IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
/
제1권1호
/
pp.27-33
/
2012
The Ethernet Passive Optical Network (EPON) has been considered to be one of the most promising solutions for the implementation of the Fiber To The Home (FTTH) technology designed to ameliorate the "last mile" bandwidth bottleneck. In the EPON network, an efficient and fair bandwidth allocation is a very important issue, since multiple optical network units (ONUs) share a common upstream channel for packet transmission. To increase bandwidth utilization, an EPON system must provide a way to adaptively allocate the upstream bandwidth among multiple ONUs in accordance to their bandwidth demands and requirements. We present a new hybrid method that satisfies these requirements. The advantage of our method comes from the consideration of application-specific bandwidth allocation and the minimization of the idle bandwidth. Our simulation results show that our proposed method outperforms existing dynamic bandwidth allocation methods in terms of bandwidth utilization.
본 논문에서는 XGPON (10-Gigabit-capable passive optical network)을 기반으로 하는 TWDM (time and wave-division multiplexing) PON의 새로운 동적대역할당 알고리즘을 제안한다. 대부분의 TWDM PON은 EPON (Ethernet PON)을 기반으로 하여 동작하며 동적대역할당도 EPON의 동적대역할당 알고리즘을 변형시켜 사용한다. 본 논문에서는 XGPON의 동적대역할당 알고리즘을 개선하여 TWDM PON에 적합한 새로운 동적대역할당 알고리즘을 제안한다.
PON(Passive Optical Network)은 설치 및 유지보수가 편리하여 광가입자망으로 널리 사용되고 있다. 대표적인 PON 기술로 IEEE에서 표준화된 EPON(Ethernet PON), 10G EPON과 ITU-T에서 표준화된 GPON(Gigabit capable PON), XG-PON 기술이 있다. EPON 및 GPON은 각각 1G급 및 2.5G급 전송속도를 제공하며 한국, 일본, 중국 등 아시아와 북미 등에서 가입자 서비스 및 비즈니스 서비스용으로 사용되고 있다. 2010년대부터 10G급 PON 기술 사용이 증가되고 있으며, 앞으로 가파르게 증가하고 있는 가입자 트래픽량에 대처하기 위해 40G급 또는 100G급 PON 기술이 사용될 것으로 예상된다. 본고에서는 현재 ITU-T에서 표준화가 진행 중인 NG-PON2(Next Generation PON2) 기술 중 주요기술인 TWDM-PON(Time and Wavelength Division Multiplexing-PON) 기술에 대한 국제 표준화 현황 및 국내외 기술개발 현황을 살펴보고자 한다.
중앙기지국에서 주입된 비간섭성 광에 파장 고정된 Fabry-Perot 레 이 저를 사용하여 Gigabit Ethernet 상향 신호 전송 가능성을 검증하였다. WDM-PON에서 원격으로 파장 고정된 Fabry-Perot 레이저를 이용하여 100 GHz 채널 간격의 파장분할 다중화된 4채널의 Gigabit Ethemet 신호를 30 km 광섬유를 통해 성공적으로 전송하였으며, 수신된 신호의 Q값은 17.1 dB 이상이었다. 또, 원격으로 파장 고정된 Fabry-Perot 레이저의 잡음 특성을 분석하였으며, 파장 고정된 Fabry-Perot 레이저가 비간섭 광의 강도 잡음을 억제하므로 기존의 스펙트럼 분할방식 광송신기보다 약 6.3 dB의 SNR 개선이 가능함을 보였다.
최근에 VOD, HDTV, 라이브 스트리밍 등의 서비스가 늘어나면서 가입자들은 광대역 서비스를 요구하고 있다. 이를 가입자에게 제공하기 위해서는 광대역폭을 지원할 수 있는 FITH(Fiber to The Home)의 실현이 필수적이며, FTTH의 고비용과 설비 문제를 해결하기 위한 대안으로 PON(Passive Optical Network)이 부상하고 있다. PON은 네트워크를 시스템이 아닌 소자로 구성해, 일정거리까지는 하나의 광 회선을 설치하고 스플리터를 중심으로 여러 개로 회선을 분배하는 것이다. 이 또한 스플리터의 한계로 분배할 수 있는 회선이 제한적이며, 이를 해결하기 위한 방법으로 WDM(Wave-length Division Multiplexing)-PON이 고려되고 있다. 이에 본 논문에서는 WDM-PON에 적용할 수 있는 Ethernet 기반의 광 송수신 채널 유닛을 설계하였다. 채널 유닛은 1000BASE-T Ethernet 신호를 입력받아 파장별 DFB-LD에 직접 변조하는 방식을 사용하여 구현하였다.
EPON망은 점대 다중점 구조를 가진 경제적인 가입자망 기술로 떠오르고 있다. 점대 다중점 구조는 하향 브로드캐스팅과 상향 점대점 종신을 제공하므로, EPON에서는 다중점 제어 프로토콜(MPCP)를 이용하여 점대점 에뮬레이션과 공유 LAN 에뮬레이션 기능을 제공한다. 본 논문에서는 EPON망에서 OLT와 ONU사이의 논리적 링크기반의 멀티캐스팅 또는 VLAN 서비스를 제공하기 위하여 논리적 그룹 식별자(LGID: Logical Group Identification)를 제안한다. 논리적 그룹 식별자와 더불어 프레임 설정 및 필터링 규칙을 제안함으로써 가입자별 차별화된 방송 및 멀티캐스팅 서비스 제공 방안을 제시한다. 더불어, 논리적 링크 기반의 VLAN 서비스를 제공함으로써 동일한 OLT에 연결된 ONU들을 복수의 서브 그룹으로 분리하는 방안을 제시한다.
본 연구에서는 2개의 OLT를 이용한 PON 보호/절체에 관해 제안하였다. 본 제안된 방식을 이용하면 고장 상황에서도 가입자 영역에 서비스를 지속적으로 할 수 있고, 정상적인 동작을 수행할 수 있게 된다. 기존 보호/절체 방식과의 차이점은 제안된 방식의 경우 두 OLT에 다른 파장을 적용함으로써 정상 상태에서 두 OLT를 모두 사용하여 이용 효율을 높인다는 점이다. 보호 모드에서는 Shared-bandwidth 할당 방식을 적용함으로써 효율을 극대화하였다. 성능 분석을 통해 제안된 시스템이 효율적으로 이더넷 기반 PON 시스템의 신뢰성을 높일 수 있음을 확인하였다.
All-optical fiber-type $2{\times}32$ splitters for an Ethernet PON (passive optical network) were fabricated by using a FBT (fiber biconical tapered) process and the performance of the splitters was tested in upstream transmission of the EPON system. The $2{\times}32$ splitters was obtained by cascading $1{\times}4$ splitters fabricated by a conventional FBT process and showed -18 dB of insertion loss with 1.5 dB uniformity of output power at each channel and -0.1 dB of polarization dependent loss. The insertion loss variation was below 0.1 dB at the temperature range of $-40^{\circ}C\;to\;80^{\circ}C$. For upstream channel transmission test in the EPON system were a Zig board and a burst mode receiver. Zenko-made optical module was used for the burst mode receiver by adding functions of serializer/deserializer and clock data recovery, a Virtex II pro20 chipset and Vitesse VSC7123 were used in the Zig board for characterizing the burst mode and in the clock data recovery chipset, respectively. Startup acquisition lock time and data acquisition lock time were measured to be 670ns and 400ns, respectively, in the upstream channel transmission of the EPON system adapting the $2{\times}32$ splitter fabricated in this work.
오늘날 급격히 증가되고 있는 광 대역 멀티미디어 서비스, 초고속 대용량 인터넷 서비스 등을 가입자에게 제공하기 위해서는 광 가입자망 기반의 네트워크 구성이 필수적이다. 최근 효율적이고 경제적인 광 가입자망 구축을 위한 기술들이 빠르게 개발됨에 따라 효율적인 네트워크 구성이 가능하게 되었다. 이중 대표적인 기술로 PON(Passive Optical Network)을 이용하여 ONN(Optical Network Unit)를 공유하는 방식의 WDM(Wavelength Division Multiplexing)-PON 기술이 있으며, 이를 이용한 FTTH(Fiber to The Home)시스템에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 100BASE-TX 및 1000BASE-T Ethernet 신호를 입력받아 파장별 DFB-LD에 직전 변조하는 방식을 사용하여 WDM-PON 시스템에 적용할 수 있는 광 송수신기를 설계하고 이를 구현하였다.
가입자망의 구현 형태의 하나인 EPON(Ethernet Passive Optical Network)에서의 대역할당 방식을 다룬다. EPON의 서비스 성능은 상향 트래픽을 어떻게 처리해주는 가에 영향을 많이 받는데, 본 논문에서는 4가지 등급으로 구분된 서비스 트래픽에 대한 QoS(Quality of Service)를 고려한 데이터 전송 서비스를 위한 알고리즘을 하나 제시하고, 이에 대한 성능 분석을 위해 시뮬레이션을 한다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.