UMTS-WLAN 간 빠른 수직적 핸드오버 제공을 위한 연동망 모델 및 핸드오버 방식

김인철,이성근,김일래,박진우,Kim, In-Cheol,Lee, Sung-Kuen,Kim, Eal-Lae,Park, Jin-Woo 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.8b

UMTS-WLAN 망 연동을 통해 두 서비스가 가진 장점을 극대화 하고자 하는 연구에 관심이 집중되고 있다. 연동망을 통해 사업자는 망 구축 및 운용 비용을 절감할 수 있으며, 사용자는 지역에 따라 최적의 서비스를 제공받을 수 있다. 현재 연구되고 있는 UMTS-WLAN 연동 방식은 크게 MIP(Mobile IP) 기반의 Loose coupling 방식과 Telecom Emulation 기반의 Tight coupling 방식이 있다. 본 논문에서는 이 두 방식의 결합된 형태의 새로운 연동망 구조 및 빠른 수직적 핸드오버를 위한 절차를 제안하였다. 제안된 방식은 3GPP에서 제시한 연동망 참조 모델의 기반 위에 MIP를 통해 단말의 이동성 관리가 가능하며, GGSN과 PDG 경계구간에 MA(Mobility Anchor)를 제안하여 단말의 L2 핸드오버 이전에 네트워크 측에서 사전 인증 및 세션을 미리 확립함으로써 Seamless한 서비스 제공이 가능하도록 하였다. 제안된 방식의 성능을 검증하기 위해 OPNET을 이용한 시뮬레이션을 수행하였으며 이를 통해 제안 방안의 우수성을 검증하였다. UMTS-WLAN interworking approach can make the best use of the advantages of both networks by eliminating the stand-alone defects of the two services. For the interworking mechanisms of WLANs and UMTS networks, two major solutions have been proposed, namely loose coupling and tight coupling. The loose coupling approach provides separate data paths for WLAN and UMTS. On the other hand, the tight coupling provides a full integration of the WLAN network and the UMTS core network. The loose coupling has been preferred due to the simplicity and less reconfiguration requirement. However, loose coupling is worse in seamless mobility, QoS provision, and network security. In order to lessen the problems involved in the UMTS-WLAN interworking approaches, we propose a new interworking network architecture and a fast vertical handover scheme by employing Mobility Anchor(MA) for interworking between the two different networks. MA can enable authentication and session initialization before L2 handover of the mobile terminal, so that the seamless and fast vertical handover become possible. Thru analysis and numerical experiments, we proved that the proposed scheme has been validated.

WDM Mesh 네트워크에서 IP 트래픽을 수용하기 위한 분산형 가상토폴로지 적응 기법

김일래,이성근,이용원,장순혁,이명문,박진우,Kim, Eal-Lae,Lee, Sung-Kuen,Lee, Yong-Won,Chang, Sun-Hyok,Lee, Myung-Moon,Park, Jin-Woo 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.1B

논문에서는 인터넷 트래픽 환경에서 예측하기 어려운 동적 트래픽은 물론 양방향 비대칭적 트래픽을 광 네트워킹 기술을 이용하여, WDM(Wavelength Division Multiplexing) Mesh 네트워크로 수용하는 방안을 제안한다. 제안된 방안에서는 중간 노드(intermediate node)에서 변동하는 인터넷 트래픽에 대한 IP 라우터의 스위칭 통계정보를 기반으로 새로운 광경로를 결정하도록 함으로써, 네트워크의 동적인 그리고 분산적인 트래픽 제어가 이루어지도록 하였다. 이로써 인터넷 트래픽의 실시간적 변동에 따른 RWA(Routing and Wavelength Assignment)의 효율성 열화 효과를 줄이면서 네트워크의 확장성과 유연성이 개선되도록 하였다. 본 논문에서는 노드에서의 트래픽 형상 분석방법과 광경로 설정/절체 과정에 대해 설명하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 개념의 성능을 분석하였다. We propose a new approach to accommodate bidirectional asymmetric traffic demands as well as unexpected dynamic internet traffic variation in the WDM mesh network by using optical networking technologies. In the proposed scheme, an intermediate node determines the optical path based on the switching statistics of IP router of the node which characterizes the Internet traffic variation, which in effect provides a dynamic and distributed traffic control over the network. It is expected to reduce the efficiency deterioration of RWA(Routing and Wavelength Assignment) due to the real-time variation of Internet traffic so that expandability and flexibility of the network can be enhanced. In this paper, we describe a methodology for traffic behavior analysis at a node, and the decision policy of the establishment/release of optical path. In addition, we evaluate the performance of the proposed scheme through the computer simulations.

계층적 Mobile IPv6 기반의 빠른 Micromobility 관리 프로토콜

이성근,김일래,임태형,정석종,박진우,Lee, Sung-Kuen,Kim, Eal-Lae,Lim, Tae-Hyung,Jeong, Seok-Jong,Park, Jin-Woo 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.7a

본 논문에서는 무선/이동 네트워크 환경에서 VoIP와 같은 실시간 서비스를 제공하기 위해 HMIPv6 기반의 빠른 micromobility 관리 프로토콜을 제안하였다. 제안된 방식은 HMIPv6에서 주소 생성과정의 DAD 절차로 인한 지연시간을 줄이기 위해 도메인 내에서 MAP가 MN의 Interface Identifier의 유일성을 보장해 줌으로써 빠른 micromobility 핸드오프를 지원한다. 또한, 기존 HMIPv6의 IP 패킷 터널링으로 인한 대역폭 낭비를 줄이기 위해 HMIPv6 기반에서 MIPv6를 적응적으로 활용함으로써 빠른 핸드오프를 지원하면서 동시에 자원활용의 효율성을 증가시킨다. 제안된 방식의 성능 분석은 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이루어졌으며, 다양한 네트워크 환경에서 micromobility 핸드오프 지연시간과 패킷 손실에 대하여 기존 방식들인 MIPv6와 HMIPv6들과 비교 분석하였다. In this paper, we propose a fast handoff algorithm for micromobility management enhancement in HMIPv6 networks, which eliminates the DAD procedure involved in the regular HMIPv6 in order to o decrease handoff latency and increase the resource utilization efficiency. In the proposed scheme, the MAP is designed to guarantee the uniqueness of MN's interface identifier within a MAP domain as long as the MN moves in a MAP domain, so that the MN configures the new address without the DAD procedure resulting in the decreased handoff latency significantly When the MN resides in a subnet, MIPv6 is used adaptively as a mobility management protocol, which is to reduce bandwidth waste from the IP packet header overhead of IP-in-IP tunneling from the regular HMIPv6. We evaluate the performance of the proposed handoff micromobility algorithm in terms of handoff delay and packet loss thru computer simulation. Thru various computer simulation results, we verified the superior performance of the proposed scheme by comparing with the results of other schemes, MIPv6 and HMIPv6.

TDM-PON에서 동적 WDM 채널 및 대역폭 할당을 위한 MAC 프로토콜 설계 연구

이성근,김일래,이용원,이상록,정대광,황성택,오윤제,박진우,Lee Sung-Kuen,Kim Eal-Lae,Lee Yong-Won,Lee Sang-Rok,Jung Dae-Kwang,Hwang Seong-Taek,Oh Yun-Je,Park Jin-Woo 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.9B

본 논문에서는 수동형 파워분배기 기반의 TDM-PON 망 구조에서 WDM 파장채널과 전송 대역폭을 동적으로 운용하는 가입자망 구조를 제안하고, 가입자 수를 확대하고 대역폭 활용의 효율성을 증가시킬 수 있는 동적 MAC 프로토콜을 제안하였다. 이를 위하여 OLT와 ONU 사이에 별도의 제어채널을 마련하고, 정보 전송에 요구되는 QoS의 수준과 정보량에 따라 파장채널과 데이터 전송 시간슬롯을 동적으로 운용하도록 하였다. 제안된 가입자망의 성능 평가는 수식적 분석과 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이루어졌으며, 특히 다양한 트래픽 환경에서 제안된 가입자망 구조의 성능향상 정도를 기존 PON들과 비교 및 분석을 하였다. In this paper, we propose the PON-based access network based on conventional TDM-PON architecture, which utilizes WDM wavelength channel and bandwidth dynamically. It is also described a dynamic MAC protocol in order to increase the number of subscribers and efficiency of resource utilization. Of particular importance in the proposed approach for MAC protocol is that the wavelength channel and time slot for up/downlink is dynamically allocated according to the required QoS level and the amount of data in data transmission, through the dedicated control channel between OLT and ONU. We evaluate the performance of average packet end-to-end delay in a statistical analysis and numerical analysis. In addition, through simulations with various traffic models, we verified the superior performance of the proposed approach by comparing with the results of other E-PONs.

파워검출 기반의 분산형 TDM-PON MAC 프로토콜

이성근,김일래,이용원,이상록,정대광,황성택,오윤제,박진우,Lee, Sung-Kuen,Kim, Eal-Lae,Lee, Yong-Won,Lee, Sang-Rok,Jung, Dae-Kwang,Hwang, Seong-Taek,Oh, Yun-Je,Park, Jin-Woo 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.2B

In this paper, we have proposed the power detection (PD)-based TDM-PON architecture, which is implemented with a hardware-based decentralized DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) algorithm among ONUs, without OLT's intervention. Of particular importance in the proposed approach is that the hardware-based power detection scheme is used to manage the distributed MAC algorithm without any complex, time-consuming and costly software-processing elements for DBA in ONUs and OLT. We evaluate the performance of average packet end-to-end delay in a statistical analysis and numerical analysis. In addition, through simulations with various traffic models, we verified the superior performance of the proposed approach by comparing with the results of other E-PONs. 본 논문에서는 OLT의 중앙집중 제어에 의한 대역폭 중재 없이 ONU간의 분산적인 동적 대역폭 할당을 이룰 수 있는 파워 검출 기반의 TDM-PON의 MAC 프로토콜을 제안하였다. 기존의 E-PON에서 사용하는 소프트웨어 기반의 DBA 방식과 달리, 제안된 방식은 하드웨어 기반의 파워 검출을 활용하여 동적 대역폭 할당 알고리즘을 수행함으로써 간단하고 빠르며 비용효과 측면에서 장점을 가진다. 제안된 가입자 망의 성능 평가는 수식적 분석과 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 수행하였으며, 특히 다양한 트래픽 모델 환경에서 제안된 방식의 성능향상 정도를 기존 E-PON들과 비교 및 분석하였다.