Un nuevo control de congestión de baja latencia para redes celulares

El tráfico pesado en carreteras estrechas podría ser una de las principales causas de congestión del tráfico y esto también se aplica a las redes de comunicación. Si se recopilan más datos que la capacidad de datos permitida, aparece la latencia de comunicación. Esto tiene un efecto devastador en los servicios de Internet basados en 5G, tales como automóviles autónomos, robots autónomos y cirugía remota.

Un equipo de investigación, dirigido por el profesor Kyunghan Lee en la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática de UNIST, ha propuesto una técnica novedosa que puede reducir los problemas de congestión en el entorno de red. El equipo presentó su último trabajo, conocido como "ExLL: un protocolo de congestión de ultra baja latencia para la red celular móvil" en el ACM CoNEXT "18, celebrado en Heraklion, Grecia.

Según el equipo de investigación, la nueva técnica destaca por su rendimiento superior al Biblio (BBR) de Google, conocido como el mejor protocolo de transmisión de baja latencia. La evaluación del desempeño y la verificación del protocolo de comunicación se llevaron a cabo tanto en el país como en el extranjero en colaboración con el equipo de investigación del profesor Sangtae Ha de la Universidad de Colorado Boulder, que cuenta con una instalación de prueba de red de comunicación móvil.

El retraso de la comunicación es un fenómeno en el que cuando los datos no tratados se acumulan en la red, la transmisión de datos se retrasa cuando más datos de los que la red puede manejar. Esto también se denomina "hinchazón del búfer". Cuando se observan acumulaciones de búfer en el centro de datos o en la red de comunicación móvil, la transmisión de paquetes se retrasa y se reduce la eficiencia del intercambio de datos y la calidad del servicio.

Una solución a esto es una técnica de "protocolo de transmisión de bajo retraso". Es un método para comprender la situación de la red y ajustar la cantidad de transmisión de datos y reducir el retraso. Para comprender la cantidad de transmisión de datos (ancho de banda de red) que puede manejar la red en el pasado, se ha utilizado un método de sondeo del estado de la red aumentando o disminuyendo la cantidad de transmisión por unidad de tiempo. La cantidad de transmisión de datos se controla mientras se considera el cambio del rendimiento del retraso de acuerdo con el aumento o la disminución de la cantidad de transmisión. Sin embargo, el BBR de Google no ha alcanzado el rendimiento mínimo ideal (más lento) al enviar los datos máximos permitidos por la red (velocidad máxima de datos).

"En las redes LTE, el patrón de la cantidad de datos recibidos por milisegundo y el intervalo de llegada de paquetes durante este tiempo es diferente", dice Junseon Kim en el Ph.D. programa en informática. "Esto depende de los recursos asignados a la estación base y las condiciones del canal, por lo que es posible conocer la capacidad de red permitida analizándola, y si el tiempo de observación es diferente, se puede aplicar a la red 5G".

Una vez que conoce solo la capacidad de red permitida (línea de base), el siguiente paso es fácil. El terminal de comunicación móvil transmite directamente la referencia calculada al servidor, y el servidor controla directamente la cantidad de transmisión de datos del terminal de comunicación móvil. Si el rendimiento actual es menor que la capacidad de red permitida, aumentará el rendimiento rápidamente. Si la capacidad actual de la red casi se alcanza, se aumentará finamente.

"ExLL puede eliminar las ineficiencias en el proceso de búsqueda e implementar redes de latencia ultra baja", dice el profesor Lee. "Es un protocolo de transmisión de baja latencia existente que juega un papel importante en la cirugía remota, el control remoto de drones y la navegación autónoma basada en 5G".

Mientras tanto, el estudio del protocolo de transmisión de baja latencia se desarrolló de manera constante después de que se definió el concepto de búfer de memoria intermedia en 2011, lo que condujo a la BBR de Google. Google ha incluido BBR como uno de sus protocolos de transporte desde 2016, y recientemente agregó BBR a Google Cloud Platform (GCP). Esto recuerda a la adopción de Google de sus propios protocolos de desarrollo (SPDY, QUID) en los estándares HTTP / 2 y HTTP3, que son tecnologías de transmisión web.