Raffaele Noro Institute for computer Communications and Applications Synchronization over packet-switching networks: theory and applications Raffaele Noro Institute for computer Communications and Applications PhD presentation Lausanne, June 21st 2000

Synchronisation sur réseaux à commutation de paquets 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) Terminaux Réseau de communication Terminaux 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

Du téléphone à l’Internet: (bref) historique des télécommunications ….accès Internet 3 ans 50 millions de … … ordinateurs 10 ans … fax 20 ans … téléphones 70 ans … avec une capacité croissante du réseau !!

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 Voix et vidéo sont synchrones, l’Internet ne l’est pas… !!

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!!

Le problème de la synchronisation sur les réseaux à commutation de paquets Quel heure est-il sur Internet? ? 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

a·Crécepteur+ b = Cémetteur Une technique de synchronisation pour les réseaux à commutation de paquets Crécepteur Cémetteur Simple Efficace A basse consommation de ressources Crécepteur Cémetteur a·Crécepteur+ b = Cémetteur différence de vitesse décalage Régression linéaire aux moindres carrés (LLR – Least-square Linear Regression)

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 … moindres carrés Rapidité Précision … conventionnel 100 fois plus rapide La qualité de l’information transmise reste intacte!!

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.

Emulation de circuits sur Internet Réseau à commutation de circuits Circuit – ligne louée en mode commutation de circuit 100.000 lignes louées a 1544 kbps aux USA !! Réseau à commutation de paquets Un réseau équivalent en mode paquet a des coûts d’opération très réduits Adaptateur circuit-paquet à la frontière opérateur-client

L’adaptateur circuit-paquet Encapsulation du traffic circuit en paquets Internet Intégration des fonctions de synchronisation

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