KR101386345B1

KR101386345B1 - 유무선 통합망에서 다중 인터페이스 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101386345B1
Application number: KR1020120057676A
Authority: KR
Inventors: 최성곤; 윤동근
Original assignee: 충북대학교 산학협력단
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2014-04-16
Also published as: KR20130134272A

Abstract

본 발명은 유무선 통합망에서 병목 현상을 줄이기 위해서 다중 인터페이스 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명은 멀티미디어 서버(Multimedia Server), OLT(Optical Line Terminal) 및 MS(Mobile Station)를 포함하는 유무선 통합망에서 다중 인터페이스 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송 시스템에서의 데이터 전송 방법에 있어서, 상기 MS가 네트워크에 접속하면, 상기 MS는 현재 활성화된 인터페이스 맥 어드레스(MAC address), 상기 MS의 식별기호인 MS ID(identification number)를 포함하는 시스템 정보를 상기 OLT 내의 맵핑 테이블(Mapping Table)에 등록하는 단계, 상기 MS가 상기 멀티미디어 서버로부터 하나의 활성화된 인터페이스를 이용하여 단일 경로로 서비스를 수신하는 단계, 상기 MS가 송신 큐의 평균 사이즈와 수신 큐의 평균 패킷 도착 간격 시간을 모니터링하여 병목 현상의 발생 여부를 인지하는 단계, 상기 MS가 병목 현상이 발생한 것을 인지하면, 현재 이용 중인 인터페이스 외에 또 다른 인터페이스를 활성화하는 단계, 상기 MS가 새롭게 활성화된 인터페이스에 대한 정보를 상기 맵핑 테이블에 등록하는 단계, 상기 OLT가 상기 MS로 전송되는 프레임을 수신하면, 상기 OLT 내부의 맵핑 테이블을 이용하여 상기 프레임의 맥 어드레스(MAC address)를 변경하고, LLID(Logical Link Identifier)를 부착하여 다중 경로로 전송하는 단계 및 상기 MS가 다중 인터페이스를 이용하여 다중 경로로 상기 프레임을 수신하는 단계를 포함한다.

Description

유무선 통합망에서 다중 인터페이스 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송 시스템 및 방법 {Data transmission system and method using multipath of terminal equipped with the multiple interfaces in wired-wireless converged network}

본 발명은 유무선 통합망에서 병목 현상을 줄이기 위해서 다중 인터페이스 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송 시스템 및 방법에 관한 것이다.

유무선 통합망은 다양한 접속 기술이 존재하는 All IP망으로 유선망은 주로 광 네트워크로, 무선망은 WLAN, WiMAX, WPAN, Femtocell 네트워크 등 다양한 무선 접속 기술로 구성된다. 유선망인 광 네트워크는 다양한 액세스 네트워크로부터 유입되는 모든 트래픽을 수용하기 위해서 큰 Capacity와 성능을 가진다. 무선망을 구성하는 다양한 접속 기술들은 각 기술별로 커버할 수 있는 지역의 범위와 Capacity가 서로 다르며 수용 가능한 있는 단말의 수가 시간에 따라 동적으로 변화한다.

최근에 다중 인터페이스(예를 들면, 3G와 Wireless LAN)를 장착한 스마트폰 사용자의 증가와 스마트폰을 이용한 IPTV 서비스, VoD 서비스, SNS 서비스 등 다양한 무선 데이터 서비스가 폭발적으로 증가하고 있다. 네트워크 사업자는 이렇게 증가한 트래픽을 수용하기 위해서 네트워크 장비나 서버를 증설하여 늘어난 트래픽에 대처하고 있다.

본래, 유선망과 무선망은 신호가 전달되는 매체의 차이 때문에, 데이터 전송 시 전송 속도에서 큰 차이를 보이며, 특히 무선망의 경우 접속 기술별로 전송 속도 및 수용할 수 있는 Capacity가 다르다. 그래서 다중 인터페이스를 갖는 사용자 단말은 만족스런 서비스를 받기 위해서 다중 인터페이스를 이용하여 다중 경로로 서비스를 수신하는 것이 유리하다. 현재, 이와 같이, 다중 인터페이스를 갖는 단말이 다중 경로를 통하여 데이터를 수신하기 위한 방법으로, 동적인 대역폭 할당, 적응형 전송 속도 제어 등 다양한 연구가 진행되고 있다.

유, 무선망의 고유한 특성상 전송 속도 차이가 존재하며, 네트워크 특정 부분에서 병목 현상이 발생한다. 네트워크 사업자는 폭발적으로 증가하는 무선 데이터 서비스에 의해서 발생하는 모든 트래픽을 수용하기 위해서 네트워크 장비나 서버 증설을 통하여 병목 현상을 경감시키고 있다. 하지만, 네트워크 장비나 서버 증설은 설치 및 유지 비용이 증가하는 문제를 지니고 있으며, 계속적으로 증가하는 사용자의 무선 데이터 서비스 제공에 한계를 지닌다. 이러한 한계는, 결국에 사용자에 대한 서비스 중단, 끊김, 네트워크 접속 불능, 사용자의 서비스 만족도 저하 등의 문제를 일으킬 수 있다.

대한민국 등록 특허 10-0759454

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유무선 통합망에서 다중 인터페이스 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송을 통하여 망에서의 병목 현상을 줄이고, 궁극적으로 사용자 단말에서의 원활한 무선 데이터 서비스를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 멀티미디어 서버(Multimedia Server), OLT(Optical Line Terminal) 및 MS(Mobile Station)를 포함하는 유무선 통합망에서 다중 인터페이스 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송 시스템에서의 데이터 전송 방법에 있어서, 상기 MS가 네트워크에 접속하면, 상기 MS는 현재 활성화된 인터페이스 맥 어드레스(MAC address), 상기 MS의 식별기호인 MS ID(identification number)를 포함하는 시스템 정보를 상기 OLT 내의 맵핑 테이블(Mapping Table)에 등록하는 단계, 상기 MS가 상기 멀티미디어 서버로부터 하나의 활성화된 인터페이스를 이용하여 단일 경로로 서비스를 수신하는 단계, 상기 MS가 송신 큐의 평균 사이즈와 수신 큐의 평균 패킷 도착 간격 시간을 모니터링하여 병목 현상의 발생 여부를 인지하는 단계, 상기 MS가 병목 현상이 발생한 것을 인지하면, 현재 이용 중인 인터페이스 외에 또 다른 인터페이스를 활성화하는 단계, 상기 MS가 새롭게 활성화된 인터페이스에 대한 정보를 상기 맵핑 테이블에 등록하는 단계, 상기 OLT가 상기 MS로 전송되는 프레임을 수신하면, 상기 OLT 내부의 맵핑 테이블을 이용하여 상기 프레임의 맥 어드레스(MAC address)를 변경하고, LLID(Logical Link Identifier)를 부착하여 다중 경로로 전송하는 단계 및 상기 MS가 다중 인터페이스를 이용하여 다중 경로로 상기 프레임을 수신하는 단계를 포함한다.

상기 MS가 인터페이스를 활성화하면, 활성화된 인터페이스에 대하여 해당 맥 어드레스와 MS ID 정보만을 상기 맵핑 테이블에 등록하고, 상기 MS가 인터페이스를 비활성화하는 경우 상기 맵핑 테이블에서 해당 정보를 삭제할 수 있다.

상기 서비스는 이메일(e-mail) 서비스, VoIP(Voice over Internet Protocol) 서비스, 멀티미디어(multimedia) 서비스, FTP(File Transfer Protocol)를 포함할 수 있다.

상기 MS가 병목 현상의 발생 여부를 인지하는 단계에서, 상기 MS는 각 서비스 별로 송신 큐(queue)를 포함하며, 각 서비스 별로 송신 큐의 평균 큐 사이즈 임계(threshold) 값을 산출하고, 실시간으로 서비스별 송신 큐 사이즈를 모니터링하여 산출된 평균 큐 사이즈 임계 값과의 비교를 통해 병목 현상이 발생한 사실을 인지할 수 있다. 이때, 상기 송신 큐에서의 평균 큐 사이즈 임계 값은 각 서비스 요청 시의 큐 사이즈에 대한 평균값이며, 각 서비스는 서비스 별로 각각 다른 평균 큐 사이즈 임계 값을 갖는다.

상기 MS가 병목 현상의 발생 여부를 인지하는 단계에서, 상기 MS는 각 서비스별로 수신 큐를 가지며, 서비스별로 수신 큐의 평균 패킷 도착 간격 시간을 산출하고, 실시간으로 서비스별 수신 큐의 패킷 도착 간격 시간을 모니터링하여 산출된 수신 큐 패킷 도착 간격 시간과 평균 패킷 도착 간격 시간의 비교를 통해 병목 현상이 발생한 사실을 인지할 수 있다. 이때, 상기 수신 큐에서의 평균 패킷 도착 간격 시간은 각 서비스 수신 시의 패킷 도착 간격 시간에 대한 평균값이며, 각 서비스는 서비스별로 각각 다른 패킷 도착 간격 시간을 갖는다. 상기 MS의 수신 큐에서의 패킷 도착 시간 간격은 각 서비스 별로 요구되는 딜레이(delay) 또는 지터(jitter)를 포함하는 서비스 품질 지표의 바운더리(boundary) 값일 수 있다.

본 발명의 WLAN, 3G 또는 WLAN, WiMAX를 포함하는 다중 인터페이스 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송 시스템에 있어서, 다중 인터페이스를 갖는 단말로서, 서비스 요청의 주체인 MS(Mobile Station), IPTV(Internet Protocol Television), VoD(Video On Demand)를 포함하는 멀티미디어 스트리밍 서비스를 MS(Mobile Station)에 제공하는 서버인 멀티미디어 서버(Multimedia Server), 광 가입자망의 일부로서, 광종단 장치의 일종이며, 상위로는 상기 멀티미디어 서버와 연결되고, 코어 네트워크와 연결되며, 하위로는 스플리터(Splitter), ONU(Optical Network Unit)와 연결되는 OLT(Optical Line Terminal), 상기 OLT 및 상기 스플리터와 통신하며, 하나의 광 회선으로 다수의 파장을 다중화하거나 또는 역다중화할 수 있는 AWG(Arrayed-waveguide gratings), ONU(Optical Network Unit)와 BS(Base Station)가 하나로 결합된 장치로서, 3G(The third generation)나 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 단말의 접속, 자원 요청, 자원 할당에 관한 사항을 담당하고, 광 회선을 통해 전달된 데이터를 접속한 단말에게 전달하는 ONU-BS(Optical Network Unit-Base Station), 상기 OLT와 ONU-BS 사이에 위치하여, 상기 OLT로부터 상기 ONU-BS로 향하는 데이터를 다수의 광 회선으로 복사하여 브로드캐스트(broadcast)하며, 반대로 상기 ONU-BS에서 상기 OLT로 향하는 데이터에 대해서는 집합(aggregation)하여 상기 OLT로 전송하는 스플리터(Splitter), WLAN(Wireless Local Access Network)에서 단말의 접속점으로, 단말의 접속, 해지 및 채널을 할당하며, 프레임을 상기 MS에 전송하는 AP(Access Point) 및 상기 ONU-BS와 AP(Access Point)를 연결하며, MS에서 생성된 프레임을 상기 AP를 통하여 상기 ONU-BS에 전달하거나 반대로, 상기 ONU-BS로부터 전달되는 프레임을 상기 AP로 전달하여 MS가 수신할 수 있도록 하는 이더넷 브릿지(Ethernet Bridge)를 포함한다.

상기 MS는 내부에 송신 큐(queue)와 수신 큐를 포함할 수 있다.

상기 MS는 각 서비스 별로 송신 큐의 평균 큐 사이즈 임계(threshold) 값을 산출하고, 실시간으로 서비스별 송신 큐 사이즈를 모니터링하여 산출된 평균 큐 사이즈 임계 값과의 비교를 통해 병목 현상이 발생한 사실을 인지할 수 있다. 이때, 상기 평균 큐 사이즈 임계 값은 각 서비스 요청 시의 큐 사이즈에 대한 평균값이며, 각 서비스는 서비스 별로 각각 다른 평균 큐 사이즈 임계 값을 갖는 것일 수 있다.

상기 MS는 각 서비스별로 수신 큐의 평균 패킷 도착 간격 시간을 산출하고, 실시간으로 서비스별 수신 큐의 패킷 도착 간격 시간을 모니터링하여 산출된 수신 큐 패킷 도착 간격 시간과 평균 패킷 도착 간격 시간의 비교를 통해 병목 현상이 발생한 사실을 인지할 수 있다. 이때, 상기 수신 큐에서의 평균 패킷 도착 간격 시간은 각 서비스 수신 시의 패킷 도착 간격 시간에 대한 평균값이며, 각 서비스는 서비스별로 각각 다른 패킷 도착 간격 시간을 갖는 것일 수 있다.

본 발명에 의하면 유무선 통합망에서 다중 인터페이스를 갖는 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송 방법에 있어서, 다중 인터페이스를 갖는 단말이 다중 경로를 통하여 데이터를 수신함으로써, 망 입장에서는 병목 현상을 줄일 수 있으며, 사용자 단말은 다중 인터페이스를 이용하여 동시에 데이터를 수신하기 때문에 원활한 무선 데이터 서비스를 제공받을 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유무선 통합망에서 병목 현상을 줄이기 위한 다중 인터페이스 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 인터페이스 단말을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 OLT(Optical Line Terminal)의 구조를 개괄적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 OLT(Optical Line Terminal)에서 관리되고 동작하는 맵핑 테이블(Mapping Table)을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단말에서의 병목 현상을 줄이기 위한 알고리즘을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유무선 통합망에서 병목 현상을 줄이기 위한 다중 인터페이스 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송 절차를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유무선 통합망에서 병목 현상을 줄이기 위한 다중 인터페이스 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 인터페이스 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송 시스템은 멀티미디어 서버(Multimedia Server)(100), 옵티컬 라인 터미널(Optical Line Terminal, OLT)(110), AWG(Arrayed-waveguide gratings)(120), 스플리터(Splitter)(130,135), ONU-BS1(140), ONU-BS2(145), 이더넷 브릿지(Ethernet Bridge)(150,155), AP(Access Point)(160), MS(Mobile Station)(170)을 포함한다.

멀티미디어 서버(100)는 IPTV(Internet Protocol Television), VoD(Video On Demand) 등의 멀티미디어 스트리밍 서비스를 단말에 제공하는 서버이다.

OLT(110)는 광 가입자망의 일부로서, 광종단 장치의 일종이다. 본 발명에서 OLT(110)는 코어 네트워크와 연결되며, 하위로는 스플리터(Splitter)(130, 135), ONU(Optical Network Unit) 등이 연결되어 있다.

OLT(110)는 ONU로부터의 자원 할당 및 요청을 제어하고, 상위 스트림 측면에서는 aggregation point이며, 하위 스트림 측면에서는 distribution point이다.

AWG(120)는 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 시스템에서 광 다중화기(또는 역다중화기)로 사용되며, 하나의 광 회선으로 많은 수의 파장을 다중화(또는 역다중화)할 수 있다.

스플리터(130, 135)는 OLT(110)와 ONU-BS1,2(140,145) 사이에 위치하는 장비로서, OLT(110)로부터 ONU-BS1,2(140,145)로 향하는 데이터를 다수의 광 회선으로 복사하여 브로드캐스트(broadcast)하며, 반대로 ONU-BS1,2(140,145)에서 OLT(110)로 향하는 데이터에 대해서는 aggregation하여 OLT(110)로 전송한다.

ONU-BS1,2(140,145)는 ONU와 BS(Base Station)가 하나로 결합된 장치로, 3G(The third generation)나 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 단말의 접속, 자원 요청, 자원 할당에 관한 사항을 담당하고, 광 회선을 통해 전달된 데이터를 접속한 단말에게 전달한다.

이더넷 브릿지(150,155)는 ONU-BS1,2(140,145)와 AP(160)를 연결하며, 단말에서 생성된 프레임을 AP(160)를 통하여 ONU-BS1,2(140,145)에 전달하거나 반대로, ONU-BS1,2(140,145)로부터 전달되는 프레임을 AP(160)로 전달하여 단말이 수신할 수 있도록 한다.

AP(160)는 WLAN(Wireless Local Access Network)에서 단말의 접속점으로, 단말의 접속/해지, 채널 할당을 하며, 프레임을 전송한다.

MS(170)는 다중 인터페이스(예를 들면, WLAN, 3G 또는 WLAN, WiMAX 등)를 갖는 단말로, 서비스 요청의 주체이다. 또한 MS(170)는 내부에 송신 큐(queue)와 수신 큐를 가지고 있으며, 송신 큐에서는 각 서비스별 평균 큐 사이즈를, 수신 큐에서는 평균 패킷 도착 간격 시간을 이용하여 병목 현상을 판단하고 다중 인터페이스를 이용하여 데이터를 수신할 수 있다.

본 발명에서 서비스는 이메일(e-mail) 서비스, VoIP(Voice over Internet Protocol) 서비스, 멀티미디어(multimedia) 서비스, FTP(File Transfer Protocol)를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 인터페이스 단말을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, MS(170)는 MS 상위 계층(MS Upper Layer)(172), 패킷 분류기(Packet Classifier)(174), MS 스케쥴러(MS Scheduler)(176), 물리 계층(Physical Layer)(178)을 포함한다.

MS 상위 계층(MS Upper Layer)(172)는 응용 계층(L7)부터 네트워크(L3)(또는 데이터링크(L2))까지의 모든 계층을 하나로 나타낸 것이다.

패킷 분류기(Packet Classifier)(174)는 상위로부터 전달된 패킷을 각 서비스별로 분류하여 MS 스케쥴러(MS Scheduler)(176)의 서비스별 지정된 송신 큐로 전달하거나 MS 스케쥴러(MS Scheduler)(176)에 의해 상위로 전달되는 패킷을 MS 상위 계층(MS Upper Layer)(172)로 전달하는 기능을 한다.

MS 스케쥴러(MS Scheduler)(176)는 패킷 분류기(Packet Classifier)(174)로부터 전달된 각 서비스별 패킷들을 스케줄링하여 물리 계층(Physical Layer)(178)을 통하여 송신하거나 반대로, 물리 계층(Physical Layer)(178)으로부터 전달된 패킷을 각 서비스별로 분류하여 수신 큐로 전달한다.

물리 계층(Physical Layer)(178)은 각 접속 기술에 해당하는 인터페이스를 포함하며, 상위로부터 전달된 패킷을 ONU-BS1,2(140,145)로 전달하거나 ONU-BS1,2(140,145)로부터 수신한 패킷을 MS 스케쥴러(MS Scheduler)(176)에 전달하는 역할을 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 OLT(Optical Line Terminal)의 구조를 개괄적으로 나타낸 도면이다.

도 3에 도시한 바와 같이, OLT(110)는 AWG(120), 스플리터(130,135), 맵핑 테이블(Mapping Table)(200), 분류기(Classifier)(220), ONU 그룹 큐(ONU Group Queue)(230), 트랜스미터(Transmitter,Tx)(240)를 포함한다.

맵핑 테이블(Mapping Table)(200)은 OLT(110)의 내부에 위치하고, 다중 인터페이스를 갖는 단말에게 다중 경로를 통하여 프레임을 전송하기 위해서 MS(170) 관련 정보를 매핑하여 저장하며, 분류기(Classifier)(220)와 상호 동작하여 다중 경로로 프레임이 전송될 수 있도록 한다.

분류기(Classifier)(220)는 인입하는 프레임에 대하여 먼저 맵핑 테이블(Mapping Table)(200)을 확인하여 해당 인입 프레임이 어떤 다중 인터페이스 단말의 소유인지를 확인한다. 단말이 결정되면, 분류기(Classifier)(220)는 인입된 프레임의 MAC 어드레스(address)를 변경하고, 프레임에 LLID(208)를 삽입하여 ONU 그룹 큐(ONU Group Queue)(230)의 대응되는 큐(queue)로 포워딩한다.

ONU 그룹 큐(230)는 OLT(110) 내부에 위치하며, 각 ONU-BS1,2(140,145)별로 하나의 큐(queue)를 유지한다.

본 발명의 일 실시예에서 ONU 그룹 큐(230)는 16개의 ONU 그룹(Group)으로 구성되며, 하나의 ONU 그룹(Group)은 8개의 ONU 큐(queue)로 구성된다. 본 발명에서는 WDM-PON 지원을 위해서 16개의 ONU 그룹 별로 하나의 파장(wavelength)을 할당한다.

각각의 트랜스미터(Transmitter,Tx)(240)는 각 ONU 그룹(Group)에 연결되어 있으며, 각 ONU 그룹(Group)으로부터 출력되는 프레임을 AWG(120)로 전달한다.

AWG(120)는 수신된 프레임을 각 파장별로 다중화하여 각 스플리터(Splitter)(130,135)로 전송한다. 이 때, 각 스플리터(Splitter)(130,135)에는 하나의 파장이 할당되기 때문에 스플리터(Splitter)(130,135)는 해당 파장에 해당하는 프레임만을 수신한다.

스플리터(Splitter)(130,135)는 AWG(120)로부터 수신된 프레임을 각 링크를 통하여 각 ONU-BS1,2(140,145)로 전송한다. 본 발명의 일 실시예에서 스플리터(130,135)는 하위에 8개의 ONU-BS가 연결되어 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 OLT(Optical Line Terminal)에서 관리되고 동작하는 맵핑 테이블(Mapping Table)을 나타낸 도면이다.

도 4에 도시한 바와 같이, OLT 맵핑 테이블(Mapping Table)(200)은 MS ID(202), 소스 맥 어드레스(Source MAC address)(204), 데스티네이션 맥 어드레스(Destination MAC address)(206), LLID(Logical Link ID)(208), 어사인드 BW(Assigned BW)(210)를 포함한다.

MS ID(202)는 Mobile Station Identifier로 OLT(110) 하위에 접속되어 있는 모든 MS(170)을 식별할 수 있는 Identifier가 저장된다.

소스 맥 어드레스(Source MAC address)(204)는 MS(170)와 통신하는 대응 노드나 서버의 맥 어드레스(MAC address)가 저장된다.

데스티네이션 맥 어드레스(Destination MAC address)(206)는 MS(170)의 맥 어드레스(MAC address)가 저장된다. 저장 시 MS(170)에 다중 인터페이스가 장착되어 있는 경우, 복수 개의 맥 어드레스(MAC address)가 저장된다.

LLID(208)는 OLT(110)에서 ONU-BS1,2(140,145)로 downstream burst 전달시 burst에 첨부되어 전달되는 것으로, ONU-BS1,2(140,145)는 이 LLID(208)를 비교하여 전달된 downstream burst로부터 원하는 프레임을 추출한다.

어사인드 BW(Assigned BW)(210)는 각 MS(170)에 할당된 대역폭을 의미한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단말에서의 병목 현상을 줄이기 위한 알고리즘을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, MS(170)는 초기에 하나의 무선 인터페이스를 활성화하여 서비스를 요청하고 서비스를 수신한다(S300).

MS(170)는 내부에 서비스별 송신 큐의 평균 큐 사이즈와 서비스별 수신 큐의 평균 패킷 도착 간격 시간을 모니터링한다(S310).

MS(170)는 서비스별 송신 큐 사이즈와 평균 큐 사이즈를 비교하고, 서비스별 수신 큐의 패킷 도착 간격 시간과 평균 패킷 도착 간격 시간을 비교한다(S320).

만약, 송신 큐 사이즈가 평균 큐 사이즈보다 작거나 같고, 또는 수신 큐의 패킷 도착 간격 시간이 평균 패킷 도착 간격 시간보다 작거나 같으면, MS(170)는 계속적으로 하나의 무선 인터페이스를 이용하여 서비스를 요청하고 서비스를 수신한다(S330).

만약, 송신 큐 사이즈가 평균 큐 사이즈보다 크거나 또는 수신 큐의 패킷 도착 간격 시간이 평균 패킷 도착 간격 시간보다 크다면, MS(170)는 병목 현상이 발생했음을 인지한다(S340).

MS(170)는 기존에 이용하던 무선 인터페이스 이외에 또 다른 무선 인터페이스를 활성화하고, 활성화시킨 인터페이스의 맥 어드레스(MAC address)를 OLT 맵핑 테이블(Mapping Table)에 등록한 후, 서비스를 요청하고 서비스를 수신한다(S350).

MS(170)는 다중 무선 인터페이스를 이용하며, 다중 경로를 통하여 서비스를 요청하고 수신한다(S360).

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유무선 통합망에서 병목 현상을 줄이기 위한 다중 인터페이스 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송 절차를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, MS(170)는 다중 무선 인터페이스를 지원하며, 현재 활성화된 인터페이스 맥 어드레스(MAC address)를 OLT 맵핑 테이블(Mapping Table)(200)에 등록한다.

병목 현상 발생 시, MS(170)는 또 다른 인터페이스를 활성화하여 해당 인터페이스 맥 어드레스(MAC address)를 OLT 맵핑 테이블(Mapping Table)(200)에 등록한다.

MS(170)는 다중 인터페이스를 이용하여 서비스를 수신한다.

OLT(110)는 OLT 맵핑 테이블(Mapping Table)(200)을 이용하여 수신되는 패킷의 맥 어드레스(MAC address)를 변경하고, LLID(208)를 부착하여 다중 경로를 통해 MS(170)로 전송한다.

도 6의 데이터 전송 절차에서 MS(170)는 초기에 다중 무선 인터페이스 중에 하나의 무선 인터페이스를 이용하여 멀티미디어 서버(Multimedia Server)(100)로부터 서비스를 수신하고 있다고 가정한다. 예를 들어, 현재 MS(170)는 AP, ONU-BS1, OLT 경로를 통해서 멀티미디어 서버(Multimedia Server)(100)로부터 서비스를 수신하고 있다(S400).

본 발명의 일 실시예에서 MS(170)가 인터페이스를 활성화하면, 활성화된 인터페이스에 대하여 해당 맥 어드레스와 MS ID 정보만을 맵핑 테이블(200)에 등록하고, MS(170)가 인터페이스를 비활성화하는 경우 맵핑 테이블(200)에서 해당 정보를 삭제할 수 있다.

MS(170)가 서비스를 수신하다가 병목 현상이 발생했음을 인지한다면, MS(170)는 또 다른 무선 인터페이스를 활성화하고, 활성화된 인터페이스의 맥 어드레스(MAC address)를 OLT 맵핑 테이블(Mapping Table)(200)에 등록한다(S410).

본 발명의 일 실시예에서 S410 단계에서 MS(170)는 각 서비스 별로 송신 큐(queue)를 포함하며, 각 서비스 별로 송신 큐의 평균 큐 사이즈 임계(threshold) 값을 산출하고, 실시간으로 서비스별 송신 큐 사이즈를 모니터링하여 산출된 평균 큐 사이즈 임계 값과의 비교를 통해 병목 현상이 발생한 사실을 인지할 수 있다.

본 발명에서 서비스는 이메일(e-mail) 서비스, VoIP(Voice over Internet Protocol) 서비스, 멀티미디어(multimedia) 서비스, FTP(File Transfer Protocol)를 포함할 수 있다. 이러한 서비스는 애플리케이션의 특성 중 하나인 QoE 차이를 기준으로 분류할 수 있고, 또는 전송 프로토콜 특성 차이에 따라 분류할 수도 있다. 예를 들어, 멀티미디어 서비스는 이메일 서비스에 비해 큰 대역폭이 요구된다.

이때, 송신 큐에서의 평균 큐 사이즈 임계 값은 각 서비스 요청 시의 큐 사이즈에 대한 평균값이며, 각 서비스는 서비스 별로 각각 다른 평균 큐 사이즈 임계 값을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서 S410 단계에서 MS(170)는 각 서비스별로 수신 큐를 가지며, 서비스별로 수신 큐의 평균 패킷 도착 간격 시간을 산출하고, 실시간으로 서비스별 수신 큐의 패킷 도착 간격 시간을 모니터링하여 산출된 수신 큐 패킷 도착 간격 시간과 평균 패킷 도착 간격 시간의 비교를 통해 병목 현상이 발생한 사실을 인지할 수 있다.

이때, 수신 큐에서의 평균 패킷 도착 간격 시간은 각 서비스 수신 시의 패킷 도착 간격 시간에 대한 평균값이며, 각 서비스는 서비스별로 각각 다른 패킷 도착 간격 시간을 갖는 것이 바람직하다. 여기서, MS(170)의 수신 큐에서의 패킷 도착 시간 간격은 각 서비스 별로 요구되는 딜레이(delay) 또는 지터(jitter)를 포함하는 서비스 품질 지표의 바운더리(boundary) 값일 수 있다.

MS(170)는 최근에 활성화된 또 다른 인터페이스를 이용하여 ONU-BS2(145)로 서비스를 요청한다(S420).

ONU-BS2(145)는 MS(170)의 서비스 요청을 OLT(110)에 전달한다(S430).

그리고, OLT(110)는 최종적으로 멀티미디어 서버(Multimedia Server)(100)에 서비스를 요청한다(S440).

멀티미디어 서버(Multimedia Server)(100)는 요청된 서비스를 OLT(110)로 전송한다(S450).

OLT(110)는 서비스를 수신하고 OLT 맵핑 테이블(Mapping Table)(200)을 검색하여, 해당 MS(170)의 수신 무선 인터페이스의 맥 어드레스(MAC address)를 확인하며, 수신된 서비스 패킷의 도착지 맥 어드레스(MAC address)를 해당 맥 어드레스(MAC address)로 변경하고, LLID(208)를 부착하여(S460), 해당 서비스를 ONU-BS2(145)로 전송한다(S470).

서비스를 수신한 ONU-BS2(145)는 최종적으로 MS(170)에게 서비스를 전송한다(S480).

결론적으로, MS(170)는 다중 무선 인터페이스를 이용하여 다중 경로로 서비스를 수신한다(S490).

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

100 멀티미디어 서버(Multimedia Server)
110 옵티컬 라인 터미널(Optical Line Terminal, OLT)
120 AWG(Arrayed-waveguide gratings)
130, 135 스플리터(Splitter)
140 ONU-BS1 145 ONU-BS2
150, 155 이더넷 브릿지(Ethernet Bridge)
160 AP(Access Point)
170 MS(Mobile Station)
172 MS 상위 계층(MS Upper Layer)
174 패킷 분류기(Packet Classifier)
176 MS 스케쥴러(MS Scheduler)
178 물리 계층(Physical Layer)
200 맵핑 테이블(Mapping Table)
220 분류기(Classifier)
230 ONU 그룹 큐(ONU Group Queue)
240 트랜스미터(Transmitter,Tx)

Claims

멀티미디어 서버(Multimedia Server), OLT(Optical Line Terminal) 및 MS(Mobile Station)를 포함하는 유무선 통합망에서 다중 인터페이스 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송 시스템에서의 데이터 전송 방법에 있어서,
상기 MS가 네트워크에 접속하면, 상기 MS는 현재 활성화된 인터페이스 맥 어드레스(MAC address), 상기 MS의 식별기호인 MS ID(identification number)를 포함하는 시스템 정보를 상기 OLT 내의 맵핑 테이블(Mapping Table)에 등록하는 단계;
상기 MS가 상기 멀티미디어 서버로부터 하나의 활성화된 인터페이스를 이용하여 단일 경로로 서비스를 수신하는 단계;
상기 MS가 송신 큐의 평균 사이즈와 수신 큐의 평균 패킷 도착 간격 시간을 모니터링하여 병목 현상의 발생 여부를 인지하는 단계;
상기 MS가 병목 현상이 발생한 것을 인지하면, 현재 이용 중인 인터페이스 외에 또 다른 인터페이스를 활성화하는 단계;
상기 MS가 새롭게 활성화된 인터페이스에 대한 정보를 상기 맵핑 테이블에 등록하는 단계;
상기 OLT가 상기 MS로 전송되는 프레임을 수신하면, 상기 OLT 내부의 맵핑 테이블을 이용하여 상기 프레임의 맥 어드레스(MAC address)를 변경하고, LLID(Logical Link Identifier)를 부착하여 다중 경로로 전송하는 단계; 및
상기 MS가 다중 인터페이스를 이용하여 다중 경로로 상기 프레임을 수신하는 단계를 포함하되,
상기 MS가 병목 현상의 발생 여부를 인지하는 단계에서, 상기 MS는 각 서비스별로 수신 큐를 가지며, 서비스별로 수신 큐의 평균 패킷 도착 간격 시간을 산출하고, 실시간으로 서비스별 수신 큐의 패킷 도착 간격 시간을 모니터링하여 산출된 수신 큐 패킷 도착 간격 시간과 평균 패킷 도착 간격 시간의 비교를 통해 병목 현상이 발생한 사실을 인지하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 MS가 인터페이스를 활성화하면, 활성화된 인터페이스에 대하여 해당 맥 어드레스와 MS ID 정보만을 상기 맵핑 테이블에 등록하고, 상기 MS가 인터페이스를 비활성화하는 경우 상기 맵핑 테이블에서 해당 정보를 삭제하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 단일 경로로 서비스를 수신하는 단계에서,
상기 서비스는 이메일(e-mail) 서비스, VoIP(Voice over Internet Protocol) 서비스, 멀티미디어(multimedia) 서비스, FTP(File Transfer Protocol)를 포함하는 것임을 특징으로 하는 데이터 전송 방법
제3항에 있어서,
상기 MS가 병목 현상의 발생 여부를 인지하는 단계에서,
상기 MS는 각 서비스 별로 송신 큐(queue)를 포함하며, 각 서비스 별로 송신 큐의 평균 큐 사이즈 임계(threshold) 값을 산출하고, 실시간으로 서비스별 송신 큐 사이즈를 모니터링하여 산출된 평균 큐 사이즈 임계 값과의 비교를 통해 병목 현상이 발생한 사실을 인지하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
제4항에 있어서,
상기 송신 큐에서의 평균 큐 사이즈 임계 값은 각 서비스 요청 시의 큐 사이즈에 대한 평균값이며, 각 서비스는 서비스 별로 각각 다른 평균 큐 사이즈 임계 값을 갖는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 수신 큐에서의 평균 패킷 도착 간격 시간은 각 서비스 수신 시의 패킷 도착 간격 시간에 대한 평균값이며, 각 서비스는 서비스별로 각각 다른 패킷 도착 간격 시간을 갖는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
제7항에 있어서,
상기 MS의 수신 큐에서의 패킷 도착 시간 간격은 각 서비스 별로 요구되는 딜레이(delay) 또는 지터(jitter)를 포함하는 서비스 품질 지표의 바운더리(boundary) 값인 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
WLAN, 3G 또는 WLAN, WiMAX를 포함하는 다중 인터페이스 단말의 다중 경로를 이용한 데이터 전송 시스템에 있어서,
다중 인터페이스를 갖는 단말로서, 서비스 요청의 주체인 MS(Mobile Station);
IPTV(Internet Protocol Television), VoD(Video On Demand)를 포함하는 멀티미디어 스트리밍 서비스를 MS(Mobile Station)에 제공하는 서버인 멀티미디어 서버(Multimedia Server);
광 가입자망의 일부로서, 광종단 장치의 일종이며, 상위로는 상기 멀티미디어 서버와 연결되고, 코어 네트워크와 연결되며, 하위로는 스플리터(Splitter), ONU(Optical Network Unit)와 연결되는 OLT(Optical Line Terminal);
상기 OLT 및 상기 스플리터와 통신하며, 하나의 광 회선으로 다수의 파장을 다중화하거나 또는 역다중화할 수 있는 AWG(Arrayed-waveguide gratings);
ONU(Optical Network Unit)와 BS(Base Station)가 하나로 결합된 장치로서, 3G(The third generation)나 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 단말의 접속, 자원 요청, 자원 할당에 관한 사항을 담당하고, 광 회선을 통해 전달된 데이터를 접속한 단말에게 전달하는 ONU-BS(Optical Network Unit-Base Station);
상기 OLT와 ONU-BS 사이에 위치하여, 상기 OLT로부터 상기 ONU-BS로 향하는 데이터를 다수의 광 회선으로 복사하여 브로드캐스트(broadcast)하며, 반대로 상기 ONU-BS에서 상기 OLT로 향하는 데이터에 대해서는 집합(aggregation)하여 상기 OLT로 전송하는 스플리터(Splitter);
WLAN(Wireless Local Access Network)에서 단말의 접속점으로, 단말의 접속, 해지 및 채널을 할당하며, 프레임을 상기 MS에 전송하는 AP(Access Point); 및
상기 ONU-BS와 AP(Access Point)를 연결하며, MS에서 생성된 프레임을 상기 AP를 통하여 상기 ONU-BS에 전달하거나 반대로, 상기 ONU-BS로부터 전달되는 프레임을 상기 AP로 전달하여 MS가 수신할 수 있도록 하는 이더넷 브릿지(Ethernet Bridge)를 포함하되,
상기 MS는 내부에 송신 큐(queue)와 수신 큐를 포함하고, 각 서비스별로 수신 큐의 평균 패킷 도착 간격 시간을 산출하고, 실시간으로 서비스별 수신 큐의 패킷 도착 간격 시간을 모니터링하여 산출된 수신 큐 패킷 도착 간격 시간과 평균 패킷 도착 간격 시간의 비교를 통해 병목 현상이 발생한 사실을 인지하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.
삭제
제9항에 있어서,
상기 MS는 각 서비스 별로 송신 큐의 평균 큐 사이즈 임계(threshold) 값을 산출하고, 실시간으로 서비스별 송신 큐 사이즈를 모니터링하여 산출된 평균 큐 사이즈 임계 값과의 비교를 통해 병목 현상이 발생한 사실을 인지하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.
제11항에 있어서,
상기 평균 큐 사이즈 임계 값은 각 서비스 요청 시의 큐 사이즈에 대한 평균값이며, 각 서비스는 서비스 별로 각각 다른 평균 큐 사이즈 임계 값을 갖는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.
삭제
제9항에 있어서,
상기 수신 큐에서의 평균 패킷 도착 간격 시간은 각 서비스 수신 시의 패킷 도착 간격 시간에 대한 평균값이며, 각 서비스는 서비스별로 각각 다른 패킷 도착 간격 시간을 갖는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 시스템.