KR100318339B1 - Motivation mehtod for service multimedia in the ATM - Google Patents
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Abstract
본 발명은 망에 분산되어 위치한 다수의 미디어 서버와 수신측이 서로 다른 클럭을 사용하는 ATM망의 분산 환경에 있어서, 미디어마다 가상 채널상의 지연 특성 및 패킷 손실율 등과 같은 QoS 특성을 이용하여 망의 종단간 제어 시간을 계산하고, 이를 기반으로 송신측의 전송 스케쥴을 조정함으로써 동기를 제공할 수 있도록 한 ATM망에서의 분산형 멀티미디어 서비스를 위한 동기화 방법에 관한 것으로, ATM망에서 분산형 멀티미디어 서비스의 지연 특성과 QoS 특성을 고려하여 효율적인 동기를 제공하기 위하여, ATM망의 가상 채널에 대한 지연 모델을 정의하고 가상 채널의 가변적인 지연 특성을 예측할 수 있는 지연 예측 기법 및 미디어의 QoS 특성을 기반으로 하여 동기를 제공하도록 함을 특징으로 하고, 분산 환경에서 미디어마다 가상 채널상의 지연 특성 및 패킷 손실율 등과 같은 QoS 특성을 이용하여 망의 종단간 제어 시간을 계산하고 이를 기반으로 송신측의 전송 스케쥴을 조정함으로써 동기를 제공하도록 함을 특징으로 하며, 가상 채널의 종단간 제어 시간의 변화를 이용하여 비동기 상태를 감시하고 비동기 상태 발생시 새로운 종단간 제어 시간을 송신측에 전송하여 새로운 망 환경에 적응하도록 함을 특징으로 하며, 이와 같이 사용자가 요구하는 패킷 손실율을 보장하면서 망의 가변적인 지연의 변화에 동적으로 적응할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, in a distributed environment of a plurality of media servers distributed in a network and an ATM network in which a receiving side uses different clocks, the network is terminated by using QoS characteristics such as delay and packet loss rate on a virtual channel for each media. The present invention relates to a synchronization method for a distributed multimedia service in an ATM network that provides synchronization by calculating a control time between the controllers and adjusting a transmission schedule of the sender based on the same. In order to provide efficient synchronization in consideration of the characteristics and QoS characteristics, synchronization based on QoS characteristics of media and delay prediction technique that can define the delay model for virtual channel of ATM network and predict the variable delay characteristics of virtual channel Delay delay on a virtual channel per media in a distributed environment. And calculating the end-to-end control time of the network using QoS characteristics such as packet loss rate and adjusting the transmission schedule of the sender based on the QoS characteristics. It monitors asynchronous status and transmits new end-to-end control time to sender when asynchronous status occurs, so that it can adapt to new network environment. It has the advantage of being able to adapt dynamically to change.
Description
본 발명은 망에 분산되어 위치한 다수의 미디어 서버와 수신측이 서로 다른 클럭을 사용하는 비동기 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode ; 이하, 'ATM'이라 칭함)망의 분산 환경에 있어서, 미디어마다 가상 채널상의 지연 특성 및 패킷 손실율 등과같은 QoS(Quality of Service) 특성을 이용하여 망의 종단간 제어 시간을 계산하고, 이를 기반으로 송신측의 전송 스케쥴을 조정함으로써 동기를 제공할 수 있도록 한 ATM망에서의 분산형 멀티미디어 서비스를 위한 동기화 방법에 관한 것이다.The present invention provides a distributed environment of a plurality of media servers distributed in a network and an asynchronous transfer mode (hereinafter, referred to as 'ATM') network in which a receiving side uses different clocks. Distributed in ATM network to provide synchronization by calculating end-to-end control time of network using quality of service (QoS) characteristics such as delay and packet loss rate, and adjusting transmission schedule of sender based on this A synchronization method for a type multimedia service.
일반적으로 통신 서비스 사용자들은 기존의 음성 서비스뿐만 아니라 오디오, 비디오, 텍스트, 그래픽 등의 다수의 미디어를 통합한 광대역 멀티미디어 서비스를 요구하고 있으며, 이에 따라 기존의 개별적인 통신망을 통하여 전송할 수 있는 B-ISDN은 광전송 기술의 진보에 의하여 방대한 대역폭을 제공할 수 있어 오디오 및 비디오와 같이 많은 전송 대역폭을 요구하는 미디어를 수용할 수 있게 되었다.In general, users of communication services require broadband multimedia services integrating multiple media such as audio, video, text, and graphics as well as existing voice services. Accordingly, B-ISDN, which can be transmitted through existing individual communication networks, Advances in optical transmission technology have made it possible to provide vast bandwidths to accommodate media that require large transmission bandwidths such as audio and video.
특히, ATM을 기반으로 하는 B-ISDN에서는 멀티미디어 서비스를 효율적으로 제공하기 위하여 미디어마다 별도의 가상 채널을 할당하고 미디어 스트림을 53옥텟의 고정 크기 셀로 나누어 통계적 멀티플렉싱을 수행한다.In particular, in ATM-based B-ISDN, in order to efficiently provide multimedia services, a separate virtual channel is allocated to each media and the media stream is divided into 53 octet fixed-size cells to perform statistical multiplexing.
이와 같이 별도의 가상 채널을 통하여 미디어를 전송하게 되면 미디어마다 서로 다른 QoS 특성을 보장할 수 있고, 망 자원을 효율적으로 이용할 수 있게 된다.As such, when media is transmitted through a separate virtual channel, different QoS characteristics can be guaranteed for each media, and network resources can be efficiently used.
그러나, 각 미디어가 별도의 가상 채널을 통해서 전송되는 동안 망내의 가변적인 지연 특성으로 인하여 가상 채널마다 서로 다른 지연과 지터가 발생하게 되고, 이로 인하여 미디어간 또는 미디어내 데이터 스트림의 비동기가 유발된다.However, due to the variable delay characteristics in the network while each media is transmitted through a separate virtual channel, different delays and jitters are generated for each virtual channel, which causes asynchronous data streams between media or in media.
따라서, 종래 ATM망에서 다수의 미디어를 통합하여 표현하기 위해서는 미디어내에서 패킷들의 시간 관계 및 미디어간의 시간 관계를 송신측과 일치시키도록 하는 동기화 방법에 대한 연구가 필수적으로 요구된다.Therefore, in order to integrate and express a plurality of media in a conventional ATM network, a study on a synchronization method for synchronizing the time relationship between packets in the media and the time relationship between the media and the sender is essential.
멀티미디어 서비스를 위한 동기는 미디어내에서 패킷들간의 시간 관계를 보장하기 위한 미디어내 동기와 미디어들간의 시간 관계를 보장하기 위한 미디어간 동기로 구분할 수 있으며, 현재까지 실시간 처리, 분산 환경에 적합한 프로토콜 기반의 동기화 방법들에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.Synchronization for multimedia service can be divided into in-media synchronization to guarantee time relationship between packets in media and inter-media synchronization to ensure time relationship between media.To date, protocol-based protocols suitable for real-time processing and distributed environment Various studies have been conducted on the synchronization methods.
종래의 동기화 방법으로는 미디어별로 구축된 점대점 형태의 통신망을 기반으로 한 미디어내 동기가 주로 연구되었고, 미디어간 동기 기법으로는 별도의 동기 채널을 두어 동기 정보를 주기적으로 전송하는 동기 채널 기법, 전송되는 패킷 스트림 사이에 동기를 위한 마킹 패킷을 삽입하는 동기 마커 기법, 저장 모델의 정보 검색에 적합하게 설계된 Litlle의 ASP/NSP 동기 기법 등이 연구되어 왔다.In the conventional synchronization method, in-media synchronization based on a point-to-point communication network constructed for each media has been mainly studied.As an inter-media synchronization method, a synchronization channel technique for periodically transmitting synchronization information by providing a separate synchronization channel, Synchronization marker techniques for inserting marking packets for synchronization between transmitted packet streams and Litlle's ASP / NSP synchronization techniques designed for retrieval of information in storage models have been studied.
그러나, 상기와 같은 동기 기법들은 전송망에서의 가변적인 지연 특성, 미디어마다 서로 다른 QoS 특성, 미디어 서버와 수신측간의 클럭 동기, 미디어 서버가 망에 분산되어 있는 분산 환경을 고려하지 않고 단일 미디어 서버에서 다수의 미디어 스트림을 제공하기 위한 기법들이었다.However, the above synchronization schemes can be implemented in a single media server without considering variable delay characteristics in the transmission network, different QoS characteristics for each media, clock synchronization between the media server and the receiver, and distributed environments in which the media servers are distributed in the network. Techniques for providing multiple media streams.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 그 목적은 망에 분산되어 위치한 다수의 미디어 서버와 수신측이 서로 다른 클럭을 사용하는 ATM망의 분산 환경에 있어서, 미디어마다 가상 채널상의 지연 특성 및 패킷 손실율 등과 같은 QoS 특성을 이용하여 망의 종단간 제어 시간을 계산하고, 이를 기반으로 송신측의 전송 스케쥴을 조정함으로써 동기를 제공할 수 있으며, 가상 채널의 종단간 제어 시간의 변화를 이용하여 비동기 상태를 감시하고, 비동기 상태 발생시 새로운 종단간 제어 시간을 송신측에 전송하여 새로운 망 환경에 적응할 수 있도록 한 ATM망에서의 분산형 멀티미디어 서비스를 위한 동기화 방법을 제공하는 데에 있다.The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a delay in a virtual channel for each media in a distributed environment of a plurality of media servers distributed in a network and an ATM network in which a receiver uses a different clock. QoS can be provided by calculating the end-to-end control time of the network using the QoS characteristics such as the packet loss rate and packet loss rate, and by adjusting the transmission schedule of the sender based on the QoS characteristics. The present invention provides a synchronization method for distributed multimedia services in an ATM network that monitors an asynchronous state and transmits a new end-to-end control time to a sender when an asynchronous state occurs.
도 1은 하나의 패킷의 동기를 위해 가상 채널 스케쥴링에 사용되는 시간 관계도,1 is a time relationship diagram used for virtual channel scheduling for synchronization of one packet.
도 2는 본 발명의 비동기 전송 모드망에서의 분산형 멀티미디어 서비스를 위한 동기화 방법을 기능적으로 표현한 계층 구조도,2 is a hierarchical structure diagram functionally representing a synchronization method for a distributed multimedia service in an asynchronous transmission mode network of the present invention;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 미디어 서버 11,23 : 타이머10: media server 11,23: timer
20 : 표현 스케쥴 생성 모듈 21 : 동기 모듈20: expression schedule generation module 21: synchronization module
22 : 지연 예측 모듈 24 : 미디어 표현 부시스템22: delay prediction module 24: media presentation subsystem
25 : 데이터 베이스 26 : 사용자25: database 26: user
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 ATM망에서의 분산형 멀티미디어 서비스를 위한 동기화 방법은, ATM망에서 분산형 멀티미디어 서비스의 지연 특성과 QoS 특성을 고려하여 효율적인 동기를 제공하기 위하여, ATM망의 가상 채널에 대한 지연 모델을 정의하고 가상 채널의 가변적인 지연 특성을 예측할 수 있는 지연 예측 기법 및 미디어의 QoS 특성을 기반으로 하여 동기를 제공하도록 함을 특징으로 하고, 분산 환경에서 미디어마다 가상 채널상의 지연 특성 및 패킷 손실율 등과 같은 QoS 특성을 이용하여 망의 종단간 제어 시간을 계산하고 이를 기반으로 송신측의 전송 스케쥴을 조정함으로써 동기를 제공하도록 함을 특징으로 하며, 가상 채널의 종단간 제어 시간의 변화를 이용하여 비동기 상태를 감시하고 비동기 상태 발생시 새로운 종단간 제어 시간을 송신측에 전송하여 새로운 망 환경에 적응하도록 함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a synchronization method for a distributed multimedia service in an ATM network according to an embodiment of the present invention provides virtual synchronization of an ATM network in order to provide efficient synchronization in consideration of delay and QoS characteristics of a distributed multimedia service in an ATM network. Delay prediction method that can define delay model for channel and predict variable delay characteristics of virtual channel and provide synchronization based on QoS characteristics of media, and delay on virtual channel per media in distributed environment QoS characteristics such as packet loss rate, etc. are used to calculate the end-to-end control time of the network and to adjust the transmission schedule of the sender based on this, to provide synchronization, and to change the end-to-end control time of the virtual channel. To monitor the asynchronous state and when asynchronous state occurs, It is characterized in that the mobile station is transmitted to the sender to adapt to the new network environment.
또한, 본 발명에 의한 ATM망에서의 분산형 멀티미디어 서비스를 위한 동기화 방법을 기능의 응용, 동기, 전송 계층에 따라 3계층으로 모듈화하여 기능의 추가 및 삭제가 용이하도록 함을 특징으로 한다.In addition, the synchronization method for distributed multimedia services in the ATM network according to the present invention is characterized in that it is easy to add and delete functions by modularizing the three layers according to the application, synchronization, and transport layer of the function.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 ATM망에서의 분산형 멀티미디어 서비스를 위한 동기화 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a synchronization method for distributed multimedia service in an ATM network according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
ATM망에 있어서 하나의 멀티미디어 오브젝트(예를 들면, 비디오의 한 프레임)는 여러 개의 패킷으로 나누어지고, 각각의 패킷은 AAL5 CS-PDU로 매핑된 후 다시 SAR계층에서 48옥텟 단위로 분할되며, 이어 ATM계층에서는 53옥텟의 ATM 셀을 생성한 후 통계적 멀티플렉싱을 이용하여 할당된 가상 채널을 통하여 전송한다.In an ATM network, one multimedia object (for example, one frame of video) is divided into several packets, each packet is mapped to an AAL5 CS-PDU, and then divided into 48 octet units in the SAR layer. The ATM layer generates 53 octets of ATM cells and transmits them through the allocated virtual channel using statistical multiplexing.
상기와 같은 ATM망에서 하나의 패킷을 전달할 경우 발생하는 종단간 지연을 λ라고 할 때, λ는 전송 지연과 전파 지연 및 가변 지연으로 구성되며, 송신측에서 전송한 패킷은 최소한 λ시간 이후에 수신측에 도착하게 된다.When the end-to-end delay that occurs when one packet is delivered in the above ATM network is λ, λ consists of a transmission delay, a propagation delay, and a variable delay, and the packet transmitted by the transmitter is received after at least λ time. You arrive at the side.
이때, 수신측에서 패킷을 표현(playout)하는 시점을 π, 수신측에서의 표현시간 간격을 τ라고 정의하고, 아래 수학식 1과 같이 λ보다 큰 값을 갖는 종단간 제어 시간 DE를 선택하여 π- DE로 정의되는 θ시간에 패킷을 전송하도록 가상 채널에 대한 스케쥴링을 하면 하나의 패킷에 대한 동기를 이룰 수 있게 된다.In this case, π is defined as the time at which the play side expresses a packet at the receiving side, and τ is represented as the time interval at which the receiving side is expressed, and π− is selected by selecting the end-to-end control time D E having a value greater than λ as shown in Equation 1 below. Scheduling a virtual channel to transmit a packet at θ time defined as D E enables synchronization of one packet.
도 1은 하나의 패킷의 동기를 위해 가상 채널 스케쥴링에 사용되는 시간 관계도이다.1 is a time relationship diagram used for virtual channel scheduling for synchronization of one packet.
그리고, ATM망에서 하나의 멀티미디어 오브젝트를 전송할 때 발생되는 지연은 상기 단일 패킷 전송과 동일하게 상수 성분인 전송 지연과 전파 지연 및 가변적인 지연 요소인 큐잉 지연 등으로 모델링할 수 있다.The delay generated when transmitting one multimedia object in an ATM network may be modeled as a transmission delay, a propagation delay, and a variable queuing delay, which are constant components, in the same manner as the single packet transmission.
ATM망의 멀티미디어 서비스에서 오디오 및 비디오 등과 같은 시간 종속적인 미디어는 오류없이 수신측에 도착하였더라도 정해진 표현 시간 이전에 도착한 정보만 사용자에게 정확히 표현될 수 있으며, 이후에 도착한 정보는 정보로서의 가치를 잃고 손실되게 된다.In the multimedia service of ATM network, time-dependent media such as audio and video can be represented accurately to the user, even if they arrive at the receiver without error, and the information arrived after it loses its value as information and is lost. Will be.
즉, ATM망에서의 패킷 손실율이 0인 경우에도 제시간에 도착하지 못하는 패킷에 의해서 패킷 손실율은 발생할 수 있으며, 이에 따라 멀티미디어 서비스의 동기를 위해 사용자가 요구하는 패킷 손실율은 미디어마다 망에서 허용 가능한 패킷 손실율과 제시간에 도착하지 못해 발생되는 패킷 손실율을 합한 값으로 정의할 수 있다.That is, even if the packet loss rate in the ATM network is 0, the packet loss rate may be caused by packets that do not arrive in time. Accordingly, the packet loss rate required by the user for synchronization of multimedia services is permissible in the network for each media. It can be defined as the sum of the packet loss rate and the packet loss rate caused by not arriving in time.
한편, 미디어 스트림내의 동기는 하나의 멀티미디어 오브젝트의 동기 과정을 확장한 것과 같다.On the other hand, synchronization in the media stream is equivalent to extending the synchronization process of one multimedia object.
즉, 미디어 스트림에 포함된 연속적인 데이터 요소들의 생성 시간은 각각의 데이터 요소가 수신측에서 표현되어야 하는 시간에서 종단간 제어 시간을 뺀 시간들의 연속적인 스케쥴로 표현할 수 있으며, 이에 따라 송신측에서 연속적인 생성 스케쥴에 따라 오브젝트를 전송할 경우 수신측에서의 동기를 이룰 수 있다.That is, the generation time of successive data elements included in the media stream may be expressed as a continuous schedule of times subtracting end-to-end control time from the time at which each data element is to be represented at the receiver. When an object is transmitted according to a typical generation schedule, synchronization at the receiving side can be achieved.
그리고, 미디어 스트림간의 동기를 위해서는 다수의 미디어들이 동일한 동기 시점(π)에서 표현(layout)되어야 하는데, 이때 각각의 미디어 스트림은 독립적으로 전송되기 때문에 미디어별로 종단간 제어 시간이 서로 다르게 된다.In addition, in order to synchronize media streams, a plurality of media must be laid out at the same synchronization time point (pi). In this case, since each media stream is transmitted independently, end-to-end control time is different for each media.
따라서, 송신측의 미디어 생성 시간은 동일한 동기 시점에서 다수의 미디어가 표현될 수 있도록 미디어별로 서로 다른 종단간 제어 시간을 뺀 시간에 오브젝트를 전송할 수 있도록 스케쥴링함으로써 미디어간 동기를 이룰 수 있다.Therefore, the media generation time of the transmitting side can be synchronized between media by scheduling an object to be transmitted at a time subtracting different end-to-end control time for each media so that a plurality of media can be expressed at the same synchronization time.
본 발명에 의한 ATM망에서의 분산형 멀티미디어 서비스를 위한 동기화 방법은 망의 트래픽 특성 및 QoS 특성을 고려해야 하고, 미디어내의 시간 관계 및 미디어간의 시간 관계의 손실을 효율적으로 예방해야 하며, 또한 망내 지연 특성의 변화에 따른 비동기 상태가 발생할 경우 송신측의 전송 스케쥴을 재조정함으로써 비동기 상태를 극복할 수 있어야 한다.Synchronization method for distributed multimedia service in ATM network according to the present invention should consider network traffic characteristics and QoS characteristics, effectively prevent the loss of time relationship between media and time relation between media, and delay characteristics within network If the asynchronous state occurs due to the change of, it should be able to overcome the asynchronous state by rescheduling the transmission schedule of the sender.
하지만, 송신측의 전송 스케쥴 변경에 따른 셀 손실율 등과 같은 비용을 고려할 때 일시적인 버스트 트래픽에 의해 발생되는 지연 특성의 변화에는 반응하지 않아야 하며, 지속적으로 망의 지연 특성이 변화될 경우에만 반응해야 한다.However, considering the cost such as the cell loss rate according to the transmission schedule change of the transmitting side, it should not respond to the change of delay caused by the temporary burst traffic and only respond to the change of the delay characteristic of the network continuously.
본 발명에 의한 ATM망에서의 분산형 멀티미디어 서비스를 위한 동기화 방법은 망을 통하여 전송된 멀티미디어 데이터가 수신측에서의 QoS 요구 사항을 보장하면서 제시간에 표현되도록 하기 위하여 망내의 트래픽에 대한 통계 정보를 이용하여 송신측의 전송 스케쥴을 생성하도록 한다.The synchronization method for distributed multimedia service in ATM network according to the present invention uses the statistical information on the traffic in the network to ensure that multimedia data transmitted through the network is represented in time while guaranteeing QoS requirements at the receiving side. Create a transmission schedule on the sending side.
본 발명에 의한 ATM망에서의 분산형 멀티미디어 서비스를 위한 동기화 방법은 미디어내 동기를 위해 망의 종단간 제어 시간을 이용하여 미디어 스트림에 대한 연속적인 스케쥴을 생성하고, 미디어간 동기를 위해 동일한 시점에 다수의 미디어 스트림이 표현되도록 전송 스케쥴을 생성하도록 한다.The synchronization method for distributed multimedia services in an ATM network according to the present invention generates a continuous schedule for a media stream using end-to-end control time of a network for intra-media synchronization, and at the same time point for inter-media synchronization. Create a transmission schedule so that multiple media streams are represented.
본 발명에 의한 ATM망에서의 분산형 멀티미디어 서비스를 위한 동기화 방법은 사용자의 임의의 가상 VCR 입력 및 망의 부하 변동 등에 기인한 동적인 시스템 상황에 적응적으로 대응할 수 있도록 종단간 제어 시간의 변화를 이용하여 비동기 상태를 감시하고 비동기 상태 발생시 송신측의 전송 스케쥴을 재조정함으로써 비동기 상태를 극복할 수 있도록 한다.Synchronization method for distributed multimedia service in ATM network according to the present invention is to change the end-to-end control time to adaptively respond to dynamic system situation caused by user's arbitrary virtual VCR input and network load change. By monitoring the asynchronous state and rescheduling the transmission schedule of the sender when an asynchronous state occurs, the asynchronous state can be overcome.
본 발명에 의한 ATM망에서의 분산형 멀티미디어 서비스를 위한 동기화 방법은 동기를 위한 기능을 3개의 계층으로 나누어 기능의 추가 및 삭제가 용이하도록 한다.The synchronization method for a distributed multimedia service in an ATM network according to the present invention divides a function for synchronization into three layers to easily add and delete functions.
즉, 도 2는 본 발명의 ATM망에서의 분산형 멀티미디어 서비스를 위한 동기화 방법을 기능적으로 표현한 계층 구조도로서, OSI 참조 모델의 응용(Application)계층에 해당되며, 사용자(26)로부터 멀티미디어 서비스를 위한 멀티미디어 데이터 전송 요구 메시지를 수신하고 망내 데이터 베이스(25)에서 OCPN(Object Composition Petri Net) 형태로 저장된 멀티미디어 서비스의 시간 관련 정보를 수신하여 표현 스케쥴 생성 알고리즘과 표현 스케쥴 분리 알고리즘을 통해 미디어별 표현 스케쥴을 생성하는 계층 1의 표현 스케쥴 생성 모듈(20)과, OSI 참조 모델의 세션(Session)계층 및 표현(Presentation)계층에 해당되며, 상기 표현 스케쥴 생성 모듈(20)에서 생성된 표현 스케쥴을 송신측의 미디어 서버(10)로 전송하여 송신측의 미디어 서버(10)가 표현 스케쥴을 전송 스케쥴 생성에 이용함으로써 미디어 스트림을 제시간에 표현할 수 있도록 하고, 계층 3의 지연 예측 모듈(22)로부터 전달받은 전송 지연과 전파 지연 및 가변 지연에 대한 통계 정보를 이용하여 미디어별 종단간 제어 시간을 계산하고, 종단간 제어 시간 변화가 임계값을 초과하는지를 판단하여 망내 비동기 상태를 감시하며, 이때 비동기 상태가 발생할 경우 재동기를 이루기 위해 망의 종단간 제어 시간을 송신측의 미디어 서버(10)에 전송하는 계층 2의 동기 모듈(21)과, OSI 참조 모델의 전송(Transport)계층에 해당되며, 패킷이 도착할 때마다 지연 예측 기법을 이용하여 망의 가변 지연에 대한 평균과 표준 편차와 같은 통계 정보를 생성 및 관리하고, 이 통계 정보와 함께 망의 트래픽 특성 정보를 상기 동기 모듈(21)에 전송하는 계층 3의 지연 예측 모듈(22)로 이루어진다.That is, FIG. 2 is a hierarchical structure diagram functionally representing a synchronization method for a distributed multimedia service in an ATM network according to the present invention, which corresponds to an application layer of the OSI reference model. Receives the multimedia data transmission request message and receives the time-related information of the multimedia service stored in the object composition petri net (OCPN) form in the network database 25 to generate an expression schedule for each media through an expression schedule generation algorithm and an expression schedule separation algorithm. Corresponding to the representation schedule generation module 20 of the layer 1 to be generated, the session layer and the presentation layer of the OSI reference model, and the representation schedule generated by the representation schedule generation module 20 The media server 10 on the sending side transmits the presentation schedule to the transmission schedule generation. In this way, the media stream can be represented in time, and the end-to-end control time for each media is calculated by using statistical information about the transmission delay, the propagation delay, and the variable delay received from the delay prediction module 22 of the layer 3, Determining whether the change of the control time between the two exceeds the threshold value, and monitors the asynchronous state in the network, and in this case, the layer 2 which transmits the end-to-end control time of the network to the transmitting media server 10 to achieve resynchronization. Corresponds to the synchronization module 21 and the transport layer of the OSI reference model, and generates and manages statistical information such as the mean and standard deviation for variable delays in a network by using a delay prediction technique whenever a packet arrives. The delay prediction module 22 of Layer 3 transmits the traffic characteristic information of the network to the synchronization module 21 together with the statistical information.
도 2에 도시된 바와 같이 수신측 사용자(26)는 미디어별로 패킷 손실율과 같은 QoS 파라미터와 함께 멀티미디어 서비스를 위한 멀티미디어 데이터 전송 요구 메시지를 표현 스케쥴 생성 모듈(20)에 전송한다.As shown in FIG. 2, the receiving user 26 transmits a multimedia data transmission request message for a multimedia service to the presentation schedule generation module 20 together with QoS parameters such as packet loss rate for each media.
이어, 표현 스케쥴 생성 모듈(20)에서는 사용자(26)가 요구하는 멀티미디어 서비스의 시간 관련 정보를 관리하는 망내의 데이터 베이스(25)로 멀티미디어 서비스의 시간 관련 정보 및 미디어 서버(10)의 위치 정보를 요구하여 데이터 베이스(25)로부터 OCPN 형태로 정보를 수신한다.Next, the expression schedule generation module 20 transmits the time-related information of the multimedia service and the location information of the media server 10 to the database 25 in the network that manages the time-related information of the multimedia service requested by the user 26. On request, information is received from the database 25 in the form of an OCPN.
상기 OCPN 정보를 수신한 표현 스케쥴 생성 모듈(20)에서는 OPCN 정보로부터 멀티미디어 서비스의 표현 시간 정보를 추출하고 이 추출된 멀티미디어 서비스의 표현 시간 정보로부터 미디어별 표현 시간 스케쥴(πt)을 생성한 후 동기 모듈(21)로 표현 시간 스케쥴을 전송한다.The expression schedule generation module 20 receiving the OCPN information extracts the expression time information of the multimedia service from the OPCN information, generates the expression time schedule π t for each media from the expression time information of the extracted multimedia service, and then synchronizes it. Send the presentation time schedule to module 21.
그러면, 동기 모듈(21)에서는 송신측과 수신측간의 클럭 동기와 망의 초기 지연을 측정하기 위한 과정을 수행한 후, 미디어별로 송신측의 전송 개시 시점 계산을 위한 관련 정보와 상기 표현 스케쥴 생성 모듈(20)에서 전송된 표현 시간 스케쥴을 포함하는 전송 개시 요구 메시지를 송신측의 미디어 서버(10)로 전송한다.Then, the synchronization module 21 performs a process for measuring the clock synchronization between the transmitting side and the receiving side and the initial delay of the network, and then the related information for calculating the transmission start time of the transmitting side for each media and the expression schedule generation module. The transmission start request message including the presentation time schedule transmitted at 20 is transmitted to the media server 10 at the transmitting side.
상기 전송 개시 요구 메시지를 수신한 송신측의 미디어 서버(10)에서는 미디어별로 전송 개시 시점을 계산하고 전송 개시 시점까지 대기한 후에 전송 타이머(11)를 초기화한다.The media server 10 of the transmitting side that has received the transmission start request message calculates the transmission start time for each media and waits until the transmission start time, and then initializes the transmission timer 11.
이때, 전송 타이머(11)가 수신측에서 전송한 표현 시간 스케쥴과 동일하면 미디어 스트림을 수신측의 지연 예측 모듈(22)로 전송한다.At this time, if the transmission timer 11 is identical to the presentation time schedule transmitted from the receiving side, the media stream is transmitted to the delay prediction module 22 of the receiving side.
한편, 전송 개시 요구 메시지를 전송한 수신측의 동기 모듈(21)에서는 첫 번째 패킷의 도착 예정 시간(이론적인 수신측 타이머 초기화 시점)을 시험 패킷으로 측정한최대 초기 지연만큼 타이머의 초기화 시점을 지연시키고, 그에 해당하는 시간 동안은 미디어별로 버퍼를 두어 가변적인 지연으로 인해 예정 시간보다 늦게 도착하여 야기되는 패킷 손실을 방지함으로써 미디어별로 발생되는 망내 지연의 변화를 버퍼에서 수용하여 항상 동기를 이룰 수 있도록 한다.On the other hand, in the synchronization module 21 on the receiving side that has transmitted the transmission start request message, the initialization time of the timer is delayed by the maximum initial delay measured by the test packet of the estimated time of arrival of the first packet (the theoretical receiving timer initialization time). In order to prevent the packet loss caused by arriving later than the scheduled time due to the variable delay, buffers can be accommodated in the network for the media to always be synchronized. do.
이후, 수신측의 지연 예측 모듈(22)에서는 미디어 서버(10)에서 전송되는 미디어 스트림의 멀티미디어 데이터를 수신한 후, 멀티미디어 데이터의 표현 시간이 수신측 타이머(23)와 일치할 경우 수신측의 표현 부시스템(24)으로 멀티미디어 데이터를 전송하여 사용자(26)에게 멀티미디어 데이터를 표현하도록 한다Then, the delay prediction module 22 on the receiving side receives the multimedia data of the media stream transmitted from the media server 10, and then, when the presentation time of the multimedia data matches the receiving timer 23, the expression on the receiving side. The multimedia data is transmitted to the subsystem 24 so that the user 26 can express the multimedia data.
그리고, 지연 예측 모듈(22)에서는 도착하는 패킷의 전송 지연과 전파 지연 및 가변 지연에 대한 통계 정보를 관리하여 이 관리된 통계 정보를 동기 모듈(21)에 전송한다.The delay prediction module 22 manages statistical information on the transmission delay, the propagation delay, and the variable delay of the arriving packet, and transmits the managed statistical information to the synchronization module 21.
그러면, 동기 모듈(21)에서는 상기 지연 예측 모듈(22)로부터 전달받은 통계 정보로부터 현재 망의 종단간 지연과 시간을 계산하고, 이 계산된 망의 종단간 지연과 현재 스케쥴링에 사용되는 종단간 제어 시간의 비율이 임계값을 초과하는지 판단한다.Then, the synchronization module 21 calculates the end-to-end delay and time of the current network from the statistical information received from the delay prediction module 22, and the end-to-end control used for the end-to-end delay and current scheduling of the calculated network. Determine if the rate of time exceeds the threshold.
상기 판단 결과, 만약 임계값을 초과하게 되면, 동기 모듈(21)은 비동기 상태에 있다고 결정하여 종단간 제어 시간을 포함한 피드백 메시지를 송신측의 미디어 서버(10)에 재전송함으로써 재동기를 이룰 수 있도록 한다.As a result of the determination, if the threshold value is exceeded, the synchronization module 21 determines that it is in an asynchronous state so that resynchronization may be achieved by retransmitting a feedback message including the end-to-end control time to the transmitting media server 10. do.
이상, 상기 설명에서와 같이 본 발명은, ATM망의 분산 환경에서 미디어마다 가상 채널상의 지연 특성 및 패킷 손실율 등과 같은 QoS 특성을 이용하여 망의 종단간 제어 시간을 계산하고, 이를 기반으로 송신측의 전송 스케쥴을 조정함으로써 동기를 제공할 수 있으며, 가상 채널의 종단간 제어 시간의 변화를 이용하여 비동기 상태를 감시하고, 비동기 상태 발생시 새로운 종단간 제어 시간을 송신측에 전송하여 새로운 망 환경에 적응할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention calculates end-to-end control time of a network using QoS characteristics such as delay characteristics and packet loss rate on a virtual channel for each media in a distributed environment of an ATM network, and based on this, Synchronization can be provided by adjusting the transmission schedule, and the new end-to-end control time can be transmitted to the sender to adapt to the new network environment by monitoring the asynchronous state using the change of end-to-end control time of the virtual channel. It has an effect.
즉, 본 발명은 사용자가 요구하는 패킷 손실율을 보장하면서 망의 가변적인 지연의 변화에 동적으로 적응할 수 있는 장점이 있다.That is, the present invention has the advantage of being able to dynamically adapt to the change of the network delay while ensuring the packet loss rate required by the user.
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