ticn기반하위성 공중...

2016년 육군정보통신학교 및한국통신학회 군통신연구회 공동 워크숍

TICN기반하 위성/공중/지상을 활용한 최적 통신망 구성방안

2016. 12. 7

Jae-Hyun Kim

[email protected]

Wireless Internet aNd Network Engineering Research Lab.

http://winner.ajou.ac.kr

School of Electrical and Computer Engineering

Ajou University, Korea

Contents

발표 개요

선진국 군 전술통신체계 운용 동향

각 계층별 통신체계 및 소요 기술

통합 통신망 시나리오 및 효과도 분석

연구 이슈

결론

2

1

2

3

5

4

6

발표 개요

3

발표 개요

TICN(전술정보통신체계) 정의미래형 군 전술 종합정보통신 체계

전술 기동 및 이동 간 실시간 및 무중단 지휘통제 지원이 가능함

대용량 정보 전송이 가능하며, 제대별 작전 개념에 따라 통신 지원 업무 수행이 가능함

4<TICN 체계 개념도>

[1] “군 통신체계 소개(발전방향 및 기술 추세)”, 국방과학연구소 제 2기술개발본부 3부, 2012년 6월

발표 개요

TICN(전술정보통신체계) 체계 구성망관리/교환체계, 대용량 및 소용량 무선전송체계, 전술이동통신체계, 전투무선체계,

보안관제체계 등으로 구성

전체 망을 완성하기 위한 물리적 경로의 역할을 기준으로 중계망, 부대망으로 구분

주요 통신기술 : point-to-point, OFDM, Ad-Hoc Multi-hop, VoIP

5<TICN 체계 구성도>

발표 개요

TICN(전술정보통신체계) 한계점지형 등으로 인한 통신 가시선 확보가 어려움

TICN은 가시선(Line of Sight; LoS) 통신으로 데이터 교환이 이루어짐

지형적인 특성으로 발생한 난청 지역에 대한 중계소 및 기지국 운용 해결책 필요

전술 단위부대에 대한 적시적 전술통신 운용 제한

신속한 노드통신망 구성이 제한됨

기동간 환경적 요인으로 인한 적시적 노드 접속에 제한사항 발생

다단계 중계 노드로 인한 통신 지연 문제 발생

무선장비의 서비스 지역 이탈 시 통신 불가능, 타 장비로의 자동 핸드오버가 불가함

6[2] “통신중계용 성층권비행선 운용 필요성과 획득방안,” 안보경영연구원, 2013년 8월

발표 개요

차세대 전술정보통신체계무인항공기 또는 비행선 등을 활용한 중계 기능 수행

부대별 광역화된 장거리 통신 제공

난청지역 해소 등 TICN의 제한사항을 보완

7<미래 전술통신체계 개념도>

선진국 군 전술통신체계 운용동향

8


GIG(Global Information Grid)미군의 통합형 통신 네트워크 체계

9<GIG 개념도>

[3] DoD CIO, "Department of Defense Global Information Grid Architectural Vision", Jun. 2007


GIG(Global Information Grid)

GIG 통신 구조

보안성, 신속성, 생존성 보장

각 계층간 단말들의 작전 우선순위에

기반한 동적 자원할당 기능 포함

방대한 전장 정보 전송 기능,

광대역 접속 기능, NOTM 기능

통신 범위의 신축성

IP 기반 네트워크 구조를 가짐

10[3] DoD CIO, "Department of Defense Global Information Grid Architectural Vision", Jun. 2007

<GIG Internetworking Convergence Layer>


GIG(Global Information Grid)

GIG의 통신 구성 요소

지상 요소

• Mesh 네트워크 구조

• ‘텔레포트’를 통해, 다른 계층 간 접속 가능

우주 요소

• 고용량 전송 가능하며, NOTM을 지원함

• IP 통신 장비 탑재, IP 라우팅이 가능함

공중 요소

• BLOS 환경에서 테더링을 통한 통신 지원

11

<GIG Communications Infrastructure>

[3] DoD CIO, "Department of Defense Global Information Grid Architectural Vision", Jun. 2007


JALN(Joint Aerial Layer Network)

공동 작전 지역 내, 통신 지원을 위한

전술네트워크 확장을 의미

지휘/통제, 전투 상황 인지, OTM 지원 및

BLOS 통신 지원

3가지 핵심 기술 고려

HCB(High Capacity Backbone)

• 대용량 정보전송, GIG와 접속 능력 요구

DARE(Distribution/Access/Range Extension)

• 계층(우주, 지상, 해상)별 맞춤형 접속 제공

Transition

• HCB 및 DARE간 네트워크 정보 교환 및 호환성

12[4] “Joint Concept for Command and Control of the Joint Aerial Layer Network,” Joint Chiefs of Staff, 2015.03

<JALN 개념도>


13[5] Lt. C. T. Schung, “Air Force Aerial Layer Networking Transformation Initiatives,” Military communication, 2011

*MAF(Military Airlift Forces), *C2(Command&Control), *ISR(Intelligence, Surveillance and Reconnaissance), *SOF(Special Operations Forces)

각 계층별 통신체계 및 소요 기술

14

우주 계층

15

우주 계층

차기 군 위성통신체계 개요 기존의 ANASIS를 대체하는 위성통신 체계

16

• On Board Switching 중계기• MF-TDMA(기본 링크)• MF-TDMA with FH(대전자전 링크)• Star/Mesh 혼합망• Satellite On The Move 지원• 기반 체계 연동

차기 군 위성 통신체계

<차기군위성운용환경>

[6] 노홍준, 고광춘, 이규환, 김재현, 임재성, 송예진, “차기 군 위성통신 체계를 위한 자원 할당 및 IP 네트워킹”, 한국통신학회 논문지, ‘13-11 Vol.38C No.11, 2013

우주 계층

차기 군 위성 체계 통신망 구조 Star/Mesh 토폴로지를 동시에 지원

단위망 내에서는 Mesh 형태, 단위망 간에는 Star 형태로 통신

17<차기군위성체계통신망구조>

우주 계층

차기 군 위성체계 위성링크 군의 작전 임무와 전술적 운용환경에 부합된 통신서비스 제공을 위해 회선 특성과 대전자전 능력에

따라 아래의 4가지 링크로 구분

18

구분최대

전송속도Band 접속방식 특징

기본링크

OOMbpsX, Ka, Ku

bandMF-TDMA

ㆍ음성, 데이터, VoIP, 화상회의ㆍ제한된 대전자전 기능

대전자전링크

OMbps X, Ka band FH-MF-TDMAㆍVoIP, 화상회의 지원ㆍ강력한 대전자전 기능

음성링크

음성 : OKbps데이터 :

OOOKbps

X, Ka band FDMA ㆍ음성, 데이터 지원

P-to-P링크

- - FDMA ㆍ합참으로부터 작전사까지 상시 할당

공중 계층

19

미군 기동망 구조(1/5)

Airborne Network Architecture

20[7] USAF, Airborne Network Architecture, 2004

<미군기동망구조>


Space, Air, Ground Tether 다른 항공기와 지상 노드와의 BLOS(Beyond Line of sight) 접속을 제공

테더링 시, 미리 지정된 테더링 지점이 필요함

21

<Space, Air, Ground Tether 구조>

[7] USAF, Airborne Network Architecture, 2004


Airborne Network Flat Ad-Hoc Network 노드의 필요에 따라 비영구적인 네트워크 구축을 의미

Dynamic한 환경에서 항공기 수가 상대적으로 적을 때 사용 가능

데이터 전송 요구량이 낮음

22<Flat Ad-Hoc 구조>



Tiered Ad-Hoc Network 계층 구조를 가진 네트워크 토폴로지

Flat Ad-Hoc에 비해, 지원 가능한 항공기가 높음

움직임 패턴이 상대적으로 안정적일 때 활용 가능

23<Tiered Ad-Hoc 구조>



Persistent Backbone Network 안정된 궤도를 비행하는 플랫폼들 사이의 광대역 연결로 구성

전술 서브넷과 상호 연결 됨

QoS 보장이 가능하며, 지연에 민감한 데이터 등을 전송할 때 사용 가능

24<Persistent Backbone 구조>[7] USAF, Airborne Network Architecture, 2004

공중 계층

차기 공중통신체계 개요(안)

25* HABN(High Aerial Backbone Node), *LAAN(Low Aerial Access Node)

<공중통신망구조도>

공중 계층

예상되는 공중계층 요소

소용량 공중 중계 노드(Low Aerial Access Node; LAAN)

고도 Okm에서 운용, 직경 OO km 이내 공중 통신 중계 기능

지상 노드 내 O,OOO개 이상의 단말 지원, 최대 O Gbps 데이터 전송율 지원

UHF (300~3,000 MHz), C-band (4~8 GHz), Ku-band (12~18 GHz) 활용

대용량 공중 중계 노드(High Aerial Backbone Node; HABN)

공중 기지국 혹은 공중 Backbone 망으로 정의

고도 OOkm에서 운용, 직경 OOOkm 이내(군단급) 공중 통신 중계 기능

지상 노드 내 OOO개 이상의 통합형 차량용 단말 지원, 최대 OOGbps 데이터 전송율 지원

Ad-Hoc Network를 고려하여, 무인기 간 통신 중계 고려

26

적용 가능한 핵심 기술(Layer 1: PHY)mmBand 대역을 활용한 광대역 고속 전송

30 GHz 이상 주파수에서 수백 MHz 이상의 광대역을 이용

직진성이 강한 고주파 특성상 공중-지상 간 통신 유리

1Km에서 2Gbps 이상 제공

레이저 통신 기술

3THz~3,000THz 주파수 부족 문제 해결 가능

120 km 에서 3Gbps 이상 제공

안테나 설계 Hybrid Beamforming

Massive MIMO over mmWave

고속 변복조 기술 FQAM, 1024QAM 등으로 전송속도 개선

Cognitive Radio 응용 Spectrum Sharing Dynamic Spectrum allocation

공중 계층

27<배열안테나를 이용한 빔포밍>

[8] NOMA, http://www.netmanias.com/ko/post/blog/7171/5g-lte-lte-a-ntt-docomo/ntt-docomo-s-strategy-on-5g

<mmBand의주파수대역>

적용 가능한 핵심 기술(Layer 2: MAC)

Flexible Waveform 기술 적용 NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access), GFDM, FBMC 등

Hybrid Division Duplexing (FDD/TDD)

Reliable Fast Error 복구 기술 고속 Channel Coding 기술

H-ARQ 기반 재전송기술

Delay Sensitive Hybrid (random+fixed) MAC 프로토콜 Demand based Dynamic TDMA 형태

• End-to-end delay 고려

QoS 보장 및 자원 할당 스케줄링 최소 QoS 보장 및 우선순위에 따라 자원을 할당하는

사용자 스케줄링 기법

Context-based QoS Scheduling 기술

공중 계층

28

<NOMA 개념과 기본 동작 개념도>

<Out-of-band radiation issues >

적용 가능한 핵심 기술(Layer 3 :NET above) Routing 기술

HABN간의 연결 및 지상과의 Direct 연결

Static -> Dynamic Proactive routing

IPv6 기반의 All-IP 적용 Nov/17/2016, “The Internet Architecture Board (IAB),

following discussions in the Internet Engineering Task Force (IETF), advises its partner Standards Development Organizations (SDOs) and organizations that the pool of unassigned IPv4 addresses has been exhausted” [9]

IPv4 to IPv6 migration 기술

Software Defined Networking 기술 (2020~) 미군 DISA milCloud [13] control/data plane 구분 Multi-RAT control/handover 에 적용

공중 계층

29

<IPv4 address 고갈 >

<Military SDN Networking Example: DISA milCloud>

[9] IPv6, “https://www.iab.org/2016/11/07/iab-statement-on-ipv6/”[13] http://www.afcea.org/events/jie/14/documents/MILCLOUD_MARTIN--FINAL.pdf

공중 계층

적용 가능한 핵심 기술(Layer 3) Exterior routing(HABN 간)에 Proactive 라우팅 프로토콜 활용

LAAN은 사단급 부대의 트래픽을 전달하며, 타 네트워크로 이동 시 HABN으로 전달

30[10] S. R. Rosati, K. Kruzelecki, G. Heitz, “Dynamic Routing for Flying Ad Hoc Networks,” IEEE Trans. Vehicular Technology, Vol 65, No.3, Mar. 2016.

[11] L.Gupta, R. Jain, G. Vaszkun, “Survey of Important Issues in UAV Communication Networks,” Communications Surveys & Tutorials, pp.1-32, Nov. 2015.

통합통신망 시나리오 및 효과도 분석

31

통합 통신망 시나리오

참조 기동망 구조(평시 상황) 지상망 위주의 운용

지형 등으로 인한 지상망 구성 불가시 위성망 활용

32

지상망(TICN) Backbone노드

접속노드

통신단말

여단여단

여단


참조 기동망 구조(전시 상황 1) LAAN 운용

장애 노드통신소의 트래픽을 수용하기 위한, LAAN을 활용

• 지상망의 트래픽 부하를 분산하기 위한 LAAN 활용

타 여단으로 트래픽 전달 시, 지상망과 위성망 활용

• LAAN은 라우팅 기능이 없음, 통신 반경 등의 제약조건이 존재

33지상망(TICN)

LAAN

Backbone노드

접속노드

통신단말

여단여단

여단

사단 사단/군단 사단


참조 기동망 구조(전시 상황 2)

HABN 활용

광대역 연결 및 QoS 보장을 위한 Backbone 네트워크 구조

LAAN 장애 및 일부 장애 통신소 발생 시 트래픽 일부를 수용함

• 장애 통신소 발생시 LAAN이 부담해야 할 트래픽이 증가하여 그 트래픽을 일부 수용함

Two-Tier, Hierarchical 구조를 가짐

• LAAN에 비해 통신 반경이 넓으며, 안정된 플랫폼 위주의 운용이 가능함

• 라우팅 기능이 존재하며, 다른 여단으로 트래픽 전달이 가능함

• 고고도에서 운용 되어 대공포 공격에도 안정적이며, 항재밍 기능이 보유됨

위성 트래픽 일부 수용

34


참조 기동망 구조(전시 상황 2)

35

지상망(TICN)

HABN

LAAN

Backbone노드

접속노드

통신단말

여단여단

여단


효과도 분석

지상망 – 공중 기동망 통합 운영 모델 지상망 – 미래 군단급 TICN

공중중계망 – LAAN/HABN

36

지상망(TICN)

공중중계망(ACN*)

HABN

LAAN

Backbone노드

접속노드

통신단말

여단여단

여단


* ACN(ACcess Node)

지상망-공중기동망 통합 운영 모델 트래픽 플로우 모델

효과도 분석

37

공중중계망(ARN)

HABN

LAAN

여단

여단

여단

사단

④

* CT(Communication Terminal)

①

③

②

① 지상망 연결이 확보된CT들간의 통신

② 지상망 연결이 단절된동일 여단 소속 CT들간통신

③ 지상망 연결이 단절된동일 사단 소속 다른여단에 속한 CT들간의통신

④ 지상망 연결이 단절된다른 사단/군단 소속CT들간의 통신

효과도 분석

트래픽 모델미래군단급 TICN 기간망 구조와 정보전달

체계를 고려한 트래픽 모델링

P2P 트래픽과 Client-Server 트래픽으로 구분

CMAP, TMAP, RMAP등 맵 기반의 트래픽특성을 정의

P2P 트래픽은 VoIP, 이미지 등을 포함

Server-Client 트래픽은 ATCIS, MIMS 등TICN 기간망 내부 체계 트래픽을 포함

Backbone 노드 : 00개

여단접속노드 : 00개, 사단/군단 접속노드 : 0개

38

- CMAP : Connectivity MAP - TMAP : Traffic MAP

- MMAP : Traffic Model MAP - Traffic Rate MAP

효과도 분석

CMAP (Connectivity MAP) TICN 구성 부대간 (노드간) 정보전달 체계를 반영

𝑡𝑖𝑗 송신 통신단말 i 와 수신 통신단말 j 간의 연결관계를 나타낸 행렬

39

𝑪𝑴𝑨𝑷 = [𝐶𝑖𝑗]

𝐶𝑖𝑗 = 1, 𝑓𝑜𝑟 𝑡𝑖𝑗 > 0

0, 𝑜𝑡ℎ𝑒𝑟𝑤𝑖𝑠𝑒

송신단말

수신단말

효과도 분석

TMAP (Traffic MAP) TICN 구성 부대간 (노드간) 정보전달 트래픽 양을 반영

전체 발생 트래픽 대비 𝑡𝑖𝑗 송신 통신단말 I 와 수신 통신단말 j 간의 발생 트래픽의 양

40

𝑻𝑴𝑨𝑷 = [𝑡𝑖𝑗]

0 0.5 0.2 0 0 0 0

0.2 0 0 0.2 0.3 0 0

1 0 0 0 0 0.2 0

0 0.1 0 0 0 0 0

0 0.1 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0.1 0 0

ijT

V1

V2 V3

V6V5V4

V7

0.5

0.20.2

1

0.20.30.1

0.2 0.1

0.1

효과도 분석

𝑳𝑻𝑰𝑪𝑵(𝒎, 𝒏) : Backbone노드 m에서 n으로 전달되는 총 트래픽 양

where

𝐼𝑇𝐼𝐶𝑁(𝑖, 𝑗;𝑚, 𝑛)

41

TICN을 통한 연결이 확보된 CT 쌍인 <i,j> 의 경로가

Backbone노드 (m,n) 를 경유하는 경우에는 1이고,

그렇지 않은 경우는 0가 되는 인덱스 함수

𝑳𝑻𝑰𝑪𝑵 𝑚, 𝑛 =

∀ <𝑖,𝑗>

𝑡𝑖𝑗 × 𝐼𝑇𝐼𝐶𝑁(𝑖, 𝑗;𝑚, 𝑛)

효과도 분석

𝑳𝑳𝑨𝑨𝑵(𝑿, 𝒀) : 사단/군단 X예하 여단 Y를 담당하는 LAAN의 총 트래픽 양

Where

𝐼𝐿𝐴𝐴𝑁,𝑢𝑝(𝑋, 𝑌; 𝑖)

𝐼𝐿𝐴𝐴𝑁,𝑑𝑜𝑤𝑛(𝑋, 𝑌; 𝑖)

42

여단 (X,Y)에 속한 CT i 가 지상망 연결이 단절되어 정보를 송신하게 되는 경우에는 1,

그렇지 않은 경우에는 0를 나타내는 인덱스 함수

여단 (X,Y)에 속한 CT i 가 지상망 연결이 단절되어 정보를 수신하게 되는 경우에는 1,


𝐿𝐿𝐴𝐴𝑁𝑢𝑝

(𝑋, 𝑌) =

∀ <𝑖,𝑗>

𝑡𝑖𝑗 × 𝐼𝐿𝐴𝐴𝑁,𝑢𝑝(𝑋, 𝑌; 𝑖)

𝐿𝐿𝐴𝐴𝑁𝑑𝑜𝑤𝑛(𝑋, 𝑌) =

∀ <𝑖,𝑗>

𝑡𝑖𝑗 × 𝐼𝐿𝐴𝐴𝑁,𝑑𝑜𝑤𝑛(𝑋, 𝑌; 𝑖)

효과도 분석

𝑳𝑯𝑨𝑩𝑵(𝑿) : 사단/군단 X를 담당하는 HABN의 총 트래픽 양가정 사항

CT i 와 CT j 는 서로 다른 여단에 소속되어 있음

CT i 또는 CT j 는 지상망과 연결이 단절되어 있음

where

𝐼𝐻𝐴𝐵𝑁,𝑢𝑝(𝑋; 𝑖, 𝑗)

𝐼𝐻𝐴𝐵𝑁,𝑑𝑜𝑤𝑛(𝑋; 𝑖, 𝑗)

43

CT i 와 CT j 간 트래픽이 HABN (X)를 Uplink로 사용하는 경우는 1,


CT i 와 CT j 간 트래픽이 HABN (X)를 downlink로 사용하는 경우는 1,


𝐿𝐻𝐴𝐵𝑁𝑢𝑝

(𝑋) =

∀ <𝑖,𝑗>

𝑡𝑖𝑗 × 𝐼𝐻𝐴𝐵𝑁,𝑢𝑝(𝑋; 𝑖, 𝑗)

𝐿𝐻𝐴𝐵𝑁𝑑𝑜𝑤𝑛 (𝑋) =

∀ <𝑖,𝑗>

𝑡𝑖𝑗 × 𝐼𝐻𝐴𝐵𝑁,𝑑𝑜𝑤𝑛(𝑋; 𝑖, 𝑗)

효과도 분석

성능지표전체링크대비 비율 (%)

전체 링크 숫자 대비 링크사용 비율 구간이 차지하는 링크의 개수

연결성(Connectivity) (%)

송/수신 단말 사이의 링크가 생존하여 정보 전달 가능한 정도를 나타내는 능력

처리 트래픽양 (Mbps)

LAAN 또는 HABN이 송/수신시 처리하는 총 트래픽의 양

44

효과도 분석

지상망만 운용시의 효과도 분석 결과가정사항

모든 노드들은 지상망을 통하여 연결됨

CMAP은 고정

TMAP의 크기를 1배, 2배, …, 5배까지 전체 트래픽양을 증가 시킴

(전시 상황에서 트래픽이 증가하는 상황을 반영)

45

트래픽양이 증가할 수록링크사용량이 70%가 넘는 링크들의 비율이 증가(사용량 70% 이상인 경우는 congestion 상태임)

(시사점)링크사용량 증가 지연 또는 손실 증가 긴급/중요 C2 정보 전달 장애 발생 전시작전 운용에 장애 초래

* 공중망을 보조적으로 활용하여Bottleneck 링크의 사용량을 줄일 수 있음

[12] M. Pioro, D. Medhi, “Routing, Flow, and Capacity Design in Communication and Computer Networks,” Elsevier, Jul. 2004.

효과도 분석

LAAN 운용 효과도 분석 결과 (1/4) 가정사항

한 개의 LAAN은 지정된 여단만을 독립적으로 담당

여단의 지상노드들은 여단 영역 내에 배치된 TICN의 노드통신소를 통하여 연결됨

장애 (파괴) 노드통신소의 개수를 변화 시킴 (노드통신소는 랜덤하게 결정함)

전시 상황을 반영함

성능 척도

CT쌍들이 상호 연결되어 통신 가능한 정도를 나타내 주는 연결성 지표를 사용

46

CMAP에 정의된 총 연결의 개수

각 상황에서 실제 연결이 확보된 총 연결의 개수

< 𝐶𝑜𝑛𝑛𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑡𝑦 > =𝐶𝑎𝑣𝑎𝑖𝑙𝐶𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝐶𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =

<𝑖,𝑗>

𝐶𝑖𝑗

𝐶𝑎𝑣𝑎𝑖𝑙

효과도 분석

LAAN 운용 효과도 분석 결과 (2/4) 연결성 실험결과

47

장애 노드통신소의 수가 증가할 수록1) 지상망만 사용시:

o 연결성이 급격하게 떨어짐o 3개 장애시, worst 경우는 60%이하로 떨어짐

(NCW에 의한 군단급 작전능력 상실 상태)

2) 공중중계망 활용시:o 100% 연결성 유지 가능

* 공중중계망을 활용하여상시 연결성 100%를 확보할 수 있음NCW의 필수 요건 충족 가능

60%

효과도 분석

LAAN 운용 효과도 분석 결과 (3/4) Uplink 트래픽양 실험결과 (장애 노드통신소 개수 변화)

Best – 각 노드통신소 장애시 트래픽양이 가장 작게 소통되는 LAAN의 경우

Worst – 각 노드통신소 장애시 트래픽양이 가장 크게 소통되는 LAAN의 경우

평시 트래픽 발생 가정환경에서 노드 통신소 장애 시 평균 LAAN 처리 트래픽 요구량 : 80Mbps

48

장애 노드통신소의수가 증가할 수록o LAAN이 처리해야하는 트래픽양 증가

* LAAN의 Uplink 트래픽양은해당여단에서발생하는총트래픽양을초과하지않음

LAAN Uplink 대역폭결정을위한주요요소로활용

효과도 분석

LAAN 운용 효과도 분석 결과 (4/4) Uplink 트래픽양 실험결과 (발생 트래픽양 증가)

장애 노드통신소의 개수가 2인 경우

49

트래픽양이 증가할수록o LAAN이 처리해야하는 트래픽양 증가

LAAN Uplink 대역폭결정을위한주요요소는

1) 평시총발생트래픽2) 전시상황에서의트래픽발생증가3) 장애노드통신소의개수4) 트래픽분산화제어정도

효과도 분석

HABN 운용 효과도 분석 결과 (1/2) 기본 가정

HABN의 개수는 7개로 설정 (사단, 군단, 그리고 군단지휘부를 고려)

HABN들은 모두 full-mesh로 상호 연결됨

실험 방법

장애 노드통신소의 수를 증가시킴

각 상황에 대하여 7개 각 HABN이 처리해야 할 Uplink 트래픽의 양을 크기 순서대로 정렬

50

효과도 분석

HABN 운용 효과도 분석 결과 (2/2) 장애 노드통신소의 수가 증가할수록,

Uplink 트래픽 양이 많아지는 HABN의 수가 함께 증가

최대 처리해야 할 트래픽의 양들도 증가

평시 트래픽 발생 가정환경에서 노드 통신소 장애 시 평균 HABN 처리 트래픽 요구량 : 116Mbps

51

연구 이슈

52

연구이슈

운용개념 정립 TICN / 공중망/ 위성망의 단독/선택/공동 운용개념 정립

평시/전시/작전초기/전투시 등 군작전운용에서의 mission에 따른 운용형태 정립

다양한 이동통신기술의 적용가능성 연구작전반경/전송량/단말의수/전송지연/reliability 등을 고려한 5G COTS 기술 적용 가능성

Physical Layer issues : capacity, delay, connectivitymmWave, Laser 통신, Waveform, 고속변복조 방식, 주파수 확보 etc.

MAC Layer issues: error recovery, throughput, flexibility, QoS ARQ/Coding/Repetition/Network coding, Full duplex, Hybrid MAC(random+fixed), etc.

Network Layer issues : ad-hoc, self re-configurable IPv4/IPv6 transition, Software Defined Networking, Self Optimizing Networking, etc.

Security issues Jamming, Anti-jamming, spoofing, protocol hacking, Cognitive Radio (PHY, MAC)

Signaling , 등 기타 issues ID(NE id), Routing address, Routing Protocol overhead, Control protocol overhead, etc.

53

결론

발표 개요 BLOS(Beyond LOS) 환경으로 인한 TICN 통신 능력 저하

전투 전력 이동속도 > 통신망 이동속도

소요 대비 용량 제한 및 위성 재밍 환경

계층별 통신구조 및 핵심 기술우주 계층(차기 군 위성통신), 공중 계층(LAAN, HABN)

통신 계층별 핵심 기술

최적 통신망 시나리오 및 효과도 분석현 TICN 운용 개념에 상응 하는 시나리오 도출

TICN 트래픽을 활용하여, 공중 계층에서의 효과도 분석 실시 공중망의 추가 필요성

Research issues

54

참고문헌

[1] “군 통신체계 소개(발전방향 및 기술 추세)”, 국방과학연구소 제 2기술개발본부 3부, 2012년 6월

[2] “통신중계용 성층권비행선 운용 필요성과 획득방안,” 안보경영연구원, 2013년 8월

[3] DoD CIO, "Department of Defense Global Information Grid Architectural Vision", Jun. 2007.

[4] “Joint Concept for Command and Control of the Joint Aerial Layer Network,” Joint Chiefs of Staff, 2015.03.

[5] Lt. C. T. Schung, “Air Force Aerial Layer Networking Transformation Initiatives,” Military communication, 2011.

[6] 노홍준, 고광춘, 이규환, 김재현, 임재성, 송예진, “차기 군 위성통신 체계를 위한 자원 할당 및 IP 네트워킹”, 한국통신학회 논문지, ‘13-11 Vol.38C No.11, 2013.


[8] NOMA, http://www.netmanias.com/ko/post/blog/7171/5g-lte-lte-a-ntt-docomo/ntt-docomo-s-strategy-on-5g

[9] IPv6, “https://www.iab.org/2016/11/07/iab-statement-on-ipv6/”

[10] S. R. Rosati, K. Kruzelecki, G. Heitz, “Dynamic Routing for Flying Ad Hoc Networks,” IEEE Trans. Vehicular Technology, Vol 65, No.3, Mar. 2016.

[11] L.Gupta, R. Jain, G. Vaszkun, “Survey of Important Issues in UAV Communication Networks,” Communications Surveys & Tutorials, pp.1-32, Nov. 2015.

[12] M. Pioro, D. Medhi, “Routing, Flow, and Capacity Design in Communication and Computer Networks,” Elsevier, Jul. 2004.

[13] http://www.afcea.org/events/jie/14/documents/MILCLOUD_MARTIN--FINAL.pdf

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