KR101899988B1 - 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템 - Google Patents

유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템 Download PDF

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KR101899988B1 KR1020170051445A KR20170051445A KR101899988B1 KR 101899988 B1 KR101899988 B1 KR 101899988B1 KR 1020170051445 A KR1020170051445 A KR 1020170051445A KR 20170051445 A KR20170051445 A KR 20170051445A KR 101899988 B1 KR101899988 B1 KR 101899988B1
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신승용
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Abstract

본 발명은 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 망 대역폭 상황에 따라 영상미디어 컨텐츠의 화질을 조종하여 전송 가능한 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템을 제공한다.

Description

유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템 {Video media conversion transmission system}
본 발명은 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 망 대역폭 상황에 따라 영상미디어 컨텐츠의 화질을 조종하여 전송 가능한 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템에 관한 것이다.
최근에는 IPTV 의 수요가 급증하고 있다. IPTV (Internet Protocol Television)는 IP 네트워크를 통해서 주문형 비디오(Video On Demand), 고화질 방송 서비스(High Media Service), TV 방송 및 컨텐츠 등 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하는 방송통신융합서비스이다.
현재 IPTV 서비스는 양방향성을 갖춘 웹기반서비스(TV Portal), 오락형서비스(T-Entertainment), 정보형서비스(T-Interactive), 상업형서비스(T-Commerce), 통신형서비스(T-Communication) 등이 있으며 웹 2.0 기반 개념의 참여, 개방, 공유 서비스의 개발되어 RIA, 웹 서비스, UCC 콘텐츠 등이 IPTV 서비스에 적용되어 다양한 분야에 IPTV 서비스가 진출되고 있으며, 이를 통해 공중파, 위성, 케이블 방송과 달리 사용자가 시간에 구애 받지 않고 자신이 원하는 프로그램과 시간을 결정할 수 있게 되었다.
IPTV 서비스는 양방향성 VOD 서비스 제공이 가능한 유, 무선 기반의 서비스이다. 유선기반은 현재 SK, KT ,LG에서 사설망을 이용해 서비스 중인 IPTV 를 말하며 무선기반은 IPTV 서비스에 모바일 기술을 접목시킨 모바일 IPTV 를 말한다.
IPTV 는 크게 Head-End System, Backbone Network, Access Network, Home으로 구성하고 있는데, Head-End System 은 방송 컨텐츠 즉 지상파, 위성 등의 신호를 수신, 수집하는 역할을 담당하고 있으며, 구성요소로는 BBS(Base Band System), CAS(Conditional Access System), VOD System, DBS(Data Broad System), CMS(Contents Management System)으로 나뉜다. BBS는 방송 신호들의 분배를 조작하며 관리 시스템을 통해 모니터링 역할을 담당하고 있으며, 수신제한시스템(CAS)은 압축다중화 시스템과 연동되어 채널별 사용자별 접근 권한부여나 암호화 및 사용자 컨텐츠 보호와 수신 Log 처리 역할을 담당하고 있다.
DBS는 영상신호의 송출 및 각종 양방향 서비스를 구현 역할을 담당하고 있으며, 베이스 밴드로부터 송출된 신호를 H.264로 압축하고 데이터신호와 다중화한 후, 스크램블링 및 IP패킷화 하여 전송하는 역할을 담당하고 있다. BackBone Network는 가공된 데이터가 과정에 이르기까지 거치는 네트워크 망이며, Head-End와 셋탑박스 간의 신뢰성과 효율성의 보장된 컨텐츠 전달에 필요한 멀티캐스팅, QoS(Quality of Service) 기술 등이 있다. 이러한 과정은 네트워크 장비를 통해 최종적으로 HOME, 즉 사용자의 셋탑박스 까지 전송되게 되는데, 대표적인 네트워크 장비로는 Access Network 의 DS-LAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer)가 있다.
IPTV 서비스는 IP 미디어 트래픽 대역폭 특성을 반영하여 백본 및 액세스 구간에 Multicast 를 적용하고 있으며 60~80 여개의 엄선된 채널과 HD급 멀티미디어 컨텐츠 중심의 고화질 서비스를 제공하고 있지만, 완벽한 실시간 모바일 멀티미디어 데이터 스트리밍 서비스를 실현하기 위해서는 채널 지연시간 문제, 망 대역폭 제한 문제, 트래픽 분산 제어 같은 여러 가지 해결해야 할 문제들이 남아있다.
IPTV 는 백본 및 액세스 구간에 Multicast 를 적용하여 다수의 엄선된 채널과 HD 급 멀티미디어 컨텐츠 중심의 QoS (Quality of Service), QoE (Quality of Experience)를 만족시키는 고품질 서비스가 원활히 제공되어야 하지만, 아직까지는 채널 지연시간 문제, 망 대역폭 제한 문제, 트래픽 분산 제어 같이 해결해야 될 문제점이 남아있다.
한국등록특허 [10-0823522]에서는 실시간 스트리밍 시스템에서 스토리지와 서버 사이의 병목을 줄이기 위한 캐싱 방법이 개시되어 있다.
한국등록특허 [10-0823522](등록일자: 2008년04월14일)
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고화질 데이터를 전송하는 대역폭 활용법이 아닌, 사용자 수에 따라, 일부 또는 모든 컨텐츠의 화질을 조종하여 전송함으로써, 네트워크 부하문제를 해결함과 동시에 가능한 많은 사용자들에게 고화질 데이터를 전송할 수 있는 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템은, 라우터(100) 및 셋탑박스(200)를 포함하는 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템에 있어서, 주기적 또는 실시간으로 갱신된 전자 대역폭 정보, 네트워크 상태 정보 및 트래픽 정보를 포함하는 BIB(Bandwidth Information Broadcasting) 메시지를 상기 셋탑박스(200)로 전송하는 라우터(100); 및 주기적 또는 실시간으로 갱신된 전자 대역폭 정보, 네트워크 상태 정보 및 트래픽 정보를 포함하는 BIB(Bandwidth Information Broadcasting) 메시지를 상기 라우터(100)로 전송하는 셋탑박스(200);를 포함하며, 상기 라우터(100)가 미디어 서버로부터 HD 급 대역폭을 갖는 영상미디어컨텐츠를 인터넷망을 통해 전송받아, 망 대역폭이 임계치 이하이면 HD 급 대역폭을 갖는 영상미디어컨텐츠를 상기 셋탑박스(200)로 전송하고, 망 대역폭이 임계치에 도달하면 SD 급 영상미디어컨텐츠로 변경하여 상기 셋탑박스(200)로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 라우터(100)는 유선 환경일 경우, IGMP(Internet Group Management Protocol) 프로토콜을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 라우터(100)는 무선 환경일 경우, 계층적 이동성 관리 프로토콜을 수행하고, 상기 라우터(100)는 핸드오버 동안에 IPTV 전송 처리를 위해 MAP(Mobility Anchor Point)역할을 담당하며, 상기 라우터(100)는 핸드오버 프로토콜 동작이 완료되면, IGMP(Internet Group Management Protocol) 프로토콜을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 라우터(100)는 수집된 BIB(Bandwidth Information Broadcasting) 메시지를 근거로 망 대역폭 정보를 수집하는 BCM(Bandwidth Collector Module)(110); 상기 BCM(110) 에서 수집된 망 대역폭 정보를 근거로 망 대역폭이 임계치에 도달했는지 여부를 판단하는 BTCM(Bandwidth Transmission Comparison Module)(120); 상기 BTCM(120)에서 망 대역폭이 임계치에 도달한 것으로 판단 되면 영상의 화질을 HD 급에서 SD 급으로 변경하는 QTM(Quality Transformation Module)(130); 상기 QTM(130)으로부터 변경된 데이터를 저장하는 SD화질영상버퍼(Efficient Buffer)(140); 및 사용자 인증을 통해 해당 서비스 품질을 이용할 것인지에 대한 여부를 확인하는 UIM(User Information Authentication Module)(150);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 BCM(110)은 채널에 대한 대역폭을 제어하며, 유선과 무선에 대한 각각의 서비스 플로우(flow)를 수행하는 듀얼스택(Dual Stack) 구조로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 라우터(100)는 UMA(Unlicensed Mobile Access) 서비스를 통한 다중 네트워크 지원을 수행하는 NRMM(Network Resource Management Module)(160);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 NRMM(160)은 사용자의 홈 네트워크 대역폭 상황을 고려하여 대역폭을 계산하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 셋탑박스(200)는 네트워크 대역폭 관리를 능동적으로 수행하기 위해 BIB 메시지를 주기적으로 주고받으며, 영상미디어컨텐츠의 화질 변환 필요성을 감지하는 관측모듈(Observation Module)(210); 및 상기 관측모듈(210)을 통해 영상미디어컨텐츠의 화질 변환 필요성을 감지하게 될 경우, 변환된 화질의 영상미디어컨텐츠 수신을 준비하는 백업버퍼(Backup Buffer)(220);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 셋탑박스(200)는 모바일 IPTV 서비스 이용환경을 제공하는 이동성관리모듈(Mobility Management Module)(230);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 셋탑박스(200)는 네트워크 자원 관리를 보다 능동적으로 수행하기 위한 최적의 패킷크기를 변환하여 제공 하는 변환데이터네트워크자원관리모듈(Network Resource Management for Changing Data Module)(240);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템에 의하면, 사용자 수에 따라, 일부 또는 모든 컨텐츠의 화질을 조종하여 전송함으로써, 네트워크 부하문제를 해결함과 동시에 가능한 많은 사용자들에게 고화질 데이터를 전송할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템의 개념을 보여주는 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템의 개념을 보여주는 도면이다.
도 1에서 라우터(100)를 HIASCR(Hierarchical Intelligent Access Service Control Router)로 표시하였고, 셋탑박스(200)를 ISTB(Improved Mobile device and Set-top-box)로 표시하였다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템은 라우터(100) 및 셋탑박스(200)를 포함하는 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템에 있어서, 라우터(100) 및 셋탑박스(200)를 포함하며, 상기 라우터(100)가 미디어 서버로부터 HD 급 대역폭을 갖는 영상미디어컨텐츠를 인터넷망을 통해 전송받아, 망 대역폭이 임계치 이하이면 HD 급 대역폭을 갖는 영상미디어컨텐츠를 상기 셋탑박스(200)로 전송하고, 망 대역폭이 임계치에 도달하면 SD 급 영상미디어컨텐츠로 변경하여 상기 셋탑박스(200)로 전송하는 것을 특징으로 한다.
라우터(100)는 주기적 또는 실시간으로 갱신된 전자 대역폭 정보, 네트워크 상태 정보 및 트래픽 정보를 포함하는 BIB(Bandwidth Information Broadcasting) 메시지를 상기 셋탑박스(200)로 전송한다.
셋탑박스(200)는 주기적 또는 실시간으로 갱신된 전자 대역폭 정보, 네트워크 상태 정보 및 트래픽 정보를 포함하는 BIB(Bandwidth Information Broadcasting) 메시지를 상기 라우터(100)로 전송한다.
즉, BIB(Bandwidth Information Broadcasting) 메시지를 갱신하며 상기 라우터(100)와 셋탑박스(200) 간에 서로 주고받는다.
여기서, BIB(Bandwidth Information Broadcasting) 메시지는, 대역폭의 임계치를 측정하고 주기적인 메시지 전송을 통해 이를 통보함으로써, 그에 따른 조치를 능동적으로 취할 수 있도록 하기 위한 것으로, 많은 사용자들이 동시에 접속해 HD급의 고화질 서비스 지원을 요구하면서 발생하는 망의 대역폭 부하문제를 해결하기 위한 메시지이다.
즉, Bandwidth Collector Modules에서 수신한 정보를 토대로 HD급 SD급을 구분하게 되는데, 이러한 정보를 주고받기 위해 필요한 메시지가 BIB 메시지이다.
이는, 망 대역폭에 대한 정보를 실시간으로 모니터링 하며, 망 대역폭을 넘어서지 않도록 영상미디어컨텐츠의 용량을 조정하되, 가급적이면 HD 급 대역폭을 갖는 영상미디어컨텐츠를 최대한 제공하기 위함이다.
셋탑박스(200)는 BIB(Bandwidth Information Broadcasting) 메시지를 근거로 망의 현재 트래픽 상황을 알 수 있게 된다.
상기 라우터(100)가 망 대역폭이 임계치에 도달하면, HD 급 대역폭을 갖는 영상미디어컨텐츠를 SD 급 영상미디어컨텐츠로 변경하는 것은, 대역폭 전체 크기가 100MHz라고 하고, 한 사용자가 HD 급 대역폭을 갖는 영상미디어컨텐츠를 사용할 때의 대역폭 사이즈가 12MHz사이즈의 HD급 채널을 사용하면 HD 급 대역폭을 갖는 영상미디어컨텐츠를 사용하도록 할 수 있으며, 총 8 명이 HD 급 대역폭을 갖는 영상미디어컨텐츠를 사용하도록 할 수 있다.
그러나 10명의 사용자가 동시에 HD 급 대역폭을 갖는 영상미디어컨텐츠를 사용하려고 한다면 총 120MHz의 대역폭이 필요하므로 현재 사용하고 있는 네트워크 리미트 100MHz를 넘어서게 된다는 것을 의미하며, 이는 즉, 망이 고장난다(망 품질이 저하된다)는 뜻이기도 하기 때문에, 그 중 일부의 사용자들에게는 SD급 대역폭(평균3~5Mhz)으로 변환하여 전송하여야 한다.
이를 위해, 상기 라우터(100)는 계속적으로 망에 흐르고 있는 데이터 양 (대역폭)을 실시간적으로 감시 하고 수집해서 임계치와 비교해야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템의 라우터(100)는 유선 환경일 경우, IGMP(Internet Group Management Protocol) 프로토콜을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
IGMP(Internet Group Management Protocol) 프로토콜은 로컬 네트워크 상에서 라우터와 호스트 간의 멀티캐스트 환경을 제공하기 위해 그룹 멤버십을 구성하거나, 그룹 관리를 위한 프로토콜을 의미한다.
즉, IGMP(Internet Group Management Protocol) 프로토콜은 한 개의 라우터와 여러 개의 호스트로 구성되어 있는 네트워크 상에서, 각각의 호스트들이 어떠한 멀티캐스트 그룹에 속하는지를 라우터가 알 수 있게 하기 위한 프로토콜이다. 라우터는 IGMP 프로토콜을 통해서 각각의 호스트가 어떠한 그룹에 가입(Join) 또는 탈퇴(Leave)하는지를 알 수 있으며, 이를 통해 그룹 관리를 하게 된다. 이 때문에 그룹 관리용 신호 프로토콜(Signaling Protocol)이라고도 불린다.
IGMP 프로토콜은 여러 호스트(수신자)에게 채널이 효과적으로 전송되게 하기 위해, 멀티캐스트 네트워크를 기반으로 구성되는 IPTV 서비스에 많이 사용되고 있다.
IGMP(Internet Group Management Protocol) 프로토콜은 IP 멀티캐스트를 실현하기 위한 통신 규약으로, RFC 1112에 규정되어 있으며 구내 정보 통신망(LAN)상에서 라우터가 멀티캐스트 통신 기능을 구비한 개인용 컴퓨터(PC)에 대해 멀티캐스트 패킷을 분배하는 경우에 사용된다. 즉, PC가 멀티캐스트로 통신할 수 있다는 것을 라우터에 통지하는 규약이다. 한편, 멀티캐스트 패킷을 수신한 라우터는 IGMP로 수신을 선언한 PC가 있는 경우에만 패킷을 PC가 접속하는 LAN 세그먼트에 송출한다.
IGMP의 동작 과정은, 자신이 IGMP 메시지에 표시된 멀티캐스트 주소의 멤버임을 다른 호스트와 라우터에 알리기 위한 용도로 IGMP를 사용한다. 즉, 그룹에 가입하려면 해당 멀티캐스트 주소를 표기한 IGMP 보고 메시지를 전송해야 하는데, IGMP 헤더의 Group Address 필드에 가입을 원하는 멀티캐스트 주소를 기록한다.
멀티캐스트 라우터가 그룹에 속한 멤버 목록을 유효하게 관리하려면 IGMP 질의 메시지를 사용해 주기적으로 확인하는 과정이 필요하다. 개별 호스트가 자신의 그룹 멤버를 유지하려면 IGMP 보고 메시지를 사용해 IGMP 질의에 응답해야 한다. 라우터의 질의 메시지에 대해 호스트의 보고 메시지 응답이 이루어지지 않으면 그룹에서 탈퇴한 것으로 간주된다.
IGMP는 IP 프로토콜과 동등한 계층의 기능을 수행한다. 그러나 IGMP처럼 바로 데이터 링크 계층으로 보내지지 않고, IP 패킷에 캡슐화되어 보내진다. 즉, IGMP 메시지는 IP 프로토콜의 데이터로 처리되기 때문에 IP 패킷의 헤더에 실려서 계층 2 프로토콜로 전달된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템의 라우터(100)는 무선 환경일 경우, 계층적 이동성 관리 프로토콜을 수행하고, 상기 라우터(100)는 핸드오버 동안에 IPTV 전송 처리를 위해 MAP(Mobility Anchor Point)역할을 담당하며, 상기 라우터(100)는 핸드오버 프로토콜 동작이 완료되면, IGMP(Internet Group Management Protocol) 프로토콜을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
무선 환경에서는 이동단말이 셋탑박스(200)가 된다.
계층적 이동성 관리 프로토콜은 HMIPv6 등을 말하며,
HMIPv6(Hierarchical Mobile IPv6)은 Mobile IP에서 MN(Mobile Node)의 네트워크 Handover시 지연(delay)을 줄이기 위한 방법으로 IETF에서 제안된 프로토콜이다.
HMIPv6은 Handover에 의해 생기는 시그널링(Signaling) 부하를 줄이기 위해 Binding 관리에 계층 구조를 도입 하였다. 즉 MN의 이동을 지역적으로 관리하기 위한 MAP(Mobile Anchor Point)을 정의하였다. Mobile IP 환경에서 MN가 이동하면 HA(Home Agent)와 CN(Correspondent Node)에게 BU(Binding Update)를 전송하게 되고, 여기에는 CoA 정보가 들어 있다. HMIPv6에서의 CoA는 도메인 레벨의 CoA와 링크 레벨의 CoA로 나누어 구성된다. 도메인 레벨의 CoA는 MN이 MAP 도메인의 Prefix를 기반으로 생성한 CoA로써 RCoA(Regional Care of Address)라고 한다. 링크 레벨의 CoA는 엑세스 라우터의 Prefix를 기반으로 생선한 CoA이며 LCoA(on-Link Care of Address)라고 한다.
무선 환경에서 본 발명의 일 실시예에 따른 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템의 라우터(100)는 주기적으로 갱신된 BIB 메시지를 이동단말에게 보낸다. 이때, BIB 메시지 내에 포함되어있는 I-flag를 “0”에서 “1”로 변경해야 하며 이는 무선환경에서의 기존 메시지처럼 동작한다. 해당 메시지는 전자 대역폭 정보, 현재 네트워크 상태, 트래픽 정보 등을 포함하고 있으며, 경로 최적화를 위해 주기적으로 RA(Router Advertisement)메시지 내에 BIB를 버퍼하며, 이는 임의의 대기 시간을 줄이는데 도움을 준다.
라우터(100)는 핸드오버 동안에 효율적인 IPTV 전송 처리를 위해 MAP(Mobility Anchor Point)역할을 담당한다.
이동단말은 AR(Access Router)과 MAP의 Prefix를 포함한 RA(Router Advertisement) 메시지를 수신하기 위해 NMAG(New Mobile Access Gateway)에게 RS(Router Solicitation)메시지를 보낸다.
이동단말은 RBU(Regional Binding Update) 메시지를 MAP에게 보내며, 이를 통해 바인딩 정보를 갱신한다.
여기서, RBU(Regional Binding Update)는 MAP 관리영역이 바뀔 경우 새로운 NMAP(New Mobility Anchor Point)에 대한 RCoA를 생성하고 이를 요청해야하는데, 이때 새로운 RCoA에 대한 요청을 기존에 연결되어있는 MAP에게 해야 할 때 사용되는 메시지이다.
HMIPv6 이동성 핸드오버 프로토콜 동작이 완료되면, 라우터(100)는 IGMP(Internet Group Management Protocol) 절차를 수행한다.
이동단말이 이웃 로컬 도메인 영역으로 이동했을 경우에도, 라우터(100)의 수행에 있어서는 큰 변화가 없으며, 이동 단말은 주소확인을 위해 새로운 LCoA(on-link Care of Address) 생성한다. 이때 이동단말은 새로운 LCoA가 포함된 LBU(Local Binding Update)메시지를 NMAG에게 보낸다.
LCoA는 Hierarchical 개념으로써 지역이동성을 관리하는 메커니즘이며, 크게 도메인 레벨(RCoA)와 링크레벨(LCoA)로 나뉜다. RCoA는 MAP(Mobility Anchor Point)의 Prefix를 기반으로 생성되며, LCoA는 AR(Access Router)의 Prefix를 기반으로 생성된다. 따라서 MAP는 RCoA와 LCoA를 보유함으로써, MAP 관리하의 AR간의 이동은 LCoA만 생성되며, RCoA 같은 경우에는 관리영역이 바뀌지 않는 그대로 유지된다. 때문에 이러한 계층형 이동성 관리기법은 이동통신 환경에서 발생하는 추가 시그널링으로 인한 오버헤드증가 문제를 해결해줄 수 있다는 장점이 있다.
하지만 이동단말이 지역 도메인영역으로 이동하게 되면, 이동단말은 새로운 LCoA와 RCoA(Regional Care of Address)를 생성한 후 HA에게 LCoA와 RCoA를 포함한 바인딩 업데이트 메시지를 보내야한다. 즉, 이동단말이 로컬 도메인 영역으로 이동했을 경우 라우터(100) 동작에는 변화가 없지만, 지역 도메인 영역으로 이동했을 경우 LCoA, RCoA 두 개 주소를 생성해야하며, 동시에 해당하는 새로운 정보를 등록하기 위해 IGMP 메시지를 새로운 MAP에게 보내야한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템의 라우터(100)는 BCM(Bandwidth Collector Module)(110), BTCM(Bandwidth Transmission Comparison Module)(120), QTM(Quality Transformation Module)(130), SD화질영상버퍼(Efficient Buffer)(140) 및 UIM(User Information Authentication Module)(150)를 포함할 수 있다.
BCM(Bandwidth Collector Module)(110)은 수집된 BIB(Bandwidth Information Broadcasting) 메시지를 근거로 망 대역폭 정보를 수집한다.
이때, 상기 BCM(110)은 채널에 대한 대역폭을 제어하며, 유선과 무선에 대한 각각의 서비스 플로우(flow)를 수행하는 듀얼스택(Dual Stack) 구조로 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.
BCM(Bandwidth Collector Module)(110)은 채널에 대한 대역폭 제어를 위한 모듈이다.
BTCM(Bandwidth Transmission Comparison Module)(120)은 상기 BCM(110) 에서 수집된 망 대역폭 정보를 근거로 망 대역폭이 임계치에 도달했는지 여부를 판단한다.
BTCM(Bandwidth Transmission Comparison Module)(120)은 BCM(Bandwidth Collector Module)(110)에서 수집된 정보를 비교하기 위한 모듈로, BCM(Bandwidth Collector Module)(110)에서 수집된 정보를 통해 현재 사용자에게 제공되는 네트워크 대역폭을 고려해 망 대역폭이 임계치까지 도달했는지에 대한 부분을 비교하는 역할을 담당한다.
QTM(Quality Transformation Module)(130)는 상기 BTCM(120)에서 망 대역폭이 임계치에 도달한 것으로 판단되면 영상의 화질을 HD 급에서 SD 급으로 변경한다.
SD화질영상버퍼(Efficient Buffer)(140)는 상기 QTM(130)으로부터 변경된 데이터를 저장한다.
UIM(User Information Authentication Module)(150)은 사용자 인증을 통해 해당 서비스 품질을 이용할 것인지에 대한 여부를 확인한다.
UIM(User Information Authentication Module)(150)은 데이터에 대한 Decryption 역할만 수행한다.
상기 라우터(100)는 망 대역폭 정보를 수집하기 위해 필요한 BCM(Bandwidth Collector Module)(110)과 BCM(Bandwidth Collector Module)(110)으로부터 수집한 대역폭을 현재 망이 제공할 수 있는 대역폭 임계치 까지의 수치와 비교할 수 있는 BTCM(Bandwidth Transmission Comparison Module)(120)이 구성됨으로써, 망에 흐르고 있는 데이터 양(대역폭)을 실시간으로 감시하고 수집해서 임계치와 비교할 수 있다.
만약, BTCM(Bandwidth Transmission Comparison Module)(120)에서 망 대역폭이 임계치까지 도달한 것이 확인되면, QTM(Quality Transformation Module)(130)을 통해 영상의 화질을 HD 급에서 SD 급으로 변경하게 되며, 변경된 데이터는 SD화질영상버퍼(Efficient Buffer)(140)에 저장되고, UIM(User Information Authentication Module)(150)는 사용자 인증을 통해 해당 서비스 품질을 이용할 것인지에 대한 여부를 확인한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템의 라우터(100)는 UMA(Unlicensed Mobile Access) 서비스를 통한 다중 네트워크 지원을 수행하는 NRMM(Network Resource Management Module)(160)을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
NRMM(Network Resource Management Module)(160)은 사용자 네트워크의 셋탑박스(200)에서 사용자의 홈 네트워크 대역폭 상황을 고려한 능동적인 대역폭 계산을 하기 위한 모듈이다.
이때, QTM(Quality Transformation Module)(130)은 NRMM(Network Resource Management Module)(160)에서의 능동적인 대역폭 계산을 한 것을 기반으로 네트워크 상황을 고려한 화질로 변경함으로써, 사용자는 화질이 떨어지지만 끊김 없는 IPTV서비스를 제공받을 수 있게 된다.
IPTV의 성능을 측정하기 위한 품질 요소들로는 Audio와 Video 스트리밍의 트래픽 품질, 채널 전환 지연시간, 서비스의 안정성, 망 대역폭에 따른 채널 제어, 멀티미디어 패킷 전송율 등을 들 수 있다. 이중 사용자에게 직접적으로 영향을 미치는 요소는 채널 전환 지연시간 및 망 대역폭 한정에 따른 채널 제어 부분을 들 수 있다.
라우터(100)는 Premium Edge Router 및 Rendezvous Point Router 들과 계층구조로 Mesh-up 구조로 연결되어 있으며, NRMM(Network Resource Management Module)(160)의 UMA(Unlicensed Mobile Access) 서비스를 통해 다중 네트워크 지원으로 인한 효율적인 네트워크 자원관리가 가능하다.
이때, 상기 NRMM(160)은 사용자의 홈 네트워크 대역폭 상황을 고려하여 대역폭을 계산하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템의 셋탑박스(200)는 관측모듈(Observation Module)(210) 및 백업버퍼(Backup Buffer)(220)를 포함할 수 있다.
관측모듈(Observation Module)(210)은 네트워크 대역폭 관리를 능동적으로 수행하기 위해 BIB 메시지를 주기적으로 주고받으며, 영상미디어컨텐츠의 화질 변환 필요성을 감지한다.
백업버퍼(Backup Buffer)(220)는 상기 관측모듈(210)을 통해 영상미디어컨텐츠의 화질 변환 필요성을 감지하게 될 경우, 변환된 화질의 영상미디어컨텐츠 수신을 준비한다.
관측모듈(Observation Module)(210)은 라우터(100)와 셋탑박스(200)간의 BIB 메시지를 주고받기 위한 모듈로서, 네트워크 대역폭 관리를 능동적으로 수행하기 위해 BIB 메시지를 주기적으로 주고받는 역할을 담당하고 있으며, 이는 해당 모듈을 통해 데이터가 변환의 필요성을 감지하게 될 경우 주기적인 BIB메시지 수신을 기반으로 셋탑박스(200)에서 백업버퍼(Backup Buffer)(220)를 통해 변환된 데이터의 수신을 미리 준비해두고 이를 지원해준다.
즉, 셋탑박스(200)는 수신된 BIB(Bandwidth Information Broadcasting) 메시지를 통해 관측모듈(Observation Module)(210)에서 데이터의 변환을 주기적으로 예상할 수 있으며, 이를 통해 데이터가 변환되어 있을 경우 셋탑박스(200)는 변환된 데이터의 수신을 미리 준비할 수 있게 된다.
대표적인 영상압축기술인 MPEG, H.264의 경우 이동통신환경(무선)에서의 데이터 전송 시 유선환경에 비해 패킷손실률(데이터 유실로 인한 끊김 현상)이 상대적으로 높으며, 따라서 HD급에서 SD급으로의 화질 변환 시 패킷손실률로 인한 끊김 현상을 극복하기 위해 변경된 데이터를 저장해둔 SD화질영상버퍼(Efficient Buffer)(140)로부터의 수신을 미리 준비할 수 있다.
HD급 방송은 고용량이기 때문에 그만큼 대역폭도 많이 차지할 수밖에 없으며, 특정사용자가 특정 해당구역에 몰려서 HD급 방송을 시청할 경우 대역폭의 비효율성으로 인한 망 품질 저하를 초래하게 되기 때문에, 끊김 없는 서비스를 통한 QoS 향상을 위해 변환된 화질(SD급 화질의 영상)의 영상미디어컨텐츠 수신을 미리 준비하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템의 셋탑박스(200)는 모바일 IPTV 서비스 이용환경을 제공하는 이동성관리모듈(Mobility Management Module)(230)을 더 포함할 수 있다.
이동성관리모듈(Mobility Management Module)(230)은 이동 중에도 Mobile IPTV 서비스를 이용할 수 있는 환경을 제공하기 위해 필요한 모듈로, 유선과 이동통신 망(무선)에서의 프로세스 독립성을 보장해주기 위해 Signaling Traffic Rearrangement 역할을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템의 셋탑박스(200)는 네트워크 자원 관리를 보다 능동적으로 수행하기 위한 최적의 패킷크기를 변환하여 제공하는 변환데이터네트워크자원관리모듈(Network Resource Management for Changing Data Module)(240)을 더 포함할 수 있다.
변환데이터네트워크자원관리모듈(Network Resource Management for Changing Data Module)(240)은 라우터(100)에서의 NRMM(Network Resource Management Module)(160)이 지니고 있는 기능과 동일한 기능을 수행한다.
QoS 관리체계를 보다 효율적으로 운용하기 위해서는 지속적인 네트워크 패킷 모니터링이 필수적인데, 변환데이터네트워크자원관리모듈(Network Resource Management for Changing Data Module)(240)은 네트워크 자원 관리를 보다 능동적으로 수행하기 위한 최적의 패킷크기를 변환하여 제공해주는 역할을 담당한다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100: 라우터
110: BCM(Bandwidth Collector Module)
120: BTCM(Bandwidth Transmission Comparison Module)
130: QTM(Quality Transformation Module)
140: SD화질영상버퍼(Efficient Buffer)
150: UIM(User Information Authentication Module)
160: NRMM(Network Resource Management Module)
200: 셋탑박스
210: 관측모듈(Observation Module)
220: 백업버퍼(Backup Buffer)
230: 이동성관리모듈(Mobility Management Module)
240: 변환데이터네트워크자원관리모듈(Network Resource Management for Changing Data Module)

Claims (10)

  1. 라우터(100) 및 셋탑박스(200)를 포함하는 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템에 있어서,
    주기적 또는 실시간으로 갱신된 전자 대역폭 정보, 네트워크 상태 정보 및 트래픽 정보를 포함하는 BIB(Bandwidth Information Broadcasting) 메시지를 상기 셋탑박스(200)로 전송하는 라우터(100); 및
    주기적 또는 실시간으로 갱신된 전자 대역폭 정보, 네트워크 상태 정보 및 트래픽 정보를 포함하는 BIB(Bandwidth Information Broadcasting) 메시지를 상기 라우터(100)로 전송하는 셋탑박스(200);를 포함하며,
    상기 라우터(100)는
    수집된 BIB(Bandwidth Information Broadcasting) 메시지를 근거로 망 대역폭 정보를 수집하는 BCM(Bandwidth Collector Module)(110);
    상기 BCM(110) 에서 수집된 망 대역폭 정보를 근거로 망 대역폭이 임계치에 도달했는지 여부를 판단하는 BTCM(Bandwidth Transmission Comparison Module)(120);
    상기 BTCM(120)에서 망 대역폭이 임계치에 도달한 것으로 판단되면 영상의 화질을 HD 급에서 SD 급으로 변경하는 QTM(Quality Transformation Module)(130);
    상기 QTM(130)으로부터 변경된 데이터를 저장하는 SD화질영상버퍼(Efficient Buffer)(140);
    사용자 인증을 통해 해당 서비스 품질을 이용할 것인지에 대한 여부를 확인하는 UIM(User Information Authentication Module)(150); 및
    UMA(Unlicensed Mobile Access) 서비스를 통한 다중 네트워크 지원을 수행하는 NRMM(Network Resource Management Module)(160);을 포함하고,
    상기 셋탑박스(200)는
    네트워크 대역폭 관리를 능동적으로 수행하기 위해 BIB 메시지를 주기적으로 주고받으며, 영상미디어컨텐츠의 화질 변환 필요성을 감지하는 관측모듈(Observation Module)(210);
    상기 관측모듈(210)을 통해 영상미디어컨텐츠의 화질 변환 필요성을 감지하게 될 경우, 변환된 화질의 영상미디어컨텐츠 수신을 준비하는 백업버퍼(Backup Buffer)(220);
    모바일 IPTV 서비스 이용환경을 제공하는 이동성관리모듈(Mobility Management Module)(230); 및
    네트워크 자원 관리를 보다 능동적으로 수행하기 위한 최적의 패킷크기를 변환하여 제공하는 변환데이터네트워크자원관리모듈(Network Resource Management for Changing Data Module)(240);을 포함하고,
    상기 라우터(100)가 미디어 서버로부터 HD 급 대역폭을 갖는 영상미디어컨텐츠를 인터넷망을 통해 전송받아, 망 대역폭이 임계치 이하이면 HD 급 대역폭을 갖는 영상미디어컨텐츠를 상기 셋탑박스(200)로 전송하고, 망 대역폭이 임계치에 도달하면 SD 급 영상미디어컨텐츠로 변경하여 상기 셋탑박스(200)로 전송하는 것을 특징으로 하고,
    상기 라우터(100)는 망 대역폭 정보를 수집하기 위해 필요한 BCM(110) 및 상기 BCM(110)으로부터 수집한 대역폭을 현재 망이 제공할 수 있는 대역폭 임계치 수치와 비교할 수 있는 BTCM(120)을 구비함으로써, 망에 흐르고 있는 데이터 양(대역폭)을 실시간으로 감시하고 수집해서 임계치와 비교하고, BTCM(120)에서 망 대역폭이 임계치까지 도달한 것이 확인되면, QTM(130)을 통해 영상의 화질을 HD 급에서 SD 급으로 변경하게 되며, 변경된 데이터는 SD화질영상버퍼(140)에 저장되고, UIM(150)는 사용자 인증을 통해 해당 서비스 품질을 이용할 것인지에 대한 여부를 확인하며, 상기 QTM(130)은 NRMM(160)에서 계산된 대역폭을 기반으로 네트워크 상황을 고려한 화질로 변경함으로써, 사용자는 끊김 없는 IPTV서비스를 제공받는 것을 특징으로 하는 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 라우터(100)는
    유선 환경일 경우, IGMP(Internet Group Management Protocol) 프로토콜을 수행하는 것을 특징으로 하는 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 라우터(100)는
    무선 환경일 경우, 계층적 이동성 관리 프로토콜을 수행하고,
    상기 라우터(100)는
    핸드오버 동안에 IPTV 전송 처리를 위해 MAP(Mobility Anchor Point)역할을 담당하며,
    상기 라우터(100)는
    핸드오버 프로토콜 동작이 완료되면, IGMP(Internet Group Management Protocol) 프로토콜을 수행하는 것을 특징으로 하는 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 BCM(110)은
    채널에 대한 대역폭을 제어하며, 유선과 무선에 대한 각각의 서비스 플로우(flow)를 수행하는 듀얼스택(Dual Stack) 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 NRMM(160)은
    사용자의 홈 네트워크 대역폭 상황을 고려하여 대역폭을 계산하는 것을 특징으로 하는 유동적 영상미디어컨텐츠 전송 시스템.
  8. 삭제
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