Abstract
CableLAB published DOCSIS 3.0 Specifications to supply broadband access to homes and small businesses. The primary technique of DOCSIS 3.0 Specification is channel bonding which provides cable operators with a flexible way to significantly increase up/downstream speeds. In this paper, we propose the upstream scheduler that serves channel bonding. Proposed scheduler consists of two sub-scheduler: bonding group scheduler and channel scheduler. Also, we propose three scheduling algorithms to allocate request bandwidth of CM to each bonding channel: equivalent scheduling algorithm, current request-based scheduling algorithm, and last grant-based scheduling algorithm. In order to evaluate the performance of these algorithms and DOCSIS 3.0 MAC protocol, we develop the DOCSIS 3.0 simulator with the network simulator, OPNET, to model DOCSIS network, CMTS, and CM. Our results show that equivalent scheduling algorithm is superior to others in the view of transmission delay and throughput and DOCSIS 3.0 protocol provides higher throughput than pre-DOCSIS 3.0 protocol.
광대역가입자망으로 DOCSIS 기반 HFC 망을 고도화하기 위해 채널 결합 기법을 핵심기술로 하는 DOCSIS 3.0 표준안이 제시되었다. 본 논문에서는 DOCSIS 망에서 채널 결합 기법을 효율적으로 구현하기 위해 결합그룹 스케줄링과 채널 스케줄링으로 구성된 상향스트림 스케줄러를 설계하였다. 채널 결합 기능을 제공하는 CM들의 요구 대역을 결합 채널에 할당하기 위해 균등요구대역 할당알고리즘, 현재 할당된 요구대역 기반 요구대역 할당알고리즘, 그리고 이전 대역 할당 기반 요구대역 할당알고리즘 등 세 가지 결합그룹 스케줄링 알고리즘을 설계하여 제안하였다. OPNET을 이용하여 DOCSIS 3.0 MAC 시뮬레이션 모델을 구현하고, 제안한 알고리즘들을 적용하여 성능평가를 수행하였다. 성능평가를 통해 채널 결합 기법이 정상적으로 수행됨을 검증하였고, 스케줄링 알고리즘에 대한 비교평가결과 균등요구대역 할당알고리즘이 전송 지연과 데이터 전송량에 있어서 우수한 성능을 나타내었다. 또한 DOCSIS MAC 프로토콜에 대한 성능평가를 수행하였으며, DOCSIS 3.0 프로토콜이 DOCSIS 3.0 이전 프로토콜보다 대용량 데이터를 전송할 수 있음을 확인하였다.