KR100651736B1

KR100651736B1 - 다채널 스트리밍 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100651736B1
Application number: KR1020050036525A
Authority: KR
Inventors: 장인동; 이승윤
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2005-04-30
Publication date: 2006-12-01
Also published as: KR20060067798A

Abstract

본 발명은 다채널 스트림을 전송하기 위한 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 다채널 스트리밍 시스템은 IP 주소상의 동일한 망에 존재하는 클라이언트에게 다중화된 다채널 스트림을 전송하는 스트리밍 서버와 다중화된 다채널 스트림을 수신하고 수신한 다중화된 다채널 스트림을 단일 채널 스트림으로 역다중화 하여 상기 스트리밍 서버와 IP 주소상의 상이한 망에 존재하는 클라이언트의 요청에 따라 상기 단일 채널 스트림을 상기 클라이언트에게 전송하는 스트림 중계장치를 포함한다.

스트리밍 서버, 스트림 중계장치, 다채널 스트리밍

Description

다채널 스트리밍 시스템 및 방법{Multi-channel streaming system and method}

도 1 은 종래의 스트리밍 서비스 구조이다.

도 2 는 IPv4 에서 IPv6 로의 변화 예상 모습이다.

도 3 은 IPv6 기반 HDTV 다채널 스트리밍 서비스 구조이다.

도 4 는 유니캐스트와 멀티캐스트를 설명하는 간략도이다.

도 5 는 HDTV 다채널 스트리밍 서비스를 위한 아키텍처이다.

도 6 은 다채널 스트리밍 서비스 처리를 위한 흐름도이다.

본 발명은 HDTV(High Definition Television) 영상을 다채널로 스트리밍 하기 위한 시스템, 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 더욱 상세히, 본 발명은 IPv6 프로토콜을 기반으로 HDTV 스트리밍 서버, 스트림 중계장치로 구성된 시스템 기반에서 HDTV 고화질 영상을 다채널 스트리밍 하기 위한 시스템, 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

IPv4 기반의 현재 인터넷 주소는 기하급수적으로 늘어나는 사용자 수요를 감 안할 때 2005-2006 년경 주소가 고갈될 것으로 예측된다. 또한 현재의 인터넷은 IPv4 프로토콜을 기반으로 하는 패킷망이며, QoS 를 제공하지 않는 Best Effort 서비스이므로, 하나의 콘텐츠를 여러 사람이 공유하는 스트리밍 응용의 특성상 현재 인터넷에서의 스트리밍 서비스는 한계점에 있다고 할 수 있다.

따라서, 현재 인터넷에서의 스트리밍 서비스는 낮은 대역폭으로 가능한 음악 스트리밍 서비스나, 영상인 경우는 저화질 서비스가 대부분이다. EBS 강좌를 비롯한 영화, 방송, 음악 서비스들이 늘어나는 추세에 있지만 현재 인터넷의 특성을 고려할 때 고화질 영상을 스트리밍 하는 것은 불가능한 상태이며, 다채널 스트리밍은 더욱 어려운 상태이다.

인터넷 서비스등의 발달과 멀티미디어 매체의 다양한 제공등으로 인해 최근에는 인터넷에서의 스트리밍 서비스 및 HDTV에 대한 관심이 높아지고 있다. 대부분의 TV 는 디지털 TV 로 바뀌는 추세이고, 방송 또한 현재 HDTV 방송을 송출하고 있다.

이에 인터넷망에서의 스트리밍 서비스에 있어서도 사용자들은 HDTV급의 고화질 영상을 원하고 있다. 또한 방송서비스가 인터넷망에서 적용될 겅우 여러 채널의 방송을 골라서 볼 수 있는 환경 및 서비스 또한 사용자들은 원할 것이다.

본 발명은 종래의 저화질 단일 채널 스트리밍 서비스를 보다 개선하여 사용자의 요구에 부합한 고화질 다채널 스트리밍 서비스를 제공하기 위한 서비스, 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 스트리밍 서버, 스트림 중계장치 및 클라이언트로 구성된 새로운 서비스 구조를 통해 저화질 단채널 전송 스트리밍 서비스에서 진보한 TV 급의 고화질 영상의 다채널 비디오 스트리밍 서비스를 제공하기 위한 서비스, 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에에 따른 다채널 스트리밍 시스템은 IP 주소상의 동일한 망에 존재하는 클라이언트에게 다중화된 다채널 스트림을 전송하는 스트리밍 서버;상기 다중화된 다채널 스트림을 수신하고 상기 수신한 다중화된 다채널 스트림을 단일 채널 스트림으로 역다중화 하여 상기 스트리밍 서버와 IP 주소상의 상이한 망에 존재하는 클라이언트의 요청에 따라 상기 단일 채널 스트림을 상기 클라이언트에게 전송하는 스트림 중계장치;를 포함한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명의 또 다른 일실예는 다중화된 다채널 스트림을 IP 주소상의 동일한 망에 존재하는 클라이언트로 전송하는 스트리밍 서버로부터 상기 다중화된 다채널 스트림을 수신하는 수신부; 상기 다채널 스트림을 단일 채널 스트림으로 역다중화하고 버퍼링하는 채널 분리부; 상기 스트리밍 서버와 IP 주소상의 상이한 망에 존재하는 클라이언트의 스트림 요청에 해당하는 상기 버퍼링된 단일 채널 스트림을 전송하는 채널 전송부;를 포함하는 스트림 중계장치를 포함한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 스트 리밍 서비스 방법은, (a) IP 주소를 기초로 스트리밍 서버와 클라이언트가 동일한 망에 존재하는지 여부를 판단하는 단계;(b) 상기 스트리밍 서버와 상기 클라이언트가 동일한 망에 존재하는 경우 다중화된 다채널 스트림을 상기 스트리밍 서버로부터 상기 클라이언트의 요청에 따라 클라이언트에게 전송하는 단계; 및 (c) 상기 스트리밍 서버와 상기 클라이언트가 동일한 망에 존재하지 않는 경우 상기 스트리밍 서버로부터 상기 다중화된 다채널 스트림을 수신한 스트림 중계장치는 상기 다중화된 다채널 스트림을 단일 채널 스트림으로 역다중화하여 상기 클라이언트의 요청에 따라 상기 클라이언트에게 상기 단일 채널 스트림을 전송하는 단계;를 포함한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명의 또 다른 일 실시예에서는 (a) IP 주소상의 동일한 망에 존재하는 클라이언트에게 다중화된 다채널 스트림을 전송하는 스트리밍 서버로부터 상기 다중화된 다채널 스트림을 수신하는 단계; (b) 상기 다채널 스트림을 단일 채널 스트림으로 역다중화하여 버퍼링하는 채널 분리 단계; 및 (c) 상기 스트리밍 서버와 IP 주소상의 상이한 망에 존재하는 클라이언트에게 클라이언트의 요청에 따라 상기 역다중화된 단일 채널 스트림을 전송하는 단계; 를 포함한다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 현재 인터넷에서 사용하는 스트리밍 서비스를 도시하고 있다.

미리 파일로 준비되어 있는 VOD 콘텐츠 혹은 캠코더 등의 Live 콘텐츠 등은 스트리밍 서버(100)로부터 사용자(121, 122,123)의 요구가 있을 때마다 단일 채널 로 스트리밍 하며, 네트워크 스트림은 IPv4 망을 이용하여 멀티캐스트(132) 또는 유니캐스트 (131, 133)로 전송된다.

현재의 인터넷에서는 다채널 스트리밍 서비스가 힘든 상황이며, 이런 부분을 해결하고자 코덱을 개선하거나 QoS 메커니즘을 적용하는 방법이 제안되고 있다. 그러나 이러한 개선만으로는 고화질 영상의 다채널 서비스가 제공될 수는 없는 문제점이 있다.

도 2 는 IPv4 망에서 IPv6 로의 변화 모습을 도시하고 있다.

IPv4 의 주소부족 문제를 해결하기 위해 작업이 시작된 IPv6 프로토콜은 설계 때부터 IPv4의 문제점을 해결하기 위한 노력을 반영하였다. 이에 IPv6 프로토콜은 IPv4에 비해 Mobility, Security, QoS 등의 부분에서 많은 강점이 있다고 할 수 있다.

따라서 현재 사용하고 있는 인터넷 프로토콜인 IPv4의 단점을 보완한 IPv6 프로토콜이 차세대 인터넷망에서 사용될 것으로 생각된다. 기존의 인터넷 프로토콜인 IPv4는 웹브라우저와 같은 킬러 애플리케이션 WWW의 성공으로 폭발적인 발전을 해왔다. 이와 달리, IPv6 프로토콜은 IETF 의 IPv6d WG 를 중심으로 표준화는 거의 완료된 상태이다.

도 3 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서 IPv6 기반 고화질 영상 다채널 비디오 스트리밍 서비스를 위한 시스템 구조도이다.

본 발명의 바람직한 일실시예인 고화질 다채널 스트리밍 시스템은 스트리밍 서버(300), 스트림 중계장치(310, 312, 316)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예로서 IPv6 비디오 스트리밍 시스템 시스템의 스펙은 다음의 <표 1> 과 같다.

구분	기능
스트리밍 서버	- MPEG-2 TS - OS : Linux - Multiplexer - Dual Stack Support - Unicast / Multicast - RTP/RTCP
스트림 중계장치	- MPEG-2 TS - OS : Linux - Dual Stack Support - Demultiplexer - Unicast / Multicast - RTP/RTCP
클라이언트	- Software MPEG-2 Codec - OS : Windows 2000/XP - RTP/RTCP - Unicast / Multicast

현재 인터넷망의 문제점을 해결하고자 하는 대안은 QoS 메커니즘을 적용하거나, 콘텐츠의 압축을 높여 전송하는 쪽으로 노력을 기울이고 있다. 그러나 QoS 메커니즘을 이용하는 것은 패킷망의 특성상 인터넷에서는 힘든 문제인 바, 압축률을 높이는 후자의 방법이 현재 가장 활용이 많은 부분이다.

압축률이 좋아지면, 같은 대역폭을 사용하는 콘텐츠라도 높은 화질의 영상을 전송할 수 있기 때문이다. 현재 이 부분에서 HDTV 급의 고화질 영상을 위한 코덱(Coder, Decoder)은 H.264 와 MPEG2 가 가장 유망하게 떠오르고 있으며, 마이크로소프트는 MPEG4를 변형한 자체 솔루션을 개발 중이다.

MPEG2 는 Moving Picture Experts Group에서 만든 규격이며, 처음부터 디지털 TV 와 DVD 수준의 영상을 목적으로 만들어졌다. H.264 는 ITU의 VCEG H.26L 프로젝트로 시작하였으며, ISO의 Video Team 과 Joint로 MPEG 과 공동작업으로 진행하였다.

알려진 바로는 MPEG 2보다 H.264의 성능이 앞서는 것으로 되어 있으며, 현재 이 두 가지 코덱을 사용하는 스트리밍 서비스들이 조금씩 늘어나는 추세이다.

본 발명의 일 실시예에서는 <표 1> 에 나타난 바와 같이, IPv6 비디오 스트리밍 시스템의 HDTV 스트리밍 서버, 스트림 중계장치, 클라이언트의 스펙으로 MPEG2 코덱을 사용하고 있다.

각 구성요소의 측면에서 다채널 스트리밍 서비스를 보면 다음과 같다.

스트리밍 서버(300)는 VOD 콘텐츠 및 Live 콘텐츠를 엔코딩을 통한 다음 MUX(301)를 통해 다중화(multiplexing)하며, 다중화된 스트림을 스트림 중계장치(310, 312, 316) 또는 클라이언트(330)로 IPv6 유니캐스트 또는 멀티캐스트 전송한다.

스트리밍 서버와 클라이언트가 동일한 인터넷 망에 존재하는 경우, 스트리밍 서버는 다중화된 다채널 스트림을 클라이언트(330)에게 IPv6 유니캐스트(344) 또는 멀티캐스트(343) 전송한다.

이때, 클라이언트(330)는 스트리밍 서버(300)로부터 직접 상기 다채널을 수신하고(343, 344), 상기 다중화된 다채널 스트림을 단일 채널 스트림으로 역다중화 하여, 클라이언트가 요청한 콘텐츠만이 플레이 되고, 다른 콘텐츠 채널은 버리게 된다(331).

스트림 중계장치(312)는 수신부(313), 채널 분리부(314), 채널 제공부(315)를 포함한다.

수신부(313)는 스트리밍 서버(300)로부터 다중화된 MPEG2-TS 다채널 스트림을 수신한다. MPEG2-TS Demux를 사용하는 채널 분리부(314)에서는 수신한 MPEG2-TS 다채널 스트림을 프로그램 스트림별로 분리, 즉 단일 채널 스트림으로 분리하여 채널 제공부(315)로 전송한다.

채널 제공부(315)는 채널 분리부(314)로부터 수신한 MPEG2-TS 단일 채널 스트림을 클라이언트(320. 321. 322)로부터 요청이 있는 경우 클라이언트에게 멀티캐스트 또는 유니캐스트 전송하고, 클라이언트(320, 321, 322)의 요청이 없으면, 채널 제공부(315)는 각 스트림을 버퍼에 넣었다가 일정시간 후 버리게 된다.

본 발명의 다채널 스트리밍 서비스의 바람직한 일실시예를 클라이언트의 측면에서 살펴보면 다음과 같다.

클라이언트(320, 321, 322, 330)가 서비스를 제공하는 웹서버에 접속시 웹서버는 클라이언트의 IP 주소를 기초로 판단하여 클라이언트가 스트리밍 서버(300)와 동일한 인터넷 망에 있는지를 판단한다.

클라이언트(330)와 스트리밍 서버(300)가 동일한 망에 있는 경우, 클라이언트(330)는 스트리밍 서버(330)로부터 직접 다중화된 다채널 스트림을 멀티캐스트(343), 유니캐스트(344) 전송받는다.

클라이언트(330)는 디멀티플렉싱 기능이 내장되어 있다(331). 따라서, 스트리밍 서버로부터 전송받은 다채널 스트림은 채널 분리부(331)를 통해 역다중화 되며, 클라이언트가 원하는 콘텐츠만이 플레이 되고, 다른 콘텐츠 채널은 버리게 된다.

또한, 클라이언트와 스트리밍 서버가 속해 있는 망이 멀티캐스트를 지원하여(343) 스트리밍 서버가 다채널 스트림을 멀티캐스트로 뿌리고 있다면 클라이언트는 해당 주소로 조인하여 다채널 스트림을 받아, 채널 분리부(331)를 통해 역다중화를 통해 해당 요청 채널만 플레이 할 수 있다. 물론, 이 경우에는 서버와 클라이언트 사이의 대역폭이 보장되어 있어야 한다.

멀티캐스트를 지원하지 않는 경우에는, 스트리밍 서버(300)는 유니캐스트로 다채널 스트림을 전송한다(344).

반면, 클라이언트(320, 321, 322)와 스트리밍 서버(300)가 상이한 인터넷 망에 존재하는 경우, 클라이언트(320, 321, 322)는 원하는 콘텐츠를 스트림 중계장치(312)를 통해 전송받는다.

즉, 스트림 중계장치(312)는 스트리밍 서버(300)가 전송하는 다중화된 다채널 스트림을 수신부(313)를 통해 수신하여 채널 분리부(314)를 통해 상기 다중화된 다채널 스트림을 단일 채널 스트림으로 역다중화 한 후 클라이언트(320, 321, 322)의 요청이 있는 경우 채널 제공부(315)에서 클라이언트(320, 321, 322)에게 멀티캐스트(345) 또는 유니캐스트(346, 347) 전송한다.

이 경우에도, 스트림 중계장치(312)와 클라이언트(320, 321, 322)가 속한 망이 멀티캐스트가 지원되는 경우, 클라이언트의 요청이 있는 경우, 멀티캐스트 주소로 전송하게 되고(345), 클라이언트는 해당 멀티캐스트 주소로 조인하면 된다.

멀티캐스트가 지원되지 않는 망에서, 클라이언트(320, 321, 322)의 요청이 있는 경우, 스트림 중계장치(312)는 해당 콘텐츠만 단일 채널로 유니캐스트 전송하게 된다(346, 347).

멀티캐스트가 지원되는 망에서의 이점은 이 후 다른 클라이언트가 동일한 콘텐츠를 요청하게 되면, 인터넷 망에 새로운 스트림을 뿌릴 필요 없이 그냥 해당 주소로 조인만 하면 된다는 점이다. 이에 인터넷 망의 활용도를 극대화할 수 있는 이점이 있다. 멀티캐스트 및 유니캐스트 전송방식에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

이렇게 클라이언트가 서버에 바로 접속하지 않고, 스트림 중계장치를 통해 스트리밍 받는 시나리오는 스트리밍 서버의 로드를 다수의 스트림 중계장치에 분산시킬 수 있는 장점이 있다.

클라이언트가 존재하는 망의 상태, 즉 서버와 같은 망에 있는지, 멀티캐스트가 지원되는 망인지 등의 인터넷 망의 상태는 웹서버가 클라이언트의 주소를 통해 알아서 파악하고 처리한다.

동일한 망에 존재한다는 것은 서버와 클라이언트가 같은 AS(Access Service) 네트워크 내에 존재하거나 또는 같은 ISP(Internet Service Provider)내에 존재한다 등과 같은 의미일 수 있다.

보다 구체적으로, 웹서버가 클라이언트가 존재하는 망의 상태를 파악하는 방법의 일 실시예로서, 스트리밍 서버와 클라이언트의 IPv6 프리픽스가 같은 경우에 웹서버는 클라이언트와 스트리밍 서버의 망을 동일한 망으로 파악할 수 있다.

예를 들어, 스트리밍 서버 주소가 2001:230:1::1이고, 클라이언트의 주소는 2001:230:1::200 일 때 스트리밍 서버와 클라이언트는 2001:230:1::/48 망에 존재하므로 웹서버는 스트리밍 서버와 클라이언트가 동일한 망 내에 존재한다고 파악한다.

도 4 는 유니캐스트와 멀티캐스트의 전송 방식의 개략도이다.

위에서 기술한 유니캐스트 및 멀티캐스트 전송과 관련하여, 보다 상세히 기술하면 다음과 같다.

인터넷의 전송 방식은 전송에 참여하는 송신자와 수신자 관점에서 나누어 유니캐스트와 멀티캐스로 구분할 수 있다.

그룹 통신을 위하여 다중 송신자들에게 동일한 데이터를 전송하고자 할 경우 유니캐스트 전송방식(도 4a)을 이용한다면 전송하고자 하는 데이터 패킷을 다수의 수신자에게 각각 여러 번 전송해야 하며, 이러한 동일한 패킷의 중복전송으로 인해 네트워크의 효율이 저하된다. 또한, 수신자의 수가 증가할 경우 이러한 문제점은 더욱 커지게 된다.

반면, 멀티캐스트 전송(4b)이 지원되면 송신자는 여러 수신자에게 한 번에 메시지가 전송되도록 하여, 데이터의 중복전송으로 인한 네트워크 자원 낭비를 최소화 할 수 있게 된다.

유니캐스트 전송 방식은 하나의 송신자가 다른 하나의 수신자에게 데이터를 전송하는 방식으로 일반적인 인터넷 응용 프로그램이 모두 유니캐스트 방식을 사용하고 있다.

반면, 멀티캐스트 전송방식은 하나 이상의 송신자들이 특정한 하나 이상의 수신자들에게 데이터를 전송하는 방식으로 인터넷 화상 회의 등의 응용에서 사용한다.

멀티캐스트 전송이 일반적인 유니캐스트 인터넷 응용 분야와 다른 점은 우선 그 전송 패킷이다. 일반적으로 TCP/IP 상의 인터넷 응용 프로그램은 데이터의 송신자가 이를 수신할 수신자의 인터넷 주소를 전송 패킷의 헤더에 표시해 패킷을 전송한다. 그러나 멀티캐스트 전송을 위해서는 헤더에 수신자의 주소 대신 수신자들이 참여하고 있는 그룹 주소를 표시하여 패킷을 전송한다.

보다 구체적으로, 멀티캐스트 전송을 위한 그룹 주소는 D-class IP 주소(224.0.0.0 ~ 239.255.255.255)로 전세계 개개의 인터넷 호스트를 나타내는 A, B, C-class IP 주소와는 달리 실제의 호스트를 나타내는 주소가 아니며, 그룹 주소를 갖는 멀티캐스트 패킷을 전송받은 수신자는 자신이 패킷의 그룹에 속해있는가를 판단해 패킷의 수용여부를 결정하게 된다.

그러나 현재 인터넷상의 라우터드이 대부분 유니캐스트만을 지원하기 때문에 멀티캐스트 패킷을 전송하기 위하여서는 멀티캐스트 라우터 사이에 터너링이라는 개넘을 사용하여 캡슐화된 패킷을 전송한다.

즉 멀티캐스트 주소를 가진 데이터 패킷 헤더 앞에 멀티캐스트 라우터 간에 설정된 터널의 양 끝단의 IP 주소를 덧붙여 라우팅을 함으로써 멀티캐스트를 지원하지 않는 일반 라우터들을 거칠 때 기존의 유니캐스트 패킷과 같은 방법으로 라우팅 되어 최종적으로 터널의 종착지로 전송될 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 웹서버가 스트리밍 서버와 스트림 중계장치 간의 망, 스트리밍 서버와 클라이언트 간의 망 또는 스트림 중계장치와 클라이언트 간의 망이 멀티캐스트를 지원하는 망인지를 수동적으로 판단하는 경우가 아닌 경우에 있어서는 다음과 같은 방법을 사용하고 있다.

클라이언트는 우선 멀티캐스트 주소로 조인한다. 이 때, 클라이언트가 속한 망이 멀티캐스트를 지원하지 않는 망인 경우, 연결이 이루어지지 않고 타임 아웃이 발생하게 된다. 이러한 타임 아웃이 발생하는 경우, 스트림은 유니캐스트로 전송받게 된다.

HDTV 다채널 스트림이 IPv6 망을 통해 서브스 되는 과정을 보다 구체적인 예를 통해 살펴보겠다.

ABC 사와 같은 큰 방송회사가 인터넷 방송을 HDTV 급으로 시작하고, 현재 방송국에서 방송하는 채널이 3개라고 가정한다. 각 채널은 20Mbps 라고 가정한다.

S 지역 방송국에 스트리밍 서버(300)가 존재하고, S 지역 방송국에서는 3개 채널(60Mbps)의 다채널 스트림을 스트리밍 서버(300)에서 다중화 하여 스트림 중계 장치(310, 312, 316)에 실시간 전송한다.

각 도시에 위치하는 방송국에는 스트림 중계장치(310, 312, 316)가 존재한다(예를 들어, M 지역 ABC사, P 지역 ABC사 등). 이 지역 사람들(320, 321, 322)은 상기 스트림 중계 장치를 통해 단일 채널 스트림을 받을 수 있다.

좀 더 구체적으로는, P 지역 ABC 사에도 각 인터넷 ISP 별로 스트리밍 중계장치가 존재한다. 즉, P지역 ISP_1, P지역 ISP_2, P지역 ISP_3 과 같은 스트리밍 중계 장치를 둔다.

P 지역 ABC 사에 가입되어 있는 사람들(클라이언트)은 즉, P지역 ISP_1, P지역 ISP_2, P지역 ISP_3 과 같은 스트리밍 중계 장치를 통해 S 지역에서 전송하는 3개 채널(60Mbps) 중 원하는 단일 채널(20Mbps)만을 전송받을 수 있다.

이 경우, S 지역의 스트리밍 서버(300) 관리자는 전국의 가입자들(클라이언트)의 IP 주소만으로도 어느 지역의 어느 사업자의 ISP에 접속되어 있는 호스트인지를 알 수 있다.

즉, P 지역의 특정 사람이(클라이언트) 홈페이지를 통해 ABC-1 방송을 보고자 할 때, S 지역의 스트리밍 서버(300)는 그 특정인(클라이언트)이 요청하는 메세지에 있는 주소만으로 그 사람에게 P 지역 ABC 사에 있는 스트림 중계장치를 통해 ABC-1 단일 채널 스트림을 전송하는 서비스를 제공할 수 있다.

P 지역의 스트림 중계장치는 S 지역의 스트리밍 서버(300)가 전송하는 다중화된 다채널 스트림을 수신부(313)를 통해 수신하고, 수신한 60Mbps 의 다채널 스트림을 채널 분리부(314)에서 각각 20Mbps의 단일 채널로 분리하며, 클라이언트의 요청이 있는 때에 채널 제공부(315)는 클라이언트에게 단일 채널 스트림을 제공하고, 그렇지 않은 경우 3개의 버퍼에 일정 시간 유지하다가 버리게 된다.

제 1 클라이언트(321)가 한 채널(예를 들어, 1번 채널)을 요청하는 경우, P 지역의 스트림 중계장치(312)는 1번 채널에 있는 버퍼의 내용으로부터 멀티캐스트 주소를 전송한다(345). 그 후, 제 1 클라이언트는 이 주소로 조인하여 원하는 1번 채널을 스트리밍 받을 수 있게 된다.

그 후 또 다른 제 2 클라이언트(도시 안 됨)가 제 1 클라이언트와 동일한 콘텐츠인 1번 채널을 요청하는 경우, S 지역의 스트리밍 서버와 P 지역의 스트림 중계 장치는 스트림을 다시 뿌리는 추가적인 작업 없이 필요하지 않게 된다. 단지, 제 2 클라이언트는 멀티캐스트로 전송되는 주소로 조인하여 원하는 1번 채널을 스트리밍 받을 수 있다. 이처럼, 멀티캐스트를 이용하게 되면 망의 효율이 높아지게 된다.

다만, 상기 클라이언트의 망이 멀티캐스트를 지원하지 않는 망인 경우, 제 1 클라이언트(320)는 스트림 중계장치(312)를 통해 유니캐스트(346)로 제 1 채널을 전송 받고, 제 2 클라이언트(322)도 스트림 중계장치(312)를 통해 동일한 콘텐츠를 유니캐스트(347)로 전송 받는다. 이는 스트림 중계장치(312)측의 입장에서는 동일한 채널임에도 20Mbps의 단일 채널 스트림을 따로 두 번 유니캐스트(346, 347) 전송하는 결과가 된다.

도 5 는 다채널 HDTV 스트리밍 서비스를 위한 아키텍처를 도시한다.

도 5에 도시된 바와 같이, HDTV 스트리밍 서비스는 백본망과 액세스 망으로 구성되는 계층 구조에서 적용 가능하다. 그러나 이러한 실시예에 제한되는 것은 아니며, 스트림 중계장치(510, 511)는 스트리밍 서버(500)로부터 계속하여 다채널 스트림을 전송받기 위해 대역폭이 보장되는 곳이라면 설치가 가능하다.

도 6 은 다채널 스트리밍 서비스 처리를 위한 흐름도를 도시한다.

클라이언트는 서비스 웹서버에 접속한 이후(S610), 자신의 IP 주소를 기초로 스트리밍 서버와 동일한 망에 존재하는지 여부를 판단한다(S620). 동일한 망에 존재하는지 여부를 판단하는 바람직한 일 실시예로서는, IPv6 프리픽스를 기초로 판단할 수 있다.

스트리밍 서버와 클라이언트가 동일한 망에 존재하는 경우, 웹서버는 클라이언트 망에 멀티캐스트가 지원되는지 여부(S621)에 따라 멀티캐스트가 지원되는 망의 경우 클라이언트는 멀티캐스트 주소로 조인하여 다채널 스트림을 전송 받은 후 다중화된 다채널을 역다중화 하여 단일 채널로 분리한 이후 원하는 채널을 재생한다.(S622, S624, S640)

반면, 멀티캐스트가 지원되지 않는 망의 경우, 클라이언트는 다채널 스트림을 유니캐스트로 전송받은 이후 다중화된 다채널을 역다중화 하여 단일 채널로 분리한 이후 원하는 채널을 재생한다(S623, S624, S640)

스트리밍 서버와 클라이언트가 동일한 망에 존재하지 않는 경우, 클라이언트는 스트림 중계장치로부터 단일 채널을 수신받는다(S630). 상기 스트림 중계장치는 상기 스트리밍 서버로부터 수신한 다중화된 다채널 스트림을 역다중화 하여 단일채널로 분리하고, 분리된 단일 채널을 클라이언트의 요청이 있는 경우 클라이언트에게 전송하며, 클라이언트의 요청이 없는 경우 소정 시간동안 버퍼에 저장해 놓은 스트림을 버린다.

이 때, 웹서버는 클라이언트가 속한 망에 멀티캐스트가 지원되는지 여부를 판단한 후(S631) 멀티캐스트가 지원되는 망의 경우 클라이언트는 멀티캐스트 주소로 조인하여 다채널 스트림을 전송받은 후 원하는 채널을 재생한다(S632, S640).

반면 멀티캐스트가 지원되지 않는 경우, 클라이언트는 단일 채널 스트림을 스트림 중계장치로부터 유니캐스트로 전송받은 후 원하는 채널을 재생한다(S633, S640).

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플라피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명은 IPv6 킬러 애플리케이션의 일 예로서, IPv6 기반의 비디오 스트리 밍 시스템, 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 비디오 스트리밍 응용은 기존의 IPv4망에서도 가장 많이 쓰는 인터넷 응용이므로 사용자들은 새로운 학습 없이도 사용할 수 있으며, 또한 트래픽 양이 많은바 IPv6 망을 활성화하는 효과가 있다.

본 발명은 차세대 인터넷망에서 사용될 IPv6 프로토콜이 실용화 단계에 있는 시점에서 인터넷망을 적극 활용할 수 있는 애플리케이션의 부재로 사용자 및 ISP의 적극적 사용이 미흡한 실정에 비추어, 새로운 다채널 스트리밍 서비스 구조를 제공함으로써 현재 인터넷에서 서비스하기 어려운 HDTV 급의 고화질 영상의 다채널 비디오 스트리밍 서비스를 효율적으로 제공한다.

Claims

IP 주소 상의 동일한 망에 존재하는 클라이언트에게 다중화된 다채널 스트림을 전송하는 스트리밍 서버;

상기 다중화된 다채널 스트림을 수신하고 상기 수신한 다중화된 다채널 스트림을 단일 채널 스트림으로 역다중화 하여 상기 스트리밍 서버와 IP 주소 상의 상이한 망에 존재하는 클라이언트의 요청에 따라 상기 단일 채널 스트림을 상기 클라이언트에게 전송하는 스트림 중계장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 스트리밍 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 클라이언트는

상기 스트리밍 서버로부터 수신한 상기 다중화된 다채널 스트림을 단일 채널 스트림으로 역다중화 하는 것을 특징으로 하는 다채널 스트리밍 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 스트리밍 서버 및 상기 스트림 중계장치는 IPv6망을 통해 상기 다채널 스트림 및 상기 단일 채널 스트림을 각각 전송하는 것을 특징으로 하는 다채널 스트리밍 시스템.
제 1 항에 있어서,

IPv6 프리픽스를 기초로 상기 클라이언트와 상기 스트리밍 서버가 동일한 망에 있는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 다채널 스트리밍 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 스트리밍 서버는

상기 다중화된 다채널 스트림을 멀티캐스트 또는 유니캐스트 전송하는 것을 특징으로 하는 다채널 스트리밍 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 스트림 중계장치는

상기 역다중화 된 단일 채널 스트림을 클라이언트의 요청이 있는 경우 멀티캐스트 또는 유니캐스트 전송하는 것을 특징으로 하는 다채널 스트리밍 시스템.
다중화된 다채널 스트림을 IP 주소상의 동일한 망에 존재하는 클라이언트로 전송하는 스트리밍 서버로부터 상기 다중화된 다채널 스트림을 수신하는 수신부;

상기 다채널 스트림을 단일 채널 스트림으로 역다중화하고 버퍼링하는 채널 분리부;

상기 스트리밍 서버와 IP 주소 상의 상이한 망에 존재하는 클라이언트의 스트림 요청에 해당하는 상기 버퍼링 된 단일 채널 스트림을 전송하는 채널 전송부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트림 중계장치.
제 7 항에 있어서,

상기 수신부는 IPv6 망을 통해 상기 스트리밍 서버로부터 다채널 스트림을 수신하고 상기 채널 전송부는 IPv6 망을 통해 상기 클라이언트에게 단일 채널 스트림을 전송하는 것을 특징으로 하는 스트림 중계장치.
제 7 항에 있어서, 상기 채널 전송부는

IPv6 프리픽스를 기초로 상기 스트리밍 서버와 상이한 망에 존재하는 것으로 파악되는 클라이언트의 스트림 요청에 따라 상기 클라이언트에게 상기 단일 채널 스트림을 전송하는 것을 특징으로 하는 스트림 중계장치.
제 7 항에 있어서, 상기 수신부는

상기 스트리밍 서버로부터 다중화된 다채널 스트림을 멀티캐스트 또는 유니캐스트 수신하는 것을 특징으로 하는 스트림 중계장치.
제 7 항에 있어서, 상기 채널 전송부는

상기 역다중화 된 단일 채널 스트림을 상기 클라이언트의 요청이 있는 경우 멀티캐스트 또는 유니캐스트 전송하는 것을 특징으로 하는 스트림 중계장치.
(a) IP 주소를 기초로 스트리밍 서버와 클라이언트가 동일한 망에 존재하는지 여부를 판단하는 단계;

(b) 상기 스트리밍 서버와 상기 클라이언트가 동일한 망에 존재하는 경우 다 중화된 다채널 스트림을 상기 스트리밍 서버로부터 상기 클라이언트의 요청에 따라 클라이언트에게 전송하는 단계; 및

(c) 상기 스트리밍 서버와 상기 클라이언트가 동일한 망에 존재하지 않는 경우 상기 스트리밍 서버로부터 상기 다중화된 다채널 스트림을 수신한 스트림 중계장치는 상기 다중화된 다채널 스트림을 단일 채널 스트림으로 역다중화 하여 상기 클라이언트의 요청에 따라 상기 클라이언트에게 상기 단일 채널 스트림을 전송하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 스트리밍 서비스 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 (b) 단계는,

상기 클라이언트에서 상기 다중화된 다채널 스트림을 역다중화 하여 버퍼링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 스트리밍 서비스 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 스트리밍 서버로부터 다중화된 다채널 스트림을 상기 스트림 중계장치로 멀티캐스트 또는 유니캐스트 전송하는 것을 특징으로 하는 다채널 스트리밍 서비스 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 역다중화 된 단일 채널 스트림을 상기 클라이언트의 요청이 있는 경우 멀티캐스트 또는 유니캐스트 전송하는 것을 특징으로 하는 다채널 스트리밍 서비스 방법.
(a) IP 주소 상의 동일한 망에 존재하는 클라이언트에게 다중화된 다채널 스트림을 전송하는 스트리밍 서버로부터 상기 다중화된 다채널 스트림을 수신하는 단계;

(b) 상기 다채널 스트림을 단일 채널 스트림으로 역다중화하여 버퍼링하는 채널 분리 단계; 및

(c) 상기 스트리밍 서버와 IP 주소 상의 상이한 망에 존재하는 클라이언트에게 클라이언트의 요청에 따라 상기 역다중화 된 단일 채널 스트림을 전송하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 스트리밍 서비스 방법.
제 12 항 또는 제 16 항에 있어서,

상기 다채널 스트림 및 상기 단일 채널 스트림은 IPv6 망을 통해 전송되고 수신되는 것을 특징으로 하는 다채널 스트리밍 서비스 방법.
제 12 항 또는 제 16 항에 있어서,

상기 스트리밍 서버와 상기 클라이언트가 동일한 망에 있는지 여부는 IPv6 프리픽스를 기초로 판단하는 것을 특징으로 하는 다채널 스트리밍 서비스 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 (a) 단계는

상기 스트리밍 서버로부터 다중화된 다채널 스트림을 멀티캐스트 또는 유니캐스트 수신하는 것을 특징으로 하는 다채널 스트리밍 서비스 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 (c) 단계는

상기 역다중화 된 단일 채널 스트림을 상기 클라이언트의 요청이 있는 경우 멀티캐스트 또는 유니캐스트 전송하는 것을 특징으로 하는 다채널 스트리밍 서비스 방법.