Tung trafik på smala vägar kan vara en av de främsta orsakerna till trafikstockningar, vilket även gäller kommunikationsnät. Om mer data samlas in än vad den tillåtna datakapaciteten kan ta emot, resultat för kommunikationslatens. Detta har en förödande effekt på 5G-baserade internettjänster som självkörande bilar, autonoma robotar och fjärrkirurgi.

En forskargrupp ledd av professor Kyunghan Lee vid School of Electrical and Computer Engineering vid UNIST har föreslagit en ny teknik som kan minska problem med överbelastning i nätverksmiljön. Teamet presenterade sitt senaste arbete, "ExLL:Ett överbelastningsprotokoll med ultralåg latens för mobilt mobilnät" på ACM CoNEXT 2018, hölls i Heraklion, Grekland, den 6 december, 2018.

Enligt forskargruppen, den nya tekniken har överlägsen prestanda jämfört med Googles Biblio (BBR), som är känt som det bästa överföringsprotokollet med låg latens. Prestandautvärderingen och verifieringen genomfördes hemma och utomlands i samarbete med professor Sangtae Has forskargrupp från University of Colorado Boulder, som har en testanläggning för mobilkommunikationsnätverk.

Kommunikationsfördröjning är ett fenomen där obehandlad data ackumuleras i nätverket, orsakar dataöverföringsfördröjning. Detta kallas också "buffertuppsvällning". När buffertuppblåsningar observeras i datacentret eller det mobila kommunikationsnätverket, överföringen av paket försenas och effektiviteten i datautbytet och tjänsternas kvalitet minskar.

En lösning på detta är ett protokoll för överföring med låg fördröjning. Det är en metod för att förstå nätverkssituationen och justera dataöverföringshastigheten och minska fördröjningen. För att förstå mängden nätverksbandbredd som kan hanteras av nätverket tidigare, en metod för att undersöka nätverkstillståndet har använts genom att öka eller minska överföringsmängden per tidsenhet. Mängden dataöverföring kontrolleras samtidigt som förändringen av fördröjningsprestandan beaktas i enlighet med ökningen eller minskningen av överföringsmängden. Dock, Googles BBR har inte nått den idealiska lägsta (långsammaste) prestanda när den skickar den maximala data som tillåts av nätverket (maximal datahastighet).

"Det är svårt att uppnå den idealiska prestandan på grund av ineffektiviteten i själva sökningen i den befintliga tekniken, sa Shinik Park, studiens första författare. "Denna teknik är en smart telefon, "Vi har löst problemet genom att bara ändra överföringsprotokollet för mobila kommunikationsterminaler."

Forskarna fokuserade på att utveckla den tillåtna nätverkskapaciteten för ett effektivt överföringsprotokoll med låg latens. Om mängden data som skickas bara är lika stor som nätverksbandbredden som tillåts av mobilkommunikationsterminalen, uppgifterna kommer inte att ackumuleras i onödan. Att göra detta, forskarna observerade mönstret av paket som togs emot av mobilkommunikationsterminalen och härledde direkt bandbredden för mobilkommunikationsnätverket.

"I LTE-nätverk, mönstret för mängden data som tas emot per millisekund och intervallet för ankomst av paket under denna tid är olika, " säger Junseon Kim på doktorandprogrammet i datavetenskap. "Detta beror på resurserna som tilldelats basstationen och kanalförhållandena, så det är möjligt att veta den tillåtna nätverkskapaciteten genom att analysera den, och om observationstiden är annorlunda, det kan appliceras på 5G-nätverket."

När den tillåtna nätverkskapaciteten (baslinje) är känd, den mobila kommunikationsterminalen sänder helt enkelt den beräknade referensen till servern, och servern styr direkt dataöverföringsmängden för den mobila kommunikationsterminalen. Om den aktuella genomströmningen är mindre än den tillåtna nätverkskapaciteten, det kommer att öka genomströmningen snabbt. Om den nuvarande nätverkskapaciteten nästan är uppnådd, det kommer att ökas fint.

"ExLL kan eliminera ineffektivitet i sökprocessen och implementera nätverk med ultralåg latens, " säger professor Lee. "Det är ett befintligt överföringsprotokoll med låg latens som spelar en viktig roll vid fjärrkirurgi, fjärrkontroll för drönare, och 5G-baserad autonom navigering."

Överföringsprotokollet med låg latens utvecklades efter att buffertbuffertkonceptet definierades 2011, leder till Googles BBR. Google har inkluderat BBR som ett av sina transportprotokoll sedan 2016, och lade nyligen till BBR till Google Cloud Platform (GCP). Detta påminner om Googles antagande av sina egna utvecklingsprotokoll (SPDY, QUID) i HTTP/2- och HTTP3-standarderna, som är webböverföringstekniker.