유사 하모닉 스태거드 전송 방식을 이용한 효율적인 주문형 비디오 서비스

Abstract

주문형 비디오 (VoD) 서비스 시스템 설계에서 중요한 요소는 정해진 대역폭 내에서 시청자의 대기 시간과 요구되는 버퍼량을 줄이는 것이다. 본 논문에서는 대역폭의 효율성을 높이면서 기존의 주문형 비디오 방법의 복잡도를 크게 줄이는 새로운 유사 하모닉 스태거드 전송 (Pseudo Harmonic Staggered Broadcasting) 방식을 제안한다. 제안된 방식은 비디오 서비스를 제공하는데 필요한 전체 채널 대역폭, 채널 수, 셋탑 박스의 저장 공간과 같은 서비스 환경을 고려하여 비디오 데이터를 짧은 선행 부분과 긴 후행 부분으로 나누고 짧은 선행 부분에는 유사 하모닉 (Pseudo Harmonic broadcasting) 전송 방식을 적용하고, 긴 후행 부분에는 스태거드 전송 (Staggered Broadcasting) 방식을 적용한 다음 상호 동기를 맞추어 NVoD 서비스를 하는 방법이다. 이러한 구조는 비디오의 짧은 앞부분만 데이터 분할을 통한 비디오 서비스를 하기 때문에 채널 대역폭 효율을 높일 수 있고, 또한 NVoD 시스템 구조를 간단하게 할 수 있다. 시스템 성능을 판단하기 위해 비디오 길이가 6000초, 비디오 전송을 위해서 할당된 전체 채널수가 10, 비디오 분할 계수가 3으로 주어질 경우에 제안된 방식의 최대 시청자 대기 시간은 15초 정도이고 시청자 버퍼 요구량은 데이터 크기의 25% 정도로 우수한 성능을 보였다. 제안된 방식은 우수한 성능과 더불어 기존에 제안되었던 다양한 NVoD 방식들의 단점인 세그먼트 수, 관리 채널 수, 동시 사용 채널 수와 같은 시스템 복잡도 문제를 해결하였다. 그리고 시청자 수에 의한 성능의 영향이 없기 때문에 대규모의 서비스에도 적용이 가능하다. 또한 비디오 분할 계수를 이용하여 비디오를 분할함으로써 시청자 대기 시간과 필요한 버퍼량을 조절할 수가 있었다. 이것은 NVoD 방식이 적용되는 환경에 따라 이들을 조절해서 적용이 가능하기 때문에 네트워크 사용 효율을 극대화 시킬 수 있다. 따라서, 제안된 방식은 많은 시청자를 지원하는 NVoD 시스템에 적용이 가능하며, 간단한 구조로 우수한 성능을 보이는 실용적인 주문형 비디오 방법으로 기대된다.; Advances in broadcasting technology are generating an increasing demand for Video-on-Demand (VoD) applications. In a video broadcasting methods, one of the major challenges is how to reduce a viewer’s waiting time and client’s buffer requirement in a given bandwidth allocation. In order to solve these problems, many significant broadcasting methods had been proposed. In this thesis, we propose a Pseudo Harmonic Staggered Broadcasting (PHSB) method which has simple structure and channel efficiency in a given bandwidth. The numerical results demonstrate that viewer’s waiting time of the PHSB method converge to that of harmonic method as the bandwidth is increased and the client buffer requirements of this can be decreased below that of the staircase method by adjusting a short front part of a video size.