I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20 ,   pp.   16 47~ 16 56   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 7 .i 3 . pp 164 7 - 1656             1647       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   In t e g r a t e d   h y b r i d   o p t i c a l   n e t w o r k i n g   f o r   5 a c c e ss   n e t w o r k s       D aw i H ad u s h   H ai l u 1 ,   G e b r e h i w e G e b r e k r s to s   L e m a 2 G e b r e m i c h ae l   T .   Te s fam ar i am 3 ,   To l e   S u ti k n o 4   1 , 2 , 3 S c h oo l   o f   E l e c t r i c a l   a n C o m pu t e r   E ng i n e e r i ng ,   E t h i o pi a n   I ns t i t ut e   o f   T e c ho no l ogy - M e ke l l e   ( E i T - M ) ,   E t hi o p i a   4 D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   F a c ul t y   of   I ndus t r i l a   T e c hno l o gy ,   U ni v e r s i t a s   A hm a d   D a h l a n ,   I ndo ne s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e J un   3 201 9   R e v i s e S e p   2 6 ,   201 9   A c c e pt e N o v   25,   201 9       T o da y ,   de p l oy m e nt   o f   o pt i c a l   f i b e r   ha s   o f f e r e l a r g e   t r a n s m i s s i o c a pa c i t y   w hi c c a nno t   be   e f f i c i e n t l y   ut i l i z e by   t he   e l e c t r o ni c   s w i t c he s .   R a t he r ,   i nt e g r a t e hy br i o pt i c a l   ne t w o r ( I H O N )   i s   a   p r o m i s i ng   a pp r o a c w hi c c om bi ne s   bo t p a c ke t   a nd   c i r c ui t   s w i t c h i ng   t e c hn i qu e s .   A s   a   r e s u l t ,     i t   a c h i e v e s   e f f i c i e n t   u t i l i z a t i o n   o f   t h e   bu l k   c a pa c i t y   a nd   g ua r a nt e e s   a bs o l u t e   qua l i t y   o f   s e r v i c e   ( Q o S )   by   o pt i m i z i ng   t he   a dv a nt a g e s   o f   t he   t w o   s w i t c h i ng   s c he m e s   w hi l e   d i m i n i s hi ng   t h e i r   di s a dv a n t a g e s .   T r a ns p a c ke t   ha s   de v e l o pe d     f us i o no de   i m pl e m e n t i ng   I H O N   pr i nc i pl e s   i n   E t h e r ne t   f o r   t h e   d a t a   p l a ne .   H e nc e ,   t hi s   pa p e r   i nv e s t i g a t e s   a nd   e v a l ua t e s   I H O N   ne t w o r k   f o r   5G   a c c e s s   ne t w o r k s .   T h e   s i m u l a t e d   r e s ul t s   a n num e r i c a l   a na l y s i s   c o nf i r m   t ha t   t he   pa c ke t   de l a y   v a r i a t i o n   ( P D V ) ,   de l a y   a nd  pa c ke t   l o s s   r a t i o   ( P L R )   o f   g ua r a nt e e s e r v i c e   t r a ns po r t   ( G S T ) .   G S T   t r a f f i c   i I H O N   ne t w o r k   m e t   t he   r e q ui r e m e nt s   o f   5G   m o bi l e   f r o nt h a u l   u s i ng   C P R I .   T he   n um be r   o f   no de s   i n   t h e   n e t w o r k   l i m i t s   t he   m a xi m um   s e p a r a t i o di s t a nc e   b e t w e e ba s e   b a nd   un i t   ( B B U )   a nd  r e m o t e   r a d i o   he a d   ( R R H ) ,   l i nk  l e ng t h;   f o r   i nc r e a s i ng   t he   num b e r   o f   no de s ,   a n t h e   l i n l e ng t h   de c r e a s e s .   I a ddi t i o t o   t h i s ,   w e   v e r i f i e d   ho w   t h e   l e f t - o v e r   c a pa c i t y   of   f us i o no de   c a n   b e   u s e d   t o   c a r r y   t he   l o w   p r i o r i t y   pa c ke t s   a nd  ho w   t h e   G S T   t r a f f i c   c a ha v e   de t e r m i n i s t i c   c ha r a c t e r i s t i c s   o a   s i ng l e   w a v e l e ng t by   de l a y i ng   i t   w i t f i x e d   de l a y   l i n e   ( F D L ) .   F o r   e xa m p l e ,   f o r   L SM 1 GE = 0. t he   a d de d   s t a t i s t i c a l   m u l t i p l e x i ng   ( S M )   t r a f f i c   i nc r e a s e s   t he   1 0G E   w a v e l e ng t ut i l i z a t i o n   up  t o   89 %   w i t ho ut   a ny   l o s s e s   a nd   w i t h   S M   P L R = 1 E 0 3   up  t o   92 %   u t i l i z a t i o n.   Ke y w or ds :   5G   A c c e s s   n e t w o r ks   IH O N   Q o S     C opy r i gh t   ©   20 20   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   D a w i t   H a dus H a i l u,   S c hoo l   o f   E l e c t r i c a l   a n C o m pu t e r   E ng i n e e r i ng ,   M e ke l l e   U n i v e r s i t y ,   E t hi o pi a .   E m a i l :   da w i t ha dus h@ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     In  r e c e n t   y e a r s ,   t h e   dy n a m i c   g r o w t h   o f   f i b e r   de pl oy m e n t   ha s   b r o ug h t   m o r e   t r a n s m i s s i o n   c a p a c i t y     i n   t o   h a n d ,   w h i c h   i s   b e y o n t h e   p r o c e s s i n c a pa c i t y   o f   e l e c t r o n i c   s w i t c h e s   [1] .   A s   a   r e s ul t ,   f i b e r   s w i t c h i n g   t e c hn o l o gi e s   [2],   h a v e   b e e n   i n t r o duc e t o   o v e r c o m e   t h e   e l e c t r o n i c s   p r o c e s s i n g   a n d   s w i t c hi n g   b o t t l e n e c ks .     E v e n   t h o ug h   o pt i c s   o ffe r s   b ul c a p a c i t y ,   t h e   ut i l i z a t i o n   i s   i n e f f i c i e n t   due   t o   s l o w   a da p t a t i o o f   w a ve l e n gt s w i t c h i n g   f o r   b ur s t   t ra f f i c .   A l l - o pt i c a l   s w i t c hi n g   i s   b e l i e ve t o   e nh a n c e   t h e   e f f i c i e n c y ,   b u t   i t   i s   n o t   p ra c t i c a l l y   de pl oy e [1].   H e n c e ,   a   n e w   a d a pt i v e   de s i gn  a pp r o a c h,   t h e   h y b r i o pt i c a l   a r c h i t e c t u r e   [1] ,   w a s   p r o po s e d:     i t   c o m b i n e s   t h e   b e s t   f e a t ur e s   o f   bo t h   o pt i c a l   c i r c ui t   a n d   p a c ke t   s w i t c h i ng   w h i l e   di m i ni s h i ng   t h e i de m e r i t s   t o   pr o v i de   b e t t e r   p e r f o r m a n c e   a n d   c o s t   r e duc t i o [1] .   I nt e g r a t e h y b r i d   o pt i c a l   n e t w o r (IH O N i s   o n e   t y pe   of  h y b r i n e t w o r w h i c h   c o m pl e t e l y   i n t e g ra t e s   b o t h   c i r c u i t   a n p a c ke t   t e c hn o l o gi e s ,   a n d   us e s   t h e   s a m e   w a ve l e n gt t o   t r a n s m i t   b o t h   t r a f f i c .   A s   a   r e s ul t ,   IH O N   o ffe r s   gua r a nt e e qu a l i t y   o f   s e r v i c e   (Q o S a n d   e f f i c i e n t   ut i l i z a t i o o f   t h e   t r a n s m i s s i o n   c a p a c i t y   t hr o ugh  e f fe c t i ve   m a na ge m e n t .   M a n a g i n g   d i f fe r e nt   t e c hn o l o gi e s   s e pa ra t e l y   i n c r e a s e s   b o t o p e r a t i o na l   e xpe n s e s   (O P E X s )   a n d   c a pi t a l   e xpe n s e s   (CA P E X s )   [3 ] .   T o   o v e r c o m e   s uc h   c h a l l e n ge s ,   s o ft w a r e - de f i n e n e t w o r (S D N [4],   w a s   a do pt e d:   S D N   s e pa ra t e s   t h e   da t a   a n d   c o n t r o l   pl a n e s ,   t h us   t h e   n e t w o r f un c t i o n s   a n d   p r o t o c o l s   a r e   m a de   p r o g r a m m a b l e .   T h e   m a i p ri n c i pl e   i n   S D N ,   i s   a b s t r a c t i o o f   t h e   d a t a   p l a n e   u s i ng  c o n t r o l l e r,   a n d   p r e s e n t   i t   t o   a pp l i c a t i o n s   a s   a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20  :     1647   -   1656   1648   v i r t u a l   e n t i t y .   A s   a   r e s ul t ,   t h e   u n de r l y i n g   i n f r a s t ruc t u r e   m e r e l y   fo r w a r ds   t ra f f i c   b a s e o n   rul e s   f r o m   t h e   c e n t ra l   c o n t r o l l e r.   M o r e o ve r ,   t h e   S D N   s c e na r i o   c o nt r o l s   n e t w o r r e s o ur c e s   a nd   da t a   t r a n s m i s s i o n   a c r o s s   h e t e r o ge n e o us   do m a i n s ,   t h us   i t   a v o i ds   i nt e r o pe ra b i l i t y   pr o b l e m s   b e t w e e n   n e t w o r e l e m e nt s   (N E s f r o m   di f f e r e n t   v e n do r s   [4] .   T o   e f f i c i e n t l y   ut i l i z e   t h e   g r o w i n g   t ra n s m i s s i o c a pa c i t y ,   T r a n s p a c ke t   ha s   de v e l o p e F us i o s o l ut i o ( i . e . ,   H n o de s [5] ,   b a s e o t h e   p ri n c i p l e s   o f   I H O N .   H of fe r s   e ff i c i e n t   c a pa c i t y   ut i l i z a t i o n   w hi l e   p r o v i di n g   a b s o l ut e   Q o S   fo r   c r i t i c a l   t r a f f i c .   S o   f a r,   N E T CO N F - b a s e n e t w o r m a na ge m e n t   s y s t e m   (N M S [6] ,   i s   i m pl e m e n t e d   f o r   f us i o n   n e t w o r ks   t o   s upe r v i s e   a nd  m a na ge   d i f f e r e n t   t r a f f i c   f l ow s .     W i t h   pa c ke t - b a s e d   n e t w o r r e a l i z a t i o n,   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   H n o de / f us i o n   n o de   i s s ue   h a s   b e e n   o n e   of   t h e   b i gge s t   c ha l l e n ge s .   A s   a   r e s ul t ,   s e v e r a l   c o n t i nuo us   r e s e a r c h e s   h a v e   b e e n   m a de   t o w a r ds   a IH O N   n e t w o r fo r   f ut u r e   n e t w o r ks .   U s i n e t h e rn e t   i n   t h e   f r o nt h a u l   [7]   h a s   b e e n   p r o po s e t o   t a ke   s o m e   a dv a n t a ge s :   l o w e r   c o s t   e qui pm e n t ,   s ha r e us e   o f   l o w e r - c o s t   i n f r a s t r uc t u r e   w i t f i xe a c c e s s   n e t w o r ks ,   o b t a i ni n g   s t a t i s t i c a l   m ul t i p l e xi n g ,   a n o pt i m i z e pe r f o r m a n c e .   D e s pi t e   o f   t h e i r   a t t ra c t i v e   a dv a n t a ge s ,   e t h e rn e t   a l s o   c o m e s   w i t h   t h e i ow n   c h a l l e n ge s :   a c h i e v i n g   l o w   l a t e n c y   a n j i t t e t o   m e e t   de l a y   r e qu i r e m e n t s ,   a n d   ul t r a - hi g b i t   ra t e   r e qui r e m e nt s   f o t ra n s po rt i n g   ra di o   s t r e a m s   f o r   m ul t i p l e   a n t e nn a s   i i n c r e a s e b a n dw i dt [7] .   F o t h e   a b o ve   r e a s o n s ,   t h e   c u rr e nt   f r o nt h a ul / a c c e s s   n e t w o r ks   a r e   i n c r e a s i n g l y   i n t e g ra t i ng   m o r e   c o s t - e ffe c t i ve   pa c ke t   s w i t c h e t e c hn o l o g y ,   e s pe c i a l l y   e t h e rn e t / i nt e rn e t   t e c hn o l o gi e s .   I a dd i t i o t o   s t a n d a r d   e t h e rn e t   s w i t c us e b y   e t h e rn e t t h e r e   i s   a n o t h e n o de ,   H 1,   de v e l o pe by   t r a n s pa c ke t   [8 e m pl o y e i n   IH O N   f us i o n   s o l ut i o n .   F us i o n   s o l ut i o n / IH O N   t h a t   us e s   s t a n d a r e t h e rn e t   t e c hn o l o g y   r a t h e r   t ha n   a l l - o pt i c a l   s w i t c hi n t e c hn o l o g y   pr o v i de s   t h e   f us i o n   pr o pe rt i e s   o f   c i r c ui t   a n pa c ke t   s w i t c hi n n e t w o r i n   pa c ke t   n e t w o r k.   It   e n a b l e s   E t h e rn e t   t r a n s po r t   a n d   e n s u r e s   s t ri c t   Q o S   f o r   gua ra nt e e s e r v i c e   t ra n s po rt   ( G S T t ra f f i c ,   a nd  o pt i m i z e   r e s o ur c e   ut i l i z a t i o by   i n t r o duc i n g   s t a t i s t i c a l   m ul t i pl e xi ng   ( S M t ra f f i c   i t h e   u n us e c a pa c i t y .   A   n um b e o f   r e s e a r c h e s   ha v e   do n e   i o pt i c a l   p a c ke t   s w i t c h e n e t w o r ks   [9 - 1 5].   T h e   pa pe r s   f oc us e o n   o pt i m i z i n g   P L R   by   us i n di f f e r e n t   Q o S   di f f e r e n t i a t i o po l i c i e s   a n s c h e m e   o f   t r a n s po r t   n e t w o r ks .   T h e   m a i fo c us   of   t h i s   pa pe i s   t o   a na l y z i n g   t h e   di f f e r e n t   Q o S   pe r f o r m a n c e   m e t r i c s   t ha t   a r e   v i t a l   i e v a l u a t i n g   t h e   IH O N   n o de   w h i c h   w i l l   b e   e m pl oy e i e t h e rn e t - b a s e a c c e s s   t r a n s po r t   n e t w o r k .   T o   t h e   b e s t   o f   a ut h o r ’s   k n o w l e dge ,   t h e   IH O N   n o de   pe r f o r m a n c e   i s   e v a l ua t e d   us i n g   s i m ul a t i o f or  t h e   f i r s t   t i m e .   In   t h i s   s t udy ,   w e   a r e   i n s p i r e t o   e v a l ua t e   IH O N / f us i o n   n e t w o r ks   by   r e pl a c i n t h e   e xi s t i n g   a c c e s s   n e t w o r w i t C - R A N   us i n g   s i m u l a t i o f o 5G   a c c e s s   n e t w o r ks .   T h e   a u t h o r s   ha v e   a l s o   hi g hl i g ht e t h e   m o b i l e   f r o n t ha ul   n e t w o r o pt i o n s   f o r   5G   n e t w o r d i s c us s e i [1 6].   I p a r t i c ul a w e   f oc us   o n   t hr e e   pe r f o r m a n c e   m e t r i c s   t o   e v a l ua t e   t h e   IH O N :   P L R ,   l a t e n c y   a n d   P D V .       2.   R EA S EA R C H   M ET H O D     T h e   s t udy   ha s   c o l l e c t e s e c o n da r y   da t a   f r o m   p r e v i o us l y   pub l i s h e d   s t ud i e s .   T h e s e   m a t e ri a l s   a r e   b a c kgr o un d   r e s e a r c h,   c o n f e r e n c e   pa pe r s ,   w h i t e   pa pe r s ,   I nt e rna t i o na l   T e l e c o m m u ni c a t i o n   U ni o n - T e l e c o m m uni c a t i o (I T U - T a n d   I nt e rn e t   E n g i n e e ri n g   T a s k   F o r c e   (I E T F )   s t a n d a r d   r e c o m m e nda t i o n s .     T hi s   s t udy   h a s   f o c us e o n   c o l l e c t i n g   t h e   Q o S   r e qui r e m e nt s   o f   IH O N   L A N .     G e n e ra l l y ,   F i gu r e   1 ,   t h e   f l ow   us e t o   a c h i e v e   t h e   o b j e c t i v e   of  t h e   w o r i n c l ude s :       F i gu r e   1 .   M e t h o do l o g y   f l ow   c h a r t     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Int e gr a t e d   h y br i d   op t i c al   ne t w or k i ng  ( IH O N) / f us i on  f or   5G   a c c e s s   ne t w or k s   ( D a w i t   H adus H ai l u )   1649   1)   S y s t e m   m o de l i n g :   i n c l ude s   t h e   de s i g ni n g ,   i m pl e m e n t i n g ,   e v a l ua t i n g   a n d   a na l y z i n g   o f   a   s i ngl e   IH O N   n o de   fo r   5G   a c c e s s   f r o n t ha ul   n e t w o r k.   2)   P e r f o r m a n c e   a na l y s i s :   i n c l u de s   pe r f o r m a n c e   a na l y s i s   of   I H O N   n o de   w i t h   r e s pe c t   t o   de l a y ,   pa c ke t   l o s s   r a t i o   a n pa c ke t   de l a y   v a r i a t i o n .     3)   Co m pa r s i o n:   c o m pa r i ng   o f   t h e   r e s ul t s   o b t a i n e d   f r o m   t h e   s i m ul a t o w i t I E E E   802 . 1CM   s t a n d a r d   a n d   I E E E   1904. 3   T a s k   F o r c e .   4)   Int e rp r e t a t i o o f   t h e   r e s ul t s :   t h e   pe r f o r m a n c e   a na l y s i s   of   IH O N   n e t w o r f o r   5G   a c c e s s   n e t w o r ks ,   c o m pa ri s o n   a n d   t h e   i n t e r p r e t a t i o o f   t h e   r e s ul t s   w i l l   b e   e xpl a i n e d.           3.   S Y S TE M   M O D EL  F O R   S I M U LA TI O N     T o   s t udy   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   I H O N   n o de   w h i l e   t r a n s po r t i n G S T   a n d   S M   t ra f f i c ,   t h e   t ra f f i c   h a s   b e e n   t r a n s po rt e a nd  a na l y z e o n   a   10   G E   o ut put   w a v e l e n gt h .   F i gu r e   i l l us t r a t e s   h o w   t h e s e   t r a f f i c   ha s   b e e n   ge n e ra t e d ,   a n d   u t i l i z e   t h e   o ut p ut   l i n k .   F i r s t l y ,   t h e   G S T   a nd  S M   t ra f f i c   w e r e   ge n e r a t e d.   A f t e ge n e ra t i ng,   t h e   G S T   t ra f f i c   w a s   s e n t   t o   t h e   10   G E   po r t   o f   t h e   IH O N   n o de   w hi l e   t h e   S M   t r a f f i c   w a s   que ue i n   a   b uff e r   u n t i l   a   s ui t a b l e   ga w a s   de t e c t e d.   S e c o n dl y ,   bo t h   t h e   G S T   a n S M   t ra f f i c   w a s   pr o c e s s e a n s e nt   o ut   t hr o ug h   t h e   s a m e   o ut put   po r t .         F i gu r e   2 .   D i a g ra m   i l l us t r a t i n g   h o w   t h e   IH O N   n o de   i s   c o nn e c t e t o   P a c ke t   ge n e r a t o r s   f o m e a s u ri n g   t h e   pe r f o r m a n c e   m e t r i c s       3. 1 .      S i m u l ati o n   m o d e l   fo r   I H O N   n o d e   In  t hi s   w o r k,   w e   s i m ul a t e   IH O N   n o de   b a s e o n   n o n - p r e e m pt i v e   s c h e dul i n us i n t h e   p r o g r a m m i n g   l a n gu a ge   c a l l e S i m u l a / D e m o s   p r o gra m m i ng.   T h e   s o f t w a r e   i s   de s i g n e a n d   i m pl e m e n t e d   a s   a   f ul l   s c a l e   ge n e ra l   purpo s e   pr o gra m m i ng.   A s   i t s   na m e   i m p l i e s ,   i t   i s   a o b j e c t - o r i e n t e s i m ul a t i o l a n gu a ge   de v e l o p e a t   t h e   N o r w e gi a n   Co m put i n Ce nt e i N o r w a y   fo r   de s i g ni n g   o f   s i m ul a t i o n   e n t i t i e s .   It   ha s   a l s o   b e e n   us e i n   s i m ul a t i n g   V e r y   L a r ge - S c a l e   I nt e g r a t i o n   (V L S I)  de s i g n s ,   p r o c e s s   m o de l i n g,   a nd  o t h e r   a pp l i c a t i o n s   [17] .       3. 1 . 1.   T r affi c   p atte r n s   In  t h e   IH O N   n o de   i m pl e m e n t a t i o n,   t h e   a rr i v a l   p r o c e s s e s   of  G S T   a n d   S M   t r a f f i c   a r e   de s c r i b e by   n e ga t i v e   e xpo n e n t i a l   d i s t ri b ut i o n s ,   w h e r e   a s   t h e i p a c ke t   l e ngt h s   a r e   de s c r i b e by   de t e r m i n i s t i c   a n d   u ni f o r m   di s t r i b ut i o n s   r e s pe c t i v e l y .   T h e   G S T   p a c ke t s   a r e   a l l o w e t o   t ra v e l   i nt o   a   n e t w o r f o l l ow i n r e s e r v e w a v e l e n gt h   a v a i l a b l e   s o   t h a t   t h e y   do   n o t   e xpe ri e n c e   a n y   pa c ke t   l o s s .   T h e   ra t e   o f   G S T   t ra f f i c   s o ur c e   i s   de f i n e d   us i ng   n e ga t i v e   e xpo n e n t i a l   d i s t r i b ut i o n   w i t a   m e a v a l ue   w h i c h   i s   a   f un c t i o n   o f   c a pa c i t y   of   t h e   o ut pu t   po rt   a n t h e   l e n g t h   o G S T   p a c ke t .   H e n c e ,   i t   e n s u r e s   t h e   w a n t e d   l o a d   f r o m   G S T   t ra f f i c   o n   s i ngl e   w a v e l e n gt h.   U n l i ke   G S T   p a c ke t s ,   s i n c e   S M   t ra f f i c   ha s   n o   p r e - e s t a b l i s h e p a t i t   m a y   e xpe r i e n c e   a   pa c ke t   l o s s   a n d   i s   i n s e rt e i s ui t a b l e   g a ps   b e t w e e n   G S T   pa c ke t s .   A n d   i t s   m e a v a l ue   i s   a   f u n c t i o o f   t h e   c h a nn e l   c a p a c i t y   a n l e n gt o f   S M   pa c ke t s   d ra w n   f r o m   t h e   d i s t ri b ut i o n.   S i m i l a rl y ,   n e g a t i v e   e xpo n e n t i a l   di s t ri b ut i o n s   a r e   us e t o   de s c ri b e   t h e   a rri v a l   p r o c e s s e s   fo r   H P   a nd  L P   t r a f f i c   i E t h e rn e t   s w i t c h   i m pl e m e n t a t i o n.   T h e   pa c ke t   l e n g t h   di s t r i b ut i o n   us e t o   de s c r i b e   t h e   l e ngt h   o f   H P   a n d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20  :     1647   -   1656   1650   L P   pa c ke t   i s   de t e rm i ni s t i c   di s t ri b ut i o n.   H P   t r a f f i c   i s   gi v e n   h i g h e s t   p ri o ri t y ,   a n L P   t ra f f i c   i s   gi v e n   l o w   pr i o ri t y .   T h e   m e a v a l ue   f o r   H P   a n d   L P   t ra f f i c   i n   E t h e rn e t   s w i t c f ol l o w   t h e   s a m e   p a t t e rn  a s   G S T   a nd   S M   t r a f f i c   i IH O N   n o de .       4.   S I M U LA TI O N   P A R A M ETER S   T a b l e   1   a n T a b l e   2   p r e s e n t   t h e   s e t   o f   pa ra m e t e r s   w h i c h a v e   b e e n   us e du ri n g   t h e   s i m ul a t i o a n d   t h e   l i s t   o f   n o t a t i o n s   us e f o r   di f f e r e n t   t ra f f i c   l o a ds   o n   d i f f e r e n t   i nt e r f a c e s   r e s pe c t i v e l y .       T a b l e   1 .   S i m u l a t i o p a r a m e t e r s   us e i t h e   a na l y s i s   of   pe r f o r m a n c e   m e t ri c s   o f   L P   a nd  H P   pa c ke t s   P a ra m e t e r s   V a l u e   S e e d   v a l u e s     9 0 7   2 3 4   3 2 6   1 0 4   7 1 1   5 2 3   8 8 3   1 1 3   4 1 7   6 5 6   O u t p u t   l i n k   c a p a c i t y   1 0   G b / s e c   M i n i m u m   S M   l e n g t h   4 0   By t e s   L e n g t h   o G S T   p a c k e t   1 2 0 0   By t e s   M a x i m u m   S M   l e n g t h   1 5 0 0   By t e s   L o a d   o G S T   t ra ffi c   V a ri e s   L o a d   o S M   t ra ff i c   V a ri e s   Bu ffe s i z e   1 6   M By t e   N u m b e r   o p a c k e t s   4 0 , 0 0 0       T a b l e   2 .   N o t a t i o o f   pa r a m e t e r s   us e i t h e   s i m ul a t i o n   r e s ul t   a n a l y s i s   D e s c ri p t i o n   N o t a t i o n s   T h e   l o a d   o f   S M   t ra ff i c   o n   1   G b / s   i n t e r f a c e   L 1 G E   SM   T h e   l o a d   o f   G S T   t ra ffi c   o n   1 0 G b / s   i n t e r f a c e   L 1 0 G E   G S T   T h e   l o a d   o f   G S T   a n d   S M   t ra ffi c   o n   1 0   G b / s   i n t e r f a c e   L 1 0 G E   T       5.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S             In  t h i s   w o r k,   w e   c o n s i de r e P D V ,   P L R ,   a n d   a v e ra ge   l a t e n c y   a s   a   pe r f o r m a n c e   m e t ri c s   t o   e v a l u a t e   pe r f o r m a n c e   o f   IH O N   n o de .       5. 1 .   I H O N   P e r fo r m an c e   5. 1 . G S Tr a ffi c   P e r fo r m an c e               I n   t hi s   p a r t ,   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   G S T   t ra f f i c   i s   pr e s e n t e w i t h   r e s pe c t   t o :   a v e r a ge   l a t e n c y ,   P L R ,     a n P D V .     a)   A v e r age   l at e n c y   In  IH O N   n o de ,   l a t e n c y   r e f e r s   t o   t h e   de l a y   w h e t h e   f i r s t   b i t   o f   t h e   pa c ke t   ge t s   i nt o   t h e   IH O N   n o de   unt i l   t h e   f i r s t   b i t   o f   t h e   p a c ke t   l e a v e s   t h e   F D L .   T hi s   pa ra m e t e g r e a t l y   a f fe c t s   h o w   us a b l e   t h e   n o de s   a s   w e l l   a s   c o m m uni c a t i o n   a r e .   E v e r y   s ub - s i m ul a t i o r e t u rn s   a a v e ra g e   v a l ue   f o r   l a t e n c y   of   G S T   pa c ke t ,   o b t a i n e by   a v e r a gi ng  a l l   t h e   de l a y s   e xpe r i e n c e by   e v e r y   s i n g l e   G S T   p a c ke t   du ri n g   t h e   s ub   s i m ul a t i o n.   B y   v a r y i n g   t h e   s y s t e m   l o a d   ( n *L SM 1 G E   +   L G ST 1 0 G E ),   w e   o b s e r v e t h e   a v e ra g e   l a t e n c y   o f   G S T   t ra f f i c .   T h e   s i m u l a t e a v e r a ge   l a t e n c y   o f   G S T   t r a f f i c   w a s   c o n s t a nt   w i t a   v a l ue   o f   1. 2   μ s e c ,   w h i c h   e qu a l s   t o   t h e   F D L   t i m e .   It   s h o w s   t h a t   t h e   10G E   G S T   t ra f f i c   w a s   s h o w n   t o   b e   i nde pe n de n t   o f   t h e   a dde d   S M   t ra f f i c   a n d   i t s   l o a d.   T hi s   i s   d ue   t o   t h e   f a c t   t h a t   t h e   G S T   t r a f f i c   i s   t ra n s m i t t e d   w i t a b s o l ut e   p ri o r i t y .   N o t e   t ha t   t h e   F D L   t i m e   w a s   s e t   t o   t h e   s e r v i c e   t i m e   o m a x i m u m   pa c ke t   l e n gt o f   S M   pa c ke t ,   δ   = 1. 2   μ s e c .   T h e   a v e r a ge   l a t e n c y   of   G S T   t ra f f i c   i s n ’t   a f fe c t e by   t h e   s y s t e m   l o a a n d   i n s e rt i o o f   S M   t r a f f i c .   T h us ,   t h e   r e s ul t   r e v e a l s   t ha t   i t s   a v e ra ge   l a t e n c y   i s   c o n s t a n t   r e ga rdl e s s   of   t h e   n o de   c o n ge s t i o n .     b)   P ac k e d e l ay   v ar i a ti o n   A s   pe I T U   Y . 1540 ,   " P D V   i s   t h e   v a ri a t i o n   i n   pa c ke t   de l a y   w i t r e s pe c t   t o   s o m e   r e f e r e n c e   m e t r i c s   (m i ni m um   de l a y   i t hi s   w o r k)".   T h e   s e r v i c e   qu a l i t y   a n d   P D V   t o l e r a b i l i t y   of   a a p pl i c a t i o a r e   h i g h l y   i n f l ue n c e by   P D V .   By   r e c o r di ng   t h e   t i m e   w h e t h e   f i r s t   b i t   o f   G S T   pa c ke t s   a rri v e a t   t h e   de l a y   l i n e ,   a nd   w h e t h e   l a s t   b i t   o f   t h e   p a c ke t   l e f t   t h e   s t a rt   o f   t h e   F D L ,   t h e   m a xi m um   a n d   m i n i m um   de l a y   of   G S T   p a c ke t   i s   c o m put e d .   U s i n g   t h i s   c o n c e pt ,   t h e   r e s ul t   o f   t h e   s i m u l a t o s h o w e t ha t   t h e   p a c k e t   de l a y   v a r i a t i o o f   G S T   pa c ke t s   w a s   z e r o .   T hi s   i s   b e c a us e   t h e   t ra f f i c   a gg r e ga t i o o f   S M   t ra f f i c   o n   t h e   t o a   10  G b / s   w a v e l e n gt i s   do n e   w i t h o ut   i n t r o duc i n g   PD V   t o   t h e   G S T   t ra f f i c   of   fo l l ow i n t h e   w a v e l e n gt h.   F u rt h e r m o r e ,   t h e   i n t e r - p a c ke t   ga b e t w e e n   t h e   G S T   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Int e gr a t e d   h y br i d   op t i c al   ne t w or k i ng  ( IH O N) / f us i on  f or   5G   a c c e s s   ne t w or k s   ( D a w i t   H adus H ai l u )   1651   s t r e a m s   i s   p r e s e r v e d,   a nd  t h e   G S T   s t r e a m s   a r e   s e nt   o ut   p r e c i s e l y   a s   i t   a rr i v e d.   Co n s e que nt l y ,   i t   r e s ul t s   i z e r o   pa c ke t   de l a y   v a r i a t i o n.   L i ke   t h e   a v e r a ge   l a t e n c y ,   t h e   P D V   o f   t h e   G S T   t ra f f i c   i s n t   a f f e c t e by   t h e   s y s t e m   l o a a n d   i n s e r t i o o f   S M   t ra f f i c .   A n d   a l s o ,   G S T   pa c ke t s   i I H O N   n o de   u n de r go   a   f i xe de l a y   of   1. 2   μ s e c ,   c o r r e s po n di ng  t o   t h e   s e r v i c e   t i m e   o f   a   m a xi m um   l e n gt S M   p a c ke t .   A t   t h e   o ut pu t   w a v e l e n gt h ,   a l l   G S T   p a c ke t s   e xpe r i e n c e   t h i s   f i xe de l a y .   H e n c e ,   i t   do e s n ’t   i nt r o duc e   P D V   t o   G S T   t ra f f i c .     c)   P ac k e l o s s   r ati o             W h e n   o n e   o r   m o r e   t ra n s m i t t e p a c ke t s   f a i l   t o   a rri v e   a t   t h e i r   d e s t i na t i o n,   p a c ke t   l o s s   oc c ur s .   I n   IH O N   n o de ,   i t   i s   t y pi c a l l y   c a us e by   b l o c ki n g   a nd  c o n ge s t i o n .   S i n c e   d i f f e r e n t   a pp l i c a t i o n s   ha v e   di f f e r e n t   P L t o l e r a b i l i t y ,   i t   h a s   n o t i c e a b l e   e ff e c t s   i n   a l l   t y pe s   of   c o m m uni c a t i o n s .   P a c ke t   l o s s   i s   m e a s u r e a s   a   pe r c e n t a ge   o t h e   n u m b e r   o f   l o s t   pa c ke t s   w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   t o t a l   t ra n s m i t t e pa c ke t s .   T h e   s i m ul a t i o r e s ul t   s h o w e t h a t   t h e   P L R   o f   G S T   t ra f f i c   w a s   z e r o ,   i . e .   a l l   G S T   t ra f f i c   ge n e ra t e by   t h e   s o ur c e   w e r e   r e c e i v e a t   t h e   o ut put   po r t   o f   t h e   IH O N   n o de .   T hi s   i s   b e c a us e   G S T   pa c ke t s   pa s s   t hr o ug h   F D L ,   w h i c gi v e s   t i m e   t o   t h e   m o ni t o ri n g   m o dul e   t o   c a l c u l a t e   t h e   g a p   l e n gt b e t w e e n   G S T   p a c ke t s .     S M   pa c ke t s   a r e   s c h e du l e o n l y   i f   t h e   ga p   i s   s uf f i c i e n t   t o   t ra n s m i t   t h e   pa c ke t .   H e n c e ,   IH O N   n o de s   a v o i l o s i ng  of   G S T   pa c ke t s .     5. 1 . 2.   S M   T r aff i c   P e r fo r m an c e   By   v a r y i n t h e   l o a d   o f   G S T   t ra f f i c ,   w e   ob s e r ve t h e   pe r f o r m a n c e   o f   S M   t ra f f i c   f o r   a   f i xe S M   l o a d .     a)   A v e r age   l at e n c y   F o r   l o w   S M   l o a d,   F i gu r e   3a ,   t h e   a v e r a ge   l a t e n c y   i n c r e a s e s   fr o m   1 . μ s e c   t o   18  μ s e c   w h e n   t h e   G S T   l o a d,   L G ST 1 0 G E   w a s   i n c r e a s e f r o m   0 . t o   0. 89  w i t h   a n   i n c r e a s i ng  i nt e r v a l   o f   0. 1.   H ow e ve r ,   w h e n   w e   i n c r e a s e   L SM 1 G E   f r o m   0. 1   t o   0. 3 ,   F i gu r e   3b ,   t h e   a v e r a ge   l a t e n c y   w a s   f urt h e i n c r e a s e d.   I n c r e a s i ng   m o r e   S M   t r a f f i c ,   a f t e r   t h e   s y s t e m   l o a 0. 8 ,   w i l l   c a us e   a   b uf fe r   o v e r f l ow ;   t h i s   l e a ds   t h e   a v e r a ge   l a t e n c y   t o   i n c r e a s e   e xpo n e n t i a l l y   a n c a us e s   a   p a c ke t   l o s s .     A s   c a b e   s e e n   f r o m   F i gu r e   3,   t h e   a v e r a ge   l a t e n c y   of   S M   t ra ff i c   i s   i n c r e a s e f o r   i n c r e a s i ng  t h e   G S T   l o a d.   T h e   i n c r e m e n t   o f   G S T   l o a a dds   m o r e   t ra f f i c   t o   t h e   o ut p ut   w a v e l e n gt h   w hi c i t u rn  i n c r e a s e s   t h e   w a i t i ng  t i m e   o f   S M   pa c ke t   a t   t h e   n o de .   T hi s   m e a n s   t ha t   i n c r e a s i ng  G S T   l o a w i l l   de c r e a s e   t h e   c ha n c e   o f   S M   t r a f f i c   t b e   i n s e rt e d.   G e n e r a l l y ,   t h e   hi g h e r   t h e   G S T   t ra f f i c   l o a d,   t h e   l o n ge t h e   a v e r a ge   l a t e n c y   of   S M   t ra f f i c .   W h e n   t h e   s y s t e m   l o a i s   l o w ,   t h e t h e   b uf fe r s   i n s i de   t h e   n o de   w i l l   n e v e r   b e   f ul l .   I n   t h i s   s i m ul a t i o n ,   s i n c e   w e   a r e   us i n v a ri a b l e   S M   p a c ke t   l e n gt (40   t o   150 b y t e s ),   t h e   a v e r a ge   l a t e n c y   de pe n ds   o n   t h e   p a c ke t   l e n g t h .   It   m e a n s   t ha t   t h e   l a t e n c y   of   s e n di ng  a   40 - by t e   pa c ke t   a n a   15 00  by t e   i s   di f fe r e nt   de pe n di n g   o n   t h e   pa c ke t   l e n g t h .     b)   P ac k e d e l ay   v ar i a ti o n               A s   i t   h a s   b e e n   m e nt i o n e d ,   P D V   i n f l ue nt s   s e r v i c e   qua l i t y   of   a a p pl i c a t i o n .   T hus ,   t h e   a v e r a ge   P D V   o S M   pa c ke t s   w e r e   a c qu i r e f r o m   t h e   s i m u l a t i o f o r   a n a l y s i s .   T h e   r e s ul t i n g   F i gu r e   s h o w s   t ha t   w h e n   t h e   G S T   l o a o f   t h e   s y s t e m   l o a t ra f f i c   i n c r e a s e d,   t h e   P D V   ha s   i n c r e a s e f r o m   2 0. 1   μ s e c   t o   411 . 23 μ s e c .   T hi s   i n di c a t e s   t h a t   t h e   P D V   o f   S M   pa c ke t   i s   i n f l ue n c e d   b e c a us e   of   t h e   s e r v i c e   c l a s s i f i c a t i o n ,   i . e .   t ra f f i c   l o a a n d   S M   t ra f f i c   s c h e dul i ng  a l go ri t hm   [18 - 19 ].     c)   P ac k e l o s s   r ati o   O n e   o f   t h e   m o s t   i m po r t a n t   f a c t o r s   i n   t h e   a na l y s i s   of   IH O N   n o de   pe r f o r m a n c e   f o r   S M   t r a f f i c   i s   i l l us t r a t e i F i gu r e   5 .   B a s e o t h e   f i gu r e ,   n o   P L R   w a s   ob s e r ve w i t hi s y s t e m   l o a i n t e r v a l   [0 ,   0 . 89] .     W h e n   t h e   s y s t e m   l o a r e a c h e s   0. 8 9,   S M   pa c ke t s   s t a r t   ge t t i n g   d r o ppe d.   F r o m   t h a t   po i nt   o n w a r d   b uf fe r   o v e r f l o w   c a us e s   t h e   l o s s   t o   i n c r e a s e   e xpo n e nt i a l l y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20  :     1647   -   1656   1652       (a S M   l o a d = 0. 1 0         (b S M   l o a d= 0 . 35   a nd  0 . 40     F i gu r e   3 .   A v e r a ge   l a t e n c y   of   S M   t r a f f i c   a s   f un c t i o o f   G S T   l o a d   f o r   S M   l o a d = 0. 1,   0. 35  a n d   0 . 4         F i gu r e   4 .   P a c ke t   de l a y   v a r i a t i o o f   S M   t ra f f i c   a s   f un c t i o n   o f   G S T   l o a d     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Int e gr a t e d   h y br i d   op t i c al   ne t w or k i ng  ( IH O N) / f us i on  f or   5G   a c c e s s   ne t w or k s   ( D a w i t   H adus H ai l u )   1653     (a S M   l o a d = 0. 3 0       (b S M   l o a d= 0 . 40     F i gu r e   5 .   P L R   o f   S M   t ra f f i c   a s   f un c t i o o f   G S T   l o a d       F o r   L SM 1 G E = 0 . 3 ,   t h e   a dde d   S M   t r a f f i c   i n c r e a s e s   t h e   10G E   w a v e l e n gt ut i l i z a t i o up   t o   8 9%   w i t h o ut   an y   l o s s e s   a n d   w i t h   S M   P L R = 1 E 0 3   up   t o   92 u t i l i z a t i o n.     5. 2 .      Ev al u ati o n   o I H O N   n e tw o r k   fo r   ac c e s s   n e tw o r k s   a)   A v e r age   l at e n c y   T h e   f i r s t   pe r f o r m a n c e   m e t ri c   us e f o e v a l ua t i o o f   IH O N   n e t w o r k   f o r   a c c e s s   n e t w o r C - R A N   i s   a v e r a ge   l a t e n c y .   A c c o r di n g   t o   I E E E   80 2. 1 CM   a n d   T a b l e   3 ,   t h e   m a xi m u m   E 2 E   l a t e n c y   b e t w e e n   B B U   a nd   R R H   r e qui r e d   f o r   m o b i l e   f r o nt h a ul   i s   s pe c i f i e a s   50   µ s e c   (i n c l udi n g   f i b e r   l e n g t h   a n d   P D V ),   a nd  t h e   l a t e n c y   b udge t   i s   5 µ s e c   w h e c a b l e   p r o pa ga t i o i s   e xc l ude d.   W i t hi t hi s   50   µ s e c   l a t e n c y ,   t h e   m a xi m u m   s e pa ra t i o di s t a n c e   b e t w e e n   B BU   a nd  R RH   (l i n k   l e n g t h )   i s   l i m i t e a nd  de pe n ds   o n   t h e   n u m b e r   o f   n o de s   i n   t h e   n e t w o r k.         T a b l e   3 .   M a xi m u m   l i n k   l e n g t h   a n d   n u m b e r   o f   n o de s   i IH O N   n e t w o r t o   m e e t   t h e   f r o n t ha ul   r e qui r e m e nt s   f o r   G S T   t ra f f i c   w h e r e   L t o t a l = 5 0 µ s e c ,   D T   =5 µ s e c / km ,   a nd  D n o d e = 1 . 2 µ s e c     T o t a l   D node   ( µ s e c )   L i n k l e n g t h (K m )     2 . 4     9 . 5 2     3 . 6     9 . 2 8     4 . 8     9 . 0 4     6   8 . 8     7 . 2     8 . 5 6   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20  :     1647   -   1656   1654   T o   c a l c ul a t e   t h e   l i nk  l e ngt a s   f un c t i o n   o f   num b e o f   n o de s   (N ),   t h e   f o l l ow i n e qu a t i o h a s   b e e n   us e d:     M a xi m um   E 2E   l a t e n c y   ( L total ):   L t o t a l   N   ×   ( D n o d e   D e l a y _ P D V node )   +   D T   ×   L i n k l e n g t h                           (1)     w h e r e ,   N   =   N u m b e r   o f   n o de s .   D node =   L a t e n c y   i a   s i ngl e   n o de ,   1. 2 µ s e c   (o b t a i n e f r o m   t h e   s i m u l a t i o n ) .   D e l a y _ P   D V n o d e = P D V   i a   s i n g l e   n o de ,   0 µ s e c   (o b t a i n e f r o m   t h e   s i m u l a t i o n).   D T   = T ra n s m i s s i o l a t e n c y ,   5 µ s e c / km .   L t o t a l =   M a xi m u m   E 2 E   l a t e n c y ,   50 µ s e c .   L i nk l e n g t h =   M a xi m u m   l i nk  l e n g t h.     T a b l e   p r e s e n t s   t h e   r e l a t i o n s h i p   b e t w e e n   t h e   num b e o f   n o de s   i IH O N   f r o nt ha ul   n e t w o r k   a nd  t h e   m a x i m u m   s e pa ra t i o d i s t a n c e   b e t w e e B BU   a n d   R RH   f o r   G S T   t ra f f i c .   I t h e   t a b l e ,   t h e   s e c o n c o l um i ndi c a t e s   t h e   o v e r a l l   de l a y   i t h e   n o de s ,   w h e r e a s   t h e   t hi r d   c o l um n   i s   t h e   l i nk  l e n gt b e t w e e n   B BU   a n R R H   i t h e   n e t w o r k.   T h e   t a b l e   s h o w s   t h a t   f o r   i n c r e a s i ng   t h e   n u m b e o f   n o de s   i t h e   n e t w o r k,   t h e   l i nk   l e n gt de c r e a s e s .   F o r   i n s t a n c e ,   f o r   IH O N   n e t w o r w i t n o de s   r e q ui r e   9 . 28   K m   f i b e r   l i nk  l e ngt h.   S i m i l a r l y ,     fo r   IH O N   n e t w o r w i t 4   n o de s   r e qu i r e   9 . 04   K m   f i b e r   l i nk  l e n g t h.     T h e   s i m ul a t i o r e s ul t s   a n d   T a b l e   3   p r o v e t h a t   IH O N   n e t w or ks   a r e   c a p a b l e   o f   c a rr y i n g   r a di o   s i g na l s   ov e r   pa c ke t - b a s e f r o nt h a u l   n e t w o r p r o v i de t h a t   t h e   n u m b e r   o f   n o de s   i n   t h e   t a b l e   c o r r e s po n ds   t o   i t s   r e s p e c t i v e   l i n k   l e n g t h .   U n f o r t u na t e l y ,   o b t a i n i n g   t h e   a v e r a ge   l a t e n c y   of   B E   o r   S M   t ra f f i c   t ha t   m e e t s   f r o nt h a ul   r e qui r e m e nt   i s   n o t   s o   s t ra i g ht f o r w a r d ,   s i n c e   t h i s   t ra f f i c   de pe n ds   o n   a   l o a o f   G S T   t r a f f i c .     b)   P ac k e d e l ay   v ar i a ti o n   A n o t h e pe r f o r m a n c e   us e f o r   e v a l u a t i o n   o f   IH O N   n e t w o r f o r   a   f r o n t ha u l   n e t w o r i s   P D V .     T h e   m a xi m u m   P D V   s pe c i f i e i s   µ s e c   o r   10%  o f   E 2E   l a t e nc y .   T h e   s i m ul a t e r e s ul t   o f   P D V   fo r   G S T   t ra f f i c   w a s   z e r o .   T h us ,   t h e   G S T   t ra f f i c   c l a s s   m e e t s   t h e   f r o n t ha u l   r e qui r e m e nt   i P D V   c o m pa r i s o n.   T h e   f r o n t ha u l   r e qui r e m e nt   i s   hi g h e r   t h a pe a P D V   o f   G S T   t r a f f i c   fo r   a n y   s y s t e m   l o a i n   t h e   i n t e r v a l   [0,   0. 9 9].   Co n s e que nt l y ,   of   t h e   t hr e e   pe r f o r m a n c e   m e t r i c s   (a v e ra ge   l a t e n c y ,   P D V ,   P L R ),   t h e   IH O N   n e t w o r pe r f o r m s   b e s t   i P D V   f o r   G S T   t ra f f i c .   It   ha s   n o   r e s t ri c t i o n   i n   w a v e l e n gt ut i l i z a t i o o f   IH O N   n e t w o r k.     c)   P ac k e l o s s   r ati o   A t   l a s t ,   t h e   pe r f o r m a n c e   e v a l ua t e i s   P L R .   F r o n t ha ul   n e t w or ks   h a v e   a   v e r y   s t r i c t   P L R   r e qui r e m e n t   w h i c i s   i t h e   i nt e r v a l   [ 10 - 6 ,   10 - 9 ] .   A s   de s c ri b e d,   G S T   pa c ke t s   e xpe r i e n c e   n o   p a c ke t   l o s s   r e ga r d l e s s   o f   t h e   n e t w o r c o n ge s t i o n .   S o ,   t h e   G S T   t ra f f i c   i s   t r a n s po r t e d   t hr o ug h   t h e   IH O N   f r o n t ha u l   n e t w o r w i t a b s o l ut e   pri o r i t y .   I o ur  s i m u l a t i o n ,   G S T   pa c ke t   l o s s   w a s n’t   o b s e r ve a t   a n y   s y s t e m   l o a d,   w hi l e   S M   pa c ke t s   ge t t i n g   dr o ppe f o r   s y s t e m   l o a b e y o n L 10 GE T = 0. 89  f o r   S M   l o a d = 0. 3.   W i t h   s y s t e m   l o a i n   t h e   i n t e r v a l   [0,   0. 99] ,   G S T   t r a f f i c   c l a s s   m e e t s   t h e   f r o nt h a u l   r e qu i r e m e n t ,   a n d   c a b e   s e r ve p r o pe r l y   i IH O N   n e t w o r k.     6.   C O N C LU S I O N   In   t h i s   w o r k,   t h e   us e   o f   I H O N   n e t w o r ki n ha s   b e e n   e v a l ua t e a n i n v e s t i ga t e t o   e m pl oy   i t   i n   5G   a c c e s s   n e t w o r ks .   T h e   s i m u l a t i o n   a n d   num e r i c a l   a na l y s i s   r e s ul t   v e r i f i e t h e   e f f e c t i v e n e s s   of   IH O N   n e t w o r k.     In  t h e   a n a l y s i s   of   IH O N   n o de ,   t h e   pe r f o r m a n c e   of   de l i v e r i n hi g h   qu a l i t y   of   s e r v i c e   w a s   a ppr o v e a n d   r e f l e c t e d   o n   G S T   a n d   f i t s   t h e   t e c hni c a l   s pe c i f i c a t i o n   o f   f us i o n / IH O N   no de .   O n   t h e   o t h e h a nd,   S M   t ra f f i c   i s   s ui t a b l e   f o r   t r a n s po rt i ng   t i m e   i n s e n s i t i v e   i n f o rm a t i o n.   T h e   r e c o m m e n d a t i o f r o m   t h e   IE E E   80 2. 1 CM   s t a n d a r d   a n d   o t h e a r t i c l e s   w e r e   c o n s i de r e f o r   e xa m i ni n a n i n v e s t i ga t i n g   h o w   I H O N   a c c e s s   n e t w o r n e t w o r ks   s h o ul p r o v i de   t h e   r e qui r e qua l i t y   of   s e r v i c e .   O t h e i m po rt a nt   po i nt s   t ha t   t hi s   w o r ha s   m e a s u r e a n e v a l u a t e d:   t h e   i m po r t a n t   de s i gn   c o n c e pt s   o f   f u s i o n   n o de   h a v e   b e e n   c o n f i rm e d,   t h e   f us i o n   n o de   a gg r e ga t i o n   o f   m ul t i p l e   1G E   S M   t r a f f i c   a n 10G E   o n   a   s i n g l e   w a v e l e n gt h   h a s   b e e n   a c hi e v e w i t ho ut   a f fe c t i n t h e   de t e r m i n i s t i c   n a t u r e   o f   c i r c ui t   s w i t c h i n g ,   t h e   s i m u l a t i o n   r e s ul t   c o n f i r m s   t h a t   t h e   a v e r a ge   l a t e n c y   of   G S T   pa c ke t   i s   i n de pe n de nt   o f   t h e   s y s t e m   l o a a n e xpe r i e n c e s   a   z e r o   p a c ke t   de l a y   v a r i a t i o i n   a   n o de ,   a n t h e   e f f i c i e n t   ut i l i z a t i o n   o f   b a n dw i dt h a s   b e e n   a c hi e v e by   i n s e r t i ng  s u i t a b l e   S M   t ra f f i c   i t h e   c o m put e d   ga b e t w e e n   G S T   pa c ke t s .       A C K N O WL ED G E M EN TS   T h e   a u t h o r s   w o ul l i ke   t o   a c k n o w l e dg e   E t hi o pi a n   I n s t i t ut e   o f   T e c h n o l o g y - M e ke l l e ,   E t hi o pi a ,   f o r   s uppo r t i ng   t hi s   s t udy .   P o r t i o n s   o f   t h i s   w o r w e r e   p r e s e nt e a n d   pub l i s h e d   i t h e s i s   f o r m   i f ul f i l l m e nt   o f   t h e   r e qui r e m e nt s   f o r   t h e   M S c .   de g r e e   f o r   o n e   o f   t h e   a ut h o r’s ,   D a w i t   H a dus H a i l u   f r o m   N T N U   [20 ].     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Int e gr a t e d   h y br i d   op t i c al   ne t w or k i ng  ( IH O N) / f us i on  f or   5G   a c c e s s   ne t w or k s   ( D a w i t   H adus H ai l u )   1655   C O N F LI C O F   I N T ER ES   T h e   a u t h o r s   de c l a r e   t h a t   t h e r e   a r e   n o   c o n f l i c t s   o f   i n t e r e s t .       R EF ER EN C ES   [ 1]   C . M .   G a ug e r ,   P . J .   K uh n,   E . V .   B r e u s e g e m ,   M .   P i c ka v e t ,   a n d   P .   D e m e e s t e r .   H y br i d   o pt i c a l   n e t w o r k   a r c hi t e c t u r e s :   br i ng i ng   pa c ke t s   a n c i r c ui t s   t o g e t he r .   C om m u ni c at i on s   M a gaz i ne ,   I E E E ,   4 4( 8 ) : 36 42,   A ug   2006 .   [ 2]   S t e i na r   B j o r ns t a d ,   M a r t i n   N o r d ,   T o r o dd  O l s e n,   D   H j e l m e ,   a n N O R V A L D   S t o l .   B u r s t ,   pa c ke t   a nd   hy br i s w i t c hi ng   i t h e   o pt i c a l   c o r e   n e t w o r k .   T E L E K T R O N I K K 101 ( 2 ) : 148,   2005 .   [ 3]   S .   D a s ,   G .   P a r u l ka r ,   N .   M c K e o w n,   P .   S i ng h,   D .   G e t a c he w ,   a n L .   O ng .   P ac k e t   and   c i r c u i t   ne t w or k   c onv e r ge nc e   w i t ope nf l ow .   I O pt i c a l   F i be r   C o m m uni c a t i o n   ( O F C ) ,   C o l l o c a t e N a t i o na l   F i be r   O p t i c   E ng i n e e r s   C o nf e r e nc e ,   2010   C o nf e r e nc e   o ( O F C / N F O E C ) ,   p a g e s   1 - 3 ,   M a r c 2010 .   [ 4]   Y .   J a r r a y a ,   T .   M a d i ,   a n M .   D e bb a b i .   A   s ur v e y   a nd  a   l a y e r e t a xo no m y   of   s o f t w a r e - de f i ne n e t w o r k i ng .   C om m uni c at i on s   Sur v e y s   T u t or i a l s ,   I E E E ,   16( 4) : 1955 19 80 ,   2 014 .   [ 5]   T r a n s pa c ke t   h1;   a   f us i o n e t w o r k i ng   a d d - dr o m ux po nde r .   W hi t e   p a pe r ,   A pr   2 013 .   [ 6]   R a i m e n a   V e i s l l a r i ,   S t e i na r   B j o r ns t a d,   a n K u r o s B o z o r g e br a hi m i .   L o a ba l a nc i ng   i s dn  e na bl e i n t e g r a t e d   pa c ke t / c i r c ui t   ne t w o r ks ,   f i r s t   e xp e r i m e n t a l   de m o ns t r a t i o ns .   201 5.   [ 7]   G o m e s ,   N . J . ,   C h a nc l o u,   P . ,   T ur n bul l ,   P . ,   M a g e e ,   A .   a nd   J ung ni c ke l ,   V .   F r o nt h a ul   e v o l ut i o n:   F r o m   C P R I   t e t h e r n e t .   O pt i c a l   F i be r   T e c hn ol o gy ,   26 ,   p p. 5 0 - 58 ,   2 015 .   [ 8]   T r a n s P a c ke t .   A   f us i o ne t w o r ki ng   a dd - dr o p   m uxpo nde r .   h t t p: / / w w w . t r a n s pa c ke t .   [ 9]   L uc r e z i a ,   F . ,   M a r c he t t o ,   G . ,   R i s s o ,   F . ,   S a n t u a r i ,   M .   a nd   G e r o l a ,   M . ,   A   P r o po s a l   f o r   E nd - to - E nd  Q o S   P r o v i s i o n i ng   i S o f t w a r e - D e f i ne d   N e t w o r k s .   I n t e r na t i ona l   J o ur n al   of   E l e c t r i c a l   an C om pu t e r   E ng i ne e r i ng  ( I J E C E ) ,   7 ( 4 ) ,   pp . 226 1 - 2277 .   2017 .   [ 10]   H a i l u,   D . H . ,   L e m a ,   G . G . ,   Y e kun ,   E . A .   a n K e be d e ,   S . H .   U n i f i e d   s t udy   o f   Q ua l i t y   o f   S e r v i c e   ( Q o S )   i n   O P S / O B S   ne t w o r k s .   O p t i c al   F i be r   T e c h nol ogy ,   36 ,   pp . 394 - 40 2.   20 17.   [ 11]   O v e r by ,   H . ,   200 6,   F e br ua r y .   H ow   t he   pa c k e t   l e ng t di s t r i but i on   i n f l ue nc e s   t he   p ac k e t   l os s   r a t e   i n   a o pt i c a l   pa c k e t   s w i t c h .   I n   T e l e c o m m u ni c a t i o ns ,   A I C T - I C I W ' 06.   I nt e r n a t i o na l   C o nf e r e nc e   o I nt e r ne t   a nd   W e b   A ppl i c a t i o ns   a nd   S e r v i c e s / A dv a nc e I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o n ,   pp .   46 - 46 .   I E E E .   2 006.   [ 12]   O v e r by ,   H . ,   A ad ap t i v e   s e r v i c e   di f f e r e nt i a t i on  al g or i t hm   f or   op t i c al   pac k e t   s w i t c he ne t w or k s In   T r a ns p a r e n t   O p t i c a l   N e t w o r ks ,   P r o c e e di ng s   o f   2003   5 t h   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o n ,   V o l .   1 ,   pp .   158 - 161 .   I E E E .   200 3.   [ 13]   N o r d,   M .   a nd  Ø v e r by ,   H . ,   P a c ke t   l o s s   r a t e   a nd  j i t t e r   di f f e r e nt i a t i ng   qua l i t y - of - s e r v i c e   s c he m e s   f o r   a s y nc hr o n o us   o pt i c a l   pa c ke t   s w i t c he s.   J ou r na l   of   O p t i c a l   N e t w or k i ng ,   3 ( 1 2) ,   pp . 8 66 - 881.   2 004 .   [ 14]   H a i l u,   D . H . ,   P e r f o r m a nc e   E v a l u a t i o o f   E t he r ne t   N e t w o r k   f o r   M o bi l e   F r o nt hua l   N e t w o r k s .   I ndo ne s i a J ou r na l   of   E l e c t r i c al   E ng i ne e r i ng   a nd  C om pu t e r   S c i e nc e ,   7 ( 1) ,   pp . 2 87 - 298,   2 0 17.   [ 15]   H a i l u,   D . H . ,   Q o S   P e r f o r m a nc e   o f   I nt e g r a t e d   H y br i d   O pt i c a l   N e t w o r i n   M o b i l e   F r o nt hua l   ne t w o r ks .   I ndone s i an   J our nal   o f   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng   and   C om p ut e r   Sc i e nc e ,   7 ( 1 ) ,   p p. 1 89 - 204 ,   2 017 .   [ 16]   H a i l u,   D a w i t   H a d us h ,   B e r i hu   G .   G e b r e ha w e r i a ,   S a m r a w i t   H .   K e b e de ,   G e b r e h i w o t   G .   L e m a ,   a nd   G e b r e m i c ha e l   T .   T e s f a m a r i a m .   " M o b i l e   f r o nt ha ul   t r a n s po r t   o pt i o ns   i C - R A N   a nd  e m e r g i ng   r e s e a r c d i r e c t i o ns :   A   c o m pr e he ns i v e   s t udy . "   O pt i c al   Sw i t c hi ng   and   N e t w or k i ng 2018 .   [ 17]   B j ør M y hr ha ug   O l e - J o ha n   D a hl   a nd   K r i s t e n   N y g a a r d.   C o m m on  b a s e   l a ng ua g e ,   N o r w e g i a n   c o m put i ng   c e n t e r .   ht t p: / / w w w . e d e l w e b . f r / S i m u l a / #7 ,   1 970 .   [ O nl i ne ;   a c c e s s e d   28 - M a y - 2016] .   [ 18]   R .   V e i s l l a r i ,   S .   B j o r ns t a d,   a n K .   B o z o r g e br a hi m i .   I nt e g r a t e pa c ke t / c i r c ui t   hy br i n e t w o r k   f i e l t r i a l   w i t pr o duc t i o n   t r a f f i c   [ i nv i t e d] .   I E E E / O SA   J ou r na l   of   O p t i c al   C om m u ni c at i o ns   an N e t w or k i ng ,   5 ( 10 ) : A 257 A 266,   O c t   20 13 .   [ 19]   G e br e hi w e t   G e b r e k r s t o s   L e m a ,   T e kl e ha y m a no t   B a w e k e   R e da ,   D a w i t   H a i l u ,   T o l e   S ut i k no .   P e r f o r m a nc e   e v a l ua t i o n   of   s pa c e   t i m e   t r e l l i s   c o de M I M O   f o r   m o bi l e   c o m m uni c a t i o ns .   I n done s i a J ou r na l   of   E l e c t r i c al   E n gi ne e r i n and  C om put e r   Sc i e nc e ,   15 ( 3) ,   pp . 150 1 - 1508 ,   2019 .   [ 20]   H a i l u,   D a w i t   H a du s h.     C l o ud  R a d i o   A c c e s s   N e t w o r ks   ( C - R A N )   a nd  o pt i c a l   M o bi l e   ba c kha u l   a nd  f r o nt ha u l .   M S   t he s i s .   N T N U ,   2 016 .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       D a w i t   H a dus h   H a i l r e c e i v e h i s   B S c   d e g r e e s   i n   E l e c t r i c a l   a nd   C o m put e r   E ng i ne e r i ng   f r o m   E t h i o pi a n   I ns t i t u t e   o f   T e c hno l o gy - M e ke l l e   ( E I T - M ) ,   M e ke l l e   U ni v e r s i t y ,   M e ke l l e ,   E t h i o pi a ,   i 2013   a n d   hi s   M S c   de g r e e   f r o m   N o r w e g i a n   U n i v e r s i t y   o f   S c i e nc e   a n d   T e c hno l o gy   ( N T N U ) ,   T r o ndhe i m ,   N o r w a y ,   i n   201 6.   H e   i s   c ur r e nt l y   w o r ki ng   a s   A s s i s t a n t   P r o f e s s o r   i n   E i T - M ,   M e ke l l e   U ni v e r s i t y H i s   r e s e a r c h   i n t e r e s t   i s   i n   t he   a r e a   o f   ne t w o r k i ng   w i t h   s pe c i a l   e m ph a s i s   o C l o ud  R a di o   A c c e s s   N e t w o r k   ( C - R A N ) ,   m o bi l e   f r o nt h a u l ,   r a da r   s y s t e m s ,   S i g na l   P r o c e s s i ng ,   S o f t w a r e   D e f i ne d   N e t w o r ( S D N ) ,   o pt i c a l   n e t w o r k i ng   a nd   a n t e n na   de s i g n.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20  :     1647   -   1656   1656     G e br e hi w e t   G e b r e kr s t o s   L e m a   ha s   r e c e i v e hi s   B S c   i n   E l e c t r o ni c s   a nd   C o m m uni c a t i o E ng i ne e r i ng   f r o m   M e ke l l e   I ns t i t u t e   o f   T e c hno l ogy   ( M I T ) ,   E t h i o pi a ,   i n   201 a nd  h i s   M S c   i n   C o m m uni c a t i o E ng i ne e r i ng   f r o m   E t h i o pi a n   I ns t i t ut e   o f   T e c hno l o gy - M e ke l l e   ( E i T - M )   i n   201 5.   H e   w a s   w o r k i ng   a s   a   l e c t u r e r   i n   E i T - M ,   M e ke l l e   U ni v e r s i t y   a nd  he   w a s   a t t e n di ng   hi s   P hD   i n   T U   o f   I l m e na u ,   G e r m a ny .   H e   i s   no w   w o r k i ng   i n   M e ke l l e   U ni v e r s i t y ,   E t hi o pi a .   H i s   r e s e a r c h   i nt e r e s t   f oc us e s   i a n t e nna   de s i g n,   S e l f - O r g a ni z e d   ne t w o r ks ,   c e l l u l a r   f ut ur e   ne t w o r ks ,   o pt i m i z a t i o t e c hni que ,   be a m   f o r m i ng ,   r a da r   s y s t e m s ,   m o bi l e   a nd   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n ,   S i g na l   P r o c e s s i ng ,   D a t a   a n C o m put e r   N e t w o r ki ng .         G e br e m i c ha e l   T .   T e s f a m a r i a m   ( D r .   I ng . )   ha s   g o t   h i s   B S c   i E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   a nd  M S c   i n   C o nt r o l   E ng i n e e r i ng   f r o m   A ddi s   A ba ba   U n i v e r s i t y   i 200 a nd  20 05  r e s p e c t i v e l y .   H e   s t ud i e d   hi s   P hD   i n   S i g na l   P r o c e s s i ng   a t   T e c hn i s c he   U n i v e r s i t ȁ t   D a r m s t a d t ,   G e r m a ny   i n   2 013 .   C u r r e nt l y ,   he   i s   he a d   o f   S c ho o l   o f   E l e c t r i c a l   a nd   C o m put e r   E ng i ne e r i ng ,   E i T - M ,   M e ke l l e   U n i v e r s i t y ,   E t h i o pi a .   H i s   r e s e a r c h   i n t e r e s t s   a r e   S i g na l   P r o c e s s i ng ,   R a da r   S y s t e m s ,   A nt e nna   d e s i g a nd   A da pt i v e   c o nt r o l   s y s t e m s .         T o l e   S u t i kno ,   A s s o c i a t e   P r o f e s s o r   i n   E l e c t r i c a l   a n C o m put e r   E ng i ne e r i ng ,   U n i v e r s i t a A hm a d   D a hl a n   ( U A D ) ,   Y o gy a ka r t a ,   I ndo ne s i a .   H e   r e c e i v e d   h i s   B . E ng . ,   M . E ng .   a nd   P h . D .   de g r e e   i n   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t a s   D i po ne g o r o   ( S e m a r a ng ,   I ndo ne s i a ) ,   U ni v e r s i t a s   G a d j a M a d a   ( Y o gy a ka r t a ,   I ndo ne s i a )   a nd   U n i v e r s i t i   T e k no l o g i   M a l a y s i a   ( J o ho r ,   M a l a y s i a ) ,   i 1999 ,   2004   a n 2016 ,   r e s p e c t i v e l y .   H e   h a s   b e e n   a A s s o c i a t e   P r o f e s s o r   i n   U A D ,   Y o gy a ka r t a - I ndo ne s i a   s i nc e   2 008 .   H i s   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   i nc l ud e   t h e   f i e l d   o f   po w e r   e l e c t r o n i c s ,   m o t o r   dr i v e s ,   i n t e l l i g e n t   c o nt r o l ,   e m b e dd e d   s y s t e m ,   F P G A   a pp l i c a t i o ns ,   i n dus t r i a l   a pp l i c a t i o ns ,   i nd us t r i a l   e l e c c t r o ni c s ,   i ndu s t r i a l   i nf o r m a t i c s ,   i nf o r m a t i o t e c hno l o gy   a nd  di g i t a l   l i br a r y .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.