본 논문에서는 Ethernet Passive Optical Network(EPON)시스템에서 단말들에 대한 공정성을 부여하는 동적 대역할당 알고리듬을 제안하고 시뮬레이션을 통한 성능분석을 하였다. 기존 EPON에서는 Optical Network Unit(ONU)로부터 보고 받는 버퍼의 상태만을 고려하여Optical Line Termination (OLT)가 상향링크의 대역을 할당한다 이러한 ONU버퍼상태에 따른 대역할당방법은 ONU들에 대한 공정한 대역할당은 가능하지만 ONU에 연결된 단말들에 대한 공정한 대역할당을 보장하지 않는 문제가 있다. 예를 들어, 어떤 ONU에 연결된 어떤 단말로부터의 전송이 일시적으로 폭증할 경우, 급격하게 증가된 이 ONU의 버퍼상태가 OLT에 보고됨으로써, 이 ONU는 더 많은 상향 대역폭을 할당받게 된다. 이러한 대역할당의 결과, 상향전송이 많은 단말에 대해서는 많은 대역이 할당되지만, 상대적으로 전송량이 적은 단말들이 접속된 다른 ONU들에는 기존보다 감소된 대역이 할당됨으로써 이러한 ONU들에 접속되어 있는 단말들의 전송지연시간이증가되는 불공정성 문제가 발생한다. 이러한 문제점에 착안하여, 본 논문에서는 ONU가 보고하는 버퍼상태뿐만 아니라, ONU에 연결된 단말의 개수도 OLT에 보고함으로써, OLT가 단말들에 대한 공정한 대역할당을 할 수 있는 방식을 제안하였다. 제안된 방법의 성능분석을 위해 SIMULA 시뮬레이션 언어를 이용하여 EPON시스템을 모델링하였다. 각 단말과 ONU 관점에서의 수율과 지연시간, 시간에 따른 ONU의 버퍼 변화 등을 비교 분석한 시뮬레이션 결과로부터, 제안된 방법이 각 단말들에 대하여 대역을 공정하게 분배할 수 있음을 보였다. 마지막으로, EPON 시스템을 망사업자가 운용할 때, 최종단에 위치한 가입자 단말들에 대하여 공정하게 대역을 할당할 경우, 제안된 방법이 효율적으로 활용될 수 있을 것이다.
In this paper, we propose the dynamic bandwidth allocation algorithm for the IEEE802.3ah Ethernet Passive Optical Network(EPON) system to provide the fairness among terminals, and evaluate the delay-throughput performance by simulation. For the conventional EPON systems, an Optical Line Termination (OLT) schedules the upstream bandwidth for each Optical Network Unit (ONU), based on its buffer state. This scheme can provide a fair bandwidth allocation for each ONU. However, it has a critical problem that it does not guarantee the fair bandwidth among terminals which are connected to ONUs. For an example, we assume that the traffic from a greedy terminal increases at a time. Then, the buffer state of its ONU is instantly reported to the OLT, and finally the OW can get more bandwidth. As a result, the less bandwidth is allocated to the other ONUs, and thus the transfer delay of terminals connected to the ONUs gets inevitably increased. Noting that this unfairness problem exists in the conventional EPON systems, we propose a fair bandwidth allocation scheme by OLT with considering the buffer state of ONU as welt as the number of terminals connected it. For the performance evaluation, we develop the EPON simulation model with SIMULA simulation language. From the result of the throughput-delay performance and the dynamics of buffer state along time for each terminal and ONU, respectively, one can see that the proposed scheme can provide the fairness among not ONUs but terminals. Finally, it is worthwhile to note that the proposed scheme for the public EPON systems might be an attractive solution for providing the fairness among subscriber terminals.
