본 논문에서는 혼합형 2단 AWG 기반의 WDM-PON을 위한 MAC 칩을 설계하고 로직 시뮬레이션을 통하여 각 기능을 검증한다. 이 구조에서는 128개의 ONU와 1Gbps 용량의 32개 파장을 고려한다. 하향 전송은 각 ONU에게 할당된 별도의 단일 파장을 통하여 이루어지는 반면 상향 전송은 네 개의 ONU가 동일한 파장을 공유하도록 하였다. 따라서 동일 파장을 공유하는 ONU간 충돌을 회피하고 자원의 효율적 사용을 위하여 MAC 프로토콜이 요구된다. 이를 위해 요청/허가 기반으로 상향 채널을 공유하는 ONU 그룹 단위로 sub-MAC을 정의하여 MAC 프로토콜을 구현한다. sub-MAC은 하나의 제어부, 수신부 그리고 네 개의 송신부로 구성되므로 128개 ONU를 수용하는 가입자망은 32개의 sub-MAC을 필요로 한다. 따라서 본 논문에서는 sub-MAC 칩을 위하여 제어부의 각 기능과 기능 모듈을 정의하고 내부 신호 및 입출력 신호, 신호 간 타이밍에 따른 상태 천이도를 설계한다. 설계된 MAC 칩의 기능 검증을 위하여 ModelSIM 환경에서 로직 시뮬레이션을 수행한다.
In this paper, we design and verify the MAC chip of the two-stage AWG-based WDM-PON which considers 128 ONUs and 32 wavelengths. Each wavelength with the capacity of 1Gbps is allocated to ONU for downstream transmission but each wavelength for upstream transmission can be shared by four ONUs. Therefore, MAC protocol is required to avoid the collision and use the network resource efficiently among ONUs which are sharing the same wavelength. To design a request/permit-based MAC protocol, we define a unit-chip module called sub-MAC. The WDM-PON with 128 ONUs can be implemented by using 32 sub-MAC modules. The sub-MAC consists of one control unit, one receipt unit and four transmission units. The state transition diagram of the module is described by the internal/external control signals among the functional units. The function of the sub-MAC module is verified through logic simulation using ModelSIM.
