심우주 환경에서 전송률 향상을 위한 데이터 분할 기법

Abstract

우주기술개발에 대해 미국, 러시아, 일본, 유럽 등 많은 나라들이 관심을 가지고 다양한 계획을 추진하고 있으며 오래전부터 활발하게 연구를 하고 있다. 국내에서도 2020년까지 자체적인 기술로 달탐사를 하기 위해 연구 중이다. 우주 환경에서 데이터 통신을 하기 위해서는 기존의 지상인터넷을 사용하기가 적합하지 않으므로 새로운 기술들이 연구되었다. 대표적으로 우주 환경의 특징인 장시간 전파지연, 간헐적인 연결 등의 문제점들을 해결할 수 있는 DTN (Delay/Distruption-Tolerant Network)아키텍처가 발표되었다. DTN의 주요 Protocol은 데이터 저장 기능과 Custody 전송 기능을 가진 Bundle Protocol과 장거리 통신 환경에서 재전송 기반 신뢰성을 가지는 LTP (Licklider Transmission Protocol)가 있다. DTN Protocol 외에도 우주선과 지상 통신을 위한 CFDP (CCSDS File Delivery Protocol) 등이 있다. 본 논문에서는 DTN 주요 Protocol 및 CFDP에 대해 설명하고 CFDP/BP/LTP Stack을 적용한 테스트베드를 구축하여 테스트를 통해 전송률을 확인한다. 테스트 전송률과 데이터 분할 기법으로 인한 전송률을 비교하고 계층별 Protocol Data Unit의 최적 크기를 확인한다. LTP Segment 크기는 MTU 크기에서 MTU 헤더와 각 계층별 헤더 크기를 제외하고 적용했을 때 가장 우수한 성능을 보여주었다. Bundle과 CFDP PDU 크기는 LTP Segment 크기보다 큰 경우 더 좋은 성능을 보였다. 그러므로 Bundle과 CFDP PDU 크기는 LTP Segment 크기보다 크고 각 계층별 헤더 오버헤드를 고려하여 LTP Segment 크기를 설정하면 효율적인 전송률을 나타낼 수 있다.