KR100763399B1 - 케이블 방송 시스템 및 코덱 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이블 모뎀을 구비한 케이블 방송 수신기에서의 코덱 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 통신망을 통해 통신이 가능한 적어도 하나의 코덱 서버에 각종 코덱 알고리즘을 저장하고, 케이블 모뎀 초기화 과정에서 해당 셋톱박스는 상기 코덱 서버의 위치 정보를 다운로드받는다. 그리고 상기 위치 정보를 기반으로 코덱 서버로부터 필요한 코덱 알고리즘을 다운로드받아 입력 소스를 코딩 또는 디코딩함으로써, 케이블 셋톱 박스는 해당 코덱 알고리즘이 없더라도 입력 소스의 종류에 상관없이 코딩 또는 디코딩이 가능하게 된다.

코덱 서버, 케이블모뎀

Description

케이블 방송 시스템 및 코덱 방법{Cable broadcasting system and codec method}

도 1은 본 발명에 따른 케이블 방송 시스템의 개략도

도 2는 도 1의 오픈 케이블 셋톱박스의 일 실시예를 보인 구성 블록도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 제어부 111~113 : 튜너

120,150,160 : 복조부 130 : 역다중화부

140 : 디코더 170 : 스위칭부

180 : 변조부 200 : 케이블카드

본 발명은 케이블 방송 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 케이블 모뎀을 구비한 케이블 방송 수신기에서의 코덱(codec) 방법에 관한 것이다.

기존의 오픈케이블 셋톱박스(Opencable STB)의 경우 MPEG-2 스트림만을 디코딩할 수 있도록 설계가 되어 있다. 따라서 서비스 제공업자(Service Provider)나 헤드엔드(Headend) 측에서 전송하는 스트림이 MPEG-2 형식이 아닌 경우는 디코딩을 못하므로 서비스를 못하였다.

현재 디지털 케이블 방송의 경우, MPEG-2가 메인 스트림이다. 그런데 고화질(HD) 방송이 많아지게 되면 MPEG-2 스트림으로는 현재의 6MHz 대역을 모두(full) 사용하기 때문에 대역폭 부족으로 채널 부족의 현상이 발생할 것이다. 그래서 향후에는 상대적으로 용량이 적은 압축률이 높은 MPEG-4, AVC, WM9등의 디코딩 알고리즘을 사용할 것이다. 또한 트리플 플레이(triple play)로 간다면 VoIP를 위한 G.711, G.723 등의 음성 코덱이 필요할 것이고, 아직 정확한 표준은 없지만 화상 전화 및 화상 채팅 등의 어플리케이션(Application)에 따라 단순 디코딩 이외에도 엔코딩도 필요할 것이고 또 적용해야하는 새로운 코덱 알고리즘이 필요할 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 양방향이 가능하고 케이블 모뎀이 구비된 케이블 방송 수신기에서 양방향 통신을 이용하여 필요한 코덱 알고리즘을 다운로드함으로써, 다양한 입력 소스에 대해 코딩 및 디코딩을 수행할 수 있도록 하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 케이블 방송 시스템은, 케이블 모뎀을 포함하며, 입력 소스가 수신되면 상기 케이블 모뎀을 통해 다운로드받은 코덱 알고리즘을 적용하여 입력 소스를 코딩이나 디코딩하는 케이블 셋톱박스; 통신망을 통해 상기 케이블 모뎀과 통신이 가능하며 적어도 하나의 코덱 알고리즘을 저장하고 있는 코덱 서버; 및 상기 케이블 모뎀의 초기화 과정에서 상기 케이블 모 뎀에 IP를 할당하고 상기 코덱 서버의 위치 정보를 제공하는 호스트 서버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 케이블 셋톱박스의 케이블 모뎀은 상기 호스트 서버로부터 제공된 코덱 서버의 IP 주소를 기반으로 해당 코덱 서버로부터 코덱 알고리즘을 다운로드받는 것을 특징으로 한다.

상기 호스트 서버는 상기 케이블 모뎀의 컨피그레이션을 수행하기 위한 컨피그레이션 파일 내에 상기 코덱 서버의 위치 정보를 포함하여 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 호스트 서버는 상기 케이블 모뎀의 컨피그레이션을 수행하기 위한 컨피그레이션 파일 위치 정보를 표시한 DHCP 패킷 내 옵션 필드에 상기 코덱 서버의 위치 정보를 포함하여 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 코덱 서버는 상기 케이블 모뎀의 컨피그레이션을 수행하기 위한 컨피그레이션 파일이 저장된 서버와 공유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 케이블 방송 시스템의 코덱 방법은, 통신망을 통해 상기 케이블 모뎀과 통신이 가능한 코덱 서버에 적어도 하나의 코덱 알고리즘을 저장하는 단계; 상기 케이블 모뎀의 초기화 과정에서 상기 케이블 모뎀에 IP를 할당하고 상기 코덱 서버의 위치 정보를 다운로드하는 단계; 및 상기 코덱 서버의 위치 정보에 해당하는 코덱 서버로부터 해당 코덱 알고리즘을 상기 케이블 모뎀을 통해 다운로드받아 입력 소스를 코딩이나 디코딩하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

본 발명은 수많은 여러 가지의 코덱 알고리즘을 별도의 서버에 저장해 두고, 각 셋톱박스에서는 필요한 시점에 필요한 코덱을 양방향 통신으로 상기 서버로부터 다운로드받아 이용하도록 하는데 있다.

이렇게 함으로써, 본 발명은 수많은 여러 가지의 코덱 알고리즘을 셋톱박스에서 가지고 있지 않으면서, 각 셋톱박스는 좀 더 세분화되고 다양한 서비스(즉, MPEG-2, MPEG-4, AVC, WM9, VoIP 음성 코덱, 화상 서비스 등의 코덱 등 단순한 디코딩 이외에 엔코딩 포함)를 효율적으로 처리할 수 있게 된다.

현재 오픈 케이블 셋톱박스는 케이블 모뎀을 내장하고 있다. 상기 케이블 모뎀의 동작은 일반 케이블 모뎀의 동작/기능과 거의 유사하기 때문에 따로 자세한 설명은 하지 않겠다.

도 1은 케이블 모뎀 전송 시스템(Cable Modem Terminal System; CMTS), 서버, 및 케이블 셋톱박스간의 흐름을 보인 것이다. 상기 CMTS와 케이블 셋톱박스 간에는 광동축 혼합망(Hybrid Fiber and Coaxial ; HFC)을 통해 통신을 한다.

상기 케이블 셋톱박스 내 케이블 모뎀의 초기화 과정을 살펴보면 다음과 같다.

즉, 상기 케이블 모뎀은 전원이 켜지면 CMTS에서 송출하는 하향주파수 대역을 스캐닝하여 신호가 있으면 그 신호를 분석한다. 상기 신호에는 상향 주파수, DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버 어드레스 등이 포함되어 있다.

이어 상기 상향 주파수를 채널로 이용하여 DHCP 서버로부터 IP를 할당받아 설정한다. 그리고 상기 DHCP 서버로부터 IP 어드레스를 할당받을 때 컨피그레이션 파일의 이름과 컨피그레이션 파일을 다운받을 TFTP(Trivial File Transfer Protocol) 서버 위치를 얻는다. 그리고 상기 TFTP 서버로부터 컨피그레이션 파일을 다운로드를 받은 후 케이블 모뎀 컨피그레이션을 수행한다.

본 발명은 통신망을 통해 통신이 가능한 적어도 하나의 코덱 서버에 각종 코덱 알고리즘을 저장하고, 상기 케이블 모뎀 초기화 과정에서 상기 DHCP 서버로부터 코덱 서버의 IP 주소 정보를 다운로드받는다. 그리고 바로 또는 필요한 시점에서 해당 IP 주소에서 모든 코덱 알고리즘 또는, 필요한 코덱 알고리즘을 다운로드받아 입력 신호를 코딩 또는 디코딩한다.

이때 상기 케이블 셋톱박스에서 코덱 서버의 IP 주소 정보를 다운로드받는 방법은 여러 가지가 있을 수 있다.

제1 실시예

본 발명의 제1 실시예는 컨피그레이션 파일 내의 미사용 필드(reserved field)에 각종 코덱 알고리즘이 저장되어 있는 코덱 서버의 IP 주소의 위치를 표시 하여 케이블 모뎀 초기화시에 케이블 모뎀으로 다운로드하는 방법이다. 그러면 셋톱박스에서는 상기 코덱 서버의 IP 주소를 알고 있으므로 필요한 시점에 상기 코덱 서버로부터 해당 코덱 알고리즘을 다운로드 받아 입력 신호를 코딩 또는 디코딩할 수 있다.

즉, 상기 케이블 모뎀의 컨피그레이션 파일에는 약 22 가지의 셋팅 필드가 있는데(SP-RFIv2.0-I03-021218의 내용을 참조), 이 중 마지막 필드는 사업자 고유의 데이터나 정보를 넣을 수 있는 필드로 지정이 되어 있다. 본 발명은 이 마지막 필드에 코덱 알고리즘을 받을 수 있는 ftp 및 tftp 주소 및 코덱 알고리즘에 대한 정보를 표시한다. 그러면 상기 케이블 셋톱박스는 필요한 시점에 코덱 알고리즘을 다운받아서 이용할 수 있다.

여기서 상기 ftp나 tftp로 다운받는 방법에 대해서는 공지된 기술이므로 상세한 설명을 생략한다.

제2 실시예

본 발명의 제2 실시예는 DHCP 패킷의 옵션 필드를 이용하는 방법이다. 즉, 케이블 모뎀으로 전송되는 DHCP 패킷에는 32바이트의 옵션 필드가 포함되는데, 이 부분에는 현재 케이블 모뎀의 컨피그레이션 파일이 저장되어있는 서버 위치 및 상기 컨피그레이션 파일 이름 정보가 포함되어 있다.

상기 케이블 모뎀은 DHCP 패킷을 받아 IP 연결을 완료한 후 DHCP 패킷의 옵션 필드를 파싱하여 컨피그레이션 파일의 서버 위치 및 파일 이름을 검출한다. 그리고 검출된 정보를 기반으로 fttp에 접속하여 해당 컨피그레이션 파일을 다운로드 한 후 케이블 모뎀 초기화에 사용한다.

따라서 본 발명은 DHCP 패킷의 옵션 필드에 상기 컨피그레이션 파일 정보와 함께 코덱 알고리즘 정보를 추가하는 것이다. 즉 상기 옵션 필드 부분에 각종 코덱 알고리즘이 저장되어 있는 코덱 서버의 IP 주소의 위치를 표시한다. 그러면 상기 셋톱박스는 상기 케이블 모뎀 초기화시에 상기 DHCP 패킷 내 옵션 필드의 파싱을 통해 코덱 서버의 IP 주소를 알 수 있게 된다. 그리고 케이블 모뎀을 통해 즉시 또는 필요한 시점에 상기 코덱 서버에 저장된 코덱 알고리즘의 전부 또는 필요한 코덱 알고리즘만을 다운로드받는다.

제3 실시예

본 발명의 제3 실시예는 컨피그레이션 파일을 저장하는 서버에 각종 코덱 알고리즘을 함께 저장하고, 이를 다운로드받아 이용하는 것이다. 이 경우 코덱 서버의 IP 주소를 표시하기 위한 별도의 필드가 필요없다.

즉, 컨피그레이션 파일을 저장하는 서버를 공유하기 때문에, 상기 DHCP 서버로부터 IP 어드레스를 할당받을 때 얻는 컨피그레이션 파일의 이름과 컨피그레이션 파일을 다운받을 서버 위치가 코덱 서버 위치 및 파일 이름이 된다.

상기 제3 실시예는 서버와 케이블 모뎀간에 서로의 프로토콜만 정의되어있다면 적절한 시점에 코덱 알고리즘을 다운로드해서 사용할 수 있다.

지금까지는 주로 코덱 알고리즘이 저장된 코덱 서버의 위치 정보를 다운로드받는 방법에 대해서만 언급을 했지만 좀 더 확장을 하면 상기 코덱 서버로부터 코덱 알고리즘 전체/부분을 다운로드받아 RAM/FLASH 등의 임시 저장 수단(temporary storage)에 저장하고 필요한 시점에 사용하는 방법과 다운로드받자마자 저장없이 바로 사용하는 방법 등이 있다.

도 2는 본 발명의 제1 내지 제3 실시예가 적용되는 오픈 케이블 셋톱박스의 일 실시예를 보인 구성 블록도로서, 크게 호스트와 케이블카드로 구성된다.

도 2를 보면, 호스트는 제어부(CPU,100), 제1 내지 제3 튜너(111~113), 제1 내지 제3 복조부(120,150,160), 역다중화부(130), 디코더(140), 스위칭부(170), 및 변조부(180)를 포함하여 구성된다.

상기 케이블카드(200)는 하나의 스트림만을 처리할 수 있는 싱글 스트림(Single stream) 카드일 수도 있고, 다수개의 스트림을 동시에 처리할 수 있는 멀티 스트림(Multi stream) 카드일 수도 있다. 그리고 호스트 내 제3 튜너(113)와 변조부(180)를 케이블모뎀이라 한다. 상기 케이블 모뎀은 HFC망을 통해 CMTS와 연결되어 있다.

상기 제1 튜너(111)는 안테나를 통해 전송되는 지상파 A/V(Audio/Video) 방송이나 케이블을 통해 인-밴드(In-band)로 전송되는 케이블 A/V 방송 중 특정 채널 주파수만을 튜닝하여 제1 복조부(120)로 출력한다.

이때 지상파 방송과 케이블 방송은 전송 방식이 다르므로 제1 복조부(120)에서의 복조 방식도 다르다. 즉 지상파 A/V 방송은 VSB(Vestigial Sideband Modulation) 방식으로 변조되어 전송되고, 케이블 A/V 방송은 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식으로 변조되어 전송된다. 그러므로 제1 튜너(111)에서 튜닝된 채널 주파수가 지상파 방송이면 제1 복조부(120)에서 VSB 방식으로 복조되 고, 케이블 방송이면 QAM 방식으로 복조된다.

또한 상기 제1 복조부(120)에서 복조된 신호가 지상파 방송이면 복조된 신호는 역다중화부(130)로 출력되고, 케이블 방송이면 슬롯에 장착된 케이블카드(200)를 통해 역다중화부(130)로 출력된다. 상기 케이블카드(200)는 고부가가치의 방송 콘텐츠에 대한 복사 방지 및 제한적인 접근을 위하여, 제한 수신(Conditional Access ; CA) 시스템을 포함하며, POD(Point Of Deployment) 모듈이라고도 한다.

즉 상기 케이블 카드(200)는 케이블 A/V 방송에 스크램블이 걸려있다면 디스크램블하여 역다중화부(130)로 출력한다. 만일 케이블카드(200)가 장착되어 있지 않다면 상기 제1 복조부(120)에서 복조된 케이블 A/V 방송은 바로 역다중화부(130)로 출력된다. 이 경우 스크램블된 케이블 A/V 방송은 디스크램블을 하지 못하므로 정상적으로 시청하지 못한다.

상기 역다중화부(130)는 다중화되어 전송된 비디오 신호와 오디오 신호를 분리하여 디코더(140)로 출력한다. 상기 디코더(140)는 각각 비디오 디코딩 알고리즘과 오디오 디코딩 알고리즘을 통해 압축된 A/V 신호를 원래 신호로 복원한 후 디스플레이를 위해 출력한다. 이때 상기 디코더(140)는 상기 비디오 디코딩 알고리즘과 오디오 디코딩 알고리즘을 케이블모뎀을 통해 코덱 서버로부터 다운로드받아 이용할 수 있다.

한편 제2 튜너(112)는 DSG 방식으로 케이블을 통해 전송되는 데이터 방송 중 특정 채널 주파수를 튜닝하여 제2 복조부(150)로 출력한다. 상기 제2 복조부(150)는 DSG 방식의 데이터 방송을 복조한 후 제어부(100)로 출력한다.

또한 제3 튜너(113)는 OOB 방식으로 케이블을 통해 전송되는 데이터 방송 중 특정 채널 주파수를 튜닝하여 제3 복조부(160)로 출력한다. 상기 제3 복조부(160)는 OOB 방식의 데이터 방송을 QPSK 복조한 후 케이블 카드(200)로 출력한다. 즉 상기 OOB의 경우 QPSK 전송 방식을 사용하기 때문에 수신측에서도 QPSK 방식으로 복조하는 것이다.

그리고 상기 케이블 방송국과 케이블 방송 수신기간의 양방향 통신이 가능할 경우, 케이블 방송 수신기에서 케이블 방송국으로 전송하는 정보들(예를 들면, 유료 프로그램 신청, 수신기의 상태 정보, 사용자 입력 등)은 OOB나 DSG 방식으로 전송된다. 이를 위해 스위칭부(170)가 구비된다. 상기 스위칭부(170)의 스위칭 제어는 제어부(100)에서 이루어진다.

즉 OOB 모드이면 사용자나 수신기 상태 정보가 케이블카드(200)와 스위칭부(170)를 통해 변조부(180)로 출력되고, 변조부(180)에서 QPSK 방식으로 변조된 후 케이블을 통해 케이블 방송국으로 전송된다. 또한 DSG 모드이면 사용자나 수신기 상태 정보가 제어부(100)와 스위칭부(170)를 통해 변조부(180)로 출력되고, 변조부(180)에서 16-QAM 방식으로 변조된 후 케이블을 통해 케이블 방송국으로 전송된다.

한편, 본 발명에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로써 이는 당분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있 는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 케이블 방송 시스템 및 코덱 방법에 의하면, 통신망을 통해 통신이 가능한 적어도 하나의 코덱 서버에 각종 코덱 알고리즘을 저장하고, 케이블 모뎀 초기화 과정에서 해당 셋톱박스는 상기 코덱 서버의 위치 정보를 다운로드받는다. 그리고 상기 위치 정보를 기반으로 코덱 서버로부터 필요한 코덱 알고리즘을 다운로드받아 입력 소스를 코딩 또는 디코딩함으로써, 케이블 셋톱 박스는 해당 코덱 알고리즘이 없더라도 입력 소스의 종류에 상관없이 코딩 또는 디코딩이 가능한 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (9)

1. 케이블 모뎀을 포함하며, 입력 소스가 수신되면 상기 케이블 모뎀을 통해 코덱 서버로부터 특정 시점에 코덱 알고리즘을 다운로드 받아 상기 입력 소스를 코딩이나 디코딩하는 케이블 셋톱박스;

   통신망을 통해 상기 케이블 모뎀과 통신이 가능하며 적어도 하나의 코덱 알고리즘을 저장하고 있는 코덱 서버; 및

   상기 케이블 모뎀의 초기화 과정에서 상기 케이블 모뎀에 IP를 할당하고 상기 코덱 서버의 위치 정보를 제공하는 호스트 서버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 케이블 방송 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 케이블 셋톱박스의 케이블 모뎀은

   상기 호스트 서버로부터 제공된 코덱 서버의 IP 주소를 기반으로 해당 코덱 서버로부터 코덱 알고리즘을 다운로드받는 것을 특징으로 하는 케이블 방송 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 호스트 서버는

   DHCP 서버인 것을 특징으로 하는 케이블 방송 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 호스트 서버는

   상기 케이블 모뎀의 컨피그레이션을 수행하기 위한 컨피그레이션 파일 내에 상기 코덱 서버의 위치 정보를 포함하여 전송하는 것을 특징으로 하는 케이블 방송 시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 호스트 서버는

   상기 케이블 모뎀의 컨피그레이션을 수행하기 위한 컨피그레이션 파일 위치 정보를 표시한 DHCP 패킷 내 옵션 필드에 상기 코덱 서버의 위치 정보를 포함하여 전송하는 것을 특징으로 하는 케이블 방송 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 코덱 서버는 상기 케이블 모뎀의 컨피그레이션을 수행하기 위한 컨피그레이션 파일이 저장된 서버와 공유하는 것을 특징으로 하는 케이블 방송 시스템.
7. 케이블 모뎀을 포함하며, 수신되는 입력 소스를 코딩이나 디코딩하는 케이블 셋톱박스의 코덱 방법에 있어서,

   통신망을 통해 상기 케이블 모뎀과 통신이 가능한 코덱 서버에 적어도 하나의 코덱 알고리즘을 저장하는 단계;

   상기 케이블 모뎀의 초기화 과정에서 상기 케이블 모뎀에 IP를 할당받아 설정하고, 이를 통해 상기 코덱 서버의 위치 정보를 다운로드 받는 단계; 및

   상기 코덱 서버의 위치 정보에 해당하는 코덱 서버로부터 해당 코덱 알고리즘을 상기 케이블 모뎀을 통해 다운로드받아 입력 소스를 코딩이나 디코딩하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코덱 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 코덱 서버의 위치 정보는

   상기 케이블 모뎀의 컨피그레이션을 수행하기 위한 컨피그레이션 파일 내에 포함되어 다운로드되는 것을 특징으로 하는 코덱 방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 코덱 서버의 위치 정보는

   상기 케이블 모뎀의 컨피그레이션을 수행하기 위한 컨피그레이션 파일 위치 정보를 표시한 DHCP 패킷 내 옵션 필드에 삽입되어 다운로드되는 것을 특징으로 하는 코덱 방법.

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