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Energy Saving Scheme with an Extra Active Period for LAN Switches Esquema de economia de energia com período extra ativo para switches LAN

Hitomi TAMURA, Ritsuko TOMIHARA, Yutaka FUKUDA, Kenji KAWAHARA, Yuji OIE

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Resumo:

Um imenso número de switches LAN estão atualmente em uso em todo o mundo. Portanto, métodos que possam reduzir o consumo de energia destes dispositivos são de grande interesse prático. Uma maneira simples de economizar energia em switches LAN é colocar as interfaces em modo de suspensão quando nenhum pacote estiver armazenado em buffer e manter as interfaces em modo ativo enquanto houver pacotes a serem transmitidos. Embora este pareça ser o esquema de poupança de energia mais eficaz, a mudança de modo dá origem a correntes de pico, que podem causar danos eléctricos aos dispositivos. Este problema surge da mudança excessiva de modo, que deve ser evitada. Assim, o objetivo principal é desenvolver um método para reduzir o número de mudanças de modo que resultam em modos de suspensão de curta duração, porque essas mudanças não contribuem muito para a eficiência energética, mas podem danificar o dispositivo. Para este fim, é adotado um método pelo qual a interface é mantida em modo ativo por um período de tempo “extra” após todos os pacotes terem sido liberados do buffer. Este período é o “período extra ativo (EAP)” e este esquema protege o dispositivo em detrimento da eficiência da economia de energia. Neste artigo, este esquema é avaliado analiticamente em termos de sua taxa de redução de potência e frequência de mudanças de modo, modificando os modelos de filas M/M/1 e IPP/M/1. Os resultados numéricos mostram como a duração do período extra ativo degrada o desempenho da economia de energia, ao mesmo tempo que reduz o número de mudanças de modo. Mostramos analiticamente um compromisso exato entre a taxa de redução de potência e o número médio de ligações no modelo EAP com chegada de pacotes Poisson. Além disso, estendemos o esquema para determinar o EAP de forma dinâmica e adaptativa, dependendo da utilização da interface a curto prazo, e demonstramos a eficácia do esquema estendido por simulação. O esquema recentemente desenvolvido permitirá que os switches LAN sejam projetados tendo em mente a economia de energia, sem exceder as restrições do dispositivo.

Publicação
IEICE TRANSACTIONS on Communications Vol.E93-B No.12 pp.3542-3554
Data de publicação
2010/12/01
Publicitada
ISSN online
1745-1345
DOI
10.1587/transcom.E93.B.3542
Tipo de Manuscrito
PAPER
Categoria
Teorias Fundamentais para Comunicações

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Palavra-chave