High-availability seamless redundancy (HSR) is a redundancy protocol for Ethernet networks that provides two frame copies for each frame sent. Each copy will pass through separate physical paths, pursuing zero fault recovery time. This means that even in the case of a node or a link failure, there is no stoppage of network operations whatsoever. HSR is a potential candidate for the communications of a smart grid, but its main drawback is the unnecessary traffic created due to the duplicated copies of each sent frame, which are generated and circulated inside the network. This downside will degrade network performance and might cause network congestion or even stoppage. In this paper, we present two approaches to solve the above-mentioned problem. The first approach is called quick removing (QR), and is suited to ring or connected ring topologies. The idea is to remove the duplicated frame copies from the network when all the nodes have received one copy of the sent frame and begin to receive the second copy. Therefore, the forwarding of those frame copies until they reach the source node, as occurs in standard HSR, is not needed in QR. Our example shows a traffic reduction of 37.5%compared to the standard HSR protocol. The second approach is called the virtual ring (VRing), which divides any closed-loop HSR network into several VRings. Each VRing will circulate the traffic of a corresponding group of nodes within it. Therefore, the traffic in that group will not affect any of the other network links or nodes, which results in an enhancement of traffic performance. For our sample network, the VRing approach shows a network traffic reduction in the range of 67.7 to 48.4%in a healthy network case and 89.7 to 44.8%in a faulty network case, compared to standard HSR.
This paper is concerned with the performance evaluation of loss networks. We shall review the Erlang Fixed Point (EFP) method for estimating the blocking probabilities, which is based on an assumption that links are blocked independently. For networks with linear structure, the behaviour of adjacent links can be highly correlated. We shall give particular attention to recently-developed fixed-point methods which specifically account for the dependencies between neighbouring links. For the network considered here, namely a ring network with two types of traffic, these methods produce relative errors typically $10^{-5}$ of that found using the basic EFP approximation.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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제11권4호
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pp.43-48
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2019
We design a reconfigurable optical node for metropolitan WDM networks, and numerically study the capability of the node in the optical signal level. Unlike a long-haul WDM system, major limitations of metropolitan WDM systems are power loss, fiber dispersion and optical signal-to-noise ratio(OSNR) degradation due to EDFAs. Therefore, we include the behaviors of transmitter and receiver, and fiber, EDFAs, and optical filters(MUX/DeMux) in numerical simulations with varying parameters over wide range. From simulation results, we can identify the maximum span numbers for OC-48 and OC-192 to achieve $BER<10^{-12}$ using the node structure at various received powers and residual dispersions.
The quickest path problem is one of the important things for quality of services in communication networks. It is to find a path to send a given amount of data from the source to the sink with minimum transmission time, where the transmission time is dependent on both the capacities and the traversal times of the arcs in the network. This is found under the networks that the capacity and the lead time of each ring are predetermined. It is general to solve the quickest path problem using shortest path algorithms. The relevant algorithms proposed till now are based on the capacity of rings in distributed environments. When the configuration of networks is changed, there can be two a, pp.oaches to find the quickest paths. The one is to find new quickest paths, and the other is to update the current quickest paths. As one of the algorithms for the latter, the distributed quickest path update algorithm was proposed. This paper aims to propose the distributed algorithm a, pp.icable to find the quickest path, when the configuration of networks is changed, using the quickest path tree update altorithm, and to verify its possibility of a, pp.ication by analyzing the transmission amount of data from one node to another from the theoretical point of view.
본 논문에서는 FT-TR(Fixed Transmitter-Tunable Receiver) 형 액세스 노드를 사용하여 광대역 액세스 망을 연결하는 파장 분할 다중화 (Wavelength Division Multiplexing; WDM)기반의 메트로(metro) 링에서 공정한 전송을 위한 MAC 프로토콜을 제안한다. 기본적인 채널 액세스 방식은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)이며 메트로 링을 순환한 전송된 슬롯은 SS(Source-Stripping) 방식으로 패킷이 제거되어 빈 슬롯이 된다. 빈 슬롯은 바로 패킷 전송에 이용되거나 다음 액세스 노드에 그대로 전송될 수 있는데, 전자는 망의 처리율은 향상되나 공정성에 문제가 발생되며 후자는 공정성은 향상되나 처리율이 낮은 단점을 갖는다. 따라서 제안된 MAC 프로토콜은 전자와 후자의 장점을 이용한다 제안된 프로토콜은 p-Persistent MAC 프로토콜로서 파장 채널을 공유하는 액세스 노드는 하향 액세스 노드에게도 빈 슬롯을 이용하도록 확률적으로 전송 기회를 주고, 상향 액세스 노드의 무조건적인 빈 슬롯 사용을 확률적으로 억제하는 방식이다. 수치적 분석을 통하여 제안된 프로토콜에 대한 대역 효율성과 최대 노드 처리율을 분석하고 시뮬레이션을 통하여 확률에 따른 노드 처리율, 전송 공정성, 전송 지연 등의 다양한 결과를 분석한다. 또한 FT-TR 형 액세스 노드인 FT-FRn (Fixed Transmitter-nFixed Receivers)과 FT-TR 구조로 메트로 망을 구성하여 제안된 MAC 프로토콜을 비교 평가한다.
신경회로망을 동적 정보처리에 응용하기 위해서는 비대칭 결합 신경회로망에서 생성되는 동적 상태천이에 관한 직관적 이해가 필요하다. 본 논문에서는 각 뉴런이 최근접 뉴런에만 양자화 결합하중 +1및 -1로 연결된 환상형 신경회로망의 동적인 상태천이 특성을 해석하였다. 상태천이 해석 알고리즘을 이용한 시뮬레이션 결과, 네트워크는 고정점, 베이슨을 갖는 리미트사이클 및 베이슨이 없는 리미트사이클의 3가지 어트랙터를 가진다. 또한, 네트워크에서 생성되는 리미트사이클의 수와 주기를 이론적으로 해석하여 정식화하고, 리미트사이클을 구성하는 상태벡터의 필요조건을 나타내었다. 이론 해석의 결과는 네트워크에서 생성되는 리미트사이클의 수가 뉴런(소자)의 수 n에 대해서 지수 함수적으로 증가함을 보여준다. 따라서 순환결합형 신경회로망은 많은 동적 정보를 리미트사이클로 저장하는 메모리 시스템으로 이용할 수 있다.
본 논문에서는 초고속 광인터넷 구축을 위한 광링액세스네트워크(ORAN: Optical Ring Access Network)의 구조에서 파장 라우팅을 위한 새로운 데이터 프레임 구조를 설계하고 각 필드의 기능을 정의하였다. 또한 IP 패킷의 전송을 위하여 필요한 네트워크의 계층별 구조에 대응하는 프로토콜 스택의 구조를 새로이 제시하여 네트워크 프로토콜을 설계하였다. ORAN의 데이터 전송 및 파장 라우팅에 관한 프로토콜 검증을 위하여 서브망 내의 IP 패킷 전송, 서브망 내의 브로드캐스팅 패킷 전송 그리고 다른 서브망으로의 IP 패킷 전달 과정을 예시를 통하여 보여 주었다. 이 과정에서 라우팅을 위한 파장정보가 인캡슐레이션 되는 프레이밍 과정을 기술하였고 각 단계에서 이루어지는 패킷 스위칭 및 패킷의 전달 과정을 자세히 묘사하였다. 이어서 ORAN의 가입자 노드와 두 링의 제어노드에 대하여 데이터 전송 프로토콜의 송/수신 모듈 구조를 자세히 보여주었다. 링 형태의 광액세스 네트워크 프로토콜은 아직 연구되지 않은 분야이다. 본 논문에서는 파장을 이용한 라우팅이 이루어지도록 ORAN의 패킷 전송 프로토콜을 디자인하였다. 그리고 데모 시나리오를 구성한 망에서의 장시간 전송 테스트에서도 안정적으로 파장 라우팅을 통한 패킷 전송이 이루어졌음을 확인하였다. 따라서 이러한 프로토콜의 검증을 통하여 초고속 인터넷 액세스망 구축 설계의 새로운 해법을 제시하였다.
본 논문에서는 WLAN/WiMAX시스템에 적용 가능한 삼중 대역을 갖는 변형된 원형 링 안테나를 설계 및 제작 하였다. 제안된 안테나는 원형 링 모양의 평면형 모노폴 설계를 기본으로 원형 링 내부의 십자형 스터브의 구조와 변형된 급전선로, 그리고 접지면의 사각 슬롯으로 구성함으로서 삼중대역 특성을 갖도록 설계하였다. 최적화된 파라메타를 얻기 위해 상용 툴(HFSS)을 사용하여 시뮬레이션 하였으며 안테나 성능에 민감하게 작용하는 파라메타를 찾아내서 최적화된 수치를 얻었다. 얻어진 최적화된 수치를 사용하여 제안된 안테나를 제작하였다. 시뮬레이션 결과와 측정결과가 어느 정도 일치하고 있는 데이터를 얻었으며 -10dB 임피던스 대역폭을 기준으로 WLAN/WiMAX 대역을 동시에 만족하고 있음을 확인하였다. 그리고 WLAN/WiMAX 대역에서 이득과 방사패턴의 특성을 얻었다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제3권1호
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pp.5-25
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2009
In recent years the popularity of multi-hop wireless networks has been growing. Its flexible topology and abundant routing path enables many types of applications. However, the lack of a centralized controller often makes it difficult to design a reliable service in multi-hop wireless networks. While packet routing has been the center of attention for decades, recent research focuses on data discovery such as file sharing in multi-hop wireless networks. Although there are many peer-to-peer lookup (P2P-lookup) schemes for wired networks, they have inherent limitations for multi-hop wireless networks. First, a wired P2P-lookup builds a search structure on the overlay network and disregards the underlying topology. Second, the performance guarantee often relies on specific topology models such as random graphs, which do not apply to multi-hop wireless networks. Past studies on wireless P2P-lookup either combined existing solutions with known routing algorithms or proposed tree-based routing, which is prone to traffic congestion. In this paper, we present two wireless P2P-lookup schemes that strictly build a topology-dependent structure. We first propose the Ring Interval Graph Search (RIGS) that constructs a DHT only through direct connections between the nodes. We then propose the ValleyWalk, a loosely-structured scheme that requires simple local hints for query routing. Packet-level simulations showed that RIGS can find the target with near-shortest search length and ValleyWalk can find the target with near-shortest search length when there is at least 5% object replication. We also provide an analytic bound on the search length of ValleyWalk.
본 논문에서는 기존의 통신망을 통합하여 고속 멀티미디어 통신이 가능하도록 하는 다중 액세스망 프로토콜을 제시하였다. 향후 구축될 광대역 종합통신망과의 접속을 위해서는 새로운 구조 및 형식에 대한 정의가 필요하며, 이를 위해 기존의 고속링 프로토콜인 ATMR 및 MetaRing에 대해 알아보고, 그 기본 구성의 문제점을 분석하여 새로운 액세스 매커니즘을 제안하였다. ATMR은 윈도우 크기를 재설정하기 위한 리셋시간이 요구되므로 채널효율이 떨어지며, MetaRing의 경우에는 채널의 효율은 증가되지만 파라미터가 고정되어 있어 트래픽의 변화에 따라 성능이 크게 좌우된다. 이에 반해 제안된 프로토콜은 트래픽의 변화에 따라 파라미터를 능동적으로 변화시킴으로서 최적의 상태로 트래픽 제어가 가능하게 되며, 우선순위 기법을 적용하여 동기 및 비동기 트래픽의 통합 제어가 가능하도록 하였다. 본 메카니즘은 기존망의 통합 및 ATM 망을 구성하는 괴도단계의 시범방 구성에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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