현재 HFC(Hybrid Fiber Coaxial) 망에서 UHD(Ultra High Definition) 콘텐츠와 같은 대용량 방송콘텐츠 전송을 위한 대표적인 전송기술로, 다수의 채널을 결합시켜 논리적인 하나의 광대역 채널로 변경하여 데이터를 병렬 전송하는 방법이 대두되고 있다. 하지만 채널 결합을 통해 콘텐츠를 전송하는 시스템의 경우 하나의 콘텐츠 전송을 위해서 다수의 채널을 결합하기 때문에 채널 자원의 부족이 예상된다. 따라서 결합된 채널을 효율적으로 사용할 수 있는 기술이 필요하다. 본 논문에서는 결합된 채널의 효율적인 대역폭 사용을 위하여 세 가지 방식의 VBR(Variable Bit Rate) 대역폭 추정 알고리즘을 분석하였다. 세 가지의 유효 대역폭 추정 방식은 Guerin이 제안한 가우시안 근사를 통한 유효 대역폭 추정, Lee가 제안한 비디오 프레임 특성을 기반으로 한 유효 대역폭 추정과 Nagarajan이 제안한 가우시안 트래픽을 기반으로 한 유효 대역폭 추정 알고리즘이다. 또한, 이들을 분석하여 대용량 방송 시스템으로의 적용가능성을 평가하였다. 성능 분석을 위한 시뮬레이션은 OPNET 시뮬레이터를 사용하였고, 성능 분석의 정확성을 위해 실제 HD 방송 트래픽을 분석하여 대용량 방송 트래픽을 생성하였다.
본 논문에서는 캐슁 용량이 정해져 있는 프락시 서버의 효과적인 스케일러블 캐슁 알고리즘을 제안한다. 압축 효율 향상을 위해 엔트로피 코더를 사용하는 동영상 압축기의 특성과 움직임이 일정하지 않은 동영상 자체의 특성 때문에 동영상 데이터는 VBR(Variable Bit Rate) 성질을 가지고 있다. 이러한 VBR트래픽은 네트워크에 많은 부하를 주며, 네트워크에 부담을 줄이기 위해 CBR(Constant Bit Rate)로 전송하였을 때는 클라이언트에 보다 큰버퍼를 요구하며 또한 응답시간 지연이 발생할 수 있다. . 이러한 문제를 왜결하기 위한 한가지 방법으로 프락시 서버를 이용한 캐슁 방법이 제시되었다. 캐슁 방법을 사용하였을 때 클라이언트에서 요구되는 버퍼크기와 대역폭은 캐슁한 프레임의 크기와 위치에 따라 결정된다. 이러한 사실을 고려하여 정규화된 버퍼크기(Normalized Buffer Size)를 기초로 캐슁할 프레임을 선택함으로써, 효율적으로 버퍼크기와 대역폭을 줄일 수 있는 캐슁 기법을 제안한다. 마지막으로 실험결과에서 본 논문에서 제안한 알고리즘을 사용하였을 때 요구되는 대역폭은 Prefix caching과 거의 같으면서 요구되는 버퍼크기는 SCQ에 비해 10-35\%$ 개선된 것을 보인다.
FR과 ATM은 서로 다른 트래픽 파라메타를 사용하기 때문에 연동하기 위해서는 트래픽 파라메타를 서로 변환하는 기능이 필요하다. 변환식 FR과 ATM을 경유하면서 종단 단말간의 서비스 품질이 보장되고 또한 망 자원을 효율적으로 사용할 수 있어야 한다. 변환식에는 여러 조합이 고려된다. 즉 FR/ATM 연동 방식에서는 망 연동과 서비스 연동으로 구분되고, 망 연동에서 다중화 방식에 따라 1-새-1과 N-to-1 방식이 가능하다. 또 FR 트래픽은 ATM에서 CBR, VBR, GFR 등의 ATC로 대응시킬 수 있고, 각 ATC는 CLP에 따른 대역의 조합 구성이 가능하다. ATM 대역 계산에서도 FR 연결의 최대 대역을 AR 또는 CIR+EIR로 사용할 수 있다. 기존 ITU-T 방식은 서비스 연동만으로 제한하였고, ATM Forum 방식은 가능한 방법을 나열함으로써 연동 시스템 간의 기능 차이에 의한 선택이 어렵다. 또한 변환식을 실제로 적용하기 위해서는 기존 방식에서 고찰되지 않은 많은 문제점들이 있다. 따라서 본 고에서는 기존 방식을 고찰하고, 최근의 연구 및 기술 동향을 반영한 변환 방식을 제안하고, 가상 AR 적용과 운용시의 변환식 선택 및 고려할 점 등에 대하여 기술한다.
최근 인터넷의 확산과 더불어 디지털 비디오 라이브러리(DVL : Digital Video Library) 서비스에 대한 관심이 고조되고 있다. 그러나 현재의 통신망 대역폭과 스위칭 환경 하에서는 종단간 QoS 보장하는데 많은 제약사항이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 비디오 스트림 처리를 효율적으로 수행하여, 지연-처리율 특성을 만족할 수 있는 스트림 스위칭 구조를 제안하고 이에 대한 성능을 분석하였다. 제안된 ATM-기반 스트림 스위치는 각각 다중화되는 CBR(Constant Bit Rate) 및 VBR(Variable Bit Rate) 스트림의 QoS(Quality of Service)를 보장해야만 한다. 성능분석 결과는 제안된 스위치의 처리율이 r=4일 때 약 0.996의 값을 보였으며, 지연시간도 부하가 0.7 이하일 때 2미만으로 특정되었다. 이 결과는 제안된 구조가 적당한 입력 스트림의 그룹핑을 통하여 비디오 응용을 위한 처리율 및 지연 요구사항 QoS를 보장할 수 있음을 보여준다.
ATM(Asynchronous Transfer Mode) 망은 사용자의 요구에 의해 대역폭을 할당한 수 있으므로 전송에 필요한 대역폭이 수시로 변화하는 MPEG 비디오를 전송하는데 적합하다. 그러나 MPEG 트래픽(traffic)은 셀(cell) 발생량의 변화가 심한 군집성 (burst)이 큰 트래픽 이기에 전송 품질을 유지하면서 동시에 망의 대역폭을 효율적으로 사용하는 전송을 구현하기가 매우 힘들다. 본 연구에서는 이러한 상반되는 두 가지의 목적을 수행하기 위하여 새로운 대역폭 할당 기법을 제안하였다. 사용자에게 최소한의 품질을 보장하면서 망에 대역폭의 여유가 있는 경우 고품질의 서비스가 가능토록 하는 방안으로 ATM 망의 CBR(Constant Bit Rate) 서비스와 VBR(Variable Bit Rate) 서비스를 복합적으로 사용하는 방법을 제안하였다. 이의 구현을 위하여 2 계층 구조의 MPEG 부호화기를 설계, 구현하였고 모의 실험을 통하여 기존의 단일 계층 CBR 서비스에 비하여 품질과 망의 효율성에 있어 충분히 우수함을 확인하여 그 효용성을 증명하였다.
본 논문에서는 무선 네트워크의 MAC 프로토콜로 DTDD/PS라는 프로토콜을 제안하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 성능을 평가한다. 시뮬레이션 결과 제안된 DTDD/PS 프로토콜이 시스템의 사용 상황을 반영한 슬롯의 동적 할당으로 서비스 품질을 보장할 수 있는 부하 한계를 향상시키고, 트래픽의 변동 시에도 안정된 처리율을 보임을 알 수 있다.
LAN, WAN 및 VBR 트래픽 특성에 관한 최근의 실험적 연구들은 기존의 Poisson 가정에 의한 모델들이 네트워크 트래픽의 장기간 의존성 및 self-similar 특성들을 과소평가 함으로써, 실제 트래픽의 특성을 제대로 나타낼 수 없다는 것을 지적해 왔다. 본 본문에서는 실시간 운영중인 Ethernet 트래픽을 측정하여, 통계학적인 접근법들을 통해 이러한 self-similar 특성들에 대해 평가하였다. 그리고 exactly self-similar 모델링인 Pareto-like ON/OFF 소스 모델링에 의한 트래픽과 기존의 Poisson 모델링을 비교 분석함으로써, self-similar 트래픽이 실제의 Ethernet 트래픽 특성을 잘 반영한다는 것을 보였다.
회선 서비스, 패킷 서비스, 영상 서비스 등과 같은 다양한 서비스를 지원하기 위해서는 무선 자원의 효율적 운용을 위한 동적 무선 자원 제어가 필요하다. 현재 UMTS에서 제안하고 있는 동적 무선 자원 할당 메커니즘은 단지 RLC 버퍼의 양에 의해 제어된다. 하지만 이는 유입되는 트래픽 양의 변화가 큰 VBR 트래픽에 대하여서는 정확한 제어를 보장할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 현재 인터넷에서 사용되고 있는 토큰 버켓 모델을 이용하여 RLC 버퍼의 양 뿐만 아니라 예상되는 유입 트래픽 양을 측정, 보고하는 메커니즘을 제안한다. 이 메커니즘은 효율적인 무선 채널의 할당을 통해 자원의 효율성을 높일 수 있다.
스무딩은 가변 비트율로 저장된 비디오 데이터를 고정 비트율로 변환하는 전송 계획이다. [6,7]의 연구에서는 전송률 증가가 요구되는 되는 경우에 증가량이 가장 적은 프레임을 새로운 전송률 구간의 시작 프레임으로 설정하고, 전송률 감소가 요구되는 경우에 감소량이 가장 큰 프레임을 새로운 구간의 시작 프레임으로 설정하는 스무딩 알고리즘을 제안하고 네트워크 트래픽이 고려되지 않는 환경에서 성능을 평가하였다. 본 논문에서는 [6,7]의 스무딩 알고리즘을 네트워크 트래픽을 고려한 환경에서 E.T 90 비디오 데이터로 512KB부터 32MB까지 최소 재생률, 평균 재생률, 재생률 변화량으로 적응적인 CBA 알고리즘과 성능을 평가한다. 비교 결과, [6,7]의 스무딩 알고리즘은 최소 재생률 비교에서 우수함을 보였다.
Broadband network based on the Asynchronous Transfer Mode(ATM) concept are becoming the target technology for the emerging Broadband Integrated Services Digital Network(B-ISDN). Since B-ISDN is very complex and requites a great amount of investment, optimum design and performance analysis of such systems are very important. Simulation can be widely used to analyze and examine the broadband network behavior. However, for the complicated system like broadband networks it is extremely difficult and time-consuming to develop a complete model for simulation. In this paper, an object-oriented modeling approach for the broadband network simulation is presented for the effective and efficient modeling. Object-oriented approaches can provide a good structuring capability for complicated simulation models and facilitate the development of reusable and extensible simulation models. We have developed an object-oriented model which consists of object model and behavior model. In the object mode., the components of the broadband network and both constant bit rate(CBR) and variable bit rate(VBR) traffic types of call level, burst level, and cell level are modeled as object classes. In the behavior model, the dynamic features for each object class are represented using the state transition diagram. It has been shown by illustration that objectoriented modeling is an effective tool for modeling the complicated B-ISDN.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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