한국통신학회논문지 (The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences)

  • 제35권5B호
  • /
  • Pages.771-776
  • /
  • 2010
  • /
  • 1226-4717(pISSN)
  • /
  • 2287-3880(eISSN)
한국통신학회 (The Korean Institute of Commucations and Information Sciences)
권호 표지

비대칭적인 10G-EPON망에서 QoS 제공을 위한 멀티캐스트 기반 효과적인 제어 메시지 전송 방법

A Multicasting based Efficient Control Message Transmission for Quality of Service in Asymmetric 10G-EPONs

  • 양연모 (금오공과대학교 전자공학부)
  • 투고 : 2010.03.30
  • 심사 : 2010.04.15
  • 발행 : 2010.05.31
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

본 논문에서는 비대칭 적인 10G-EPON 망에 적합한 효율적인 멀티캐스트 기반 제어 메시지 전송 기법을 제안한다. 제안한 방식은 멀티캐스트 및 집중 폴링 개념을 기반으로 설계 되었으며, 사용자 정의 패킷인 고급, 중급 및 하급 패킷에 대하여 제시한 평가 항목에 따라 차별적 QoS 성능을 보여 준다. 상향(Upstream) 부하가 적은 경우 널리 사용 중인 기존 폴링 기법은 잦은 제어 메시지 전송으로 인한 큰 하향(Downstream) 자원 낭비가 발생함을 보이고 제안한 멀티캐스트 집중 폴링을 통하여 이를 해결한다. 또한 공급 부하가 낮은 경우 기존 방법이 갖고 있는 특이 지연 문제를 재현하고 제안한 방식과 비교한다. OPNET 툴을 이용한 모의시험을 통하여 제안한 기법을 적용한 경우 효과적으로 특이 지연 문제를 해결하고 빈번한 제어 메시지 전송에 인하여 발생하는 하향 자원낭비 문제를 최소화 하는 것이 가능함을 확인했다.

In this paper, we present an efficient centralized dynamic bandwidth allocation scheme with multicasting for asymmetric 10G-Ethernet Passive Optical Networks (10G-EPONs). The proposed scheme is based on multicast-burst polling and provides quality of service (QoS) with class of service (CoS) to different lasses of packets. It is shown that a well-known conventional interleaved polling scheme severely decreases downstream channel capacity for user traffic when the upstream network load is low (avalanche gate frequency). To overcome this problem, we have proposed a multicast burst polling scheme which shows impressively lower downstream bandwidth consumption compare to IPACT and moreover it did not show the light load penalty problem. Simulation results using an OPNET tool show that the multicast burst polling effectively eliminates light-load penalty and minimizes downstream bandwidth consumption under avalanche gate frequencies.

키워드

참고문헌

  1. Harry G. Perros, Connection-oriented Networks: SONET/SDH, ATM, MPLS and Optical Networks, Wiley, 2005
  2. G. Kramer et al., "Supporting Differentiated Classes of Service in Ethernet Passive Optical Networks, J. Opt. Networks, Vol.1, No.8/9, pp.280-298, 2002
  3. G. Kramer, Design of Next-Generation Subscriber Access Systems based on Ethernet Passive Optical Networks (EPON), Ph.D. thesis, UC Davis, CA, 2003
  4. Y.-M. Yang et al, "A Burst-Polling Based Delta DBA Scheme for QoS over E-PONs," IEEE SoftCOM'04, Venice, Italy, pp.468- 472, 2004
  5. Y.-M. Yang, J M Nho, and B H Ahn, "Supporting quality of service by using delta dynamic bandwidth allocations in Ethernet passive optical networks," J. Opt. Networks, Vol.4, No.2, pp.68-81, 2005. https://doi.org/10.1364/JON.4.000068
  6. J. Potemanset al, "Implementation of an advanced traffic model in OPNET Modeler," OpnetWork, Washington D.C., USA, pp. 25-29, 2003
  7. Y. Koh and K. Kim, "Loss Probability Behavior of Pareto/M/1/K queue," IEEE Communications Letters, pp.39-41, 2003
  8. Y. Zhu and M. Ma, "IPACT With Grant Estimation (IPACT-GE) Scheme for Ethernet Passive Optical Networks," J. of Lightwave Tech., Vol.26 , No.14, 2008
  9. R. Radivojevic, and P.S. Matavulj, "Implementation of Intra-ONU Scheduling for Quality of Service Support in Ethernet Passive Optical Networks," J. of Lightwave Tech., Vol.27, No.18, 2009
  10. W. Lim, C. Yun, Y.-M. Yang, H. Lee, and K. Kim, "Burst-Polling-Based DBA Using Adaptive Minimum Guaranteed Bandwidth for EPONs," J. Opt. Com. Netw. 1, pp. 594-599, 2009 https://doi.org/10.1364/JOCN.1.000594
  11. R. Bless & K. Wehrle, IP Multicast in Differentiated Services Networks, RFC 3754, 2004
  12. IEEE Std for Information tech.-Telecomm. & information exchange between systems-Local & metropolitan area networks-Specific requirements, IEEE Std. 802.3ah, 802.3av, 2009