IPTV 서비스 및 기술진화에 대하여 설명하시오
1. 개요
2. IPTV 서비스 개념도
3. IPTV의 서비스 구조
3.1 IPTV Headend
3.2 Backbone(Core) Network
3.3 Access Network
3.4 Subscriber Premise
4. IPTV 서비스 주요 기술
4.1 콘텐츠
4.2 Head-end(platform) 기술
4.2.1 동영상 압축기술
4.2.2 디지털 콘텐츠 보호 기술
4.2.3 데이터 방송기술
4.3 네트워크 기술
4.3.1 Core망 기술
가. 인터넷의 전송방식
나. IP 멀티캐스트 Protocol
다. QoS
4.3.2 Access망 기술
5. IPTV 서비스의 발전 전망
6. 향후 전망
1. 개요
- IPTV란 초고속 인터넷망을 이용하여 방송 및 정보서비스를 TV 수상기로 제공하는 서비스를 말함
- '일정한 수준의 QoS/QoE, 보안과 상호작용성, 신뢰성이 보장되는' 광대역 IP 네트워크를 통하여 다양한 TV 서비스를 제공하는 인터넷 멀티미디어 방송서비스
- IPTV는 인터넷과 TV의 융합이라는 점에서 디지털 컨버젼스의 한 유형으로 리턴채널이 확보된 양방향성을 기반으로 방송서비스외에 다양한 부가서비스를 제공할 수 있음
- QoS 보장 유무에 따라 IPTV와 인터넷TV를 구분함
2. IPTV 서비스 개념도
3. IPTV의 서비스 구조
- IPTV 서비스 플랫폼은 헤드엔드, 백본 네트워크, 액세스 네트워크, 가입자 장치로 구성
- 클라이언트-서버 모델로 동작
3.1 IPTV Headend
- 수신된 방송/데이터/부가 서비스 신호를 압축하고 암호화하여 IP망에 전달하는 역할 수행
가. 수신(베이스밴드 신호처리)
- 지상파 및 PP 신호를 source 신호를 수신, 광고 또는 자막 삽입 등의 편집을 거쳐 압축/다중화 시스템에 전달
- Routing Switch를 통해 방송신호 분배
나. 압축/다중화
- SDI 및 ASI 방송 신호를 H.264로 압축하고 전송을 위해서 스트림(MPEG-2 TS)화
- 비디오 및 오디오 MPEG-2 TS와 Data 신호를 다중화
다. 암호화 및 IP 패킷화
- 다중화된 TS를 Scramble에 입력하여 암호화하고, IP Packet화
- IP packet화 한 신호는 네트워크 스위치로 입력되고, 최종 송출
라. 운영관리
- 채널정보 관리 등 전반적 시스템의 운용 및 고객관리, 상품관리
마. 부가 서비스 시스템
- EPG(Electronic Program Guide System)
- DBS(Data Broadcasing System)
3.2 Backbone(Core) Network
- Multicast streaming, QoS 보장
3.3 Access Network
- Core Network에서는 모든 채널이 전송되나 가입자망에서는 원하는 채널만 선택되어 전달
- 가입자별 QoS 보장
3.4 Subscriber Premise
- IP-STB(Set-top Box)
<참조> IPTV 구조 예
<참조> IPTV UHDTV 서비스 개념도
4. IPTV 서비스 주요 기술
- IPTV 서비스를 위한 주요 기술 요소는 크게 콘텐츠, 플랫폼 기술, 네트워크 기술, 단말장치 기술로 구분
4.1 콘텐츠
- IPTV 성공하기 위해서는 다양한 형태의 서비스가 제공되어야하고 이를 위해서는 기존 방송 콘텐츠는 물론이고 국내외 주요 콘텐츠 제공자들과의 연계가 필수적
4.2 Head-end(platform) 기술
4.2.1 동영상 압축기술
- IPTV에 사용되는 동영상 압축기술로는 MPEG2, MPEG4, WM-9, 그리고 H.264가 있다
- WM-9(Windows Media 9)은 마이크로소프트사가 개발한 스트리밍 오디오/비디오 포맷 멀티미디어 압축 방식으로 보통 파일을 내려 받기하고 재생하거나 내용을 스트리밍 하는데 사용
- 현재 다수의 IP사업자가 H.264 기술 적용하고 있다
- 음성 압축의 경우 MPEG-2 AAC 기술 적용
4.2.2 디지털 콘텐츠 보호 기술
- 각종 컨텐츠 및 방송미디어가 고화질화, 디지털화 되어감에 따라, CP(Contents Provider) 최대 고민은 디지털 컨텐츠를 어떻게 보호할 것이냐에 있다
- 보편적으로 인터넷 기반의 컨텐츠 유통분야(VOD)에서는 DRM(Digital Right Management) 기술을 많이 사용해 왔으며, Cable TV, 위성방송 등 방송 분야에서는 수신제한시스템, 즉 CAS(Conditional Access System) 솔루션을 많이 사용
- CAS와 DRM 비교
| 구분 | CAS | DRM |
| 개요 | 인증된 사용자만이 사용할 수 있도록 통제 | 암호화 기술을 이용, 디지털 콘텐츠의 불법 복제 및 유통을 방지 |
| 암호화 방식 | 다단계 키 or 알고리즘 | 일반적으로 1개의 License key로 복호화 |
| 장단점 비교 |
장점 - 다양한 비즈니스 모델 수용 가능 - 하드웨어 및 소프트웨어 방식의 이중 암호화 적용으로 보안성 우수 단점 - 비용 고가 - 다양한 권한 제어 불가능 |
장점 - 콘텐츠 접근/배포 권한 제어 우수 - 솔루션 비용 저가 단점 - 소프트웨어 방식의 단일 암호화 적용으로 보안성 취약 |
| 적용사례 | Cable, 위성, IPTV | VoD 사업자 |
-CAS 인증 절차
4.2.3 데이터 방송기술
- IPTV에서의 양방향 데이터 방송 기술은 현재 표준화 진행 중에 있으며, 유럽중심의 DVB-MHP 기반의 미들웨어와 한국, 미국 중심의 ACAP 미들웨어 표준을 수용하는 방향으로 표준화 논의가 진행 중
- 사용자의 서비스 유인 및 유지를 위한 다양한 Killer Application 발굴 및 구현이 미들웨어의 API를 기반으로 이루어지므로 안정적인 미들웨어 솔루션을 확보하는 것은 IPTV를 포함한 차세대 방송시장의 핵심 경쟁력
4.3 네트워크 기술
4.3.1 Core망 기술
가. 인터넷의 전송방식
- Unicast, Multicast, Broadcast
- Unicast: 송신자와 수신자가 1:1로 데이터를 주고 받는 방식, 현재 인터넷에서 주로 사용하는 방식
- Multicast: 멀티캐스팅을 요청하는 특정 수신자에게만 보내는 1:N 방식, 네트워크에서 데이터 수신을 원하는 수신자에게만 데이터를 전송하는 방식으로 다수의 수신자가 수신할 때 사용하며 유니캐스트보다 훨씬 효율적인 방식
- Broadcast: 제한된 범위 내에서 모든 수신자에게 보내는 1:ALL 방식임, 송신자가 수신자의 주소를 알 수 없을 때 송신자가 사용하는 방식
나. IP 멀티캐스트 Protocol
- 멀티캐스트 패킷을 네트워크에서 전송하기 위해서는 네트워크 장비에 멀티캐스트 프로토콜이 구동되어야 함
- 액세스망 장비: IGMP, IGMP Snooping Protocol
- 백본/전송망:PIM-SM Protocol
<참고>
▶ IGMP(Internet Group Management Protocol)
- 하나의 라우터와 여러 호스트로 구성되는 서브 네트워크 상에서 라우터 및 호스트들이 어떤 멀티캐스트 그룹에 속하는 가를 알게하기 위한 일종의 그룹 관리용 프로토콜, 즉 서브넷(로컬 네트워크) 상의 멀티캐스팅 멤버십 제어를 위한 프로토콜
- IPTV가 Cable TV와 달리 가입자 망을 효율적으로 사용할 수 있게하는 프로토콜
▶IGMP Snooping
- IGMP Snooping은 라우터와 호스트 사이에 있는 스위치가 IGMP 메세지들을 들을 수 있게하는 기능을 말함
▶멀티캐스트 라우팅 프로토콜
- DVMRP(Distance Vector Multicasting Router Protocol)
- MOSPF(Multicasting Open Shortest Path First)
- CBT(Core Based Tree)
- PIM-SM/DM(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode/Dense Mode)
- SSM(Source Specific Multicast)
다. QoS
- 현재 네트워크는 Best-Effort형 네트워크로 QoS 기능 미적용
- 품질 보장형 Unicast 서비스(영상전화 등) QoS 적용 필요성 대두
- IPTV의 경우 전체 네트워크 구간에 QoS 적용 필요
4.3.2 Access망 기술
- Access망의 주요 기술은 전화선(xDSL), 동축케이블(HFC), UTP케이블(LAN), 광케이블(FTTH) 등이 있으며, 가정에서 인근 통신국사까지 연결
- 코어 네트워크에서는 모든 채널이 전송되나 가입자 망에서는 원하는 채널만 선택되어 전달되므로 가입자망의 좁은 대역을 효율적으로 사용할 수 있다
- FTTH(Fiber To The Home)은 광섬유를 각 가정까지 직접 연결하는 것으로 IPTV서비스 뿐만 아니라 BcN의 융합 서비스가 다양화, 고도화되면서 증가되는 개인별 사용 대역폭을 쉽게 수용할 수 있는 망 구성방법이다
- FTTH 기술은 현재 가입자당 50~100Mbps를 제공할 수 있으며, QoS를 보장하기 위한 최소 대역 보장도 다른 가입자망 기술에 비해 효과적으로 제공할 수 있어 IPTV를 위한 최종 네트워크 기술이라 볼 수 있음
5. IPTV 진화
- IPTV 1.0: Real-time IPTV, VoD IPTV
- IPTV 2.0: Mobile IPTV
- IPTV 3.0: Realistic/UHD IPTV, Ubiquitous IPTV(Globally Interoperable)
6. 향후 전망
- IPTV서비스는 3A(Any time, Any device, Any place)로 정의되는 미래 유비쿼터스 미디어 환경의 기반 서비스로 발전할 것임
- IPTV 사업자들은 기존의 비디오 채널의 고품질 프리미엄화와 VOD, PC 연계 서비스등을 통해 케이블 사업자와 차별화를 강조, 시장점유율 확대에 노력하고 있음
- 사업자들의 노력이 국내외적으로 본격화 되고 있지만 IPTV 활성화를 위해서는 컨텐츠와 서비스 확보 등 소프트웨어적인 측면, 네트워크
인프라와 셋탑박스 등 하드웨어적인 측면 그리고 통신∙방송 융합제도 수립 등 제도적인 측면에서 해결되어야 할 과제가 산적해 있음
- 대표적인 방송통신 융합 서비스로서 IPTV 서비스의 보급이 빠르게 확산되면서 전 세계적으로 IPTV 기술에 대한 표준화 작업이 국가별, 지역별, 그리고 관련 산업체 중심의 포럼 등을 통해 활발하게 추진
- 미주 지역을 중심으로 한 ATIS 표준, 유럽 지역을 중심으로 한 DVB 표준이 대표적이며, IPTV 사업자 및 산업체를 중심으로 한 OIPF 표준
이 또한 개발되고 있다. 이러한 표준화 작업을 글로벌 표준으로 묶어주기 위한 활동이 ITU-T 주도로 추진되고 있는 IPTV-GSI 표준화 작업임
http://www.knom.or.kr/conf/knom2007/tutorials/Tutorial4.pdf
http://www.scienceall.com/contents/contents.sca?todo=archiveraw&bbsid=33&articleid=35425
http://iptv.commres.org/wp-content/uploads/service_woong.JPG
http://smartniptv.tistory.com/entry/IPTV-%EA%B8%B0%EC%88%A0%EA%B0%9C%EC%9A%94-22
http://www.scienceall.com/contents/contents.sca?todo=archiveraw&bbsid=33&articleid=35481
https://www.kocca.kr/knowledge/internal/insu/1212884_4393.html
http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=1716&m_search=IGMP