Étude du temps de réponse du système en fonction de la répartition bord/sol des fonctionnalités du NCC

Nous avons pu constater dans la partie précédente qu’une partie de la signalisation est réactive aux changements dans le réseau. Aussi son poids ramené à une communication peut être considéré comme négligeable puisque lié à la vie d’une communication. En revanche, le temps de réponse de cette signalisation a une influence directe sur les performances du système. En effet, les messages qui ne sont pas périodiques représentent des changements de topologie (arrivée de nouvelles sources, de nouveaux membres de groupes, changement de la nature d’un flux) ou des demandes d’émission. On compte pour les flux IP trois messages de ce type :

• les requêtes d’accès principalement sur la voie retour : le flux n’est pas émis tant qu’une réponse, le plus souvent une attribution de slots, n’a pas été reçue ;

• les messages de résolution d’adresse MAC : ceux-ci sont les seuls à ne pas être centralisés par le NCC. Ils ne sont donc pas étudiés ici ;

• les demandes de PIDs : ces dernières sont souvent traitées de manière instantanée, notamment pour les gateways, ou en même temps que la connexion des terminaux, ou encore par le contrôle d’accès. Sans PID attribué, l’émission n’est pas possible ;

• la mise à jour des tables de commutation, sans cette dernière les flux ne sont pas aiguillés correctement. Aussi un flux unipoint n’est pas permis tant que ce changement n’est pas effectué, et l’attribution de PID est d’ailleurs effectuée en même temps, tandis que pour l’ajout d’un membre de groupes, cette modification influence le temps au bout duquel le nouveau membre reçoit les données du groupe.

Nous proposons dans cette partie d’étudier l’influence de la répartition bord/sol de certaines fonctionnalités du NCC, et d’observer comment le système hybride propose des perspectives intéressantes, même pour le système transparent. La gestion du système étant principalement du ressort du NCC, la répartition de ses fonctionnalités est alors un élément clef de l’optimisation du temps de réponse du système. Positionnée traditionnellement dans une gateway (ou quelquefois encore dans une entité dédiée), le NCC a une relation étroite avec le système satellite, si bien qu’il apparaît comme une solution envisagée dans les systèmes à intelligence embarquée d’intégrer certaines fonctionnalités du NCC à bord.

Cette partie abordera cela en analysant l’influence successive de la répartition bord/sol de l’allocation de ressources (5.2.4.1), de l’attribution des PIDs (5.2.4.2) et de la gestion des tables de commutation (5.2.4.3). La section 5.2.4.4 conclura cette partie.

5.2.4.1.

L’allocation de ressources

Pour la voie aller, la méthode la plus simple pour le contrôle d’accès est d’attribuer les fonctionnalités du NCC à chaque gateway. Si dans le cadre transparent, cette politique est naturelle, dans le cadre régénératif, cela peut poser quelques problèmes dont notamment le dimensionnement de la charge utile embarquée pour qu’il n’y ait pas de conflit avec les autres flux des différentes gateways et des RCST utilisant le mode régénératif. De plus cette méthode implique une perte potentielle de bande passante. Toutefois pour la gestion de l’allocation des ressources, elle reste conforme au DVB-S, et est instantanée. C’est la méthode choisie ici.

Pour le contrôle d’accès en DVB-RCS, on peut considérer que le temps de réponse correspond au temps d’accès au NCC, via un canal à contention, ajouté au délai entre le RCST et le NCC, au temps d’établissement de la TBTP (v) et au délai retour, ce qui peut s’exprimer sous la forme1 _:

(33) T_Accès =T_Aloha+RTT_NCC+v T( _ST)

Nous avons déjà parlé précédemment du problème de la méthode d’accès (cf. 5.2.1). Le temps d’accès au support à contention fait partie de ce problème (TAloha). Toutefois, nous

resterons conforme à notre discussion précédente et ne le prendront pas en compte.

Si l’on note Tmin, le temps minimum requis pour qu’à l’arrivée d’une requête à la NCC, ce

dernier ait le temps de l’intégrer dans le calcul de la prochaine TBTP, on a alors un temps d’accès pouvant varier entre RTT + Tminet le RTT + Tmin + 1.3 s.

Dans le cas idéal où Tmin est négligeable, une rapide analyse permet de conclure que

l’intégration de la fonctionnalité d’allocation de ressources dans l’OBP peut entraîner une diminution du délai de 14% à 50%. Dans le cas où Tmin n’est plus négligeable, il y a toujours un

gain, mais un peu moindre.

1 _{Ici v est une fonction du temps d’établissement d’un TBTP, directement liée à la période d’une supertrame,}

Le temps de réponse du système est amélioré par l’intégration des fonctions de contrôle d’accès à bord. Il faut noter cependant que ces fonctions peuvent être lourdes à mettre en oeuvre, comme notamment l’algorithme de DAMA, et donc augmente le prix de la charge utile du système.

L’architecture hybride offre donc la possibilité d’intégrer les fonctionnalités d’allocations de ressource dans son mode OBP. Cette solution permet de gagner en temps de réponse pour le mode régénératif sur la voie retour, mais aussi de faire passer le contrôle d’accès de la voie retour transparente par ce mode, gagnant alors sur les deux fronts.

5.2.4.2.

L’attribution du PID

Dans cette partie nous discutons de la fonctionnalité d’attribution du PID.

Pour les gateways, si ce sont elles-mêmes qui gèrent cette attribution, comme dans le cas de cette proposition, ce temps est nul.

Pour les RCSTs, cette attribution est faite à la demande d’allocation de ressources, si besoins. La dissociation de ces deux fonctionnalités du NCC (allocation de ressources et attribution de PIDs) est malvenue et rajoute un temps supplémentaire. L’attribution du PID a donc tout intérêt à se faire en même temps que l’attribution des slots, en donnant par exemple dans la table TBTP le PID à utiliser.

5.2.4.3.

La mise à jour de la table de commutation

Ce dernier mécanisme est lié à la distribution de nouveaux PIDs, comme à l’ajout d’un nouveau spot desservi par un groupe multicast. Ainsi dès qu’un changement est noté, le NCC doit mettre à jour la table de commutation. Si cette fonctionnalité est intégrée dans chaque gateway, cette technique peut poser un problème réel de sécurité, et une entité de contrôle doit être mise en place à bord.

Si le NCC est situé dans l’OBP, pour le lien retour aucun délai supplémentaire n’est introduit, le délai est lui inévitable pour les gateways, qui doivent de toute manière contacter le satellite si elles utilisent un nouveau PID. Toutefois cette méthode permet de décharger l’OBP d’un surplus de fonctionnalités. De plus les gateways peuvent profiter de l’envoi de leur premières données pour envoyer cette information à l’OBPC.

5.2.4.4.

Conclusion

L’attribution d’un PID et le contrôle d’accès ne semblent pas pouvoir être dissociés. Le tableau suivant ( Tableau IX) montre que l’intégration de certaines fonctionnalités du NCC dans l’OBP améliore le temps de réponse du système notamment pour la voie retour. On peut noter que la mise en œuvre au niveau des gateways est la meilleure solution pour le lien aller. Dans tous les cas, l’utilisation d’un système dédié uniquement au NCC n’est pas la solution : autant répartir ces fonctionnalités dans des gateways.

La solution hybride présente la perspective d’intégrer un certain nombre de fonctionnalités du NCC à bord, grâce à son mode régénératif. Si cet élément n’est pas prévu dans un premier temps dans le système étudié présentement, il est possible de le réaliser dès que les technologies seront suffisamment mûres et abordables sur ce point. En effet l’approche hybride propose de ne pas figer le débat sur un système, en proposant une architecture incrémentale.

On peut enfin noter que l’utilisation du mode régénératif pour la signalisation de la voie retour transparente peut apporter une amélioration notable des performances du système transparent. En effet, le système hybride propose, en agrégeant l’allocation de ressources avec l‘attribution de PID et la mise à jour des tables de commutations, de réduire le nombre de bonds satellites, et donc d’améliorer le temps de réponse global du système.

Tableau IX. L’INFLUENCE DE LA RÉPARTITION BORD/SOL SUR LA RÉACTIVITÉ DU SYSTÈME