This dissertation is concerned with the following four issues: 1) how to analyze delay characteristics in queueing networks with infinite buffers, 2) how to analyze delay characteristics in queueing networks with finite buffers, 3) how to analyze intelligent networks (IN) based on the SS7 signaling network, and 4) how to analyze IN based on ATM networks.
Telecommunication networks can be modeled as open queueing networks consisting of a number of nodes. We propose an approximation method for deriving mean sojourn time and sojourn time distributions in queueing networks with infinite and finite buffers. The approximation method is based on decomposition, a two-moment approximation, a PH/PH/1 waiting time approximation, and convolution of PH-type distributions. The approximation method is validated by comparing the approximation results with simulation results in case of traffic condition (low or high traffic), four different types of queueing networks consisting of 9 nodes with different servers (deterministic, Erlang, exponential or hyperexponential servers), and buffer size (infinite or finite).
IN concept is to provide complex services over a less sophisticated signaling system using intelligent servers, called the service control points (SCPs) that extend the capabilities of the network. We introduce an IN/ISDN signaling platform and a protocol mode, and evaluate the performance of the IN/ISDN signaling platform in terms of mean sojourn time and sojourn time distribution using the approximation method. It becomes very important and necessary to obtain such distributions, especially for quantiles in the tail distributions with the advent of advanced networking technologies.
The ATM-based B-ISDN has been recognized as a target network which provides sufficient bandwidths for transfer of all types of information, efficient mechanisms for switching and multiplexing, and enhanced service control capabilities. The IN-based signaling has been chosen by several network operators and service providers in order to rapidly introduce multimedia services in an ATM-based broadband network. We introduce an IN/B-ISDN signaling platform and a protocol model, and evaluate the performance of the IN/B-ISDN signaling platform in terms of end-to-end mean setup delay and sojourn time distribution using the approximation method.
This approximation method and a protocol modeling can be further applied to analyzing various telecommunication networks, such as advanced intelligent network (AIN) and personal communication service (PCS) based on the SS7 network or ATM network.
정보화 사회의 발전에 수반하여 통신망에 대해서 더욱 고도화, 다양화가 요구되고 있고, 망의 디지틀화와 축적 프로그램 제어를 통해 이같은 요구를 충족시키므로 통신망은 발전해 갈 수 있을 것이다. 이러한 통신망의 발전을 통해 전화 서비스의 경제화와 고도화가 이루어지고, 비전화 서비스의 제공이 가능하게 되었으며, ISDN, 이동망, 지능망을 향한 발전도 가능하게 되었다. 지능망의 개념은 망능력을 확장하고자 지능형 서버인 서비스 제어국을 통해 제한적인 신호 시스템상에서 복잡한 서비스를 제공하는 것이다. 지능망 서비스의 도입에 따른 지능망의 안정화 도모를 위해 지능망의 성능 분석이 필수적이며, 이를 이용하여 새로운 서비스의 도입에 따른 지능망에 미치는 영향을 정량적으로 분석하여 망의 이용률 및 사용자가 요구하는 서비스 품질을 만족시킬수 있는 지능망 설계 기술에 이용할 수 있을 것이다. 본 졸업 논문의 첫번째 주제는 지능망의 성능을 분석함에 있어 근간이 되는 평균지연시간과 지연시간의 분포를 구하기 위한 근사적인 방법을 제안한다. 일반적인 통신망은 노드(node)로 구성된 대기망으로 모델링 할 수 있다. 모델링된 무한한 대기구간을 가지는 대기망은 분해 (decomposition), 2개의 변수로의 근사화(two-moment approximation), PH/PH/1 대기 시간 근사화(PH/PH/1 waiting time approximation), PH 분포의 convolution이라는 방법을 통해 평균지연시간과 지연시간의 분포를 구할 수 있다.9개의 노드로 구성된 대기망의 예를 통해 다양한 환경(트래픽 특성, 서비스 특성)에 따라 제안된 방법과 시뮬레이션 결과를 비교함으로 근사적인 방법을 검증하였다.
통신망에 있어 시스템의 한정된 자원에 기인한 서비스 거부로 나타나는 현상에 대해 대기망에서 유한한 대기구간이 주어진 경우에 새로운 서비스가 도착했을때 유효한 대기구간이 없는 경우에 해당 서비스가 거절되는것으로 생각할 수 있다. 본 졸업 논문의 두번째 주제는 첫번째 주제를 확장하여 대기구간이 유한한 대기망에 대한 평균지연시간과 지연시간의 분포를 구하기 위한 근사적인 방법을 제안하고 9개의 노드로 구성된 대기망의 예를 통해 근사적인 방법을 검증하였다. 공통선 신호 방식 SS7은 전화 서비스를 주로 하는 애널로그 망과 근래에는 그 기능이 더욱 개량 및 보강되어 ISDN 등 디지털 망에도 사용 범위가 확대되어 망기능의 고도화에 크게 기여하고 있다. 이러한 신호망을 기간망으로 하는 지능망의 성능분석은 신호망의 안정화 도모와 지능망 서비스의 품질 향상을 위해 필수적이다. 본 졸업 논문의 세번째 주제는 공통선 신호 방식 SS7을 기간망으로 하는 지능망을 소개하고 성능분석을 위한 계층적인 모델링 방법을 제안하며 첫번째 주제에서 제안된 근사적인 방법을 사용하여 다양한 지능망 서비스에 따른 서비스 평균 지연시간과 지연시간의 분포를 시뮬레이션 결과와 비교함으로 지능망을 분석하였다.
ATM을 근간으로 하는 B-ISDN은 다양한 종류의 정보전달을 위한 충분한 대역, 효율적인 교환과 다중화 과정, 향상된 서비스 제어능력을 제공할 수 있다고 인식되어 지고 있다. 지능망 서비스를 제공함에 있어 이러한 특성을 고려하여 지능망의 기간망으로 선택하고 있다. 본 졸업 논문의 네번째 주제는 ATM을 근간으로 하느 B-ISDN을 기간망으로 하는 지능망을 소개하고 성능분석을 위한 계층적인 모델링 방법을 제안하며 첫번째 주제에서 제안된 근사적인 방법을 사용하여 다양한 지능망 서비스에 따른 서비스 평균 지연시간과 지연시간의 분포를 시뮬레이션 결과와 비교함으로 지능망을 분석하였다.
본 학위 논문에서는 지능망에서 지연시간의 특성을 분석하기 위한 근사적인 방법을 제안하고 검증하였으며 다양한 지능망 환경에서 제안된 근사적인 방법을 사용하여 지능망의 지연시간의 특성을 분석하였다.
