KR100539952B1 - 기가비트 수동형 광 가입자망의 ｇｅｍ 모드에서의멀티캐스트 전송 방법과 그 프레임 처리 방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야

본 발명은 기가비트-수동 광 가입자 망(Gigabit-capable Passive Optical Network: 이하, “GPON"이라 칭함)에 관련된 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 GPON의 GEM모드에서 멀티캐스트 전송이 가능하도록 하는 기가비트 수동형 광 가입자망의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법과 그 프레임 처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.

3. 발명의 해결 방법의 요지

본 발명은, 기가비트 수동형 광 가입자망(Gigabit-capable PON)의 GEM(GTC Encapsulation Method) 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법에 있어서, 멀티캐스트 그룹에 등록을 원하는 ONT(Optical Network Termination)가 IGMP(Internet Group Management Protocol) 프레임을 이용하여 상기 멀티캐스트 그룹에 등록하는 제 1 과정과, OLT(Optical Line Termination)가 상기 멀티캐스트 그룹에 멀티캐스트 포트 ID를 부여하고 상기 멀티캐스트 그룹에 등록된 ONT들에 대해 상기 멀티캐스트 포트 ID를 할당하는 제 2 과정을 포함하는 GEM 모드에서의 멀티캐스트 연결 설정 과정과, 라우터로부터의 상기 멀티캐스트 그룹에 대한 메시지에 상기 OLT가 멀티캐스트 포트 ID를 부여하여 전송하는 제 3 과정과, 상기 OLT에 포함된 ONT가 상기 멀티캐스트 포트 ID를 부여된 메시지를 상기 ONT에 할당된 포트 ID를 이용하여 필터링하는 제 4 과정을 포함하는 GEM 모드에서의 멀티캐스트 메시지 전송 과정을 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 GPON 등에 이용됨.

Description

기가비트 수동형 광 가입자망의 ＧＥＭ 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법과 그 프레임 처리 방법{Multicast Transmission Method in GEM mode and Frame Handling Method for it}

본 발명은 기가비트-수동 광 가입자 망(Gigabit-capable Passive Optical Network: 이하, “GPON"이라 칭함)에 관련된 것이다.

전화국부터 빌딩 및 일반 가정까지의 가입자망 구성을 위해, 최근에는 다양한 망 구조와 진화방안들이 제시되고 있다. 그 예로 xDSL(x-Digital Subscriber Line), HFC(Hybrid Fiber Coax), FTTB(Fiber To The Building), FTTC(Fiber To The Curb), FTTH(Fiber To The Home) 등을 들 수 있다. 이들 중 FTTx(x=B, C, H)는 능동 광 가입자망(Active Optical Network: 이하 “AON"이라 칭함)구성에 의해 구현된 능동형 FTTx와, PON 구성에 의해 구현된 수동형 FTTx로 구분될 수 있다.

이 때, 수동형 FTTx의 구현에 관여한 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. 즉, PON은 하나의 광선로 종단장치(Optical Line Termination: 이하 "OLT"라 칭함)와 다수의 광 가입자망 장치(Optical Network Unit, 이하 “ONU”라 함)들을 1×N의 수동형 광 분배기(Optical Distribution Network: 이하 "ODN"이라 칭함)를 사용하여 연결함으로써, 트리 구조의 분산 토폴로지를 형성한다. 본 발명의 설명에 있어서, ONU는 ONT와 동일한 네트워크 종단 장치를 의미한다. 즉, 이하의 본 발명에 대한 설명에서 ONU와 ONT가 혼용되어 사용된다고 하더라도 같은 네트워크 종단 장치임이 명확하다.

도 1은 통상적인 PON의 예를 나타낸 일실시예 구성도이다. 통상적으로 PON은 하나의 OLT와 다수개의 ONU들을 포함하는데, 도 1의 예에서는 하나의 OLT(10)에 3개의 ONU들(12a,12b,12c)이 ODN(16)을 통해 접속된 예를 나타내었다.

이러한 PON의 형태로는 비동기전송모드-수동 광 가입자 망(Asynchronous Transfer Mode Passive Optical Network: 이하 “ATM-PON"이라 칭함)이 가장 먼저 개발되고 표준화가 이루어졌는데, 그 표준화 내용은 ITU-T(International Telecommunication Union - Telecommunication section)에서 문서화한 ITU-T G.982, ITU-T G.983.1, ITU-T G.983.3에 기술되어 있다.

상기와 같이 표준화가 완료된 G.983 시리즈를 기반으로 하는 광대역 수동 광 가입자 망(Broadband Passive Optical Network: 이하 "BPON"이라 칭함) 등이 ATM을 기반으로 동작하는 것과는 달리, 본 발명의 대상인 GPON은 ATM 서비스를 처리하는 셀 기반 전송방식(일명, ATM 모드) 뿐만 아니라 시분할다중화(TDM: Time Division Multiplex)와 이더넷(Ethernet) 서비스와 같이 가변길이의 패킷도 처리하는 GEM(GPON Encapsulation Method) 방식(일명, GEM 모드)을 동시에 지원한다. 이때, ATM 모드는 전송데이터를 셀 단위로 GTC 프레임에 매핑하여 전송하고, GEM 모드는 전송데이터를 각 GEM 프레임 단위로 GTC 프레임에 매핑하여 전송한다. 따라서, ATM모드의 동작은 ITU-T I.610 ATM이나 ITU-T G.983.1 ATM PON의 동작을 기반으로 표준화가 진행 중이나 GEM 모드의 경우는 GPON에서 지원하기 위한 세부 표준화가 진행중이다.

도 2는 통상적인 GPON의 프로토콜 스택 구조를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, GPON의 프로토콜 스택은 상위 계층과 인터페이싱을 하는 프로토콜 계층(100)과, GTC 계층(200)과, GPM(GPON Physical Media dependent) 계층(300)을 포함하며, 프로토콜 계층(100)은 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 클라이언트(110), OMCI(ONT Management Control Interface)(120), GEM 클라이언트(130) 및 PLOAM(Physical Layer Operation Administration Maintenance)(140) 모듈을 포함한다.

여기서, OMCI는 G.gpon.omci로 현재 드래프트(Draft)되거나 그 내용이 출판되어있고, ONU를 관리 제어하기 위한 프로토콜이다. OMCI는 ATM 모드 OMCI와 GEM 모드 OMCI로 분류가 되는데, ATM 모드 OMCI는 G.983.2에서 정의한 것을 기반으로 하고, GEM 모드 OMCI는 GEM 프레임 헤더와 ATM 모드에서 사용되는 페이로드 구조를 동일하게 사용하는 것으로 제안되고 있다. 여기서, 주된 OMCI 메세지 내용은 서비스 설정 및 VPI(Virtual Path Identifier)/VCI(Virtual Channel Identifier)할당 혹은 포트 ID를 할당하는 데이터 경로(Data Path) 설정 등을 포함한다.

이와 같은 구성을 갖는 GPON 프로토콜은 상위의 프레임을 GTC 계층(200)에서 GTC 프레임에 다중화하여 전송하며, 이들 중 ATM 클라이언트(110)는 ATM 모드의 전송방식을 지원하고, GEM 클라이언트(130)는 GEM 모드의 전송방식을 지원한다.

ATM 클라이언트(110)는 ATM 모드에서 고정길이의 셀 단위로 전송데이터를 GTC 프레임에 매핑한다. 이 경우 만약 GTC 프레임 내에 셀 길이(통상적으로 53 byte) 보다 짧은 길이의 공간이 남으면 전송데이터를 다음 프레임에 매핑하여 전송한다. 따라서 ATM 모드의 경우 셀을 분할하는 경우는 없다.

하지만, GEM 프레임은 가변길이의 패킷이므로 GEM 클라이언트(130)는 GEM 프레임을 GTC 프레임에 매핑할 경우에 대역폭을 효율적으로 사용하기 위하여 GEM 프레임을 분할하여 전송하는 경우가 발생한다.

예를 들어, GEM 클라이언트(130)가 상위 계층으로부터 사용자 데이터(user data)를 수신하면, GEM 클라이언트(130)는 GTC 계층(200)으로부터 현재 대기중인 GTC 프레임의 공간정보(예컨대, 길이)에 대한 정보를 수신하고, 그 정보에 의거하여 현재 사용자 데이터(user data)를 분할하여 다수의 GEM 프레임으로 만들거나 아니면 분할하지 않고 하나의 GEM 프레임으로 만든 후에 그 GEM 프레임을 GTC 계층으로 전송한다. 그러면, GTC 계층(200)에서는 그 GEM 프레임을 현재 대기중인 GTC 프레임에 매핑하여 전송한다. 그리고, 수신측에서는 GEM 계층(20)에서 이와 같이 분할된 GEM 프레임을 재조립한 후 상위 계층으로 전달한다.

한편, 네트워크에서의 데이터 전송에는 "1:1 전송"을 위한 유니캐스트 전송 방법과 "1:모든노드 전송"을 위한 브로드캐스트 전송 방법 그리고, 특정의 가입자들에 대해 "1:특정한 다수의 노드들 전송"을 하는 멀티캐스트 전송 방법의 세가지 데이터 전송 방법이 있다. 일반적으로 유니캐스트 전송 방법과 브로드캐스트 전송 방법은 기본적으로 제공되지만, 멀티캐스트 전송 방법의 경우는 멀티캐스트 전송을 위한 프로토콜과 해당 네트워크에서의 지원이 필요하다.

본 발명의 대상인 GPON에서도 유니캐스트 전송방법 및 브로드캐스트 전송방법에 대한 지원을 제공하고 있고, 멀티캐스트 전송방법에 대해서는 ATM 모드의 경우는 ATM-PON과 같은 방식으로 지원을 하지만 GEM 모드에서는 멀티캐스트 전송 방법을 지원할 방법을 아직 제시하지 못하고 있다. 현재의 GPON에서의 GEM 모드의 멀티캐스트 프레임의 전송 과정을 예시하면 도 3과 같다.

도 3 은 GPON에서 GEM 모드시의 기존의 멀티캐스트 프레임에 대한 전송 방법의 운용 예시도이다.

도 3 에 도시된 바에 따르면, 우선 라우터(31)에 등록된 멀티캐스트 그룹 M의 맴버들이 호스트 a, b, c라고 가정한다. 이때 발생하는 멀티캐스트 프레임이 멀티캐스트를 지원하지 않는 GPON의 GEM 모드를 통하여 각각의 멀티캐스트 맴버 호스트로 전달이 될 경우에는 다음과 같이 동작을 한다.

GPON에서의 이더넷 서비스를 위해서, GEM 모드에서는 OLT(32)와 연결되어 있는 ONT(ONU) 사이에 하나 이상의 포트(Port)를 할당하고, 포트(Port)-ID로 서로 구분한다. 따라서, 도 3 에서와 같이 OLT(32)는 전달받은 멀티캐스트 프레임을 전송하기 위해서는 어떤 포트로 전송할 지에 대한 결정이 필요하게 된다. 그 결과, P1, P2 그리고 P3의 포트 ID를 멀티캐스트 그룹으로 등록되어 있는 포트로 인식하게 된다. 그에 따라, 인식된 각각의 포트로 멀티캐스트 프레임을 전송을 한다.

좀 더 상세히 살펴보면, 사전에 IGMP 패킷을 사용하여 멀티캐스트 전송 방식을 지원하는 라우터(31)에 멀티캐스트 그룹의 멤버로 등록된 ONT들에 대해, 라우터(31)로부터 전송된 멀티캐스트 프레임(301)은 OLT(32)로 전달된다. 그리고, OLT(31)에서 멀티캐스트 그룹의 멤버로 등록된 각각의 ONT들의 포트 ID를 이용하여 각각의 ONT별 멀티캐스트 프레임을 만들어 전송한다.

여기서, OLT(32)의 동작을 도 3을 통해 살펴보면, OLT(32)는 멀티캐스트 그룹의 멤버로 등록된 ONT 1 내지 3(33-1, 33-2, 33-3)에 대해 각각의 ONT의 포트 ID(P1, P2, P3)를 이용하여 전달받은 멀티캐스트 프레임을 전송한다. 즉, ONT 1 내지 3(33-1, 33-2, 33-3)에 해당하는 각각의 포트 ID(302, 303, 304)에 전달받은 멀티캐스트 프레임(301)을 붙여 전송하고, 각각의 ONT들은 자신의 포트 ID에 해당하는 패킷을 수신함으로써, 멀티캐스트 그룹에 멤버로 등록된 ONT들에 대해 해당하는 멀티캐스트 전송을 수행할 수 있다.

이와 같이, GPON에서의 GEM 모드에 따른 기존의 멀티캐스트 전송은 멀티캐스트 전송의 이점을 살리지 못하고 다수의 유니캐스트 전송의 집합과 같은 방식으로 처리될 수밖에는 없었다.

그 결과, 실제로 GPON을 통하여 전송되는 프레임의 개수는 도 3의 예시에 따르면 3개가 된다.(이는 도 3의 예시에 따른 것으로 멀티캐스트 그룹에 속한 ONT의 수에 따라 가변적임은 자명하다.) 이는 동일한 프레임을 3 번이나 보내는 결과를 초래하게 되고, 이에 따라 대역폭을 낭비하는 문제점을 발생시킨다.

이와 같이, 종래의 GPON의 GEM 모드에서는 멀티캐스트 전송 방식을 지원하지 않으므로, 멀티캐스트 프레임을 전송할 때는 멀티캐스트 그룹의 맴버 수만큼 복사하여 보내기 때문에 대역폭을 낭비하는 문제점이 있다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, GPON의 GEM모드에서 멀티캐스트 전송이 가능하도록 하는 기가비트 수동형 광 가입자망의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법과 그 프레임 처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기가비트 수동형 광 가입자망(Gigabit-capable PON)의 GEM(GTC Encapsulation Method) 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법에 있어서, 멀티캐스트 그룹에 등록을 원하는 ONT(Optical Network Termination)가 IGMP(Internet Group Management Protocol) 프레임을 이용하여 상기 멀티캐스트 그룹에 등록하는 제 1 과정과, OLT(Optical Line Termination)가 상기 멀티캐스트 그룹에 멀티캐스트 포트 ID를 부여하고 상기 멀티캐스트 그룹에 등록된 ONT들에 대해 상기 멀티캐스트 포트 ID를 할당하는 제 2 과정을 포함하는 GEM 모드에서의 멀티캐스트 연결 설정 과정과, 라우터로부터의 상기 멀티캐스트 그룹에 대한 메시지에 상기 OLT가 멀티캐스트 포트 ID를 부여하여 전송하는 제 3 과정과, 상기 OLT에 포함된 ONT가, 상기 멀티캐스트 포트 ID가 부여된 메시지를 상기 ONT에 할당된 포트 ID를 이용하여, 필터링하는 제 4 과정을 포함하는 GEM 모드에서의 멀티캐스트 메시지 전송 과정을 포함한다.

또한, 본 발명은, 기가비트 수동형 광 가입자망(Gigabit-capable PON)의 GEM(GTC Encapsulation Method) 모드에서의 멀티캐스트 전송을 위한 OLT(Optical Line Termination)에서의 프레임 처리 방법에 있어서, 상기 OLT가, 상기 OLT에 속한 ONT로부터의 프레임을 수신하여 상기 수신된 프레임의 MAC(Media Access Control) 주소를 이용하여 IGMP 프레임을 인터셉트하는 제 1 과정, 상기 IGMP 프레임에 포함된 멀티캐스트 그룹 주소가, 상기 OLT에 등록되어있는 주소인지를 확인하는 제 2 과정, 상기 제 2 과정의 확인 결과, 등록되어 있는 주소이면, 상기 ONT 넘버가 상기 OLT에 등록되어있는 ONT 넘버와 동일한지를 확인하는 제 3 과정, 상기 제 2 과정의 확인 결과, 등록되어 있는 주소가 아니면, 상기 멀티캐스트 그룹 주소에 새로운 멀티캐스트 포트 ID를 부여하고 해당 정보를 상기 OLT에 등록하는 제 4 과정, 상기 제 3 과정의 확인 결과, ONT 넘버가 서로 틀리면, 상기 ONT에 대해 상기 멀티캐스트 그룹 주소에 등록되어 있는 멀티캐스트 포트 ID를 부여하고 해당 정보를 상기 OLT에 등록하는 제 5 과정 및 상기 제 4 과정 또는 상기 제 5 과정에서 등록된 멀티캐스트 포트 ID를 상기 ONT에 할당하는 메시지를 상기 ONT로 전송하는 제 6 과정을 포함한다.

또한, 본 발명은, 기가비트 수동형 광 가입자망(Gigabit-capable PON)의 GEM(GTC Encapsulation Method) 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법에 있어서, 멀티캐스트 그룹에 등록을 원하는 ONT(Optical Network Termination)가 IGMP(Internet Group Management Protocol) 프레임을 이용하여 상기 멀티캐스트 그룹에 등록하는 제 1 과정과, OLT(Optical Line Termination)가 상기 멀티캐스트 그룹에 멀티캐스트 포트 ID를 부여하고 상기 멀티캐스트 그룹에 등록된 ONT들에 대해 OMCI 메시지를 통해 상기 멀티캐스트 포트 ID를 할당하는 제 2 과정을 포함하는 GEM 모드에서의 멀티캐스트 연결 설정 과정과, 라우터로부터의 상기 멀티캐스트 그룹에 대한 메시지에 상기 OLT가 멀티캐스트 포트 ID를 부여하여 전송하는 제 3 과정과, 상기 OLT에 포함된 ONT가, 상기 멀티캐스트 포트 ID가 부여된 메시지를 상기 ONT에 할당된 포트 ID를 이용하여, 필터링하는 제 4 과정을 포함하는 GEM 모드에서의 멀티캐스트 메시지 전송 과정을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 본 발명의 설명에 있어서, ONU는 ONT와 동일한 네트워크 종단 장치를 의미한다. 즉, 이하의 본 발명에 대한 설명에서 ONU와 ONT가 혼용되어 사용된다고 하더라도 같은 네트워크 종단 장치임이 명확하다.

본 발명에서는 GPON의 GEM 모드에서 멀티캐스트 전송이 가능하도록 하기 위하여, GEM 모드에서 Layer 3의 멀티캐스트 관리 정보가 필요하다. 따라서 Layer 3에서 멀티캐스트 정보 전달하는 IGMP 패킷을 GEM 모드에서 인터셉트하여 그 정보를 공유할 수 있도록 한다. 따라서 일반적으로 포트(Port) ID는 ONT(ONU)별로 할당하는 반면에 멀티캐스트를 지원하기 위해서는 포트(Port) ID를 멀티캐스트 그룹별로 할당하여 사용한다. 따라서, 멀티캐스트 그룹에 "멀티캐스트 포트 ID"를 할당하고 ONT들은 각각의 해당 포트 ID와 각각의 ONT들이 가입한 멀티캐스트 그룹의 "멀티캐스트 포트 ID"를 저장함으로써 전달된 패킷의 포트 ID를 저장된 포트 ID(ONT에 할당된 포트 ID와 가입한 멀티캐스트 포트 ID를 포함함.)와 비교하여 포트 ID가 일치하면 패킷을 받아들이고(Accept), 일치하지 않으면, 해당 패킷을 버린다(Discard).

이와 같은, 본 발명에 따른 GPON의 GEM 모드에서 멀티캐스트 프레임 처리 방법을 도 4 내지 도 6을 통해 상세히 살펴보기로 한다.

도 4 는 본 발명에 따른 GPON의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 프레임 방법의 운용 예시도이다.

도 4 에 도시된 바에 따르면, 우선 라우터(41)에 등록된 멀티캐스트 그룹 M의 맴버들이 호스트 a, b라고 가정한다. 이때 발생하는 멀티캐스트 프레임이 본 발명에 따른 GPON의 GEM 모드를 통하여 각각의 멀티캐스트 맴버 호스트(a, b)로 전달이 될 경우에는 다음과 같이 동작을 한다.

GPON에서의 이더넷 서비스를 위한 GEM 모드에서는 OLT(42)와 연결되어 있는 ONT(ONU) 사이에 하나 이상의 포트(Port)를 할당하고, 각각의 포트를 포트(Port) ID로 서로 구분한다. 따라서, 도 4 에서와 같이 OLT(42)는 전달받은 멀티캐스트 프레임을 전송하기 위해서는 어떤 포트로 전송할 지에 대한 결정이 필요하게 된다. 본 발명에서는 멀티캐스트 그룹에 대해 멀티캐스트 포트 ID를 할당하여, 멀티캐스트 프레임에 대해 해당 멀티캐스트 포트 ID를 이용한 멀티캐스트 패킷을 만들어 전송한다. 즉, 도 4 에 도시된 본 발명에 따른 OLT(42)에는 OLT에 포함된 ONT(43-1, 43-2, 43-3)의 포트 ID(P1, P2, P3) 뿐만 아니라, 등록된 멀티캐스트 그룹의 멀티캐스트 포트 ID(P4)를 할당하여 그 정보를 저장하고 있으며, 멀티캐스트 프레임을 수신하면 저장된 해당 멀티캐스트 포트 ID를 할당하여 전송한다.

이와 같이, 멀티캐스트 포트 ID P4(405)를 이용한 멀티캐스트 패킷(405+401)을 전송하면, ONT 1(43-1)과 ONT 2(43-2)에서는 각각 자신의 포트 ID인 P1(402), P2(403)뿐만 아니고 멀티캐스트 포트 ID인 P4(405)를 같이 가지고 있으므로, 전달된 멀티캐스트 패킷(405+401)을 받아들인다. 반면, ONT 3(43-3)은 멀티캐스트 그룹에 등록된 호스트가 아니기 때문에 멀티캐스트 포트 ID인 P4(405)를 가지고 있지 않아서, 멀티캐스트 패킷(405+401)이 전달되지만 ONT 3(43-3)과는 포트 ID(멀티캐스트 포트 ID를 포함함.)가 일치하지 않으므로 받아들여지지 않는다.

이와 같은 본 발명에 따른 동작을 위해서는 OLT(42)가 ONT(43-1, 43-2, 43-3)의 멀티캐스트 등록 여부를 알고 있어야 하며, ONT(43-1, 43-2, 43-3)가 등록된 멀티캐스트 그룹과 그에 따른 멀티캐스트 포트 ID 정보를 알고 있어야 한다.

이와 같은 정보의 처리를 위하여 OLT는 도 5 내지 도 6 에 도시된 바와 같은 동작이 필요하다.

도 5는 본 발명에 따라 OLT에 저장되는 MIB(Management Information Base)의 일실시예 구조도이며, 도 6은 본 발명에 따른 GPON의 OLT에서의 멀티캐스트 전송을 위한 프레임 처리 방법에 대한 일실시예 동작 흐름도이다.

우선, 도 5의 구조도를 살펴보면, 본 발명에 따른 OLT는 관리 대상에 관한 정보의 데이터베이스인 MIB에 멀티캐스트 그룹에 대한 정보를 저장한다. 저장되는 정보는 도시된 바와 같이, 멀티캐스트 그룹을 식별할 수 있는 멀티캐스트 그룹 주소(51), 멀티캐스트 그룹에 등록된 ONT를 표시하는 ONT 넘버(52) 및 해당 멀티캐스트 그룹의 멀티캐스트 포트 ID(53)를 포함하여 구성된다.

그리고, 도 6 을 도 4 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 멀티캐스트 네트워크를 구성하기 위해서는 멀티캐스트를 지원하는 네트워크의 라우터에 네트워크의 호스트가 등록을 하여야 한다. 이를 위하여, 호스트인 ONT 1(43-1)과 ONT 2(43-2)는 멀티캐스트 그룹에 등록하기 위한 IGMP 프레임을 라우터(41)에 전송한다.

그리고, OLT(42)는 ONT(43-1, 43-2, 43-3)로부터 프레임들을 수신하여(61), 수신된 프레임의 MAC 주소를 이용한 검색을 통해 IGMP 프레임을 인터셉트한다(62). 여기서, 인터셉트되는 IGMP 프레임은 이더넷 프레임의 MAC(Media Access Control) 주소값이 "0x01005e"로 시작하는 모든 프레임을 확인하여 찾아낸다. 여기서의 "0x01005e"는 IGMP 프레임에 대한 이더넷 표준에서 제시하고 있는 내용으로 본 발명이 적용되는 GPON에 있어서는 다른 주소값으로 특정되어도 본 발명의 내용에 영향을 미치지는 않는다.

그리고, 인터셉트한 프레임이 IGMP 프레임임을 다시 확인하여(63) IGMP 프레임이 아니면, 멀티캐스트 전송을 위한 프레임 처리 과정을 종료한다. 반면, 인터셉트한 프레임이 IGMP 프레임임을 다시 확인하여(63) IGMP 프레임이면, IGMP 프레임에 포함된 멀티캐스트 그룹 주소가 이미 OLT(42)내의 MIB 내에 등록된 주소인지를 확인한다(64).

그리고, 확인 결과(64), 등록된 주소가 아니면 새로운 멀티캐스트 포트 ID를 할당하고 도 5와 같은 새로운 MIB 정보를 등록한다(65).

그리고, 확인 결과(64), 등록된 주소이면, 저장된 MIB 정보와 IGMP 프레임을 송신한 ONT 넘버(52)가 동일한지를 확인하여(66), ONT 넘버(52)가 동일하면 멀티캐스트 전송을 위한 프레임 처리 과정을 종료한다. 반면, ONT 넘버(52)가 동일하지 않으면, 저장된 MIB 정보에 포함된 기존에 등록된 멀티캐스트 포트 ID(53)를 할당하고 새로운 ONT 넘버(52)가 포함된 새로운 MIB 정보를 등록한다(67).

그리고, 65 과정 또는 67 과정과 같이 새로운 MIB 정보의 등록에 따라, 해당 ONT로 새로운 멀티캐스트 포트 ID(53)를 할당하는 메시지를 전달하여 GEM 멀티캐스트 연결을 설정한다(68).

도 4의 운용 예시도를 예를 들어 설명하면, 호스트 a(즉, ONT 1)가 라우터(41)에 IGMP 프레임을 사용하여 멀티캐스트 그룹(MG1)에 등록을 시도한다. 그리고, OLT(42)에서는 이를 인터셉트해서 IGMP 프레임에 포함된 멀티캐스트 그룹(MG1) 주소를 저장된 MIB{멀티캐스트 그룹 주소, ONT 넘버, 멀티캐스트 포트 ID}를 비교한다.

이전에 등록되지 않았기 때문에 새롭게 등록을 하고 새로운 멀티캐스트 포트 ID를 P4(405)로 할당하고, MIB{MG1, ONT 1, P4}에 등록한다. 그리고, OLT(42)는 ONT 1(43-1)에 새롭게 할당된 멀티캐스트 그룹 ID를 할당하는 메시지를 전송하여 GEM 멀티캐스트 설정 과정을 수행한다.

한편, 호스트 b(즉, ONT 2) 역시 멀티캐스트 그룹(MG1)에 등록하기 위하여 라우터(41)에 IGMP 프레임을 전송한다. 그리고, OLT(42)는 이 프레임을 인터셉트해서 정보를 읽어내고, 저장된 MIB와 비교를 한다. 이때, 멀티캐스트 그룹(MG1)에 대하여 ONT 1(43-1)에 이미 멀티캐스트 포트 ID인 P4(405)가 할당되어 있기 때문에, ONT 2(43-2)에 대하여 동일한 멀티캐스트 포트 ID인 P4(405)를 할당하여 MIB 정보{MG1, ONT 2, P4}를 추가하여 등록한다. 그리고, OLT(42)는 ONT 2(43-2)에 새롭게 할당된 멀티캐스트 그룹 ID를 할당하는 메시지를 전송하여 GEM 멀티캐스트 설정 과정을 수행한다.

그리고, 라우터(41)로부터 멀티캐스트 그룹(MG1)에 해당하는 멀티캐스트 프레임(401)이 전달되면, OLT(42)는 MIB 정보에 따라 멀티캐스트 포트 ID인 P4(405)를 부여하여 ONT(43-1, 43-2, 43-3)로 전달한다.

그리고, 각 ONT들은 GEM 멀티캐스트 설정을 통해 할당받은 멀티캐스트 포트 ID를 사용해서 OLT(42)로부터 수신한 GEM 프레임을 필터링한다. 즉, 도 4 에서 멀티캐스트 포트 ID(405)를 사용하여 전달되는 프레임은 ONT 1(43-1)/ONT 2(43-2)에서는 수신하여 상위로 전달되고, ONT 3(43-3)은 멀티캐스트 포트 ID(405)를 할당받지 못하였기 때문에 필터링하여 버리게 된다.

이러한 실시예를 이용하여 멀티캐스트 그룹에 등록된 호스트로 전송되는 멀티캐스트 프레임은 OLT에서 종래의 기술처럼 해당 유니캐스트 포트로 포트갯수만큼 복사하여 전송되지 않고, 멀티캐스트 그룹에 할당된 멀티캐스트 포트 ID를 사용하여 한번만 전송이 가능해진다.

도 7은 본 발명에 따른 GPON의 OLT에서의 멀티캐스트 전송을 위한 프레임 처리 방법에 대한 또다른 일실시예 동작 흐름도이다.

도 7 에 도시된 바에 따르면, 우선, 멀티캐스트 네트워크를 구성하기 위해서는 멀티캐스트를 지원하는 네트워크의 라우터에 네트워크의 호스트가 등록을 하여야 한다. 이를 위하여, 호스트인 ONT 1(43-1)과 ONT 2(43-2)는 멀티캐스트 그룹에 등록하기 위한 IGMP 프레임을 라우터(41)에 전송한다.

그리고, OLT(42)는 ONT(43-1, 43-2, 43-3)로부터 프레임들을 수신하여(71), 수신된 프레임의 MAC 주소를 이용한 검색을 통해 IGMP 프레임을 인터셉트한다(72). 여기서, 인터셉트되는 IGMP 프레임은 이더넷 프레임의 MAC(Media Access Control) 주소값이 "0x01005e"로 시작하는 모든 프레임을 확인하여 찾아낸다. 여기서의 "0x01005e"는 IGMP 프레임에 대한 이더넷 표준에서 제시하고 있는 내용으로 본 발명이 적용되는 GPON에 있어서는 다른 주소값으로 특정되어도 본 발명의 내용에 영향을 미치지는 않는다.

그리고, 인터셉트한 프레임이 IGMP 프레임임을 다시 확인하여(73) IGMP 프레임이 아니면, 멀티캐스트 전송을 위한 프레임 처리 과정을 종료한다. 반면, 인터셉트한 프레임이 IGMP 프레임임을 다시 확인하여(73) IGMP 프레임이면, IGMP 프레임에 포함된 멀티캐스트 그룹 주소가 이미 OLT(42)내의 MIB 내에 등록된 주소인지를 확인한다(74).

그리고, 확인 결과(74), 등록된 주소가 아니면 새로운 멀티캐스트 포트 ID를 할당하고 도 5와 같은 새로운 MIB 정보를 등록한다(75).

그리고, 확인 결과(74), 등록된 주소이면, 저장된 MIB 정보와 IGMP 프레임을 송신한 ONT 넘버(52)가 동일한지를 확인하여(76), ONT 넘버(52)가 동일하면 멀티캐스트 전송을 위한 프레임 처리 과정을 종료한다. 반면, ONT 넘버(52)가 동일하지 않으면, 저장된 MIB 정보에 포함된 기존에 등록된 멀티캐스트 포트 ID(53)를 할당하고 새로운 ONT 넘버(52)가 포함된 새로운 MIB 정보를 등록한다(77).

그리고, 75 과정 또는 77 과정과 같이 새로운 MIB 정보의 등록에 따라, 해당 ONT로 새로운 멀티캐스트 포트 ID(53)를 할당하는 메시지를 OMCI전달하여 GEM 멀티캐스트 연결을 설정한다(78).

이러한 또다른 실시예를 이용해서 멀티캐스트 그룹에 등록된 호스트로 전송되는 멀티캐스트 프레임은 OLT에서 종래의 기술처럼 해당 유니캐스트 포트로 포트갯수만큼 복사하여 전송되지 않고, 멀티캐스트 그룹에 할당된 멀티캐스트 포트 ID를 사용하여 한번만 전송이 가능해진다.

그런데, 도 4 에서 도시된 바와 같이 멀티캐스트 포트 ID(P4)를 이용하여 멀티캐스트 프레임이 전달되는 경우에는 문제가 없으나, ONT에서 OLT로의 상향 전송 신호에 대해 ONT에 할당된 멀티캐스트 포트 ID를 사용하여 전달할 경우에는 문제가 된다. 이에 대해서는 도 8 및 도 9 을 통해 설명하기로 한다.

우선, 도 8 은 본 발명에 따른 GPON의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 프레임에 대한 전송 방법의 운용에 있어서 상향 신호의 문제점을 도시한 예시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 멀티캐스트 포트 ID(P4)를 통해 전달된 멀티캐스트 프레임에 대해 각각의 ONT들이 응답을 하는 경우에 각각 P4의 포트 ID를 사용하여 상향으로 신호를 전달하기 때문에 해당 상향 신호가 어떤 ONT로부터 전달되는 것인지 상부에서 알 수가 없게 된다.

즉, ONT 1(43-1)과 ONT 2(43-2)와 같이 각각의 포트 ID(P1, P2)와 동시에 멀티캐스트 포트 ID(P4)를 가지는 경우에, 일반적인 유니캐스트 프레임의 경우는 각각을 구별하는 포트 ID를 이용하여 통신을 함으로써, 서로를 구별하지 못할 우려가 없다. 그러나, 같은 멀티캐스트 포트 ID(P4)를 가지는 경우에는 이에 대한 상향 신호로 똑같은 ID(P4)를 사용하게 되는 문제점이 발생한다.

이에 따라, 본 발명에서는 상향의 경우는 도 9와 같이 운용하도록 제안한다.

도 9 는 본 발명에 따른 GPON의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 프레임에 대한 전송 방법의 운용에 있어서 상향 신호에 대한 예시도이다.

도 8에서 보인 바와 같이, 멀티캐스트 포트 ID(P4)를 통해 전달된 멀티캐스트 프레임에 대해 각각의 ONT들이 응답을 하는 경우에 각각 P4의 포트 ID를 사용하여 상향으로 신호를 전달하기 때문에 해당 상향 신호가 어떤 ONT로부터 전달되는 것인지 상부에서 알 수가 없게 되기 때문에 본 발명에서는 이를 해소하기 위하여 멀티캐스트 포트 ID는 하향 신호에 대해서만 이용하는 것으로 한다.

즉, 멀티캐스트 포트 ID를 통해 전달된 신호에 대한 응답 메시지는 각각의 ONT 별 포트 ID를 사용하도록 하여 상향 신호에 따른 문제점을 해결하는 것이다.

이에 대한 것을 도 9를 통해 살펴보면 다음과 같다.

ONT 1(43-1)과 ONT 2(43-2)와 같이 각각의 포트 ID(P1, P2)와 동시에 멀티캐스트 포트 ID(P4)를 가지고, 이들에 대한 멀티캐스트 프레임의 전달이 있으면 상술한 바와 같이 멀티캐스트 포트 ID를 이용하여 전달한다. 그리고, 이에 대한 응답 메시지를 전달하는 경우에는 하향의 포트 ID가 비록 멀티캐스트 포트 ID(P4)였다고 하더라도, 상향의 포트 ID로는 각각의 ONT(43-1, 43-2)의 포트 ID(P1, P2)를 사용하는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상기와 같은 본 발명은, GPON의 GEM 모드에서 멀티캐스트를 지원하는 방법에 대해 제시하지 못하여, 멀티캐스트 프레임 전송시 관련된 포트의 수만큼 복사하여 보내는 문제점을 해결하여, 멀티캐스트 프레임을 효율적으로 전송하여 대역폭을 증대시키는 효과가 있다.

도 1은 통상적인 PON의 예를 나타낸 일실시예 구성도.

도 2는 통상적인 GPON의 프로토콜 스택 구조를 나타낸 도면.

도 3 은 GPON에서 GEM 모드시의 기존의 멀티캐스트 프레임에 대한 전송 방법의 운용 예시도.

도 4 는 본 발명에 따른 GPON의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 프레임 방법의 운용 예시도.

도 5는 본 발명에 따라 OLT에 저장되는 MIB(Management Information Base)의 일실시예 구조도.

도 6은 본 발명에 따른 GPON의 OLT에서의 멀티캐스트 전송을 위한 프레임 처리 방법에 대한 일실시예 동작 흐름도.

도 7은 본 발명에 따른 GPON의 OLT에서의 멀티캐스트 전송을 위한 프레임 처리 방법에 대한 또다른 일실시예 동작 흐름도.

도 8 은 본 발명에 따른 GPON의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 프레임에 대한 전송 방법의 운용에 있어서 상향 신호의 문제점을 도시한 예시도.

도 9 는 본 발명에 따른 GPON의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 프레임에 대한 전송 방법의 운용에 있어서 상향 신호에 대한 예시도.

Claims (14)

1. 기가비트 수동형 광 가입자망(Gigabit-capable PON)의 GEM(GTC Encapsulation Method) 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법에 있어서,

   멀티캐스트 그룹에 등록을 원하는 ONT(Optical Network Termination)가 IGMP(Internet Group Management Protocol) 프레임을 이용하여 상기 멀티캐스트 그룹에 등록하는 제 1 과정과, OLT(Optical Line Termination)가 상기 멀티캐스트 그룹에 멀티캐스트 포트 ID를 부여하고 상기 멀티캐스트 그룹에 등록된 ONT들에 대해 상기 멀티캐스트 포트 ID를 할당하는 제 2 과정을 포함하는 GEM 모드에서의 멀티캐스트 연결 설정 과정과,

   라우터로부터의 상기 멀티캐스트 그룹에 대한 메시지에 상기 OLT가 멀티캐스트 포트 ID를 부여하여 전송하는 제 3 과정과, 상기 OLT에 포함된 ONT가, 상기 멀티캐스트 포트 ID가 부여된 메시지를 상기 ONT에 할당된 포트 ID를 이용하여, 필터링하는 제 4 과정을 포함하는 GEM 모드에서의 멀티캐스트 메시지 전송 과정

   을 포함하는 기가비트 수동형 광 가입자망의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 OLT는,

   상기 멀티캐스트 그룹에 등록하기 위한 IGMP 프레임을 인터셉트하여, 상기 멀티캐스트 그룹 및 상기 멀티캐스트 그룹에 등록된 ONT에 관한 정보를 얻는 것을 특징으로 하는 기가비트 수동형 광 가입자망의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 OLT는,

   상기 멀티캐스트 그룹을 표시하는 멀티캐스트 주소, 상기 멀티캐스트 그룹에 등록한 ONT 넘버 및 상기 멀티캐스트 그룹에 할당된 멀티캐스트 포트 ID를 MIB(Management Information Base)로 등록하여 저장하는 것을 특징으로 하는 기가비트 수동형 광 가입자망의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 과정의 필터링을 위하여 사용되는 포트 ID는,

   상기 ONT가 등록한 멀티캐스트 그룹의 멀티캐스트 포트 ID와 상기 ONT에 기본적으로 할당되어 있는 포트 ID를 포함하는 것을 특징으로 하는 기가비트 수동형 광 가입자망의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법.
5. 기가비트 수동형 광 가입자망(Gigabit-capable PON)의 GEM(GTC Encapsulation Method) 모드에서의 멀티캐스트 전송을 위한 OLT(Optical Line Termination)에서의 프레임 처리 방법에 있어서,

   상기 OLT가, 상기 OLT에 속한 ONT로부터의 프레임을 수신하여 상기 수신된 프레임의 MAC(Media Access Control) 주소를 이용하여 IGMP 프레임을 인터셉트하는 제 1 과정,

   상기 IGMP 프레임에 포함된 멀티캐스트 그룹 주소가, 상기 OLT에 등록되어있는 주소인지를 확인하는 제 2 과정,

   상기 제 2 과정의 확인 결과, 등록되어 있는 주소이면, 상기 ONT 넘버가 상기 OLT에 등록되어있는 ONT 넘버와 동일한지를 확인하는 제 3 과정,

   상기 제 2 과정의 확인 결과, 등록되어 있는 주소가 아니면, 상기 멀티캐스트 그룹 주소에 새로운 멀티캐스트 포트 ID를 부여하고 해당 정보를 상기 OLT에 등록하는 제 4 과정,

   상기 제 3 과정의 확인 결과, ONT 넘버가 서로 틀리면, 상기 ONT에 대해 상기 멀티캐스트 그룹 주소에 등록되어 있는 멀티캐스트 포트 ID를 부여하고 해당 정보를 상기 OLT에 등록하는 제 5 과정 및

   상기 제 4 과정 또는 상기 제 5 과정에서 등록된 멀티캐스트 포트 ID를 상기 ONT에 할당하는 메시지를 상기 ONT로 전송하는 제 6 과정을 포함하는 GPON의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송을 위한 OLT에서의 프레임 처리 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제 3 과정의 확인 결과, ONT 넘버가 서로 같으면, 상기 OLT에서의 프레임 처리 방법을 종료하는 제 7 과정을 더 포함하는 GPON의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송을 위한 OLT에서의 프레임 처리 방법.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 제 4 과정 및 상기 제 5 과정에서 상기 OLT에 등록되는 정보는,

   상기 멀티캐스트 그룹을 식별할 수 있는 멀티캐스트 그룹 주소, 상기 멀티캐스트 그룹에 등록된 ONT를 표시하는 ONT 넘버 및 상기 멀티캐스트 그룹에 부여된 상기 멀티캐스트 포트 ID를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPON의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송을 위한 OLT에서의 프레임 처리 방법.
8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 제 6 과정에서의 멀티캐스트 ID를 할당하는 메시지를 OMCI(ONT Management Control Interface) 메시지를 이용하는 것을 특징으로 하는 GPON의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송을 위한 OLT에서의 프레임 처리 방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 멀티캐스트 포트 ID는 상기 OLT로부터 상기 ONT로의 하향 신호에 대해서만 사용되며, 상기 ONT에서 상기 OLT로의 상향 신호에 대해서는 멀티캐스트 포트 ID를 이용하지 않고 상기 ONT에 기본적으로 할당되어 있는 포트 ID를 이용하는 것을 특징으로 하는 GPON의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송을 위한 OLT에서의 프레임 처리 방법.
10. 기가비트 수동형 광 가입자망(Gigabit-capable PON)의 GEM(GTC Encapsulation Method) 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법에 있어서,

    멀티캐스트 그룹에 등록을 원하는 ONT(Optical Network Termination)가 IGMP(Internet Group Management Protocol) 프레임을 이용하여 상기 멀티캐스트 그룹에 등록하는 제 1 과정과, OLT(Optical Line Termination)가 상기 멀티캐스트 그룹에 멀티캐스트 포트 ID를 부여하고 상기 멀티캐스트 그룹에 등록된 ONT들에 대해 OMCI 메시지를 통해 상기 멀티캐스트 포트 ID를 할당하는 제 2 과정을 포함하는 GEM 모드에서의 멀티캐스트 연결 설정 과정과,

    라우터로부터의 상기 멀티캐스트 그룹에 대한 메시지에 상기 OLT가 멀티캐스트 포트 ID를 부여하여 전송하는 제 3 과정과, 상기 OLT에 포함된 ONT가, 상기 멀티캐스트 포트 ID가 부여된 메시지를 상기 ONT에 할당된 포트 ID를 이용하여, 필터링하는 제 4 과정을 포함하는 GEM 모드에서의 멀티캐스트 메시지 전송 과정

    을 포함하는 기가비트 수동형 광 가입자망의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 OLT는,

    상기 멀티캐스트 그룹에 등록하기 위한 IGMP 프레임을 인터셉트하여, 상기 멀티캐스트 그룹 및 상기 멀티캐스트 그룹에 등록된 ONT에 관한 정보를 얻는 것을 특징으로 하는 기가비트 수동형 광 가입자망의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 OLT는,

    상기 멀티캐스트 그룹을 표시하는 멀티캐스트 주소, 상기 멀티캐스트 그룹에 등록한 ONT 넘버 및 상기 멀티캐스트 그룹에 할당된 멀티캐스트 포트 ID를 MIB(Management Information Base)로 등록하여 저장하는 것을 특징으로 하는 기가비트 수동형 광 가입자망의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법.
13. 제 10 항에 있어서, 상기 제 4 과정의 필터링을 위하여 사용되는 포트 ID는,

    상기 ONT가 등록한 멀티캐스트 그룹의 멀티캐스트 포트 ID와 상기 ONT에 기본적으로 할당되어 있는 포트 ID를 포함하는 것을 특징으로 하는 기가비트 수동형 광 가입자망의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 멀티캐스트 포트 ID는 상기 OLT로부터 상기 ONT로의 하향 신호에 대해서만 사용되며, 상기 ONT에서 상기 OLT로의 상향 신호에 대해서는 멀티캐스트 포트 ID를 이용하지 않고 상기 ONT에 기본적으로 할당되어 있는 포트 ID를 이용하는 것을 특징으로 하는 기가비트 수동형 광 가입자망의 GEM 모드에서의 멀티캐스트 전송 방법.