T T A T e c h n i c a l R e p o r t 개정일 : 2016년 11월 4일 IEEE 802 이종망연동표준기술분석 ( ) Analysis of Standards on Interworking of Heterogeneous Networks in IEEE 802(Technical Report)
초안검토위원회 Seamless 무선연동프로젝트그룹 (PG908) 안심의위원회전파 / 이동통신기술위원회 (TC9) 성명 소속 직위 위원회및직위 번호 ( 과제 ) 제안 이형호 ETRI 전문위원 PG908 의장 초안작성자 이형호 ETRI 전문위원 PG908 의장 박현호 ETRI 연구원 PG908 위원 최윤철 ETRI 선임연구원 PG908 간사 사무국담당 김대중 TTA 부장 - 이혜영 TTA 책임연구원 - 이화미 TTA 연구원 - 본문서에대한저작권은 TTA 에있으며, TTA 와사전협의없이이문서의전체또는일부를상업적목적으로복제또는 배포해서는안됩니다. 본발간이전에접수된지식재산권확약서정보는본의 부록 ( 지식재산권확약서정보 ) 에명시하고 있으며, 이후접수된지식재산권확약서는 TTA 웹사이트에서확인할수있습니다. 본와관련하여접수된확약서외의지식재산권이존재할수있습니다. 발행인 : 한국정보통신기술협회회장발행처 : 한국정보통신기술협회 13591, 경기도성남시분당구분당로 47 Tel : 031-724-0114, Fax : 031-724-0109 발행일 : 2016.11
서 문 1 의목적 이는 IEEE 802.21 WG(Working Group) 의표준문서및표준화동향을분석한내용과다른 IEEE 802 표준화그룹에서의이종망간연동을위한표준화동향을분석한내용을기술하고있다. 본는앞으로의이종망간연동의국제표준및시장동향을예측하고대응하기위해필요한참고문서로활용될것이다. 2 주요내용요약 이는 IEEE 802.21 WG와산하의 TG(Task Group) 인 TGa, TGb, TGc, TGd 의표준을분석하고, IEEE 802.21-2008 표준과개정표준인 IEEE 802.21a, b, c, d를통합한표준안의정리를목표로 2013년부터활동을시작한 TGm(Revision) 과 TG21.1의논의사항에대한정보를제공해준다. 그리고다른 IEEE 802 표준화그룹인 802.1CF OmniRAN(Omni-Range Area Network), 802.11ax HEW(High Efficiency WLAN), IEEE 802.15.8 PAC(Peer Aware Communication) 에서의이종망간연동표준화동향이나요구사항을분석함으로써앞으로의이종망간연동표준화방향을논의한다. 3 인용표준과의비교 3.1 인용표준과의관련성 이는 TTAE.IE-802.21, TTAE.IE-802.21a, TTAE.IE-802.21b, TTAE.IE- 802.21c-2014, TTAE.IE-802.21d-2015 표준을기반으로 IEEE 802 이종망연동기술 을분석한다. i
Preface 1 Purpose The purpose of this technical report analyzes standard and draft documents of IEEE 802.21 WG(Working Group) and reports recent works on interworking of heterogeneous networks in other IEEE 802 standard groups. The technical report will be used as a representative document for forecasting trends of international standards and markets on interworking technologies. 2 Summary This technical report analyzes standard documents of IEEE 802.21 WG and its TGs(Task Goups), which are TGa, TGb, TGc, and TGd, and provides information on activities of TGm(Revision) and TG 21.1 that started from the year 2013 to merge amendment standards of IEEE 802.21a, b, c, d with IEEE 802.21-2008 standard. This technical document also analyzes technologies and requirements for interworking of heterogeneous networks in other IEEE 802 groups such as 802.1CF OmniRAN(Omni-Range Area Network), 802.11ax HEW(High Efficiency WLAN), and IEEE 802.15.8 PAC(Peer Aware Communication), and then discusses future works on standards for interworking of heterogeneous networks. 3 Relationship to Reference Standards This technical report analyzes IEEE 802 technologies on interworking of heterogeneous networks based on TTAE.IE-802.21, TTAE.IE-802.21a, TTAE.IE-802.21b, TTAE.IE-802.21c-2014, and TTAE.IE-802.21d-2015 standards. ii
목 차 1 적용범위 1 2 인용표준 1 3 용어정의 1 4 약어 2 5 IEEE 802 이종망연동표준기술 4 5.1 IEEE 802.21-2008 표준 4 5.2 IEEE 802.21a-2012 표준 5 5.3 IEEE 802.21b-2012 표준 5 5.4 IEEE 802.21c-2014 표준 6 5.5 IEEE 802.21d-2015 표준 7 5.6 IEEE 802.21m(Revision) 태스크그룹의표준화활동 9 5.7 IEEE 802.21.1 태스크그룹의표준화활동 10 5.8 기타 IEEE 802 표준화그룹의표준화활동 14 6 결론 16 부록 Ⅰ-1 지식재산권확약서정보 17 Ⅰ-2 시험인증관련사항 18 Ⅰ-3 본의연계 (family) 표준 19 Ⅰ-4 참고문헌 20 Ⅰ-5 영문해설서 21 Ⅰ-6 의이력 22 iii
IEEE 802 이종망연동표준기술분석 ( ) (Analysis of Standards on Interworking of Heterogeneous Networks in IEEE 802(Technical Report)) 1 적용범위 스마트폰및태블릿 PC와같이다양한무선인터페이스를가진멀티모드 (Multi-Mode) 휴대단말이대중화되고, WLAN, WiBro, 3GPP 네트워크등다양한유무선통신인프라가확대됨에따라이종망간의연동 (interworking) 서비스에대한요구가증가되고있다. 이에서는이종망환경에서의연동을지원하기위한 IEEE 802 표준기술을분석하고관련표준화동향에대하여기술한다. 2 인용표준 - TTAE.IE-802.21, 매체독립핸드오버프레임워크 (IEEE 802.21 MIH), 2010.12. - TTAE.IE-802.21a, 미디어독립핸드오버보안확장 (IEEE 802.21a-2012), 2012.12. - TTAE.IE-802.21b, 미디어독립핸드오버의하향링크핸드오버지원 (IEEE 802.21b-2012), 2012.12. - TTAE.IE-802.21c-2014, 최적화된단일라디오핸드오버 (IEEE 802.21c-2014), 2014.12. - TTAE.IE-802.21d-2015, 멀티캐스트그룹관리 (IEEE 802.21d), 2015.12. 3 용어정의 3.1 DTLS(Datagram Transport Layer Security) TLS 에기반한데이터그램프로토콜을위한통신프라이버시 (Privacy) 를제공하는통신 규약 3.2 EAP(Extensible Authentication Protocol) 점대점통신규약 (Point-to-Point Protocol) 에서규정된인증방식으로확장이용이하 도록고안된프로토콜 3.3 ERP(EAP Re-authentication Protocol) 빠른재인증 (Re-authentication) 을제공하는 EAP 의확장프로토콜 1
3.4 MIH(Media Independent Handover) 서로다른이종망간혹은미디어에상관없이 QoS 를보장하는끊김없는 (seamless) 핸 드오버기술 3.5 MIS(Media Independent Services) IEEE 802.21 표준에서정의된미디어독립서비스프레임워크를기반으로확장된핸드 오버서비스및타서비스 ( 디스커버리등 ) 3.6 SDN(Software-Defined Networking) 프로그램가능한네트워크방식으로컨트롤평면 (Plane) 과데이터평면을표준인터페이 스로분리하여제어함 3.7 TLS(Transport Layer Security) 현재널리사용되고있는 SSL(Security Sockets Layer) 을대신할수있는차세대안전 통신규약 3.8 WiBro(Wireless Broadband) 핸드셋, 노트북, 개인휴대정보단말기 (PDA), 스마트폰등다양한휴대인터넷단말을이용하여정지및이동중에서도언제, 어디서나고속으로무선인터넷접속이가능한서비스 3.9 WLAN(Wireless Local Area Network) 무선주파수 (RF) 기술을이용한근거리네트워크. 무선랜 (WLAN) 은무선접속장치 (AP, Access Point) 가설치된곳을중심으로일정거리이내에서 WLAN 카드가장착된개인휴대정보단말기를통해무선인터넷서비스제공하는네트워크 3.10 소스네트워크 (Source Network) 이종망연동시에단말이접속하여통신서비스를제공받는네트워크 3.11 타깃네트워크 (Target Network) 이종망연동시에단말이접속하지않고있으나접속을위해준비하고있는네트워크 4 약어 3GPP 3rd Generation Partnership Project D2D Direct-to-Direct DMB Digital Multimedia Broadcasting DTLS Datagram Transport Layer Security DVB Digital Video Broadcasting 2
EAP Extensible Authentication Protocol ECSG Executive Committee SG ERP EAP Re-authentication Protocol HEMS Home Energy Management System HEW High Efficiency WLAN HGW Home Gateway Hetnet Heterogeneous Networks IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE-SA IEEE Standard Association LAN Local Area Network LB Letter Ballot LTE Long Term Evolution MAN Metropolitan Area Network MAC Media Access Control Layer MEC Mandatory Editorial Coordination MIH Media Independent Handover MIHF Media Independent Handover Function MIS Media Independent Services MN Mobile Node NADC Network-Assisted D2D Communication NRM Network Reference Model OmniRAN Open Mobile Network Interface for Omni-Range Area Networks PAC Peer Aware Communication PAN Personal Area Network PC Personal Computer PHY Physical Layer PoA Point of Attachment PoS Point of Service ProSe Proximity Service RF Radio Frequency SAP Service Access Point SB Sponsor Ballot SC Standing Committee SDN Software-Defined Networking SDRAN Software-Defined Radio Access Network SG Study Group SPoS Source network PoS SRHO Single Radio Handover SSL Security Sockets Layer 3
TG Task Group TLS Transport Layer Security TPoA Target network PoA WFA Wi-Fi Alliance WG Working Group WiBro Wireless Broadband WLAN Wireless LAN WNG Wireless Next Generation WMAN Wireless MAN WPAN Wireless PAN 5 IEEE 802 이종망연동표준기술분석 5.1 IEEE 802.21-2008 표준 IEEE 802.21 WG는 IEEE 802에서다중네트워크인터페이스를가진멀티모드단말을위한이종망간끊김없는핸드오버를제공하는 MIH(Media Independent Handover) 기술의표준화를담당하며, 2004년 3월부터공식회의를시작하여 2009년 1월에 IEEE 802.21-2008 표준을발간하였다. IEEE 802.21-2008 표준의 MIH 기술은 WLAN, WiBro와같은 IEEE 802 계열이종망간의핸드오버와 WLAN과 LTE 네트워크간의핸드오버와같이 IEEE 802 계열과비 IEEE 802 계열이종망간의핸드오버를표준의범위로한다. ( 그림 5-1) IEEE 802.21 MIHF 참조모델 /(TTAE.IE-802.21) MIH 기술은통신계층 3 이상의상위계층인 MIH User와통신계층 2 이하의하위계층인 Link Layer 사이에서정보교환을도와이종망핸드오버시의지연시간을줄이는데도움을준다. MIH의 MIH User와 Link Layer 사이의정보교환기능은논리적엔티티 (Logical Entity) 인 MIHF(Media Independent Handover Function) 로 ( 그림 5-1) 과같이통신계층상에서구현이될수있다. MIHF는 SAP(Service Access Point) 를통하여통신계층과다른네트워크기기의 MIHF인 Remote MIHF와정보교환을하며, MIH User 4
와는 MIH_SAP, Link Layer 와는 MIH_LINK_SAP, Remote MIHF 와는 MIH_NET_SAP 을통 해정보교환을한다. MIHF가 MIH User, Link Layer, Remote MIHF와교환하는정보는 MIH 서비스로정의가되며 MIH 서비스는이벤트 (Event), 커맨드 (Command), 정보 (Information) 서비스로구분된다. MIH 이벤트서비스는 Link Layer의네트워크상태정보를 MIH User로전달하는서비스로서 3 계층 (IP 계층 ) 이상에서의핸드오버지연시간을줄일수있도록돕는다. MIH 커맨드 (Command) 서비스는 MIH User의제어정보를 Link Layer에전달하는서비스로서 MIH User가네트워크접속상태를변경시키거나네트워크의상태정보를질의할수있도록한다. MIH 정보서비스는단말에접속가능한네트워크정보를 MIH 정보서버 (MIH information server) 를이용하여제공해주는서비스로서, 단말의네트워크탐색을돕는다. 이러한 MIH 서비스는멀티모드단말의이종망간핸드오버시에지연시간, 패킷손실을최소화하여사용자에게끊김없는통신서비스를제공한다. 5.2 IEEE 802.21a-2012 표준 IEEE 802.21 TGa는 MIH의보안 (Security) 메커니즘의보강을위한표준화를목표로 2009년 1월부터공식회의를시작하여 2012년 5월에 IEEE 802.21a-2012 표준을발간하였다. IEEE 802.21a-2012 표준은 MIH 보안메커니즘강화를위하여 MIH 메시지의보호 (Protection) 방안과단말의인증 (Authentication) 시간을줄이기위한 Proactive Authentication 제공방안을다룬다. MIH 메시지의보호방안은 TLS(Transport Layer Security)/DTLS(Datagram Transport Layer Security) 를이용하는방안과 EAP(Extensible Authentication Protocol)/ERP(EAP Re-authentication Protocol) 를이용하는방안이있다. Proactive Authentication은 Link Layer에서의핸드오버이전에단말의인증 (Authentication) 을제공하는방안이다. 이러한 IEEE 802.21a-2012 표준의강화된 MIH 보안메커니즘은이종망간핸드오버시에발생하는보안문제를해결하고인증시간을감소하여이종망간핸드오버시에지연시간과패킷손실을최소화할수있다. 5.3 IEEE 802.21b-2012 표준 IEEE 802.21 TGb는 WLAN, WiBro, 3GPP 네트워크와같은통신망과 DVB(Digital Video Broadcasting), DMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크와같은방송망간의핸드오버제공을목표로 2009년 3월부터공식회의를시작하여 2012년 5월에 IEEE 802.21b-2012 표준을발간하였다. IEEE 802.21b-2012 표준은멀티모드단말의방송망과통신망으로의 Network Initiated Handover를제공하는새로운커맨드 (Command) 서비스메시지 (MIH_Net_HO_Bcast_Commit) 를제안하였다. IEEE 802.21b-2012 표준은멀티모드단말에게통신망과방송망사이의끊김없는핸드오버를제공할수있다. 5
5.4 IEEE 802.21c-2014 표준 IEEE 802.21 TGc는멀티모드단말의 SRHO(Single Radio Handover) 최적화제공을목표로 2010년 1월에공식회의를시작하여 2014년 7월에 IEEE 802.21c-2014 표준을발간하였다. SRHO는이종망간핸드오버시에하나의네트워크인터페이스의전송만을활성화시켜핸드오버를준비하는방안으로기존의다수의네트워크인터페이스전송기능을활성화시키는이종망간핸드오버보다단말내의네트워크인터페이스간주파수간섭을줄이고단말의전력소모를줄일수있다. 그러나 SRHO에서는단일네트워크인터페이스의전송활성화로인해타깃네트워크 (Target Network) 탐색에어려움을겪고핸드오버지연시간이많이걸릴수있다. SRHO의이러한문제점을해결하고자 IEEE 802.21c-2014 표준은단말에서할수없는기능을 MIHF를가진네트워크엔티티인 MIH PoS(Point of Service) 를이용해단말대신동작하는프락시 (Proxy) 기능을이용한타깃네트워크탐색과선등록 (Preregistration) 을제공한다. 프락시기능을이용한타깃네트워크탐색은, 단말이타깃네트워크의접속정보를제공하는정보서버 (Information Server) 에의접근권한이없는경우, 정보서버에의접근권한을가진프락시정보서버 (Proxy Information Server) 가정보서버로부터단말의타깃네트워크접속정보를받아단말에게타깃네트워크접속정보를전달하여단말의타깃네트워크탐색을지원하는방법이다. ( 그림 5-2) 에서보인바와같이프락시정보서버가단말의타깃네트워크접속정보를대신받아 MIH_CTRL_Transfer 메시지를이용하여단말에게타깃네트워크접속정보를전달한다. 이를위해 IEEE 802.21c-2014 의 SRHO 지원메시지를처리할수있는기지국인 SRHO-capable PoA(Point of Attachment) 가필요할수있다. 프락시정보서버는소스네트워크 (Source Network) 의 MIHF를지원하는네트워크엔티티인 SPoS(Source network PoS) 에서구현된다. ( 그림 5-2) 프락시정보서버를이용한타깃네트워크탐색 /(TTAE.IE-802.21c-2014) 6
프락시기능을이용한타깃네트워크로의선등록은, 단말의소스네트워크인터페이스전송만활성화된경우, Proxy PoA가단말을대신하여단말의등록을지원하는방법이다. 만약 SRHO 방법을사용하는멀티모드단말이타깃네트워크에접속하여타깃네트워크를통해등록절차를수행한다면단말의핸드오버지연시간은길어질수있으므로 SRHO의핸드오버지연시간을줄이기위해서소스네트워크를이용한타깃네트워크등록방안인선등록이필요하다. ( 그림 5-3) 과같이단말이현재접속한소스네트워크를통해타깃네트워크기지국으로의등록을위한 Link Layer 메시지를 MIH_Prereg_Xfer 메시지에실어타깃네트워크의 Proxy PoA인 Proxy TPoA(Target network PoA) 에전달하면 Proxy TPoA는단말을대신하여타깃네트워크의기지국인 TPoA에단말의등록절차를수행한다. 이러한 IEEE 802.21c-2014 표준의프락시기능은 SRHO 를이용하여전력소모와주파 수간섭문제를해결하는멀티모드단말의타깃네트워크탐색과등록에필요한지연시 간을줄여끊김없는이종망간핸드오버를지원한다. ( 그림 5-3) Proxy PoA 를이용한타깃네트워크로의선등록 /(TTAE.IE-802.21c-2014) 5.5 IEEE 802.21d-2015 표준 IEEE 802.21 TGd는 IEEE 802.15.4 네트워크와같은메쉬네트워크 (mesh network) 및 DVB, DMB와같은방송네트워크에서의그룹단위핸드오버표준화를목표로 2012년 5 월부터공식회의를시작하여 2015년 7월에 IEEE 802.21d-2015 표준을발간하였다. IEEE 802.21d-2015 표준은기지국의고장으로인한통신두절, 소스네트워크자원의부하균등화 (Load Balancing), 스마트그리드 (Smart Grid) 에서의전기요금정보전송, 7
그룹단위의단말의펌웨어업데이트 (Firmware Update) 를해결하기위한이종망간핸 드오버를지원한다. IEEE 802.21d 표준은 IEEE 802.21-2008 표준에정의되어있는통신메커니즘을멀티캐스트통신메커니즘을사용하여단말그룹을지원하도록확장하였다. 즉, 멀티캐스트그룹멤버쉽관리 ( 예 : join, leave, update) 및멀티캐스트그룹키 (Key) 의관리를위해 MIHF 그룹식별자 (Identifier), 그룹멤버쉽을관리하기위한새로운프리미티브및메시지들, 그룹통신을위한멀티캐스트전송메커니즘및보안확장등을정의하였다. 이표준은센서혹은액츄에이터 (actuator) 네트워크와같이단말그룹이동시에이동할필요가있는경우에적용된다. 이동단말의집합이하나의그룹으로네트워크접속점 (PoA: Point of Attachment) 사이에서이동하는다양한시나리오가있다. 즉, 생산네트워크와관리네트워크간에이동하는센서 / 액츄에이터, 게이트웨이노드간에하나의그룹으로이동하는메쉬네트워크의단말집합등이다. 네트워크가 failover, failback, configuration 등과같은관리동작을수행할때에이러한단말들의핸드오버동작을대역폭효율적으로관리하기위하여, 멀티캐스트기반그룹통신이요구된다. 예를들면, 기지국의고장으로인한통신두절, 소스네트워크자원의부하균등화 (Load Balancing), 스마트그리드 (Smart Grid) 에서의전기요금정보전송, 그룹단위의단말의펌웨어업데이트 (Firmware Update) 를해결하기위한경우에이종망간단말그룹단위의핸드오버를멀티캐스트기반그룹통신을사용하여효율적으로지원한다. ( 그림 5-4) 는멀티캐스트기반그룹통신에서의기능엔티티 (entity) 들의논리적연결도이다. PoS 내의 MIH User로서그룹관리자 (Group Manager) 는그룹관리, 그룹관리명령발행을담당한다. PoS와이동단말 (MN: Mobile Node) 은멀티캐스트수송로를통하여그룹주소를갖는메시지를송신한다. 이표준은네트워크노드 ( 예 : 그룹관리자를갖고있는 PoS) 가안전한방법으로이동단말그룹에게멀티캐스트송신을통하여핸드오버커맨드를통신할수있도록해준다. ( 그림 5-4) 그룹통신기능엔티티의논리적연결도 /(TTAE.IE-802.21d-2015) 8
5.6 IEEE 802.21m(Revision) 태스크그룹의표준화활동 무선데이터폭증이슈와같은시장및산업체의요구를만족시키면서새롭게출현하는다양한무선접속통신망기술및 D2D(Device to Device) 통신등으로통신망이다각화되는환경에대응하기위해 IEEE 802.21 WG은 2013년초부터기존의이종망간핸드오버프레임워크 (Framework) 인 MIH를매체독립서비스 (MIS: Media Independent Services) 로확장하여다양한이종망연동이슈를해결하고자표준화를추진하고있다. IEEE 802.21 WG에서는기존의 IEEE 802.21-2008 표준과개정표준들 (IEEE 802.21a, b, c, d) 을통합하여두개의표준, 즉매체독립서비스 (MIS: Media Independent Services) 프레임워크 (Framework) 표준 (IEEE 802.21 Revision) 과활용사례 (Use Case) 에따른매체독립서비스 (MIS) 표준 (IEEE 802.21.1) 으로분리하고새로운활용사례들을발굴하여표준화하고있다. 즉, ( 그림 5-5) 와같이기제정된표준들 (IEEE 802.21, 802.21a, 802.21b, IEEE 802.21c, IEEE 802.21d) 을모두통합하여 IEEE 802.21 Revision 표준 [1] 과 IEEE 802.21.1 표준 [2] 으로작성하는작업을진행하고있다. IEEE 802.21 WG 산하의 IEEE 802.21m TG는매체독립서비스 (MIS) 를위한프레임워크를정비하는것을목표로 IEEE 802.21 Revision 표준화작업을수행하고있고, IEEE 802.21.1 TG는이종망연동의매체독립서비스활용사례에따른메시지의표준화작업을수행하고있다. ( 그림 5-5) IEEE 802.21 Revision 및 IEEE 802.21.1 표준안작성현황 [3] IEEE 802.21m(Revision) 태스크그룹은매체독립서비스프레임워크의표준화를목표로 2013년 3월부터공식회의를시작하였고, 2013년 7월에 IEEE 802.21m(Revision) TG는 IEEE 802.21의기본개념및 MIS 프레임워크를다루고, IEEE 802.21.1 TG는 MIS 활용사례및이에따른메시지를정리하는것으로결정하였다. 이에따라, IEEE 802.21m TG에서는기존 IEEE 802.21-2008, 802.21a, 802.21b, 802.21c. 802.21d 표준들에서 IEEE 802.21 Revision 표준에포함되어야하는내용과 IEEE 802.21.1 표준에포함되어야하는내용을분리하고 IEEE 802.21 Revision 표준안작성작업을추진하였다. 9
IEEE 802.21m TG는 2015년 9월회의에서일본도시바의 Yoshikazu Hanatani를 IEEE 802.21 Revision(P802.21m) 표준안의 Editor로선임하였고, 그이후회의를통하여 P802.21m 표준안의그림및문장에서수정보완해야할부분과 IEEE 802.21.1 표준안으로옮길내용 ( 예 : 핸드오버활용사례등 ) 에대한정리를추진하여완성한 IEEE P802.21m D01 표준안에대해 2015년 12월 16일부터 2016년 1월 17일까지 WG LB(Letter Ballot)(LB #8) 을실시하였으나, 투표결과는투표율 100%, 승인율 64.7%( 승인11, 부결6, 기권02) 로표준안의 WG 승인을위해필요한최소승인율 75% 를만족하지못하였다. 그이후이 WG LB에서접수된코멘트들을해결한 P802.21m D02 표준안에대해 2016년 4월 1일부터 30일간 2차 WG LB(LB #10) 을실시하여투표율 95.45%, 승인율 100%( 승인 20, 부결0, 기권1) 로투표결과가최소승인율 75% 을만족하여통과 (Pass) 하였다. 그이후이 WG LB에서접수된코멘트들을해결한 P802.21m D03 표준안에대해 2016년 5월 24일부터 6월 8일까지 15일간 WG LB 재회람 (LB #10a) 을실시하여투표율 95.45%, 승인율 100%( 승인 20, 부결 0, 기권 1) 로코멘트없이승인되었다. 그이후 2016년 7월에는 P802.21m D03 표준안에대해 IEEE-SA Editor로부터받은 MEC(Mandatory Editorial Coordination) 코멘트들을해결한 SB(Sponsor Ballot) 를위한 P802.21m D04 표준안을작성하였다. 이 D04 표준안에대해 2016년 8월 3일부터 SB를착수하였으며, SB 절차가완료된이후에 2017년초경에 IEEE 802.21 Revision 표준이제정될것으로예측된다. 5.7 IEEE 802.21.1 태스크그룹의표준화활동 IEEE 802.21.1 태스크그룹은이종망간의핸드오버뿐만아니라다양한이종망간의연동을위한활용사례와미디어독립서비스의표준화를목표로 2013년 3월부터공식회의를시작하였으며, 이후회의부터이기종네트워크연동과관련된활용사례들이논의및선정되었고, 2015년 9월회의부터 IEEE 802.21.1(P802.21.1) 표준안작성을본격착수하였다. IEEE 802.21.1 표준안에는 IEEE 802.21-2008 의표준및 TGa, TGb, TGc, TGd에서정리된활용사례와미디어독립서비스뿐만이아니라다양한이종망연동서비스의제공을위한활용사례와미디어독립서비스에대한내용도포함되어있다. IEEE 802.21.1 태스크그룹은 2015년 9월회의에서한국전자통신연구원 (ETRI) 의이형호전문위원을 IEEE 802.21.1(P802.21.1) 표준안의 Editor로선임하였고, 그이후회의를통하여기존 IEEE 802.21-2008, 802.21a, 802.21b, 802.21c. 802.21d 표준들에서분리한미디어독립서비스 (MIS) 의핸드오버활용사례및 MIS의새로운활용사례 4건을포함하는 IEEE P802.21.1 D01 표준안을완성하였다. 이 D01 표준안에대해 2015년 12월 16일부터 2016년 1월 17일까지 WG LB(LB #9) 을실시하였으나, 투표결과는투표율 100%, 승인율 68.42%( 승인13, 부결6, 기권0) 로표준안의 WG 승인을위해필요한최소승인율 75% 를만족하지못하였다. 그이후이 WG LB에서접수된코멘트들을해결한 P802.21.1 D02 표준안에대해 2016년 4월 1일부터 30일간 2차 WG LB(LB #11) 을실시하여투표율 95.45%, 승인율 94.5%( 승인 19, 부결1, 무투표 1) 로투표결과가최소 10
승인율 75% 을만족하여통과 (Pass) 하였다. 그이후이 WG LB에서접수된코멘트들을해결한 P802.21.1 D03 표준안에대해 2016년 5월 24일부터 6월 8일까지 15일간 WG LB 재회람 (LB #11a) 을실시하여투표율 95.45%, 승인율 100%( 승인 20, 부결 0, 기권 1) 로코멘트없이승인되었다. 그이후 2016년 7월에는 P802.21.1 D03 표준안에대해 IEEE-SA Editor로부터받은 MEC 코멘트들을해결한 SB를위한 P802.21.1 D04 표준안을작성하였다. 이 D04 표준안에대해 2016년 8월 3일부터 SB를착수하였으며, SB 절차가완료된이후에 2017년초경에 IEEE 802.21 Revision 표준이제정될것으로예측된다. IEEE 802.21.1 표준안에는기존의 IEEE 802.21 표준에서분리한매체독립서비스의핸드오버활용사례뿐만아니라새로운활용사례로서한국전자통신연구원 (ETRI) 에서제안한이종망환경에서의라디오무선자원관리활용사례및네트워크지원 (Network-Assisted) D2D 통신방식선택방안활용사례, 한양대와 ETRI가공동제안한소프트웨어정의라디오액세스망 (SDRAN: Software-Defined Radio Access Network) 에서의 MIS 활용사례, 그리고일본의 Panasonic에서제안한가정에너지관리시스템 (HEMS: Home Energy Management System) 활용사례가포함되어있다. SDRAN에서의 MIS 활용사례는무선망에서 MIS와 SDN 프레임워크의협력을위한방안으로서 ( 그림 5-6) 과같이중앙집중화된방식으로소프트웨어정의라디오액세스망을위한 MIS 프레임워크를제공한다. 이활용사례는 SDRAN의기존구조, 인터페이스, SDN 프로토콜등에대해전혀변경없이 MIS 프레임워크에기반하여 SDN 무선망에서끊김없는이동성제공및관련라디오자원관리를위해필요한망요소간의연결도및신호메시지흐름도를제시하고, IEEE 802.21 MIS 프로토콜과 SDN 프로토콜과의협력을통한끊김없는핸드오버절차를제공한다. ( 그림 5-6) SDRAN 을위한 MIS 프레임워크구조 [2] 11
HEMS 활용사례는가정에서의에너지사용을관리하기위한시스템으로서가전기기및전기장치등을연결하여전기혹은가스사용을시각화하고각종장치들을자동제어해준다. HEMS에는 ( 그림 5-7) 과같이홈게이트웨이 (HGW) 와에어콘, 전구, 스마트미터, 태양광발전시스템, 홈보안장치등이포함되며, HGW가댁내망을통하여가전기기들을제어하고사용정보를수집한다. 이활용사례에서는 HGW가가전기기들에게멀티캐스트프로토콜로제어메시지를보내고가전기기들은이제어메시지에대한응답으로사용정보를 HGW에게보내며, HGW와가전기기간의인터페이스에 IEEE 802.21 표준의 MIS 프레임워크가적용된다. ( 그림 5-7) HEMS 의구조예및 HEMS 를위한 MIS 참조모델 [2] 이종망환경에서의라디오무선자원관리를위한 MIS 활용사례는 ( 그림 5-8) 과같이 MIS 프레임워크기반의동적무선자원관리를통하여이종무선망간의간섭을줄이고무선자원을활용시에전송효율을최대화시키는무선자원관리방법을제공한다. 동적으로변하는네트워크설치및채널환경과이종무선망에서의주파수간섭에대응하기위해서는이종망무선자원의동적인통합제어및관리가필요하며, 관리대상인무선자원에는주파수대역, 전송전력, 시간슬롯등이있다. D2D 통신을위한 MIS 활용사례는 MIS 프레임워크를기반으로한 D2D 통신방식선택과통신링크의탐색및접속방법을제공한다. D2D 통신은근접한거리의단말간의직접통신기술이고, D2D 통신의예는 3GPP ProSe(Proximity Service), Wi-Fi Direct, IEEE 802.15.8 PAC 등이될수있다. MIS 프레임워크를활용하여멀티모드이동단말에서복수의 D2D 통신방식중에최적의통신방식을선택하고그에따른무선링크의탐색및접속을제공하는방안에는인프라네트워크의지원이있는경우와없는경우로나누어생각할수있다. ( 그림 5-9) 는인프라네트워크의지원이있는경우로서네트워크지원 D2D 통신 (NADC: Network-Assisted D2D Communication) 의제어신호도를보여준다. 이활용사례는 D2D 통신과같은근접성서비스통신에서사용자의통신품질향상과네트워크운영자의효율적인무선자원할당을가능하게한다. 12
( 그림 5-8) 이종망환경에서라디오자원관리를위한 MIS 프레임워크 [2] ( 그림 5-9) 네트워크지원 D2D 통신 (NADC) 의제어신호도 [2] IEEE 802.21 Revision 과 IEEE 802.21.1 표준안간의상호의존관계로인하여이두개 의표준안은 2016 년 8 월부터 IEEE-SA 의 Sponsor Ballot 을동시에진행중에있으며 2017 년초경에동시에표준제정이이루어질것으로예측된다. 13
5.8 기타 IEEE 802 표준화그룹의표준화활동 IEEE 802.21 이외에 IEEE 802의다른표준화그룹에서도이종망연동이슈가논의되고있다. 그러나 IEEE 802의주요표준이물리계층과데이터링크계층의표준이어서이종망연동표준화에제한사항이많이있다. 본절에서는 IEEE 802.21 외의 IEEE 802 표준화그룹에서이종망연동을위한작업을알아보고 IEEE 802.21.1과같은이종망연동을지원할표준화그룹에서의필요한역할을고찰하고자한다. IEEE 802.1CF OmniRAN(Open Mobile Network Interface for omni-range Area Networks) 태스크그룹은 IEEE 802 네트워크연동을위한개방형이동네트워크인터페이스의표준화를목표로 2012년 3월회의에서 IEEE 802.16 Hetnet(Heterogeneous Networks) SG(Study Group) 으로출범하여, 2013년1월회의에서 ECSG(Executive Committee Study Group) 로개편된후에 2014년 4월부터 IEEE 802.1CF 태스크그룹으로설립되어활동하고있다. OmniRAN의표준화회의초반에는 WG 단위의표준화그룹생성을목표로 OmniRAN의활용사례및다른 IEEE 802 표준화그룹과의차이점을분석 (Gap Analysis) 을하는데초점을맞추어회의를하였다. Gap Analysis 과정에서 IEEE 802의통합아키텍처 (Architecture) 의표준화를수행하는 IEEE 802.1 WG와이종망연동의표준화를수행하는 IEEE 802.21 WG의역할과중복되는측면이있다는것을파악하였다. 그래서 2013년 7월회의에서 OmniRAN의표준화영역을 Network Reference Model and Functional Description of IEEE 802 based Access Networks 표준문서작성작업으로축소하였고, 이표준문서의작업을새로운 WG를만들어서하기보다는기존의 IEEE 802.1 WG 산하에서하나의태스크그룹으로시작하기로결정하였다. 2015 년 7월에네트워크참조모델 (NRM: Network Reference Model), Authorized Shared Access, 네트워크발견및선택, SDN 추상화 (Abstraction) 등으로구성된표준문서의최초초안을작성하였고, 이후에계속해서보완한후에 2017년에표준을완성할예정이다. IEEE 802.1CF TG는다양한무선접속망표준뿐만아니라이더넷등유선접속망표준을가지고있는 IEEE 802 계열표준을일원화하여이기종접속망환경에서의접속망참조모델을제공하는데목표를두고있다. 즉, 기존의 IEEE 802.3 이더넷, IEEE802.11 Wi-Fi, IEEE 802.15 WPAN(Wireless PAN), IEEE 802.16 WMAN(Wireless MAN), IEEE 802.20, IEEE 802.22 등 IEEE802 기술들의공통의핵심적인사항들을요약하고일원화하여망요소 (Network Entity) 와참조점 (Reference Point) 을포함한네트워크참조모델 (NRM) 을정의하고, 각망요소간의통신을위해필요한동작과기능을정의하고자한다. ( 그림 5-10) 은 IEEE802.1CF[4] 의 NRM 개요를보여주며, 표준화의영역은사용자의단말에서부터코어망의첫번째접속점까지이고다양한 IEEE 802 접속망과상위의제어계층사이의일원화된접속점에대한정의를목표로하고있음을보여준다. ( 그림 5-11) 은현재까지정의된망요소및참조점을보여준다. 14
( 그림 5-10) IEEE802.1CF 의 NRM 개요 [4] ( 그림 5-11) IEEE802.1CF NRM 의망요소및참조점 [4] 이종망연동과관련하여 IEEE 802.11 WG에서는산하의 IEEE 802.11 WNG(Wireless Next Generation) SC(Standing Committee) 에서오렌지텔레콤 (Orange Telecom) 을중심으로 2012년 7월부터 3GPP 네트워크와같은셀룰러네트워크 (Cellular Network) 의데이터오프로딩 (Data Offloading) 지원을위한 WLAN 사용및 WLAN 전송효율의향상을위한표준의필요성을주장하였고이후 2013년 5월에결성된 IEEE 802.11 HEW(High Efficiency WLAN) 연구그룹에서데이터오프로딩을위한 WLAN 사용및 WLAN 전송효율향상방안이논의되기시작하였다. 2013년 7월회의에서작성된 IEEE 802.11 HEW의 WLAN을이용한데이터오프로딩을중심으로기술된활용사례문서 ( 문서번호 : 11-13-0657-06) 를 WFA(Wi-Fi Alliance) 에연락문서 (Liaison)( 문서번호 : 11-13-0902-01) 와함께전달하였다. HEW 연구그룹은 2014년 5월에 IEEE 802.11ax 태스크그룹으로승인되어 2019년표준제정을목표로표준화작업을진행중에있다. IEEE 802.11ac 이후차세대무선랜표준으로기대되는 802.11ax에서는 AP와단말의고밀집환경에서전송효율향상을위해물리계층과데이터링크계층에신기술을적용하기위한기고및표준화가진행되고있고, AP간의협업을통해사용자경험, 간섭제어등 15
을획기적으로개선할수있는방안을논의하고있다. IEEE 802.11ax HEW에서는앞으로도데이터오프로딩에대한기고및표준화가진행되리라생각되지만 IEEE 802.11 표준화의범위 (scope) 가물리계층과데이터링크계층이므로 IEEE 802.11ax HEW의표준범위도물리계층과데이터링크계층으로한정되리라예상된다. IEEE 802.15.8 태스크그룹은네트워크를거치지않는근접한단말간의직접적인통신을피어인지통신 (PAC: Peer Aware Communication) 로명명하고 PAC의표준화를목표로 2012년 3월부터공식회의를시작하였다. IEEE 802.15.8 PAC 태스크그룹은 11 GHz 이하의무선대역에서네트워크인프라없이완전분산방식으로근접범위내서비스를제공하기위하여링크접속절차없이 peer를탐색하여 peer-to-peer 그룹을동시에 10 개까지구성가능하고 100 Kbps ~ 10 Mbps 속도의다양한전송품질을제공하는피어인지통신용 PHY와 MAC 계층을 2017년표준제정을목표로개발중이다. 즉, 쇼핑몰, 캠퍼스, 놀이공원, 스타디움등다중이군집하는경우나천재지변에의해통신인프라가소실되는경우에저전력디바이스들간유연한피어그룹구성을제공하는것을목표로완전분산형서비스및장치검색기술, 혼잡환경을위한무선채널접근제어기술, 직접통신단말을위한전력절감기술, 멀티홉라우팅및데이터전송기술, D2D 환경에최적화된물리계층보안기술등을표준으로개발중에있다. IEEE 802.15.8의 PAC 활용사례중에는 PAC를셀룰러네트워크의데이터오프로딩으로이용하는활용사례가정리되어있다. 그러나데이터오프로드를위해필요한셀룰러네트워크와 PAC 통신간의구체적인연동방안은 IEEE 802.15.8의범위 (scope) 에해당하지않는다. IEEE 802.15.8 PAC를데이터오프로딩을위해사용하기위해서는셀룰러네트워크와 PAC 통신간의연동을제공하는표준이필요하다. 6 결론 IEEE 802에서는 IEEE 802.21 표준을중심으로이종망간핸드오버의표준화가이루어졌다. IEEE 802.21 Working Group은 IEEE 802.21 표준화이후에보안, 통신망과방송망사이의핸드오버, SRHO 지원, 멀티캐스트그룹관리기능의개정표준제정을완료하였고기존의 IEEE 802.21 표준및개정표준들을모두통합하여 IEEE 802.21 Revision 표준과 IEEE 802.21.1 표준으로작성하는작업을진행중에있다. IEEE 802.21.1 태스크그룹에서는기존의핸드오버서비스외에, 신규 MIS 활용사례로서네트워크지원 D2D 통신, 이종망환경에서의라디오무선자원관리등의전반적인이종망간연동에대한표준화를진행중이다. IEEE 802.21 Revision과 IEEE 802.21.1 표준안은상호의존관계로인하여 2017년초에동시에표준제정이이루어질것으로예측된다. IEEE 802.1CF OmniRAN, IEEE 802.11ax HEW, IEEE 802.15.8 PAC와같은다른 IEEE 802 표준화그룹에서는이종망간연동과관련하여표준화작업을진행하고있거나고려사항으로두고있지만주요표준화대상이물리계층과데이터링크계층이므로이종망간의연동표준화에어려움을겪고있다. 이를바탕으로이종망간연동에대한국내외요구사항을적극적으로파악하여 IEEE 802나혹은다른국제표준화단체에서의표준화에적극대응해야할것이다. 16
부록 Ⅰ-1 ( 본부록은를보충하기위한내용으로의일부는아님 ) 지식재산권확약서정보 Ⅰ-1.1 지식재산권확약서 - 해당사항없음 상기기재된지식재산권확약서이외에도본가발간된후접수된확약서가 있을수있으니, TTA 웹사이트에서확인하시기바랍니다. 17
부록 Ⅰ-2 ( 본부록은를보충하기위한내용으로의일부는아님 ) 시험인증관련사항 Ⅰ-2.1 시험인증대상여부 - 해당사항없음 Ⅰ-2.2 시험표준제정현황 - 해당사항없음 18
부록 Ⅰ-3 ( 본부록은를보충하기위한내용으로의일부는아님 ) 본의연계 (family) 표준 - 해당사항없음 19
부록 Ⅰ-4 ( 본부록은를보충하기위한내용으로의일부는아님 ) 참고문헌 [1] IEEE 802 Draft Standard, Local and metropolitan area networks Part 21: Media Independent Services Framework, IEEE P802.21/D04, July 2016. [2] IEEE 802 Draft Standard, Local and metropolitan area networks Part 21.1: Media Independent Services, IEEE P802.21.1/D04, July 2016. [3] 이형호, IEEE 802.21 매체독립서비스활용사례표준화동향, 한국통신학회 2016년도하계종합학술발표회논문집 (Vol.60), pp. 86~87, 2016년 6월 22~24일. [4] IEEE P802.1CF/D0.2, IEEE Draft Recommended Practice for Network Reference Model and Functional Description of IEEE 802 Access Network, August 2016. [5] IEEE 802 표준현황및분석, IEEE 802 대응포럼, 2015.12.15. 상기기재된참고문헌의발간일이기재된경우, 해당표준 ( 문서 ) 의해당버전에대해서만 유효하며, 연도를표시하지않은경우에는해당표준 ( 권고 ) 의최신버전을따름 20
부록 Ⅰ-5 ( 본부록은를보충하기위한내용으로의일부는아님 ) 영문해설서 - 해당사항없음 21
부록 Ⅰ-6 ( 본부록은를보충하기위한내용으로의일부는아님 ) 의이력 판수채택일번호내용담당위원회 제 1 판 2013.11.18 제정 TTAR-06.0125 - 이기종망간핸드오버 PG (PG706) 제 2 판 2015.11.19 개정 TTAR-06.0125/R1 - Seamless 무선연동프로젝트그룹 (PG908) 제 2 판 2016.11.4 개정 - IEEE 802.21d-2015 표준기술분석내용추가 - IEEE 802.21m(Revision) 태스크그룹의최신표준화동향추가 - IEEE 802.21.1 태스크그룹의최신표준화동향및기술분석추가 - IEEE 802.1CF 태스크그룹의최신표준화동향및기술분석추가 Seamless 무선연동프로젝트그룹 (PG908) 22