Khan, Akhtar Nawaz;Khan, Zawar H.;Khattak, Khurram S.;Hafeez, Abdul
ETRI Journal
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제43권5호
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pp.799-811
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2021
This paper considers a challenging problem: to simultaneously optimize the cost and the quality of service in opaque wavelength division multiplexing (WDM) networks. An optimization problem is proposed that takes the information including network topology, traffic between end nodes, and the target level of congestion at each link/ node in WDM networks. The outputs of this problem include routing, link channel capacities, and the optimum number of switch ports locally added/dropped at all switch nodes. The total network cost is reduced to maintain a minimum congestion level on all links, which provides an efficient trade-off solution for the network design problem. The optimal information is utilized for dynamic traffic in WDM networks, which is shown to achieve the desired performance with the guaranteed quality of service in different networks. It was found that for an average link blocking probability equal to 0.015, the proposed model achieves a net channel gain in terms of wavelength channels (𝛾w) equal to 35.72 %, 39.09 %, and 36.93 % compared to shortest path first routing and 𝛾w equal to 29.41 %, 37.35 %, and 27.47 % compared to alternate routing in three different networks.
향후 10년 내에 전 세계적으로 인터넷 인구가 50억 명에 이르고 사물지능통신의 발달로 인해 인터넷에 접속되는 기기가 1,000억 대로 급증할 것으로 전망된다. 또한, video 콘텐츠를 비롯한 초대용량 서비스, 무선 인터넷 서비스 등이 활성화되고, 트래픽이 폭증할 것으로 예측된다. 그러나 60년대 후반에 만들어진 인터넷은 이러한 새로운 서비스의 등장 및 인터넷 트래픽의 폭증에 적절히 대응하기에는 많은 한계를 가지고 있다. 따라서 미국, EU, 일본 등 선진국들은 네트워크의 양적인 확충은 물론, 새로운 인터넷 기술을 개발하고 그 구조를 재설계하기 위해서 경쟁적으로 대대적인 투자를 전개하고 있다. 광가입자망은 이러한 급변하는 가입자망의 변화에 효과적으로 대처할 수 있는 기술로써, 인터넷 서비스 사업자와 가입자를 연결하는 중요한 네트워크이다. 본고에서는 대표적인 광가입자망 기술인 TDM-PON(Time Division Multiplexing-Passive Optical Network) 및 WDM-PON(Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network)의 전반적인 기술 현황, 국제 표준화 동향 및 시장 동향에 대해 소개하고, 앞으로 미래를 대비하기 위해 필요한 광가입자망의 기술개발 방향에 대해 논하고자 한다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제18권2호
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pp.100-105
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2020
With the advent of the 5G era, the rapid growth in demand for mobile content services has increased the need for additional backhaul investment. To meet this demand, employing a content delivery network (CDN) and optical access solution near the last mile has become essential for the configuration of 5G networks. In this paper, a cache-enabled architecture using the passive optical network (PON) is presented to serve video on demand (VoD) for users. For efficient use of mobile backhaul, I propose a request deduplication scheme (RDS) that can provide all the requested services missed in cache with minimum bandwidth by eliminating duplicate requests for movies within tolerable range of the quality of service (QoS). The performance of the proposed architecture is compared with and without RDS in terms of the number of requests arriving at the origin server (OS), hit ratio, and improvement ratio according to user requests and cache sizes.
The world's first 5G commercial service started in Korea in April 2019. This makes us proud of our status as an ICT powerhouse, and of the domestic optical network industry ecosystem that has served as a lever to make this significant leap forward in technological and industrial competitiveness. Above all, Japan's trade regulations on core parts and the COVID-19 pandemic have led to new changes across cultures, societies, and economies, and 5G networks have become important. The relevant technology for core material parts is a major concern not only of a few industries, but an entire section of society in terms of national competitiveness. In this article, we discuss the role of industries through the analysis of prospects of optical component technology with regard to the changes in the economic and social paradigm caused by the COVID-19 pandemic and Japan's export regulations.
This paper deals with a physical access network design problem arising from the deployment of fiber-to-the-home passive optical networks (FTTH-PON). The problem seeks to find an optimal location and capacity assignment of splitters in the network such that the total cost of fiber and splitter is minimized, while satisfying all the demand. We propose tabu search approach for finding a good feasible solution.
멀티미디어 응용의 발달과 통합형 인터넷 서비스가 등장함에 따라, 광 가입자 망에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, Ethernet Passive Optical Network(EPON)은 경제성과 더불어 높은 대역폭 제공으로 인해 많은 관심을 받고 있다. EPON 시스템에서의 데이터 전송은 OLT(Optical Line Terminal) 가 ONU(Optical Networks Units)에게 데이터를 전송하는 하향 전송과 ONU가 OLT에게 데이터를 전송하는 상향 전송, 두 가지 방식으로 이루어져 있다. 하향 전송의 경우 모든 ONU들에게 데이터를 브로드캐스트 방식으로 전송한다. 반면 상향 전송의 경우 OLT와 ONU가 점대점 형식으로 연결되어 데이터를 전송하는데, 이때 하나의 상향 링크를 다수의 ONU가 TDMA 기반으로 공유하여 사용한다. 이러한 상향 전송에서의 대역 할당 알고리즘은 효율적인 대역폭 관리를 위해 반드시 필요하다. Limited 방식은 상향 전송에 있어서 효율적인 대역폭 할당을 위해 제안되었다. 본 논문에서는 기존 Limited 방식의 단점을 보완한 적응적 Limited 방식을 제안한다. 적응적 Limited 방식은 보다 탄력적인 대역할당이 가능하고, 패킷 지연 기반의 공평성을 제공한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 적응적 Limited 방식이 기존 Limited 방식보다 더욱 탄력적인 대역폭 할당이 가능함을 확인할 수 있었으며, 패킷 지연 기반의 공평성 유지 및 요구 기반의 대역폭 할당 공평성이 우수하게 유지됨을 확인할 수 있었다.
다채널 광 슬러티드 링 통신망은 파장 분할 다중화 방식(wavelength division multiplexing ; WDM)이 채택된 다 채널 구조로서 전광(全光) 패킷 교환 장치를 엑세스 메카니증으로 이용하기 때문에, 전기적 속도 제한 요소를 망의 바깥으로 옮겨서 결국 고속 광통신 매체의 모든 전송 용량을 이용할 수 있다. 링 채널은 B-ISDN 엑세스 망(Access Network)으로 이용하기 위하여 ATM셀과 같은 크기의 슬롯들로 나뉘어져서 수신 노드에서 셀 데이터를 링으로부터 제거하는 슬러티드 링의 개념으로 설계된다. 본 논문에서는 이 통신망의 성능 측정을 위해서 수학적 모델량에 의한 새로운 해석 방법을 제안하였다, 시뮬레이션으로 그 결과를 검증하였다. 수학적 해석법과 시뮬레이션의 결과를 이용하여 여러 가지 망 매개변수(network parameters)의 변화에 EK른 다채널 광 슬러티드 링 통신망의 성능을 고찰하였다.
이동통신망에서 RF 신호를 송수신하는 기지국(base station)과 이동 통신 신호의 교환 전송을 담당하는 중앙국(central station)을 광섬유로 연결하여 구성한 SCM(Subcarrier Multiplexing) 광링크는 RF 신호를 효율적이고 경제적으로 전송하는 시스템으로 널리 사용되고 있다. 그러나 링크의 전송 성능이 광전송 링크와 무선링크의 다양한 환경에 의해 크게 제한되므로, 본 논문에서는 이동통신망에서 CDMA RF 신호전송을 위한 SCM 광링크 시스템의 분석적 모델을 제시하고 다양한 링크 환경에서 전송 성능을 분석하였다. 특히, 광전송 링크에서 레이저 다이오드(LD: Laser Diode)에 의해 발생하는 비선형 왜곡과 무선링크에서 다중 가입자에 의해 발생되는 다중접속간섭(MAI: Multiple Access Interference)을 고려하여 최적의 전송 성능 조건을 제시하였다. 제안된 분석적 모델링으로부터 얻은 성능분석을 통해 최적의 시스템 성능은 사용된 코드의 길이나 다중 가입자의 수에 따라 변화하며 광링크 고유의 잡음과 LD 비선형 왜곡에 의한 영향이 최소가 되는 광변조지수(optical modulation index)를 선택함으로써 얻어짐을 알 수 있었다.
A general method for the evaluation of the symbol error probability (SER) of ultra wideband (UWB) systems with various kind of modulation schemes (N-PAM, M-PPM, Bi-Orthogonal), in presence of multipath channel, multiuser and strong narrowband interference, is presented. This method is shown to be able to include all the principal multiaccess techniques proposed so far for UWB, time hopping (TH), direct sequence (DS) and optical orthogonal codes (OOC). A comparison between the performance of these multiple access and modulation techniques is given, for both ideal Rake receiver and minimum mean square error (MMSE) equalizer. It is shown that for all the analyzed multiple access schemes, a Rake receiver exhibits a high error floor in presence of narrowband interference (NBI) and that the value of the error floor is in-fluenced by the spectral characteristics of the spreading code. As expected, an MMSE receiver offers better performance, representing a promising candidate for UWB systems. When the multiuser interference is dominant, all multiple access techniques exhibit similar performance under high-load conditions. If the number of users is significantly lower than the spreading factor, then DS outperforms both TH and OOC. Finally 2PPM is shown to offer better performance than the other modulation schemes in presence of multiuser interference; increasing the spreading factor is proposed as a more effective strategy for SER reduction than the use of time diversity.
차세대 광가입자망시스템에서는 전송속도 및 전송거리 향상을 위해 코히어런트 광전송 시스템이 검토되고 있다. 그런데 이 전송방식의 경우 I/Q 불균형 요인에 의해 전송 성능 저하를 일으킬 수 있으며, 가입자 수신부 내부 구조의 비대칭성은 I/Q 진폭불균형의 주 요인이 될 수 있다. 따라서 안정적인 전송 성능 보장을 위해서는 이런 불균형 성분을 제거하거나 보상해주어야 한다. 본 논문에서는 I/Q 진폭불균형의 원인 및 전송 성능에 미치는 영향을 분석하고, 수신부에서 발생하는 I/Q 진폭불균형 요인을 보상하는 방식을 제시하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 제안한 방식의 성능을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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