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

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

EPON Bandwidth Allocation Scheme for Improved Utilization

Bandwidth 이용률을 높이기 위한 EPON 대역 할당 기법

  • 윤춘희 (한국항공대학교 정보통신공학과) ;
  • 이성창 (한국항공대학교 정보통신공학과)
  • Published : 2003.10.01
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Abstract

Passive Optical Network(PON) architecture is a very simple. However media access protocol is necessary to the PON because the ONUs should share a channel in the upsteam direction. We propose the design of dynamic bandwidth allocation algorithm for improved bandwidth utilization in the broad bandwidth access network that uses Ethernet PON. The object of our study shall be to decrease a unused remainder bandwidth of granted timeslot for a upstream traffic transmission. We propose that OLT notifies ONU of maximum transmission window during discovery and ONU request a amount under maximum transmission window after it checks a frame length. We confirm that the proposed algorithm shown improving performance from bandwidth utilization and queueing delay point of view through the simulation result.

PON(Passive Optical Network)의 구조는 매우 간단하지만, 다수의 ONU에 의해 공유되는 상향 채널을 제어하기 위해서는 매체 접근 프로토콜이 필수적이다. 본 논문에서는 Ethernet PON을 사용하는 광 대역 액세스 망에서 대역 이용률을 향상시키기 위한 동적 대역 할당 기법을 설계하였다. 제안된 대역 할당 기법의 목적은 상향 데이터 전송을 위해 허락된 timeslot내에서 이용되지 못하고 남는 대역을 줄이는데 있다. 제안된 알고리즘은 OLT가 각 ONU에게 상향 데이터 전송을 위해 최대 허락 할 수 있는 timeslot의 크기를 discovery시 알려주고, ONU는 OLT에게 상향 데이터 전송을 요구할 때 최대 전송 허락 크기를 초과하지 않는 범위 안에서 프레임의 길이론 검사하여 요구한다. 본 논문에서는 시뮬레이션 결과를 통해 기존의 대역 할당 기법과 제안된 대역 할당 기법의 성능을 비교함으로써 제안한 기법이 대역 이용률과 큐잉 지연관점에서 좋은 성능을 보임을 확인하였다.

Keywords

References

  1. G. Kramer, G. Pesavento, 'Ethernet Passive Optical Network(EPON): Building a Next-Generation Optical Access Network,' IEEE Communications Magazine, vol. 40, no.2, pp. 66-73, Feb. 2002 https://doi.org/10.1109/35.983910
  2. G. Kramer, B. Mukherjee, G. Pesabento, 'PACT: A Dynamic Protocol for an Ethernet PON(EPON),' IEEE Communications Magazine, vol. 40, no. 2, pp. 74-80, Feb. 2002 https://doi.org/10.1109/35.983911
  3. Maode Ma, Yongging Zhu, T. H. Cheng, 'A Bandwidth Guaranteed Polling MAC Protocol for Ethernet Passive Optical Networks,' INFOCOM 2003, vol. 1, pp.22-31, 2003 https://doi.org/10.1109/INFCOM.2003.1208655
  4. Tang Shan, Ji Yang, Cheng Sheng, 'EPON Upstream Multiple Access Scheme,' ICII 2001, vol. 2, pp.273-278 https://doi.org/10.1109/ICII.2001.983590
  5. H. Frazier, G. Pesavento, 'Ethernet Takes on the First Mile,' IEEE Magazine IT Professional, vol. 3, no. 4, pp. 17-22, 2001 https://doi.org/10.1109/6294.946614
  6. G. Kramer, B. Mukherjee, G. Pesavento, 'Ethernet PON(ePON): Design and Analysis of an Optical Access Network,' Photonic Network Communications, vol. 3, no. 3, July 2001 https://doi.org/10.1023/A:1011463617631
  7. Su-D Choi, Jae-Doo Huh, 'Dynamic Bandwidth Allocation Algorithm for Multimedia Services over Ethernet PONs,' ETRI Journal, vol. 24, no. 6, December 2002
  8. Hee-Jung Byun, Ji-Myung Nho, Jong-Tae Lim, 'Dynamic bandwidth allocation algorithm in ethemet passive optical networks,' Electronics Letters, vol. 39, no. 13, June 2003 https://doi.org/10.1049/el:20030635
  9. A Gumaste, I. Chlamtac, 'A Protocol to Implement Ehternet Over PON,' IEEE International Conference on, vol. 2, pp. 1345-1349, May 2003 https://doi.org/10.1109/ICC.2003.1204604
  10. IEEE Draft P802.3ah/D1.732TM
  11. IEEE P802.3ah task force home page: http://www.ieee802.org/3/efm
  12. IEEE P802.3ah presentation materials: http:// www.ieee802.org/3/efm/public
  13. W. Willinger, M S. Taqqu, R. Sherman, D. V. Wilson, 'Self-Similarity Through High-Variability: Statistical Analysis of Ethernet LAN Traffic at the Source Level,' IEEE/ACM Trans. Net, vol. 4, no. 1, pp. 71-86, Feb. 1997 https://doi.org/10.1109/90.554723
  14. J. Gordon, 'PARETO PROCESS AS A MODEL OF SELF-SIMILAR PACKET TRAFFIC,' GLOBECOM 1995, vol. 3, pp. 2232-2236, Nov. 1995 https://doi.org/10.1109/GLOCOM.1995.502798
  15. W. E. Leland, M S. Taqqu, W. Willnger, D. V. Wilson, 'On the Self-Similar Nature of Ethernet Traffic(Extended Version),' IEEE/ACM Trans. Net, vol. 2, no. 1, pp. 1-15, Feb. 1994 https://doi.org/10.1109/90.282603
  16. P. Pruthi, A Erramilli, 'Heavy-Tailed ON/OFF source Behavior and Self-Similar Traffic,' IEEE International Conference on, vol. 1, pp. 445-450, June 1995 https://doi.org/10.1109/ICC.1995.525209