KRnet 2007

QoS Management for Integrated

Wired/Wireless Network

신 선 영

(shinsy@nia.or.kr)

2007. 6. 28.(목)

KRnet 2007

KRnet 2007

목 차

유무선 통합망의 품질관리 개요

품질관리 표준화 동향

I

Ⅱ

Ⅲ

향후 진행과제 및 결론IV

KRnet 2007

유무선 통합망의 품질관리기술

KRnet 2007

유무선 통합망 개념 (1/2)

음성음성··데이터데이터, , 유선유선··무선무선, , 통신통신··방송이방송이 융합된융합된 품질보장형품질보장형 광대역광대역 멀티미디어멀티미디어 서비스를서비스를언제언제, , 어디서나어디서나, , 끊김없이끊김없이, , 안전하게안전하게 이용할이용할 수수 있는있는 차세대차세대 통합네트워크통합네트워크

음성·데이터, 유·무선, 통신·방송 융합형 서비스 제공 : IP 기반 통합망

품질보장형 서비스 : QoS, QoE

언제 어디서나 : 도서산간 Ubiqutious

끊김없는 서비스 제공 : Seamless

안전한 서비스 제공 : Security

유선가입자 : 가구당 50~100M급

무선가입자 : 가입자당 평균 1M, 기지국/셀/FA당 50~100M급

차세대 주소체계 적용 : IPv6

차세대 u-인프라 기능 : USN, u-home, u-work, URC 수용

광대역통합망

(BcN)

광대역통합망

(BcN)

통합·융합화통합통합··융합화융합화

광대역화광대역화광대역화

고기능화고기능화고기능화

20102010년까지년까지 유무선유무선 각각 1,0001,000만을만을 대상으로대상으로 통신통신··방송방송 ··인터넷인터넷이이 융합된융합된 서비스를서비스를언제언제 어디서나어디서나 광범위하게광범위하게 이용할이용할 수수 있는있는 세계세계 최고최고 수준의수준의 정보통신정보통신 이용환경이용환경 제공제공

개념및

특성

개념및

특성

목표목표

KRnet 2007

·전자정부 ·전자투표·안방민원 ·사이버의정

·전자상거래 ·인터넷뱅킹· ERP / CRM / SCM

· e-Health · e-Learning·홈네트워크 · VOD, P2P

· IT신성장동력 · BT, NT 등·유비쿼터스 · Grid

텔레메틱스

지능형 로봇

S/W 및디지털 콘텐츠

DTVSoC

차세대이동통신

차세대 PC

내장형 S/W홈네트워크

QoSQoS SecuritySecurity IPv6IPv6

통신망•유선/무선통신•위성 인터넷망

•FTTC+xDSL / LAN•FTTH / HFC

방송망• 지상파 / 위성• 케이블

미래미래 전망전망 1 : 1 : 통신통신··방송방송··인터넷의인터넷의 대통합대통합 시대시대 도래도래미래 전망 2 : 유비쿼터스화, 컨버전스화, 멀티미디어화, 개인맞춤형화

정부 개인 첨단기술개발

기업

응용 서비스 Open APIOpen API

BcN = dynamic u-Korea 건설의 핵심 인프라 (u-Infra)

유무선 통합망 개념 (2/2)

KRnet 2007

BcN서비스 품질관리 개념도BcNBcN서비스서비스 품질관리품질관리 개념도개념도

망품질측정기(Probe/OAM)

사업자 B 구간사업자 A 구간 연동구간 이용자댁내

이용자댁내

접속망

BcN품질관리센터

기업 구내

CPE접속망

품질정보수집

접속망

사업자품질관리시스템

HGWS/W 등

VoIP영상전화IP-STB

PC가전 등

HGWS/W 등

VoIP영상전화IP-STB

PC가전 등

Probe/OAMProbe/OAMProbe/OAMProbe/OAMProbe/OAM

백본망 백본망 접속망접속망

사업자품질관리시스템

망구간별 품질정보

서비스 종단간 품질정보

BcN 단말탑재 품질측정기(단말 Agent)

BcN서비스에 대한 종단간 품질관리·개선을 위한 품질지표/기준을

마련하고, 품질측정 구조 정립, 관련 기술개발, 표준화 지원 및 인증/SLA

정책 수립/지원 등의 역할 수행을 위한 기반 환경

BcN Quality Management ?

KRnet 2007

QoS Management Trend (1/2)

KRnet 2007

네트워크 (TCP/IP)네트워크 (TCP/IP)

서비스서비스SVC

NW

MACMACMAC

PHYPHYPHY

사용자사용자USR

QoE(User)

QoS(Service)

NP(Network)

QoE (Quality of Experience)

• 이용자가 주관적으로 느끼는 서비스의 전체적인 만족도

(TR-NGN.QoS)

• 음성MOS/R, 영상MOS

QoS (Quality of Service)

• 서비스 이용자의만족도를 결정하는 서비스 성능의

총체적 효과 (ITU-T E.800)

• 종단간 Delay, Loss, Jitter

NP (Network Performance)

• 시스템 설계.구성.운용.유지보수를 위해 이용됨 (ITU-T I.350)

• 망중심의 Delay, Loss, Jitter

QoS Management Trend (2/2)

KRnet 2007

목 차

유무선 통합망의 품질관리 개요

품질관리 표준화 동향

I

Ⅱ

Ⅲ

향후 진행과제 및 결론IV

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유무선 통합망의 품질관리기술

KRnet 2007

유선 품질기준

구분 표준안 표준화기구 내용

P.800 ITU-T음성 품질기준에 대한 이용자들의 평균 의견을 점수화한MOS(Mean Option Score) 정의

P.861/862 ITU-T원신호와 시스템/망을 통과 후 감쇄된 신호를 비교하는 음성 품질 평가 방법(PSQM, PESQ)

G.107 ITU-TE-Model의 결과로서 종합 음성 전송 품질을 나타내는 R값산출 공식 정의

G.114 ITU-TPSTN에서 요구되는 단방향 전송 지연(One-way Delay)에대한 기준 규정

G.109 ITU-TE-Model의 R값을 이용하여 종단간 음성 전송 품질에 대한5가지 품질 등급 정의

TIPHON표준안

ETSI유럽 중심의 음성품질 기준을 표준화하는 프로젝트 그룹으로 ITU-T 표준을 참조하여 표준화 진행

멀티미디어

G.1010 ITU-T이용자 관점에서 멀티미디어 서비스에 대한 유형 분류 및유형별 성능 목표 값 정의

Y.1540 ITU-TIP QoS 서비스 제공을 위해 IP 통신망에서 제공해야 할 IP QoS 유형 및 성능 파라미터 정의

Y.1541 ITU-T IP QoS 서비스 품질 등급과 각각의 성능 목표치 정의

IP

품질기준

품질지표

음성(VoIP)

KRnet 2007

WiMAX 포럼 QoS 관련 표준 동향

• 표준화 동향– QoS의 경우 AWG(Application Working Group)의 AATG(Application

Architecture Task Group)에서 주로 다루고 있음

– AWG는 Usage Scenario, Media application trend, Real-time trafficbenchmark, Application modeling & Optimization methodology를 연구

– NWG, SPG, TWG 등 다른 WG와 함께 공조

– 2007년도에 End to end QoS requirement에 대한 Best Practice Guideline 등의 제정을 진행하고 있음

• Applications (Video, voice, gaming)

• QoS Parameters (hard, soft, qualitative)

• End to End QoS building blocks

• QoS 관련 표준 문서– Mobile WiMAX – Part I: A Technical Overview and Performance

Evaluation– Mobile WiMAX – Part II: A Comparative Analysis

– WiMAX QoS Whitepaper

– Best Practices: Delivering VoIP over WiMAX Service Networks

– Mobile WiMAX VoIP Capacity System Level Simulations

– State of the Art WiMAX Test Equipment

KRnet 2007

WiBro 품질지표 및 기준(1/4)

KRnet 2007

WiBro 품질지표 및 기준(2/4)

• WiBro 서비스 품질지표(QoS 파라미터)QoS Class

Applications

Data DeliveryServices

QoS

Parameters

UGS

- Tolerated jitter- SDU size- Min. reserved traffic rate- Max. latency- Request/Transmission policy- Unsolicited grant interval

- Maximum latency- Min. reserved traffic rate- Max. sustained traffic rate- Traffic priority- Request/Transmission policy- Unsolicited polling Interval

- Min. reserved traffic rate- Max. sustained traffic rate- Traffic priority- Request/Transmission policy

- Max. sustained traffic rate- Traffic priority- Request/Transmission policy

ERT-VR

RT-VR

NRT-VR

BE

Scheduling

Services

Packet Scheduling

Discipline/Algorithm

- T1/E1- VoIP

without silence suppression UGS

Round-robin

(Periodic/fixed assignment)

- VoIP with silencesuppression

ertPS Round-robin

(Periodic/dynamic assignment)

- Streaming Video- Video Phone

rtPS Round-robin

(Dynamic assignment with delay constraint)

- FTP (Download)

nrtPS

- HTTP- Instant

Messenger

BE

Max C/I

PF SchedulingSoft

QoS

Hard

QoS

RT-VR: Real-time Variable Rate Service NRT-VR: Non-Real-Time Variable Rate Service출처 : Mobile WiMAX-part2 : A Comparative Analysis

KRnet 2007

WiMAX 품질지표 및 기준(3/4)

• WiMAX 서비스 별 품질기준 가이드라인

Class Application Bandwidth Latency Jitter

1MultiplayerInteractive

GamingLow 50kbps Low

< 25 msec

N/A

2VoIP & Video Conference

Low32 to

64kbpsLow

< 160msec

Low< 50msec

3Streaming

MediaLow toHigh

5kbps to

2MbpsN/A Low

< 100msec

4

Web Browsing &

Instant Messaging

Moderate10kbps

to 2Mbps

N/A N/A

5Media

Content Downloads

High >2Mbps N/A N/A

KRnet 2007

WiMAX 품질지표 및 기준(4/4)

KRnet 2007

3GPP QoS 관련 표준 동향 (1/5)

• 3GPP & GSMA 관련 표준 문서

KRnet 2007

3GPP QoS 관련 표준 동향 (2/5)

• QoS 요구사항에 따른 어플리케이션 분류– 애플리케이션의 특성에 따른 Error 율 및 Delay를 고려하여 매핑

Errortolerant

Errorintolerant

Conversational(delay <<1 sec)

Interactive(delay approx.1 sec)

Streaming(delay <10 sec)

Background(delay >10 sec)

Conversationalvoice and video Voice messaging Streaming audio

and video Fax

E-mail arrivalnotificationFTP, still image,

paging

E-commerce,WWW browsing,Telnet,

interactive games

• Error tolerant : 서비스 특성상 서비스가 유지될 수 있는 최대값으로 기준 수립

• Error intolerant : 재전송 등의 방안을 통해 0%가 되어야 함

KRnet 2007

Traffic class Conversational class

Streaming class

Interactive class

Background class

Maximum bitrate (kbps)

<= 16 000 <= 16 000 <= 16 000 –overhead

<= 16 000 –overhead

Transfer delay (ms)

100 –maximum value

250 –maximum value

Maximum SDU size (octets)

<=1 500 or 1 502

<=1 500 or 1 502

<=1 500 or 1 502

<=1 500 or 1 502

SDU error ratio

10-2, 7*10-3, 10-3, 10-4, 10-5

10-1, 10-

2,7*10-3, 10-3, 10-4, 10-5

10-3, 10-4, 10-6

10-3, 10-4, 10-6

Guaranteed bit rate (kbps)

<= 16 000 <= 16 000

3GPP QoS 관련 표준 동향 (3/5)

KRnet 2007

3GPP QoS 관련 표준 동향 (4/5)

• UMTS QoS 관련 성능 요구사항

Traffic class Service 품질 지표 및 기준

Conversational voice Delay : <150ms~400msJitter: 작아야 함FER : < 3%

Videophone Delay: 위와 동일영상과 음성의 동기화

Interactive game Delay : 매우 작아야 함

Data 정보 손실: 없어야 함

Web browsing 페이지가 열리는 시간 < 0.5s

Audio streaming 지연 시간: 비교적 커도 됨Jitter: 작아야 함정보 손실: 매우 적어야 함

One-way video Audio streaming과 비슷함

Short message services

Delivery 지연: < 30s

Email 서버간 지연 : < 수 시간User-서버간 지연 : < 2~4초

Background applications

Streamingservices

Interactive services

Conversational realtime

19 KRnet 2007

3GPP QoS

InformationQoS requirement on GRX

Traffic

classTHP

MAX

delay

MAX

jitter

Packet

loss

SDU error ratio

Conversational

N/A EF101110

20ms 5ms 0.5% 10^-6VoIP, Video

conferencing

Streaming

N/A AF4100010

40ms 5ms 0.5% 10^-6 Audio/Video streaming

1 AF3011010

250ms N/A 0.1% 10^-8 Transactional service

2 AF2010010

300ms N/A 0.1% 10^-8 Web browsing

3 AF1001010

350ms N/A 0.1% 10^-8 Telet

Back-

groundN/A BE

000000

400ms N/A 0.1% 10^-8 E-mail download

Interactive

Service

Examples

DiffServ

PHBDSCP

• GSMA에서 제안한 UMTS QoS와 IP QoS 간 품질기준 맵핑 방안

3GPP QoS 관련 표준 동향(5/5)

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유무선 구간 별 품질지표 할당 방안(1/2)

• NGN FG 에서 표준화 작업 중이며 표준에 가깝게 접근 중– NGN에서의 여러 망 사업자 또는 구간 별 품질지표(Performance

Objective)에 대한 할당(Apportionment) 방안에 대해서 현재ITU-T NGN Focus Group에서 몇 가지 시나리오를 제시하고 있음

• NGN FG에서도 종단간 성능 목표를 할당하기 위한 권고방안에 대해서는 제시하지 못하고 있음(향후 SG12에서결정 예정)

• BcN 무선서비스에 대한 품질지표 할당 방안 연구 예정– NGN에서의 기존 할당 방안 및 알고리즘을 검토한 뒤에 무선과

유선 구간에서의 적절한 할당 방안에 대한 연구가 필요

KRnet 2007

유무선 구간 별 품질지표 할당 방안(2/2)

• Static Reference Allocation 방법을 이용하여 두Provider 간 End-to-end delay time을 할당하는 예

KRnet 2007

목 차

유무선 통합망의 품질관리 개요

품질관리 표준화 동향

I

Ⅱ

Ⅲ

향후 진행과제 및 결론IV

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유무선 통합망의 품질관리기술

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Wireless Services

Wi-Fi WiBro HSDPA

Servicetype

- Packet based- High-speed data- IP originating call

- Packet based- High-speed data- IP based call

- Circuit/Packet based- Medium/Low-speed data- Originating/Terminating

call

Service characteristics

- Private- No QoS guarantee

( BW contention )

- Public- QoS guarantee( BW allocation )

- Public- QoS guarantee( BW allocation )

Tx. rate - Maximum 54Mbps - Maximum 50Mbps - Maximum 2 ,or 10Mbps

Cell planning- no - Frequency reuse

(~1)- Frequency reuse (~1)

Cell capacity- 54Mbps - 50Mbps - 2Mbps(Ev-DO)

- 10Mbps(HSDPA)

- Coverage : 100m- pico(hot spot area)

Cellcoverage

- Fixed (Coverage)

- Coverage : 10Km- macro/micro(full coverage)

Mobility

-Coverage : 1Km-micro/pico(full

coverage)

- High mobility (250Km)- Low mobility(60Km)

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WiBro, HSDPA 서비스 현황

• WiBro와 HSDPA의 가입 의향자와 이용 행태 전망 비교

• WiBro

– 남성

– 중간 정도의 소득층

– 수도권 거주자

– 보수적 소비형

– 현재 이동전화 무선인터넷과 무선랜 이용사용자

• HSDPA

– 자영업,주부

– 고소득층

– 지식정보 추구형

– 이동전화 번호이동성과 단말기 교체사용자

WiBro 가입 의향자 HSDPA가입 의향자

가입자 규모 875.5만명 551.3만명

인구통계특성

-남성, 10~30대-화이트컬러, 블루컬러, 학생-200~300만원 소득 계층-서울과 수도권, 대도시 거주자

-10~30대-화이트컬러, 학생, 자영업, 주부-300~400 만원 소득계층서울과 광역시 거주

라이프스타일

-첨단추구/유행선도형-보수적 소비형

-첨단추구/유행선도형-지식정보 추구형

기존 통신이용특성

-이동전화 무선인터넷과 무선랜 이용 : 상대적 높음

-이동전화 번호이동성과 단말기 교체 비율 : 상대적 높음

주요 가입요인

-전송속도, 이용요금-단말기 다양성, 콘텐츠 풍부성

-이동성-현 무선인터넷의 속도 개선

이용의향단말기

-PDA > 휴대폰/스마트폰, 노트북-핸드헬드PC, PMP

-휴대폰/스마트폰 > PDA-PMP

이용의향서비스

-정보검색, 이메일, MMS, 게임-멀티미디어 다운로드

-정보검색, 이메일, MMS, 게임-커뮤니티, 실시간방송, LBS, 화상서비스

주 이용장소-건물 주변 실외, 도심내 대중교통-야외, 가정내

-건물 주변 실외, 도심내 대중교통-가정내, 야외

서비스 WTP-월 2,3만원-요금민감도가 상대적으로 높음

--월 2,6만원-요금민감도가 상대적으로 적음

단말기 WTP-스마트폰: 36.1만원-PDA: 46.5 만원-PMP: 38.8만원

-스마트폰: 36.0만원-PDA: 44.6 만원-PMP: 37.4만원

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Horizontal/Vertical and Wired/Wireless SLA 특성

L4~L7

L3

L2.5

L1~L2

L4~L7

L3

L1~L2

WiredNSP

WirelessNSP

AccessProvider

ISP

Wired

Cust

om

er

Wir

eles

s Cust

om

er

SLA

SLA

SLASLA

SLA

SLA

KRnet 2007

정책적 고려사항(1/2)

Service mature

competition

• Focus on service coverage

• Service differentiation through marketing activities

• Focus on pie growth; co-marketing between competitors

• Focus on early adopters

Consumer

• Service quality에 대한issue (무리한 service coverage 확장과 인프라부족에 의한 품질 저하)

• commercial service의수준에 이르지 못한service quality에 대한issue

Regulation Scheme

• 사업자들의 불공정영업 활동에 대한행위 규제, 서비스품질의 불만에 대한소비자 보호 규제

• 기술 부분이 포함된진입 규제(진입 규제를제외한 행위 규제, 소비자 보호 규제는사후적으로 논의됨)

Service Phase

• Churn market. Blood competition.

• Winner’s market; active M&A by leaders

• Premium service by leaders

• 사업자수의 감소로 인해service 선택권이 제한적임

• Premium service와 지배적사업자의 시장 장악력에의한 요금 증가에 대한issue

• niche market으로의진입에 대한 진입규제와 지배적사업자의 결합상품과 관련된 규제

• Quantum growth, suppliers’market

• Fixed broadband in 2002, mobile voice in 1998

• Initial adoption

• Wibro and HSDPA in 2007. PCS in 1997-8

• Commodity

• Fixed voice, mobile voice, fixed broadband in 2007

KRnet 2007

정책적 고려사항(2/2)

시사점

• 새로운 통신 서비스의 초기 단계에는 사업자의서비스 품질은 낮고, 가입자의 기대 품질은 높음

• 통신 서비스에 대한 규제상 commercial 초기단계의 서비스에 대한 규제는 기초적인 자격을 갖춘사업자의 진입 규제에 초점이 맞추어져 있음

• 이에 낮은 서비스 품질을 높은 가격으로 구매한가입자들을 보호하는 제도적인 장치가 미흡하며, 본격적인 가입자 증가가 이루어진 후에야 행위규제에 대한 논의가 활발해짐

• mobile 서비스에 대해서 서비스 초기에 가입자들의많은 피해가 예상되는 바, 서비스 품질에 대한 규제당국의 적극적인 개입이 필요함

• 신규 서비스 확산의 주요 걸림돌은 주로 신규서비스에 대한 보편적인 인식과 품질에 대한 확신의부족이기 때문에 규제 당국의 서비스 초기 단계개입은 서비스 확산에 긍정적인 요소로 작용할 것임

각 시장 단계에서의 품질, GAP, 규제

서비스 초기 확산 시장 성숙 시장

네트워크 품질

Poor Good

가입자의 기대품질과 실제

품질과의 GAP매우 큼 큼 적음

규제 약함 강한 규제 매우 강한 규제

KRnet 2007

※ ITU, 3GPP, DSL Forum 등 표준에서 유형분류 기준을 도출하여 서비스 유형 분류

분류 기준

서비스 컨텐츠

• 음성형• 영상형• 데이터형

서비스 특성

• 방향성• 상호작용성• 요구성

트래픽 특성

• Packet Loss• Delay• Jitter

광대역통합망

…

대화형 음성서비스

요구형 음성서비스

인터넷 서비스

서비스(예)

화상회의

영상전화

단문메시지(SMS)

E-mail

홈 가전제어

Web surfing

VoIP-PSTN 연동

음성메시징

AoD

VoD

영상메시징

VoIP

IP-TV

...

음성형

데이터형

대화형 영상서비스

요구형 영상서비스

영상형

• 호성공률

• 음성종합품질(R값), 영상 MOS• 전화연결시간(PDD)• 해상도

• 프레임 전송률(FPS)

• 호성공률

• 음성종합품질(R값), 영상 MOS• 전화연결시간(PDD)• 해상도

• 프레임 전송률(FPS)

서비스 품질

• 네트워크 가용성

• 단방향 지연(Delay)• 지연 변이(Jitter)• 패킷손실률(Loss)

• 네트워크 가용성

• 단방향 지연(Delay)• 지연 변이(Jitter)• 패킷손실률(Loss)

네트워크 품질

LSR LERDWDM

BcN 전달망LER

VDSL

Ethernet

WiBro

IP-PBX영상전화

음성전화

PC

영상전화음성전화(POTS)

IP-STB

국제표준참조

서비스 유형

BcN 서비스 유형 분석

KRnet 2007

BcN 음성서비스 품질기준(안)

• 서비스 품질기준

• 망 품질기준

지표등급

호성공률

음성종합품질(R)

단방향 지연 패킷 손실 지연 변이 대역폭 PDD

미정

2s

3s

S

(PSTN 급)97% > 80 < 100ms < 10-4 < 25ms

4-64 Kbps

S+

(광대역 음성)미정 미정 미정 미정 미정 미정

95%4-64 Kbps< 50ms< 10-3< 150ms> 70

A

(최소 기준)

단방향 지연 패킷 손실 지연 변이 네트워크 가용성 패킷 에러

99.99%이상 < 10-6< 50ms< 10-5< 100ms

KQI : 인증 관리지표

※ R 값 = 음성종합품질 값(회선잡음, 지연, 울림, 코덱, 대역폭 등)※ PDD(Post Dial Delay) = 전화연결시간

서비스, 네트워크 품질기준은 복수사업자 구간(종단간 구간)을 범위로 함

KRnet 2007

BcN 영상서비스 품질기준(안)

• 서비스 품질기준

• 네트워크 품질기준

종류지표

등급

영상MOS 단방향 지연

패킷손실

지연 변이 FPS 대역폭

미정

24 < FPS

15 < FPS

미정

24 < FPS

15 < FPS

8-20M(HD)

2-6M(SD

500K-1M(CIF 이하)

2-6M(SD)

2-6M(SD)

500K-1M(CIF 이하)

2-6M(SD)

500K-1M(CIF 이하)

8-20M(HD)

S 미정 < 1s < 10-4 -

500K-1M(CIF 이하)

S 미정 < 150ms < 10-4 < 25ms

S+ 미정 미정 미정 미정 미정

8-20M(HD)

미정

8-20M(HD)

< 50ms

미정

-

< 10-3

미정

< 10-3

< 200ms

미정

< 1s

미정

미정

미정

A

S+

A

대화형

요구형

요구형 < 10-6

< 10-6

패킷 에러

99.99%이상

99.99%이상

가용성

-

< 50ms

지연 변이

< 10-5

< 10-5

패킷 손실단방향 지연

< 100ms

< 100ms대화형

지표종류

KQI : 인증 관리지표

KRnet 2007

BcN 데이터서비스 품질기준(안)

대역폭

상향 하향

최저 평균 최저 평균

100M < 100ms < 10-3 15M 30M 30M 60M

50M < 100ms < 10-3 6M 12M 13M 26M인터넷

지표 종류 접속단방향지연

패킷 손실

무선 BcN 서비스 품질기준(안) vs

새로운 BcN 서비스 품질기준(안)

KRnet 2007

BcN 유/무선 서비스별 QoS특징구분 유선 BcN 무선 BcN

정의유선망 위주로 품질보장형 광대역 정보통신서비스 및 부가서비스 제공

무선망 위주로 사용자 단말의이동성과 품질이 보장된 다중접속 서비스 제공

단말의 위치에 따라 무선망에접속하여 서비스 제공

단말 관점의QoS 요소

-전원 절감 및 이동성 보장

단말의 수신버퍼 크기를 고려한데이터 전송

네트워크 관점의 QoS 요소

서비스 지연(Delay)

가용 대역폭

데이터 손실(Data Loss)

Jitter

서비스 제공범위

전파세기

채널 할당 방법

셀의 서비스 용량

가용 대역폭

핸드오버 처리시간

서비스 지연시간(Delay)

데이터 손실(Data Loss)

데이터 손실주요원인

네트워크 혼잡 랜덤 손실(Random Loss)

특징단말의 위치가 고정된 장소의서비스 제공

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g 종단간 서비스 품질 측정단말탑재 품질측정기(단말 Agent) : 이용자 단말에 유입되는 트래픽을 캡쳐하여 분석하거나 측정패킷을

생성하여 호 성공율, Delay, Jitter, R값 등을 측정하는 S/W 또는 장치

g 망 구간별(서비스 클래스별) 품질 측정망품질 측정기(Probe) : 측정패킷을 생성하여 서비스 클래스별/망 구간별 Delay, Jitter, Loss 등을 측정하는

S/W 또는 장치

운용·관리·보수 기능(OAM) : OAM기능을 가진 망 장비 내에서 OAM 패킷을 생성하여 망 구간별 Delay, jitter,Loss 등을 측정하는 기능

ProbeProbe

컨텐츠 서버

VoIP/영상전화

IP-STB(IP-TV)

PC(VoD)

CPEProbe/OAM(VPN)

VoIP/영상전화

IP-STB(IP-TV)

PC(BcN 인터넷)

Probe/OAM(VPN)

CPE

종단간 서비스 품질 측정구간(단말 Agent)

망 구간 품질 측정구간(Probe)

품질측정 서버

Probe/OAM

범 례

　　　　 �　　　 　(　　 Agent)

�　　　　 　/　　· 　· �　 　　(Probe/OAM)

BcN 서비스 품질측정방식

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BcN 이용자 Self-Test 품질측정시스템

O 측정서비스 : 초고속인터넷/무선인터넷/전용선 품질측정, VoIP 품질측정

O 측정항목 : Throughput (Upload, Download), E2E Delay, Jitter, Packet Loss Rate, R값 등

KINX

BORANET

가입자 구간

자사망 구간

((SLASLA보장구간보장구간))

IX 구간

타사망 구간

KORNET..

HANANET

KT-IX

KINX

D-IX

HANARO

KIX

A

웹 서버

DB 서버 등

speed.nia.or.kr

품질 측정서버

MDF

XDSL 모뎀

가입자 구간Cable 모뎀

A

이용자와 품질측정 시스템간 테스트 경로

이용자간 품질테스트 경로

품질측정 에이젼트

품질측정

에이젼트

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목 차

유무선 통합망의 품질관리 개요

품질관리 표준화 동향

I

Ⅱ

Ⅲ

향후 진행과제 및 결론IV

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유무선 통합망의 품질관리기술

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무선 품질측정/평가 체계

Radio Link

Radio Network Radio Network

E2E 측정

Radio Link

망 구간 품질측정

품질측정구간 분류

연동구간백본 구간 백본 구간

모바일PC

PDA

Mobile

무선구간

PSS

RASACR

코어네트워크인터넷

RAS

모바일PC

PDA

Mobile

무선구간

ACR

1. 외부 측정서버 품질측정 방식 (예: speed.nia.or.kr)PSS

코어네트워크

< 무선 품질측정/평가 체계 개념도 >망구간별 품질정보

종단간 품질정보

<범례>

망품질측정기(Probe/OAM)

BcN 단말탑재 품질측정기(단말 Agent)

품질측정서버(speed.nia.or.kr)

2. 종단간 품질측정방식 (예: Probe, Agent )

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HSDPAHSDPA

RNC SGSNSGSNGGSNGGSN

속도 측정 서버휴대폰

(측정 Agent)

- HSDPA 망 구조에서 측정 Agent와 측정 서버의 연결 구성도는 아래 그림과 같음

- 이동통신사 인프라 내부에 품질측정 probe를 두기는 어려운 구조임

인터넷인터넷혹은혹은

전용선전용선

이동통신사 인프라

컨텐츠컨텐츠 서버서버

• 단말기 탑재 방안

무선서비스 품질측정 방안(예)

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무선서비스 품질측정 방안(예)

HSDPA

①

② ③

GPS 수신기 GPS 수신기

WiBro

측정장비 1 Set

• 방법1 • 방법2

- 무선 RF의 품질지표측정과 동시에 IP 품질지표의 동시 측정

- RF 차원에서의 네트워크 품질지표와IP 차원에서의 네트워크 품질기준 사이의상관관계 파악

- 단말에서 RAS 또는 ACR까지는 측정 소프트웨어를 탑재하여 일정주기로 측정

- ACR에서 Edge Router까지는 기존Tapping 방법 활용

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이동통신망에서 품질 측정시 고려해야 할 주요 요인들

무선서비스 품질 영향 요인

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BcN 무선서비스 QoS관련 추후 연구과제

• End-to-End delay 시간 단축에 대한 방안 연구

– 무선 단말에서 Vocoder로 인한 delay 시간 단축 방안

– Inter-RAS, Inter-ACR 간 Handover delay 단축 방안

– 기지국-단말 간 paging 으로 인한 delay 단축 방안 연구

• 무선 링크에서 추가적으로 고려되어야 할 품질지표 연구

– 핸드오버에 따른 서비스 단절률(핸드오버 과정에서 발생하는 일시적인 열화현상을 품질 기준에 어떻게 반영할 것인가?)

– 사용자간 자원 할당의 공정성

(비실시간 데이터 서비스의 경우에는 스케쥴러에 의해 자원이 동적으로 할당될 수 있으며, 이때 사용자들은 자신에게 얼마나 공정하게 자원이 할당되고있는지를 확인할 수 있는 지표가 필요]

– 서비스 커버리지(호 접속률과 유사한 개념으로 볼 수 있음)에 따른 품질지표및 기준 도출에 대한 연구

• BcN 무선서비스 사업자 망 구간별 성능 목표(Performance Objective) 할당 방안

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BcN 무선서비스 QoS 관련 추후 연구 과제

• 채널 상태에 따른 전송 속도의 가변성– 전파환경과 단말의 이동속도 등에 의해 peak rate가 결정되므로 일정

한 전송 속도를 보장할 수 없음

– 패킷 스케쥴러의 자원 할당 과정을 통해 최소 전송속도를 보장할 수는있으나 무선 자원 할당의 비효율성이 발생함

– 서비스 별 hard QoS 보장을 위해서는 요구 marginal capacity의 증대에 따라 무선망의 투자비가 증대할 수 있음

– 서로 상이한 무선구간 전송률을 갖는 사용자들간에 “공정성(fairness)”의 개념이 새롭게 정의되어야 하며, 이에 대한 보편적인 합의가 필요함

• 무선 접속 방식(규격)별로 서로 상이한 QoS 지원 구조– QoS 지원 구조가 규격 별로 상이하여 품질 측정 항목과 목표치가 달라

질 수 있으므로 포괄적으로 적용 가능한 품질 관리 기준이 도출되어야함

– 유선구간과 무선구간의 상이한 품질을 동시에 반영할 수 있는 종단간QoS의 정량적 지표가 도출되어야 함

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결 론

• IP 망에서의 품질 기준은 무선 대역 효율성과 연계해서 사업자들간의이해 관계와 기술적 관점이 다를 수 있기 때문에 QoS에 대한 공감대를형성하고 이를 정량화하는 것은 매우 어려운 절차가 될 수 있음

• 무선망의 경우에는 서비스가 활성화되면서 가입자가 증대할 때 대역폭의한계에 따른 용량 부족으로 인해 QoS를 보장하기 위한 투자 부담이 증대할 수 있음

– 단말 별로 채널 상태에 따라 peak data rate이 달라지므로 모든 사용자에게동일한 품질을 보장하기 위해서는 대역폭의 희생이 동반되어야 하기 때문임

• QoS 보장형 서비스의 도입을 통해서만 BcN 무선 서비스의 활성화와더불어 기술 발전의 성과를 이룰 수 있음

– 사용자의 기대치를 부합할 수 있는 기술 기준이 정립 되어야 함

• 사업자, 제조업체, 고객 간에 상호 합의 가능하고, 기술 방식과 독립적인보편적인 서비스 품질 기준을 수립해야 함

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Q & A

감사합니다