Μελέτη και ανάλυση απόδοσης MAC πρωτοκόλλων με διαφάνεια στο μέσο μετάδοσης για ευρυζωνικά 60 GHz ασύρματα οπτικά δίκτυα: αξιολόγηση μηχανισμών δικαιοσύνης
Creators: name: Μανιώτης, Παύλος Παναγιώτη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: Πρωτόκολλο πρόσβασης μέσου με διαφάνεια στο μέσο μετάδοσης
Ασύρματα δίκτυα οπτικών ινών, ραδιοκύματα μέσω ίνας
60 GHz υβριδικά δίκτυα και δίκαιος διαμοιρασμός του μέσου μετάδοσης
Medium-Transparent MAC Protocol
Radio-over-Fiber/Fiber Wireless Networks
60 GHz Protocols and Throughput Fairness

description: Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται ένα διαφανές ως προς το μέσο πρωτόκολλο (Medium-Transparent Medium Access Protocol – MT-MAC) το οποίο παρέχει υψηλού επιπέδου υπηρεσίες δικαιοσύνης, από τη σκοπιά του τελικού χρήστη, τόσο ως προς την προσφερόμενη ρυθμαπόδοση όσο και ως προς την καθυστέρηση πρόσβασης στο μέσο. Το πρωτόκολλο προορίζεται για χρήση σε ευρυζωνικά 60GHz ασύρματα οπτικά δίκτυα (Fiber-Wireless – FiWi) με ρυθμούς μετάδοσης της τάξης των Gbps. Η παρεχόμενη δικαιοσύνη του πρωτοκόλλου βασίζεται στην υλοποίηση ενός αλγορίθμου για την ανάθεση των οπτικών καναλιών στις κεραίες ανάλογα με το πλήθος των ενεργών χρηστών που βρίσκονται σε αυτές (Client Weighted Algorithm – CWA). Τα χαρακτηριστικά δικαιοσύνης του πρωτοκόλλου επιβεβαιώνονται μέσα από εκτεταμένες προσομοιώσεις για διάφορες κατανομές των τελικών χρηστών προς τις κεραίες, για διάφορες τιμές του φόρτου του δικτύου και για διάφορες συνθήκες διαθεσιμότητας των καναλιών που χρησιμοποιούνται στο οπτικό μέσο, με ταχύτητα μετάδοσης 1Gbps. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων δείχνουν πως μπορεί να επιτευχθεί πλήρης δικαιοσύνη ως προς τη ρυθμαπόδοση και την καθυστέρηση της πρόσβασης στο μέσο, ακόμα και για αρκετά διεσπαρμένες κατανομές των χρηστών προς τις κεραίες, κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες διαθεσιμότητας των καναλιών. Τα αποτελέσματα που αφορούν τον προτεινόμενο μηχανισμό δικαιοσύνης συγκρίνονται με τα αντίστοιχα αποτελέσματα που προκύπτουν με χρήση του Round-Robin αλγορίθμου για την ανάθεση των διαθέσιμων καναλιών. Η σύγκριση αυτή επιβεβαιώνει τις αυξημένες ικανότητες παροχής δικαιοσύνης του προτεινόμενου μηχανισμού. Επιπροσθέτως, ο προτεινόμενος μηχανισμός είναι απλός και παραμένει ανεξάρτητος από την διαδικασία ανάθεσης του ασύρματου μέσου μετάδοσης, τονίζοντας με αυτόν τον τρόπο την υψηλού επιπέδου προσαρμοστικότητα και ευελιξία του MT-MAC πρωτοκόλλου για χρήση σε υψηλής ταχύτητας 60GHz ασύρματα οπτικά δίκτυα.
description: We demonstrate a novel Medium-Transparent MAC protocol with enhanced end-user service delivery fairness properties for use in Gbps capable, 60 GHz Fiber-Wireless (FiWi) LAN networks. Our approach relies on incorporating a Client Weighted Algorithm (CWA) in the optical capacity allocation mechanism employed in the MT-MAC scheme, so as to distribute the available wavelengths to the different antenna units according to the total number of active users served by each individual antenna. The protocol’s throughput fairness characteristics are confirmed through extensive simulations for different end-user’s distributions, varying traffic loads and multiple optical wavelength availabilities at 1 Gbps data rates. The presented results show that complete throughput and delay equalization can be achieved even for highly varying user population patterns among the different antenna units when certain wavelength availability conditions are satisfied. The performance of the proposed protocol has been compared with respective results obtained by the state-of-the-art MT-MAC scheme where a round-robin arbitration algorithm is used, clearly confirming the increased fairness capabilities of our approach. In addition, the proposed scheme is simple and remains clearly distinct from the wireless capacity arbitration process, highlighting in this way the high-level agility and flexibility of the MT-MAC platform for use in high-speed 60 GHz FiWi LANs.