Resumen de Optimización del ancho de banda en redes BPL usando las técnicas nucleolus y max-min fairness

Juan Carlos Vesga Ferreira, Gerardo Granados Acuña, José Antonio Vesga Barrera

• español

  Las redes BPL (Broadband Power Line) operan bajo el estándar HomePlug AV (HPAV) el cual utiliza las tecnologías CSMA/CA y TDMA como mecanismo de acceso al medio, donde CSMA/CA está destinado para la transmisión de paquetes de datos y TDMA se utiliza para la transmisión de paquetes de voz y video, con el fin de ofrecer adecuados niveles de QoS. Sin embargo, pese a que el HPAV puede alcanzar altas tasas de transmisión, no cuenta con un adecuado mecanismo de asignación de ancho de banda (AB), lo cual afecta considerablemente el rendimiento de la red a medida que aumenta el número de usuarios debido a que únicamente un nodo puede transmitir a la vez. De acuerdo a lo planteado y, considerando que una red BPL puede ser representada como un juego cooperativo de utilidad transferible (UT), en el presente artículo se propone el uso de dos técnicas para la asignación equitativa de ancho de banda: nucleolus y max-min fairness, las cuales forman parte de la teoría de juegos cooperativos. Al realizar el comparativo de las técnicas nucleolus y max-min fairness como estrategia para la asignación de recursos, se encontró que esta última genera los mejores resultados. Además, se pudo evidenciar que la teoría de juegos puede ser considerada como una novedosa estrategia para la optimización de recursos en una red LAN sobre BPL.

• English

  BPL power lines (Broadband Power Line) run under the HomePlug AV (HPAV) standard which uses the technologies CSMA/CA and TDMA as a mechanism of access to the medium, in which CSMA/CA is intended for the transmission of data packets and TDMA is used for the transmission of voice and video packets, in order to offer adequate levels of QoS. However, notwithstanding that the HPAV can reach high transfer rates, it lacks the adequate bandwidth (AB) allocation mechanism, which in turn interferes significantly with the network’s performance as the number of users rise due to the fact that only one node can transmit at once. In line with the raised above and taking into account that a BPL network can be represented as a cooperative game with transferable utilities (UT), the present paper proposes the use of two equitable bandwidth allocation techniques: nucleolus and max-min fairness, which are part of the cooperative game theory. In the comparison of the nucleolus y max-min fairness techniques as an strategy for resource allocation it was found that the latter produces the best results. Furthermore, it was made evident that game theory can be regarded as a groundbreaking strategy for the optimization of resources in a LAN network on BPL.

• português

  As redes BPL (Broadband Power Line) operam sob o padrão HomePlug AV (HPAV), o qual utiliza as tecnologias CSMA/CA e TDMA como mecanismo de acesso ao meio, em que CSMA/CA está destinado à transmissão de pacotes de dados e TDMA à transmissão de pacotes de voz e vídeo, com o objetivo de oferecer adequados níveis de QoS. Contudo, embora o HPAV possa atingir altas taxas de transmissão, não conta com um adequado mecanismo de designação de largura de banda (LB), o que afeta consideravelmente o rendimento da rede à medida que aumenta o número de usuários devido a que unicamente um nó pode transmitir ao mesmo tempo. De acordo com o proposto e considerando que uma rede BPL pode ser representada como um jogo cooperativo de utilidade transferível (UT), neste artigo, propõe-se o uso de duas técnicas para a assignação equitativa de largura de banda: nucleolus e max-min fairness, as quais fazem parte da teoria de jogos cooperativos. Ao realizar o comparativo das técnicas nucleolus e max-min fairness como estratégia para a destinação de recursos, verificou-se que esta última gera os melhores resultados. Além disso, pôde-se evidenciar que a teoria de jogos pode ser considerada como uma nova estratégia para otimizar recursos em uma rede LAN sobre BPL.