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목차

[표제지]=0,1,1

인사말씀=0,2,1

제출문=1,3,4

요약문=5,7,8

Summary=13,15,8

Contents=21,23,2

List Of Figures=23,25,3

List Of Tables=26,28,1

목차=27,29,4

그림목차=31,33,4

표목차=35,37,2

제1장 서론=37,39,2

제1절 연구의 목적 및 필요성=39,41,1

1. 연구 배경=39,41,1

2. 연구의 목적=40,42,1

3. 연구의 필요성=40,42,2

제2절 연구의 목표 및 결과=42,44,1

1. 사업기간=42,44,1

2. 수행방법=42,44,1

3. 총 사업비=42,44,1

4. 사업 목표=42,44,4

5. 사업 수행 결과=46,48,2

제3절 보고서 체계=47,49,2

제2장 차세대 전달망 진화 연구=49,51,2

제1절 개요=51,53,1

제2절 차세대 서비스=51,53,1

1. 실감미디어 서비스=51,53,6

2. 실감미디어 서비스 유형 정의 및 특징=56,58,9

3. 통합미디어와 통합미디어 전달망=65,67,1

제3절 All-IP 네트워크=66,68,1

1. 인터넷과 차세대 전달망=66,68,1

2. 인터넷 구조의 진화 요구=66,68,3

3. 차세대 인터넷 구조 연구=68,70,2

제4절 차세대 전달망 연구=69,71,1

1. 차세대 전달망 연구 방법=69,71,3

2. Technology Tree 구성을 통한 핵심 기술 과제의 도출=72,74,2

3. 핵심 요소기술 목표수준 파악=74,76,3

제3장 통합미디어 전달망 구조 연구=77,79,2

제1절 개요=79,81,1

제2절 통합미디어 전달망 후보 기술=79,81,1

1. 차세대 전달망 후보 기술=79,81,2

2. UMT Ethernet 기술=80,82,4

3. UMT SONET(uSONET) 기술=84,86,3

4. 패킷의 집산 및 분산 기술=87,89,2

5. Label Switched Ethernet 기술=88,90,3

6. UMT 노드 주소 지정 기술=90,92,2

제3절 통합미디어 전달망 구조=92,94,1

1. 통합미디어 전달망 구조 선정=92,94,2

2. 차세대전달망 진화 방향=93,95,2

제4장 uEthernet 설계=95,97,2

제1절 개요=97,99,1

제2절 uEthrnet구조=98,100,1

1. Customized End-To-End Quality=98,100,3

2. 동기식 Cycle 스위칭=100,102,3

3. uEthernet 계층 분산식 네트워크 구조=102,104,3

4. uEthernet 전달기술 특성 비교=104,106,2

제3절 경로 선정 및 사이클 할당 알고리즘=105,107,1

1. RCA(RCA : Routing And Cycle Assignment)의 필요성=105,107,1

2. 경로 선정 및 사이클 할당 알고리즘=106,108,2

제4절 패킷네트워크 기반 동기화=108,110,1

1. 동기화 클럭 복원=108,110,2

2. 동기화 수렴 방식=109,111,3

3. PLL=111,113,2

제5절 uEthernet 시스템 설계=112,114,1

1. uEthernet Feature=112,114,3

2. uEthernet 시스템 구조=115,117,2

제5장 uEthernet 실험모델 개발=117,119,2

제1절 개요=119,121,1

제2절 uEthernet 상세 설계=119,121,1

1. uEthernet Frame Format=119,121,2

2. uEthernet Addressing=120,122,3

3. Synchronous Frame Switching=123,125,1

4. Asynchronous Frame Forwarding=123,125,1

5. Control Plane=124,126,1

6. Time-Based Resource Reservation=124,126,1

제3절 UTPA 구현=125,127,1

1. UTPA 구성=125,127,1

2. UTPA 기능=126,128,4

제4절 동기화 기능 구현=129,131,1

1. 패킷 네트워크를 이용한 동기화=129,131,2

2. FPGA 구현=130,132,3

제5절 통합 프레임 스위칭=133,135,1

1. 통합프레임 스위치 FPGA 구조=133,135,1

2. UTPA IP 코어=133,135,2

3. 통합 프레임 스위칭 시뮬레이션=134,136,2

제6절 uEthernet 제어평면 구현=136,138,1

1. uEthernet 제어 평면 설계=136,138,4

2. uEthernet 제어 프로토콜=139,141,7

3. uEthernet 제어망=145,147,3

4. uEthernet 연결 제어=147,149,4

제7절 uEthernet 시연=150,152,1

1. 목표=150,152,1

2. uEthernet 시연 환경 구성=150,152,2

3. 보드 실장 테스트=151,153,2

4. uEthernet 전달망 시연=152,154,2

5. uEthernet 연결제어 프로토콜 emulation=153,155,2

제6장 유무선통합 End-To-End 네트워크 연구=155,157,2

제1절 개요=157,159,1

제2절 End-To-End 품질제어=157,159,1

1. 고정대역 네트워크에서 혼잡윈도우 제한에 의한 TCP 성능개선=157,159,6

2. 대역과 지연이 큰 네트워크를 위한 수정된 TCP 혼잡회피방법=163,165,9

3. Cubic Spine에 의한 트래픽 Shape 추정=171,173,3

제3절 Wired+Wireless 통합 네트워크=173,175,1

1. 트래픽 Shape 기반의 Wired+Wireless 통합 QoS 스케듈링 알고리즘=173,175,3

2. 무선이동 애드혹 네트워크에서 채널경합을 고려한 전송프로토콜=176,178,2

제4절 유무선 통합 멀티캐스팅 네트워크=177,179,1

1. 최소 비용 멀티캐스트 트리 구성 알고리즘=177,179,3

2. Reliable CBT 멀티캐스트 트리 복구 알고리즘=179,181,4

제7장 결론=183,185,4

참고문헌=187,189,10

약어표=197,199,6

[연구결과물 등]=203,205,17

표목차

(표2-2-1) Delay Sensitive Ajpplication For ACE=58,60,1

(표2-2-2) ACE Service의 미디어별 요구사항(예)=59,61,1

(표2-2-3) Interated Media Application For II=60,62,1

(표2-2-4) II Service의 미디어별 요구사항(예)=61,63,1

(표2-2-5) Data Intensive Application For HTD=62,64,1

(표2-2-6) HTD Service의 미디어별 요구사항(예)=64,66,1

(표2-4-1) 통합 미디어 전달망 핵심 기술 과제=73,75,1

(표2-4-2) 통합 미디어 전달망 기술의 요소기술별 목표 수준=74,76,2

(표3-2-1) 네가지 전송방식의 비교=86,88,1

(표4-2-1) 전달 방식별 특성 비교=104,106,2

그림목차

(그림2-2-1) Tele-surgical 원격 시스템=53,55,1

(그림2-2-2) blue-c 전송 미들웨어 구조=54,56,1

(그림2-2-3) OptIPuter 기 반의 TeraVision=55,57,1

(그림2-2-4) 실감미디어 서비스를 위한 요구사항=56,58,1

(그림2-2-5) 미디어 관점 요구사항=56,58,1

(그림2-2-6) 실감미디어 서비스 유형=57,59,1

(그림2-2-7) ACE Service Requirement=59,61,1

(그림2-2-8) II Service Requirement=61,63,1

(그림2-2-9) HTD Service Requirement=64,66,1

(그림2-2-10) 통합미디어 및 통합미디어 전달망=65,67,1

(그림2-4-1) 단계별 개발 대상 원천 기술 선정=71,73,1

(그림2-4-2) 통합 미디어 전달망 요구 사항으로부터 기술 과제 도출=72,74,1

(그림3-2-1) 통합 미디어 전달망을 위한 분야별 대안 기술=79,81,1

(그림3-2-2) 통합 미디어 전달망 후보기술의 망 적용 위치=80,82,1

(그림3-2-3) UMT Ethernet 동기식 주기=80,82,1

(그림3-2-4) UMT Ethernet 네트워크 적용=81,83,1

(그림3-2-5) 현재 기술과 UMT Ethernet 기술의 Protocol Stack 비교=82,84,1

(그림3-2-6-a) 현재의 멀티미디어 서비스 네트워크=82,84,1

(그림3-2-6-b) UMT Ethernet 기반 통합망=83,85,1

(그림3-2-7) 동기/비동기 분리 및 통합시 성능분석=83,85,1

(그림3-2-8) uSONET 망 구조=84,86,1

(그림3-2-9) uSONET 프레임 구조=85,87,1

(그림3-2-10) 4가지 전송방식의 전송방식 설명도=85,87,1

(그림3-2-11) PAD에서 패킷 집산 구조=87,89,1

(그림3-2-12) 패킷 집산과 분산을 위한 스위치 구조=88,90,1

(그림3-2-13) 이더넷 스위칭, IP 라우팅, LSE 스위칭 비교=89,91,1

(그림3-2-14) LSE 기술 적용 범위=90,92,1

(그림3-2-15) UMT 망의 개념적 구조=90,92,1

(그림3-2-16) UMT 노드의 ID 구조=91,93,1

(그림3-3-1) 통합 미디어 전달망 구조=93,95,1

(그림3-3-2) 최종 인터넷 진화 구조 예측=94,96,1

(그림4-2-1) 응용 서비스 기반 지연 변이=99,101,1

(그림4-2-2) 링크상 Cycle 구성=100,102,1

(그림4-2-3) 동기 및 비동기 통합 스위칭=101,103,1

(그림4-2-4) End-To-End 동기 스위칭=102,104,1

(그림4-2-5) uEthernet 네트워크 구성 요소=103,105,1

(그림4-2-6) 계층적 uEthernet 네트워크 구조=103,105,1

(그림4-4-1) Inter-Packet Arrival Time 분포도=108,110,1

(그림4-4-2) Inter-Packet Arrival Time 분포=109,111,1

(그림4-4-3) 신클럭 생성기능 구성도=112,114,1

(그림4-4-4) PLL 구성도=112,114,1

(그림5-2-1) uEthernet Frame Header 구조와 IPv6 Header=121,123,1

(그림5-2-2) IPv6 Header 구조와 Addressing=122,124,1

(그림5-2-3) uEthernet Frame 구분 처리 Flow=122,124,1

(그림5-2-4) uEthernet Synchronous Frame Switching Flow=124,126,1

(그림5-3-1) UTPA Block Diagram=125,127,1

(그림5-3-2) FPGA Architecture Overview=128,130,1

(그림5-3-3) UTPA=129,131,1

(그림5-4-1) 동기시험 결과=132,134,1

(그림5-4-2) Clock Bridge 구성=132,134,1

(그림5-5-1) UTPA IP 코어 블록도=134,136,1

(그림5-5-2) UTPA IP 코어 검증을 위한 시뮬레이션 결과=135,137,1

(그림5-5-3) 1536바이트 패킷 크기에 대한 시뮬레이션 결과=135,137,1

(그림5-6-1) 사이클내 제어 프레임 위치=139,141,1

(그림5-6-2) uEthernet 프레임 형식=140,142,1

(그림5-6-3) uEthernet 제어 프레임 종류=141,143,1

(그림5-6-4) uEthernet 제어 프레임 헤더 형식=144,146,1

(그림5-6-5) uEthernet 제어 프레임 PDU 형식=144,146,1

(그림5-6-6) uEthernet 연결 설정 절차 및 제어 프레임=149,151,1

(그림5-7-1) 시연 환경 구성도=151,153,1

(그림5-7-2) UTPA IP 코어 FPGA 로직분석기 결과 파형=152,154,1

(그림5-7-3) uEthernet 시연=153,155,1

(그림5-7-4) uEthernet 제어망 Emulation 구성도=154,156,1

(그림5-7-5) uEthernet 제어망 Emulation 프로그램=154,156,1

(그림6-2-1) Simulation Network Topology=158,160,1

(그림6-2-2) 시뮬레이션 네트워크 토폴로지=158,160,1

(그림6-2-3) CWL과 Reno TCP 연결의 Cwnd 크기, (a) Buffer Size=30 Packets And (b) Buffer Size=250 Packets=159,161,1

(그림6-2-4) TCP-CWL과 TCP-Reno연결의 ACK 순서번호=160,162,1

(그림6-2-5) TCP-CWL과 TCP-Reno의 정상상태 성능=160,162,1

(그림6-2-6) TCP-CWL과 TCP-Reno의 정상상태 패킷손실=161,163,1

(그림6-2-7) TCP-CWL과 TCP-Reno의 Cwnd 분산=161,163,1

(그림6-2-8) 시뮬레이션 네트워크 토폴로지=161,163,1

(그림6-2-9) Fairenss시험위한 TCP-CWL과 TCP-Reno의 Cwnd변화=162,164,1

(그림6-3-1) 윈도우 크기 변화 예=163,165,1

(그림6-3-2) 혼잡윈도우 갱신방법의 Pseudo-Code=164,166,1

(그림6-3-3) 정상상태의 혼잡손실주기=164,166,1

(그림6-3-4) 10-9 의 임의손실 연결의 혼잡윈도우 변화(이미지참조)=167,169,1

(그림6-3-5) 시동기간 혼잡윈도우 변화=168,170,1

(그림6-3-6) 혼잡윈도우 변화=169,171,1

(그림6-3-7) 성공적으로 전달된 누적패킷 수=170,172,1

(그림6-3-8) 손실률에 따른 전송률=170,172,1

(그림6-4-1) 쥬라기 공원 및 축구경기의 프레임 크기 히스토그램=171,173,1

(그림6-4-2) 쥬라기 공원의 프레임 크기 pdf추정과 이를 이용한 히스토그램=172,174,1

(그림6-4-3) I-Frame 크기의 Log-Normal 분포, μ=8.82, σ=0.35(이미지참조)=173,175,1

(그림6-4-4) I-Frame, B-Frame, P-Frame 추정데이터 상대 오차=173,175,1

(그림6-5-1) Wired+Wireless uEthernet Network=175,177,1

(그림6-5-2) 통합 프레임 스위칭 확장 HC Scheduling=175,177,1

(그림6-6-1) Hop 간 전송량 조절에 의한 혼잡 제어=176,178,1

(그림6-6-2) 채널 경합 수준 구성 요소=176,178,1

(그림6-6-3) CAT 성능 분석=177,179,1

(그림6-8-1) 링크 Fail 후 Loop의 발생=180,182,1

(그림6-8-2) CBT의 트리 복구 메커니즘=180,182,1

(그림6-8-3) Spaning Tree 기반의 Reliable CBT 복구=181,183,1

(그림6-8-4) 트리 복구 알고리즘의 Traffic 비용 비교=181,183,1

영문목차

[title page etc.]=0,1,14

Summary=13,15,8

Contents=21,23,2

List Of Figures=23,25,3

List Of Tables=26,28,11

Chapter1. Introduction=37,39,2

Section1. Research And Development Objectives=39,41,3

Section2. Goals And Results=42,44,6

Section3. Document Structure=47,49,2

Chapter2. Next Generation Transport Network Evolution=49,51,2

Section1. Overview=51,53,1

Section2. Next Generation Service=51,53,15

Section3. ALL-IP Network=66,68,4

Section4. Research On Next Generation Transport Network=69,71,8

Chapter3. Research On Universal Media Transport(UMT) Network Architecture=77,79,2

Section1. Overview=79,81,1

Section2. Candidates Of UMT Network=79,81,13

Section3. UMT Transport Network Architecture=92,94,3

Chapter4. uEthernet Design=95,97,2

Section1. Overview=97,99,1

Section2. uEthernet Architecture=98,100,8

Section3. Routing And Cycle Assignment(RCA)=105,107,3

Section4. Packet Network Based Synchronization=108,110,5

Section5. uEthernet System Design=112,114,5

Chapter5. uEthernet Experimental Model Development=117,119,2

Section1. Overview=119,121,1

Section2. uEthernet Specific Design=119,121,6

Section3. UTPA Implementation=125,127,5

Section4. Synchronization Capability Implementation=129,131,4

Section5. Unified Frame Switching=133,135,3

Section6. uEthernet Control Plane=136,138,15

Section7. uEthernet Emulation Testbed Design=150,152,5

Chapter6. Research On Wired/Wireless Converged End-To-End Network=155,157,2

Section1. Overview=157,159,1

Section2. End-To-End Quality Control=157,159,17

Section3. Wired/Wireless Converged Network=173,175,5

Section4. Wired/Wireless Converged Multicasting=177,179,6

Chapter7. Conclusion=183,185,4

References=187,189,10

Abbreviation=197,199,6

[Document Lists(Patent, Paper, Software, TM, TD, Report) etc.]=203,205,17

List Of Tables

(Table2-2-1) Delay Sensitive Application For ACE=58,60,1

(Table2-2-2) Per Media Requirement Of ACE Service(Example)=59,61,1

(Table2-2-3) Integrated Media Application For II=60,62,1

(Table2-2-4) Per Media Requirement Of II Service(Example)=61,63,1

(Table2-2-5) Data Intensive Application For HTD=62,64,1

(Table2-2-6) Per Media Requirement Of HTD Service(Example)=64,66,1

(Table2-4-1) Universal Media Transport Network Project=73,75,1

(Table2-4-2) Expectations Of UMT Technology=74,76,2

(Table3-2-1) Comparisons Of Four Different Transport Protocols=86,88,1

(Table4-2-1) Comparisons Of Transport Protocols=104,106,2

List Of Figures

(Figure2-2-1) Tele-Surgical System=53,55,1

(Figure2-2-2) Blue-C Transport Middleware Architecture=54,56,1

(Figure2-2-3) TeraVision Based OptIPuter=55,57,1

(Figure2-2-4) Requirements For Immersive Media Service=56,58,1

(Figure2-2-5) Requirements On Media Focus=56,58,1

(Figure2-2-6) Immersive Media Service Type=57,59,1

(Figure2-2-7) ACE Service Requirement=59,61,1

(Figure2-2-8) II Service Requirement=61,63,1

(Figure2-2-9) HTD Service Requirement=64,66,1

(Figure2-2-10) Universal Media Transport And The Transport Network=65,67,1

(Figure2-4-1) Progressive Election Of Base Technology Development=71,73,1

(Figure3-2-1) Alternative Technology For Universal Media Transport Network Development=79,81,1

(Figure3-2-2) Adaptation Of UMT Transport Network Candidates=80,82,1

(Figure3-2-3) UMT Ethernet Synchronous Period=80,82,1

(Figure3-2-4) UMT Ethernet Network Adaptation=81,83,1

(Figure3-2-5) Comparison Of Current Technology And UMT Ethernet Protocol Stack=82,84,1

(Figure3-2-6-a) Current Multimedia Service Network=82,84,1

(Figure3-2-6-b) UMT Ethernet Based Convergence Network=83,85,1

(Figure3-2-7) Performance Comparison Of Synchronous/Asynchronous Separation And Conversion=83,85,1

(Figure3-2-8) uSONET Network Architecture=84,86,1

(Figure3-2-9) uSONET Frame Architecture=85,87,1

(Figure3-2-10) Four Different Transport Technology=85,87,1

(Figure3-2-11) Packet Collection And Distribution Architecture Under=87,89,1

(Figure3-2-12) Switch Architecture For Packet Collection And Distribution=88,90,1

(Figure3-2-13) Comparision Of Ethernet Switching, IP Routing, And LSE Switching=89,91,1

(Figure3-2-14) Range Of LSE Adaptation=90,92,1

(Figure3-2-15) General Architecture Of UMT Network=90,92,1

(Figure3-2-16) UMT Node ID Architecture=91,93,1

(Figure3-3-1) UMT Transport Network Architecture=93,95,1

(Figure3-3-2) Forecast Of Finallnternet Architecture Evolution=94,96,1

(Figure4-2-1) Application Service Based Delay Variation=99,101,1

(Figure4-2-2) Cycle Formation Of A Link=100,102,1

(Figure4-2-3) Synchronous And Asynchronous Universal Switching=101,103,1

(Figure4-2-4) End-To-End Synchronous Switching=102,104,1

(Figure4-2-5) uEthernet Network Composition Essentials=103,105,1

(Figure4-2-6) uEthernet Network Architecture Topology=103,105,1

(Figure4-4-1) Inter-Packet Arrival Time Distribution=108,110,1

(Figure4-4-2) Inter-Packet Arrival Time Distribution=109,111,1

(Figure4-4-3) New Clock Generation Function=112,114,1

(Figure4-4-4) PLL Formation=112,114,1

(Figure5-2-1) uEthernet Frame Header Architecture IPv6 Header=121,123,1

(Figure5-2-2) IPv6 Header Architecture Address=122,124,1

(Figure5-2-3) uEthernet Frame Partitioning And Processing Flow=122,124,1

(Figure5-2-4) uEthernet Synchronous Frame Switching Flow=124,126,1

(Figure5-3-1) UTPA Block Diagram=125,127,1

(Figure5-3-2) FPGA Architecture Overview=128,130,1

(Figure5-3-3) UTPA=129,131,1

(Figure5-4-1) Result Of Synchronous Test=132,134,1

(Figure5-4-2) Clock Bridge Architecture=132,134,1

(Figure5-5-1) UTAP IP Core Block Diagram=134,136,1

(Figure5-5-2) Simulation Results Of UTPA IP Core Evaluation=135,137,1

(Figure5-5-3) Simulation Result Of Packet Size Of 1536 Byte=135,137,1

(Figure5-7-1) Emulation Testbed Architecture=151,153,1

(Figure6-2-1) Simulation Network Topology=158,160,1

(Figure6-2-2) Simulation Network Topology=158,160,1

(Figure6-2-3) Cwnd Size Of CWL And Reno TCP Connection, (a) Buffer Size=30 Packets And (b) Buffer Size=250 Packets=159,161,1

(Figure6-2-4) ACK Order Number Of TCP-CWL And TCP-Reno Connection=160,162,1

(Figure6-2-5) Performance Of Normal TCP-CWL And TCP-Reno=160,162,1

(Figure6-2-6) Packet Loss Of Normal TCP-CWL And TCP-Reno=161,163,1

(Figure6-2-7) Cwnd Distribution Of TCP-CWL And TCP-Reno=161,163,1

(Figure6-2-8) Simulation Network Topology=161,163,1

(Figure6-2-9) Cwnd Variation For Fairenss Test Of TCP-CWL And TCP-Reno=162,164,1

(Figure6-3-1) Example Of Window Size Variation=163,165,1

(Figure6-3-2) Pseudo-Code For Renewal Of Congestion Window=164,166,1

(Figure6-3-3) Congestion Loss Period Under Normal Condition=164,166,1

(Figure6-3-4) Congestion Window Variation Of Random Loss Connection Of 10-9=167,169,1

(Figure6-3-5) Congestion Window Variation During Start Period=168,170,1

(Figure6-3-6) Variation Of Congestion Window=169,171,1

(Figure6-3-7) Number Of Successfully Transmitted Packet=170,172,1

(Figure6-3-8) Transfer Rate Based On The Loss Rate=170,172,1

(Figure6-4-1) Histogram Of Jurassic Park Frame Size=171,173,1

(Figure6-4-2) Estimated pdf Of Jurassic Park Frame Size=172,174,1

(Figure6-4-3) Log-Normal Distribution Of I-Frame, μ=8.82, σ=0.35=173,175,1

(Figure6-4-4) I-Frame, B-Frame, P-Frame Estimated Data Deviation=173,175,1

(Figure6-5-1) Wired+Wireless uEthernet Network=175,177,1

(Figure6-6-1) Congestion Control By Varying Data Size Between Hop=176,178,1

(Figure6-6-2) Essentials Of Channel Competition Level=176,178,1

(Figure6-6-3) Performance Analysis On CAT=177,179,1

(Figure6-8-1) Loop Generation After Link Fail=180,182,1

(Figure6-8-2) CBT Tree Recovery Mechanism=180,182,1

(Figure6-8-3) Relaible CBT Recovery Based On Spaning Tree=181,183,1

(Figure6-8-4) Traffic Cost According To Tree Recovery Algrithm=181,183,1

칼라목차

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(그림3-2-7) 동기/비동기 분리 및 통합시 성능분석=83,85,1

(그림3-2-9) uSONET 프레임 구조=85,87,1

(그림3-2-10) 4가지 전송방식의 전송방식 설명도=85,87,1

(그림3-2-15) UMT 망의 개념적 구조=90,92,1

(그림6-2-4) TCP-CWL과 TCP-Reno연결의 ACK 순서번호=160,162,1

(그림6-3-5) 시동기간 혼잡윈도우 변화=168,170,1

(그림6-3-6) 혼잡윈도우 변화=169,171,1