A Study on the Performance Enhancements of Video Streaming Service in MPLS Networks

MPLS 망을 통한 Video Streaming Service의 성능 개선에 관한 연구

In typical video streaming services such as MPEG encoded video, the transmission data sizes change depending on the frame types and the required bandwidth for QoS support also changes as time passes. Accordingly, in video streaming services using the Internet it could happen that the video services stop occasionally due to instantaneous deficiencies of the required bandwidth under unexpected congestion even if the highest priority is allocated to the service by network administration. In this paper, we investigate several methods for bandwidth allocation and traffic engineering to support MPEG video traffic and propose a new method to reduce the transmission delay and enhance the throughput, there by provisioning the QoS requirements. In the proposed scheme, LSPs are established based on temporal variation patterns of the Internet traffic and the CQ_LLQ policing scheme is applied for traffic shaping at the ingress routers. Finally we verified the performance of the proposed scheme via computer simulations using OPNET.

대표적인 비디오 스트리밍 서비스인 MPEG은 특성상 영상에 따라 프레임의 데이터 크기가 변동하며 QoS를 만족하기 위한 대역폭이 시간에 따라서 변동하게 된다. 따라서 인터넷을 통한 비디오 스트리밍 서비스에 있어서 망 관리 측면에서 비디오 스트리밍 서비스의 우선순위를 높게 부여하더라도 예기치 못한 혼잡상황에서는 순간적인 대역폭 부족으로 인하여 영상이 끊어지는 현상이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 MPEG 특성에 맞는 대역폭 할당 및 트래픽 엔지니어링 방안을 고찰하였다. 인터넷 트래픽 양의 시간적 변동패턴을 기반으로한 LSP 설정과 고정 대역폭 할당을 통하여 지연시간을 단축과 전송효율 향상을 기하고 인입 라우터에서 CQ_LLQ 방식을 적용한 트래픽 shaping 과정을 통해 QoS를 만족할 수 있도록 하였고 OPNET을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안한 방안의 성능을 확인하였다.