본 논문에서는 FT-TR(Fixed Transmitter-Tunable Receiver) 형 액세스 노드를 사용하여 광대역 액세스 망을 연결하는 파장 분할 다중화 (Wavelength Division Multiplexing; WDM)기반의 메트로(metro) 링에서 공정한 전송을 위한 MAC 프로토콜을 제안한다. 기본적인 채널 액세스 방식은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)이며 메트로 링을 순환한 전송된 슬롯은 SS(Source-Stripping) 방식으로 패킷이 제거되어 빈 슬롯이 된다. 빈 슬롯은 바로 패킷 전송에 이용되거나 다음 액세스 노드에 그대로 전송될 수 있는데, 전자는 망의 처리율은 향상되나 공정성에 문제가 발생되며 후자는 공정성은 향상되나 처리율이 낮은 단점을 갖는다. 따라서 제안된 MAC 프로토콜은 전자와 후자의 장점을 이용한다 제안된 프로토콜은 p-Persistent MAC 프로토콜로서 파장 채널을 공유하는 액세스 노드는 하향 액세스 노드에게도 빈 슬롯을 이용하도록 확률적으로 전송 기회를 주고, 상향 액세스 노드의 무조건적인 빈 슬롯 사용을 확률적으로 억제하는 방식이다. 수치적 분석을 통하여 제안된 프로토콜에 대한 대역 효율성과 최대 노드 처리율을 분석하고 시뮬레이션을 통하여 확률에 따른 노드 처리율, 전송 공정성, 전송 지연 등의 다양한 결과를 분석한다. 또한 FT-TR 형 액세스 노드인 FT-FRn (Fixed Transmitter-nFixed Receivers)과 FT-TR 구조로 메트로 망을 구성하여 제안된 MAC 프로토콜을 비교 평가한다.
In this paper, we consider a WDM based metro ring connecting broadband access networks by using FT-TR (Fixed Transmitter-Tunable Receiver) type access nodes and a new MAC protocol for fair transmission is proposed. The basic channel access scheme is CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) and the transferred optical slot is changed to be empty slot by SS(Source-Stripping) which drops a packet from ring-rotated slot. This empty slot can be either used to send head-of-line packet in buffer or transmitted to next access node. In former cases, there is the improvement of network throughput, but latter case leads unfairness problem of transmission. Thus the proposed MAC protocol exploits the advantages form tow cases. It gives downstream access nodes chance to use empty slots and limits the unconditional usage of empty slots at upstream access nodes with probability as called p-Persistent MAC protocol. We use a numerical analysis to evaluate bandwidth efficiency and maximum node throughput and compares simulation results in terms of node throughput, fairness factor, transfer delay depending on probability. Under two different FT-TR type architectures for metro ring network the proposed MAC protocol is evaluated and compared.
