Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC (대한전자공학회논문지TC)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Class Gated Dynamic Bandwidth Allocation Algorithm for supporting QoS in the EPON

EPON 시스템에서 효율적인 QoS 제공을 위한 Class Gated 동적 대역 할당 알고리즘

  • Hwang Jun-Ho (School of Electronic Engineering, Soongsil University) ;
  • Kim Hyo-Won (School of Electronic Engineering, Soongsil University) ;
  • Yoo Myung-Sik (School of Electronic Engineering, Soongsil University)
  • 황준호 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 김효원 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 유명식 (숭실대학교 정보통신전자공학부)
  • Published : 2006.05.01
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Abstract

Ethernet passive optical network (EPON) has drawn many attention as a promising access network technology for FTTH because it can provide a high bandwidth with a low cost. Since the uplink bandwidth in the EPON system is shared by many users, it is necessary for an EPON system to have an efficient bandwidth allocation mechanism. To support QoS in EPON, the previous bandwidth allocation schemes employ strict priority queueing (SPQ). Since SPQ gives unlimited priority to higher service class, the QoS of lower service classes gets worse. In this paper, we propose Class Gated DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) algorithm in which the bandwidth is requested / granted in a service class basis. To avoid the monopoly in bandwidth usage by higher classes the maximum bandwidth that is allocate to each service class is limited (fairness between services classes). In addition, to avoid the monopoly in bandwidth usage by some particular users, each ONU runs fairness bandwidth allocation algorithm within each service classes. Through computer simulations, it is verified that the proposed algorithm achieves a good level of QoS, and at the same time maintains a good level of fairness between both service classes and users.

Ethernet Passive Optical Network (EPON)는 높은 효율성과 경제성 등의 장점을 바탕으로 초기 FTTH (Fiber To The Home) 구성을 위한 최적의 가입자망으로 많은 연구가 진행되고 있다. EPON의 상향 전송은 다수의 ONU (Optical Network Unit)가 단일 링크의 대역폭을 공유하기 때문에 동적으로 자원을 할당하는 자원 관리가 매우 중요하고, 자원 관리를 위한 다양한 동적 할당 방식이 제안되었다. EPON 시스템에서 QoS 지원을 위한 기존의 대역 할당 방식들은 SPQ (Strict Priority Queueing) 방식을 사용하였다. SPQ 방식은 높은 우선 순위를 가진 서비스 클래스에 대해서는 우선적 서비스를 보장해주기 때문에 하위 서비스 클래스에 대한 QoS 성능을 감소시키는 원인이 될 수 있다. 본 논문에서는 서비스 클래스 단위로 대역폭을 요청/할당 하는 Class Gated DBA 알고리즘을 제안한다. Class Gated DBA 알고리즘에서는 높은 우선 순위를 가진 서비스 클래스가 대역폭을 독점하는 현상을 방지하기 위해 각 서비스 클래스에 할당되는 최대 할당 대역폭을 설정한다. 그리고 높은 대역폭을 요구하는 ONU들에 대해서도 클래스 특성에 맞는 공평성 기반 대역 할당 알고리즘을 수행한다. 이와 같은 Class Gated DBA 알고리즘의 성능 분석을 위해 모의 실험을 수행하였고, 모의 실험을 통해 본 논문에서 제안하는 Class Gated DBA 알고리즘이 보다 좋은 QoS 성능을 보임과 동시에 사용자 사이에서 향상된 공평성을 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

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