KR101139559B1 - 공유 네트워크에서 ｉｐ 기반 방송 시스템 및 방법 - Google Patents

공유 네트워크에서 ｉｐ 기반 방송 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

공유 네트워크에서 IP 기반 방송 시스템 및 방법이 개시된다. IP 기반 방송 시스템은 MAC 계층에서 이더넷 프레임의 LLID를 분석하여 채널 그룹의 가입 또는 탈퇴없이 요청한 채널의 컨텐츠를 제공할 수 있다. 또한, IP 기반 방송 시스템은 전송 수렴 계층으로 입력된 하향 전송 프레임의 GEM 영역의 Port ID를 분석하여 채널 그룹의 가입 또는 탈퇴없이 요청한 채널의 컨텐츠를 제공할 수 있다.

Description

공유 네트워크에서 ＩＰ 기반 방송 시스템 및 방법{BROADCASTING APPARATUS AND METHOD BASED INTERNET PROTOCOL IN SHARED NETWORK}
본 발명은 IP 기반 방송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 MAC 계층에서 사용자가 요청한 컨텐츠가 공유 네트워크에 존재하면 지연없이 컨텐츠를 제공하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망(Gigabit Ethernet Passive Optical Network: GE-PON)과 기가비트 수동형 광 사용자망(Gigabit Passive Optical Network: G-PON)은 수동 소자를 이용한 공유 네트워크의 형태이다. 이 때, 공유 네트워크란 동일한 광(서비스 노드)을 사용하는 사용자들 모두에게 하향 데이터가 브로드캐스트 되는 네트워크 구조를 의미한다. 따라서 GE-PON 또는 G-PON을 통하여 IP기반의 방송서비스를 제공할 경우, 동일한 서비스 노드에 연결되어 있는 모든 사용자들은 자신이 요청한 방송 채널 외에 요청하지 않은 방송 채널도 모두 수신하게 된다. 즉, 한 사용자가 특정 방송 채널을 시청하고 있다면 동일한 서비스 노드에 속한 모든 사용자는 해당 채널을 수신하게 된다.
이 때, 사용자는 현재 수신하고 있는 방송 채널을 시청하기 위해서는 IP 계층에서 항상 명시적인 IGMP(Internet Group Management Protocol) 참여 리포트를 OLT(Optical Line Terminal)로 전송하여야 하므로, 항상 그룹에 참여해야 하는 비효율이 발생한다. 또한, 사용자는 요청한 채널을 시청하기 위해 상기의 절차를 수행하는 동안의 지연 시간을 기다려야 하는 문제점이 발생한다.
본 발명은 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망 또는 기가비트 수동형 광 사용자망과 같은 공유 네트워크에서 사용자가 채널 그룹에 참여 리포트를 즉시 전송하지 않더라도 공유 네트워크에 존재하는 컨텐츠를 지연 시간없이 바로 시청할 수 있는 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명은 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망에 대해 MAC 계층에서 이더넷 프레임의 헤더의 LLID를 분석하여 원하는 컨텐츠에 대응하는 이더넷 프레임을 추출하여 상위 계층인 IP 계층으로 패킷을 전달함으로써 보다 빠르게 컨텐츠를 제공할 수 있는 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명은 기가비트 수동형 광 사용자망에서 전송 수렴 계층으로 입력된 하향 전송 프레임인 GEM 프레임의 Port ID를 분석하여 원하는 컨텐츠에 대응하는 GEM 프레임을 추출하여 상위 계층인 IP 계층으로 패킷을 전달함으로써 보다 빠르게 컨텐츠를 제공할 수 있는 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 IP 기반 방송 시스템은 프레임을 저장하는 프레임 버퍼부; 상기 프레임의 헤더 필드를 분석하는 프레임 분석부; 공유 네트워크 내에 가입된 사용자들이 시청중인 컨텐츠의 채널 정보를 관리하는 채널 관리부; 및 상기 채널 정보를 이용하여 사용자가 요청한 컨텐츠를 포함하는 프레임을 추출하는 프레임 관리부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 IP 기반 방송 방법은 프레임의 헤더 필드를 분석하는 단계; 공유 네트워크 내에 가입된 사용자들이 시청중인 컨텐츠의 채널 정보를 관리하는 단계; 및 상기 채널 정보를 이용하여 사용자가 요청한 컨텐츠를 포함하는 프레임을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망와 같은 공유 네트워크에서 사용자가 채널 그룹에 참여 리포트를 즉시 전송하지 않더라도 공유 네트워크에 존재하는 컨텐츠를 지연 시간없이 바로 시청할 수 있도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망에 대해 MAC 계층에서 이더넷 프레임의 헤더에서 LLID를 분석하여 원하는 컨텐츠에 대응하는 이더넷 프레임을 추출하여 상위 계층인 IP 계층으로 패킷을 전달함으로써 보다 빠르게 컨텐츠가 제공될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기가비트 수동형 광 사용자망에서 전송 수렴 계층으로 입력된 하향 전송 프레임인 GEM 프레임의 Port ID를 분석하여 원하는 컨텐츠에 대응하는 GEM 프레임을 추출하여 상위 계층인 IP 계층으로 패킷을 전달함으로써 보다 빠르게 컨텐츠가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망에서의 IP 기반 방송 시스템의 전체 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망에서의 채널 변경 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망에서의 채널 정보 테이블의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망에서의 이더넷 프레임의 헤더를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망에서의 IP 기반 방송 방법의 전체 과정을 도시한 플로우차트이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 수동형 광 사용자망에서의 IP 기반 방송 시스템의 전체 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 수동형 광 사용자망에서의 채널 변경 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 수동형 광 사용자망에서의 채널 정보 테이블의 일례를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 수동형 광 사용자망에서의 하향 전송 프레임에서의 GEM 프레임을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 수동형 광 사용자망에서의 IP 기반 방송 방법의 전체 과정을 도시한 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 일실시예에 따른 IP 기반 방송 방법은 IP 기반 방송 시스템에 의해 수행될 수 있다.
본 발명에서 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망(GE-PON) 또는 기가비트 수동형 광 사용자망(G-PON)은 수동 소자를 이용한 공유 네트워크를 의미한다. 이 때, 공유 네트워크는 동일한 광(서비스 노드)을 사용하는 가입자들 모두에게 하향 데이터가 브로드캐스트(Broadcast)되는 네트워크 구조를 의미한다. 따라서, GE-PON 또는 G-PON을 통해 IP 기반의 방송 서비스를 제공하는 경우, 동일한 서비스 노드에 연결되어 있는 모든 가입자들은 자신이 요청한 방송 채널 외에 요청하지 않은 방송 채널도 모두 수신할 수 있다. 다시 말해서, 한 가입자가 특정 방송 채널을 시청하고 있다면 동일한 서비스 노드에 속한 모든 가입자는 해당 채널을 수신할 수 있다. 이러한 사항을 전제로 도 1 내지 도 10을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망에서의 IP 기반 방송 시스템의 전체 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
IP 기반 방송 시스템(100)은 프레임 버퍼부(101), 프레임 분석부(102), 채널 관리부(103) 및 프레임 관리부(104)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 IP 기반 방송 시스템(100)은 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자 네트워크(GE-PON)를 통해 가입된 사용자에게 IP 기반 컨텐츠를 제공할 수 있다. 이 때, 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자 네트워크는 OLT와 수동 소자인 광스플리터로 구성되는 ODN 및 하나 이상의 ONU/ONT로 구성될 수 있다.
프레임 버퍼부(101)는 PHY 계층으로부터 입력된 이더넷 프레임(105)을 저장할 수 있다.
프레임 분석부(102)는 이더넷 프레임(105)의 헤더 필드를 분석할 수 있다. 일례로, 프레임 분석부(102)는 이더넷 프레임(105)의 헤더 필드에서 LLID(Logical Link Identifier)를 분석할 수 있다. 이 때, 프레임 분석부(102)는 MAC(Media Access Control) 계층에서 LLID를 분석할 수 있다.
채널 관리부(103)는 공유 네트워크 내에 가입된 사용자들이 시청중인 컨텐츠의 채널 정보를 관리할 수 있다. 일례로, 채널 관리부(103)는 채널 정보 테이블을 이용하여 채널 ID, LLID 또는 IP 주소 정보를 포함하는 채널 정보를 관리할 수 있다. 이 때, 채널 관리부(103)는 LLID를 이용하여 채널 정보를 갱신할 수 있다. 그리고, 채널 관리부(103)는 프레임 분석부(102)에서 전달받은 LLID에 대응하는 이더넷 프레임(105)의 추출 및 포기 명령을 프레임 관리부(104)에 전달할 수 있다.
프레임 관리부(104)는 채널 정보를 이용하여 사용자가 요청한 컨텐츠를 포함하는 프레임을 추출할 수 있다. 일례로, 프레임 관리부(104)는 채널 정보 테이블을 통해 사용자가 요구한 컨텐츠에 대응하는 LLID를 포함하는 이더넷 프레임(105)을 추출하여 상위 계층에 IP 패킷(106)을 전달할 수 있다.
결국, 본 발명의 일실시예에 따르면, 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자 망과 같은 공유 네트워크를 통해 IP 기반 방송 서비스를 제공하는 경우, IP 기반 방송 시스템(100)은 ONT (Optical Network Terminal)의 MAC (Media Access Control) 계층에서 입력되는 이더넷 프레임의 헤더를 분석하여 얻은 LLID (Logical Link Identifier) 정보를 바탕으로 다른 사용자에게 제공되고 있는 방송 콘텐츠를 먼저 받아 보고 변경된 채널 시청 정보는 나중에 갱신할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자 망에서 IP기반 방송을 시청하는 데 있어 사용자가 원하는 채널을 OLT (Optical Line Termination)에게 요청하기 전에 공유 네트워크 내에 브로드캐스트 될 수 있는 이더넷 프레임의 헤더를 분석하고 그 정보를 바탕으로 원하는 콘텐츠를 이용함으로써 원하는 채널 그룹에 가입하고 탈퇴하는 과정을 줄여 채널 변경 지연 시간을 개선할 수 있다.
즉, 본 발명은 기가비트 이더넷 수동형 광 가입자 네트워크와 같은 공유 네트워크의 IP 계층에서 이루어지는 비효율적인 채널 그룹의 가입과 탈퇴 과정을 생략하기 위해 하위 계층인 MAC 계층에서 사용자가 요구하는 콘텐츠 또는 데이터가 공유 네트워크 내에 있을 때 즉시 원하는 콘텐츠나 데이터를 수신하여 지연 시간을 줄일 수 있다.
본 발명을 통해 기가비트 이더넷 수동형 광 가입자 네트워크와 같은 공유네트워크 구조에서 시청자가 선택한 채널에 대해 IP계층에서 명시적인 IGMP 참여 리포트를 전송하지 않은 상태로 그 하위계층인 MAC 계층에서 선택한 채널에 대한 콘텐츠를 가진 이더넷 프레임을 추출하여 상위 IP 계층으로 IP 패킷을 전달함으로써 채널 그룹의 가입과 탈퇴로 인한 지연시간을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 공유 네트워크 구조에서 채널을 선택할 때마다 선택한 채널 가입 또는 탈퇴로 인한 지연시간을 가지고 OLT로 부터 새로운 채널을 전달받는 기존 방식의 비효율을 줄이고 네트워크와 시스템 운영의 효율성을 도모할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망에서의 채널 변경 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 2 계층인 MAC 계층을 포함하는 OLT와 적어도 하나의 서비스 포트나 사용자 포트를 포함하는 복수의 ONU/ONT로 구성된 기가비트 이더넷 수동형 광사용자망을 나타낸다. IPTV 서버(201)는 OLT(202)를 통해 IPTV 채널을 제공할 수 있다. 그러면, OLT(202)는 광분기기(203)를 통해 가입된 ONT A(204), ONT B(205), ONT C(206)에 IPTV 채널을 제공할 수 있다. ONT A(204), ONT B(205), ONT C(206)는 IPTV 채널을 통해 컨텐츠를 공유할 수 있다. ONT A(204), ONT B(205), ONT C(206)가 각각 시청하고 있는 채널 정보는 채널 정보 테이블을 통해 관리된다.
만약, ONT A(204)가 채널 1을 시청하고 있다가 채널 2로 변경하고자 하는 경우, IP 기반 방송 시스템(100)은 채널 정보 테이블을 이용하여 채널 2가 공유 네트워크에서 서비스되고 있음을 확인한 후에, 이더넷 프레임의 헤더에서 LLID를 분석하여 채널 2에 대응하는 LLID의 프레임을 추출할 수 있다. 그리고, ONT C(206)가 채널 3을 시청하고 있다가 채널 2로 변경하고자 하는 경우, IP 기반 방송 시스템(100)은 이더넷 프레임의 헤더에서 LLID를 분석하여 채널 2에 대응하는 LLID의 프레임을 추출할 수 있다.
그러면, 추출된 LLID에 대응하는 이더넷 프레임의 IP 패킷이 IP 계층에 바로 전달됨으로써, ONT A(204)와 ONT C(206)는 채널 2를 시청할 수 있다. ONT A(204)는 채널 1을 leave하고 채널 2에 Join하는 불필요한 과정을 즉시 거칠 필요가 없기 때문에, 채널 변경에 따른 지연 시간을 기다릴 필요가 없다.
다만, ONT A(204)가 채널 1을 시청하고 있다가 채널 4로 변경하고자 하는 경우, IP 기반 방송 시스템(100)은 채널 정보 테이블을 이용하여 채널 4가 공유 네트워크에서 서비스되고 있음을 확인한 후에, 이더넷 프레임의 헤더에서 LLID를 분석하여 채널 4에 대응하는 LLID의 프레임을 추출할 수 있다. 그러나, 도 2에서는 채널 4를 시청하는 ONT가 존재하지 않기 때문에, ONT A(204)는 IGMP를 통해 채널 4에 Join해야 채널 4를 시청할 수 있다.
공유 네트워크에서 ONT A(204), ONT B(205), ONT C(206)가 시청하고 있는 채널 정보는 채널 정보 테이블에 갱신된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망에서의 채널 정보 테이블의 일례를 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 채널 정보 테이블은 공유 네트워크에서 ONT들이 시청하고 있는 채널의 채널 ID와 LLID, 멀티캐스트 그룹 주소 및 목적지 주소를 포함할 수 있다. LLID는 ONT에 따라 다르게 결정되며, MAC 계층에서 관리된다. 도 3을 참고하면, LLID 12, 03 및 05에 대응하는 ONT가 채널 001을 시청하고 있는 것을 의미한다.
만약, LLID가 07인 ONT가 채널 001을 시청하고자 하는 경우, IP 기반 방송 시스템(100)은 LLID 12, 03 및 05에 대응하는 이더넷 프레임을 추출하여 IP 패킷을 상위 계층인 IP 계층에 전달하면 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망에서의 이더넷 프레임의 헤더를 도시한 도면이다.
도 4에서 괄호는 bytes를 의미하고, SPD는 Start of Packet Delimiter를 의미한다. PA는 Preamble을 의미하고, DA는 Destination Address를 의미하며, SA는 Source Address를 의미한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, IP 기반 방송 시스템(100)은 프레임 버퍼에 저장중인 이더넷 프레임의 헤더에서 LLID를 추출하고 분석하여 채널 정보 테이블의 LLID와 비교할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자망에서의 IP 기반 방송 방법의 전체 과정을 도시한 플로우차트이다.
IP 기반 방송 시스템(100)은 이더넷 프레임을 PHY 계층으로부터 수신할 수 있다(S501). 그리고, IP 기반 방송 시스템(100)은 이더넷 프레임의 헤더 필드를 분석할 수 있다(S502). IP 기반 방송 시스템(100)은 이더넷 프레임의 헤더 필드에서 LLID를 추출하여 분석할 수 있다(S503).
이 후, IP 기반 방송 시스템(100)은 추출한 LLID와 채널 정보 테이블의 LLID를 비교하고(S504), 이더넷 프레임이 사용자가 선택한 채널의 컨텐츠를 가진 프레임인지 여부를 판단할 수 있다(S505). 만약, 이더넷 프레임이 사용자가 선택한 채널의 컨텐츠를 가진 프레임이 아닌 경우, IP 기반 방송 시스템(100)은 이더넷 프레임을 포기할 수 있다(S509). 반대로, 이더넷 프레임이 사용자가 선택한 채널의 컨텐츠를 가진 프레임인 경우, IP 기반 방송 시스템(100)은 LLID 정보를 전달하여(S506), LLID에 대응하는 이더넷 프레임을 추출할 수 있다(S507). 그런 후, IP 기반 방송 시스템(100)은 추출된 이더넷 프레임으로부터 IP 패킷을 출력하여 상위 계층에 전달할 수 있다(S508).
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 수동형 광 사용자망에서의 IP 기반 방송 시스템의 전체 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
기가비트 수동형 광 사용자망(G-PON)에서의 IP 기반 방송 시스템(600)은 프레임 버퍼부(601), 프레임 분석부(602), 채널 관리부(603) 및 프레임 관리부(604)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 IP 기반 방송 시스템(600)은 기가비트 수동형 광 사용자 네트워크(G-PON)를 통해 가입된 사용자에게 IP 기반 컨텐츠를 제공할 수 있다. 이 때, 기가비트 수동형 광 사용자 네트워크는 도 1의 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자 네트워크(GE-PON)와 마찬가지로 OLT와 수동 소자인 광스플리터로 구성되는 ODN 및 하나 이상의 ONU/ONT로 구성될 수 있다.
다만, 도 1의 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자 네트워크(GE-PON)와 달리 OLT는 2계층인 전송 수렴 계층(TC: Transmission Convergence Layer)을 포함할 수 있다. 그리고, ONU와 ONT는 적어도 하나 이상의 서비스 포트 또는 가입자 포트를 포함할 수 있다.
프레임 버퍼부(601)는 GTC(Gigabit Transmission Convergence) Framing Sub-layer 계층으로부터 입력된 GEM(GPON Encapsulation Method) 프레임(605)을 저장할 수 있다. 이 때, GEM 프레임은 하향 전송 프레임을 구성하는 프레임 중 하나로 GEM GEM 헤더와 GEM payload로 구성될 수 있다. GEM 프레임에 대해서는 도 9에서 구체적으로 설명하기로 한다.
프레임 분석부(602)는 GEM 프레임(605)의 헤더 필드를 분석할 수 있다. 일례로, 프레임 분석부(602)는 GEM 프레임(605)의 헤더 필드에서 Port ID를 분석할 수 있다. 이 때, 프레임 분석부(602)는 TC Adaption Sub-layer에서 Port ID를 분석할 수 있다.
채널 관리부(603)는 공유 네트워크 내에 가입된 사용자들이 시청중인 컨텐츠의 채널 정보를 관리할 수 있다. 일례로, 채널 관리부(603)는 채널 정보 테이블을 이용하여 채널 ID, Port ID 또는 IP 주소 정보를 포함하는 채널 정보를 관리할 수 있다. 이 때, 채널 관리부(603)는 Port ID를 이용하여 채널 정보 테이블의 채널 정보를 갱신할 수 있다. 그리고, 채널 관리부(603)는 프레임 분석부(602)에서 전달받은 Port ID에 대응하는 이더넷 프레임(606) 또는 IP 패킷(607)의 추출 및 포기 명령을 프레임 관리부(604)에 전달할 수 있다. 즉, 채널 관리부(603)는 현재 공유 네트워크 내에서 사용자가 선택한 채널에 대한 GEM 프레임의 Port ID가 해당 채널 정보 테이블에 존재하는 지 여부를 판단할 수 있다.
프레임 관리부(604)는 채널 정보를 이용하여 사용자가 요청한 컨텐츠를 포함하는 프레임을 추출할 수 있다. 일례로, 프레임 관리부(604)는 채널 정보 테이블을 통해 사용자가 요구한 컨텐츠에 대응하는 Port ID를 포함하는 GEM 프레임(605)을 추출하여 상위 계층에 이더넷 프레임(606) 또는 IP 패킷(607)을 전달할 수 있다.
결국, 본 발명의 일실시예에 따르면, 기가비트 수동형 광 사용자 망과 같은 공유 네트워크를 통해 IP 기반 방송 서비스를 제공하는 경우, IP 기반 방송 시스템(600)은 ONT (Optical Network Terminal)의 GTC Framing sub-layer에서 입력되는 GEM 프레임(605)의 헤더를 분석하여 얻은 Port ID를 바탕으로 다른 사용자에게 제공되고 있는 방송 콘텐츠를 먼저 받아 보고 변경된 채널 시청 정보는 나중에 갱신할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기가비트 수동형 광 사용자 망에서 IP기반 방송을 시청하는 데 있어 사용자가 원하는 채널을 OLT (Optical Line Termination)에게 요청하기 전에 공유 네트워크 내에 브로드캐스트 될 수 있는 하향 전송 프레임을 구성하는 GEM 프레임의 헤더를 분석하고 그 정보를 바탕으로 원하는 콘텐츠를 이용함으로써 원하는 채널 그룹에 가입하고 탈퇴하는 과정을 줄여 채널 변경 지연 시간을 개선할 수 있다.
즉, 본 발명은 기가비트 수동형 광 가입자 네트워크와 같은 공유 네트워크의 IP 계층에서 이루어지는 비효율적인 채널 그룹의 가입과 탈퇴 과정을 생략하기 위해 하위 계층인 전송 수렴 계층에서 사용자가 요구하는 콘텐츠 또는 데이터가 공유 네트워크 내에 있을 때 즉시 원하는 콘텐츠나 데이터를 수신하여 지연 시간을 줄일 수 있다.
본 발명을 통해 기가비트 수동형 광 가입자 네트워크와 같은 공유네트워크 구조에서 시청자가 선택한 채널에 대해 명시적인 IGMP 참여 리포트를 전송하지 않은 상태로 그 하위 계층인 전송 수렴 계층에서 선택한 채널에 대한 콘텐츠를 가진 GEM 프레임을 추출하여 상위 IP 계층으로 이더넷 프레임 또는 IP 패킷을 전달함으로써 채널 그룹의 가입과 탈퇴로 인한 지연시간을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 공유 네트워크 구조에서 채널을 선택할 때마다 선택한 채널 가입 또는 탈퇴로 인한 지연시간을 가지고 OLT로 부터 새로운 채널을 전달받는 기존 방식의 비효율을 줄이고 네트워크와 시스템 운영의 효율성을 도모할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 수동형 광 사용자망에서의 채널 변경 과정을 도시한 도면이다.
도 7는 2 계층인 전송 수렴 계층을 포함하는 OLT와 적어도 하나의 서비스 포트나 사용자 포트를 포함하는 복수의 ONU/ONT로 구성된 기가비트 수동형 광사용자망을 나타낸다. IPTV 서버(701)는 OLT(702)를 통해 IPTV 채널을 제공할 수 있다. 그러면, OLT(702)는 광분기기(703)를 통해 가입된 ONT A(704), ONT B(705), ONT C(706)에 IPTV 채널을 제공할 수 있다. ONT A(704), ONT B(705), ONT C(706)는 IPTV 채널을 통해 컨텐츠를 공유할 수 있다. ONT A(704), ONT B(705), ONT C(706)가 각각 시청하고 있는 채널 정보는 채널 정보 테이블을 통해 관리된다.
만약, ONT A(704)가 채널 1을 시청하고 있다가 채널 2로 변경하고자 하는 경우, IP 기반 방송 시스템(600)은 채널 정보 테이블을 이용하여 채널 2가 공유 네트워크에서 서비스되고 있음을 확인한 후에, GEM 프레임의 헤더에서 Port ID를 분석하여 채널 2에 대응하는 Port ID의 GEM 프레임을 추출할 수 있다. 그리고, ONT C(706)가 채널 3을 시청하고 있다가 채널 2로 변경하고자 하는 경우, IP 기반 방송 시스템(600)은 GEM 프레임의 헤더에서 Port ID를 분석하여 채널 2에 대응하는 Port ID의 GEM 프레임을 추출할 수 있다.
그러면, 추출된 Port ID에 대응하는 GEM 프레임의 이더넷 프레임 또는 IP 패킷이 상위 계층인 IP 계층에 바로 전달됨으로써, ONT A(704)와 ONT C(706)는 채널 2를 시청할 수 있다. ONT A(704)는 채널 1을 leave하고 채널 2에 Join하는 불필요한 과정을 즉시 거칠 필요가 없기 때문에, 채널 변경에 따른 지연 시간을 기다릴 필요가 없다.
다만, ONT A(704)가 채널 1을 시청하고 있다가 채널 4로 변경하고자 하는 경우, IP 기반 방송 시스템(600)은 채널 정보 테이블을 이용하여 채널 4가 공유 네트워크에서 서비스되고 있음을 확인한 후에, GEM 프레임의 헤더에서 Port ID를 분석하여 채널 4에 대응하는 Port ID의 프레임을 추출할 수 있다. 그러나, 도 2에서는 채널 4를 시청하는 ONT가 존재하지 않기 때문에, ONT A(704)는 IGMP를 통해 채널 4에 Join해야 채널 4를 시청할 수 있다.
공유 네트워크에서 ONT A(704), ONT B(705), ONT C(706)가 시청하고 있는 채널 정보는 채널 정보 테이블에 갱신된다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 수동형 광 사용자망에서의 채널 정보 테이블의 일례를 도시한 도면이다.
도 8을 참고하면, 채널 정보 테이블은 공유 네트워크에서 ONT들이 시청하고 있는 채널의 채널 ID와 Port ID, 멀티캐스트 그룹 주소 및 목적지 주소를 포함할 수 있다. Port ID는 ONT에 따라 다르게 결정되며, 전송 수렴 계층에서 관리된다. 도 8을 참고하면, Port ID 12, 03 및 05에 대응하는 ONT가 채널 001을 시청하고 있는 것을 의미한다. 그리고, Port ID 12, 03 및 05에 대응하는 ONT들은 238. 139.25.30이 할당된 멀티캐스트 그룹을 구성할 수 있다.
만약, Port ID가 07인 ONT가 채널 001을 시청하고자 하는 경우, IP 기반 방송 시스템(600)은 Port ID 12, 03 및 05에 대응하는 GEM 프레임을 추출하여 이더넷 프레임 또는 IP 패킷을 상위 계층인 IP 계층에 전달할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 수동형 광 사용자망에서의 하향 전송 프레임에서의 GEM 프레임을 도시한 도면이다.
도 9에서 하향 전송 프레임은 PCBd(Physical Control Block Dwonstream), ATM, GEM 프레임으로 구성될 수 있다. 이 때, IP 기반 방송 시스템(600)은 GEM 프레임의 헤더에서 Port ID를 분석할 수 있다. GEM 프레임은 GEM 헤더와 GEM Payload를 구성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, IP 기반 방송 시스템(600)은 프레임 버퍼에 저장중인 하향 전송 프레임을 구성하는 GEM 프레임의 헤더에서 Port ID를 추출하고 분석하여 채널 정보 테이블의 Port ID와 비교할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 기가비트 수동형 광 사용자망에서의 IP 기반 방송 방법의 전체 과정을 도시한 플로우차트이다.
IP 기반 방송 시스템(600)은 하향 전송 프레임의 GEM 프레임을 TC Framing Sub-layer로부터 수신할 수 있다(S1001). 그리고, IP 기반 방송 시스템(600)은 GEM 프레임의 헤더 필드를 분석할 수 있다(S1002). IP 기반 방송 시스템(600)은 GEM 프레임의 헤더 필드에서 Port ID를 추출하여 분석할 수 있다(S1003).
이 후, IP 기반 방송 시스템(600)은 추출한 Port ID와 채널 정보 테이블의 Port ID를 비교하고(S1004), GEM 프레임이 사용자가 선택한 채널의 컨텐츠를 가진 프레임인지 여부를 판단할 수 있다(S1005). 만약, GEM 프레임이 사용자가 선택한 채널의 컨텐츠를 가진 프레임이 아닌 경우, IP 기반 방송 시스템(600)은 GEM 프레임을 포기할 수 있다(S1009). 반대로, GEM 프레임이 사용자가 선택한 채널의 컨텐츠를 가진 프레임인 경우, IP 기반 방송 시스템(600)은 Port ID 정보를 전달하여(S1006), Port ID에 대응하는 GEM 프레임을 추출할 수 있다(S1007). 그런 후, IP 기반 방송 시스템(600)은 추출된 GEM 프레임으로부터 이더넷 프레임 또는 IP 패킷을 출력하여 상위 계층에 전달할 수 있다(S1008).
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: IP 기반 방송 시스템 101: 프레임 버퍼부
102: 프레임 분석부 103: 채널 관리부
104: 프레임 관리부 105: 이더넷 프레임
106: IP 패킷

Claims (12)

  1. 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자 네트워크(Gigabit Ethernet Passive Optical Network: GE-PON)를 통해 가입된 사용자에게 IP 기반 컨텐츠를 제공하는 IP 기반 방송 시스템에 있어서,
    PHY 계층으로부터 입력된 이더넷 프레임을 저장하는 프레임 버퍼부;
    MAC(Media Access Control) 계층에서 이더넷 프레임에 포함된 헤더 필드의 LLID(Logical Link Identifier)를 분석하는 프레임 분석부;
    공유 네트워크 내에 가입된 사용자들이 시청중인 컨텐츠의 채널 정보를 관리하는 채널 관리부; 및
    상기 채널 정보를 이용하여 사용자가 요청한 컨텐츠에 대응하는 LLID의 이더넷 프레임을 추출하여 상위 계층에 IP 패킷을 전달하는 프레임 관리부
    를 포함하는 IP 기반 방송 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 채널 관리부는,
    채널 정보 테이블을 이용하여 채널 ID, LLID 또는 IP 주소 정보를 포함하는 채널 정보를 관리하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 방송 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프레임 관리부는,
    상기 채널 정보 테이블을 통해 상기 사용자가 요구한 컨텐츠에 대응하는 LLID의 이더넷 프레임을 추출하여 IP 패킷을 전달하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 방송 시스템.
  6. 삭제
  7. 기가비트 수동형 광 사용자 네트워크(Gigabit capable Passive Optical Network: G-PON)를 통해 가입된 사용자에게 IP 기반 컨텐츠를 제공하는 IP 기반 방송 시스템에 있어서,
    GTC(Gigabit Transmission Convergence) Framing 계층으로부터 입력된 GEM(GPON Encapsulation Method) 프레임을 저장하는 프레임 버퍼부;
    전송 수렴 계층(Transmission Convergence Layer: TC Layer) 계층에서 GEM 프레임에 포함된 헤더 필드의 Port ID를 분석하는 프레임 분석부;
    공유 네트워크 내에 가입된 사용자들이 시청중인 컨텐츠의 채널 정보를 관리하는 채널 관리부; 및
    상기 채널 정보를 이용하여 사용자가 요청한 컨텐츠에 대응하는 Port ID의 GEM 프레임을 추출하여 상위 계층에 이더넷 프레임 또는 IP 패킷을 전달하는 프레임 관리부
    를 포함하는 IP 기반 방송 시스템.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 채널 관리부는,
    채널 정보 테이블을 이용하여 채널 ID, Port ID 또는 IP 주소 정보를 포함하는 채널 정보를 관리하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 방송 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프레임 관리부는,
    상기 채널 정보 테이블을 통해 상기 사용자가 요구한 컨텐츠에 대응하는 Port ID의 GEM 프레임을 추출하여 이더텟 프레임 또는 IP 패킷 중 어느 하나를 상위 계층으로 전달하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 방송 시스템.
  11. 기가비트 이더넷 수동형 광 사용자 네트워크(Gigabit Ethernet Passive Optical Network: GE-PON)를 통해 가입된 사용자에게 IP 기반 컨텐츠를 제공하는 IP 기반 방송 방법에 있어서,
    PHY 계층으로부터 입력된 이더넷 프레임을 저장하는 단계;
    MAC(Media Access Control) 계층에서 이더넷 프레임에 포함된 헤더 필드의 LLID(Logical Link Identifier)를 분석하는 단계;
    공유 네트워크 내에 가입된 사용자들이 시청중인 컨텐츠의 채널 정보를 관리하는 단계; 및
    상기 채널 정보를 이용하여 사용자가 요청한 컨텐츠에 대응하는 LLID의 이더넷 프레임을 추출하여 상위 계층에 IP 패킷을 전달하는 단계
    를 포함하는 IP 기반 방송 방법.
  12. 기가비트 수동형 광 사용자 네트워크(Gigabit capable Passive Optical Network: G-PON)를 통해 가입된 사용자에게 IP 기반 컨텐츠를 제공하는 IP 기반 방송 방법에 있어서,
    GTC(Gigabit Transmission Convergence) Framing 계층으로부터 입력된 GEM(GPON Encapsulation Method) 프레임을 저장하는 단계;
    전송 수렴 계층(Transmission Convergence Layer: TC Layer) 계층에서 GEM 프레임에 포함된 헤더 필드의 Port ID를 분석하는 단계;;
    공유 네트워크 내에 가입된 사용자들이 시청중인 컨텐츠의 채널 정보를 관리하는 단계; 및
    상기 채널 정보를 이용하여 사용자가 요청한 컨텐츠에 대응하는 Port ID의 GEM 프레임을 추출하여 상위 계층에 이더넷 프레임 또는 IP 패킷을 전달하는 단계;
    를 포함하는 IP 기반 방송 방법.
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