주문형 비디오(Video On Demand)서버의 구현은 현재까지도 많은 부분에 한계를 가지고 있으며 이를 해결하기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 주문형 비디오 서비스의 한계는 대부분이 자원(디스크, 버퍼)의 제한 때문에 발생하고 있으며 디스크어레이(Disk Array)나, 메모리 뱅크(Memory Bank)와 같은 특수한 하드웨어를 사용하여 해결하고 있다. 또한 이와 아울러 그룹핑이나 버퍼 공유기법과 같은 소프트웨어적인 방법도 제안되었다. 본논문에서는 주분형 비디오 서버의 한계 중 디스크대역폭과 버퍼공간의 한계점에 의한 문제를 해결하기위하여 개선된 그룹핑 방법과 버퍼 공유 및 관리 방법을 제안한다. 제안하는 그룹핑 방법은 비디오의 인기도에 기반을 둔 방법을 사용하며 버퍼 공유방법은 버퍼의 크기 및 디스크의 대역폭 가용량에 따라 적응적으로 병합 분할하는 방법을 사용한다, 제안하는 병합 분할 방법은 피기백킹(piggy-backing)개념을 도입하였으며 시뮬레이션을 통해 제안하 방법의 우수성을 보였다.
VOD 서비스는 디지털방송 시대에 방송사업자의 새로운 수익모델로 자리 잡은 가장 성공적인 방송통신융합 서비스로서 실시간 중심의 시청 패턴에서 주문형 동영상의 이용 비중이 확대됨에 따라 매출액이 증가 추세에 있으며 N-스크린 서비스의 전략 핵심이 되고 있다. 이런 배경 속에 방송사는 모바일 기기를 활용한 VOD 서비스 지원 기능을 제공하여 VOD 서비스를 더욱 활성화하는 VOD 서비스의 N-스크린 전략을 모색하고 있다. 본 논문은 국내 모(某) 디지털케이블방송사의 요구사항을 기반으로 개발된 VOD 모바일 앱을 소개한다. 본 VOD 모바일 앱은 방송사가 발간하는 VOD 가이드북에 홍보하는 VOD 프로그램 또는 이벤트 정보를 출력, 북마킹 또는 검색된 VOD 프로그램을 TV로 바로 시청, 스마트폰으로 촬영한 동영상을 TV로 시청하는 등의 기능들을 제공한다.
본 논문은 멀티캐스트 전송을 이용한 사용자 기반의 VOD 서비스를 구현하였다. 기존의 서버 기반의 멀티캐스트 시스템을 제공하였지만 구현된 시스템은 사용자 요구 기반의 멀티캐스트 시스템을 제공한다. 멀티캐스트 에이전트 스케줄러(Multicast Agent Scheduler: MAS)는 사용자의 요구를 수집하고 요구된 비디오 아이템과 서비스 시간에 따라서 멀티캐스트 그룹과 포트 번호를 발생한다. 그러면 그것은 VOD서버와 서비스를 요구한 사용자에게 즉시 멀티캐스트 주소와 포트 번호를 전송한다. 그리고 VOD서버는 멀티캐스트 그룹 주소로 요구한 스트림을 전송하고, 사용자는 자동으로 그룹 주소에 가입한다. 멀티캐스트 에이전트 스케줄러는 같은 스케줄링 시간 안에 있는 다른 사용자들이 동일한 비디오를 요구하였을 때 같은 멀티캐스트 그룹 주소를 할당한다. 제안된 VOD 시스템은 동시에 많은 사용자에게 서비스할 뿐 아니라 서버의 부하를 크게 줄일 수 있음을 확인하였고, 이것을 마이크로 소프트의 WMT(Windows Media Technology)에 적용하였다.
컴퓨터와 인터넷 기술의 비약적인 발전으로 인해 인터넷 상에서의 실시간 (real time) 멀티미디어 데이터서비스가 가능해짐에 따라 생겨난 주문형 미디오 (Video On Demand ; VOD) 서비스는 현재 양질의 비디오화면을 실시간으로 서비스하기위한 서비스의 연구에만 집중되어 있을뿐 정작 사용자를 위한 서비스형태에 대한 개발은 전혀 이루어지지않고 있다. 따라서 사용자의 다양한 요구 및 최신의 컴퓨터기술을 충분히 활용한 새로운 On-Demand 서비스 체계로의 변호가 시급히 요구됨에 따라, 본 논문에서는 VOD 서비스를 위해 사용자 측면에서의 보다 적극적인 정보서비스를 위한 AVOD(Active -VOD) 서비스 시스템을 설계하고 구현하였다.
네트워크 기술의 발전으로, 인터넷을 통한 주문형 비디오 서비스가 가능해지고 있다. 주문형 비디오 시스템은 대용량 데이터를 실시간에 전송할 필요가 있기 때문에 디스크 전송대역폭은 매우 중요한 자원이다. 동시 다수에게 끊긴 현상이 없는 원활한 스트림 서비스를 하기 위해서는 매우 큰 디스크 대역폭이 필요하다. 비디오 스트림 데이터를 캐슁하여 디스크 대역폭을 절약하면, 한정된 디스크 대역폭에서 더 많은 스트림을 제공할 수 있다. 논문은 보다 향상된 비디오 스트림 캐슁 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 기존의 방법들 보다 더 많은 스트림을 제공하고, 스트림 재생의 지연을 줄인다.
본 논문에서는 주문형 데이터 방송 환경에서 다양한 정보를 요청하는 클라이언트에게 원하는 정보를 보다 빠르게 제공하며, 우수 사용자 그룹이 일반 사용자 그룹보다 신속하게 서비스를 제공받을 수 있도록 하는 멀티채널 스케줄링 알고리즘을 제시하였다. 제안하는 스케줄링 방법은 클라이언트의 요청데이터를 요청 빈도와 클라이언트의 우선순위에 따라 등급별 큐에 적재하고 채널 할당 알고리즘에 따라 채널을 할당한 후 주기적으로 방송하는 것이다. 우선순위 큐를 이용함으로써 일반 클라이언트 그룹과 우선순위 클라이언트 그룹에 대한 차별화된 서비스를 제공할 수 있었으며, 동적인 채널 할당 비율실험을 통해 각 사용자 그룹에 대한 평균 접근 시간의 변화를 비교 분석할 수 있었다.
주문형 비디오 시스템에서 초기 대기시간과 메모리요구량의 최소화는 중요하다. 초기대기시간의 최소화는 빠른 응답시간의 서비스를 제공할 수 있게 하고 메모리 요구량의 최소화는 동일한 메로리량으로 더 많은 동시 사용자 용청을 서비스할수 있게 한다. 주문형 비디오 시스템에서는 사용자 요청에서 할달되는 버퍼 크기가 증가함에 따라 초기대기시간과 메모리 요구량이 증가하므로 사용자 요청에 할당되는 버퍼의 크키를 최소화해야한다. 그러나 기존의 정적 버퍼 할당 기법은 시스템이 완전 부하된 상태에 있다는 가정하에서 버퍼 크기를 결정하여 시스템이 불안정 부하인 경우에는 사용자 요청에서 필요 이상으로 큰 버퍼를 할당한다. 본 논문에서는 시스템의 완전 부하 상태 뿐만 아니라 불와전 부하 상태에서도 사용자 요청에게 최소 크기의 버퍼를 할당하는 동적 버퍼 할당 기법을 제안한다. 동적 버퍼 할당기법은 서비스 중인 사용자 요청 수와 이들 요청들을 서비스하는 동안에 도착하는 사용자 요청수에 기반하여 버퍼크기를 동적으로 결정한다. 또한 분석과 시뮬레이션을 통하여 동적 버퍼 할당 기법이 초기대기시간과 지원 가능한 동시 사용자 요청수에 있어서 정적 버퍼 할당 기법에 비해 크게 우수함을 보인다. 시뮬레이션 결과, 동적 버퍼 할당 기법이 정적 버퍼 할당 기법에 비해 평균 초기대기시간을 29%~65%줄이고, 다수의 디스크들로 구성된 시스템에서는 서비스한 평균 동시 사용자 요청수를 48%~67% 증가시킨것으로 나타났다. 이와같은 결과는 동적 버퍼 할당 기법이 주문형 비디오 시스템의성능과 용량을 크게 향상시킴을 보여주는것이다.
최근 방송, 통신, 컴퓨터를 융합한 디지털 기술의 급속한 발전으로 방송사업자가 기존의 단방향 방송서비스 제공에서 벗어나 시청자가 참여할 수 있는 TV-Commerce, 양방향 광고, TV-AnyTime, 주문형 비디오(VOD) 등의 사용자 요구 중심의 다양한 양방향 방송서비스를 제공할 수 있게 되었다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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