行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
在全光都會網路上封包碰撞避免與頻寬分配機制之研究
研究成果報告(精簡版)
計 畫 類 別 ： 個別型 計 畫 編 號 ： NSC 98-2221-E-151-037- 執 行 期 間 ： 98 年 08 月 01 日至 99 年 07 月 31 日 執 行 單 位 ： 國立高雄應用科技大學電機工程系 計 畫 主 持 人 ： 陳文平 計畫參與人員： 碩士班研究生-兼任助理人員：陳亞仲 碩士班研究生-兼任助理人員：張維庭 碩士班研究生-兼任助理人員：黃奎龍 報 告 附 件 ： 出席國際會議研究心得報告及發表論文 處 理 方 式 ： 本計畫可公開查詢中 華 民 國 99 年 10 月 26 日
行政院國家科學委員會補助專題研究計畫 期末報告
在全光都會網路上封包碰撞避免與頻寬分配機制之研究
計畫類別：
個別型計畫 □ 整合型計畫
計畫編號：
NSC 98-2221-E-151-037
執行期間：98 年 08 月 01 日 至 99 年 07 月 31 日
計畫主持人：陳文平
共同主持人：
計畫參與人員：陳亞仲、黃奎龍、張維庭
成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：
精簡報告 □完整
報告
本成果報告包括以下應繳交之附件：
□赴國外出差或研習心得報告一份
□赴大陸地區出差或研習心得報告一份
■出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份
□國際合作研究計畫國外研究報告書一份
處理方式：除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究
計畫、列管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢
■涉及專利或其他智慧財產權，□一年■二年後可公開
查詢
執行單位：
國立高雄應用科技大學電機工程系
中華民國 99 年 10 月 24 日
目錄
目錄...II 圖目錄...II 表目錄...II 中文摘要...1 英文摘要...1 ㄧ、報告內容... ...2 二、參考文獻...8 三、計畫成果自評...9四、
附錄一:計畫成果與得獎紀錄... ...10圖目錄
圖 1. First in First out (FIFO)架構...3圖2. Pre_classification架構...3 圖3. 一種具有動態Quota值之傳送Queue與目的端加裝Resequencing Queue的網 路 架 . . . ¡ . 4 圖4. 節點i之傳送Queues的到達率...5 圖 5. 一種 ISA 範例與傳輸率示意圖...5 圖6. TQD及ISA演算法在N=16,W=8之節點平均IP封包Transmission-delay¡¡ ....7 圖7. CSMA/ID各演算法在N=16,W=8整個網路節點的效能公平性...7 圖8. CSMA/ID各演算法在N=16,W=8單一節點的效能公平性...7 圖9. CSMA/ID各演算法在N=16,W=8整個網路節點的延遲公平性...7 圖10. CSMA/ID各演算法在N=16,W=8單一節點的延遲公平性結論...8
表目錄
表1. 網路模擬參數...7中、英文摘要及關鍵詞(Keywords)
(一) 中文摘要
都會網路可區位為都會核心網路與都會接取網路。前者的封包傳輸之研究可分為同 步(Synchronous)及非同步(Asynchronous)二種，而後者之研究較符合 IP 封包傳輸的特性 而成為研究的趨勢。主持人曾提出ㄧ種新的媒介存取控制協定稱之為載波偵測多重擷取 /閒置空間偵測(Carrier Sense Multiple Access/Idle Detection, CSMA/ID)，它能有效地處理 任意長度的 IP 封包傳送至全光的都會網路上，而為了獲取更有效率的資料通道(Data Channel)之頻寬的利用率，本計畫提出ㄧ種適用在 CSMA/ID 協定之封包排程機制，此 機制包含三種傳輸 Queue 的架構(Transmitting Queue Discipline, TQD)及四種閒置空間分 配(Idle Space Allocation, ISA)演算法以分析研究對 CSMA/ID 協定之影響，而為了檢驗三 種傳送 Queue 之封包傳輸公平性問題，本計畫制定了二種公平性指標探討之。
關鍵詞：都會環狀網路、媒介存取控制協定、頻寬分配
(二) 英文摘要
In the metro core networks, packet transmission has two major research fields: synchronous and asynchronous. The latter is well suited to IP traffic and therefore is considered. This project proposed a novel MAC protocol named Carrier Senses Multiple Access with Idle Detection (CSMA/ID) to handle variable-length packets over an all-optical ring network. To evaluate optimal utilization of channel bandwidth, this project studies packet scheduling based on three transmitting queue discipline (TQD) architectures and four idle space allocation (ISA) algorithms with regard to their impact on performance. For numerical evaluation of performance, two fairness indexes are defined to check the fair issue of TQDs.
報告內容
一、 前言
都會網路是公眾網路及企業網路交界地區，是目前頻寬瓶頸所在。從電信業者、網 路設備商，以至於元件提供商，無不重視此市場發展的潛力，致力發展低成本的都會光 纖網路相關產品及服務。都會網路之研究可區分為都會核心網路(Metro Core Networks) 與都會接取網路(Metro Access Networks)二部份，在都會核心網路的拓撲(Topology)中， 由於環狀網路(Ring Network)在先天上具有多項的優點，諸如網路結構及節點構造設計簡 單、繞送(Routing)容易、節點擴充性(Scalable)能力佳等諸多優點，故環狀網路是一種非 常受歡迎的網路拓撲選項。而台灣由於中央山脈阻隔緣故，城市集中在沿海，正好適合 使用環狀網路來建設全島資訊高速網路，或是利用環狀網路來建構北、高等大都會網路 系 統 。 關 於 環 狀 網 路 的 通 訊 協 定 之 研 究 ， 是 以 消 除 多 重 的 協 定 堆 疊 如 IP/ATM/SONET/WDM 為目的，直接將 IP 封包上傳至 WDM (IP over WDM)，因此網路 需要ㄧ套有效的媒介存取控制協定來實現 IP over WDM，並且能以全光(All-optical)方式 來傳送，以提升網路的頻寬效率。
二、 研究目的
為改善都會環狀網路 的頻寬效能 ， 本計畫 提出 ㄧ 種有效的 封包排程 (Packet Scheduling)機制以提高 CSMA/ID 都會核心網路的頻寬利用率之研究計畫案，其中包 含四種閒置空間分配(Idle Space Allocation)及三種傳送 Queue 架構之研究。
三、 文獻探討
環狀網路在都會網路或廣域網路(Wide Area Network)中，是一種常見的網路拓撲 之ㄧ。而目前在 IP over WDM 應用於全光式都會網路的研究中，大致可分為同步傳輸 與非同步傳輸二種方式。早期由於通訊是以語音資料為主，因此網路系統皆以同步傳 輸 的 方 式 為 主 軸 ， 例 如 ATM 、 SONET/SDH 網 路 ， 但 這 種 多 層 次 的 協 定 堆 疊 IP/ATM/SONET/WDM，不僅增加設備成本，且固定長度的封包傳輸方式亦不符合任
意長度特性的 IP-based 網路，而義大利 Marsan 等人所提出的 SRR 機制[1]、美國史丹
佛大學教授 Shrikhande 等人所提出的 HORNET[2-3]測試平台雖是以 IP over WDM 來 解決多層次協定堆疊之缺失，但封包的傳輸仍舊是同步傳輸模式進行。因此隨著 IP 網路的盛行，非同步傳輸觀念逐漸受到矚目，如 Cai 所提出之 Multitoken Interarrival Time (MTIT) [4]、IEEE 製定的標準 802.17 (Resilient Packet Ring)[5-6]、美國史丹佛大 學 Shrikhande 所設計之 HORNET 系統所使用的通訊協定¡ CSMA/CA with Backoff
[7]、主持人團隊所提出之通訊協定¡ 載波偵測多重擷取/碰撞載波優先(Carrier Sense
Multiple Access/Collision Preemption, CSMA/CP)[8-9]及主持人所提出之載波偵測多重 擷取/閒置空間偵測(Carrier Sense Multiple Access with Idle Detection, CSMA/ID)[10]之 通訊協定等機制，均屬於非同步傳輸模式，而這些網路架構所採用的封包交化方式是 以光封包交換(Optical Packet Switching, OPS)技術為主，它的傳輸方式能符合非固定長
度的 IP 封包的特性，以獲取較高的系統效能。 四、 研究方法 由於 CSMA/ID 是一種能避免封包傳送時碰撞避免的媒介存取控制協定，每個 AP 藉由 FDL 的延遲，透過光檢測器(Photo Detector)等光電元件偵測光纖內所有資料通道 由上游節點所傳送過來之封包的表頭內容，並計算所有資料通道內可利用的閒置空間 的大小，對於 Ethernet-based 之 IP 封包的長度而言，在傳送 Queue 內等待傳送的封包 之長度(以 OC-3 之封包分佈為例)是 40~1500 Bytes，也就是說並非每次都需要傳送最 大的 MTU 封包，因此對於利用哪一個資料通道的閒置空間或是使用哪一種傳送 Queue 的架構(Transmission Queue Discipline, TQD)來上傳被選定傳送的 IP 封包是值得深入研 究的議題，其研究說明如下：
(1) 傳送 Queue 的架構(Transmission Queue Discipline, TQD)
(a) First in First out (FIFO)
在 FIFO 的架構下，先到達傳送 Queue 內的封包就優先傳送，MAC Controller 會檢 測在 FDL 長度內所有 Channel 上 IS 的資訊是否大於或等於 FIFO 的第一個封包長度， 當 IS 超過一個以上，就會根據 IS 的四種演算法來傳送該封包，否則該封包必須等到下 一個充足長的 IS 出現才能傳送，此方式雖然可以避免封包的碰撞，但卻會造成嚴重的 Head-of-Line (HoL)問題。以圖 1為例，當 TX Queue 內的第一個封包長度是 1200 bytes， 而 IS 最大的長度只有 550 bytes，即使第二的封包遠小於 550 byres AP 也無法傳送，因 此導致 HoL 發生。
圖 1. First in First out (FIFO)架構 圖 2. Pre_classification 架構
(b) Pre_Classification Queueings (PCQ)
根據一項針對 MCI¡s Backbone OC-3 Links 的 IP Packet 分布統計顯示[15]，雖然標 準乙太網路的封包大小介於 40 bytes 與 64k bytes 間，且數量大致分為三大類，分別是 40 bytes、552 bytes 以及 1500 bytes 三種。根據此特性，本計畫提出一種封包預先分類
PCQ 的架構來改善 FIFO 的 Head of Line(HoL)的問題以提高網路的效能，有關之詳細 描述如下：
(i) 如圖 2所示，LAN 的 IP 封包進入 AP 時，AP 將依照封包的長度分類儲存在三種大
小不同的傳送 Queues 內，其封包存放範圍分別是 Q1=553~1500 bytes、Q2=41~552
bytes 及 Q3=40 bytes，並且這三種 Queues 最前面等待傳送的 IP 封包大小會通知 MAC
Protocol Controller 知道。
(ii) AP 藉由 Splitter 將光纖內的光能量分離一部分至 Photo Detector 執行光電轉換以解析 每個資料通道內的封包之表頭欄位內的目的端位址資訊，若目的端位址為 AP 自己 時，MAC Controller 送出一訊息至相對應的 Channel 的 Switch 執行交換動作，將該 Packet 由光纖內擷取至 RX Queues 內等待下載至區域網路。
(iii)由於 Ethernet 最長 IP Packet 為 1500 bytes，因此，利用 FDL 將所有進入節點的光信 號延遲 1500 bytes 時間，以速率 10 Gb/s 為例，FDL 長度只需 240 公尺，在這段延 遲時間內，AP 利用 Splitter 將光纖內的光能量分離出一部分至 Photo Detector，透過 Photo Detector 執行光電轉換，並解析每個資料通道內可供傳送的 IS 訊息。
(iv) MAC Controller 經(i)及(iii)訊息比對判斷，當 IS 的長度比 Q1, Q2, or Q3大時，就通知
TX 將 Q1, Q2, or Q3 First Packet 根據優先權順序 Q1＞Q2＞Q3 完整傳送至都會環狀網路。
圖3. 一種具有動態Quota值之傳送Queue與目的端加裝Resequencing Queue的網路架構.
(c) Pre_Classification Queueings with Weighted Roin Robin (PCQ_WRR)
雖然PCQ discipline能夠改善HoL問題，但它卻也會延伸出另ㄧ問題，即封包順序的 錯誤(Out-of-Order)，此外OC-3骨幹網路的封包分佈只是ㄧ項在某時間之統計值，實際 網路的IP封包是瞬息萬變的，因此為了解決PCQ所延伸之問題，計畫主持人提出在PCQ 機制中加入有權值的輪流(Weighted Roin Robin) [11]機制來改善Out-of-Order問題，如圖3
所示，當AP接收到區域網路所傳送之封包時，首先將依照封包的大小存放在PCQ內， 並紀錄存入的封包數量，然後在ㄧ間隔時間(t)內統計存入PCQ內之封包總長度及數量(α, β)，當每個Queue在某時間內，有較高的封包到達率(Arrival-rate: λ)，理所當然的也就有 較高的Quota值，此方式能依照網路的實際流量值，給於每個Queue相對應的Quota值。 例如在某時刻，PCQ內的三個Quota值分別為(3800, 3)、(2512, 5)與(840, 21)，則封包的 傳 送 排 程 為 Q1→Q2→Q3→Q1→Q2→Q3→Q1→Q2→Q3→
Q2→Q3→Q2→Q3→Q3→Q3→…→Q3。此架構能大幅改善PCQ的Out-of-order問題，但仍 無法完全解決，所幸我們只需要在AP的接收端加裝Resequencing Queue (RSQ) [64]，當 AP收到封包時先存入RSQ進行封包順序重整後在傳送至連結的區域網路，如此就能完 全解決Out-of-order問題。 (2) 公平性指標(Fairness Index) 為了探討 TQD 的公平性問題，定義了兩種公平性指標因素：Performance Fairness Index (FP)及 Queuing-Delay Fairness Index (FD)來研究 FIFO、PCQ 與 PCQ_WRR 的公平
性問題。在一個公平的傳送 Queue 架構中，每個傳送 Queue 的封包到達率(Arrival-rate) 與傳輸率(Transmission-rate)之比率應是相同的。如圖 4.所示，以節點i為例，其 FP定義 為
2 1 2 / i q j i ij Pi P P P f
, 其中 q 指 AP 節點之傳送 Queue 的數量，Pij代表節點 i 上第 j 個傳 送 Queue 的傳輸率，而Pi為節點 i 之整體傳送 Queue 的平均傳輸率，即ij/ 。 ij 其次，另ㄧ種公平性指標因素是有關於 Queuing Delay 的定義，同理，在一個公平 的傳送 Queue 架構中，每個傳送 Queue 的 Queuing-delay 應是相同的，即節點 i 的Queuing-delay 之公平性指標 FQi為
2 1 2 / i q j i ij Qi Q Q Q f
，其中 Qij指節點 i 上第 j 個 Queue的平均 Queuing-delay。Qi代表節點 i 之整體傳送 Queue 的平均 Queuing-delay，即 Q q
q j ij
1 。 圖 4. 節點 i 之傳送 Queues 的到達率 圖 5. 一種 ISA 範例與傳輸率示意圖(3) 閒置時間分配(Idle Space Allocation, ISA)演算法
Random：當IS (Idle Space)有二個以上時，MAC Controller隨機選擇其中一個IS
傳送IP封包。如圖5所示，當被選定的封包長度為500 Bytes時，在Random機制下，
Longest Idle Space (LIS)：當IS有二個以上時，MAC Controller總是選擇最長的IS 來傳送IP封包。如圖5所示，λ3的IS將符合LIS機制，MAC Controller將傳送該封
包至λ3的IS內。
Best Fit Space (BFS)：當IS有二個以上時，MAC Controller會選擇大小最接近IP 封包長度之ISCL來傳送封包，此種演算法較上述兩種更能有效的利用Channel上
的空間以提升頻寬利用率。如圖5所示，λ4的IS將符合BFS機制，MAC Controller
將傳送該封包至λ4的IS內。
First Fit Space (FFS)：MAC Controller會選擇編號較前者之IS (λ1,λ2,..)傳送封包，
讓編號較後者之IS (λm, λm-1,..)能空出較大長度之IS已傳送較大之IP封包，此種演 算法搭配在CSMA/ID協定下，將比前述三種演算法更能獲取較佳的頻寬利用 率，因網路在重載環境時，在前述三種演算法中，所有資料通道內的IS大多是很 短的，但在FFS演算法中，由於IP封包總是盡量往編號較前面的Channel傳送，編 號較後面的Channel內就能有機會出現較大的IS空間以傳送大的IP封包，因此系 統會有較高的頻寬利用率。如圖5所示，λ2的IS將符合BFS機制，MAC Controller 將傳送該封包至λ2的IS內。 五、 結果與討論
本計畫所採用之 IP 封包的長度範圍為 Poisson MCI¡s Backbone OC-3 Links 的 IP
Packet 分佈統計，模擬程式以 SIMSCRIPT II 軟體撰寫，參數如表 1所示。經模擬後，
有關 TQD 及 ISA 演算法之結果如圖 6所示，由圖中顯示就 TQD 而言，PCQ 的效能均
比 FIFO 高；而 ISA 演算法方面，FFS 有最佳的效能，其次是 BFS, LIS，而最差的則是 Random 演算法，理所當然的，最佳的組合是 PCQ 搭配具有 Quota 機制以及 FFS 演算 法，其效能大約可達 8.0 Gb/s 以上，而最差的效能組合則是 FIFO 搭配 Random 演算法， 與上述組合差距高達 1.5 Gb/s 左右。其次是圖中可發現在加入 Quota 條件後效能也比原 來的 PCQ 來的要提升一些。其原因是由於各個 Queue 在加入 Quota 後在重載時反到限 制了 Q3之小 IP 封包的傳送使得 Channel 上有多些傳送等待時間已獲取較大的 IS 空間傳 送 Q1或 Q2的較大 IP 封包。 圖 7與圖 8為每一 AP 以及節點 N=16 時 TQD 與 ISA 演算
法之 Throughput Fairness Index 比較圖，由圖可知 FIFO Queue 最為公平(其值為零)，最 差 的 則是 PCQ 沒有 加入 Quota 的 機制 ，此 外 由圖 中可 以很 明顯 看出 在 重載 時 PCQ_no_quota 不公平的現象非常地嚴重，而 PCQ_quota 機制明顯改善了不公平性的問
題，曲線變的較為平坦。圖 9與圖 10為每一 AP 以及節點 N=16 時 TQD 與 ISA 演算法
之 Queuing Delay Fairness Index 比較圖，FIFO Queue 的公平性指數依然是最佳，PCQ no_quota 在重載時則是呈指數曲線上升，公平性指數極差，而加入 Quota 機制的 PCQ， 其公平性指數值低且呈現平穩的現象。綜合上述結果可知，FIFO Queue 雖然有著最佳 的公平性，但效能卻非常的差，而 PCQ 在加入 Quota 機制後，雖然公平性指數均比 FIFO Queue 高一些，但效能卻可以得到很大的提升。
表 1、網路模擬參數
Number of Nodes 16 (Fixed) Number of Channels 2, 4, 8 Light Velocity in Fiber 2¡108 m/s Ring Network Length 100 km
Channel Speed 10 Gb/s (OC-192) Size of the Delay Line 1500 Bytes (0.24 km)
Packet Ranges OC-3 Traffic Distribution and Poisson Process Average Packets Length 353.8 Bytes
Guard-time Neglect
本文提出一種新的 MAC Protocol 來研究 OPS 應用於全光 WDM 環狀網路，為充 分利用頻寬，我們研究二種 Queue Discipline 以及四種 Idle Space 演算法，此外為了公 平傳輸每個 Queue 的 IP 封包，本文加入了 Quota 機制經模擬後證實的確能有效的提高 網路頻寬利用率，在 W=8 和 N=16 的條件下時可達到將近 7.0 Gb/s，而在加入 Quota 的條件後不僅能降低公平性的問題，亦能達到效能提升的目的，在目前市場頻寬需求 量暴增的情況下，我們所提出的存取協定和演算法將能有效的應映網路的需求。 圖 6. TQD 及 ISA 演算法在 N=16,W=8 之 圖 7. CSMA/ID 各演算法在 N=16,W=8 節點平均 IP 封包 Transmission-delay. 整個網路節點的效能公平性 圖 8. CSMA/ID 各演算法在 N=16,W=8 圖 9. CSMA/ID 各演算法在 N=16,W=8 單一節點的效能公平性 整個網路節點的延遲公平性
圖 10. CSMA/ID 各演算法在 N=16,W=8 單一節點的延遲公平性結論
參考文獻
[1] M.A. Marsan, A. Bianco, E. Leonardi, M. Meo, and F. Neri, ¡MAC protocols and fairness control in WDM multirings with tunable transmitters and fixed receivers,¡ Journal of Lightwave Technol. vol.14, no.6, pp.1230-1244, Jun.1996.
[2] I.M. White, M.S. Rogge, K. Shrikhande, and L.G. Kazovsky, ¡A summary of the HORNET project: a next-generation metropolitan area network,¡ IEEE J ournal on Selected. Areas in Communications, vol.21, no.9, pp.1478-1494, Nov. 2003.
[3] I.M. White, M.S. Rogge, K. Shrikhande, and L.G. Kazovsky, ¡Design of a control-channel-base media-access-control protocol for HORNET,¡ J ournal of Optical Networking, vol.1, no12, pp.460-473, Dec.2002.
[4] C. James, A. Fumagalli, and I. Chlamtac, ¡ The multitoken interarrival time (MTIT) access protocol for supporting variable size packets over WDM ring network,¡ Journal of selected areas in communications, vol.18, no. 10, pp. 2094-2104, Oct.2000.
[5] F. Davik, M. Yilmaz, S. Gjessing, and N. Uzun, ¡IEEE 802.17 resilient packet ring tutorial,¡ IEEE Communication Magazine, Vol.42, pp.112-118, Mar.2004.
[6] V. Ramnath, H.S. Cheng, and L.H. Ngoh, ¡Experimental and trial -based study of resilient packet ring,¡ J ournal of Optical Networking, vol.1, Issue8, pp.258-269, Aug. 2002.
[7] K.S. Kim and L.G. Kazovsky, ¡Design and performance evaluation of scheduling algorithms for unslotted CSMA/CA with backoff MAC protocol in multiple-access WDM ring networks,¡ Information Sciences, Vol.149, Issue1-3, pp.135-149, Jan. 2003. [8] J.H. Ho, W.P. Chen, W.S. Hwang, and C. K. Shieh, ¡Study length effect of fiber delay
line based on CSMA/CP optical packet switching,¡ Information Sciences, vol.178, no.24, pp.4656-4669, Dec. 2008.
[9] J.H. Ho, W.S. Hwang and C.K. Shieh, ¡A priority -aware CSMA/CP MAC protocol for the all-optical IP-over-WDM metropolitan area network,¡ Journal of Information Science and Engineering, vol. 23, no.1, pp.259-270, Jan. 2007.
[10] J.H. Ho, W.P. Chen, W.S. Hwang, and C. K. Shieh, ¡ CSMA/ID MAC protocol for IP over WDM ring network,¡ International Journal of Communication Systems, vol.21, no.11, pp.1155-1170, Nov. 2008.
[11] A. Francini, F.M. Chiussi, R.T. Clancy, K.D. Dtucker, and N.E. Idirene, ¡Enhanced weighted round robin schedulers for accurate bandwidth distribution in packet networks,¡ Computer Netw orks. vol. 37, pp.561-578, 2001.
計畫結果自評
首先感謝國科會給予本人順利完成這個研究計畫的機會。回顧本計畫的研究成果 已達到計畫申請書的目標，即提出具有高效能頻寬利用率之 CSMA/ID MAC 之都會環 狀網路協定，讓 IP 封包能直接完整地以全光式封包在 WDM 環狀網路上傳送，並設計 適合 CSMA/ID Ring 之 Queue 架構以及封包牌成機制，研究團隊同時與國內外相關之 都會環狀網路的通訊協定 CSMA/CA with backoff (HORNET), CSMA/CP, Token Ring 等 作比較，以驗證主持人所提出之 CDMA/ID 協定之優異性，該研究成果已被 Journal of Optical Networking 期刊所接受並於 2009/02 刊登。此外，計畫亦讓本研究團隊進一步 將研究成果延伸至都會接取網路的研究上，提出應用於乙太被動光網路(Ethernet Optical Passive Network, EPON)之動態頻寬配置(Dynamic Bandwidth Allocation, DBA) 研究，設計出以排序 ONU 頻寬需求方式之 Sorted-based DBA 演算法，該成果已於 2010/07 月被 IET Communications 所接受。關於本計畫的研究相關的著作共計 2 篇 SCI 期刊、2 篇國際會議論文、以及 2 篇國內會議論文如計畫成果所列。此外, 主持人指
附錄一、計畫成果與比賽成績
(A) 期刊論文(Journal Papers):
[1] W.P. Chen, J.H. Ho, W.S. Hwang, and C. K. Shieh, ¡ Novel MAC Protocol with Idle Detection for All-optical WDM Ring Networks,¡ Journal of Optical Networking, vol. 8, Iss. 2, pp. 112¡ 129, Feb. 2009. (SCI, EI)
[2] W.P. Chen, W.F. Wang, and W.S. Hwang, ¡ Adaptive DBA Algorithm with Sorting Report Messages for EPON,¡ IET Communications, 2010. (SCI, EI) (Accepted)
(B) 國際研討會論文(International Conference Papers):
[1] S.W. Kau, W.T. Lu, W.P. Chen, T.F. Lee, C.N. Tsai, ¡Performance Study of Asymmetric Traffic Load for OBS Ring,¡ Fifth International Conference on Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing (IIHMSP2009), Sep.12-14, 2009. (Japan) (EI) [2] H.Y. Wu, W.P. Chen, K.L. Huang, and T.F. Lee, ¡A Novel Offline -based DWBA
Algorithm with Sorting REPORT for WDM-EPON System,¡ The 2010 International
Conference on Communications and Mobile Computing (CMC 2010), pp.567-571,
Apr.12-14, 2010. (China) (EI)
(C) 全國研討會論文(National Conference Papers):
[1] 陳文平, 張維庭, 蔡榮哲, 羅偉齊, ¡應用於 ZigBee 無線感測網路之遙控 LEGO NXT
機器人,¡ The Sixth Workshop on Wireless Ad Hoc and Sensor Networks (WASN 2010), Session B1, Sep. 2-3, 2010.
[1] W.P. Chen, C.H. Yang, K.L. Huang, C.H. Wu, and C.H. Lee, ¡Design and Build
e-Learning Platform for the Traditional Industry,¡ International Conference on University Basic Computers Education and eLearning (iCube), 2010.
(Taiwan)(Accepted)
(D) 得獎紀錄
出席國際學術會議心得報告
本次所參加的國際會 議為由中國的 深 圳 大學所舉辦的2010 International Conference on Communications and Mobile Computing (CMC 2010)，舉辦地點為中 國廣東省深圳市的深圳迎賓館大飯店。CMC2010是探討通訊與網路的研究領域 ―包括：無線通訊、光纖通訊、資訊安全、網際網路等為主國際性研討會，此次 研討會由深圳大學主辦，因此深圳大學非常地慎重邀請國際相關領域的著名學者 專家參與講演，例如：美國University of Southern California的Andy Molisch博士 演講¡ Cooperation techniques in ad-hoc and infrastructure-based wireless networks¡ 以 及 日本 Fumiyuki Adachi教 授 演 講 ¡Recent Advances in Broadband Wireless Technology¡ 等，內容皆令人驚嘆與充實。此次會議雖說是CHINACOM，但不少 的參與者看起來是來自歐洲及美加地區各大學的青年學子，使得此次研討會嚴然 不輸在歐美地區舉辦的大型會議。
本次會議核心是聚焦於通訊與網路的問題，本次會議所函蓋的主題包含如下：
1. Wireless Communications Symposium
1) Antennas, Propagation and Channel Modeling 2) Cognitive Radio and Software Defined Radio 3) Cooperative Communications
4) Cross-Layer Design and Optimization
5) Mobile-to-mobile (inter-vehicle) communications 6) Modulation, Coding and Information Theory
7) Multiple Access Techniques (CDMA, TDMA, FDMA, ¡)
8) Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) and Multi-antenna Systems 9) OFDM and Multi-Carrier Systems
10) Satellite Communications
11) Ultra-Wideband Communications 12) Signal Processing for Communications 13) Other topics
2. Wireless Networking Symposium
1) Ad Hoc, body-area and sensor Networks
2) Cellular systems (2G/2.5G/3G/4G and beyond)
3) WLAN, WPAN, WMAN, and wireless wide area networks
4) Wireless networks for vehicle, underwater, UAVs communications 5) Wireless mesh networks
6) Inter-networking of wireless heterogeneous and multi-tier networks 7) Protocols (Routing/Switching, flow and congestion control, multicasting, ¡) 8) Resource management, mobility management, and admission control
9) Network planning, capacity analysis, and topology control 10) Testbeds and deployment
11) Multimedia communications 12) Other topics
3. Optical Communications and Networking Symposium
1) Architectures and technologies for metropolitan, core and local networks 2) Control and management for optical networks
3) Next-generation SONET/SDH
4) Optical access networks (PON, EPON, WDM-PON, ¡)
5) Optical (WDM/OCDM/OTDM) network and switch architectures 6) Optical network test beds, field trials and experiments
7) Optical networking for grid, storage and multimedia services 8) Optical packet, burst and label switching
9) Planning and optimization of optical networks 10) Other topics
4. Mobile Computing and Internet Symposium
1) Embedded systems
2) Grid, cluster and P2P computing 3) IP advances, applications and services 4) Multicast and anycast
5) Multimedia protocols
6) Performance Modeling and Analysis
7) Pervasive/ubiquitous computing and intelligence 8) Protocols (Routing, Transport layer, ¡)
9) Quality of Service (QoS) 10) Scheduling and Switching 11) Traffic Engineering
12) Web services and Internet computing 13) Other topics
5. Computer and Network Security Symposium
1) Biometric security: technologies, risks, vulnerabilities, bio-cryptography, mobile template protection
2) Cryptography: Conventional public-key crypto, symmetric-key crypto, advanced crypto, and quantum crypto
3) Information systems security
4) Intrusion detection, localization, and countermeasures 5) Mobile and Wireless networks security
7) Optical network security
8) Security modeling and protocol design
9) Vulnerability, exploitation tools and virus analysis 10) Web, eBusiness, eCommerce, eGovernment security 11) Other topics 下列照片為主持人帶領研究生出席會議的地點和部分場景： (1) (2) 主持人參加 CMC2010 國技研討會 (1)於中國深圳大學 (2)研討會會場 (1) (2) 研究生黃奎龍參加 CMC2010 國技研討會 (1)CMC2010 Conference Room 分會場 (2)與其他與會報告者合照
98 年度專題研究計畫研究成果彙整表
計畫主持人：陳文平 計畫編號：98-2221-E-151-037- 計畫名稱：在全光都會網路上封包碰撞避免與頻寬分配機制之研究 量化 成果項目 實際已達成 數（被接受 或已發表） 預期總達成 數(含實際已 達成數) 本計畫實 際貢獻百 分比 單位 備 註 （ 質 化 說 明：如 數 個 計 畫 共 同 成 果、成 果 列 為 該 期 刊 之 封 面 故 事 ... 等） 期刊論文 0 0 100% 研究報告/技術報告 0 0 100% 研討會論文 2 0 100% 篇 論文著作 專書 0 0 100% 申請中件數 0 0 100% 專利 已獲得件數 0 0 100% 件 件數 0 0 100% 件 技術移轉 權利金 0 0 100% 千元 碩士生 3 0 100% 博士生 0 0 100% 博士後研究員 0 0 100% 國內 參與計畫人力 （本國籍） 專任助理 0 0 100% 人次 期刊論文 2 0 100% 研究報告/技術報告 0 0 100% 研討會論文 2 0 100% 篇 論文著作 專書 0 0 100% 章/本 申請中件數 0 0 100% 專利 已獲得件數 0 0 100% 件 件數 0 0 100% 件 技術移轉 權利金 0 0 100% 千元 碩士生 0 0 100% 博士生 0 0 100% 博士後研究員 0 0 100% 國外 參與計畫人力 （外國籍） 專任助理 0 0 100% 人次其他成果
