU들의데이터 전송을 위한 대역폭 요구에 대응하여 각 ONU에게 대역폭을 할당하는 방법에 있어서,

   전체 가용 대역폭을 상기 대역폭 요구를 한 ONU들의 개수로 나눈 평균치를 상기 ONU들 각각이 요구한 대역폭과 비교하여, 상기 평균치 이하의 대역폭을 요구한 ONU에게는 요구한 대역폭을 모두 할당하며, 상기 평균치보다 큰 대역폭을 요구한 ONU에게는 상기 평균치의 대역폭만을 할당하는 과정과,

   상기 대역폭 요구를 한 모든 ONU들에게 상기 대역폭 할당을 완료한 후에 상기 전체 가용 대역폭 중에서 남은 대역폭이 있는 경우에는, 상기 평균치의 대역폭만을 할당받은 ONU들 중에 요구 대역폭의 크기가 큰 순서의 ONU부터 미할당 요구 대역폭에 대하여 상기 남은 대역폭이 모두 할당되어질 때까지 추가로 할당하는 과정을 구비함을 특징으로 하는 동적 대역폭 할당방법.