대한전자공학회논문지TC (Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC)

대한전자공학회 (The Institute of Electronics and Information Engineers)
권호 표지

ATM-PON에서 MAC을 위한 승인분배 알고리즘의 FPGA 구현

FPGA Implementation of a Grant Distribution Algorithm for the MAC in the ATM-PON

  • 김태민 (금오공과대학교 전자공학부) ;
  • 정해 (금오공과대학교 전자공학부) ;
  • 신건순 (금오공과대학교 전자공학부) ;
  • 김진희 (한국통신가입자망연구소)
  • Kim, Tae-Min (Dept. of Electronics, Kumoh National University of Technology) ;
  • Chung, Hae (Dept. of Electronics, Kumoh National University of Technology) ;
  • Shin, Gun-Soon (Dept. of Electronics, Kumoh National University of Technology) ;
  • Kim, Jin-Hee (Korea Telecom Access Network Research Laboratory)
  • 발행 : 2001.10.25
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초록

ATM-PON(Passive Optical Network)에서 OLT(Optical Line Termination)가 ONU(Optical Network Unit)에게 동적으로 대역폭을 할당하기 위하여 MAC(Medium Access Control) 프로토콜이 필요하다. 이를 통하여 OLT는 ONU의 정보를 수집하고 각 ONU에게 효율적으로 승인을 제공한다. MAC 프로토콜의 두 가지 중요한 기능은 승인 요청 절차와 승인 분배 알고리즘이다. 후자는 TC(Transmission Convergence) 기능모듈에서 연산 량이 가장 많은 부분이며, 칩 면적에서 비교적 큰 부분을 차지하고, 전체 동작 속도를 제한하는 요소가 되기도 하며, 각 트래픽에 대한 서비스 품질을 보장할 수 있도록 설계되어야 한다. 본 논문에서는 MAC을 FPGA를 이용하여 구현하며, 이것은 활동중인 ONU의 수와 큐 길이 정보에 따라 동적으로 대역폭을 할당하며, 각 ONU의 셀 지연변이를 최소화하기 위하여 승인을 등 간격으로 배분한다. 동적인 대역할당을 위하여 MAC 스케쥴러의 구조는 프로그램 가능한 look-up 테이블을 가지고 있다. 또한 이 구조는 단순하면서도 적은 칩 면적과 적은 지연시간을 가지고 있다.

The MAC (Medium Access Control) protocol is needed for the OLT(Optical Line Termination) to allocate bandwidth to ONUs(Optical Network Units) and ONTs(Optical Network Terminations) dynamically in the ATM PON(Passive Optical Network). With the protocol, the OLT gathers ONUs' informations and provides grants efficiently to each ONU. Two important functions of the MAC protocol is the grant request procedure and the grant distribution algrithm. The latter has the greatest arithmetic portion in the TC(Transmission Convergence) module, occupies a relatively large portion of the overall chip area, has often been the limiting factor in terms of speed, and should be designed to guarantee the quality of service for various traffics. In this paper, we implement the MAC with the FPGA which can allocate grants dynamically according to the queue length information and the number of active ONUs and distribute grants uniformly to minimize the cell delay variation for each ONU. The structure of the MAC scheduler for the dynamic bandwidth assignment has a programmable look-up table. Also, it has a simple structure, the less chip area, and the lower delay time.

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참고문헌

  1. 정 해 외, 최적 ATM-PON 구성을 위한 프로토콜 연구, 한국통신 가입자망 연구소 중간 보고서, 1999. 8
  2. ITU T Draft Recommendation G.983.dba, 'A Broadband Optical Access System with Increased Service Capability Using Dynamic Bandwidth Assignment,' Gencva, Feb. 2001
  3. 정해, 김진희, 권순철, G.983.1 기반의 ATM-PON에서 MAC을 위한 승인요청 프로토콜에 관한 연구, 한국해양정보통신학회, 제4권, 제1호, 2000. 3
  4. ITU T Recommendation G.983.1, 'Broadband Optical Access Systems Based on Passive Optical Networks(PON)', Geneva, Oct. 1998
  5. 정 해 외, 최적 ATM-PON 구성을 위한 프로토콜 연구, 한국통신 가입자망 연구소 최종연구 보고서, 1999. 2
  6. ITU T Recommendation G.983.2, The ONT Management Control Interface Specification, Geneva, March 1999