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통신 , 방송 , 인터넷 융합을 위한 차세대 망 구조

통신 , 방송 , 인터넷 융합을 위한 차세대 망 구조. e-mail: yjang@kookmin.ac.kr Voice: (02) 910-4827. 장영민 , 전철용. 국민대학교 전자정보통신공학부. Contents. 차세대 망 Vision 이동 통신망 통신 , 방송 , 인터넷 융합 결론. 차세대 망 Vision. 무선 시장 활성화 인터넷 시장 확산. 유 / 무선 (TP, Coaxial Cable, 광 , 무선 ) 기반 음성 시장. 초고속 서비스용 유무선 통합 가입자 망의

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통신 , 방송 , 인터넷 융합을 위한 차세대 망 구조

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  1. 통신, 방송, 인터넷 융합을 위한차세대 망 구조 e-mail: yjang@kookmin.ac.kr Voice: (02) 910-4827 장영민, 전철용 국민대학교 전자정보통신공학부

  2. Contents • 차세대 망 Vision • 이동 통신망 • 통신, 방송, 인터넷 융합 • 결론 Wireless Networks & Communications Lab.

  3. 차세대 망 Vision

  4. 무선 시장 활성화 인터넷 시장 확산 유/무선 (TP, Coaxial Cable, 광, 무선) 기반 음성 시장 초고속 서비스용 유무선 통합 가입자 망의 급성장 초고속 멀티미디어 확대 차세대 망 Vision • 통신 패러다임의 변화 (Ubiquitous 네트워크) • 유무선 통합의 요인 • 초고속 인터넷 인프라의 보급 • 휴대폰, PDA, 노트북을 이용한 무선 인터넷 가입자의 급증 • 멀티미디어 서비스 콘텐츠의 증가 • 유비쿼터스 네트워크 개념 • 네트워크 및 단말에 관계없이 모든 종류의 서비스를 언제, 어디서나 끊김 없이 이용 • 기존 가입자, 시장 점유율, 수익을 유지하려는 고정망 사업자가 선호 • 마케팅 통합, 서비스 통합, 네트워크 통합으로 구분 Wireless Networks & Communications Lab.

  5. 차세대 망 Vision (Cont.) • 서비스 동향 Wireless Networks & Communications Lab.

  6. Subscriber/End User Network Provider • - 자원 최적화 • - QoS 및 보안 관리 • - 차별화된 서비스 제공 • 동일 또는 타 망으로의 • 접속 용이 • - 과금 및 측정 • - 이동성 • - 접속 용이 • - 적정한 가격과 품질 • - 사용 편리 Service Provider Contents Provider • 빠르고 편한 개방형 서비스 • - QoS 및 보안 관리 • 사용 장치에 따른 적절한 • 서비스 제공 • 적절한 과금 체계 - 적절한 과금 체계 - Terminal, 위치, 사용자 기호 등 사용자 요구에 맞는 적절한 contents - 높은 시장성 차세대 망 Vision (Cont.) • 서비스 요구사항 Wireless Networks & Communications Lab.

  7. Today Tomorrow • Multimedia Content • Video Streaming • Specialized Information • Virtual Reality • Specialized Information • Application Hosting • Web-based Provisioning Content Services • Audio Conferencing • Voice Mail • Video Conferencing • VoIP • Unified Messaging • Multimedia Bridging Enterprise Applications Communications Services • Telephone Service • Basic Transport • Network ACD • VPN • Broadband Internet • Authorization Service Connectivity Services • Dedicated Pipes • (voice, data, video) • Fixed Bandwidth • Fat Pipes • Integrated Access • Bandwidth on Demand Access Services 차세대 망 Vision (Cont.) • 차세대 서비스 유형 Wireless Networks & Communications Lab.

  8. 유비쿼터스 네트워크를 위한 망 구조 <개별망 구조> <통합망 구조> 차세대 망 Vision (Cont.) • 기술 진화 방향 • 통신(유 ∙ 무선), 방송, 인터넷 서비스가 융합되는 추세 • 유 ∙ 무선 및 방송 등 새로운 융합 서비스를 창출하고, 현재 및 미래의 멀티미디어서비스를 수용하는 패킷 기반 통합네트워크 • 통신 및 방송 서비스를 효율적·경제적으로 제공하는 유비쿼터스 네트워크 Wireless Networks & Communications Lab.

  9. 공공 DB 정보통합 물류/ 유통 정부부문 기업부문 전자정부 원격회의 On Line 공공조달 금융 SoC 내장형 S/W BSS 전자투표 Post PC 방송 통신 이동통신 광대역 통합망 지능형 홈네트워크 동영상 화면 전송 텔레메틱스 가상현실 인터넷 디지털콘텐츠 환경/의료 지능형로봇 원격교육 DTV 교통 전자상거래 재택근무 가정부문 사회부문 차세대 망 Vision (Cont.) • 통신, 방송, 인터넷 융합 Wireless Networks & Communications Lab.

  10. 차세대 망 Vision (Cont.) • IT 8-3-9 전략 • IT 8-3-9 전략은 IT산업의 가치사슬에 따라 8대 신규 정보통신 서비스를 도입․활성화하여 3대 유무통신, 방송, 인터넷 관련 인프라에 대한 투자를 유발하고, 이를 바탕으로 9개 첨단 기기와 단말기, 소프트웨어, 콘텐츠 산업이 동반 성장하는 IT산업의 발전전략 8대 신규 서비스 3대 인프라 9대 신성장 동력 WiBro 서비스 홈 네트워크 서비스 텔레매틱스 서비스 (위성/지상파)DMB 서비스 RFID활용 서비스 W- CDMA 서비스 지상파 Digital TV 인터넷 전화 (VolP) 광대역 통합망(BcN) U - 센서네트워크(USN) IPv6 도입 차세대 이동통신 디지털 TV 홈 네트워크 IT SoC 차세대 PC 임베디드 S/W 디지털 콘텐츠 텔레매틱스 지능형 로봇 Wireless Networks & Communications Lab.

  11. BSS: Business Support System OSS: Operating Support System GMPLS: Generalized Multi-protocol Label Switching xDSL: Digital Subscriber Line PSTN: Public Switched Telephone Network CP: Contents Provider PP: Program Provider 차세대 망 Vision (Cont.) • 차세대 망 Wireless Networks & Communications Lab.

  12. IMT-2000 and Future Development of IMT-2000 DAB / DVB Satellite HAPS Media / Signaling Gateway WPAN PSTN • Converged IPv6 over WDM Core Network • Mega/Macro Mobility Support • Converged Wireless and Wired • Media Access System WLAN MSC cdma One WMAN ITS BSC RNC Inter-system Handoff xDSL All IP-based cdma2000 1x DV All IP-based WCDMA New 4G Radio Access Nomadic / Local Area Access Mobile Access 차세대 망 Vision (Cont.) • 4G Networks (System beyond IMT-2000) Wireless Networks & Communications Lab.

  13. 이동 통신망

  14. Wide AreaNetwork Local AreaNetwork Personal AreaNetwork Metropolitan Area Network Public WLAN LAN UWB Zigbee IMT2000 GSM CDMA GPRS UMTS WLAN Data rate Mobility 이동 통신망 Wireless Networks & Communications Lab.

  15. Denotes interconnection between systems via networks, which allows flexible use in any environment without making users aware of constituent systems Nomadic/local area access systems Digital broadcast systems 이동 통신망 (Cont.) • Mobility vs. Data rate Wireless Networks & Communications Lab.

  16. 이동 통신망 (Cont.) • 위성 DMB • 위성을 통해 CD 수준의 음성과 데이터 또는 영상 서비스 제공 • 이동방송을 지향하고 전국 서비스를 제공함 • 디지털 지상파 방송이나 기존의 위성방송을 보완하는 기능을 함 • 규격: 일본 표준 System E – CDM (Code Division Multiplexing) Wireless Networks & Communications Lab.

  17. 이동 통신망 (Cont.) • 지상파 DMB • DAB를 이용하여 음성 및 영상 서비스를 언제 어디서나 제공 • 다양한 멀티미디어 콘텐츠를 소형TV, PDA, 휴대폰 등을 통해 전달 • 향후 이동통신과 결합된 양방향 서비스의 활성화 및 복합단말기 시장형성 예상 • 규격: Eureka 147 DAB (System A) – OFDM Wireless Networks & Communications Lab.

  18. 이동 통신망 (Cont.) • 방송 관련 기술 비교 Wireless Networks & Communications Lab.

  19. 2G 2.5G 3G B3G 4G 세대 - GSM - IS-95 • -GPRS • cdma 1x • EV-DO • WCDMA • 1xEV-DV -3G/WLAN Interworking - HPi(WiBro) • Mobile • Nomadic 시스템 • Digital voice - 64~144kbps • Multimedia • 2Mbps • Mobile • multimedia • - 10~50Mbps • Integrated • multimedia • 100Mbps • /1Gbps 주요 서비스 및 전송속도 이동 통신망 (Cont.) • 이동 통신 발전 추세 ~1999 2002 2004 2006~2008 2010+ Wireless Networks & Communications Lab.

  20. 이동 통신망 (Cont.) • Network Evolution 1st Generation Analog Network for Voice 2nd Generation Digital Network for Voice & Data Converged IP network • Single packet-switched air-link • Over one packet-switched backbone • Circuit-switched air-link • Circuit-switched backbone • No built-in data capability • 2x circuit-switched air-link • (RTT for voice, EV-DO for data) • 2x circuit-switched backbone • (one for voice, one for data) Wireless Networks & Communications Lab.

  21. 이동 통신망 (Cont.) • UTRAN Evolution for IP Support Future ReleaseAdvanced RAN Release 99/4 Release 5 • IP routing • IP transport • Distributed RRM • Signaling/bearer separation • Concentration R99(2000.3) WCDMA, TD-CDMA Chip rate : 3.84Mcps GSM based core network R5(2002.6) HSDPA IP transport RAN All IP core R6(2004.10) MIMO MBMS IMS WLAN-UMTS Interworking R4(2001.3) GSM/EDGE RAN(GERAN) extension Voice over IP Repeater Wireless Networks & Communications Lab.

  22. 이동 통신망 (Cont.) • 3GPP의 Release 6 표준화 동향 • MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) • 무선 링크 향상 기술의 핵심 요소로 Release 6의 주요 Feature로 고려 • 송수신단에서 다중 안테나를 사용하여 데이터를 전송하는 방식 • 3GPP에서는 최대 4개의 송수신 안테나를 사용 • HSDPA뿐만 아니라 DSCH에 적용 가능 • 물리계층, 2, 3계층 프로토콜 및 RF 관련 영역까지 고려 • MBMS(Multimedia Broadcast and Multicast Service) • Broadcast와 Multicast는 일대 다로 데이터를 전송할 수 있는 방법 • SA와 RAN을 중심으로 표준화가 진행 중 -Stage2작업:MBMS를 제공하기 위한 기본적 사항들만을 결정 -Stage3작업:세부적인 기능과 프로시저, 메시지, 프로토콜 동작 등을 결정할 예정 • IMS(IP Multimedia Subsystem) Phase 2 • 핵심망 측면에서 IMS Phase 2 표준화를 진행 중 • SIP 시그널링을 기반으로 IP 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해 Release 5에서 제안 • WLAN-UMTS Interworking • 목적: 3GPP의 서비스 및 기능을 WLAN 접속 환경의 사용자에게도 제공하기 위한 것 • 여섯 가지 시나리오가 제안된 상태 Wireless Networks & Communications Lab.

  23. 이동 통신망 (Cont.) • Phase and Expected Timelines for Future Development of IMT-2000 and Systems beyond IMT-2000(Rec. ITU-R M1645) Wireless Networks & Communications Lab.

  24. Mobile IP Inter PAR H/O Inter AP H/O 이동 통신망 (Cont.) • HPi • 2.3 GHz 주파수 대역 • CH당 10MHz • 최대 반경 1Km • 셀룰러 형태의 망 구성 가능 • 60 Km/h이내에서 가입자당 평균 1Mbps 이상 지원 • IP 기반 무선 데이터 서비스의 상/하향 비대칭 전송 • TDD/OFDMA • IEEE 802.16 및 IEEE 802.16e의 규격에 따르는 핸드오버 Wireless Networks & Communications Lab.

  25. 이동 통신망 (Cont.) • Telematics • Telecommunication + Information의 합성어 • 무선망을 통해 음성 및 데이터 통신 • GPS 기반으로 차량에 정보를 주고 받음 • 유비쿼터스와 컨버전스라는 패러다임의 변화에 따라 새로운 기술과 융합을 시도 • DAB, DMB, GPS, DSRC등의 기술이 융합되어 다양한 서비스를 제공하는 “Mobile Office”를 지향 Wireless Networks & Communications Lab.

  26. Layer 2 Layer 2 Account NMS RADIUS DHCP Web Router Router Router Router Router xDSL 이용 전용선 이용 케이블 가입자 망 이용 무선중계 기술 이용 AP Bridge CP Layer 2 Portal IP backbone VPN VPN: Virtual Private Network DSLAM: Digital Subscriber Line Access Multiplexer NAS: Network Access Server NMS: Network Management System DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol XDSL AP DSLAM NAS 이동 통신망 (Cont.) • WLAN • 서비스 개요 • 사용자 인증은 802.1x 사용 • 사용이 쉽고, 저렴한 가격 • Data rate:11 and/or 54 Mbps • 범위 :100m 이내 • IAPP 지원 • 어플리케이션 • 기업과 캠퍼스 네트워킹 • Ad-hoc 네트워킹 • 핫스팟에서의 공중 액세스 Wireless Networks & Communications Lab.

  27. 이동 통신망 (Cont.) • WPAN • 802.15.1 • TG1a : WPAN 15.1 Revisions to Bluetooth v1.2 • Bluetooth Special Interest Group (SIG): v1.2 발표 • 802.15.3 • TG3a : WPAN Alt High Rate PHY, • 802.15.3 기반의 image와 multimedia 고속 전송을 위한 개선된 PHY표준화 • UWB(Ultra Wide-band) • 현재 두 가지 방식 경쟁 중 • CDMA기반 DS-UWB • Multi band OFDM • TG3b : WPAN 15.3 Maintenance, • 802.15.3 MAC 구현 및 상호 운용성 개선 • SG3c – mmWave Study Group • 802.15.3 기반에서 millimeter파 기반 PHY 표준화 • 802.15.4 • TG4a - WPAN Alt Low Rate PHY • 802.15.4 기반 개선된 PHY 표준화 • TG4b – WPAN 15.4 Revisions and Enhancements • 802.15.4 개선 및 명확한 규정 • 불필요한 복잡성 제거,보안키 사용의 유동성, 새로이 사용 가능한 주파수 할당 등 Wireless Networks & Communications Lab.

  28. 이동 통신망 (Cont.) • 이종망간의 연동 • 연동을 통해 두 서비스의 단점 보완 • WLAN의 고속의 service rate, 싼 가격 • 3G의 넓은 coverage, 이동성 보장 • 최적화된 인프라 비용 • 통합 접속 서비스 • 접속망과 상관없이 하나의 ID로 모든 서비스 이용 • 서비스와 접속 망간의 이동성 제공 • 전송 속도의 보장 • 사용자와 통신 사업자 측면에서의 다양한 기대효과 예측 • 고객의 입장 • One-Stop 서비스 이용에 따른 편익 증대 • 유무선 연동에 따른 자유로운 서비스 이용 • 통합 과금에 따른 편의성 향상 및 요금 할인 효과 • 통신 사업자 • 유무선 통합 신규 서비스 창출을 통한 새로운 수익원 발굴 • 다양한 서비스 상품 개발력 제고 • 가입자 유치 비용 및 전반적인 운영비용 절감 • 가입자와의 장기간 관계 유지를 통한 해지율 감축 Wireless Networks & Communications Lab.

  29. 이동 통신망 (Cont.) • 연동을 위한 요구사항 • Network Selection • 연결성 • Access Control, 인증, 가입 • Data 무결성과 비밀성 • Accounting • 공통 고지서와 고객 관리 • 로밍 • 세션의 연속성 Wireless Networks & Communications Lab.

  30. 이동 통신망 (Cont.) • 2001년 8월 ETSI TR 101 957 V1.1.1에서 제시된 구조 Wireless Networks & Communications Lab.

  31. 이동 통신망 (Cont.) • Loose Interworking • Gateway가 Internet에 연결되어 3G core로 직접적인 연결이 없음. • 두 네트워크의 authentication, billing, 그리고 이동성 관리가 서로 다름. • Mobile IP, Simple IP 서비스를 통한 연동 • Gateway를 통해 3G에서 사용자당 서비스 정책을 유동적으로 할 수 있으며, 과금 정보도 모을 수 있음 • 두 네트워크가 서로 독립적인 관계 • 연동 협약을 통한 연동 • Tight Interworking • Gateway를 통해 WLAN 네트워크의 세부가 감추어짐 • WLAN에서 생성된 모든 트래픽은 3G로 들어감 • Authentication, signaling, transport, 그리고 billing 구조를 같이 공유함 • Gateway는 3G, WLAN 프로토콜이 동시에 구현되어야 함 • 동일 사업자에서만 가능 • PDSN에 부하 증가 • 구현이 복잡하며 비용이 많이 들고, 3G core 망을 재구성해야 하는 단점 Wireless Networks & Communications Lab.

  32. 이동 통신망 (Cont.) • An Example of a Typical User in Year 2010 Wireless Networks & Communications Lab.

  33. 이동 통신망 (Cont.) • 다양한 망과의 연동 Wireless Networks & Communications Lab.

  34. 통신, 방송, 인터넷 융합

  35. 통신, 방송, 인터넷 융합 • 통신, 방송, 인터넷이 통합되는 디지털 융합(Digital Convergence) • 컴퓨터, 통신, 방송 등 모든 정보통신 기기가 하나의 네트워크에 연결 • 광대역 통합망(Broadband Convergence Network) 기반의 네트워크 사회로 빠르게 진화 방송 광대역 통합망 인터넷 통신 Wireless Networks & Communications Lab.

  36. 통신, 방송, 인터넷 융합 (Cont.) • 서비스 유형별 분류 • 통화 기반 • 멀티미디어 통화 –음성 및 영상통화 • 컨퍼런스 –음성 및 영상 컨퍼런스 • 메시징 – VMS, UMS • 데이터 기반 • 데이터 검색 –웹, 멀티미디어 정보검색 • 데이터 응용 – Game • 스트리밍 –뮤직 비디오 • 즉시형 메시징 – IM, SMS, MMS • 방송기반 • 아날로그 –기존 TV방송 • 디지털 – DTV, 디지털 오디오, On-Demand(VOD) • 데이터 –프로그램 종속형, 프로그램 독립형 • 홈기반 • 홈 GN 기반 서비스(Video, audio, text) • 원격검침, 원격 교육 Wireless Networks & Communications Lab.

  37. 통신, 방송, 인터넷 융합 (Cont.) • 융합 서비스 사례 Wireless Networks & Communications Lab.

  38. 통신, 방송, 인터넷 융합 (Cont.) • 융합 사례 • T-commerce • 개인 방송 Wireless Networks & Communications Lab.

  39. User (Needs 파악) 통신, 방송, 인터넷 융합 (Cont.) • 통합 망 Wireless Networks & Communications Lab.

  40. 결론

  41. 결론 • Future Directions • BcN and Ubiquitous networks • Interworking issue • Tightly Coupled interworking • All IP(IPv6) network • Seamless and fast vertical handover • User-centric and QoS-centric • Context-aware • Adaptive QoS • Cross-layer optimization • 대부분의 무선 통신은 mobility를 추구하는 방향으로 진화 • Etc. Wireless Networks & Communications Lab.

  42. 결론 (Cont.) • Future Study Items • Advanced mobility management • Advanced location management, advanced routing management, session continuity, efficient and adaptive location registration, dynamic handling of QoS during handover, etc. • Separate control and transport functions • Separation of control and bearer planes for scalability and architectural flexibility • Open interface between control and transport functions • Diversified radio access support • Support heterogeneous access technologies with plug and access • Seamless service support • Network-seamless service capability • Terminal-seamless service capability • Content-seamless service capability • Application service support • Simplify service expansion and dynamic creation of multi-facet services at session level • Enhanced security and location privacy • Seamless security protection across heterogeneous systems • Enhanced location privacy in a fully IP-based network Wireless Networks & Communications Lab.

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