Packet pacing in short buffer optical packet switched networks

Abstract — In the absence of a cost-effective technology for storing optical signals, emerging optical packet switched (OPS) networks are expected to have severely limited buffering capability. This paper investigates the resulting impact on end-to-end loss and throughput, and proposes that the optical edge switches “pace ” packets into the OPS core to improve performance without adversely affecting end-to-end delays. In this context, our contributions are three-fold. We first evaluate the impact of short buffers on the performance of real-time and TCP traffic. This helps us identify short-time-scale burstiness as the major contributor to performance degradation, so we propose that the optical edge switches pace the transmission of packets into the OPS core while respecting their delay-constraints. Our second contribution develops algorithms of poly-logarithmic complexity that can perform optimal real-time pacing of high data rate traffic. Lastly, we show via simulations of a realistic network carrying real-time traffic that pacing can significantly reduce losses at the expense of a bounded increase in end-to-end delay. The loss-delay trade-off mechanism provided by pacing can help achieve desired OPS network performance. I

Redes sem fio de longas distâncias: novas contribuições para a justiça em nível de usuário e para a qualidade de serviços em fluxos de vídeo escalável

Esta tese tem como objetivo a avaliação de desempenho do acesso sem fio à internet para o uso de aplicações web e de vídeo escalável. O texto trata das principais contribuições alcançadas por este trabalho que são: (i) o desenvolvimento de um novo modelo de simulação de uma célula EVDO com o qual avaliamos justiça usando métricas como a vazão e o atraso, sob influência de diferentes cenários de mobilidade. Além disso, propomos uma solução simples para melhorar a justiça entre os usuários deste tipo de rede sem fio; e, (ii) a proposta de modelos matemáticos que nos permitem estudar, sob um novo ponto de vista, o processo aleatório de perda em filas FIFO/Droptail. Com base os resultados obtidos, propomos uma nova técnica fim-a-fim de transmissão de fluxos de vídeo escalável. Mostramos com essa técnica que, mesmo sem o emprego de complexos algoritmos de escalonamento e descarte nos roteadores, é possível priorizar os pacotes mais importantes para a qualidade do vídeo sem o uso de métodos tradicionais de priorização. Através de modelos de simulação desenvolvidos durante esta tese, avaliamos o ganho de qualidade atingido quando nossa técnica é usada, considerando perfis de vídeos bem conhecidos