Performance Analysis of Deterministic QoS Guarantees on Dynamic Bandwidth Allocation in a Circuit-Switched Satellite Network

결정적 서비스 질을 보장하는 회선 교환 위성 망의 동적 대역폭 할당에 대한 성능 분석

  • Pae, Tau-Ung (LG Electronics Industries Co., Ltd.) ;
  • Lee, Jong-Kyu (School of Electrical Engineering & Computer Science, Hanyang University)
  • 배태웅 (LG전자주식회사) ;
  • 이정규 (한양대학교 전자컴퓨터공학과 학부)
  • Published : 2001.06.25

Abstract

In this paper, we propose and analyze a more efficient and flexible dynamic data traffic system for a circuit switched satellite network. Our proposed system is more efficient than existing circuit switched satellite networks and allows for dynamic capacity in each connection without rebuilding or resetting the connection software or algorithms. We also discuss an algorithm for bandwidth allocation that provides deterministic quality of service guarantees. The traffic sources are regulated using standard dual leaky buckets; the system performance is analytically evaluated; and the algorithm is verified through simulation. Our analysis scheme and results should prove useful for the design and implementation of protocols in future circuit-switched satellite networks.

본 논문은 망에 대한 유연성과 망의 성능의 효율성을 개선하기 위하여 회선 교환 위성 망에서 데이터 트래픽을 동적으로 다루는 시스템을 제안하고 제안한 시스템에 대한 성능을 분석한다. 제안한 시스템은 각 연결대한 용량 변경 요구를 동적으로 허락하기 때문에 그 연결 자체의 초기화 설정 및 연결을 해제하는 다른 별도의 알고리즘이 필요 없이 기존의 회선 교환 위성 망보다 효율적이다. 또한, 서비스 질을 결정적으로 보장함으로 망의 유연성 및 신뢰성을 높인다. 트래픽 소스는 표준 듀얼 리키 버켓에 의해 일정하게 조정된 트래픽을 사용하며, 이러한 트래픽을 이용하여 제안한 시스템의 성능을 해석적으로 분석하고, 이를 시뮬레이션을 통해 검증한다. 이러한 분석 결과는 앞으로 회선 교환 위성 망에서 프로토콜의 설계 및 구현 시 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

Keywords

References

  1. Euroskyway homepage-http://www.curoskyway.com/
  2. J. W. Roberts, J. T. Virtamo, 'The superposition of periodic cell arrival streams in an ATM multiplexer,' IEEE Transactions on Communications, Vol. 39, No. 2, pp. 298-302, Feb. 1991 https://doi.org/10.1109/26.76467
  3. Mertzanis, G. Sfikas, R. Tafazolli, B. G. Evans, 'Protocol Architecture for Satellte ATM broadband Networks,' Communications magazine, pp. 46-54, Mar. 1999 https://doi.org/10.1109/35.751495
  4. A. Elwalid, D. Miltra, R. H. Wentworth, 'A New Approach for Allocating Buffers and Bandwidth to Heterogeneous, Regulated Traffic in an ATM Node,' IEEE JSAC, Vol. 13, No. 9, pp. 1115-1127, Aug. 1995 https://doi.org/10.1109/49.400666
  5. G. Losquadro, V. Podda, F. Carducci: 'The EuroSkyWay Worldwide system Providing broadband service to fixed and mobile end-users,' 4th KA band Utilization Conference, Venezia, Italy, 2-4, Nov., 1998
  6. L. Georgiadis, R. Guerin, V. Peris, K. N. sivarajan, 'Efficient Network QoS Provisioning based on per Node Traffic Shaping,' in Proc. IEEE Infocom96, pp. 102-110, 1996 https://doi.org/10.1109/INFCOM.1996.497883
  7. N. Blefari-Melazzi, M. Femminella, G. Reali, 'Dynamic Bandwidth Allocation in a Circuit-Switched Satellite Network: Provision of Determinstic and Statistical QoS guarantees,' IEEE Infocom 2000, pp. 225-234, 2000 https://doi.org/10.1109/INFCOM.2000.832192
  8. Yeong M. Jang and Byung G. Kim, 'Chemoff Bound Approach for Connetcion Control in Broadband Satellite Systems,' IEEE Communications letters, Vol. 3, No. 5, pp. 154-156, May, 1999 https://doi.org/10.1109/4234.766853
  9. A. Baiocchi, N. Blefari Melazzi, M. Listanti, C. Soprano, 'Definition and Performance Analysis of a simple, ABR kike, congestion control scheme for satellite ATM networks with Guaranteed Loss Performance,' IEEE JSAC, Vol. 17. No. 2, pp. 303-313, Feb. 1999
  10. A. Elwalid, D. Mitra, 'Traffic shaping at network node: theory, ooptimum dseign, admission control,' IEEE Infocom97, pp. 445-455, 1997 https://doi.org/10.1109/INFCOM.1997.644493
  11. K. Kvol, S. Blaabjerg, 'Bounds and Approximations for the Periodic On/Off Queue with Applications to ATM Traffic Control,' in Proc. IEEE Infocom92, pp. 487-494, 1992
  12. Euroskyway Satellite and Termianl http://www.ee.surrey.ac.uk/Personal/T.Ors/atmsat/eurosky-way.html
  13. N. Blefari melazzi, G. Reali, 'A Resource Management Scheme for Satellite Networks with Dynamic Bandwidth Allocation Procedures,' Technical Report, University of Perugia, available on request