EPON에서의 Two-Phase Cycle 동적 대역 할당 알고리즘

Abstract

FTTx(Fiber-To-The-Curb/Home/Office) 실현을 위한 PON(Passive Optical Network) 기술 중 하나인 EPON(Ethernet PON)은 가장 널리 사용되는 이더넷(Ethernet) 기술을 기반으로 하여 기존 장비와의 호환이 용이하고, 적은 비용으로 광 네트워크의 높은 전송 대역폭을 가입자에게 제공할 수 있는 장점이 있다. 효율적인 전송 제어를 위하여 EPON에서는 이더넷의 MAC(Media Access Control) 프로토콜에 제어기능을 추가한 다점제어 프로토콜(MPCP: Multi-Point Control Protocol)을 사용한다. EPON에서는 ONU(Optical Network Unit) 내부에서 이루어지는 자원관리 방식 또는 ONU간 효율적인 전송 제어 알고리즘에 대한 다양한 연구가 수행되고 있다. ONU간 제어 알고리즘 중 하나인 IPS(Interleaved Polling with Stop)는 전체 ONU들의 시간슬롯 요구량을 고려함에 따라 합리적인 자원 할당이 가능하다. 그러나 각 전송주기 사이에 채널 비사용 구간이 존재하여 채널 사용도가 떨어지는 단점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 각 전송 주기 사이의 시간을 활용하여 채널 사용도를 높일 수 있는 자원할당 알고리즘을 제안하고 모의 실험을 통하여 성능을 평가한다. 모의실험 결과 제안된 알고리즘은 각 전송주기 사이의 채널 비사용구간을 활용함으로써 기 제안된 IPS, FGDBA(Fast Gated Dynamic Bandwidth Allocation) 방식과 비교하여 적은 평균 프레임 전송지연과 약 15%의 자원 사용률을 개선하였다. Ethernet Passive Optical Network(EPON), which is one of PON technologies for realizing FTTx(Fiber-To-The-Curb/Home/Office), can cost-effectively construct optical access networks. In addition, EPON can provide high transmission rate up to 10Gbps and it is compatible with existing customer devices equipped with Ethernet card. To effectively control frame transmission from ONUs to OLT EPON can use Multi-Point Control Protocol(MPCP) with additional control functions in addition to Media Access Control(MAC) protocol function. For EPON, many researches on intra- and inter-ONU scheduling algorithms have been performed. Among the inter-ONU scheduling algorithms, IPS(Interleaved Polling with Stop) based on polling scheme is efficient because OLT assigns available time portion to each ONU given the request information from all ONUs. Since the IPS needs an idle time period on uplink between two consecutive frame transmission periods, it wastes time without frame transmissions. In this paper, we propose a dynamic bandwidth allocation algorithm to increase the channel utilization on uplink and evaluate its performance using simulations. The simulation results show that the proposed Two-phase Cycle Danamic Bandwidth Allocation(TCDBA) algorithm improves the throughput about 15%, compared with the IPS and Fast Gate Dynamic Bandwidth Allocation(FGDBA). Also, the average transmission time of the proposed algorithm is lower than those of other schemes.