KR20080068408A - 이더넷 기반 수동형 광 가입자망에서 점대 다점 통신 방법및 그 장치 - Google Patents

이더넷 기반 수동형 광 가입자망에서 점대 다점 통신 방법및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이더넷(Ethernet) 기반 수동형 광 가입자망(Passive Optical Network)에서 점대 다점(POINT-TO-MULTIPOINT) 통신 방법에 있어서, OLT(Optical Line Terminal)단에서 통신을 요청한 ONU(Optical Network Unit)로부터 수신한 통신을 요청 받을 ONU에 대한 에이알피(Address Resolution Protocol) 요청(Request)을 통신을 요청 받을 ONU에게 송신하면 통신을 요청 받을 ONU로부터 에이알피 응답(Response)을 수신하는 제 1과정과, 통신을 요청 받을 ONU의 에이알피 테이블을 수집하여 통신을 요청한 ONU와 통신을 요청 받을 ONU 사이에 L3 포워드 테이블을 설정하는 제 2과정과, 상기 에이알피 응답을 통신을 요청한 ONU로 송신하여 통신을 요청한 ONU와 통신을 요청 받을 ONU 사이의 통신을 연결하는 제 3과정을 포함함을 특징으로 한다.
Proxy ARP, L2/L3 스위치, EPON

Description

이더넷 기반 수동형 광 가입자망에서 점대 다점 통신 방법 및 그 장치{POINT-TO-MULTIPOINT COMMUNICATION METHOD AND APPARATUS IN EPON}
도 1은 통상적인 수동형 광가입자망(Passive Optical Network)의 예를 나타낸 블록구성도
도 2는 통상적인 프락시 에이알피(Proxy ARP) 기능을 활성화 했을때 라우터를 나타낸 대략적인 블록구성도
도 3은 본 발명의 일 실 예에 따른 프락시 에이알피 플러스(Proxy ARP Plus) 기능과 L2(Link Layer)/L3(Network Layer) 스위치 기능을 이용한 ONU(Optical Network unit)간 통신에 대한 대략적인 블록구성도
도 4는 본 발명의 일 실 예에 따른 프락시 에이알피 플러스 기능과 L2/L3 스위치 기능을 이용한 ONU(Optical Network unit)간 통신에 대한 흐름도
본 발명은 이더넷 수동형 광가입자망(Ethernet Passive Optical Network : 이하 "EPON"라 칭함)에서 광 선로 종단장치(Optical Line Terminal : 이하 "OLT"라 칭함)와 광 가입자망 장치(Optical Network unit : 이하 "ONU"라 칭함) 사이에서 점대 다점 구조를 가지는 통신 기술에 관한 것으로, 특히, 동일 OLT 링크에 속한 다수개의 ONU간 통신을 가능하게 하기 위한 것이다.
도 1은 통상적인 PON망의 예를 나타낸 블록구성도이다.
통상적으로 PON은 하나의 OLT와 다수개의 ONU들을 포함하는데, 도 1의 예에서는 하나의 OLT(10)에 세개의 ONU(102A,102B,102C)와 사용자 단말기(104A,104B,104C)가 수동 광 분배기(Optical Distribution Network : 이하 "ODN"라 칭함)를 통해 접속된 예를 나타내었다. 도 1을 참조하면 OLT(10)는 트리 구조의 루트에 위치하며 엑세스(access)망의 각 가입자들에게 정보를 제공하기 위한 중심적인 역할을 수행한다. 이러한 OLT(10)에는 ODN(16)이 접속되는데 ODN(16)은 트리(tree) 토플로지 구조를 가지고 OLT(10)로부터 전송되는 하향(downstream)의 데이터 프레임을 ONU들(102A,102B,102C)에게 분배하고 역으로 ONU들(102A,102B,102C)로부터의 상향(upstream)의 데이터 프레임을 멀티플렉싱(multiplexing)하여 OLT(10)로 전송하는 역할을 한다. 한편, ONU들(102A,102B,102C)은 하향 데이터 프레임을 수신하여 사용자 단말기들(104A,104B,104C)에게 제공하고 사용자 단말기들(104A,104B,104C)로부터 출력되는 데이터를 상향(upstream) 데이터 프레임으로서 ODN(16)을 통해 OLT(10)로 전송한다. 이때, 상기 각 ONU들(102A,102B,102C)에 각각 연결된 사용자 단말기들(104A,104B,104C)은 EPON에서 사용될 수 있는 여러 종류의 가입자망 종단장치를 의미한다.
도1에서 도시된 바와 같이, EPON 망이 갖는 특성은 OLT(10)가 송신한 하향 트래픽은 다수의 ONU(102A,102B,102C)가 수신 받고 상향 트래픽은 다수의 ONU(102A,102B,102C)가 동일 매체를 공유하기 때문에 충돌이 일어나지 않게 하기 위해서 TDM(Time Division Multiplexing)방식의 공유 방식이 필요하다.
그러나, EPON망에서 OLT(10)는 이더넷 프로토콜에 준하여 스위칭 동작하고 있기 때문에 수신 된 트래픽이 동일 링크로 송신될 경우 트래픽을 폐기 처리한다. 따라서 ONU(102A,102B,102C)간 통신을 가능하게 하기 위해서 OLT(10)에서 수신 된 트래픽을 동일 링크로 송신하여야 하기 때문에 트래픽이 폐기 처리 되는 문제점을 가지고 있다. 이로 인하여 EPON 망에서 OLT(10)와 ONU(102A,102B,102C) 사이 통신은 가능하지만 ONU(102A,102B,102C)간의 통신은 매체 특성에 의하여 통신이 가능하지 않는 문제점을 가지고 있다.
따라서 본 발명은 EPON 망에서 OLT에서 수신 된 트래픽을 동일 링크로 송신하였을때 트래픽이 폐기 처리 되지 않고 ONU간 통신을 해결하는 방법을 제공하고자 한다.
이를 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 이더넷(Ethernet) 기반 수동형 광 가입자망(Passive Optical Network)에서 점대 다점(POINT-TO-MULTIPOINT) 통신 방법에 있어서, OLT(Optical Line Terminal)단에서 통신을 요청한 ONU(Optical Network Unit)로부터 수신한 통신을 요청 받을 ONU에 대한 에이알피(Address Resolution Protocol) 요청(Request)을 통신을 요청 받을 ONU에게 송신 하면 통신을 요청 받을 ONU로부터 에이알피 응답(Response)을 수신하는 제 1과정과, 통신을 요청 받을 ONU의 에이알피 테이블을 수집하여 통신을 요청한 ONU와 통신을 요청 받을 ONU 사이에 L3 포워드 테이블을 설정하는 제 2과정과, 상기 에이알피 응답을 통신을 요청한 ONU로 송신하여 통신을 요청한 ONU와 통신을 요청 받을 ONU 사이의 통신을 연결하는 제 3과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 이더넷(Ethernet) 기반 수동형 광 가입자망(Passive Optical Network)에서 점대 다점(POINT-TO-MULTIPOINT) 통신 장치에 있어서, OLT(Optical Line Terminal)단은 에이알피(Address Resolution Protocol) 요청(Request)을 송신한 인터페이스를 포함한 모든 인터페이스의 에이알피 테이블을 검색하여 송, 수신 인터페이스가 동일한 경우에도 해당 목적지로 에이알피 응답(Response)을 송신하는 프락시 에이알피 플러스(Proxy ARP Plus) 블록과, 프락시 에이알피 플러스 블록과 L2/L3 스위치 블록간의 통신과 ONU(Optical Network Unit)간의 통신을 각각 중개하는 L2/L3 스위치 블록을 포함함을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
종래의 기술에서 언급한 바와 같이 ONU간 통신의 경우 OLT에서 수신 된 트래픽을 동일 링크로 송신하여야 하기 때문에 트래픽이 폐기 처리 되는 문제점을 가지고 있었다. 따라서, 종래 기술에 언급한 문제를 해결하고자 본 발명에서 제안하는 EPON 망은 후술할 "프락시 에이알피 플러스(Proxy ARP Plus)" 기능과 L2/L3 스위치 기능을 이용하여 ONU간 통신을 가능하게 하는 새로운 구성을 제안한다. 본 발명에서는 프락시 에이알피 플러스 방식을 사용하여 ONU간 통신 문제를 해결하는 과정에 대해 살펴보기로 하겠다.
이하에서 본 발명에서 제안하는 프락시 에이알피 플러스 기능은 프락시 에이알피의 문제점을 개선한 기능으로 프락시 에이알피 플러스의 기능을 설명하기 전에 프락시 에이알피의 기능을 살펴보기로 한다. 프락시 에이알피의 기능은 L3 스위치의 논리적 주소인 IP 주소를 L2 스위치의 물리적 주소인 MAC 주소로 맵핑하는 기술, 즉, MAC 주소와 IP 주소를 맺어주는 기술이다. IP 주소는 인터넷에 연결되어 있는 단말을 나타내는 고유한 값으로, 다른 서브넷 상에 있어도 가지고 있는 값이 유효하지만, MAC 주소는 하나의 IP 서브넷 내에서만 유효하다. 만약, 호스트A가 다른 서브넷 상의 호스트B와 통신을 원할 경우, 호스트B의 MAC 주소를 알아야 통신이 가능한데, 프락시 에이알피에서 IP 주소의 소유자들, 즉, 호스트A와 호스트B에게 MAC 주소를 묻고 답할 수 있는 기능을 해서 통신을 가능하게 한다. 도 2에서 프락시 에이알피의 기능을 이용해 라우터를 통한 호스트들 사이의 통신이 이루어지게 되는 예를 설명하기로 하겠다.
도 2는 통상적인 프락시 에이알피 기능을 활성화 했을때 라우터(20)를 나타 낸 대략적인 블록구성도이다. 상기 도 2와 같이 호스트 A(22)와 호스트 B(24)가 다른 서브넷 인터페이스에 위치하였고, 호스트 A(22)는 /16의 서브넷 길이를 갖는다. 즉, 서브넷 마스크가 16이다. 일반적인 에이알피 동작 방식에서는 이러한 경우에 호스트 A(22)는 호스트 B(24)에게 에이알피(ARP) 요청 패킷을 보낼 수가 없다. 일반적인 에이알피 동작 방식에서는 에이알피 패킷은 다른 서브넷 인터페이스로 넘어 갈 수 없으므로 통신을 하지 못하게 된다. 이러한 경우 프락시 에이알피 기능을 설정 하게 되면 프락시 에이알피가 수신된 에이알피 메시지의 발신자 정보나 에이알피 요청 패킷을 보고 에이알피 테이블을 업데이트 한 뒤, 인접한 서브넷 인터페이스의 에이알피 테이블을 확인 하여 호스트 B(24)의 에이알피가 존재 할 경우 호스트 A(22)가 속한 서브넷 인터페이스의 라우터 게이트웨이가 에이알피 응답하여 통신을 중개 시켜주는 방식이다.
그런데, 기존 프락시 에이알피에서는 에이알피를 요청한 인터페이스를 제외한 다른 인터페이스의 에이알피 테이블만 참조하여 다른 인터페이스의 에이알피 테이블에 에이알피가 존재 할 경우에 한하여 게이트웨이 MAC 주소를 에이알피 응답하게 되어 있어 EPON 망에서의 ONU간 통신 문제를 해결 할 수 없었다.
상기 프락시 에이알피의 문제점을 본 발명의 특징에 따라 확장한 방식이 프락시 에이알피 플러스이다. 프락시 에이알피 플러스에서는 수신한 인터페이스를 포함한 모든 인터페이스의 에이알피 테이블을 검색하여 에이알피 테이블에 MAC 주소가 존재 할 경우 MAC 주소를 에이알피 응답으로 송신하게 되므로 송, 수신 인터페이스가 동일한 경우에도 동작함에 따라 ONU간 통신이 가능하게 된다. 도 3에서 프 락시 에이알피 플러스 기능을 예를 들어 설명하기로 하겠다.
도 3은 본 발명의 실 예에 따른 프락시 에이알피 플러스 기능과 L2/L3 스위치 기능을 이용한 ONU간 통신에 대한 대략적인 블록구성도이다. 도 3에서와 같이 OLT부(30)는 L2/L3 스위칭 기능을 담당하는 L2/L3 스위치 블록(300)과 프락시 에이알피 플러스 블록(302)으로 구성 된다. L2/L3 스위치 블록(300)에서 동일 서브넷 인터페이스 사이의 통신은 L2 스위치의 물리적 주소인 MAC 주소를 이용한 L2 스위칭이 담당하고 동일하지 않은 서브넷 인터페이스 사이의 통신은 L3 스위치의 논리적 주소인 IP 주소를 이용한 L3 스위칭이 담당하게 된다. L2 스위치는 OLT부(30) 안의 프락시 에이알피 플러스 블록(302)과 L2/L3 스위치 블록(300) 사이의 통신에 쓰이고, L3 스위치는 OLT부(30)와 ONU부(30) 사이의 통신에 쓰인다. L2/L3 스위칭 기능을 담당하는 L2/L3 스위치 블록(300)은 프락시 에이알피 플러스 블록(302)의 기능에 의해서 수신한 인터페이스를 포함한 모든 인터페이스의 에이알피 테이블을 검색하여 에이알피 테이블에 MAC 주소가 존재 할 경우 MAC 주소를 에이알피 응답으로 송신하게 된다. 그러므로 송, 수신 인터페이스가 동일한 경우에도 동작함에 따라 ONU(304, 306)간 통신이 가능하게 된다. 도 4에서는 본 발명에서 제안하는 프락시 에이알피 플러스 기능을 이용한 ONU간 통신에 대한 동작 방식을 설명하기로 하겠다.
도 4는 본 발명의 실 예에 따른 프락시 에이알피 플러스 기능과 L2/L3 스위치 기능을 이용한 ONU간 통신에 대한 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 400단계에서 ONU A(304)와 ONU B(306)가 다른 서브넷 상에 위치해 있고 ONU A(304)와 ONU B(306)간 통신이 필요한 경우, ONU A(304)는 ONU B(306)에 대한 에이알피 요청을 OLT(30)에게 보내게 된다. EPON 매체 특성에 의하여 ONU A(304)로부터 송신한 에이알피 패킷은 OLT(30)부 안의 프락시 에이알피 플러스 블록(302)으로 전달된다. 402단계에서 프락시 에이알피 플러스 블록(302)이 중계하여 ONU A(304)에게서 받은 ARP 요청을 ONU B(306)에게 송신하면, 404단계에서 OLT(30)로부터 에이알피 요청을 수신한 ONU B(306)는 OLT(30)에게 에이알피 응답을 송신 한다. 406단계에서 프락시 에이알피 플러스 블록(302)은 ONU B(306)로부터 수신 받은 에이알피 응답 패킷에서 ONU B(306)의 MAC 주소와 IP 주소에 대한 에이알피 테이블을 수집하게 된다. ONU B(306)로부터 수집한 에이알피 테이블은 L2/L3 스위치 블록(300)에게 ONU B(306)로부터 수신 받은 에이알피 응답 패킷에서 ONU B(306)의 MAC 주소와 IP 주소에 대한 L2/L3 스위칭 정보를 알려 준다. L2/L3 스위치 블록(300)은 프락시 에이알피 플러스 블록(302)에서 알려 준 정보를 바탕으로 ONU A(304)와 ONU B(306)간 L3 포워드 테이블을 설정하게 된다. L3 포워드 테이블을 설정 후 프락시 에이알피 플러스 블록(302)은 ONU A(304)에게 ONU B(306)에 대한 MAC 주소를 OLT(30)의 게이트웨이 MAC 주소로 가장 설정하여 보내게 된다. 408단계에서 OLT(30)로부터 ONU B(306)에 대한 에이알피 응답을 받은 ONU A(304)는 410단계에서 ONU B(306)로 향하는 트래픽을 OLT(30)의 MAC 주소로 설정하여 송신한다. 그리고 412단계에서 L2/L3 스위치 블록(300)은 ONU A(304)로부터 수신된 트래픽을 ONU B(306)로 송신하여 ONU간 통신 문제를 해결하게 된다.
또한, 상기 406단계에서 OLT(30)가 ONU B(306)의 MAC 주소를 가장하여 ONU A(304)에게 에이알피 응답을 대신 보내기 때문에 ONU A(304)는 ONU B(306)의 MAC 주소를 알 수 없으므로 ONU에서 MAC 주소를 노출하여 해킹의 위협을 받을 수 있는 문제도 해결할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 EPON 시스템망에서 ONU간 통신 문제를 해결하기 위한 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, EPON 망에서 OLT에서 수신 된 트래픽을 동일 링크로 송신하였을때 트래픽이 폐기 처리되어 ONU간 통신이 가능하지 않은 문제점을 해결하고, OLT가 ONU의 MAC 주소를 가장하여 ARP 응답을 대신 보냄으로써 ONU의 MAC 주소 노출로 인한 해킹의 잠재적인 위협을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 이더넷(Ethernet) 기반 수동형 광 가입자망(Passive Optical Network)에서 점대 다점(POINT-TO-MULTIPOINT) 통신 방법에 있어서,
    OLT(Optical Line Terminal)단에서 통신을 요청한 ONU(Optical Network Unit)로부터 수신한 통신을 요청 받을 ONU에 대한 에이알피(Address Resolution Protocol) 요청(Request)을 상기 통신을 요청 받을 ONU에게 송신하면 상기 통신을 요청 받을 ONU로부터 에이알피 응답(Response)을 수신하는 제 1과정과,
    상기 통신을 요청 받을 ONU의 에이알피 테이블을 수집하여 상기 통신을 요청한 ONU와 상기 통신을 요청 받을 ONU 사이에 L3 포워드 테이블을 설정하는 제 2과정과,
    상기 에이알피 응답을 상기 통신을 요청한 ONU로 송신하여 상기 통신을 요청한 ONU와 상기 통신을 요청 받을 ONU 사이의 통신을 연결하는 제 3과정을 포함함을 특징으로 하는 EPON망에서 점대 다점 통신 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1과정은
    상기 OLT단 안의 프락시 에이알피 플러스(Proxy ARP Plus) 블록에서 상기 통신을 요청한 ONU가 보낸 상기 에이알피 요청을 수신해서 다시 상기 통신을 요청 받을 ONU에게 상기 에이알피 요청을 송신하는 단계와,
    상기 에이알피 요청을 수신한 상기 통신을 요청 받을 ONU로부터 에이알피 응답을 수신하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 EPON망에서 점대 다점 통신 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2과정은
    상기 프락시 에이알피 플러스 블록에서 수집한 상기 통신을 요청 받을 ONU에 대한 에이알피 테이블이 상기 OLT단 안의 L2/L3 스위치 블록에게 상기 통신을 요청 받을 ONU의 MAC 주소와 IP 주소에 대한 L2/L3 스위칭 정보를 알려 주는 단계와,
    상기 L2/L3 스위치 블록이 상기 프락시 에이알피 플러스 블록에서 알려준 상기 L2/L3 스위칭 정보를 바탕으로 상기 통신을 요청한 ONU와 상기 통신을 요청 받을 ONU간의 L3 포워드 테이블을 설정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 EPON망에서 점대 다점 통신 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 3과정은
    상기 OLT 안의 L2/L3 스위치 블록에서 중개하여, 상기 L2/L3 스위치 블록에서 상기 통신을 요청한 ONU에서 상기 통신을 요청 받을 ONU로 트래픽을 대신 수신하는 단계와,
    상기 L2/L3 스위치 블록에서 상기 통신을 요청한 ONU로부터 상기 통신을 요청 받을 ONU로 트래픽을 대신 송신하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 EPON망에서 점대 다점 통신 방법.
  5. 이더넷(Ethernet) 기반 수동형 광 가입자망(Passive Optical Network)에서 점대 다점(POINT-TO-MULTIPOINT) 통신 장치에 있어서, OLT(Optical Line Terminal)단은
    에이알피(Address Resolution Protocol) 요청(Request)을 송신한 인터페이스를 포함한 모든 인터페이스의 에이알피 테이블을 검색하여 송, 수신 인터페이스가 동일한 경우에도 해당 목적지로 에이알피 응답(Response)을 송신하는 프락시 에이알피 플러스(Proxy ARP Plus) 블록과,
    상기 프락시 에이알피 플러스 블록과 L2/L3 스위치 블록간의 통신과 ONU(Optical Network Unit)간의 통신을 각각 중개하는 상기 L2/L3 스위치 블록을 포함함을 특징으로 하는 EPON망에서 점대 다점 통신 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 프락시 에이알피 플러스 블록은
    상기 통신을 요청 받을 ONU의 MAC 주소를 가장하여 상기 통신을 요청한 ONU에게 상기 에이알피 응답을 대신 보내어 상기 통신을 요청 받을 ONU의 상기 MAC 주소의 노출의 위협을 방지함을 특징으로 하는 EPON망에서 점대 다점 통신 장치.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 L2/L3 스위치 블록은
    MAC 주소를 이용하여 동일 인터페이스에 위치한 상기 OLT단 안의 상기 프락시 에이알피 플러스와 상기 L2/L3스위치 사이의 통신을 중개하는 L2 스위치와,
    IP 주소를 이용하여 다른 인터페이스에 위치한 상기 OLT단과 상기 ONU단 사이의 통신을 중개하는 L3 스위치를 포함함을 특징으로 하는 EPON망에서 점대 다점 통신 장치.
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