KR20060034579A - Ip 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터전송 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인증된 가입자들 및 가입자별 인증된 채널에 대해서만 방송 스트림 데이터를 멀티캐스팅하는 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명은 방송 서버(11, 12)가 다수개의 방송 스트림 데이터를 L3 스위치(40)로 멀티캐스팅하는 제 10 단계(S10); 단말(60)의 전원이 켜지면, 사용자 인증처리를 수행한 후 IP를 할당하는 제 20 단계(S20); L2 및 L3 스위치(50, 40)에 가입자 프로파일 정보 데이터베이스를 구축하는 제 30 단계(S30); 방송 서버(11, 12)가 TV 포탈정보를 해당 단말(60)로 전송하는 제 40 단계(S40); 원하는 채널이 선택되면, 단말(60)이 그룹 가입 요청을 수행하는 제 50 단계(S50); 및 L3 스위치(40)가 인증된 사용자 및 채널이면 그룹에 가입시킨 후 방송 스트림 데이터를 전송하는 제 60 단계(S60)로 이루어진다.
본 발명에 따르면 방송 서비스의 유료화 및 차별화를 이룩하고, 망 전체의 대역폭을 감소시켜 효율적인 망 관리가 이뤄지도록 해주는 효과가 있다.
방송 서비스 시스템, IGMP 프로토콜, PIM-SM 프로토콜, 방송 서버,

Description

IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법{METHOD OF TRANSMITTING BROADCAST STREAMING DATA IN IP BASED BROADCASTING SERVICE SYSTEM}
도 1은 본 발명이 적용된 IP 기반 방송 서비스 시스템의 망 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 과정을 나타낸 동작 흐름도,
도 3은 도 2에 따른 방송 스트림 데이터 전송 방법에서 IGMP 메시지의 구조를 나타낸 예시도,
도 4는 도 2에 따른 방송 스트림 데이터 전송 방법에서 방송채널 및 멀티캐스팅 주소 매핑테이블의 구조를 나타낸 예시도,
도 5는 도 2에 따른 방송 스트림 데이터 전송 방법에서 가입자별로 볼 수 있는 방송채널 매핑테이블을 나타낸 예시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11, 12 : 방송 서버 20 : 인증 서버
21 : DHCP 서버 30 : 멀티캐스팅 라우터
40 : L3 스위치 41 : IGMP 서버
50 : L2 스위치 60 : 단말(셋탑 박스 또는 PC)
본 발명은 IP(Internet Protocol) 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터(Broadcating Stream Data) 전송 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자들의 서비스 접속시 가입자 및 채널에 대한 인증 절차를 수행해 줌으로써, 인증된 가입자들 및 가입자별 인증된 채널에 대해서만 방송 스트림 데이터를 멀티캐스팅(Multicasting)하는 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법에 관한 것이다.
주지하다시피, 현대에는 인터넷 사용의 일반화와 기술의 급진적인 발달로 인해 가입자에게 제공되는 인터넷 속도가 점점 고속화되고 있다. 이러한 인터넷의 급속한 발전은 방송 서비스 분야에도 지대한 영향을 미쳤는데, 기존의 케이블을 통한 방송 서비스 방식에서 인터넷 망을 통한 방송 서비스 제공 방식으로의 전환이 급진적으로 이뤄지고 있으며, 활발한 연구가 진행되고 있다.
이 때, 종래에 개발된 인터넷을 이용한 방송 서비스는 대부분 점-대-점 연결 방식인 유니캐스트 방식을 사용하고 있었는데, 이는 사용자들이 접속을 요구할 때 마다 방송 스트림 데이터를 복사하여 전송함으로써 넓은 대여폭을 유발시켜 망 자체에 많은 부하가 발생하는 문제점이 있었다.
이로 인해, 상술한 유니캐스트 방식의 여러 문제점을 극복하기 위해 멀티캐스트 방식이 개발되었는데, 이는 동일한 그룹에 속한 다수의 사용자 단말로 하나의 방송 스트림 데이터를 동시에 전달할 수 있는 프로토콜을 사용하는 방송 서비스 방식이다. 하지만, 이러한 기존의 멀티캐스팅 그룹 관리를 위한 프로토콜은 가입자에 대한 인증 처리 절차가 없었기 때문에 사용자의 그룹 가입과 탈퇴에 대한 아무런 제약조건이 없어 불특정인에게 모두 방송 서비스를 허용하여 방송 서비스의 유료화 및 차별화가 불가능하여 서비스의 질이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 상술한 바와 같이 기존의 멀티캐스팅 그룹 관리를 위한 프로토콜은 인증 처리 절차가 없었기 때문에 사용자들이 접속을 요구할 때마다 방송 스트림 데이터를 전송해 줌으로써 많은 대역폭을 유발시켜 방송 서비스 망의 부하를 증가시키고, 이로 인해 효율적인 망 관리가 불가능한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자들의 서비스 접속시 가입자 및 채널에 대한 인증 절차를 수행하여 인증된 가입자들 및 가입자별 인증된 채널에 대해서만 방송 스트림 데이터를 멀티캐스팅 해줌으로써, 방송 서비스의 유료화 및 차별화를 구현해 줄 뿐만 아니라, 망 전체의 대역폭을 절감시켜 주기 위한 IP 기반 방송 서비스 시스 템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법은, 방송 서버, DHCP 서버가 구비된 인증 서버, 상기 인증 서버와 인터넷을 통해 접속된 멀티캐스팅 라우터, 상기 멀티캐스팅 라우터와 접속되어 IGMP 서버가 구비된 L3 스위치, 상기 L3 스위치와 접속된 L2 스위치, 및 상기 L2 스위치와 접속된 단말(셋탑 박스 또는 PC)로 구성된 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법에 있어서,
상기 방송 서버가 다수개의 방송 스트림 데이터에 멀티캐스트 IP를 달아 상기 L3 스위치로 멀티캐스팅하는 제 10 단계;
상기 단말의 전원이 켜지면, 상기 인증 서버가 해당 단말의 사용자에 대한 인증절차를 수행하고, 상기 DHCP이 해당 단말에 IP를 할당하는 제 20 단계;
상기 인증 서버가 상기 L2 스위치 및 L3 스위치에 가입자 프로파일 정보 데이터베이스를 구축하는 제 30 단계;
상기 방송 서버가 상기 단말에 필요한 소프트웨어 및 TV 포탈정보(EPG, 채널선택 가이드 정보)를 해당 단말로 전송하는 제 40 단계;
사용자가 상기 단말을 통해 원하는 채널을 선택하면, 상기 단말이 멤버쉽 리포트 메시지(IGMP join)를 상기 L2 스위치를 거쳐 상기 L3 스위치의 IGMP 서버로 전송하는 제 50 단계; 및
상기 L3 스위치가 상기 단말로부터 멤버쉽 리포트 메시지(IGMP join)를 수신받은 후 그 해당 가입자의 프로파일 정보를 검색하여 인증된 사용자 및 채널이면 그룹에 가입시켜 멀티캐스트 세션의 그룹정보 테이블을 구축한 후 그 가입자 단말로 방송 스트림 데이터를 전송하는 제 60 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용된 IP 기반 방송 서비스 시스템의 망 구성도로서, 본 발명에 적용된 IP 기반 방송 서비스 시스템은 방송 서버(11, 12), DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버(21)가 구비된 인증 서버(20), 상기 인증 서버(20)와 인터넷을 통해 접속된 멀티캐스팅 라우터(30), 상기 멀티캐스팅 라우터(30)와 접속되어 IGMP(Internet Group Management Protocol) 서버(41)가 구비된 L3 스위치(40), 상기 L3 스위치(40)와 접속된 L2 스위치(50), 및 상기 L2 스위치(50)와 접속된 단말(셋탑 박스 또는 PC)(60)로 구성되어 있다.
이 때, 상기 방송 서버는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 L2 스위치(50)에 연결된 로컬(11)에 위치할 수도 있고, 코어망 내(12)에 존재할 수도 있는데, 코어망을 타고 멀티캐스팅이 이루어지기 위해서는 PIM-SM(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode) 프로토콜 기능이 망 내에 구현되어 있어야 되며, 로컬(11)에 위치한다면 IGMP 프로토콜이 구현되어 있어야 한다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 단말(60)과 L3 스위치(40) 사이에 L2 스위치(50) 장비가 존재할 경우에는 상기 L2 스위치(50)에 IGMP 스누핑(snooping) 기능이 구현되어야 하며, 이 IGMP 스누핑(smooping) 기능은 상기 단말(60)이 IGMP 클라이언트로서 원하는 채널을 선택하면 멀티캐스트 그룹멤버에 가입 요청을 하게 되고, 상기 L3 스위치(40)에서는 멀티캐스트 세션(Multicast session)의 그룹정보 테이블을 구축함으로써, 방송 서버(11, 12)에서 전송된 방송 스트림 데이터가 상기 단말(60)로 전송되게 되는 것이다.
그러면, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 때, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 과정을 나타낸 동작 흐름도이다.
먼저, 상기 방송 서버(11, 12)는 네트워크 초기화 과정으로서, 다수개의 방송 스트림 데이터를 엔코딩(예를들어, MPEG2 또는 MPEG4를 이용한 인코딩)한 후 채널별로 멀티캐스트 IP를 달아 상기 L3 스위치(40)로 멀티캐스팅한다(S10). 이 때, 상기 L3 스위치(40)는 상기 방송 서버(11, 12)로부터 다수개의 방송 스트림 데이터를 수신받은 후 멀티캐스트 그룹에 가입된 단말(60)이 없으면 그 패킷을 모두 폐기한다(S11).
이후, 상기 셋탑 초기화 과정으로서, 상기 단말(60)의 전원이 켜지면, 상기 단말(60)과 상기 인증 서버(20)와의 교신을 통해 해당 단말(60)의 사용자에 대한 인증절차를 수행하고, 상기 DHCP 서버(21)는 해당 단말(60)에 IP를 할당한다(S20).
그런후, 상기 인증 서버(20)는 상기 L2 스위치(50) 및 L3 스위치(40)에 가입자 프로파일 정보 데이터베이스를 구축한다(S30). 이 때, 도 5는 가입자별로 볼 수 있는 채널에 관한 프로파일 정보를 나타내는 일 실시예이다.
그러면, 상기 방송 서버(11, 12)는 상기 단말(60)에 필요한 소프트웨어 및 TV 포탈정보(EPG(Electronic Program Guide), 채널선택 가이드 정보)를 해당 단말(60)로 전송한다(S40). 이 때, 상기 TV 포탈정보의 상기 채널선택 가이드 정보 내에는 도 4에 도시된 바와 같이 각 채널별로 매핑된 IP 어드레스 및 MAC(Media Access Control) 어드레스(Address) 정보가 기록되어 있다. 도 4는 방송채널별로 멀티캐스트 IP 주소를 매핑시킨 테이블의 일 실시예를 나타낸 도면으로서, KBS 방송을 상대적인 "번호 1"로 지정하고, 그에 대한 멀티캐스트 IP 주소를 "224.10.8.1"로 하며, MAC 주소를 "01:00:5e:0a:08:01"로 지정한다. 따라서, 이러한 주소 정보는 단말(60)이 알고 있어야 하며, KBS 방송을 볼 경우에는 "224.10.8.1" 주소로 멤버쉽 리포트 메시지(IGMP join)를 전송해야 한다.
이 때, 사용자가 상기 단말(60)을 통해 원하는 채널을 선택하면, 상기 단말(60)은 멤버쉽 리포트 메시지(IGMP join)를 상기 L2 스위치(50)를 거쳐 상기 L3 스위치(40)의 IGMP 서버(41)로 전송한다(S50). 상기 멤버쉽 리포트 메시지(IGMP join)(1)는 도 3에 도시된 바와 같이, IGMP 메시지의 버전 및 형태 정보가 저장되는 IGMP 타입 필드(1a)와; 최대 응답 시간 정보가 저장되는 최대응답시간 필드(1b)와; 체크섬(checksum) 필드(1c)와; 일반 쿼리 메시지(Query Message)인 경우 "0"으 로 채워지고 그룹-특정 쿼리 메시지인 경우 특정 그룹 주소가 저장되는 멀티캐스트 그룹어드레스 필드(Multicast Group address fild)(1d)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 최대응답시간 필드(1b)는 멤버쉽 쿼리 메시지의 경우에만 지정된다.
한편, 상기 L3 스위치(40)는 상기 단말(60)로부터 멤버쉽 리포트 메시지(IGMP join)를 수신받은 후 그 해당 가입자의 프로파일 정보를 검색하여 인증된 사용자 및 채널이면 그룹에 가입시켜 멀티캐스트 세션의 그룹정보 테이블을 구축한 후 그 가입자 단말(60)로 방송 스트림 데이터를 전송한다(S60).
이 때, 상기 L3 스위치(40)가 사용자 및 채널이 인증되었는지의 여부를 검색하는 방법에 대해 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 단말(60)이 KBS 방송에 해당하는 IP 주소(224.10.8.1)로 멤버쉽 리포트 메시지(IGMP join)를 전송하였다면, 상기 L3 스위치(40)는 IP 주소 "224.10.8.1"의 MAC 주소 "01:00:5e:0a:08:01"에 매핑된 채널 정보를 검색한다. 이 때, 도 4의 KBS 방송인 "채널번호 1"은 도 5의 채널 매핑 테이블의 첫 번째 비트가 "1"을 나타내므로 볼 수 있는 권한을 나타내고 있다. 따라서, 이러한 과정을 통해 상기 L3 스위치(40)는 사용자 및 채널의 인증 검색 절차를 진행하는 것이다.
한편, 상기 단말(60)이 멤버쉽 리브 그룹메시지(IGMP leave)를 상기 L2 스위치(50)를 거쳐 상기 L3 스위치(40)로 전송하면, 상기 L3 스위치(40)는 방송 스트림 데이터 전송을 중지한다(S70). 상기 멤버쉽 리브 메시지(IGMP leave)도 상기 멤버쉽 리포트 메시지(IGMP join)(1)와 마찬가지로 도 3과 같은 구조를 갖는다.
이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법에 의하면, 사용자들의 서비스 접속시 가입자 및 채널에 대한 인증 절차를 수행하여 인증된 가입자들 및 가입자별 인증된 채널에 대해서만 방송 스트림 데이터를 멀티캐스팅 해줌으로써, 방송 서비스의 유료화 및 차별화가 가능하여 서비스의 질을 높여줄 뿐만 아니라, 망 전체의 대역폭을 감소시켜 효율적인 망 관리가 이뤄지도록 해준다는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 방송 서버, DHCP 서버가 구비된 인증 서버, 상기 인증 서버와 인터넷을 통해 접속된 멀티캐스팅 라우터, 상기 멀티캐스팅 라우터와 접속되어 IGMP 서버가 구비된 L3 스위치, 상기 L3 스위치와 접속된 L2 스위치, 및 상기 L2 스위치와 접속된 단말(셋탑 박스 또는 PC)로 구성된 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법에 있어서,
    상기 방송 서버가 다수개의 방송 스트림 데이터에 멀티캐스트 IP를 달아 상기 L3 스위치로 멀티캐스팅하는 제 10 단계;
    상기 단말의 전원이 켜지면, 상기 인증 서버가 해당 단말의 사용자에 대한 인증절차를 수행하고, 상기 DHCP이 해당 단말에 IP를 할당하는 제 20 단계;
    상기 인증 서버가 상기 L2 스위치 및 L3 스위치에 가입자 프로파일 정보 데이터베이스를 구축하는 제 30 단계;
    상기 방송 서버가 상기 단말에 필요한 소프트웨어 및 TV 포탈정보(EPG, 채널선택 가이드 정보)를 해당 단말로 전송하는 제 40 단계;
    사용자가 상기 단말을 통해 원하는 채널을 선택하면, 상기 단말이 멤버쉽 리포트 메시지(IGMP join)를 상기 L2 스위치를 거쳐 상기 L3 스위치의 IGMP 서버로 전송하는 제 50 단계; 및
    상기 L3 스위치가 상기 단말로부터 멤버쉽 리포트 메시지(IGMP join)를 수신받은 후 그 해당 가입자의 프로파일 정보를 검색하여 인증된 사용자 및 채널이면 그룹에 가입시켜 멀티캐스트 세션의 그룹정보 테이블을 구축한 후 그 가입자 단말로 방송 스트림 데이터를 전송하는 제 60 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 10 단계에서, 상기 L3 스위치는 상기 방송 서버로부터 다수개의 방송 스트림 데이터를 수신받은 후 멀티캐스트 그룹에 가입된 단말이 없으면 그 패킷을 모두 폐기하는 제 11 단계가 더 추가로 포함됨을 특징으로 하는 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 40 단계에서, 상기 채널선택 가이드 정보 내에는 각 채널별로 매핑된 IP 어드레스 및 MAC 어드레스 정보가 기록되어 있음을 특징으로 하는 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 60 단계에서, 상기 멤버쉽 리포트 메시지(IGMP join)는 IGMP 메시지 의 버전 및 형태 정보가 저장되는 IGMP 타입 필드;
    최대 응답 시간 정보가 저장되는 최대응답시간 필드;
    체크섬 필드; 및
    일반 쿼리 메시지인 경우 "0"으로 채워지고 그룹-특정 쿼리 메시지인 경우 특정 그룹 주소가 저장되는 멀티캐스트 그룹어드레스 필드로 이루어진 것을 특징으로 하는 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 60 단계 이후, 상기 단말이 멤버쉽 리브 그룹메시지(IGMP leave)를 상기 L2 스위치를 거쳐 상기 L3 스위치로 전송하면, 상기 L3 스위치가 방송 스트림 데이터 전송을 중지하는 제 70 단계가 더 추가로 포함됨을 특징으로 하는 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 70 단계에서, 상기 멤버쉽 리브 그룹메시지(IGMP leave)는 IGMP 메시지의 버전 및 형태 정보가 저장되는 IGMP 타입 필드;
    최대 응답 시간 정보가 저장되는 최대응답시간 필드;
    체크섬 필드; 및
    일반 쿼리 메시지인 경우 "0"으로 채워지고 그룹-특정 쿼리 메시지인 경우 특정 그룹 주소가 저장되는 멀티캐스트 그룹어드레스 필드로 이루어진 것을 특징으로 하는 IP 기반 방송 서비스 시스템에서의 방송 스트림 데이터 전송 방법.
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