KR20190032123A - 케이블 방송망을 통한 ip 기반 방송 데이터 전송 방법 및 장치 - Google Patents

케이블 방송망을 통한 ip 기반 방송 데이터 전송 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

방송 데이터 전송 방법 및 장치가 개시된다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 방송 데이터 전송 방법은 상위 계층에서 제공되며 가변 길이로 이루어진 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷을 확인하는 과정과, 상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷을 변환하여 고정 길이의 미디어 전송 패킷을 생성하는 과정과, 생성된 상기 미디어 전송 패킷을 방송 데이터 변조 방식에 기초하여 변조한 방송 데이터를 생성 및 전송하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

케이블 방송망을 통한 IP 기반 방송 데이터 전송 방법 및 장치{METHOD FOR TRANSMITTING IP-BASED BROADCASTING DATA OVER CABLE BROADCASTING NETWORKS AND APPARATUS FOR THE SAME}
본 개시는 방송 데이터를 전송하는 기술에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 미디어 데이터 패킷을 구성하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
케이블 방송망은 일반적인 방송 서비스를 포함하여 양방향 통신이 가능한 매체 특성을 이용하여 케이블 모뎀을 통한 통신 서비스를 제공한다.
케이블 방송망에서 사용되는 디지털 방송 서비스와 통신 서비스는 동일한 물리 계층 전송 규격을 사용한다. 케이블 방송 서비스에서 전송을 위한 물리 계층(Physical Layer) 규격은 64-QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 또는 256-QAM 변조 방식이며, 방송 서비스를 위한 전송 계층(Transport Layer) 규격은 MPEG-2 시스템에 기초한다. 따라서 변조를 위한 입력 포맷으로 MPEG-2 시스템에서 정의한 MPEG-2 TS(Transport Stream)를 사용한다.
MPEG-2 TS는 일반적으로 디지털 방송 데이터를 전송하기 위해 MPEG-2 시스템 규격에서 정의한 전송 포맷으로서 대부분의 디지털 방송 시스템에서 공통적으로 사용되고 있다.
나아가, 영상 처리 기술과 통신 처리 기술의 발달과 더불어 사용자가 요구하는 영상의 화질 수준은 점점 더 높아지고 있다.
UHD 방송 서비스의 경우 물리 계층은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)의 다중 반송파 변조 방식을 사용하며, 전송 계층 또한 IP 기반의 MMT 및 DASH-ROUTE를 사용한다.
UHD 방송 서비스에서 요구되는 물리 계층 및 전송 계층은 기존에 구축된 케이블 방송망에서 사용되는 물리 계층 및 전송 계층과 차이가 있어, UHD 방송 데이터를 전송하기 어려운 문제가 있다.
본 개시의 기술적 과제는 기 구축된 케이블 방송 시스템을 유지하면서 UHD 방송 데이터를 전송할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 개시의 다른 기술적 과제는 물리 계층의 시스템 변경없이 IP 기반의 방송 데이터를 전송할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따르면 방송 데이터 전송 방법이 제공될 수 있다. 상기 방법은 상위 계층에서 제공되며 가변 길이로 이루어진 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷을 확인하는 과정과, 상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷을 변환하여 고정 길이의 미디어 전송 패킷을 생성하는 과정과, 생성된 상기 미디어 전송 패킷을 방송 데이터 변조 방식에 기초하여 변조한 방송 데이터를 생성 및 전송하는 과정을 포함한다.
본 개시의 다른 양상에 따르면 방송 데이터 전송 장치가 제공될 수 있다. 상기 장치는 상위 계층으로부터 가변 길이로 이루어진 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷을 수신하고, 상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷을 변환하여 고정 길이의 미디어 전송 패킷을 생성하는 미디어 전송 패킷 생성부와, 생성된 상기 미디어 전송 패킷을 방송 데이터 변조 방식을 기반으로 변조하여 방송 데이터를 생성하고, 생성된 상기 방송 데이터를 전송하는 방송 데이터 전송부를 포함한다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 기 구축된 케이블 방송 시스템을 사용하여 UHD 방송 데이터를 전송할 수 있는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 물리 계층의 시스템 변경없이 기 구축된 케이블 방송 시스템을 사용하여 IP 기반의 방송 데이터를 전송할 수 있는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 케이블 방송이 전송 시스템을 재 구축할 필요 없이 차세대 IP 기반 서비스로의 전환을 용의하게할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 케이블 방송 시스템의 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 종래의 케이블 방송 시스템에 적용되는 방송 서비스 프로토콜 스택을 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 케이블 방송 시스템에 적용되는 방송 서비스 프로토콜 스택을 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 케이블 방송 시스템에서 사용되는 IP 기반의 데이터 패킷과 미디어 전송 패킷 사이의 관계를 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 케이블 방송 시스템에 구비되는 방송 데이터 전송 장치의 구성을 예시하는 도면이다.
도 6은 도 5의 방송 데이터 전송 장치에 의해 구성되는 미디어 전송 패킷의 해더에 수록되는 정보를 예시하는 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방송 데이터 전송 장치에 의해 생성된 미디어 전송 패킷을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 케이블 방송 시스템에 구비되는 방송 데이터 전송 장치의 구성을 예시하는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시 예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시 예에서의 제1 구성요소는 다른 실시 예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시 예에서의 제2 구성요소를 다른 실시 예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시 예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들에 대해서 설명한다.
도 1은 종래의 케이블 방송 시스템의 구성을 예시하는 도면이다.
종래의 케이블 방송 시스템(1)에서, 방송 프로그램을 구성하는 비디오 데이터와 오디오 데이터가 A/V 부호기(Encoder)(11a, 11b, 11c)에 입력되고, A/V 부호기((11a, 11b, 11c)는 비디오 데이터와 오디오 데이터에 대한 부호화를 처리하여 MPEG-2 TS(Transport Stream)을 출력한다. 이때, MPEG-2 TS는 SPTS(Single Program Transport Stream)으로 이루어 질 수 있다.
한편, 재다중화기(13a, 13b, 13c)는 복수의 MPEG-2 TS, 예컨대, 복수의 SPTS를 입력 받아 다중화를 처리하여 MPEG-2 TS를 출력한다. 재다중화기(13a, 13b, 13c)에서 출력되는 MPEG-2 TS는 복수개의 프로그램을 포함한하므로, MPTS(Multiple Program Transport Stream)로 이루어질 수 있다. 이러한 MPTS는 각각 QAM 변조기(15a, 15b, 15c)로 를 통해 변조 처리되어 RF 신호로 출력된다. 출력된 RF 신호는 물리적으로 6 또는 8 MHz의 대역폭으로 설정될 수 있으며, RF 신호는 RF 조합기(16)를 거쳐 케이블 방송망(17)을 통해 가입자 STB(Set-Top Box)(18)로 전달된다. 가입자 STB(18)에서는 해당 주파수 대역으로 튜닝하여 RF 신호를 수신하여 복조 처리 후, A/V 신호를 복호화하여 비디오 및 오디오 신호를 복원한다. 이렇게 복원된 비디오 및 오디오 신호는 TV 등과 같은 재생 장치를 통해 출력된다.
도 2는 종래의 케이블 방송 시스템에 적용되는 방송 서비스 프로토콜 스택을 예시하는 도면이다.
종래의 케이블 방송 시스템에 적용되는 방송 서비스 프로토콜 스택(20)은 QAM 변조을 담당하는 물리계층(21), 방송 미디어 전달을 위한 방송 전송 패킷(예, MPEG-2 TS)을 구성하는 시스템 계층(23), 및 방송 프로그램을 구성하는 비디오 데이터와 오디오 데이터를 제공하는 서비스 계층(25a, 25b)을 구비할 수 있다.
이와 같이, 종래의 케이블 방송 시스템에 적용되는 방송 서비스 프로토콜 스택(20)에서, 시스템 계층(23)과 서비스 계층(25a, 25b)이 MPEG-2 시스템을 기반으로 구성되므로, IP 기반의 방송 서비스를 제공하는 것이 구조적으로 불가능하다. 따라서, IP 기반의 방송 서비스를 제공하기 위해서는, 표준화된 규격(예, ATSC 3.0 표준)에 맞게, 방송 서비스 프로토콜 스택의 변경이 요구된다. 그러나, 표준화된 규격(예, ATSC 3.0 표준)에 맞게, 방송 서비스 프로토콜 스택을 변경할 경우, 기존에 디지털 방송 서비스를 위해 투자된 전송 장비를 모두 변경해야 하는 문제가 발생된다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 케이블 방송 시스템은 종래의 케이블 방송 시스템에 적용되는 방송 서비스 프로토콜 스택의 물리계층은 그대로 유지하면서 상위 계층에서 IP 기반의 방송 데이터 전송 프로토콜을 사용할 수 있는 방안을 제공한다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 케이블 방송 시스템에 적용되는 방송 서비스 프로토콜 스택을 예시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 케이블 방송 시스템에 적용되는 방송 서비스 프로토콜 스택(30)은 케이블 방송 물리 계층(31), 케이블 방송 링크 계층(33), 및 IP 기반의 방송 서비스 계층(35)을 구비할 수 있다.
케이블 방송 물리 계층(31)은 기 구축된 방송 통신 망에 호환 가능한 방식(예, 64/256-QAM 변조 방식)에 기초하여 데이터 변조를 수행할 수 있다.
케이블 방송 링크 계층(CLP: Cable TV broadcasting Link layer)(33)은 상위 계층인 IP 기반의 방송 서비스 계층(35)에서 제공되는 IP 기반의 데이터 패킷을 기 구축된 방송 통신 망을 사용하여 전송할 수 있도록, IP 기반의 데이터 패킷을 전송 패킷으로 변환할 수 있다.
IP 기반의 방송 서비스 계층(35)은 통신망(Broadband)과 융합된 IBB(Integrated Broadcast Broadband) 서비스 제공을 위한 프로토콜을 포함한다. 예컨대, IP 기반의 방송 서비스 계층(35)에서 사용되는 통신망(Broadband)과 융합된 IBB(Integrated Broadcast Broadband) 서비스 제공을 위한 프로토콜은 지상파 ATSC 3.0 프로토콜일 수 있다.
케이블 방송망은 케이블 모뎀을 이용하여 동일 망 내에서 통신 서비스를 동시에 제공할 수 있어 별도의 통신망 없이 IBB 서비스 제공이 가능하다. 즉, 케이블 모뎀의 MAC(Media Access Control) 계층(34a)과 케이블 모뎀 PHY(Physical) 계층(32a)을 이용하여 IBB 서비스를 쉽게 제공할 수 있다. 그리고, 케이블 모뎀 서비스를 사용하지 않는 가입자는 다른 IP 망(통신 사업자망)에서 지원하는 데이터 링크 계층(34b)과 물리 계층(32b)을 이용하여 IBB 서비스를 제공받을 수 있다.
IP 기반의 방송 서비스 계층(35)은 IP 기반의 데이터 패킷을 생성 및 제공할 수 있는데, 이러한 IP 기반의 데이터 패킷의 생성 및 제공방식은 ATSC 3.0 프로토콜을 기반으로 생성될 수 있다.
케이블 방송 물리 계층(31)에 사용되는 64/256-QAM 변조 방식의 입력 데이터 포맷은 MPEG-2 TS일 수 있다. 따라서 IP 기반의 데이터 패킷을 전송하기 위해서는 MPEG-2 TS로의 변환이 필수적으로 요구된다. 이를 고려하여, 케이블 방송 링크 계층(33)은 상위 계층인 IP 기반의 방송 서비스 계층(35)에서 제공되는 IP 기반의 데이터 패킷을 미디어 전송 패킷으로 변환할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 케이블 방송 시스템에서 사용되는 IP 기반의 데이터 패킷과 미디어 전송 패킷 사이의 관계를 예시하는 도면이고, 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 케이블 방송 시스템에 구비되는 방송 데이터 전송 장치의 구성을 예시하는 도면이다.
우선, 도 4를 참조하면, IP 기반의 데이터 패킷(41, 42, 43)은 가변 길이를 가지지만 케이블 방송 링크 계층(33)에서 제공하는 미디어 전송 패킷(44, 45, 46, 47)은 소정의 길이로 고정된 패킷일 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방송 데이터 전송 장치(50)는 미디어 전송 패킷 생성부(51)와, 방송 데이터 전송부(59)를 구비할 수 있다. 미디어 전송 패킷 생성부(51)는 케이블 방송 링크 계층(33)에서 진행되는 동작을 처리할 수 있으며, 방송 데이터 전송부(59)는 케이블 방송 물리 계층(31)에서 진행되는 동작을 처리할 수 있다.
구체적으로, 미디어 전송 패킷 생성부(51)는 IP 기반의 데이터 패킷 분할부(52), 패킷 해더 생성부(53), 패킷 구성부(55)를 구비할 수 있다.
IP 기반의 데이터 패킷 분할부(52)는 가변 길이의 IP 기반의 데이터 패킷(41, 42, 43)을 미디어 전송 패킷의 데이터 페이로드의 길이에 맞게 분할하고, 분할된 IP 기반의 데이터 패킷(41a, 41b, 41c, 42a, 42b, 43a, 43b)을 패킷 구성부(55)에 제공한다.
패킷 구성부(55)는 분할된 IP 기반의 데이터 패킷(41a, 41b, 41c, 42a, 42b, 43a, 43b)을 순차적으로 미디어 전송 패킷(44, 45, 46, 47)에 할당하고, 미디어 전송 패킷(44, 45, 46, 47)에 대한 구성 정보를 생성하고, 패킷 해더 생성부(53)에서 생성되는 미디어 전송 패킷의 해더 정보를 결합하여, 미디어 전송 패킷(44, 45, 46, 47)을 생성한다.
예를 들어, 미디어 전송 패킷은 188 바이트로 이루어질 수 있으며, 4바이트의 미디어 데이터 전송 패킷 헤더 및 184바이트의 데이터 페이로드로 이루어질 수 있다. 단, 경우에 따라 페이로드 184바이트 중 첫번째 바이트는 포인터 필드(pointer_field)로 사용될 수 있다. 즉, 패킷 구성부(55)는 해당 디어 전송 패킷의 패이로드 내에 새로운 IP 기반의 데이터 패킷의 시작이 있을 때, 1바이트의 포인터 필드를 생성하여, 미디어 전송 패킷의 페이로드 내 새로운 IP 기반의 데이터 패킷이 시작되는 위치의 바이트 수를 지시해 준다. 상기 포인터 필드는 미디어 전송 패킷의 해더 뒤에 구비될 수 있다.
패킷 구성부(55)는 상기 포인터 필드를 삽입하였을 경우, 상기 포인터 필드의 삽입에 대한 정보를 패킷 해더 생성부(53)에 제공할 수 있다. 그리고, 패킷 해더 생성부(53)는 미디어 전송 패킷의 해더에 포함된 PUSI(Payload_Unit_Start_Indicator) 필드에 해당 정보를 설정할 수 있다. 예를 들어,
패킷 해더 생성부(53)는 패킷 구성부(55)로부터 포인터 필드가 존재한다는 정보를 제공받을 경우, PUSI 필드 값을 '1'로 설정할 수 있고, 포인터 필드가 존재한다는 정보를 제공받지 않을 경우 PUSI 필드 값을 '0'으로 설정할 수 있다.
또한, 패킷 해더 생성부(53)는 MPEG 패킷 싱크 바이트에 대한 정보, 패킷 수신에 오류가 존재하는지 여부에 대한 정보, 패킷을 구분하기 위한 식별자, 동일 PID를 가지는 미디어 전송 패킷에 대한 카운터 값 등을 확인하고, 이에 대한 정보를 미디어 전송 패킷의 해더에 수록할 수 있다(도 6참조).
한편, 도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방송 데이터 전송 장치에 의해 생성된 미디어 전송 패킷을 예시하는 도면이다.
도 7a는, IP 기반의 데이터 패킷(71a)의 시작이 미디어 데이터 전송 패킷의 포인터 필드(71b) 바로 뒤에 위치하는 경우를 도시한다.
패킷 구성부(55)는 포인터 필드(71b) 바로 뒤에 IP 기반의 데이터 패킷(71a)의 시작 바이트가 위치하므로 포인터 필드 값을 0으로 설정하고, 포인터 필드(71b)의 존재를 패킷 해더 생성부(53)에 제공한다. 또한, 패킷 구성부(55)는 IP 기반의 데이터 패킷(71a)의 시작에 앞서 스타트 바이트(start_byte, 0xB8)(71c)를 삽입하여 IP 기반의 데이터 패킷(71a)의 시작을 표시한다. 만약 IP 기반의 데이터 패킷(71a)의 길이(바아트 수)가 미디어 데이터 전송 패킷의 페이로드보다 짧은 경우 스터프 바이트(stuff_byte, 0xff)(71d)로 페이로드를 채울 수 있다.
그리고, 패킷 해더 생성부(53)는 PUSI 필드 값을 '1'로 설정한 해더(71e)를 생성할 수 있다.
도 7b는 앞선 IP 기반의 데이터 패킷(72a)의 뒷부분 M 바이트가 미디어 데이터 전송 패킷의 페이로드에 먼저 위치한 후, 이어지는 IP 기반의 데이터 패킷(72b)이 위치하는 경우를 도시한다.
패킷 구성부(55)는 포인터 필드(72c)의 값을 'M''으로 설정하고, 포인터 필드(72c)의 존재를 패킷 해더 생성부(53)에 제공한다. 또한, 패킷 구성부(55)는 앞선 IP 기반의 데이터 패킷(72a)의 후단에 스터프 바이트(stuff_byte, 0xff)(72d)를 삽입하고, 이어지는 IP 기반의 데이터 패킷(72b)의 시작에 앞서 스타트 바이트(start_byte, 0xB8)(72e)를 삽입하여 이어지는 IP 기반의 데이터 패킷(72b)의 시작을 표시한다.
그리고, 패킷 해더 생성부(53)는 PUSI 필드 값을 '1'로 설정한 해더(72f)를생성할 수 있다.
도 7c는 하나의 미디어 데이터 전송 패킷 내에 복수의 IP 기반의 데이터 패킷(73a, 73b, 73c)이 위치하는 경우를 도시한다.
패킷 구성부(55)는 포인터 필더(73d) 바로 뒤에 첫번째 IP 기반의 데이터 패킷(73a) 시작 바이트가 위치하므로 포인터 필드(73d)의 값을 '0'으로 설정할 수 있다. 그리고, 패킷 구성부(55)는 포인터 필드(73d)의 존재를 패킷 해더 생성부(53)에 제공할 수 있으며, 이에 대응하여 패킷 해더 생성부(53)는 PUSI 필드 값을 '1'로 설정한 해더(73h)를생성할 수 있다.
패킷 구성부(55)는 이어지는 IP 기반의 데이터 패킷(73b)을 도 7c에서와 같이 두번째 IP 기반의 데이터 패킷(73b)이 첫번째 IP 기반의 데이터 패킷(73a) 바로 뒤에 위치하도록 구성하거나, 두번째 IP 기반의 데이터 패킷(73b) 뒤에 세번째 IP 기반의 데이터 패킷(73c)이 위치할 때와 같이, IP 기반의 데이터 패킷 사이에 스터프 바이트(stuff_byte, 0xff)(73f)를 삽입하고, 새로운 IP 기반의 데이터 패킷(예, 73c)의 앞에 스타트 바이트(start_byte, 0xB8)(73g)를 삽입할 수도 있다.
도 7d는 IP 기반의 데이터 패킷의 길이가 미디어 데이터 전송 패킷 길이보다 훨씬 크게 구비됨에 따라, 복수의 미디어 데이터 전송 패킷에 IP 기반의 데이터 패킷을 분할 및 할당하여 전송하는 것을 예시한다.
패킷 구성부(55)는 첫번째 미디어 데이터 전송 패킷(74')에는 첫번째 IP 기반의 데이터 패킷(74a)의 앞부분이 위치하므로 포인드 필드(74b)의 값을 '0'으로 설정한다. 그리고, 패킷 구성부(55)는 포인터 필드(74b)의 존재를 패킷 해더 생성부(53)에 제공할 수 있으며, 이에 대응하여 패킷 해더 생성부(53)는 PUSI 필드 값을 '1'로 설정한 해더(74e)를생성할 수 있다.
나아가, 패킷 구성부(55)는 IP 기반의 데이터 패킷이 위치하기 전에 스터프 바이트(74c)를삽입할 수 있으며 스터프 바이트(74c) 위치 후 IP 기반의 데이터 패킷 데이터가 위치하기 전에 스타트 바이트(74d)를 삽입할 수 있다.
그리고, 두번째 미디어 데이터 전송 패킷(74'')에는 첫번째 IP 기반의 데이터 패킷의 중간부분의 데이터(74f)가 위치함을 예시한다. 이 경우, 패킷 구성부(55)는 미디어 데이터 전송 패킷의 페이로드 구간 전체에 첫번째 IP 기반의 데이터 패킷의 중간부분의 데이터(74f)를 삽입하고, 포인터 필드(74b)가 존재하지 않음을 패킷 해더 생성부(53)에 제공할 수 있다. 이에 대응하여 패킷 해더 생성부(53)는 PUSI 필드 값을 '0'으로 설정한 해더(74g)를생성할 수 있다.
세번째 미디어 데이터 전송 패킷(74''')에는 첫번째 IP 기반의 데이터 패킷의 뒷부분의 테이터(74h)가 위치하고 새로운 IP 기반의 데이터 패킷(74i)이 이어서 위치하는 경우를 예시한다. 이 경우, 패킷 구성부(55)는 첫번째 IP 기반의 데이터 패킷의 뒷부분의 테이터(74h)의 길이(예, N, 여기서 N은 자연수)를 고려하여, 포인터 필드(74j)의 값을 'N'으로 설정하고, 포인터 필드(74j)의 존재를 패킷 해더 생성부(53)에 제공한다. 또한, 패킷 구성부(55)는 IP 기반의 데이터 패킷의 뒷부분의 테이터(74h)의 후단에 스터프 바이트(stuff_byte, 0xff)(74k)를 삽입하고, 이어지는 IP 기반의 데이터 패킷(74i)의 시작에 앞서 스타트 바이트(start_byte, 0xB8)(74l)를 삽입하여 이어지는 IP 기반의 데이터 패킷(72b)의 시작을 표시한다.
그리고, 패킷 해더 생성부(53)는 PUSI 필드 값을 '1'로 설정한 해더(74m)를생성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 케이블 방송 시스템에 구비되는 방송 데이터 전송 장치의 구성을 예시하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 방송 데이터 전송 장치(80)는 미디어 전송 패킷 생성부(81) 및 방송 데이터 전송부(85)를 포함할 수 있는데, 미디어 전송 패킷 생성부(81)는 케이블 방송 링크 계층(33)에서 진행되는 동작을 처리할 수 있으며, 방송 데이터 전송부(85)는 케이블 방송 물리 계층(31)에서 진행되는 동작을 처리할 수 있다.
미디어 전송 패킷 생성부(81)는 물리 계층 파이프(PLP; Physical Layer Pipes) 방식에 기초하여 생성되는 서로 다른 상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷(81a, 81b, 81c)을 입력받고, 상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷(81a, 81b, 81c)을 구비하는 적어도 하나의 미디어 전송 패킷(83a, 83b, 83c)을 생성하는 PLP 기반 전송 패킷 처리부(82a, 82b, 82c)와, 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷(81a, 81b, 81c)에 대한 시그널링 데이터(81d)를 포함하는 시그널링 미디어 전송 패킷(83d)을 생성하는 시그널링 전송 패킷 처리부(82d)를 포함한다.
구체적으로, 상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷(81a, 81b, 81c)과 시그널링 데이터(81d)는 IP 기반의 방송 서비스 계층(35)에서 물리 계층 파이프(PLP; Physical Layer Pipe) 방식에 기초하여 생성되는 데이터일 수 있다.
PLP 기반 전송 패킷 처리부(82a, 82b, 82c)는 PLP 기반으로 생성된 각각 다른 IP 기반의 데이터 패킷(81a, 81b, 81c)을 각각 입력받아, 독립적으로 PLP 기반의 미디어 데이터 전송 패킷을 생성하는 동작을 처리한다. 이때, PLP 기반 전송 패킷 처리부(82a, 82b, 82c)는 미디어 데이터 전송 패킷 헤더의 PID 필드값을 각각의 IP 기반의 데이터 패킷(81a, 81b, 81c)에 대해 다르게 할당하여 PLP 단위로 구분이 가능하게 한다.
시그널링 전송 패킷 처리부(82d)는 IP 기반의 방송 서비스 계층(35)에서 제공되는 CLP 시그널링 데이터, 예컨대, ATSC 3.0 규격 기반의 ALP(ATSC Link-layer Protocol)에서 정의한 LMT(Link Mapping Table) 및 RDT(ROHC-U Description Table)등에 수록된 데이터를 사용하여 시그널링 미디어 전송 패킷(83d)을 생성한다. 이는 MPEG-2 시스템 규격에서 정의한 MPEG-2 section 데이터를 미디어 데이터 전송 패킷에 실어 전송하는 것과 동일하게 적용될 수 있다.
LMT 및 RDT 내 6 비트 PLP_ID 필드의 값은 PLP를 구별하기 위해 사용되는 것으로써, 미디어 전송 패킷(83a, 83b, 83c)에 구비되는 해더에 수록된 PID 필드의 값과 맵핑이 되어야 한다. 이를 위해, PLP 기반 전송 패킷 처리부(82a, 82b, 82c)는 미디어 전송 패킷(83a, 83b, 83c)의 생성시, 13비트의 PID 필드에서 상위 7비트는 "0000000" 으로 설정할 수 있으며, 하위 6 비트를 PLP_ID와 동일한 값을 가지도록 설정할 수 있다. 이에 따라, 시그널링 전송 패킷 처리부(82d)가 제공하는 시그널링 미디어 전송 패킷(83d) 내의 LMT와 RDT에서 지시하는 PLP를 구분할 수 있다.
또한 시그널링 전송 패킷 처리부(82d)는 LMT 및 RDT를 전송하는 시그널링 미디어 전송 패킷(83d)의 PID는 전용의(dedicated) 값(예: LMT PID = 0x1FFC, RDT PID = 0xIFFD)을 사용함으로써 수신측에서 쉽게 획득이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 시그널링 전송 패킷 처리부(82d)는 LMT에서 PLP_ID 필드 다음에 위치하는 2 비트 reserved 필드 중 1 비트를 이용하여 lls_flag 필드로 사용하여 해당 PLP_ID가 지시하는 PLP 내에 LLS(Low Level Signaling) 데이터가 전송됨을 알려 준다.
그리고 시간 정보 제공을 위해 기존 케이블 방송에서 사용하던 PSIP(Program and System Information Protocol)의 STT(System Time Table)을 이용하여 UTC(Universal Time Coordinated) 타임 정보를 수신측에 제공한다.
한편, 방송 데이터 전송부(85)는 상기 적어도 하나의 미디어 전송 패킷(83a, 83b, 83c)과 상기 시그널링 미디어 전송 패킷(83d)을 다중화하는 다중화 처리부(86)와, 상기 다중화 처리부에 의해 다중화된 미디어 전송 패킷을 변조하여 전송하는 변조 처리부(87)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 케이블 방송 시스템 및 방송 데이터 전송 장치의 구성을 통해, 기존의 케이블 방송 전송 장치를 그대로 이용하면서 IP 기반의 방송 데이터를 제공할 수 있으며, 경제적으로 케이블 방송 시스템을 IP 기반의 차세대 방송 시스템으로 용이하게 업그레이드 할 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 방송 데이터 전송 방법 및 장치를 실행하는 컴퓨팅 시스템을 예시하는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.

Claims (20)

  1. 방송 데이터 전송 방법에 있어서,
    상위 계층에서 제공되며 가변 길이로 이루어진 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷을 확인하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷을 변환하여 고정 길이의 미디어 전송 패킷을 생성하는 과정과,
    생성된 상기 미디어 전송 패킷을 방송 데이터 변조 방식에 기초하여 변조한 방송 데이터를 생성 및 전송하는 과정을 포함하는 방송 데이터 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미디어 전송 패킷은
    상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷의 데이터가 수록되는 미디어 전송 패킷 페이로드와,
    상기 미디어 전송 패킷 페이로드 내에 새로운 상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷이 존재하는지 여부를 지시하는 식별자를 포함하는 미디어 전송 패킷 해더를 포함하는 과정을 포함하는 방송 데이터 전송 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미디어 전송 패킷은,
    미디어 전송 패킷 페이로드의 위치를 지시하는 포인터 정보를 수록하는 포인터 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 데이터 전송 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 미디어 전송 패킷 해더는,
    미디어 전송 패킷의 싱크 데이터를 지시하는 정보가 수록되는 싱크 바이트 정보 필드와,
    상기 IP 기반의 데이터 패킷을 지시하는 패킷 식별자(PID)가 수록되는 PID 정보 필드와,
    동일한 상기 패킷 식별자(PID)를 구비하는 상기 미디어 전송 패킷의 수를 지시하는 정보를 수록하는 순환 카운터 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 데이터 전송 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 미디어 전송 패킷 페이로드는
    상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷의 시작을 지시하는 시작 표시 필드와,
    상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷의 데이터가 수록되는 데이터 필드와,
    상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷의 종료를 지시하는 종료 표시 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 데이터 전송 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방송 데이터 변조 방식은 케이블 방송 데이터의 변조 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 데이터 전송 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 케이블 방송 데이터의 변조 방식은 64-QAM 또는 256-QAM 방식인 것을 특징으로 하는 방송 데이터 전송 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 미디어 전송 패킷은
    MPEG-2 TS 기반의 패킷인 것을 특징으로 하는 방송 데이터 전송 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 미디어 전송 패킷을 생성하는 과정은,
    물리 계층 파이프(PLP; Physical Layer Pipes) 방식에 기초하여, 서로 다른 상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷에 대응되는 적어도 하나의 미디어 전송 패킷을 생성하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷에 대한 시그널링 데이터를 포함하는 시그널링 미디어 전송 패킷을 생성하는 과정을 포함하는 방송 데이터 전송 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 방송 데이터를 생성 및 전송하는 과정은,
    상기 적어도 하나의 미디어 전송 패킷과 상기 시그널링 미디어 전송 패킷을 다중화하여, 다중화 미디어 전송 패킷을 생성하는 과정과,
    상기 다중화 미디어 전송 패킷을 변조하여 전송하는 과정을 포함하는 방송 데이터 전송 방법.
  11. 방송 데이터 전송 장치에 있어서,
    상위 계층으로부터 가변 길이로 이루어진 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷을 수신하고, 상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷을 변환하여 고정 길이의 미디어 전송 패킷을 생성하는 미디어 전송 패킷 생성부와,
    생성된 상기 미디어 전송 패킷을 방송 데이터 변조 방식을 기반으로 변조하여 방송 데이터를 생성하고, 생성된 상기 방송 데이터를 전송하는 방송 데이터 전송부를 포함하는 방송 데이터 전송 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 미디어 전송 패킷 생성부는,
    상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷의 데이터가 수록되는 미디어 전송 패킷 페이로드와, 상기 미디어 전송 패킷 페이로드 내에 새로운 상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷이 존재하는지 여부를 지시하는 식별자를 포함하는 미디어 전송 패킷 해더를 포함하는 상기 미디어 전송 패킷을 생성하는 것을 특징으로 하는 방송 데이터 전송 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 미디어 전송 패킷 생성부는,
    상기 미디어 전송 패킷 페이로드의 위치를 지시하는 포인터 정보를 수록하는 포인터 필드를 포함하는 상기 미디어 전송 패킷을 생성하는 것을 특징으로 하는 방송 데이터 전송 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 미디어 전송 패킷 생성부는, .
    미디어 전송 패킷의 싱크 데이터를 지시하는 정보가 수록되는 싱크 바이트 정보 필드와,
    상기 IP 기반의 데이터 패킷을 지시하는 패킷 식별자(PID)가 수록되는 PID 정보 필드와,
    동일한 상기 패킷 식별자(PID)를 구비하는 상기 미디어 전송 패킷의 수를 지시하는 정보를 수록하는 순환 카운터 필드를 포함하는 상기 미디어 전송 패킷 해더를 생성하는 것을 특징으로 하는 방송 데이터 전송 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 미디어 전송 패킷 생성부는,
    상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷의 시작을 지시하는 시작 표시 필드와,
    상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷의 데이터가 수록되는 데이터 필드와,
    상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷의 종료를 지시하는 종료 표시 필드를 포함하는 상기 미디어 전송 패킷 페이로드를 생성하는 것을 특징으로 하는 방송 데이터 전송 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 방송 데이터 전송부는
    케이블 방송 데이터의 변조 방식을 기반으로 생성된 상기 미디어 전송 패킷의 변조를 처리하는 것을 특징으로 하는 방송 데이터 전송 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 케이블 방송 데이터의 변조 방식은 64-QAM 또는 256-QAM 방식인 것을 특징으로 하는 방송 데이터 전송 장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 미디어 전송 패킷 생성부는,
    MPEG-2 TS 기반으로 상기 미디어 전송 패킷을 생성하는 것을 특징으로 하는 방송 데이터 전송 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 미디어 전송 패킷 생성부는,
    물리 계층 파이프(PLP; Physical Layer Pipes) 방식에 기초하여, 서로 다른 상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷에 대응되는 적어도 하나의 미디어 전송 패킷을 생성하는 PLP 기반 전송 패킷 처리부와,
    상기 적어도 하나의 IP 기반의 데이터 패킷에 대한 시그널링 데이터를 포함하는 시그널링 미디어 전송 패킷을 생성하는 시그널링 전송 패킷 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 데이터 전송 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 방송 데이터 전송부는,
    상기 적어도 하나의 미디어 전송 패킷과 상기 시그널링 미디어 전송 패킷을 다중화하는 다중화 처리부와,
    상기 다중화 처리부에 의해 다중화된 미디어 전송 패킷을 변조하여 전송하는 변조 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 데이터 전송 장치.
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