• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권6호
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• pp.2964-2985
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• 2019

Global data center IP traffic is expected to reach 20.6 zettabytes (ZB) by the end of 2021. Intra-data center networks (Intra-DCN) will account for 71.5% of the data center traffic flow and will be the largest portion of the traffic. The understanding of traffic distribution in IntraDCN is still sketchy. It causes significant amount of bandwidth to go unutilized, and creates avoidable choke points. Conventional transport protocols such as Optical Packet Switching (OPS) and Optical Burst Switching (OBS) allow a one-sided view of the traffic flow in the network. This therefore causes disjointed and uncoordinated decision-making at each node. For effective resource planning, there is the need to consider joining the distributed with centralized management which anticipates the system's needs and regulates the entire network. Methods derived from Kalman filters have proved effective in planning road networks. Considering the network available bandwidth as data transport highways, we propose an intelligent enhanced SDN concept applied to OBS architecture. A management plane (MP) is added to conventional control (CP) and data planes (DP). The MP assembles the traffic spatio-temporal parameters from ingress nodes, uses Kalman filtering prediction-based algorithm to estimate traffic demand. Prior to packets arrival at edges nodes, it regularly forwards updates of resources allocation to CPs. Simulations were done on a hybrid scheme (1+1) and on the centralized OBS. The results demonstrated that the proposition decreases the packet loss ratio. It also improves network latency and throughput-up to 84 and 51%, respectively, versus the traditional scheme.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권7B호
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• pp.585-597
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• 2004

본 논문에서는 광 버스트 교환 (Optical Burst Switching; OBS) 기반의 광 통신망에 GMPLS (Generalized Multiprotocol Label Switching) 기술을 적용하기 위한 OBS 라우터의 기능 모델을 제시한다. 또한 이 모델에서 운용되고 사용자의 QoS 요구를 수용하는 연결 수락 제어 알고리즘을 제안한다. 기능 모델을 제시하기 위하여 IP/WDM(IP over WDM) 기반 광 인터넷을 위한 기존의 GMPLS와 OBS 특징을 먼저 고려한다. 이를 기반으로 현재의 파장 경로 배정 기반 GMPLS가 제어 정보를 이용하여 버스트 데이터의 경계를 구분하고 광 링크에서 버스트 단위의 통계적 다중화가 가능한 OBS의 특징을 수용하도록 기능 모델을 제안한다. 마지막으로 제안된 모델에서 버스트 손실률과 서비스 차등률 같은 QoS 파라미터를 고려하여 연결 수락 제어가 가능하도록 OBS을 위한 offset 시간 결정 (offset time decision; OTD) 알고리즘을 이용한다. 제안된 연결 수락 제어 알고리즘은 LSP (Label Switched Path)의 인가된 부하와 파장 정보, 요구 QoS 파라미터를 OTD 알고리즘에 대입한다. 새로운 LSP 설정 요구가 발생할 때 OTD 알고리즘으로 결정된 offset 시간으로 요구 QoS를 만족하면 설정 요구를 수락한다. 성능 평가는 시뮬레이션을 이용하며 제안된 방식이 기존 방식에 비해서 많은 LSP에 의한 이용률 증가와 요구 QoS를 만족시킴을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권9B호
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• pp.778-790
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• 2004

본 논문에서는 광 버스트 교환 (Optical Burst Switching; OBS) 기반의 광 통신망에 GMPLS (Generalized Multiprotocol Label Switching) 기술을 적용하기 위한 OBS 라우터의 기능 모델을 제시한다. 또한 이 모델에서 운용되고 사용자의 QoS 요구를 수용하는 연결 수락 제어 알고리즘을 제안한다. 기능 모델을 제시하기 위하여 IP/WDM(IP over WDM) 기반 광 인터넷을 위한 기존의 GMPLS와 OBS 특정을 먼저 고려한다. 이를 기반으로 현재의 파장 경로 배정 기반 GMPLS가 제어 정보를 이용하여 버스트 데이터의 경계를 구분하고 광 링크에서 버스트 단위의 통계적 다중화가 가능한 OBS의 특정을 수용하도록 기능 모델을 제안한다. 마지막으로 제안된 모델에 서 버스트 손실률과 서비스 차등률 같은 QoS 파라미터를 고려하여 연결 수락 제어가 가능하도록 OBS을 위한 offset 시간 결정 (offset time decision; OTD) 알고리즘을 이용한다. 제안된 연결 수락 제어 알고리즘은 LSP (Label Switched Path)의 인가된 부하와 파장 정보 요구 QoS 파라미터를 OTD 알고리즘에 대업한다. 새로운 LSP 설정 요구가 발생할 때 OTD 알고리즘으로 결정된 offset 시간으로 요구 QoS를 만족하면 설정 요구를 수락한다. 성능 평가는 시뮬레이션을 이용하며 제안된 방식이 기존 방식에 비해서 많은 LSP에 의한 이용을 증가와 요구 QoS를 만족시킴을 보인다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제40권10호
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• pp.16-23
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• 2003

본 논문에서 광 네트워크에서 광 버스트 스위칭(Optical Burst Switching, OBS)과 광 회선 스위칭 (Optical Circuit Switching, OCS) 기술의 장점을 동시에 가지는 새로운 광 hybrid 스위칭(Optical Hybrid Switching) 시스템을 제안한다. 이 시스템은 들어오는 IP 트래픽을 hybrid 스위칭을 위해 짧은(short-lived) 흐름과 긴(long-lived) 흐름 구분한다. 성능 분석을 위하여 시스템을 Markovian 환경에서 단일 서버 큐로서 모델링 한다. 버스트 생성 프로세스는 two-state Markov Modulated Poisson Process (MMPP)를 따른다고 가정하고 서비스 율은 동시에 발생하는 OCS 세션의 수에 따라 변한다. OBS 버스트에 대한 평균 지연 및 큐 사이즈의 결과를 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권2B호
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• pp.111-119
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• 2011

최근에 Green IT 에 대한 관심이 증가함에 따라 네트워크 장치에서 발생하는 에너지의 소비를 줄이기 위한 연구가 지속적으로 증가하고 있다. 본 논문에서는 수면모드 (sleeping mode)를 이용하는 OBS 네트워크에서 트래픽 패턴 및 버스트 어셈블 알고리즘이 에너지 절감율과 지연시간에 미치는 영향을 분석한다. 이를 위하여 OPNET Modeler 를 사용하여 지수 분포와 파레토 분포를 가지는 트래픽 생성 모델과 시간 및 길이 기반의 버스트 어셈블 알고리즘을 수행하는 라우터 모델을 구현하고 시뮬레이션을 수행한다. 구현된 시뮬레이터를 통하여 트래픽 패턴 및 버스트 어셈블 방식에 따른 슬리핑 시간, 상태 천이 횟수, 패킷 지연시간 및 에너지 절감율을 측정하고 분석한다.

• ETRI Journal
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• 제24권4호
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• pp.311-322
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• 2002

Presently, optical burst switching (OBS) technology is under study as a promising solution for the backbone of the optical Internet in the near future because OBS eliminates the optical buffer problem at the switching node with the help of no optical/electro/optical conversion and guarantees class of service without any buffering. To implement the OBS network, there are a lot of challenging issues to be solved. The edge router, burst offset time management, and burst assembly mechanism are critical issues. In addition, the core router needs data burst and control header packet scheduling, a protection and restoration mechanism, and a contention resolution scheme. In this paper, we focus on the burst assembly mechanism. We present a novel data burst generation algorithm that uses hysteresis characteristics in the queueing model for the ingress edge node in optical burst switching networks. Simulation with Poisson and self-similar traffic models shows that this algorithm adaptively changes the data burst size according to the offered load and offers high average data burst utilization with a lower timer operation. It also reduces the possibility of a continuous blocking problem in the bandwidth reservation request, limits the maximum queueing delay, and minimizes the required burst size by lifting up data burst utilization for bursty input IP traffic.

• 정보처리학회논문지C
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• 제10C권4호
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• pp.447-454
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• 2003

광 버스트 교환(OBS : Optical Burst Switching)은 광 지연선(FDL: Fiber Delay Line) 사용의 감소와 차세대 전광 네트워크에서의 광 스위칭 패러다임을 실현하기 위해 제안되고 있다. OBS는 버스트를 시분할 다중화함으로써 파장 라우팅보다 대역폭의 효율성을 제공하고 코어 네트워크에 대한 확장성을 제공한다. 최근, 광 버스트 교환망에서 어떻게 QoS(Quality of Service)를 제공할 것인가가 이슈가 되고 있다. 본 논문에서는 혼잡 발생시 우회 라우팅(deflection routing) 경로로 우선순위 0, 1, 2의 버스트를 우회시켜 QoS를 제공하는 우회 라우팅 방법에 대해 제안한다. 제안된 방법의 큰 장점은 QoS를 간단히 제공할 수 있다는 것이고, 이는 QoS 보장 알고리즘으로부터 제공된다. 또한, 제안한 QoS 제공방식은 각 코어 라우터에서 광 지연선의 사용을 최소로 하면서 트래픽을 공평하게 분배함으로써 효율적인 네트워크를 구현하게 한다. 제안 QoS 제공 방식의 우선순위 0, 1, 2 버스트의 QoS 보장과 효율적인 네트워크 사용에 대하여 OPNET을 사용한 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 평가하였다. 이에 따른 결과로써, 높은 우선 순위 버스트의 종단간 지연은 향상되었으며, 또한 효율적인 네트워크 이용이 확인되었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (3)
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• pp.304-306
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• 2004

인터넷 사용자의 수와 전송되는 어플리케이션의 종류는 지속적으로 고도성장을 이어가고 있으며, 이에 따라 사용가능한 대역폭은 점점 그 한계에 도달해 가고 있다. 이러한 상황에서의 적절한 해결책은 바로 광 기술이다. 광 네트워크에서도 QoS를 제공하기 위한 방안들이 활발히 연구되고 있으며, 이중에서도 OCS와 OBS의 장점을 살림으로써 QoS를 제공하는 hybrid switching 방식들이 연구되고 있다. 본 논문에서 제안한 Fully Hybrid Optical Switching(FHOS)은 OBS 네트워크에 OCS 방식을 결합한 방식으로, 기존의 hybrid switching 방식에서의 문제점을 해결하여 보다 효율적인 QoS를 제공한다.

• 한국통신학회:학술대회논문집
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• 한국통신학회 2004년도 추계종합학술대회 논문 초록집
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• pp.290-290
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• 2004

• 한국통신학회논문지
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• 제37권2B호
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• pp.130-137
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• 2012

본 논문은 백본 망에서 발생하는 에너지를 절감하기 위하여 LPI(Low Power Idle)를 이용하는 OBS 코어 및 에지 라우터 구조를 제안하고 이를 평가한다. 제안한 LPI를 이용하는 코어 라우터는 코어 라우터 라인 카드와 BCP 스위치, 버스트 스위치, 스위치 제어기 및 LPI 기능을 위한 Sleep/Wake 제어기로 구성된다. 망 부하가 낮을 때 네트워크 제어 패킷을 수신한 Sleep/Wake 제어기는 코어 라우터 라인 카드의 수면/활성 상태를 제어함으로써 에너지를 절감 할 수 있다. 에지 라우터는 액세스 라인 카드 스위치, SCU 그리고 OBS 에지 라우터 라인 카드로 구성된다. 에지 라우터에서 LPI 기능은 네트워크 수준 제어를 통하여 에지 라우터 라인 카드 개별적으로 수행되며 버스트를 생성하는 동안 에지 라우터 라인 카드의 PHY/Transceiver를 수면 상태로 천이시킴으로서 에너지 절감을 할 수 있다. 제안된 코어 및 에지 라우터 구조의 에너지 절감 성능 평가를 위하여 본 논문에서는 제안된 라우터 구조의 전력 소모율을 비교/분석하였으며, OPNET을 이용한 시뮬레이션을 수행하여 코어 라우터와 에지 라우터 라인 카드의 PHY/Transceiver의 수면시간 관점에서 코어 및 에지 라우터의 에너지 절감 성능을 평가하였다.