Design and Implementation of Upstream Channel Allocation Algorithm for DOCSIS 3.0 MAC

채널-결합 방식을 사용하는 상향대역 할당 알고리즘 성능 검증을 위한 DOCSIS 3.0 시뮬레이터 설계 및 구현

In this paper, we design and implement the upstream packet bandwidth allocation algorithm on OPNET-based DOCSIS 3.0 simulator including channel-bonding CM (Cable Modem)s. Previous DOCSIS CM could not support channel bonding, it has problem in upstream bandwidth allocation and determine the contention area. The proposed upstream bandwidth allocation algorithm has been improved the queuing time and success rate. For the simulation, we design the MAC frame structure with channel bonding supported CM and not. And then, this paper design and implement the CMTS node model, CM node model, CMTS process model, and CM process model.

본 논문은 HFC망을 고도화하기 위해 기존의 DOCSIS 규격에 채널-결합방식을 도입한 DOCSIS 3.0 기반 망에서 상향 스트림 패킷을 효율적으로 전송할 수 있는 상향대역 할당 시뮬레이터를 설계하고 구현한다. 다수의CM들이 경쟁 구간을 통해 대역할당을 요청하기 때문에 발생하는 충돌을 최소화할 수 있는 충돌 해소 및 경쟁 구간 설정 알고리즘을 시뮬레이션하고 결과를 분석한다. OPNET 기반의 DOCSIS 시뮬레이터를 개발하기 위해 DOCSIS 3.0의 MAC 프레임 구조를 정의하고 채널-결합 방식을 사용하는 CM과 사용하지 않는 CM을 구현한다. 또한 DOCSIS 망의 핵심 구성 요소인 CMTS 노드와 CM 노드, 각 노드의 프로세스를 모델링하고 구현한다. 개발된 시뮬레이터를 기반으로 상향대역 할당 알고리즘의 성능을 비교 평가한다.