모바일 데이터 오프로드

Mobile data offloading

모바일 데이터 오프로드란 원래 셀룰러 네트워크를 대상으로 한 데이터를 전송하기 위해 보완적인 네트워크 기술을 사용하는 것입니다.오프로드는 셀룰러 대역에서 전송되는 데이터의 양을 줄여 다른 사용자에게 대역폭을 개방합니다.또, 로컬 셀의 수신 상태가 좋지 않은 상황에서도 사용되고 있기 때문에, 유저는 접속성이 뛰어난 유선 서비스를 사용해 접속할 수 있습니다.

모바일 오프로딩 액션을 트리거하는 규칙은 최종 사용자(모바일 사용자) 또는 [1]오퍼레이터 중 하나에 의해 설정할 수 있습니다.규칙에 따라 동작하는 코드는 최종 사용자 디바이스, 서버 또는 두 디바이스 간에 분할됩니다.최종 사용자는 데이터 서비스 비용 제어 및 고대역폭 가용성을 위해 데이터 오프로드를 수행합니다.모바일 데이터 오프로드에 사용되는 주요 보완 네트워크 기술은 Wi-Fi, 펨토셀 및 통합 모바일 브로드캐스트입니다.모바일 데이터 트래픽 [2][timeframe?]급증으로 모바일 데이터 오프로딩이 새로운 산업 부문이 될 전망이다[by whom?].

모바일 데이터 급증

오프로딩 솔루션에 대한 필요성이 높아지는 것은 인터넷 데이터 트래픽의 폭발적 증가, 특히 모바일 네트워크를 통과하는 트래픽의 증가 때문입니다.이는 와이파이 기능을 갖춘 스마트폰 기기와 브라우저부터 비디오 및 오디오 스트리밍 애플리케이션까지 다양한 인터넷 애플리케이션 및 대화면을 통해 가능해졌다.스마트폰 외에 3G 접속 기능을 갖춘 노트북도 모바일 데이터 트래픽의 주요 원천으로 인식되고 있다.또한 Wi-Fi는 일반적으로 셀룰러 [3]네트워크보다 구축 비용이 훨씬 저렴합니다.2021년에는 총 인터넷 트래픽이 월 235.7엑사바이트를 넘어 2016년 [4]월 73.1엑사바이트보다 증가할 것으로 추정되었습니다.연간 50%의 성장률이 지속될 것으로 예상되며, 이는 존경받는 수익 [5][6][timeframe?]증가세를 지속시키지 못할 것입니다.

대체 수단

Wi-Fi 및 펨토셀 기술은 업계에서 [7]주로 사용되는 오프로드 기술입니다.와이맥스와[8] 지상파 네트워크(LAN)[9]도 3세대(3G) 모바일 데이터 오프로딩 대상이다.펨토셀은 표준 셀룰러 무선 기술을 사용하므로, 다른 백홀 [7]연결을 수용하기 위해 약간의 수정이 필요하지만, 모든 모바일 장치가 데이터 오프로드 프로세스에 참여할 수 있습니다.한편, 셀룰러 무선 기술은 허가된 주파수 내에서 네트워크 계획을 수행하는 능력에 기초하고 있습니다.따라서 펨토셀 액세스포인트를 대량 배치하는 것은 기술적으로나 비즈니스에 있어서나 어려울 수 있습니다.Self-Organizing Network(SON)[10]는 계획되지 않은 펨토셀 도입에 대처하기 위한 새로운 테크놀로지입니다(다른 애플리케이션 중에서도).Wi-Fi 테크놀로지는 셀룰러와는 다른 무선 테크놀로지이지만 대부분의 인터넷 대응 모바일 디바이스에는 Wi-Fi 기능이 탑재되어 있습니다.공항, 호텔, 도심과 같은 혼잡한 지역에 이미 수백만 개의 와이파이 네트워크가 설치되어 있고 그 수는 빠르게 [11]증가하고 있다.와이파이 네트워크는 매우 단편적이지만 최근에는 통합하려는 노력도 있었다.Wi-Fi 네트워크의 통합은 커뮤니티 어프로치(Pon)와 Wi-Fi 네트워크 [12][timeframe?]오퍼레이터의 통합으로 진행되고 있습니다.

와이파이

Wi-Fi 오프로딩은 여러 회사가 독자 솔루션을 사용하여 시장에 진출하는 새로운 비즈니스 영역입니다.표준화는 셀룰러와 Wi-Fi 네트워크의 결합 정도에 초점을 맞추고 있기 때문에 필요한 최소한의 네트워크 인터워킹 수준에 따라 경쟁 솔루션을 분류할 수 있습니다.표준화 외에도 연구 커뮤니티는 배치 [13][14][15]딜레마를 해결하기 위해 보다 개방적이고 프로그래밍 가능한 설계를 모색하고 있습니다.추가적인 분류 기준은 오프로드 [citation needed]절차의 개시자이다.

셀룰러 및 Wi-Fi 네트워크 인터워킹

오프로드하는 서비스와 비즈니스 모델에 따라서는 인터워킹 표준화가 필요할 수 있습니다.표준화 작업은 셀룰러와 Wi-Fi 네트워크 간의 긴밀 또는 느슨한 결합을 지정하는 데 초점을 맞추고 있습니다.특히 네트워크 제어 방식으로 [16]3GPP 기반의 Enhanced Generic Access Network [17]()아키텍처는 Wi-Fi 액세스 네트워크를 통한 셀룰러 네트워크 시그널링의 재루팅을 규정하기 때문에 엄격한 결합을 적용합니다.Wi-Fi는 비 3GPP WLAN Radio Access Network([18]RAN; 무선 액세스 네트워크)로 간주됩니다.또한 3GPP는 Wi-Fi를 위해 느슨하게 결합된 대체 솔루션을 지정하고 있습니다.이 접근방식은 IWLAN([19]Interworking Wireless LAN) 아키텍처라고 불리며 Wi-Fi 액세스를 통해 모바일 장치와 운영자의 코어 네트워크 간에 IP 데이터를 전송하는 솔루션입니다.IWLAN 아키텍처에서 모바일 디바이스는 디바이스에서 오퍼레이터의 코어 네트워크 내의 전용 IWLAN 서버에 VPN/IPSec 터널을 열어 오퍼레이터의 벽면 정원 서비스 또는 퍼블릭인터넷 게이트웨이에 대한 접근을 사용자에게 제공합니다.네트워크 간의 결합이 느슨한 경우 통합 및 인터워킹포인트는 공통 인증 [timeframe?]아키텍처뿐이에요

데이터를 Wi-Fi 네트워크에 오프로드하는 가장 간단한 방법은 공용 인터넷에 직접 연결하는 것입니다.이 커플링 없는 대안에서는 인터워킹 표준화의 필요성이 배제됩니다.대부분의 웹 트래픽에서는 오퍼레이터 코어 네트워크를 통해 데이터를 라우팅할 수 있는 부가가치는 없습니다.이 경우 셀룰러 데이터 접속 대신 모바일클라이언트의 Wi-Fi 접속을 사용하도록 IP 트래픽을 전환함으로써 오프로드를 간단하게 실행할 수 있습니다.이 방법에서는 실제로는 2개의 네트워크가 완전히 분리되어 있으며 클라이언트애플리케이션에 의해 네트워크 선택이 이루어집니다.연구에 따르면 사용자가 [20][21][timeframe?]이동 중일 때에도 이러한 방식으로 Wi-Fi 네트워크에 상당한 양의 데이터가 오프로드될 수 있습니다.[22]

단, 오프로딩이 오퍼레이터의 네트워크에서의 자원 소비(필요한 시스템 용량)의 삭감을 의미하는 것은 아닙니다.특정 조건 하에서 오프로드되지 않은 트래픽(즉, 최종적으로 통상적인 방법으로 오퍼레이터의 네트워크에 도달하는 트래픽)의 버스트성의 증가에 의해, 소정의 레벨의 QoS를 제공하는 네트워크 자원의 양이 증가합니다.[23]이 문맥에서 오프로딩 기간의 분포는 MNO 네트워크에서 효과적인 오프로딩 전략을 전개하기 위한 주요 설계 파라미터임을 알 수 있습니다.이것에 의해, 오프로드되지 않은 트래픽의 부하가 경감되기 때문에,[timeframe?] 오퍼레이터의 네트워크에 필요한 자원을 삭감할 수 있습니다.오프로딩 시의 에너지 소비도 또 다른 [24]우려 사항입니다.

오프로드 절차 시작

WLAN 스캔 개시, 사용자 개시 및 리모트 관리 개시라는3가지 주요 개시 방식이 있습니다.WLAN 스캔 베이스의 개시에서는, 유저 디바이스는 정기적으로 WLAN 스캔을 실행합니다.기존의 Wi-Fi 네트워크 또는 열려 있는 Wi-Fi 네트워크가 발견되면 오프로드 절차가 시작됩니다.사용자 시작 모드에서는 사용할 네트워크 기술을 선택하라는 메시지가 나타납니다.이것은 보통 네트워크액세스 세션마다 1회 발생합니다.리모트 관리 방식에서는 네트워크 서버는 특정 사용자 디바이스의 접속 매니저에게 프롬프트를 표시함으로써 각 오프로드 절차를 시작합니다.Operator-managed는 원격 관리 접근 방식의 하위 클래스입니다.오퍼레이터 관리 방식에서는 오퍼레이터는 네트워크 부하와 사용자 동작을 감시합니다.네트워크 congestion가 발생할 경우 오퍼레이터는 오프로드 절차를 시작합니다.

ANDSF

Access Network Discovery and Selection Function(ANDSF; 접근네트워크 검출 및 선택 기능)은 3GPP와 비 3GPP 액세스네트워크(Wi-Fi 등) 간의 오프로드를 제어하는 지금까지의[25] 3GPP 접근 방식 중 가장 완전한 것입니다.ANDSF의 목적은 사용자 디바이스가 그 근처에 있는 액세스네트워크를 검출할 수 있도록 [timeframe?]지원하고 모든 네트워크에 대한 접속을 우선시하여 관리하기 위한 규칙(정책)을 제공하는 것입니다.

ATSS

3GPP는 5G 디바이스가 Wi-Fi를 포함한 다양한 유형의 액세스 네트워크를 사용할 수 있도록 ATSSS(Access Traffic Steering, Switching & Spliting) 기능의 표준화를 시작했습니다.ATSSS 서비스는 Multipath TCP 프로토콜을 활용하여 5G 장치가 서로 다른 액세스 네트워크를 동시에 사용할 수 있도록 합니다.iPhone에서의 멀티패스 TCP의 사용 경험은 Wi-Fi와 셀룰러를 동시에 사용하는 것이 심리스 핸드오버를 지원하기 위한 핵심임을 보여줍니다.ATSSS 사양의 첫 번째 버전은 IETF 내에서 개발된 0-rtt 변환 프로토콜을 활용합니다.이 서비스의 프로토타입 구현은 2019년 8월에 시연되었습니다.

운영 체제 연결 관리자

많은 운영체제는 접속 매니저가 기존의 Wi-Fi 네트워크를 검출하면 자동으로 Wi-Fi 네트워크로 전환할 수 있는 접속 매니저를 제공합니다.이러한 기능은 대부분의 최신 운영체제(예를 들어 XP SP3, Ubuntu, Nokia N900, Android 및 Apple iPhone에서 시작하는 모든 Windows 버전에서 찾을 수 있습니다.Connection Manager는 다양한 휴리스틱을 사용하여 최적의 퍼포먼스 네트워크 접속을 검출합니다.여기에는 새롭게 활성화된 네트워크인터페이스상에서 기존의 이름에 대한 DNS 요구의 실행, 특정의 서버에의 쿼리 송신등이 포함됩니다.Wi-Fi와 셀룰러 인터페이스가 모두 활성화되면, Android 스마트폰은 일반적으로 미터링되지 않은 Wi-Fi를 선호합니다.이러한 스마트폰이 어떤 인터페이스에서 다른 인터페이스로 전환하기로 결정하면 모든 활성 TCP 연결을 [citation needed]재정립해야 합니다.

멀티패스 TCP는 이 핸드오버 문제를 깔끔하게 해결합니다.멀티패스 TCP를 사용하면 TCP 접속은 핸드오버 [26]중에 Wi-Fi 인터페이스와 셀룰러 인터페이스를 모두 사용할 수 있습니다.즉, 스마트폰이 한 네트워크에서 다른 네트워크로 전환하기로 결정해도 진행 중인 TCP 연결이 중지되지 않습니다.2020년 1월 기준으로 멀티패스 TCP는 아이폰에서 기본적으로 지원되지만, 국내를 제외하고는 안드로이드 스마트폰에서 덜 자주 사용됩니다.iOS9 이후 iPhone에서는 Wi-Fi Assist 서브시스템이 기본 네트워크 연결 품질을 모니터링합니다.품질이 소정의 문턱값을 밑돌면 Wi-Fi Assist는 확립된 멀티패스 TCP 접속을 다른 인터페이스로 이동하도록 결정할 수 있습니다.처음에는 이 기능이 Siri 응용 프로그램에 사용되었습니다.iOS12 이후 [Multipath TCP]를 사용할 수 있는 애플리케이션은 모두 이 기능을 이용할 수 있습니다.iOS13 이후 Apple Maps 및 Apple Music도 Wi-Fi에서 휴대폰으로 끊김 [citation needed]없이 오프로드할 수 있습니다.

기회주의적 오프로드

디바이스 간 네트워크(블루투스나 WiFi Direct 등)의[when?] 가용성이 높아짐에 따라 지연 허용 데이터를 애드혹 네트워크 계층으로 오프로드할 가능성도 있습니다.이 경우 지연 허용 데이터는 3G 네트워크를 통해 데이터 리시버의 서브셋에만 전송되고 나머지는 멀티홉 방식으로 애드혹레이어 내의 디바이스 간에 전송됩니다.그 결과, 셀룰러 네트워크상의 트래픽이 감소하거나 디바이스간 네트워크로 [27][timeframe?][28]이행합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Yu, Haoran; Cheung, Man Hon; Iosifidis, George; Gao, Lin; Tassiulas, Leandros; Huang, Jianwei (2017). "Mobile Data Offloading for Green Wireless Networks". IEEE Wireless Communications. 24 (4): 31–37. doi:10.1109/MWC.2017.1600323. S2CID 4440054.
  2. ^ Perez Sarah (February 11, 2010). "Mobile data traffic surge: 40 exabytes by 2014". Read Write web blog. Archived from the original on August 29, 2011. Retrieved August 25, 2011.
  3. ^ "Seamless Wi-Fi Offload: 오늘의 비즈니스 기회" Hetting Consulting (Aptilo Networks 출시)백서
  4. ^ Cisco 2021 Forecast의 특징[1]
  5. ^ Cisco CTO, Warrior Padmasree "CTIA 2010의 주요 연설"
  6. ^ Cisco Visual Networking Index: Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 2009–2014, Cisco 2010
  7. ^ a b 셔저 시몬 "펨토셀 vs.데이터 오프로드 및 실내 커버리지용 Wi-Fi" [2]2010년 5월 23일 웨이백 머신에서 아카이브 완료
  8. ^ Rob Henshaw "Wi-Fi 데이터 오프로드 네트워크 활성화에 있어 WiMAX의 역할"[3]
  9. ^ 넷스냅퍼
  10. ^ NokiaSiemensNetworks "자기조직화 네트워크(SON)" "Nokia Siemens Networks SON 스위트 소개– 효율적이고 미래에도 대응할 수 있는 SON 플랫폼" [4]
  11. ^ ABI Research "ABI Research는 2010년까지 Wi-Fi 액세스 포인트 출하량을 7000만대를 넘어설 것으로 예측하고 있다[5] 2011년 7월 11일 Wayback Machine 아카이브 완료"
  12. ^ "More Than 12 Million AT&T, Starbucks Customers to Get Free Wi-Fi Access for a Rich In-Store Experience". Att.com (Press release). AT&T Intellectual Property. 2008-02-11. Retrieved 2014-07-05. AT&T Inc. (NYSE:T) and Starbucks (NASDAQ:SBUX) today announced plans to deliver AT&T Wi-FiSM service at more than 7,000 company-operated Starbucks locations across the United States.
  13. ^ 캉 외"제3자 와이파이 액세스 포인트를 통한 모바일 데이터 오프로드: 무선 통신에 관한 IEEE 트랜잭션, vol. 13, no. 10, 페이지 5340-5351, 2014년 10월.
  14. ^ J. Cho, et al., SMORE: 소프트웨어 정의 네트워킹 모바일 오프로드 아키텍처 Proc.ACM SIGCOMM All Things Cellular 2014
  15. ^ A. Y. Ding, et al., 비전: 오픈 소스 콜라보레이티브 플랫폼 프로시저를 통한 WiFi 오프로드 강화.ACM MobiCom MCS 2015
  16. ^ Jouni Korhonen 등IEEE Communications Magazine, Volume 51, 제3호, 페이지 96 - 102 (2013)를 향한 네트워크 제어 IP 트래픽 오프로드
  17. ^ 3GPP TR 43.902
  18. ^ 3GPP TS 23.402
  19. ^ 3GPP TS 23.234
  20. ^ 아루나 발라수브라마니안, 라툴 마하잔, 아룬 벤카타라마니WiFi Proc를 사용한 모바일 3G 강화.MobiSys 2010
  21. ^ 이경한, 이주현, 이영이, 이정, 송청.모바일 데이터 오프로드: WiFi는 어느 정도 제공됩니까?Proc. CoNEXT 2010
  22. ^ Dimatteo, Savio; Hui, Pan; Han, Bo; Li, Victor O.K. (2011). Cellular Traffic Offloading through WiFi Networks. IEEE 8th International Conference on Mobile Adhoc and Sensor Systems (MASS). p. 192. CiteSeerX 10.1.1.378.5023. doi:10.1109/MASS.2011.26. ISBN 978-1-4577-1345-3. S2CID 16290804.
  23. ^ A. Krendzel, M. Portolés, J. Mangues, 모바일네트워크에서의 네트워크트래픽 모델링, 오프로딩 실장, 제14회 ACM MSWIM-2011, 2011년 11월, 미국
  24. ^ 애런 이딩, 보한 등스마트폰용 에너지 인식 콜라보레이티브 모바일 데이터 오프로드 활성화IEEE SECON 2013
  25. ^ 3GPP TS 23.402
  26. ^ Paasch, Christoph; Detal, Gregory; Duchene, Fabien; Raiciu, Costin; Bonaventure, Olivier (2012). Exploring mobile/WiFi handover with multipath TCP. ACM SIGCOMM workshop on Cellular Networks (Cellnet'12). p. 31. doi:10.1145/2342468.2342476. ISBN 9781450314756.
  27. ^ 패트릭 바이어, 프랭크 뒤르, 커트 로더멜.TOMP: 움직임 예측 Proc를 사용한 기회주의적 트래픽 오프로드.LCN 2012
  28. ^ Han, Bo; Hui, Pan; Kumar, V.S. Anil; Marathe, Madhav V.; Shao, Jianhua; Srinivasan, Aravind (May 2012). "Mobile data offloading through opportunistic communications and social participation". IEEE Transactions on Mobile Computing. 11 (5): 821. CiteSeerX 10.1.1.224.8056. doi:10.1109/TMC.2011.101. S2CID 9082268.

외부 링크