Because the access network, also including metropolitan area, is a fundamental platform for the deli-very and termination of various services, future metropolitan and access networks are expected to comprise both heterogeneous optical and broadband wireless technologies with increasing demand of bandwidth-intensive and real time applications. In the optical part, Passive Optical Network (PON) is leading solution to support broadband access network while Wireless Mesh Network (WMN) is being attractive solution in the wireless access part. Therefore, in this thesis, we envision and then investigate the architecture of one of these scenarios by assuming the WMN technology as a wireless access network and the PON technology to serve in the backhaul. The critical reason why we consider this architecture is capacity insufficiency of wireless back-haul. However, there has been no standardized architecture for such system, methods to operate and their related many of QoS issues need to be highlighted and accounted for. Thus, firstly, we propose a novel Wire-less-Optical Converged Network (WOCN) and its adaptive channel operating scheme with a cell planning, which is based on practical industrial in-field measurements. In this scenario, one Optical Network Unit (ONU) in the PON substitutes for many existing internet gateways and performs a role like base station. Secondly, among the many of QoS issues, major research area to be taken into account is in developing an efficient routing algorithm for the wireless front end of WOCN, so we propose and investigate the characteristics of “Delay-Aware Routing Algorithm (DARA)” that minimizes the average packet delay in the wireless front end of a WOCN along with a customized path selection algorithm that is specially-tailored for the system and basically relies on hop counts for WMN. We model wireless routers as queues and predict wireless link states periodically. The simulation results verify that our proposed architecture and DARA can guarantee the required level for QoS assurance by supporting lowest delay compared with traditional routing algorithm such as minimum-hop routing algorithm (MHRA) and shortest path routing algorithm (SPRA) , high data rate and low packet error rate to wireless AP for real time traffic.
무선-광 결합망(Wireless-Optical Converged Network, WOCN)은 미래 인터넷을 위한 전도 유망한 아키텍쳐로 각광받고 있다. 최근, 무선-광 결합망에서 무선 부분에 대한 관심이 증가하고 있으며, 유선 대신 무선 라우터를 사용하여 도시의 백홀을 구성하고자 하는 연구가 활발히 진행 중이다. 본 논문에서는 무선 메쉬 네트워크의 백홀로서 PON을 결합시킨 구조를 제안하였다. 무선 메쉬 네트워크란 무선 인프라 환경에서 고정상태이거나 이동 중에 기지국 대 기지국, 단말 대 단말, 기지국 대 단말 등 모든 노드가 통신을 할 수 있는 다중 경로를 가지는 메쉬형 토폴로지를 무선망에 도입한 기술이다. 무선 메쉬 네트워크를 활용하면 다중 경로를 통한 신뢰성 있는 통신망 구성이 가능하고, 소 출력 무선 전송으로 넓은 커버리지를 확보 할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 현재 사용되고 있는 10/100 Base T 만으로 급증하는 무선 트래픽을 수용하기엔 한계가 있으며, 커버리지 또한 짧다. 따라서, 광대역 대역폭을 제공하고, 확장성이 뛰어난 EPON을 백홀로 채택하여 이러한 문제를 해결하고자 하였다.
본 논문에서는 이러한 구조에서의 채널 운용 방법과 기존의 최소 홉 기반의 라우팅이 아닌 딜레이에 대한 가중치를 주어 최소 딜레이가 예상되는 경로를 통해 라우팅을 수행하는 라우팅 알고리즘을 소개하였다. 그리고 시뮬레이션을 통해 기존의 Minimum Hop-count Routing Algoritm(MHRA)과 Shortest Path Routing Algorithm(SPRA) 보다 나은 Load balancing과 낮은 BER을 보였다.
