KR20070111396A - 스테이션 측 전송 유닛, 스테이션 측 전송 유닛용 동작제어 방법, 및 스테이션 측 전송 유닛을 이용하는 광네트워크 - Google Patents
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Abstract
광 네트워크에서 스테이션 측 전송 유닛은 2개의 리던던트(redundant) 모듈을 포함한다. 상기 스테이션 측 전송 유닛의 외부에 접속하기 위한, 리던던트 모듈 각각의 인터페이스는 상기 인터페이스의 클로즈를 해제하는 기능을 포함한다. 리던던트 모듈 중 하나가 액티브 모듈로서 기능하고, 다른 모듈들이 백업 모듈로서 기능한다. 신호의 손실이 일어나는 동안에, 상기 액티브 모듈은 그 액티브 모듈의 인터페이스를 클로즈하고, 상기 백업 모듈은 그 백업 모듈의 인터페이스의 클로즈를 해제함으로써, 액세스 네트워크의 신뢰도 및 이용도가 개선된다.
광 네트워크, 전송 유닛, 동작 제어 방법.
Description
도 1은 종래의 PON 시스템의 블록도.
도 2는 제1 실시예에 따른 PON 시스템의 블록도.
도 3은 제1 실시예에 따른 PON 시스템에서 실행되는 동작을 나타내는 개략도.
도 4는 제1 실시예에 따른 스타 커플러(3)의 개념도.
도 5는 제1 실시예에 따른 PON 시스템에서 실행되는 동작을 설명하기 위한 순서도.
도 6은 제2 실시예에 따른 PON 시스템의 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : OLT
21 내지 2n : 사용자
3 : 스타 커플러
4 : PON 존
5 : 스위치
13 : OLT 모듈
본 발명은 스테이션 측 전송 유닛, 스테이션 측 전송 유닛용 동작 제어 방법, 및 스테이션 측 전송 유닛을 이용하는 광 네트워크에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 액세스 네트워크의 이용도 및 신뢰도를 개선하기 위해 리던던트 구성을 갖는 광 네트워크의 개선에 관한 것이다.
종래의 인터넷 서비스에서는, 서비스에 대한 순간적인 중단이 어느 정도까지는 허용되었다. 하지만, 최근의 기술들의 발전 및 네트워크 기반 시설의 확장으로 인해, 실시간 성능이 중시되는 서비스들, 예를 들어, 인터넷 프로토콜(IP;Internet Protocol) 전화 통신, 인터넷 방송, 및 원격 회의(teleconference)의 수가 증가하였다. 그 결과로서, 액세스 네트워크의 이용도 및 신뢰도를 개선하기 위한 요구가 일어났다.
예를 들어, 광 통신 네트워크 시스템으로서 이용되는 PON(passive optical network) 시스템에서는, 하나의 광 섬유가 여러 사용자들 간에 공유된다. 따라서, PON 시스템은 고속 및 대용량 광 라인이 이용가능하다는 점에서 효율적이고 경제적인 기술이다. 하지만, PON 시스템은 하기의 단점을 갖는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스타 커플러(3)는 광 신호가 송신 및 수신되는 PON 존(4;PON zone)에서 이용 된다. 이로 인해, OLT(optical line terminal) 모듈(13)과 ONU(optical network units)(21 내지 2n)의 관계는 1 대 n 관계이고, 이는 불리하게도 PON 시스템에서 액세스 네트워크의 신뢰도를 저하시킨다. 도 1에서, 참조 부호(5)는 OLT(1)와 인터넷 간에 제공된 스위치를 나타낸다.
종래의 PON 시스템의 구성에서는, 단 하나의 광 섬유 케이블이 스타 커플러(3)와 OLT 모듈(13) 사이에 물리적으로 존재한다. 그 결과로서, OLT 모듈(13)의 고장 또는 광 섬유의 파손 등의 네트워크 장애가 발생하는 경우, ONU(21 내지 2n)의 모든 m명의 사용자들에 대한 n×m 서비스가 중지한다.
또한, 서비스들이 상술된 이유로 인해 중지되면, 보수자가 장애 장소를 방문하여 장애가 발생한 OLT 모듈 또는 광 섬유를 교체 처리하지 않는 한 일반적으로 복구되지 않는다. 이들 환경하에서, 최근 인터넷 서비스에 부합하는 고 신뢰도 및 고 이용도를 보장할 수 있는 프레임워크에 대한 설정 요구가 발생한다.
일본 공개공보 제2002-218008호(문서1) 및 제2005-328294호(문서2)에 개시된 기술을 참조해 보면, OLT 기능을 이중화(duplexing)함으로써, 액세스 네트워크의 고 이용도 및 고 신뢰도를 보장할 수 있는 구성이 개시되어 있다.
문서1 및 문서2에 개시된 기술들은 OLT 기능을 이중화함으로써, 액세스 네트워크의 고 신뢰도 및 고 이용도를 보장하지만, 이중화된 OLT 기능으로 전환하기 위한 전환 수단 및 전환 제어 수단을 네트워크 시스템에 포함하는 것이 필요하다. 또한, 각각의 OLT 모듈을 이중화된 OLT 기능에 적합하도록 재설계하는 것도 필요하다. 그 결과로서, 문서1 및 문서2에 개시된 기술은 비용 증가 문제에 직면하고, 유닛을 소형화할 수가 없다.
리던던트 OLT 모듈이 설치되고, 리던던트 통신 라인이 배치된 PON 시스템을 구성하고, 액세스 네트워크의 고 신뢰도 및 고 이용도를 보장하며, 비용 증가를 피하고, 크기 증가를 피할 수 있는, 스테이션 측 전송 유닛, 상기 스테이션 측 전송 유닛용 동작 제어 방법, 및 상기 스테이션 측 전송 유닛을 이용하는 광 네트워크가 개시되어 있다.
본 발명의 제1 양상에 따르면, 광 네트워크에서는 복수의 모듈을 포함하는 스테이션 측 전송 유닛이 제공되며, 그 모듈들 각각은 모듈들 각각을 스테이션 측 전송 유닛의 외부에 접속시키는 인터페이스를 클로즈(close) 및 오픈(open)하는 수단을 포함한다.
OLT 및 스타 커플러 간의 라인은 중복되어 있으므로, 장애가 발생하더라도, OLT 모듈의 전환이 자동으로 실행되어, 유익하게도 네트워크가 고 신뢰성을 갖는다. 즉, OLT 모듈 중 하나가 정상적으로 기능하는 한, 단말기 사용자에게 서비스를 계속해서 제공하는 것이 가능하다.
또한, 다른 OLT 모듈에 대해 통신을 행하고 있는 OLT 모듈의 전환에 대한 요청을 보수자에 의해 설정된 임의 시각에 전송할 수 있다. 따라서, 보수 작업을 융통성 있게 실행하는 것이 가능하다. 예를 들어, OLT 모듈 중 하나의 재시작에 수반되는 소프트웨어의 업데이트가 필요한 경우에도, 유리하게도 사용자 각자에게 보수 작업에 대해 알려주기 위한 시간 및 노력과, 보수 작업의 수행에 대한 시간 제 한 등을 피할 수 있다. 달리 말하면, 리던던트 구성에 의해 보수 작업이 단말기 사용자에게 불리하게 영향을 주지 않도록 할 수 있다.
또한, 장애가 발생한 OLT의 인터페이스를 자동으로 클로즈하는 기능이 장애 동안에 사용될 수 있기 때문에, 각각의 OLT 모듈에 전환 수단 및 전환 제어 수단을 포함할 필요가 없다. 따라서, 이는 유리하게도 비용 증가 및 PON 시스템의 크기 증가를 피할 수 있다.
예시적인 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술될 것이다. 도 2는 제1 실시예에 따른 PON 시스템의 블록도이다. 도 2에서, 도 1에서 도시된 것들과 동일한 구성 요소가 동일한 참조 부호에 의해 표기되어 있다. 도 2를 참조해 보면, 참조 부호(1)는 PON 시스템의 OLT를 나타내고, OLT(1)는 일반적으로 복수의 독립형 OLT 모듈(카드)들(11 및 12)을 포함하도록 구성된다. OLT(1)는 스테이션에 배치되고, ONU(21 내지 2n)는 개별 사용자(가입자) 집에 배치된다. 결합된 OLT(1)와 ONU(21 내지 2n)이 광 신호를 전기 신호로, 또는 전기 신호를 광 신호로 변환하고, 데이터를 송신 및 수신하는 데이터 전송 유닛으로서 기능한다. 참조 부호(3)은 수신된 광 신호를 분할하고 신호들을 송신하는 스타 커플러(또는 광 커플러)를 나타낸다.
또한, 참조 부호(4)는 광 섬유를 이용하여 광 통신이 유지되는 "PON 존"이라 지칭되는 존을 나타낸다. 참조 부호(5)는 ISO(International Organization for Standardization)에 의해 설정된 OSI(open systems interconnection) 참조 모델에 따른 2 계층의(Layer 2) 장치인 스위치를 나타낸다. 스위치(5)는 OLT(1)의 외부에, OLT(1)와는 독립적으로 제공되어, OLT 모듈들(11 및 12)에 접속되어 있다.
도 2에 도시된 PON 시스템에서, OLT(1)에 포함된 OLT 모듈들은 (보수자의 커맨드 입력 등에 의해) 이중화(리던던트) 시스템을 형성한다. 하나가 액티브 OLT 모듈로서 이용되고, 또 다른 하나가 백업 OLT 모듈로서 이용된다. 도 2에서, OLT 모듈(11)이 액티브 모듈이고, OLT 모듈(12)이 백업 모듈이라고 가정한다.
ONU들(21 내지 2n) 중 하나로부터 전송된 광 신호가 스타 커플러(3)에 의해 OLT 모듈들(11 및 12)을 향해 2개의 광 신호로 분할된다. 하지만, OLT 모듈들(11 및 12) 양쪽이 ONU(21 내지 2n)에 물리적으로 접속되어 있을지라도, OLT 모듈들(11 및 12) 중 하나는 항상 다운(down) 상태에 있다. 즉, 액티브 모듈(11)을 이용하는 통신에서, 백업 모듈(12)의 PON 인터페이스(I/F)(도시 생략)는 클로즈된다. 또한, 백업 모듈(12)을 이용하는 통신에서, 액티브 모듈(11)과 스타 커플러(3) 간의 라인은 장애로 인해 다운되어 있다. 따라서, 광 신호는 장애가 발생하든지 안 하든지 간에 OLT 모듈들(11 및 12) 중 하나에만 전송된다.
OLT 모듈들 중 하나가 이중화된 경우, 액티브 모듈(11) 및 백업 모듈(12)은 고유한 정보, 예를 들어, 각각의 ONU(21 내지 2n) 간에 서로 다른 광 레벨 업/다운 정보, 스펙트럼 정보, 인증 정보, PON 시스템의 애플리케이션 정보 특징( MAC(media access control) 학습 정보, 및 IGMP(Internet Group Management Protocol) 상의 그룹 멤버 정보 등)을 공유한다.
정상적인 통신이 유지될 때, 백업 모듈(12)은, 프레임이 랩어라운 드(wraparound) 및 반복 수신되지 않도록 백업 모듈(12)의 PON I/F 및 SNI(서비스 모드 인터페이스)(도시 생략)가 클로즈되도록 스탠바이 상태로 설정된다. SNI는 스위치(5)에 접속된 OLT 모듈의 I/F이다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 사용자와 인터넷 간의 모든 통신은, 그 통신이 다운스트림(인터넷으로부터 단말기 사용자에게로의 통신)이든지, 또는 업스트림(단말기 사용자로부터 인터넷으로의 통신)이든지, 액티브 모듈(11)을 경유하여 스위치(5)의 화살표(61)를 통과하는 루트 상에서 유지된다. 제1 실시예에서, 통신이 이 루트 상에서 유지되는 PON 시스템의 상태는 "정상 상태(normal state)"로서 지칭될 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스타 커플러(3)와 액티브 모듈(11)의 SNI 간의 광 섬유가 파손되는 경우, OLT(1)는 라인 장애의 발생을 검출하고, 액티브 모듈(11) 및 백업 모듈(12)로 전환하는 통신 경로의 요청을 전송한다. 그 요청에 응답하여, 액티브 모듈(11)은 액티브 모듈(11)의 SNI를 클로즈하고, 백업 모듈(12)은 백업 모듈(12)의 PON I/F 및 SNI의 클로즈를 해제한다.
액티브 모듈(11)에 접속된 라인이 다운이고, 백업 모듈(12)에 접속된 라인이 업임을 스위치(5)가 검출할 때, 스위치(5)는 화살표(62)를 통과하는 루트 상에서 프레임들을 백업 모듈(12)에 전송하기를 시작하고, 화살표(61)를 통과하는 루트 상에서 액티브 모듈(11)에 전송하기를 중단한다. 이런 방식으로, 라인 장애 동안에, 통신이 다운스트림이든 업스트림이든 간에 모든 통신이 백업 모듈(12)을 통해 유지된다.
라인이 장애로부터 복구될 때, OLT(1)는 라인 복구를 검출하고, 액티브 모듈(11) 및 백업 모듈(12)에 통신 경로 전환의 요청을 전송한다. 그 요청에 응답하여, 액티브 모듈(11)은 액티브 모듈(11)의 SNI의 클로즈를 해제하고, 백업 모듈(12)은 백업 모듈(12)의 SNI 및 PON I/F를 클로즈한다. 일단 액티브 모듈(11)에 접속된 라인이 업이고, 백업 모듈(12)에 접속된 라인이 다운임을 검출하면, 스위치(5)는 모든 프레임들을 다시 화살표(61)을 통과하는 경로 상에서 액티브 모듈(11)에 전송한다. 이로써, PON 시스템은 정상 상태로 들어간다.
제1 실시예에 따른 PON 시스템에 포함된 스타 커플러(3)는 도 4를 참조하여 기술될 것이다. 스타 커플러(3)로서, 광 신호를 2 대 n 관계로 분할하는 스타 커플러가 도 4에 도시된 바와 같이 준비된다. 액티브 모듈(11) 및 백업 모듈(12)로부터의 광 신호들이 광 섬유(71 및 72)를 통해, 각각 스타 커플러(3)에 전송된다. 스타 커플러(3)는 액티브 모듈(11) 및 백업 모듈(12)로부터 전송된 각각의 광 신호들을 n개의 광 신호로 분할하고, n개의 광 신호를 각각의 ONU(21 내지 2n)에 접속된 광 섬유(81 내지 8n)에 전송한다. 마찬가지로, ONU 측에서 OLT 측으로의 역방향의 통신에서, ONU(21 내지 2n) 각각으로부터의 광 신호는 스타 커플러(3)에 의해 2개의 광 신호로 분할되고, 2개의 분할된 광 신호는 액티브 모듈(11) 및 백업 모듈(12)에 각자 접속된 광 섬유(71 및 72)에 전송된다.
도 2에 도시된 리던던트 구성을 갖는 PON 시스템에서 수행되는 동작이 도 5의 순서도를 참조하여 다음에 기술될 것이다. 도 5에서, 파선(broken-line) 프레임(91)은 PON 시스템이 정상 상태일 경우의 통신 루트를 나타낸다. PON 시스템의 정상 상태에서, 백업 모듈(12)은 스탠바이로 설정되어, 백업 모듈(12)의 PON I/F 및 SNI는 모두 클로즈된다. 이로 인해, 인터넷과 각각의 사용자 사이의 모든 통신이 액티브 모듈(11)을 통해 유지된다.
액티브 모듈(11)을 스타 커플러(3)에 접속시키는 광 섬유가 파손되거나 액티브 모듈(11)이 고장날 때, OLT(1)가 장애를 검출하고(92), 통신 루트에 대한 전환 요청을 액티브 모듈(11)과 백업 모듈(12)에 전송한다. 그 요청에 응답하여, 액티브 모듈(11)은 액티브 모듈(11)의 SNI를 클로즈하여, 스위치(5)가 프레임들을 액티브 모듈(11)에 전송할 수 없게 되고(93), 백업 모듈(12)이 백업 모듈(12)을 통한 통신을 개시할 수 있도록 하기 위해 백업 모듈(12)의 PON I/F 및 SNI를 활성화시킨다(94).
파선 프레임(95)은 장애의 발생 동안의 통신 루트를 나타낸다. 파선 프레임(95)에 의해 표시된 바와 같이, 스위치(5)는 액티브 모듈(11)에 접속된 라인이 다운이고, 백업 모듈(12)에 접속된 라인이 업임을 검출한다. 따라서, 스위치(5)는 프레임들을 액티브 모듈(11)에 전송하기를 중단하고, 프레임들을 백업 모듈(12)에 전송하기를 시작한다. 따라서, 모든 통신이 백업 모듈(12)을 통해 유지된다.
OLT(1)는 액티브 모듈(11)과 스타 커플러(3) 간의 통신 장애로부터 라인 복구를 검출할 때(96), OLT(1)는 통신 루트의 전환 요구를 액티브 모듈(11) 및 백업 모듈(12)에 전송한다. 그 요청에 응답하여, 액티브 모듈(11)은 액티브 모듈(11)을 통해 통신을 재개하기 위해 액티브 모듈(11)의 SNI를 활성화하고(97), 백업 모듈(12)은 백업 모듈(12)이 스탠바이 상태로 되돌아가기 위해 백업 모듈(12)의 SNI 및 PON I/F를 클로즈한다(98).
스위치(5)는 액티브 모듈(11)에 접속된 라인이 업이고, 백업 모듈(12)에 접속된 라인이 다운임을 검출한다. 따라서, 스위치(5)는 프레임들을 액티브 모듈에 전송하기를 시작하고, 프레임들을 백업 모듈(12)에 전송하기를 중단한다. 이런 방식으로, 파선 프레임(99)에 의해 표시된 바와 같이, 모든 통신은 액티브 모듈(11)을 통해 다시 유지되고, PON 시스템은 정상 상태로 되돌아간다.
액티브 모듈(11)과 백업 모듈(12)의 I/F(PON I/F 및 SNI)를 클로즈 또는 오픈하기 위해, 개인용 컴퓨터의 I/F 또는 네트워크 유닛의 I/F에 통상 구비되어 있는 공지된 기능이 이용될 수 있다. 예를 들어, 장애가 발생할 때, 신호의 손실(LOS;loss of signal)이 발생한다. HW(하드웨어)가 이런 LOS를 검출하고, 스테이션 측 전송 유닛을 제어하는 SW(소프트웨어)에게 이 LOS를 통지한다. 그 통지에 응답하여, SW는, 결함있는 I/F가 포함된 스위치를 다른 스위치로 변경하여 스테이션 측 전송 유닛이 결함있는 I/F를 통해 전기 신호 및 광 신호를 송신 또는 수신하지 않도록 제어한다.
이해하는 바와 같이, 제1 실시예에 따르면, OLT 모듈(11 및 12)을 하나의 스타 커플러(3) 내로 통합함으로써, 원래의 하나의 PON 라인인 PON 라인이 중복성을 갖는다. 따라서, 하나의 라인이 파손되거나 특정한 OLT 모듈이 고장나더라도, 통신이 OLT 모듈들 중 하나를 통해 유지되는 한, 서비스를 단말기 사용자에게 계속해서 제공하는 것이 가능하다.
또한, 장애가 발생하더라도, 장애가 발생한 OLT 모듈의 I/F를 클로즈하기 위 한 프로세싱이 자동으로 실행된다. 따라서, 각각의 OLT 모듈 내에 전송 라인들을 전환하기 위한 수단을 추가로 포함할 필요가 없고, 기존의 OLT가 제1 실시예에 따른 PON 시스템의 OLT(1)로서 사용될 수 있다. 이에 의해, 비용 증가를 피하고, PON 시스템의 크기 증가를 피할 수 있다.
또한, 복수의 OLT 모듈을 이용하는 리던던트 구성으로, OLT(1)의 보수를 책임지는 보수자는 임의 시각에 통신에 이용되는 OLT 모듈로 전환할 수 있다. 따라서, OLT 모듈들 중 하나의 재시작에 수반되는 소프트웨어 업데이트 동작시에, 예를 들어, 단말기 사용자에게 서비스를 제공하는 것을 중단함 없이, 보수 작업이 수행될 수 있다.
도 6은 제2 실시예에 따른 PON 시스템의 블록도이다. 도 6에서, 도 2에서 도시된 것과 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호에 의해 표기되어 있다. 제2 실시예에서, 스타 커플러(3)는 광 신호를 n 대 m 관계로 분할한다. 또한, OLT 모듈은 하나의 액티브 모듈(11)과 다수의 백업 모듈(12 내지 1m)을 포함한다. 제2 실시예에 따르면, 고 신뢰도를 갖는 PON 시스템을 구성하는 것이 가능하다.
다른 예시적인 실시예로서, 스테이션 측 전송 유닛에서 수행되는 동작을 제어하는 방법은, 복수의 모듈 중 하나가 액티브 모듈로서 기능하고, 복수의 모듈 중 나머지 모듈들이 백업 모듈로서 기능하도록 하는 단계, 및 신호의 손실에 응답하여 액티브 모듈의 인터페이스를 클로즈하고, 백업 모듈 각각의 인터페이스를 오픈하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 예시적인 실시예로서, 스테이션 측 전송 유닛을 포함하는 광 네트워 크가 제공된다.
본 발명은 특정 예시적인 실시예를 참조하여 기술되었지만, 이들 실시예에 의해 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구항에 의해 한정된다. 당업자는 본 발명의 정신 및 범위 내에서 실시예들을 수정 또는 변경할 수 있음을 인식해야 한다.
리던던트 OLT 모듈이 설치되고, 리던던트 통신 라인이 배치된 PON 시스템을 구성하고, 액세스 네트워크의 고 신뢰도 및 고 이용도를 보장하며, 비용 증가를 피하고, 크기 증가를 피할 수 있는, 스테이션 측 전송 유닛, 상기 스테이션 측 전송 유닛용 동작 제어 방법, 및 상기 스테이션 측 전송 유닛을 이용하는 광 네트워크가 제공되는 효과가 있다.
Claims (6)
- 광 네트워크에서 복수의 모듈을 포함하는 스테이션 측 전송 유닛으로서,상기 모듈 각각은 상기 모듈 각각을 상기 스테이션 측 전송 유닛의 외부에 접속시키는 인터페이스를 클로즈 및 오픈하는 수단을 포함하는 스테이션 측 전송 유닛.
- 제1항에 있어서,상기 모듈 중 하나는 액티브 모듈이고, 다른 모듈들은 백업 모듈이며,신호의 손실이 일어날 때, 상기 액티브 모듈에 포함된 수단은 상기 액티브 모듈의 인터페이스를 클로즈하고, 상기 백업 모듈 각각에 포함된 수단은 상기 백업 모듈 각각의 인터페이스를 오픈하는 스테이션 측 전송 유닛.
- 제2항에 있어서,신호 복구 동안에, 상기 액티브 모듈에 포함된 상기 수단은 상기 액티브 모듈의 인터페이스를 오픈하고, 상기 백업 모듈 각각에 포함된 상기 수단은 상기 백업 모듈 각각의 인터페이스를 클로즈하는 스테이션 측 전송 유닛.
- 제1항 내지 제3항의 스테이션 측 전송 유닛을 포함하는 광 네트워크.
- 광 네트워크에서 복수의 리던던트 모듈을 포함하는 스테이션 측 전송 유닛에서 수행되는 동작을 제어하는 방법으로서,상기 모듈들 중 하나가 액티브 모듈로서 기능하도록 하고, 다른 모듈들이 백업 모듈로서 기능하도록 하는 단계, 및신호의 손실에 응답하여, 상기 액티브 모듈의 인터페이스를 클로즈하고, 상기 백업 모듈 각각의 인터페이스를 오픈하는 단계를 포함하는 동작 제어 방법.
- 제5항에 있어서,신호 복구에 응답하여, 상기 액티브 모듈의 인터페이스를 오픈하고, 상기 백업 모듈 각각의 인터페이스를 클로즈하는 단계를 더 포함하는 동작 제어 방법.
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