이산확률분포 개념​

• 확률변수가 가지는 값이 명확히 구분되는 경우의 확률분포

베르누이 분포와 기하 분포 개념 비교​

베르누이 분포	기하 분포
상호 배반인 두가지 가능한 결과 중 하나를 가지는 베르누이 시행을 나타내는 확률 분포	독립적인 베르누이 시행을 여러번 수행할 때 처음 성공까지 시도한 횟수의 분포

베르누이 분포와 기하분포 상세 비교​

구분	베르누이 분포	기하 분포
수식	성공확률 P, 실패확률 1-P	예상치 $E(X) = 1/P$
	평균 $E(X) = P$	분산 $Var(X) = \frac{1-p}{p^2}$
	분산 $Var(X) = p(1 - p) = pq$
사례	동전 뒤집기	타율이 3할인 선수가 두번째 타석에서 홈런칠 확률

베르누이 분포와 기하분포 사용​

• 확률 모델링과 추론에 사용
• 빅데이터 분석의 확률 통계, 정보 이론 등에 사용

MQTT 개념​

• 클라이언트와 서버간 비동기 메세지 전달을 위한 경량 Pub/Sub 구조 TCP 프로토콜
• 저전력, 대역폭 제한 환경, 메세징, IoT, 낮은 지연, 실시간, 다양한 OS, 언어 지원

MQTT 구성도, 구성요소, 적용방안​

MQTT 구성도​

MQTT 구성요소​

구분	내용	비고
Publisher	메세지를 특정 토픽에 발행하는 클라이언트	센서, 모바일기기 등
Subscriber	특정 토픽의 메세지를 구독하는 클라이언트 또는 서버	모니터링 시스템, 제어장치 등
Broker	발행된 메세지를 해당 토픽을 구독하는 클라이언트에 중개	메세지 라우팅
Topic	메세지를 분류하기 위한 계층적 문자열	home/room/humid 등

MQTT 적용방안​

구분	내용	비고
스마트홈	다양한 센서, 장치 간 데이터 전송, 상태 업데이트	편의성, 에너지 절약
산업 자동화	로봇과 센서간 실시간 데이터 처리	생산성, 안정성
헬스케어	환자 상태 모니터링, 의료기기 제어	응급상황 대처
스마트시티	교통정보, 환경정보, 공공시설 관리	효율성, 편의성

MQTT 고려사항​

• 장치 간 직접통신이 필요하거나 다양한 유,무선 프로토콜을 커버해야할 경우 Matter 사용 고려

망 중립성 개념​

• 인터넷 통신 사업자가 인터넷에 접속하는 모든 사업자나 사용자의 접속과 트래픽을 차별없이 동등하게 취급해야한다는 원칙
• 영상 트래픽의 폭증, 망 제공사업자의 수익성, 망 제어기술의 발전으로 인해 논의 본격화

망 중립성 이슈 개념도, 주장, 대응방안​

망 중립성 이슈 개념도​

• 넷플릭스, 유튜브 등 해외 CP 데이터 수신시, ISP 티어 차이로 인해 트랜짓 비용 발생

망 중립성 이슈 주장​

구분	찬성	반대
대상	컨텐츠 제공자	망 사업자
주장	사용자 이익을 위해 망 사업자의 중립적 트래픽 처리 필요	효율적인 망 운영과 투자 저해요인 제거
통신망 관점	공공인프라 자산	적절한 투자, 유지보수로 운영, 구축 가능

망 중립성 대응 방안​

구분	내용	비고
정책	ISP 간 피어링 비용 감소	망 중립 부담 완화
ISP	해저 케이블 등 시설 투자	ISP 티어1 전환
CP	캐시서버 구축	티어 간 트래픽 비용 분담

망 중립성 이슈 발전 제언​

• 높은 망 사용 비용으로 해외 주요서비스가 철수하여 사용자의 서비스 선택권 저해
• 발신자 종량제 폐지로 피어링 비용 부담 완화 필요

QoS 개념​

• 한정된 네트워크 대역폭을 효율적으로 사용하기 위해 전송품질, 전송속도를 보장하여 종단간 서비스 품질을 향상시키는 기술
• 대역폭, 딜레이, 지터, 패킷로스 등으로 측정

QoS 보장모델 개념, 특징, 적용사례​

QoS 보장모델 IntServ, DiffServ 개념​

• IntServ: QoS 보장을 위해 수신자 주도로 경로상의 자원을 미리 예약하는 기술

• DiffServ: 트래픽을 클래스별로 분류하여 차등화된 서비스를 제공하는 기술

IntServ, DiffServ 특징 비교​

구분	IntServ	DiffServ
목적	사전 경로지정, 자원 예약	트래픽별 서비스 차등화
특징	라우팅 오버헤드 발생	RSVP 연결비용 절감
서비스 목표	실시간 서비스 트래픽 흐름 지원	다양한 서비스 레벨 지원
엄격한 지연보증	보증 가능	불가
QoS 구분	RSVP로 라우터에서 패킷 확인	DSCP 이용 구분
규모	소규모	대규모
구현복잡도	높음, 연결 상태 관리	낮음, 분류, 마킹

IntServ, DiffServ 적용방안​

• DiffServ는 백본망, IntServ는 주변 소규모망에 적용하여 대규모 네트워크 구간 간 QoS 확보 및 소규모망 내 실시간 성능 확보

오류제어 방식의 개념​

FEC, ARQ 개념, 핵심요소 비교​

FEC, ARQ 개념​

• FEC는 검증 단말에 오버헤드, ARQ는 재전송으로 인한 네트워크 오베헤드 발생

FEC, ARQ 핵심요소 비교​

구분	FEC	ARQ
특징	실시간, 높은 처리율	재전송요구로 복잡한 알고리즘 불필요
용도	1:N 통신환경	실시간 처리 불필요
	채널 열악, 무선환경	단말 성능 열악
	재전송 시도불가 환경	전이중 통신 환경
장점	연속적 데이터 전송으로 높은 효율, 전송 지연 없음	알고리즘 간단, 단순한 단말구성, 채널적응력 우수
단점	복잡한 검출 알고리즘, 검출 및 정정 하드웨어 성능 필요	송수신 버퍼 필요, 채널 불안정시 재전송 요구 폭증

ARQ 유형​

구분	내용	비고
Stop & Wait ARQ	한 번에 하나의 프레임 전송 후 ACK를 받을 때까지 대기	단순, 낮은 전송 효율
Go Back N ARQ	여러 프래임 연속 전송, 오류 발생 프레임 이후 모든 프레임 재전송	전송효율 상대적 높음
Selective Repeat ARQ	여러 프레임 연속 전송, 오류 발생 특정 프레임만 재전송	전송효율 우수, 구현 복잡
Adaptive ARQ	전송환경에 따라 전송 속도나 재전송 전략을 동적 조절	패킷 오류율, SNR, 전송 지연
Hybrid ARQ	FEC로 정정시도 후 실패시 ARQ 시도	무선, 위선통신, 높은 신뢰성

오류제어 방식 선택시 고려사항​

• 채널 환경, 데이터 중요도, 실시간 요구사항을 고려하여 적합한 제어 방식 선택

RAN Sharing 개념​

• 여러 이동통신사업자가 하나의 무선 기지국 및 관련 인프라를 공유하여 통신서비스를 제공하는 기술
• 네트워크 투자, 유지 비용 절감, 효율성 증대, 커버리지 확대, 환경보호

RAN Sharing 구성도, 구성요소, 공공안전망 적용방안​

RAN Sharing 구성도​

RAN Sharing 구성요소​

구분	내용	비고
eNodeB	단말과 연결되어 데이터 송수신	여러 사업자 단말 수용
MME	단말의 접속관리, 이동성 관리	각 사업자별 독립 구성
GW	네트워크 간 연결하여 트래픽 송수신	S-GW, P-GW
HSS	가입자 정보 저장 및 관리	사업자 간 가입자 공유 가능
기지국	신호 송수신을 위한 사이트	유지보수 비용 분담

RAN Sharing 고려사항​

• 3GPP 표준으로 정의된 RAN Sharing 기술 준수 필요

해밍코드 개념​

• 데이터 전송과정에서 발생하는 오류를 검출하고 수정하기 위한 자기정정부호로 추가 패리티 비트를 삽입하여 데이터 손상 검증
• 통신 과정의 노이즈, 간섭으로 인한 무결성 저해 해결, 신뢰성, 정확성 보장

해밍코드 패리티 공식, 계산 절차, 적용 사례​

해밍코드 패리티 공식​

1100₂

구분	내용
패리티 수	$2^p >= P + d + 1$
	$2^p >= P + 4 + 1$
	$P = 3$
총 전송 비트 수	$7 = (3 + 4)$

해밍코드 계산 절차​

구분	내용
구성 방법	P1 P2 D1 P3 D2 D3 D4
패리티 위치	$2^p$
패리티 계산	X X 1 X 1 0 0
P1	0 X 1 X 1 0 0
P2	0 1 1 X 1 0 0
P3	0 1 1 1 1 0 0

• 합이 짝수가 되게 패리티 비트 추가

해밍코드 활용 사례​

구분	내용	비고
통신시스템	데이터 전송과정에서 발생한 오류를 정정, 검출하여 신뢰성 제고	위성통신, 이동통신
저장장치	저장 및 읽기 과정에서 발생 오류 검출, 정정하여 무결성 제고	SSD, HDD
메모리	메모리 셀 불량 오류 검출, 수정하여 시스템 안정성 제고	ECC 메모리

해밍코드 고려사항​

• 패리티 비트로 인한 전송 오버헤드 고려 필요

5G 특화망 개념​

• 기업사업자가 건물, 토지, 시설 등 제한된 범위 내에서 5G 서비스를 이용하기 위해 기업 맞춤형 무선 네트워크를 구축하는 기술
• 맞춤형 서비스, 보안 강화, 효율적인 자원 관리

5G 특화망 네트워크 슬라이싱, 구성기술, 적용사례​

5G 특화망 네트워크 슬라이싱​

• 하나의 네트워크 안에서 논리적으로 분리하여 각각의 가상 네트워크에 필요한 성능과 자원(대역폭, QoS) 제공

네트워크 슬라이싱 구성 기술​

구분	개념도	내용
SDN	어플리케이션, 컨트롤플레인, 데이터플레인	데이터 전달 기능과 제어기능을 분리하여 OpenFlow를 통해 SW로 제어하는 네트워크
NFV	스위치,라우터 --- 가상화 --- VNFs, MANO	네트워크 기능을 추상화하여 SW적으로 제어가 가능하도록 하는 기술
		Virtual Network Functions, Management and Orchestration

5G 특화망 적용사례​

구분	내용	비고
국내	스마트팩토리 생산 자동화	LG CNS
	자율주행 C-V2X 네트워크	현대자동차
국외	공항 수하물 추적, 보안 검색	두바이 공항
	항만 자동화, 크레인 제어	함부르크 항만

5G, 5G 특화망 비교​

구분	5G	5G 특화망
서비스 대상	불특정 다수	특정 기업, 기관
네트워크 범위	광범위	제한적
서비스 특성	다양한 서비스	특화 서비스
보안	상대적 취약	강화된 보안
자원관리	낮은 효율	높은 효율

이동통신기술 개념​

차트로 표현

구분	3G	4G	5G	6G
도입연도	2000	2010	2020	2030
체감속도	1M	10M	100M	1G
주요 활용분야	음성	영상	IoT, 자율주행	3차원공간, 메타버스

• 단말 수의 증가로 인한 속도 필요성과 공간 확장을 통해 10년 주기로 이동통신기술 발전

5G, 6G 개념 및 특징​

5G, 6G 개념​

• 5G: 빠른 데이터, 저지연 기반 5세대 이동통신 기술
• 6G: 초공간, 초저지연 기반 6세대 이동통신 기술

5G, 6G 특징 비교​

구분	5G	6G
체감속도	100Mbps	1Gbps
최대속도	20Gbps	1Tbps
주파수	6GHz, 24GHz	150GHz
대역폭	수 GHz	수십 GHz
지원고도	120m 이하	10km 이하
특징	광대역, 초연결, 저지연	초광대역, 초공간, 초연결, 초정밀, 초저지연, 초지능

5G, 6G 적용방안​

구분	5G	6G
공공	스마트팩토리, 스마트교육	스마트시티, 지능형 재난안전망
금융	모바일금융, 핀테크, 비대면금융	몰입형금융, 실시간글로벌금융
민간	스마트홈, 자율주행	메타버스, 촉각인터넷, 로보택시

6G 고려사항​

• 초공간 통신을 위해 저궤도 위성 기술 개발 선행 필요

네트워크 프로토콜 설계 개념​

• 네트워크 프로토콜 설계시 주소표현과 데이터 전달방식을 결정하고 신뢰성을 위해 오류제어와 흐름제어 기능 추가

오류제어 개념 및 기법​

오류제어 개념​

• 부가정보를 추가하여 데이터 전송 중 발생하는 오류를 검출하여 재전송요구(BEC)하거나, 수신 측에서 직접 수정(FEC)하는 매커니즘
• 데이터 무결성, 신뢰성

오류제어 기법​

구분	기법	내용
오류 검출	패리티 검사	짝수, 홀수 패티리 추가로 오류 검출
	체크섬	데이터 블록 합을 계산해서 오류 검출
	CRC	데이터 블록을 다항식으로 나눈 나머지 추가
FEC	블록부호	일정 크기 데이터 블록에 중복 비트 추가
	길쌈부호	연속적 데이터 흐름에 중복 비트 추가
BEC	ARQ	오류 발생시 송신 측에 재요청
	Hybrid ARQ	FEC + ARQ, 일부 오류 수정 후 불가시 재요청

흐름제어 개념 및 기법​

흐름제어 개념​

• 송신자, 수신자 간 데이터 전송속도를 조절하여 수신자가 처리 가능한 범위를 넘은 전송을 방지하는 기법
• 데이터 손실 최소화, 수신 버퍼 오버플로우 방지, 혼잡 완화

흐름제어 기법​

구분	내용	비고
Stop & Wait	송신측은 데이터 패킷을 하나씩 전송, 수신측의 ACK 응답 대기	낮은 효율, 같은 구현
Sliding Window	여러 개의 패킷 연속 전송, 수신측의 ACK 수신 확인 후 윈도우 조절	효율적, 범용적
Rate-based Flow Control	송신측은 수신측의 피드백 정보를 기반으로 데이터 전송속도 조절	혼잡제어 같이 사용

혼잡제어 개념 및 매커니즘​

혼잡제어 개념​

• 데이터 전송 중에 네트워크 혼잡을 방지하고 효율적으로 데이터 패킷을 전달하기 위한 메커니즘

혼잡제어 매커니즘​

구분	내용	비고
1. Slow Start	새로운 연결 또는 타임아웃 후 시작 혼잡 윈도우를 작게 시작해 지수적으로 증가	초기 네트워크 상태 탐색
2. Congestion avoidance	네트워크 혼잡을 예방하는 단계 AIMD 알고리즘 사용 혼잡 윈도우 크기를 조절	혼잡시 Threshold 감소
3. Fast Recovery	패킷 손실 시 혼잡 윈도우를 반으로 줄이고 전송 지속	손실 후에도 데이터 전송 계속
4. Fast Transmit	중복된 ACK 3개 이상 수신 시 손실된 패킷 즉시 재전송 타임아웃 없이 손실 처리	전송 효율 증가

데이터 전송방식 개념 및 기법​

데이터 전송방식 개념​

• 데이터가 송수신측 사이에서 어떻게 전달할지를 구현하는 방법

데이터 전송 기법​

구분	내용	비고
Simplex	단방향 아이디 전송	TV, 라디오
Half-Duplex	양방향 전송이나 한 순간에는 한 방향만 가능	무전기
Full-Duplex	동시에 양방향 전송 가능	전화, 화상통화