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Synchronization over packet-switching networks:
theory and applications
Raffaele NoroInstitute for computerCommunications and
Applications
PhD presentationLausanne, June 21st
2000
2Raffaele Noro, Synchronization over packet-switching networks: theory and applications
PhD presentation, Lausanne, June 21st 2000
Synchronisation sur réseaux à commutation de
paquetsSynchronisation Une propriété … … en relation avec la vitesse
et le temps d’exécution de différentes actions
Réseaux à commutation de paquets
Une famille de technologies (ATM, Internet) …
… développées pour la transmission de données (e-mail, WWW, transactions)
Commutation de paquets et commutation de circuits
Circuit – une ligne dédiée, où l’information arrive ‘‘intacte’’ (synchronisée) à sa destination
Paquet – un bloc d’information, passé de nœud en nœud dans le réseau jusqu’à la destination spécifiée
Réseau decommunication
Terminaux
Terminaux
3Raffaele Noro, Synchronization over packet-switching networks: theory and applications
PhD presentation, Lausanne, June 21st 2000
Du téléphone à l’Internet:(bref) historique des télécommunications
… avec une capacité croissante du réseau !!
… téléphones
70 ans
… fax
20 ans
… ordinateurs
10ans
….accèsInternet
3ans
50 millionsde …
4Raffaele Noro, Synchronization over packet-switching networks: theory and applications
PhD presentation, Lausanne, June 21st 2000
Internet pour l’intégration des services
Un terminal intégrant les fonctions d’ordinateur, de téléphone et de télévision …
… un seul réseau pour transmettre données, voix et vidéo
l’Internet ne l’est pas… !!
Voix et vidéo sont synchrones,
5Raffaele Noro, Synchronization over packet-switching networks: theory and applications
PhD presentation, Lausanne, June 21st 2000
Synchronisation et réseaux à commutation de paquets
Paquet: un bloc d’information, passé d’un nœud au suivant jusqu’à la destination spécifiée
La commutation de PAQUETS est ASYNCHRONE, la commutation de CIRCUITS est SYNCHRONE…
… la transmission asynchrone dégrade la qualité de l’information synchrone!!
6Raffaele Noro, Synchronization over packet-switching networks: theory and applications
PhD presentation, Lausanne, June 21st 2000
?
Le problème de la synchronisation sur les réseaux à commutation de
paquets
Le réseaux à commutation de paquets ne disposent pas d’une horloge globale …
… mais il est possible de ‘‘générer’’ une synchronisation ‘‘locale’’ (émetteur-récepteur) basée sur l’échange périodique d’information d’horloge
Une synchronisation ‘‘locale’’ permet une vision partagée de l’évolution du temps
Quel heure est-il sur Internet?
7Raffaele Noro, Synchronization over packet-switching networks: theory and applications
PhD presentation, Lausanne, June 21st 2000
Une technique de synchronisation pour les réseaux à commutation
de paquets Simple Efficace A basse consommation de ressources
Crécepteur
Cémetteura·Crécepteur+ b = Cémetteur
différencede vitesse
décalage
CrécepteurCémetteur
Régression linéaire aux moindres carrés
(LLR – Least-square Linear Regression)
8Raffaele Noro, Synchronization over packet-switching networks: theory and applications
PhD presentation, Lausanne, June 21st 2000
Avantages de la régression linéaire aux moindres carrés
Conceptuellement simple Synchronisation précise et rapide Tolérance à des très grandes variabilités des
conditions de transmission … là où les techniques conventionnelles deviennent inutilisables
La qualité de l’information transmise reste intacte!!
… moindres carrés
Rapidité
Précision
… conventionnel
100 fois plus rapide
9Raffaele Noro, Synchronization over packet-switching networks: theory and applications
PhD presentation, Lausanne, June 21st 2000
Synchronisation sur réseaux à commutation de paquets: les
applications
Emulation de circuit sur Internet
Adaptation ATM avec synchronisation
Télévision numérique sur réseaux à commutation de paquets.
10Raffaele Noro, Synchronization over packet-switching networks: theory and applications
PhD presentation, Lausanne, June 21st 2000
Réseau à commutationde paquets
Emulation de circuits sur Internet
Un réseau équivalent en mode paquet a des coûts d’opération très réduits
Circuit – ligne louée en mode commutation de circuit
100.000 lignes louées a 1544 kbps aux USA !!Réseau à commutation
de circuits
Adaptateur circuit-paquet à la frontière opérateur-client
11Raffaele Noro, Synchronization over packet-switching networks: theory and applications
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L’adaptateur circuit-paquet
Encapsulation du traffic circuit en paquets Internet
Intégration des fonctions de synchronisation
12Raffaele Noro, Synchronization over packet-switching networks: theory and applications
PhD presentation, Lausanne, June 21st 2000
Conclusions
La synchronisation est un problème fondamental et complexe associé à la commutation de paquets
La solution est basée sur la technique de la Régression Linéaire aux moindres carrés (LLR)• Simple• Efficace• En support d’applications très exigentes en termes
de synchronisation (voix, vidéo)
L’avenir de la synchronisation ?• Distribution d’une horloge globale• Mobilité