KR100565942B1 - 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인터넷 서비스와 다채널의 방송 서비스를 동시에 제공하기 위한 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템 및 그 방법은, 데이터 통신망에서 이더넷 방송 프레임을 이용하여 광대역 인터넷 서비스와 다채널의 디지털 방송을 동시에 서비스 할 수 있고, 한 개의 광파장에 인터넷과 방송을 모두 수용하기 위해 방송 트래픽은 이더넷으로 변환되어 다중화되며, 다중화된 방송 트래픽은 인터넷 데이터와 동일한 밴드(한 개의 광파장)로 구성되어 가입자망으로 전송되고, 가입자 측에서는 인터넷 트래픽과 방송 트래픽으로 구분하여 각 트래픽을 별도의 처리과정을 거쳐 최종 수신장치로 출력되도록 한다.
이와 같이 하면, 기존에 이원화되어 서비스되는 방송과 통신 환경을 통합하여 저가로 구성된 이더넷 환경에서 훨씬 간단하고 효율적으로 서비스할 수 있다.
방송 프로그램 공급자, 시스템 운용자, 가입자망의 수신장치, 이더넷 전달망, 이더넷 방송 프레임

Description

이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR COMBINING BROADCASTING AND COMMUNICATION OF BEING BASED ON ETHERNET}
도 1은 광동축혼합(HFC)을 이용한 케이블 TV 망의 구성을 도시한 것이다.
도2는 파장분할다중(WDM) 방식을 이용한 수동형 광가입자 망(PON)의 디지털 방송망의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 일부 구성요소인 CATV 전달망(ATM 전달망)을 이용한 방송 데이터의 전송 계층도를 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 ATM 전달망 사이에서의 MPEG 데이터와 ATM 셀간 매핑 구성을 도시한 것이다.
도 5는 종래 기술에 따른 실시예의 인터넷 방송 및 VOD 방송을 위한 전달망 구조를 도시한 것이다.
도 6은 IP 인터넷 방송망의 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 적용되는 이더넷 기반의 디지털 방송 서비스를 위한 방송 망의 구성을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 적용되는 이더넷을 이용한 인터넷 및 CATV 방송 전달망의 구성을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템의 각 계층의 구성을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템의 이더넷 방송 프레임의 형성 과정을 도시한 것이다.
도 11은 도 9의 일부 구성요소인 방송 프로그램 공급자의 송신 기능 블록의 구성을 도시한 것이다.
도 12는 도 11의 일부 구성요소인 이더넷 캡슐화부의 캡슐 과정을 도시한 것이다.
도 13은 도 9의 일부 구성요소인 방송 프로그램 공급자와 시스템 운용자간에 전송되는 이더넷 방송 프레임의 구조를 도시한 것이다.
도 14는 도 9의 일부 구성요소인 시스템 운용자로 입출력되는 각 방송 스트림의 흐름 과정을 도시한 것이다.
도 15는 도 9의 일부 구성요소인 시스템 운용자 내의 분배 시스템의 송신 기능 블록의 구성을 도시한 것이다.
도 16은 도 9의 일부 구성요소인 시스템 운용자의 분배 시스템에서 단방향 방송을 위한 이더넷 방송 프레임의 구조를 도시한 것이다.
도 17은 도 9의 일부 구성요소인 시스템 운용자의 분배 시스템에서 양방향 방송을 위한 이더넷 방송 프레임의 구조를 도시한 것이다.
도 18은 본 발명의 일부 구성요소인 가입자망의 수신 장치의 구성을 도시한 것이다.
본 발명은 인터넷 서비스와 다채널의 방송 서비스를 동시에 제공하기 위한 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
현재 일반 가정 가입자들의 경우에, 인터넷 서비스와 VOD(Video On Demand) 방송 서비스는 ISP(Internet Service Provider)를 통해 PC로 서비스를 제공받고 있으며, 방송은 지상파 및 유선방송망을 통한 CATV, 위성방송 등의 다양한 방송을 TV를 통해 서비스 받고 있다.
방송과 통신을 융합하여 TV를 통하여 인터넷과 방송 서비스를 가입자에게 제공하는 기술이 활발하게 진행되고 있으며, 이러한 방송과 통신의 융합서비스는 기존 케이블망을 이용하는 방법과, 기존의 통신선로에 광신호의 오버레이(Overlay) 구성을 이용하여 방송서비스를 제공하는 방법, 또는 IP 인터넷망에 RTP 프로토콜을 적용하여 방송서비스를 통합하는 방법 등이 제안되고 있다.
위에서, 기존 케이블망인 광동축혼합(Hybrid Fiber Coaxial, HFC)망을 이용하는 방법은 방송망에서 통신서비스를 수용하는 형태이며, IP 인터넷망은 데이터 통신망을 이용하여 방송을 수용하고자 하는 것이다.
그런데 하나의 선로와 프로토콜을 통하여 통신과 방송서비스를 동시에 융합하여 경제적이며 효율적으로 가정까지 서비스를 제공하는 방법이 뚜렷하게 제시되지 못하고 있다. 따라서 가정으로 인입되는 하나의 라인으로 통신과 방송이 융합된 모든 서비스를 수용할 수 있는 효율적인 방법이 요구되는 실정이다.
도 1은 광동축혼합(HFC)을 이용한 케이블 TV 망의 구성을 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, CATV망은 크게 방송 프로그램을 제작하여 공급하는 방송프로그램 제작자(Program Provider, 101), 방송프로그램 제작자(101)로부터 수신된 프로그램과 자체 제작된 프로그램을 채널 변경하여 가입자에게 방송 서비스를 제공하는 서비스 제공자인 시스템 운용자(System Operator, 102), 시스템 운용자(102)까지 방송신호를 전달하는 CATV 전달망(103)과 시스템 운용자(102)에서 가입자까지 방송신호를 전달하는 CATV 가입자 분배망(104)을 포함한다.
CATV 가입자 분배망(104)은 분배센터(105)로부터 가입자까지 광케이블과 동축(Coaxial) 케이블이 혼재되어 있어 광동축혼합 망으로 부르고 있으며 케이블 TV 서비스와 인터넷 서비스를 제공할 수 있다.
서비스 제공자인 시스템 운용자(102)는 전송받은 콘텐츠를 가입자에게 전송하거나 자체 광고나 자막을 삽입하여 가입자들에게 전송하는 방송기능부(106)와 방송신호를 전달하기 위한 분배센터(Distribution Center, 105)를 포함한다.
전송망 중에서 가입자분배망(104)은 전송된 광신호를 전기신호로 바꾸어 주는 광통신망 유니트(optical network unit, ONU)(108)시스템이 있다.
ONU 시스템(108)에서 전기신호로 바뀐 방송데이터는 동축 케이블 선로를 이용하여 가입자에게 서비스를 전달하며, ONU 시스템(108)과 가입자 사이에는 거리에 따라 중계기와 스플리터(Splitter)를 사용하여 가입자를 수용한다.
이와 같이 광동축 혼합(HFC)을 이용한 CATV 망은 우선 케이블 TV 방송의 서비스 제공을 주목적으로 하고 있고, 망의 대역폭 중 일부를 활용하여 인터넷 서비 스, VOD(Video on demand) 서비스, 전화 서비스 등의 결합을 시도하고 있다.
이러한 광동축 혼합(HFC)을 이용한 CATV 망은 대표적인 현재 상용화된 방송과 통신을 융합하여 동시에 서비스하는 기술이지만, CATV망이 방송망을 근본으로 하여 설계된 망으로 인터넷 서비스를 위한 데이터 통신용 대역폭이 부족한 상태이고, VOD 방송 서비스가 데이터 통신용 대역폭의 문제로 인하여 서비스가 어려운 상태다.
VOD 방송 서비스를 수용하기 위하여 현재 새로운 HFC 망의 케이블 기술 표준을 제정하고 있으나 기술표준이 완료되는 경우에 가입자 측과 시스템 운용자에 새로운 서비스 장비의 설치가 요구된다.
콘텐츠를 제공하는 방송프로그램 제작자(101)와 시스템 운용자(102)사이의 CATV 전달망(103)은 ATM 네트워크나 또는 전용선을 이용한다. CATV 전달망(103)은 ATM를 이용하는 경우는 전송효율이 낮고 전용선을 이용하는 경우에는 회선의 서비스 가격이 단점이 있다.
도2는 파장분할다중(WDM) 방식을 이용한 수동형 광가입자 망(PON)의 디지털 방송망의 구성을 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, WDM(Wavelength Division Multiplexing)을 이용한 PON(Passive Optical Network)의 디지털 방송망은, 방송프로그램 공급자(201), CATV 전달망(202), 시스템 운용자(203), 분배 센터(204), 및 PON 가입자망(205)을 포함한다.
특히, PON 가입자망(205)은 광신호가 중간에 전기신호로 변환되어 신호가 전 달되는 HFC망과 달리 광신호를 직접 분배(Splitting) 하여 가입자수를 늘리고, 가입자까지 직접 광신호를 전달한다.
이와 같이, WDM을 이용한 PON의 디지털 방송망은 데이터통신망에서 광섬유를 줄이고 망의 효용성을 높이기 위한 것으로서, PON 가입자망(205)에 파장이 다른 광신호를 각각 인터넷과 방송에 할당하고 이를 다중화하는 WDM 기술을 접목시켜 통신과 방송을 융합하여 서비스하는 방법을 사용한다.
즉 송신측인 분배센터(204) 내의 OLT(Optical Line Terminal, 206)에서 인터넷과 방송용 파장을 다중화하여 전송하고, 수신측에서는 WDM 커플러(207)를 사용하여 인터넷과 방송 파장을 분리하여 가입자에게 서비스를 제공한다.
현재 PON망을 이용한 오버레이 구조가 연구 중이며, 일례로 하향용 인터넷 서비스는 1490nm, 상향 인터넷 서비스는 1310nm, 방송용 서비스용 하향은 1550nm 의 파장을 할당하여 사용중이다.
이러한 WDM을 이용한 PON의 디지털 방송 방식은 채널 수에 제한을 받지 않고 거의 무제한인 광케이블의 대역폭을 통신과 방송에 각각 활용할 수 있으며 쉽게 구현할 수 있는 장점이 있다.
그러나 WDM을 이용한 PON의 디지털 방송 방식은 VOD와 같은 가입자의 요구에 의해 이루어지는 방송은 여전히 인터넷 데이터로 처리되어 인터넷 서비스용 하향 파장(1490nm)을 이용하게 되며, 방송 서비스가 이원화되어 수신기능부의 처리가 분리되어 수행되어야 한다. 또한, WDM을 이용한 PON의 디지털 방송 방식은 파장 분할과 광파워 증폭에 대한 필요성으로 인해 고가의 광부품들을 사용해야 하므로 경 제적인 부담이 크고, 경제성 있는 망의 구축이 용이하지 않다는 단점이 있다.
도 3은 도 1 및 도 2의 일부 구성요소인 CATV 전달망(ATM 전달망)을 이용한 방송 데이터의 전송 계층도를 도시한 것이다.
도3에 도시된 바와 같이, ATM 전달망(305)은 방송 프로그램 공급자(301)와 시스템 운용자(302) 사이에 위치하며, ATM용 에지(Edge) 스위치(303)와 백본용 ATM 스위치(304)를 거쳐서 방송신호 전달 동작을 수행된다.
방송 프로그램 공급자(301)가 시스템 운용자(302)에게 프로그램을 제공하는 방식에 따라 ATM의 상위 프로토콜은 두 가지로 분류된다.
ATM 상위 프로토콜은 첫 번째로 ATM에 MPEG-TS(Transport Stream)를 그대로 실은 경로1, 두 번째로 MPEG-TS 데이터를 IP를 통하여 ATM에 실은 경로2로 분류된다.
위의 두 가지 방법으로 MPEG-TS 데이터를 ATM 전달 망(305)으로 분배하는 방식은 하나의 MPEG-TS 데이터가 여러 개의 ATM 셀(Cell)로 나누어지기 때문에 전송의 효용성이 떨어지게 된다.
도 4는 도 3의 ATM 전달망 사이에서의 MPEG 데이터와 ATM 셀간 매핑 구성을 도시한 것이다.
즉, 도 4에는 ATM 전달망 사이에서 일어나는 MPEG2 스트림(401)과 ATM 셀 (402)사이의 변환 과정을 나타내는데, 특히 ATM AAL5를 사용하여 MPEG-TS를 전송하는 경우에 두 개의 MPEG-TS가 하나의 ATM AAL5로 변환되어 ATM 셀로 나누어지는 과정을 나타낸 것이다.
MPEG2 스트림(401)은 188바이트로 정의된 MPEG-TS(403)로 변환된 후에 MPEG-TS(403)를 AAL1 또는 AAL5(404)로 실어 48 바이트 ATM 프레임의 페이로드(Payload)에 나누어서 실린다.
MPEG-TS(403)을 AAL5 PDU(Packet Data Unit)로 매핑 할 경우에, 두 개의 MPEG-TS(403)가 8개의 ATM 셀에 정확히 매핑된다. 이는 ATM 포럼(Forum)의 VOD 스펙 1.1에 적용된 것이다.
AAL5의 주요 단점으로는 시간정보를 추출하는데 필요한 기법이 없고, 전방 오류 제어(Forward Error Correction)기능을 제공하지 못한다는 것이고, 주요 장점으로는 데이터 및 신호 전송용 AAL-5가 이미 장착된 종단 사용자 장치에 대해서는 추가 소요 경비없이 영상 서비스를 제공할 수 있다는 것이다.
MPEG-TS(403)을 AAL1 PDU로 매핑할 경우에, 한 개의 MPEG-TS(403)가 4개의 ATM AAL1 셀에 매핑된다. AAL5에 비해 AAL1이 갖는 중요한 장점은 실시간 어플리케이션을 위해 정의되었다는 점이다. AAL1의 중요한 단점은 AAL1이 항등 비트율(CBR) 응용에만 적용된다는 점이다.
따라서, 하나의 188바이트 MPEG-TS(403)를 전송하기 위해서 여러 개의 ATM 셀로 나누어서 전송해야하므로 오버헤드가 많다는 단점이 있다.
도 5는 종래 기술에 따른 실시예의 인터넷 방송 및 VOD 방송을 위한 전달망 구조를 도시한 것이다.
특히, 도 5는 라우터 시스템으로 구성된 인터넷 망에 있어서 IP 멀티캐스트를 이용하여 가입자(504)에게 VOD 및 인터넷(Internet) 방송용 데이터를 전송하는 망의 구조를 나타낸 것이다.
방송 프로그램 공급자(501)에서 시스템 운용자 기능의 에지 라우터(502) 간에는 백본망(503)에서 미리 할당된 대역폭을 통하여 방송용 데이터의 전송, 또는 전용선(SONET, 기가 이더넷)을 통하여 방송용 데이터의 전송이 이루어질 수 있다.
시스템 운용자(SO) 기능의 에지 라우터(502)가 가입자에게 데이터를 전송해 주는 가입자 망은 점대점 또는 점대다중점(PON 망)망의 형태로 구성이 가능하지만 IP 멀티캐스트 기능을 지원해야 한다.
IP 멀티캐스트를 지원하기 위해서는 가입자 망이 이더넷으로만 구성된 경우에 IGMP(Internet Group Message Protocol) 스누핑(Snooping) 기능이나 GMRP(GARP Multicast Registration Protocol) 기능이 제공되어야만 한다.
도 6은 IP 인터넷 방송망의 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 라우터 시스템으로 구성된 인터넷 망에서 방송서비스를 제공하기 위한 전송의 각 계층은 방송 프로그램 공급자(601)와 가입자(602)로 연결된 망에서 모든 에지 라우터(604)가 IP 멀티캐스트를 지원해야 한다.
IP 라우터 백본망(603)을 통하여 IP 멀티캐스트 트래픽을 전송하기 위해서는 에지 라우터(604)에서 백본 라우터(605)의 IP 터널링(Tunneling)을 통하여 에지 라우터(604)간의 IP 멀티캐스트 트래픽을 전송한다.
IP 터널링은 모든 IP 멀티캐스트 트래픽의 IP 캡슐화(Encapsulation)를 수행하여 에지 라우터(604)간에 IP 유니캐스트(Unicast) 통신을 가능하게 한다. 시스템 운용자로 전송된 IP 멀티캐스트 트래픽을 가입자에게 전송하기 위해서는 가입자 망 이 IP 멀티캐스트를 지원하여야 한다.
일례로, FTTH(Fiber to the home)로 구성되는 EPON망이나 메트로이더넷망의 가입자 스위치는 링크 계층으로만 구성되어 있기 때문에 각 단에서 IGMP 스누핑(Snoooping)이나 GMRP가 이루어져 멀티캐스트 그룹에 가입된 해당 포트로만 IP 멀티캐스트 트래픽을 전송한다.
그러나, 대부분의 스위치 칩이나 브리지 칩은 IP 멀티캐스트 지원 기능을 제공하지 않으며 소프트웨어를 통하여 이러한 기능을 제공하기에는 CPU의 부담이 증가하는 문제점이 있다.
이처럼, 통신 및 방송 미디어의 종류가 다양해지고 이를 위한 서비스의 요구가 증가하면서 별도의 전송채널과 수신기를 이용하여 가입자에게 제공되는 방송과 통신 서비스를 통합하여 하나의 전송선로나 수신기를 이용하려는 방법이 다양하게 시도되고 있다.
그러나 CATV 방송과 같이 RF 변조를 통하여 실시간 전송을 수행하고 광대역이 요구되는 방송데이터의 특성으로 인하여 데이터 통신망에서 방송과 통신을 통합하는 것이 용이하지 않고, 무엇보다도 기존 방송망에서는 VOD와 같은 양방향 통신용 방송서비스를 제공하기가 용이하지 않다.
위에서 제시되고 있는 통신과 방송 통합의 서비스 방법은 고가의 새로운 장비를 설치해야 한다.
결국, 데이터 통신망에서 RF 변조를 수행하지 않고 방송을 서비스하는 경우에 광대역의 대역폭이 요구되고 실시간의 방송데이터를 전송하기가 어렵다. 또한 HFC망에서는 데이터통신망에서 제공하는 VOD 방송 서비스를 제공하기가 어렵다.
따라서 통신과 방송의 융합 시대에 가정내의 통신과 방송은 여전히 분리되어 있어, 통신은 가입자망 기술(xDSL 혹은 Cable 모뎀)을 통해, 그리고 방송은 유선 방송, 지상파 방송, 그리고 위성 방송 등을 통해 이뤄지고 있는 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이더넷 기반의 전달망에서 별도의 방송용 선로를 이용하지 않고 단일 회선으로 단방향성의 다채널 CATV 방송과 데이터 통신 서비슬 수용하여 방송과 통신의 통합된 서비스를 제공하기 위한 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 기존에 이원화되어 있는 방송과 통신망을 이더넷 기반의 전달망을 이용하여 CATV와 같은 다채널의 방송 서비스 및 VOD 방송, 인터넷 방송 서비스를 수용함으로써 방송과 통신을 융합하여 서비스한다.
본 발명의 첫 번째 특징에 따른 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템은, 인터넷 트래픽과 방송용 데이터 서비스가 전송망을 통해 가입자망의 수신장치로 제공되는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템에 있어서, 방송의 종류와 신호전달 구분이 가능한 변수가 포함된 채널별 방송신호를 이용해 이더넷 방송 프레임을 구성하여 이를 전송하는 방송 프로그램 공급자; 및 상기 방송 프로그램 공급자로부터 상기 이더넷 방송 프레임을 수신하여 각 가입자가 요구하는 이더넷 방송 프레임 을 선택, 재구성한 후에 상기 인터넷 트래픽과 함께 다중화하여 상기 가입자망으로 전송하는 시스템 운용자를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전송망은, 상기 이더넷 방송 프레임의 우선 순위 설정이나 가상 랜(VLAN) 그룹으로 지정하는 에지 스위치와, 터널링 기능을 수행하는 백본 스위치를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 방송 프로그램 공급자가 단방향 CATV 방송 서비스를 제공하는 경우에, 상기 에지 스위치는 상기 방송 프로그램 공급자에서 상기 시스템 운용자로 제공되는 방송 컨텐츠를 1개의 VLAN 그룹으로 지정하여 다수의 시스템 운용자에게 제공하고, 상기 시스템 운용자는 상기 에지 스위치를 통해 제공되는 방송 컨텐츠를 다른 VLAN 그룹이나 특정 이더넷 포맷으로 할당하여 모든 가입자에게 제공하는 것이 바람직하다.
상기 가입자망은, 가입자에게 제공하는 방송 채널 수만큼 방송용 대역폭을 미리 할당하고, 나머지 대역폭으로 인터넷 서비스를 위한 인터넷 대역폭을 할당하는 포트를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 방송 프로그램 공급자는, 상기 방송 신호가 MPEG 2 코딩에 의한 방송신호(MPEG-TS) 이외의 다른 디지털 방송 신호인 경우에 이를 매핑하여 채널별 이더넷 방송 프레임으로 변환하는 것이 바람직하다.
상기 방송 프로그램 공급자는, 방송 스트림이 아날로그인 경우에, 상기 방송 스트림을 방송신호(MPEG-TS)로 변환하는 엔코더; 상기 엔코더에서 변환된 MPEG-TS와 MPEG-TS 형태로 입력되는 방송 스트림을 저장하는 버퍼; 및 상기 버퍼를 통해 출력되는 MPEG 스트림에 방송용 이더넷 헤더를 추가하여 이더넷 방송 프레임으로 상기 시스템 운용자에게 전송하는 이더넷 캡슐화부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 이더넷 캡슐화부의 방송용 이더넷 헤더는 채널 정보와 방송 트래픽을 알려주는 정보가 삽입되는 것이 바람직하다.
상기 이더넷 캡슐화부는, 상기 버퍼 내에 저장된 상기 MPEG-TS의 개수에 따라 1개의 이더넷 방송 프레임 내에 적어도 1개 이상의 MPEG-TS를 실어 전송하는 것이 바람직하다.
상기 이더넷 캡슐화부는, 상기 전송망에서 제공하는 최대 전송 유닛(Maximum Transmission Unit)에 의해 상기 이더넷 방송 프레임에 실을 수 있는 MPEG-TS의 개수가 결정되는 것이 바람직하다.
상기 채널별 이더넷 방송 프레임은, 상기 이더넷 방송 프레임 위에 방송용 데이터를 그대로 실어서 구성되거나, VOD 방송 서비스나 상기 가입자의 수신장치에서 요구되는 양방향 방송 서비스는 TCP/IP 계층을 그대로 유지하도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 이더넷 방송 프레임은, 상기 방송 프로그램 공급자에서 해당 시스템 운용자로 도착하기 위한 목적지 주소, 상기 방송 종류를 구분하기 위해 방송 종류별 ID를 설정하는 유형 필드(TYPE FIELD), 상기 방송 신호의 우선 순위 할당이나 VLAN 터널링을 구성하고, 상기 방송용 데이터를 구분하는 VLAN 필드로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 이더넷 방송 프레임의 목적지 주소는, 유니캐스트(Unicast) 또는 멀티 캐스트로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 시스템 운용자는, 상기 방송 프로그램 공급자로부터 전송되는 상기 이더넷 방송 프레임 형태의 방송용 데이터들을 백본망을 통해 인입되면, 상기 이더넷 방송 프레임을 모두 다중화하거나, 상기 가입자망에서 요청하는 이더넷 방송 프레임만을 다중화하는 분배센터를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 분배 센터는, 상기 이더넷 방송 프레임 형태의 방송 데이터를 각 방송의 특성에 맞게 상기 가입자 망과 미리 정해진 이더넷 헤더를 추가하거나 변환하는 송신기능 블록을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 송신기능 블록은,
상기 이더넷 방송 프레임을 분석하여 CATV 방송, VOD 방송, 인터넷 방송 중 해당하는 방송 종류를 분류하여 각 방송 서비스별 해당 채널로 스위칭하는 방송분류 스위치; 상기 방송분류 스위치에서 분류된 이더넷 방송 프레임들을 방송 수와 방송 프로그램 공급자를 구분하여 각 방송 서비스별로 채널을 할당한 후 이더넷 헤더를 추가 및 변환하는 채널별 이더넷 캡슐화부; 상기 이더넷 캡슐화부에서 이더넷 헤더가 추가 및 변환된 방송용 데이터들을 다중화하는 다중화부; 및 상기 다중화부에서 다중화된 방송용 데이터들을 상기 인터넷 트래픽과 함께 스위칭하여 각 가입자망으로 전송하는 이더넷 스위칭부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 채널별 이더넷 캡슐화부는, 상기 이더넷 헤더에 가입자망에서 인터넷 트래픽과 방송용 데이터를 구분할 수 있도록 하는 인수를 추가하는 것이 바람직하다.
상기 이더넷 헤더에 추가되는 인수는, 상기 CATV 방송과 인터넷 방송과 같은 단방향 방송을 서비스하기 위해, 상기 이더넷 방송 프레임의 페이로드 부분이 MPEG-TS로 구성되고, 상기 방송신호를 구분하기 위한 멀티캐스트 주소, 상기 방송신호의 우선순위 할당이나 VLAN 터널링을 구성하기 위한 VLAN 필드, 상기 방송신호의 종류와 채널을 구분하기 위한 유형(Type) 필드를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 이더넷 헤더에 추가되는 인수는, 상기 VOD 방송과 같은 양방향 방송을 서비스하기 위해, 상기 이더넷 방송 프레임의 페이로드 부분을 IP 패킷으로 구성되고, 상기 방송신호를 구분하기 위한 멀티캐스트 주소, 상기 방송신호의 우선순위 할당이나 VLAN 터널링을 구성하기 위한 VLAN 필드, 상기 방송신호의 종류를 구분하기 위한 유형(Type) 필드를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 방송용 데이터의 경우에, 상기 멀티캐스트 주소는 공통적으로 사용하지 않는 특정한 주소가 할당되는 것이 바람직하다.
상기 채널별 이더넷 캡슐화부는, 상기 방송 신호(MPEG-TS) 형태로 수신되는 상기 이더넷 방송 프레임은 해당 이더넷 헤더를 추가하고, 상기 방송신호 형태로 수신되지 않는 이더넷 방송 프레임은 상기 가입자망에 서비스되는 이더넷 헤더로 변환하는 것이 바람직하다.
상기 가입자망의 수신 장치는,
상기 시스템 운용자를 통해 수신한 데이터들을 검색하여 인터넷 트래픽/방송용 데이터를 구분하는 이더넷 방송 프레임 검출기; 상기 이더넷 방송 프레임 검출기에서 구분된 인터넷 트래픽을 전송받아 가입자의 인터넷 서비스 수신장치로 출력 되도록 하는 데이터용 프레임 처리기; 및 상기 이더넷 방송 프레임 검출기에서 구분된 방송용 데이터와 셋탑박스로 전송되는 인터넷 트래픽을 전송받아 가입자의 TV로 시청 가능토록 하는 방송신호용 프레임 처리기를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 방송신호용 프레임 처리기는, 상기 방송 신호를 상기 셋탑박스가 요구하는 방송 채널만 셋탑박스로 전송하여 방송용 데이터를 가입자의 TV로 제공하고, 상기 방송 신호 이외의 인터넷 트래픽을 그대로 셋탑 박스로 전송하는 것이 바람직하다.
상기 이더넷 방송 프레임 검출기는, 상기 이더넷 방송 프레임을 필터링하여, 상기 셋탑박스에 할당된 이더넷 주소를 포함하는 상기 인터넷 트래픽을 방송용 데이터와 함께 상기 방송신호용 프레임 처리기로 전송하는 것이 바람직하다.
본 발명의 두 번째 특징에 따른 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 방법은, 방송 프로그램 공급자와 시스템 운용자 간에 전송망을 통해 가입자망의 수신장치로 인터넷 트래픽과 방송용 데이터 서비스를 제공하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 방법에 있어서, a) 상기 방송 프로그램 공급자가 방송의 종류와 신호전달 구분이 가능한 변수가 포함된 채널별 방송신호를 이용해 이더넷 방송 프레임을 구성하여 이를 상기 전송망을 통해 상기 시스템 운용자로 전송하는 단계; b) 상기 a) 단계에서 전송되는 상기 이더넷 방송 프레임을 수신한 상기 시스템 운용자는 방송 신호 전달 구분이 가능하고, 상기 인터넷 트래픽과 방송용 데이터를 구분하기 위한 이더넷 헤더를 추가한 이더넷 방송 프레임을 재구성하는 단계; 및 c) 상기 b) 단계에서 재구성한 이더넷 방송 프레임을 상기 시스템 운용자는 각 가입자가 요구하는 이더넷 방송 프레임을 선택한 후에 상기 인터넷 트래픽과 함께 다중화하여 상기 가입자망으로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 c) 단계에서 상기 가입자망에서 데이터를 수신하는 단계는,
상기 가입자에게 제공하는 방송 채널 수만큼 방송용 대역폭을 미리 할당하고, 나머지 대역폭으로 인터넷 서비스를 위한 인터넷 대역폭을 할당하는 것이 바람직하다.
상기 a) 단계에서 상기 이더넷 방송 프레임을 구성하는 단계는, 가) 방송 스트림이 아날로그인 경우에 상기 방송 스트림을 방송신호(MPEG-TS)로 변환하여 저장하고, 상기 방송 스트림이 MPEG-TS 형태로 입력되면 이를 그대로 저장하는 단계; 및 나) 상기 가) 단계에서 저장된 MPEG-TS 형태의 방송 스트림에 방송용 이더넷 헤더를 추가하여 구성한 이더넷 방송 프레임을 상기 시스템 운용자에게 전송하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 나) 단계는, 상기 나) 단계에서 저장된 상기 MPEG-TS의 개수에 따라 1개의 이더넷 방송 프레임 내에 적어도 1개 이상의 MPEG-TS를 실어 전송하는 것이 바람직하다.
상기 a) 단계에서 이더넷 방송 프레임을 구성하는 단계는, 상기 이더넷 방송 프레임 위에 방송용 데이터를 그대로 실어서 구성하고, 상기 가입자의 수신장치에서 요구되는 양방향 방송용 데이터는 TCP/IP 계층을 그대로 유지하도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 a) 단계에서 상기 이더넷 방송 프레임을 구성하는 단계는, 상기 방송 프로그램 공급자에서 해당 시스템 운용자로 도착하기 위한 목적지 주소, 상기 방송 종류를 구분하는 유형 필드(TYPE FIELD), 상기 방송 신호의 우선 순위 할당이나 VLAN 터널링을 구성하고 상기 방송용 데이터를 구분하는 VLAN 필드로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 b) 단계는, 가) 상기 이더넷 방송 프레임을 분석하여 CATV 방송, VOD 방송, 인터넷 방송 중 해당하는 방송 종류를 분류하여 각 방송 서비스별 해당 채널로 스위칭하는 단계; 나) 상기 가) 단계에서 분류된 이더넷 방송 프레임들을 방송 수와 방송 프로그램 공급자를 구분하여 각 방송 서비스별로 채널을 할당한 후 상기 이더넷 헤더를 추가 및 변환하는 단계; 다) 상기 나)단계에서 상기 이더넷 헤더가 추가 및 변환된 방송용 데이터들을 다중화하고, 상기 다중화된 방송용 데이터들을 상기 인터넷 트래픽과 함께 스위칭하여 각 가입자망으로 전송하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 나)단계에서 이더넷 헤더는, 상기 CATV 방송과 인터넷 방송과 같은 단방향 방송을 서비스하기 위해, 상기 이더넷 방송 프레임의 페이로드 부분이 MPEG-TS로 구성되고, 상기 방송신호를 구분하기 위한 멀티캐스트 주소, 상기 방송신호의 우선순위 할당이나 VLAN 터널링을 구성하기 위한 VLAN 필드, 상기 방송신호의 종류와 채널을 구분하기 위한 유형(Type) 필드를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 나)단계에서 이더넷 헤더는, 상기 VOD 방송과 같은 양방향 방송을 서비스하기 위해, 상기 이더넷 방송 프레임의 페이로드 부분을 IP 패킷으로 구성되고, 상기 방송신호를 구분하기 위한 멀티캐스트 주소, 상기 방송신호의 우선순위 할당 이나 VLAN 터널링을 구성하기 위한 VLAN 필드, 상기 방송신호의 종류를 구분하기 위한 유형(Type) 필드를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 나) 단계는, 상기 방송 신호(MPEG-TS) 형태로 수신되는 상기 이더넷 방송 프레임은 해당 이더넷 헤더를 추가하고, 상기 방송신호 형태로 수신되지 않는 이더넷 방송 프레임은 상기 가입자망에 서비스되는 이더넷 헤더로 변환하는 것이 바람직하다.
상기 c) 단계에서 상기 가입자망이 상기 이더넷 방송 프레임을 수신하는 단계는, 가) 상기 시스템 운용자를 통해 전송되는 데이터들을 검색하여 인터넷 트래픽/방송용 데이터를 구분하여, 상기 인터넷 트래픽을 가입자의 인터넷 서비스 수신장치로 출력하는 단계; 및 나) 상기 가) 단계에서 구분된 데이터 중에서 방송용 데이터와 셋탑박스로 전송되는 인터넷 트래픽을 가입자의 TV로 시청 가능토록 출력하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 7은 본 발명에 적용되는 이더넷 기반의 디지털 방송 서비스를 위한 방송 망의 구성을 도시한 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 인밴드 방송용 이더넷 기반의 인터넷 및 CATV 방송 전달망의 구성은, 이더넷 기반의 전달 네트워크(702), 시스템 운용자(703), 시스템 운용자(703) 내의 OLT 시스템(709)에서 데이터를 각 가입자(704)에게 전달하는 가입자 분배망을 포함한다.
인밴드 반송용 이더넷 비나의 전달 네트워크(702)는 지상파 방송, 위성 방송 및 인터넷 방송 등의 방송 프로그램 공급자(701)가 시스템 운용자(703)에 방송용 데이터를 전달하기 위한 것이다.
시스템 운용자(703)는 자체 광고나 자막을 삽입하여 방송 신호를 편성하는 방송처리 시스템(707), 방송 프로그램 공급자(701)로부터 전송받은 방송 데이터들을 가공하여 가입자(704)에게 전송하기 위한 분배센터(708) 내의 신호를 전달하는 OLT 시스템(709) 등으로 구성된다.
가입자 분배망은 EPON(Ethernet PON, 705)망과 메트로 이더넷망(706)이 있는데, 이때 가입자 분배망에 사용되는 모든 장비는 이더넷 기반의 장비로 구성되어 있으며, 가입자망도 이더넷 기반의 어떤 종류의 망이라도 수용할 수 있도록 구성되어 있다.
따라서 전체의 방송망이 현재 가장 경제적인 데이터 통신망인 이더넷 시스템만으로 단순하게 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명에 적용되는 이더넷을 이용한 인터넷 및 CATV 방송 전달망의 구성을 도시한 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 이더넷을 이용한 인터넷 및 CATV 방송 전달망에서 방송 프로그램 공급자(801)와 시스템 운용자(802) 사이에는 전용선이나 고속의 이더넷 스위치로 구성되며, 시스템 운용자(802)와 가입자(803) 사이에는 EPON이나 이더넷스위치망(804)으로 구성된다.
방송 프로그램 공급자(801)가 단방향 CATV 서비스를 제공하는 경우에, 방송 프로그램 공급자(801)는 시스템 운용자(802) 쪽으로 제공하는 방송 컨텐츠를 이더넷 에지 스위치 시스템(805)에서 하나의 VLAN(Virtual LAN) 그룹으로 지정하여 다수의 시스템 운용자(802)에게 제공한다.
그리고, 각각의 시스템 운용자(802)에서는 방송 프로그램 공급자(801)에서 제공되는 컨텐츠를 다른 VLAN 그룹이나 특정한 이더넷 포맷으로 할당하여 가입자망 스위치(804)를 통하여 모든 가입자(803)에게 제공한다.
이와 같이 구성되는 방송 전달망으로 인해 이더넷으로만 할당된 방송용 트래픽이 각 가입자(803)에게 전송될 수 있고, 데이터 전달에 있어서 모든 망의 구성이 하위 이더넷 MAC 계층으로만 이루어지므로 고속의 스위칭이 가능하다.
이외에 VOD 방송이나 양방향의 서비스를 요구하는 IP 계층의 서비스는 도 6에 도시된 바와 같이 에지(Edge)에서 이더넷 스위치 시스템 대신에 에지용 라우터 시스템을 이용하고, 백본망에서 이더넷으로 전송하는 망 구조도 구현 가능하다.
먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 ...에 대하여 도 1을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템의 각 계층의 구성을 도시한 것이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템은, 방송신호를 제작하는 방송 프로그램 공급자(901), 가입자에게 방송 신호를 전달하는 시스템 운용자(902), 방송 신호를 수신하는 가입자의 수신 장치를 포함한다.
이때, 방송 프로그램 공급자(901)와 시스템 운용자(902) 사이의 이더넷 전달망(903)은 우선순위 설정이나 VLAN 기능을 수행하는 에지 스위치(904), 및 VLAN 터널링(Tunneling) 기능을 수행하는 백본 스위치(905)로 이루어진다.
그리고, 가입자망의 전송 네트워크도 이더넷 방송 프레임을 처리할 수 있는 이더넷 스위치 망으로 구성된다.
방송 프로그램 공급자(901)는 방송의 종류와 신호전달 구분이 가능한 변수가 포함된 채널별 방송신호를 이용해 이더넷 방송 프레임을 구성하고 이를 시스템 운용자(902)로 전송하는 송신기능 블록(1100)을 포함한다.
시스템 운용자(902)는 이더넷 방송 프레임을 수신하여 각 가입자가 요구하는 이더넷 방송 프레임을 선택한 후에 인터넷 트래픽과 함께 다중화하여 가입자망으로 전송하는 분배 센터를 포함한다.
방송 프로그램 공급자(901)에서 방송용 데이터를 제공하는 경우에, 단방향 방송 서비스는 이더넷 방송 프레임 위에 MPEG-TS를 경로1과 같이 그대로 실어서 제공되거나, 기존 인터넷에서 서비스되고 있는 VOD 방송 서비스나 셋탑박스(STB)에서 요구되는 양방향 방송 서비스는 TCP/IP 계층을 그대로 유지하는 경로 2와 같은 방법으로 제공된다.
또한, 시스템 운용자(902)에서 직접적으로 가입자에게 제공되는 VOD 서비스와 같은 방송용 데이터 서비스는 경로1 이나 경로2를 선택하여 이더넷 방송 프레임 위에 MPEG-TS를 그대로 실어서 제공할 수 있다.
이렇게 하여, 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템은 일반 인터넷 트래픽과 양방향 방송용 데이터 서비스를 가입자에게 제공함과 동시에 CATV와 같은 단방향의 방송용 데이터를 가입자에게 효율적으로 제공할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템의 동작을 첨부된 도면을 참고하여 살펴보면 다음과 같다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템의 이더넷 방송 프레임의 형성 과정을 도시한 것이다.
도10에 도시된 바와 같이, MPEG 스트림(1001)이 이더넷 전달망(903)으로 전송되기 이전에 188 바이트로 구성된 MPEG-TS(1002)로 변환되어 이더넷 방송 프레임(1003)에 실리게 된다.
이때, 시스템 운용자(902)에 도달하는 MPEG-TS(1002)의 개수에 따라 하나의 이더넷 방송 프레임(1003) 내에 여러 개의 MPEG-TS(1002) 데이터를 실을 수 있다.
이때, 이더넷 방송 프레임(1003)에 실을 수 있는 MPEG-TS(1002)의 개수는 이더넷 전달망(903)에서 제공하는 MTU(Maximum Transmission Unit)에 따라 정해진다.
구체적으로, 도 10은 1500 바이트로 구성된 이더넷 방송 프레임은 여러 개의 MPEG-TS(1002)를 싣게 되는데, 이때 여러 개의 ATM 셀(cell)에 MPEG-TS를 실는 기 존의 ATM 전달 방식과 달리 하나의 이더넷 방송 프레임에 여러 개의 MPEG-TS가 실려 전송되므로 전송 효율이 높아지게 된다.
또한, 이와 같이 1개의 이더넷 방송 프레임에 여러 개의 MPEG-TS를 실는 방법은 비동기이고, 64 바이트에서 1516 바이트까지 크기가 가변적이므로 비연속성으로 발생하는 MPEG-TS를 쉽게 전송할 수 있다.
도 11은 도 9의 일부 구성요소인 방송 프로그램 공급자의 송신 기능 블록의 구성을 도시한 것이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 송신 기능 블록(1100)은 엔코더(1101), 버퍼(1102), 캡슐화부(1103)를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
엔코더(1101)는 방송 스트림이 아날로그인 경우에 이 방송 스트림을 MPEG-TS로 변환하여 버퍼(1102)에 188Bytes 단위(1104)로 저장하고, 버퍼(1102)는 엔코더(1101)에서 변환된 MPEG-TS를 저장하고, MPEG-TS 형태로 입력되는 방송 스트림을 엔코더(1101)를 거치지 않고 바로 저장한다.
그리고, 이더넷 캡슐화부(1103)는 버퍼(1102)를 통해 출력되는 MPEG 스트림에 방송용 이더넷 헤더를 추가하여 이더넷 방송 프레임으로 시스템 운용자(902)에게 전송한다.
이더넷 캡슐화부(1103)는 이더넷 헤더에 채널 정보와 방송 트래픽임을 알려주는 정보를 삽입한다.
또한, 송신 기능 블록(1100)은 방송 신호가 MPEG 2 코딩에 의한 MPEG-TS 이외의 다른 디지털 방송 신호인 경우에, 이를 매핑하여 채널별 이더넷 방송 프레임 으로 변환한다.
도 12는 도 11의 일부 구성요소인 이더넷 캡슐화부의 캡슐 과정을 도시한 것이다.
즉, 도 12는 버퍼(1102) 내의 MPEG-TS(1201)가 이더넷 방송 프레임(1202)으로 인입되는 과정을 보여주고 있다.
이더넷 방송 프레임(1202)을 일정한 간격으로 생성하는 경우에, 버퍼(1102) 내에 저장된 MPEG-TS(1201)의 개수에 따라 1개의 이더넷 방송 프레임(1202)에는 여러 개의 MPEG-TS(1201)가 실릴 수도 있고, MPEG-TS가 저장되는 버퍼(1102) 내의 상황에 따라 1개의 이더넷 방송 프레임(1202)에는 1개의 MPEG-TS(1201)만을 전송할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템은 이더넷 방송 프레임은 MPEG-TS가 존재하는 경우에만 발생되므로 이더넷 전달망(903)의 대역폭을 효과적으로 이용할 수 있다.
도 13은 도 9의 일부 구성요소인 방송 프로그램 공급자와 시스템 운용자 간에 전송되는 이더넷 방송 프레임의 구조를 도시한 것이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 이더넷 방송 프레임은, 각 방송 프로그램 공급자에서 시스템 운용자로 도착하기 위한 목적지 주소(1301), VLAN 필드(1302), 및 유형 필드(1303)로 구성된다.
이더넷 방송 프레임의 목적지 주소(1301)는 이더넷 전달망의 상황에 따라 유니캐스트(unicast) 또는 멀티캐스트로 구성 가능하다.
VLAN 필드(1302)는 이더넷 전달망에서 방송 신호의 QoS를 보장하기 위한 우선순위를 할당이나 VLAN 터널링을 구성하기 위해 사용되는데, 방송용 데이터를 구분하기 위해 사용될 수도 있다.
방송 신호의 QOS 보장을 위한 우선순위 할당은 VLAN 필드(1302) 외에도 이더넷 방송 프레임 레벨에서 유형 필드(1303)를 통하여 방송신호를 분류할 수 있어 방송신호의 전달을 우선적으로 수행할 수 있다.
유형 필드(1303)는 방송 프로그램 공급자의 성격에 따라 방송의 종류가 달라 질 수 있으므로 이더넷 방송 프레임에서 방송신호의 종류를 구분할 수 있도록 방송종류별 ID 를 설정하여 둔다.
따라서, 시스템 운용자에 도착한 이더넷 프레임들은 유형 필드(1303)를 이용하여 각 방송의 특성에 따라 각기 다른 이더넷 방송 프레임으로 분류할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템은 상위의 프로토콜을 이용하지 않고도 MAC 레벨에서 방송신호의 QoS를 보장하며 신뢰성 있는 방송신호의 전달을 수행할 수 있다.
도 14는 도 9의 일부 구성요소인 시스템 운용자로 입출력되는 각 방송 스트림의 흐름 과정을 도시한 것이다.
도14에 도시된 바와 같이, 시스템 운용자의 분배센터(1401)에 존재하는 분배시스템(1402)은 PON망의 OLT 시스템, IP 망의 라우터 시스템, 메트로이더넷망의 이더넷 스위치 시스템 등이 적용 가능하다.
모든 방송 프로그램 공급자에서 도 13에 도시된 바와 같은 이더넷 방송 프레 임(1405) 형태로 방송용 데이터들을 전송하면, 이 방송용 데이터들은 백본망(1403)을 통하여 분배시스템(1402)으로 인입된다.
분배시스템(1402)에서 수신된 모든 이더넷 방송프레임(1405)들은 모두 다중화되어 가입자망(1404)의 포트로 전송된다. 이때, 이더넷 방송 프레임은 모두 다중화되거나, 가입자망(1404)에서 요청하는 방송 프레임들만이 다중화되기도 한다.
이렇게 다중화된 이더넷 방송 프레임들은 분배시스템과 가입자망간 미리 정해진 이더넷 헤더로 변환되어 각 가입자에게로 전송되거나, 별도의 변환 과정 없이 바로 가입자에게 전송될 수도 있다.
각 가입자 망(1404)의 포트는 가입자에게 제공하는 방송 채널 수만큼의 방송용 대역폭(1406)을 미리 할당하여 방송용 데이터의 QoS를 보장하고, 여분의 대역폭으로 인터넷 서비스를 위한 인터넷 대역폭(1407)을 할당한다.
도 15는 도 9의 일부 구성요소인 시스템 운용자 내의 분배 시스템의 송신 기능 블록의 구성을 도시한 것이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 분배시스템의 송신 기능 블록(1500)은 분배센터로 인입되는 이더넷 방송 스트림들을 각 방송의 특성에 맞는 이더넷 헤더를 추가하거나 변환하는 기능을 제공한다.
이러한 송신 기능 블록은, 방송분류 스위치(1501), 채널별 이더넷 캡슐화부(1502, 1503, 1504), 다중화부(1505), 및 이더넷 스위칭부(1506)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
방송분류 스위치(1501)은 이더넷 방송 프레임을 분석하여 CATV 방송, VOD 방 송, 인터넷 방송 중 해당하는 방송 종류를 분류하여 각 방송 서비스별 해당 채널로 스위칭한다.
채널별 이더넷 캡슐화부(1502, 1503, 1504)은 방송분류 스위치(1501)에서 분류된 이더넷 방송 프레임들을 방송 수와 방송 프로그램 공급자를 구분하여 CATV 방송, 인터넷 방송, VOD 방송 서비스별로 채널을 할당한 후 이더넷 헤더를 추가 및 변환한다.
다중화부(1505)는 채널별 이더넷 캡슐화부(1502, 1503, 1504)에서 이더넷 헤더가 추가 및 변환된 방송용 데이터들을 다중화하고, 이더넷 스위칭부(1506)는 다중화부(1505)에서 다중화된 방송용 데이터들을 인터넷 트래픽과 함께 스위칭하여 각 가입자망으로 전송한다.
이와 같이 구성되는 분배 시스템의 송신기능 블록(1500)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
방송분류 스위치(1501)는 방송 프로그램 공급자들로부터 이더넷 방송 프레임 에 대하여 유형 필드를 분석하여 CATV 방송, 인터넷 방송 및 VOD 방송 서비스로 분류하고, CATV 이더넷 캡슐화부부(1502), 인터넷 방송 이더넷 캡슐화부 (1503) 및 VOD 이더넷 캡슐화부(1504)로 스위칭한다.
각 방송용 이더넷 캡술화부(1501,1502,1503)는 분류된 방송 프레임들을 방송수와 방송 프로그램 공급자의 주소를 이용하여 해당 방송 프로그램 공급자를 구분하여 각 방송 서비스별로 채널을 할당한 후에 이더넷 헤더를 추가 및 변환한다.
각 방송용 이더넷 캡술화부(1501,1502,1503)는 방송 프로그램 공급자에서 제 공되는 컨텐츠가 MPEG-TS로 수신되면 해당 이더넷 헤더를 추가하고, 그렇지 않은 경우에 가입자망에 서비스되는 이더넷 헤더로 변환한다.
이더넷 프레임 다중화부(1505)는 각 방송용 이더넷 캡술화부(1501,1502,1503)에서 추가/변환된 각 방송용 데이터들을 다중화하고, 이더넷 스위칭부(1506)는 다중화된 방송용 이더넷 프레임들을 망의 다른 경로를 통해 입력된 인터넷 트래픽용 이더넷 프레임과 함께 스위칭하여 각 가입자망으로 전송한다.
이때, 가입자의 수신장치에서 인터넷 트래픽과 방송 트래픽을 구분할 수 있도록 분배시스템의 송신기능 블록은 인터넷 트래픽과 방송 트래픽을 구분하는 인수를 추가한다.
도 16은 도 9의 일부 구성요소인 시스템 운용자의 분배 시스템에서 단방향 방송을 위한 이더넷 방송 프레임의 구조를 도시한 것이다.
도 16에 도시된 바와 같이, CATV 방송 및 인터넷 방송과 같은 단방향 방송을 서비스하기 위한 이더넷 방송 프레임은, 인터넷 트래픽과 방송 트래픽을 구분하는 인수로서 이더넷 헤더에 멀티캐스트 주소(1601), VLAN 필드(1602), 유형 필드(1603)로 이루어진다.
방송용 데이터는 가입자망에서 방송용 데이터의 원활한 스위칭과 우선 순위 스위칭을 통하여 QoS를 보장하기 위해 공통 및 일반적으로 사용하지 않는 특정한 멀티캐스트 주소(1601)를 할당한다.
따라서, 가입자 망에서는 멀티캐스트 주소를 이용하여 방송신호를 구분하고 QOS 보장을 위한 우선순위 스위칭이 가능하다.
또한, VLAN 필드(1602)는 도 13에 도시된 바와 같은 이더넷 방송 프레임과 동일하게 우선순위를 할당하거나 VLAN 터널링을 구성하기 위해 사용되고, 유형 필드(1603)는 가입자별로 요구하는 방송 채널을 구분하기 위해 방송신호의 종류와 채널을 구분할 수 있도록 방송종류별 채널 ID를 설정하여 송신된다.
이러한 유형 필드(1603)를 이용하여 가입자망에 도착한 이더넷 방송 프레임들은 각 방송의 채널을 선택하여 서비스 받을 수 있다. 유형 필드(1603)은 별도의 값으로 방송 트래픽임을 명시하고 방송 채널 및 인터넷 방송 채널에 따라 각기 다른 값을 삽입하여 이더넷 방송 프레임을 통해 방송의 채널 구분을 용이하게 한다.
도 17은 도 9의 일부 구성요소인 시스템 운용자의 분배 시스템에서 양방향 방송을 위한 이더넷 방송 프레임의 구조를 도시한 것이다.
도 17에 도시된 바와 같이, VOD 방송과 같은 양방향 방송 서비스를 위한 이더넷 프레임은, 도16에 도시된 바와 같이 이더넷 헤더에 정의된 멀티캐스트 주소(1701), VLAN 필드(1702), Type 필드(1703) 부분을 이용하지만, 이더넷 방송 프레임의 페이로드(payload) 부분이 MPEG-TS가 아닌 IP 패킷으로 구성된다.
위에서, 멀티캐스트 주소(1701), VLAN 필드(1702)는 위에서 언급한 단방향 방송 서비스의 이더넷 방송 프레임과 동일한 기능을 수행한다. 그러나, VOD 방송의 경우에, 이더넷 방송 프레임은 가입자별로 요구되는 유니캐스트(unicast) 형식의 프레임이므로 채널을 구분하기보다는 네트워크의 ID인 IP 주소 값이 요구된다.
따라서, 유형 필드(1703)은 채널 구분이 요구되지 않으므로 VOD 방송임을 나 타내는 단일 유형 필드 값을 갖는다.
도 18은 본 발명의 일부 구성요소인 가입자망의 수신 장치의 구성을 도시한 것이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 가입자 망의 수신 장치는, 이더넷 방송 프레임 검출기(1801), 데이터용 프레임 처리기(1802), 방송신호용 프레임 처리기(1803)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
이더넷 방송 프레임 검출기(1801)는 시스템 운용자를 통해 수신한 데이터들을 검색하여 인터넷 트래픽/방송용 데이터를 구분하고, 데이터용 프레임 처리기(1802)는 이더넷 방송 프레임 검출기(1801)에서 구분된 인터넷 트래픽을 전송받아 가입자의 인터넷 서비스 수신장치, 즉 PC로 출력한다.
방송신호용 프레임 처리기(1803)는 이더넷 방송 프레임 검출기(1801)에서 구분된 방송용 데이터와 셋탑박스(STB)로 전송되는 인터넷 트래픽을 전송받아 가입자의 TV로 시청 가능토록 출력한다.
위에서, 이더넷 방송 프레임 검출기(1801)가 인터넷 트래픽과 셋탑박스로 전송되는 방송용 데이터를 구분하는 방법은 위에서 언급한 바와 같이, 분배시스템에서 이더넷 방송 프레임에 적용한 분류 방법을 동일하게 역으로 사용한다.
즉, 이더넷 방송 프레임 검출기(1801)는 이더넷 방송 프레임의 이더넷 헤더 부분을 사용하여 인터넷 트래픽(VOD 서비스 포함, IP 주소로 분류)을 데이터용 프레임 처리기(1802)로 보내고, 방송 트래픽과 셋탑박스(STB)로 전송되는 인터넷 트래픽(VOD 서비스 또는 T-commerce 데이터등)을 방송 신호용 프레임 처리기(1803)로 전송한다.
일반적으로 인터넷 트래픽은 PC로 출력되고, 방송 데이터는 셋탑박스로부터 요구가 있는 채널만 분리하여 셋탑박스로 출력되어 최종적으로는 TV로 보여지게 된다.
방송 신호용 프레임 처리기(1803)는 입력되는 트래픽의 종류에 따라 두 가지 기능으로 분류된다. 첫 번째로, 방송 신호로 입력된 경우에는 이더넷 헤더의 유형 필드를 분석하여 셋탑박스가 요구하는 방송 채널만을 셋탑박스로 전송하여 방송용 TV 서비스를 가입자에게 제공한다. 두 번째로, 방송 신호 이외의 인터넷 트래픽(VOD 서비스 또는 T-commerce 데이터등)인 경우에는 아무런 필터링 기능 없이 셋탑박스로 전송한다.
이더넷 방송 프레임 검출기(1801)는 이더넷 방송용 데이터를 필터링하는 기능 이외에, 셋탑박스에 할당된 이더넷 MAC 주소를 데이터베이스에 저장하여 셋탑박스의 이더넷 주소를 갖고 입력된 유니캐스트 데이터에 대해 방송 트래픽과 같이 방송 신호용 프레임 처리기(1803)로 스위칭하여 셋탑박스로 전송하는 기능을 갖는다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 기반의 방송 및 통신 융향 시스템 및 그 방법은 데이터 통신망에서 이더넷 방송 프레임을 이용하여 광대역 인터넷 서비스와 다채널의 디지털 방송을 동시에 서비스 할 수 있는 구조를 제시하고 있다.
이때, 가입자망은 EPON(Ethernet PON)망과 일반적인 Ethernet 스위칭망이 적용될 수 있는데, 일반적인 Ethernet 스위칭망보다 EPON망이 방송 서비스에 보다 더 적합하므로 EPON망 위주로 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예에서는 일반적인 Ethernet 스위칭망 역시 동일하게 적용이 가능하다.
일반적으로 PON 망은 선로종단 장치인 OLT 시스템과 가입자 종단 장치인 ONU 또는 ONT 시스템으로 구성된다. EPON망도 OLT 시스템에서 가입자로 향하는 하향 트래픽이 수동 광분배기를 거쳐서 모든 가입자들에게 동시에 전송되고 가입자단에 위치한 ONU 또는 ONT는 자신에게 해당하는 트래픽을 취사 선택하고 있다.
반면에, 상향 트래픽은 OLT에서 지정해주는 방법을 통해 각각의 ONT들이 대역폭을 분할하여 사용하고 있다.
본 발명의 실시예에서는 도 2에서 언급한 바 있는 두 개 이상의 파장을 사용하는 WDM 오버레이 구조로 방송을 서비스하는 방법과 다르게 EPON에 사용하는 한 개의 광파장만을 이용하여 인터넷 서비스와 방송을 가입자에게 제공한다.
이와 같이, 한 개의 광파장에 인터넷과 방송을 모두 수용하기 위해, 방송 트래픽은 이더넷으로 변환되어 다중화되며, 다중화된 방송 트래픽은 인터넷 데이터와 동일한 밴드(한 개의 광파장)로 구성되어 전송된다.
가입자측에서 수신된 데이터는 인터넷 트래픽과 방송 트래픽으로 구분되며 각각의 트래픽은 별도의 처리과정을 거쳐서 최종 수신장치로 제공된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변경이나 변형이 가능하다.
이와 같이, 본 발명에 의한 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템 및 그 방법은 방송을 위한 별도의 파장(방송용 선로)을 필요로 하지 않고 이더넷 프레임을 이용하여 전송함으로써 현재 가장 저가의 이더넷 전달망과 호환성이 유지되어 경제적으로 방송과 통신을 통합한 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의한 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템 및 그 방법은 CATV 망 구간의 많은 장비들을 교체할 필요없이 디지털 방송을 현재 CATV 망에서 수용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의한 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템 및 그 방법은 지금까지 이원화되어 서비스되는 케이블 방송뿐만 아니라 VOD 방송도 채널 수에 관계없이 수용할 수 있으며, 일반 방송과 동일하게 인밴드내에서 다중화하여 방송 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의한 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템 및 그 방법은 이더넷 방송 프레임의 헤더 부분을 이용하여 방송신호를 계층 2의 고속 스위칭을 기반으로 처리하여 고속의 방송신호 서비스가 가능한 효과가 있다.
본 발명에 의한 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템 및 그 방법은 이더넷 방송 프레임으로 방송신호의 우선순위 처리가 가능하여 복잡한 프로토콜 없이 MAC 계층으로만 방송신호의 QoS 보장이 가능하고, 복잡한 프로토콜을 사용하지 않고 대개의 기능들이 하드웨어적으로 간단하게 구현될 수 있어 관리 및 운용절차가 간단한 효과가 있다.

Claims (34)

  1. 인터넷 데이터와 방송 프로그램을 전송망을 통해 가입자망의 수신장치로 제공하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템에 있어서,
    상기 방송 프로그램을 상기 가입자망에 송출하는 시스템 운용자;
    상기 시스템 운용자의 주소 및 상기 방송 프로그램을 포함하는 제1 이더넷 프레임을 생성하여 전송하는 방송 프로그램 공급자를 포함하고,
    상기 시스템 운용자는 상기 제1 이더넷 프레임을 수신하는 경우 상기 방송 프로그램에 채널 번호를 부여하고, 방송용 멀티캐스트 주소, 상기 채널 번호 및 상기 방송 프로그램을 포함하는 제2 이더넷 프레임을 생성하여 상기 인터넷 데이터를 포함하는 제3 이더넷 프레임과 함께 상기 가입자망에 송출하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전송망은 전송 프레임의 우선 순위 설정이나 가상 랜(VLAN) 그룹으로 지정하는 에지 스위치와, 터널링 기능을 수행하는 백본 스위치를 포함하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 방송 프로그램 공급자가 단방향 CATV 방송 서비스를 제공하는 경우에,
    상기 에지 스위치는 상기 방송 프로그램 공급자에서 상기 시스템 운용자로 제공되는 방송 컨텐츠를 1개의 VLAN 그룹으로 지정하여 다수의 시스템 운용자에게 제공하고, 상기 시스템 운용자는 상기 에지 스위치를 통해 제공되는 방송 컨텐츠를 다른 VLAN 그룹이나 특정 이더넷 포맷으로 할당하여 모든 가입자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가입자망은,
    가입자에게 제공하는 방송 채널 수만큼 방송용 대역폭을 미리 할당하고, 나머지 대역폭으로 인터넷 서비스를 위한 인터넷 대역폭을 할당하는 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 이더넷 프레임은 프레임 전달의 우선 순위 정보를 더 포함하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방송 프로그램 공급자는,
    상기 방송 프로그램을 MPEG-TS로 변환하는 엔코더;
    상기 엔코더에서 변환된 MPEG-TS와 MPEG-TS 형태로 입력되는 방송 스트림을 저장하는 버퍼; 및
    상기 시스템 운용자의 주소 및 상기 버퍼에 저장된 적어도 하나의 MPEG-TS을 포함하는 상기 제1 이더넷 프레임을 생성하여 상기 시스템 운용자에게 전송하는 이더넷 캡슐화부를 포함하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 이더넷 프레임은 채널 정보와 방송 트래픽을 알려주는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 이더넷 캡슐화부는,
    상기 버퍼 내에 저장된 상기 MPEG-TS의 개수에 따라 상기 제1 이더넷 프레임 1개에 1개 이상의 MPEG-TS를 실어 전송하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이더넷 캡슐화부는,
    상기 전송망에서 제공하는 최대 전송 유닛(Maximum Transmission Unit)에 의해 상기 제1 이더넷 프레임에 실을 수 있는 MPEG-TS의 개수가 결정되는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이더넷 프레임은,
    상기 방송 종류를 구분하기 위해 방송 종류별 ID를 설정하는 유형 필드(TYPE FIELD), 방송 신호의 우선 순위 할당이나 VLAN 터널링을 구성하고, 상기 방송용 데이터를 구분하는 VLAN 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 시스템 운용자의 주소는 유니캐스트(Unicast) 주소 또는 멀티 캐스트 주소인 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 시스템 운용자는,
    상기 방송 프로그램 공급자로부터의 상기 제1 이더넷 프레임을 모두 다중화하거나, 상기 제1 이더넷 프레임 중 상기 가입자망에서 요청하는 방송 프로그램에 해당하는 프레임만을 다중화하는 분배센터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 분배 센터는,
    상기 제1 이더넷 프레임 형태의 방송 데이터를 각 방송의 특성에 맞게 상기 가입자 망과 미리 정해진 이더넷 헤더를 추가하거나 변환하는 송신기능 블록을 포함하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 송신기능 블록은,
    상기 제1 이더넷 프레임을 분석하여 CATV 방송, VOD 방송, 인터넷 방송 중 해당하는 방송 종류를 분류하여 각 방송 서비스별 해당 채널로 스위칭하는 방송분류 스위치;
    상기 방송분류 스위치에서 분류된 상기 제1 이더넷 프레임들을 방송 수와 방송 프로그램 공급자를 구분하여 각 방송 서비스별로 채널 번호를 부여한 후 이더넷 헤더를 추가 및 변환하는 채널별 이더넷 캡슐화부;
    상기 이더넷 캡슐화부에서 이더넷 헤더가 추가 및 변환된 방송용 데이터들을 다중화하는 다중화부; 및
    상기 다중화부에서 다중화된 방송용 데이터들을 상기 제3 이더넷 프레임과 함께 스위칭하여 각 가입자망으로 전송하는 이더넷 스위칭부
    를 포함하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 채널별 이더넷 캡슐화부는,
    상기 이더넷 헤더에 가입자망에서 인터넷 트래픽과 방송용 데이터를 구분할 수 있도록 하는 인수를 추가하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 이더넷 헤더에 추가되는 인수는,
    상기 CATV 방송과 인터넷 방송과 같은 단방향 방송을 서비스하기 위해, 상기 제1 이더넷 프레임의 페이로드 부분이 MPEG-TS로 구성되고, 상기 방송신호를 구분하기 위한 멀티캐스트 주소, 상기 방송신호의 우선순위 할당이나 VLAN 터널링을 구성하기 위한 VLAN 필드, 상기 방송신호의 종류와 채널을 구분하기 위한 유형(Type) 필드를 사용하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 이더넷 헤더에 추가되는 인수는,
    상기 VOD 방송과 같은 양방향 방송을 서비스하기 위해, 상기 제1 이더넷 프레임의 페이로드 부분을 IP 패킷으로 구성되고, 상기 방송신호를 구분하기 위한 멀티캐스트 주소, 상기 방송신호의 우선순위 할당이나 VLAN 터널링을 구성하기 위한 VLAN 필드, 상기 방송신호의 종류를 구분하기 위한 유형(Type) 필드를 사용하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 방송용 데이터의 경우에, 상기 멀티캐스트 주소는 공통적으로 사용하지 않는 특정한 주소가 할당되는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 채널별 이더넷 캡슐화부는,
    MPEG-TS 형태로 수신되는 상기 제1 프레임은 해당 이더넷 헤더를 추가하고, 상기 방송신호 형태로 수신되지 않는 제1 이더넷 프레임은 상기 가입자망에 서비스되는 이더넷 헤더로 변환하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 가입자망의 수신 장치는,
    상기 시스템 운용자를 통해 수신한 데이터들을 검색하여 상기 제2 이더넷 프레임과 상기 제3 이더넷 프레임을 구분하는 이더넷 방송 프레임 검출기;
    상기 이더넷 방송 프레임 검출기에서 구분된 상기 제3 이더넷 프레임을 인터넷 서비스 수신장치로 출력하는 데이터용 프레임 처리기; 및
    상기 이더넷 방송 프레임 검출기에서 구분된 상기 제2 이더넷 프레임을 셋탑박스로 출력하는 방송신호용 프레임 처리기를 포함하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 시스템.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 방송 프로그램 공급자로부터 제공받은 방송 프로그램 및 인터넷 데이터를 분배망을 통해 수신장치에 제공하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 방법에 있어서,
    a) 상기 방송 프로그램 공급자로부터 상기 방송 프로그램 및 상기 방송 프로그램의 종류 정보를 포함하는 제1 이더넷 프레임을 수신하는 단계;
    b) 상기 방송 프로그램을 상기 종류 정보에 따라 분류하여 채널 번호를 부여하는 단계;
    c) 방송용 멀티캐스트 주소, 상기 채널 번호 및 상기 방송 프로그램을 포함하는 제2 이더넷 프레임을 생성하는 단계;
    d) 상기 인터넷 데이터를 포함하는 제3 이더넷 프레임 및 상기 제2 이더넷 프레임을 상기 분배망에 송출하는 단계를 포함하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 d) 단계는,
    상기 수신장치에게 제공하는 방송 채널 수만큼 방송용 대역폭을 미리 할당하여 상기 제2 이더넷 프레임을 제공하고, 나머지 대역폭으로 인터넷 서비스를 위한 인터넷 대역폭을 할당하여 상기 제3 이더넷 프레임을 제공하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 제2 이더넷 프레임은 프레임 전달의 우선 순위 정보를 더 포함하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 방법.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 제1 이더넷 프레임 및 상기 제2 이더넷 프레임은 상기 방송 프레임의 MPEG-TS를 하나 이상 포함하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 방법.
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 제24항에 있어서,
    상기 b) 단계는
    가) 상기 제1 이더넷 프레임을 상기 종류 정보에 따라 CATV 방송, VOD 방송, 인터넷 방송으로 분류하는 단계;
    나) 상기 가) 단계에서 분류된 제1 이더넷 프레임들을 방송 수와 방송 프로그램 공급자를 구분하여 각 방송 서비스별로 채널 번호를 부여하는 단계를 포함하는 이더넷 기반의 방송 및 통신 융합 방법.
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009064168A2 (en) * 2007-11-15 2009-05-22 Mimos Berhad A method for encapsulating multicast packets in unicast packets
KR100966021B1 (ko) * 2008-12-29 2010-06-24 이재은 프레임ｉｄ를 이용한 방송제작물 통합 운행시스템 및 그 방법
WO2010087913A3 (en) * 2009-01-30 2010-09-30 Thomson Licensing Llc System and method for combined home network communications and broadcast reception in a settop box

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7984475B1 (en) * 2002-10-04 2011-07-19 Sprint Communications Company L.P. Video channel broadcast using ethernet technology
KR101263393B1 (ko) * 2005-07-15 2013-05-21 삼성전자주식회사 유피앤피 에이브이 스트림 전송 방법 및 장치
JP4747717B2 (ja) * 2005-07-29 2011-08-17 日本電気株式会社 光アクセスネットワークにおけるセンタ側装置、マルチキャスト通信方法、装置および光アクセスネットワーク
US20070036547A1 (en) * 2005-08-10 2007-02-15 Tellabs Operations, Inc. FTTP IP video overlay
CN100380883C (zh) * 2005-08-16 2008-04-09 长飞光纤光缆有限公司 Fttx多网合一信息传输网络系统
PT1943870E (pt) * 2005-10-31 2014-01-14 Telecom Italia Spa Método para transmissão de pacotes de dados com precedência diferenciada através de uma rede óptica passiva
JP2007329606A (ja) * 2006-06-07 2007-12-20 Hitachi Ltd 中継装置
KR100809423B1 (ko) * 2006-09-29 2008-03-05 한국전자통신연구원 물리계층 멀티캐스트 스위치를 이용한 ｉｐ-ｔｖ 방송서비스 시스템 및 그 방법
CN100508458C (zh) * 2007-01-10 2009-07-01 杭州华三通信技术有限公司 基于广电网络的以太网数据传输方法及phy芯片
JP4992734B2 (ja) * 2008-01-17 2012-08-08 日本電気株式会社 コンテンツ配信システム、中継装置、ユーザ端末、コンテンツ配信方法、プログラム、及び記録媒体
US9032464B2 (en) * 2008-07-23 2015-05-12 Centurylink Intellectual Property Llc IPTV delivery system and method
US20100029372A1 (en) * 2008-07-29 2010-02-04 Amtote International, Inc. Methods and apparatus for a terminal network interface for use with wagering applications
PT2338257E (pt) 2008-12-08 2013-11-13 Ericsson Telefon Ab L M Pedidos múltiplos numa rede de pontes da rede estruturante de fornecedor
KR101601773B1 (ko) * 2015-05-07 2016-03-09 서강대학교산학협력단 다수 종류의 네트워크들이 이더넷 백본을 통해 연결된 차량 네트워크에서 이더넷 메시지의 어드레싱 방법
CN109617891A (zh) * 2018-12-26 2019-04-12 北京数码视讯技术有限公司 码流传输方法及装置
US11431815B1 (en) * 2020-05-07 2022-08-30 Xilinx, Inc. Mining proxy acceleration

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3600418B2 (ja) * 1997-11-14 2004-12-15 三菱電機株式会社 アクチュエータ制御装置
US6459427B1 (en) * 1998-04-01 2002-10-01 Liberate Technologies Apparatus and method for web-casting over digital broadcast TV network
CN1250294A (zh) * 1999-07-27 2000-04-12 邮电部武汉邮电科学研究院 以太网与同步数字体系或同步光网络融合的适配方法
WO2001043442A2 (en) * 1999-12-09 2001-06-14 Liberate Technologies, Morecom Division, Inc. Method and apparatus for two-way internet access over network a catv with channel tracking
US20020019984A1 (en) * 2000-01-14 2002-02-14 Rakib Selim Shlomo Headend cherrypicker with digital video recording capability
US6889385B1 (en) * 2000-01-14 2005-05-03 Terayon Communication Systems, Inc Home network for receiving video-on-demand and other requested programs and services
EP1256197B1 (en) * 2000-02-18 2009-04-08 Bridgeco AG Reference time distribution over a network
WO2002028021A2 (en) * 2000-09-27 2002-04-04 Yen Robert C Wireless internet access with enhanced bandwidth capabilities
MX336193B (es) * 2000-10-11 2016-01-11 Rovi Guides Inc Sistemas y metodos para proporcionar almacenamiento de datos en servidores, mediante un sistema de entrega de medios a peticion.
JP2003078549A (ja) * 2001-08-31 2003-03-14 Hitachi Ltd パケット転送方法およびその装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009064168A2 (en) * 2007-11-15 2009-05-22 Mimos Berhad A method for encapsulating multicast packets in unicast packets
WO2009064168A3 (en) * 2007-11-15 2009-07-30 Mimos Berhad A method for encapsulating multicast packets in unicast packets
KR100966021B1 (ko) * 2008-12-29 2010-06-24 이재은 프레임ｉｄ를 이용한 방송제작물 통합 운행시스템 및 그 방법
WO2010087913A3 (en) * 2009-01-30 2010-09-30 Thomson Licensing Llc System and method for combined home network communications and broadcast reception in a settop box
US8463228B2 (en) 2009-01-30 2013-06-11 Thomson Licensing System and method for combined home network communications and broadcast reception in a settop box

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