Journal of Broadcast Engineering (방송공학회논문지)

The Korean Institute of Broadcast and Media Engineers (한국방송∙미디어공학회)
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Transmission Method and Simulator Development with Channel bonding for a Mass Broadcasting Service in HFC Networks

HFC 망에서 대용량 방송서비스를 위한 채널 결합 기반 전송 방식 및 시뮬레이터 개발

  • Shin, Hyun-Chul (Division of Electrical and Computer Engineering, Ajou University) ;
  • Lee, Dong-Yul (Division of Electrical and Computer Engineering, Ajou University) ;
  • You, Woong-Shik (Digital CATV System Research Team, ETRI) ;
  • Choi, Dong-Joon (Digital CATV System Research Team, ETRI) ;
  • Lee, Chae-Woo (Division of Electrical and Computer Engineering, Ajou University)
  • 신현철 (아주대학교 전자공학과) ;
  • 이동열 (아주대학교 전자공학과) ;
  • 유웅식 (한국전자통신연구원 방송통신융합연구부문 디지털CATV시스템연구팀) ;
  • 최동준 (한국전자통신연구원 방송통신융합연구부문 디지털CATV시스템연구팀) ;
  • 이채우 (아주대학교 전자공학과)
  • Received : 2011.05.17
  • Accepted : 2011.08.16
  • Published : 2011.09.30
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Abstract

Massive broadcasting contents such as UHD(Ultra High Definition) TV which requires multi-channel capacity for transmission has been introduced in recent years. A transmission scheme with channel bonding has been considered for transmission of massive broadcasting contents. In HFC(Hybrid Fiber Coaxial) networks, DOCSIS 3.0(Data Over Cable Service Interface Specification 3.0) has already applied channel bonding schemes for up/downstream of data service. A method unlike DOCSIS 3.0 is required to introduce a channel bonding scheme in the broadcasting service having unidirectional transmission with a downstream. Since a massive broadcasting content requires several channels for transmission, VBR(Variable Bit Rate) transmission has been emerging for the bandwidth efficiency. In addition, research on channel allocation and resource scheduling is required to guarantee QoS(Quality of Service) for the broadcasting service based on VBR. In this paper, we propose a transmission method for mass broadcasting service in HFC network and show the UHD transmission simulator developed to evaluate the performance. In order to evaluate the performance, we define various scenarios. Using the simulator, we assess the possibility of channel bonding and VBR transmission for UHD broadcasting system to provide mass broadcasting service efficiently. The developed simulator is expected to contribute to the efficient transmission system development of mass broadcasting service.

최근에는 UHD(Ultra High Definition) 방송과 같은 단일 채널 전송용량을 초과하는 새로운 대용량 방송 서비스들이 소개되고 있다. 이러한 대용량 방송 콘텐츠를 전송하기 위해 주로 통신 채널을 통한 데이터 전송에 사용되던 채널 결합 기술들을 적용한 솔루션들이 검토되고 있다. HFC(Hybrid Fiber Coaxial) 망에서는 양방향 데이터 전송서비스를 제공하기 위해서 적용하고 있는 DOCSIS 3.0(Data Over Cable Service Interface Specification 3.0) 규격이 상/하향 채널 결합 기술을 지원하고 있다. 주로 하향 채널을 이용한 단방향 전송 특성을 갖는 방송서비스에 이러한 채널 결합 기술을 적용하기 위해서는 DOCSIS 3.0 규격과는 다른 전송 방식에 관한 연구가 필요하다. 또한, 방송을 위해 다수의 전송 채널을 점유하는 대용량 방송 콘텐츠의 특성 상 기존과 같은 CBR(Constant Bit Rate) 전송보다는 전송 대역 효율 측면에서 유리한 VBR(Variable Bit Rate) 전송에 관한 연구필요성도 제기되고 있다. 이와 더불어 전송 지연 및 지터에 민감한 방송서비스의 특성 상 채널 결합을 위한 채널 할당 및 전송 스케줄링에 관한 연구도 필요하다. 본 논문에서는 HFC 망에서 UHD(Ultra High Definition) 방송콘텐츠와 같은 대용량 방송콘텐츠를 전송하기 위해서 채널 결합 기반의 VBR 방송콘텐츠 전송 방식을 제안하고, OPNET 기반의 전송 시뮬레이터를 개발하여 제안한 전송 방식의 성능을 평가한다. 이를 위해, HFC 망에서 대용량 방송콘텐츠를 전송하기 위한 다양한 시나리오를 정의하고, 전송 시뮬레이터를 이용하여 각 시나리오별 전송 성능을 평가한다. 개발된 시뮬레이터를 통해서 HFC 망에서 효율적으로 대용량 방송서비스를 제공하기 위해 VBR 콘텐츠 전송 및 채널 결합 기술의 필요성을 검토하고 전송 시나리오 별 전송 성능을 평가한다. 이를 통해 개발된 시뮬레이터는 향후 효율적인 대용량 방송콘텐츠 전송 기술 및 시스템 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Keywords

References

  1. 정세윤, 조숙희, 이응돈, 김성훈, 최진수, 홍진우, "UHDTV 기술현황과 전망," 전자공학회지, 제36권, 제4호, pp. 427-435, 2009년4월
  2. "UHDTV Roadmap", ICT Standardization Roadmap 2010
  3. 한운영, "디지털 케이블TV 기술 및 향후 전망", 대한전자공학회지, 제35권, 제9호, pp. 58-69, 2008년9월
  4. 조창연, 허준, 김준태, "초고화질 텔레비전 방송을 위한 차세대 오픈케이블 방식에 대한 연구", 방송공학회논문지, 제14권, 제2호, pp. 228-237, 2009년3월 https://doi.org/10.5909/JBE.2009.14.2.228
  5. Data-Over-Cable Service Interface Specifications DOCSIS 3.0, MAC and Upper Layer Protocols Interface Specification, CM-SP-MULPI v3.0- I08-080522, Cable Television Laboratories, Inc., MAY, 2008.
  6. 조성민, 박승권, "HFC 기반가입자 전달망 기술", 한국통신학회지, 제22권, 제12호, pp. 21-32, 2005년12월
  7. M. Tayer, "VBR/StatMux for Digital Broadcast, VOD and SDV", SCTE Cable-tec Expo 2007, pp. 1-18
  8. 노선식, "채널 결합 기반 상향스트림 스케줄링 알고리즘 설계와 성능평가", 대한전자공학회, 제46권, 제5호, pp. 8-18, 2009년5월
  9. S. Moser, J. Martin, J. M. Westall and B. C. Dean, "The Role of Max-min Fairness in DOCSIS 3.0 Downstream Channel Bonding", IEEE Sarnoff Symposium 2010, pp. 1-5, April 2010 https://doi.org/10.1109/SARNOF.2010.5469818
  10. W. Al-Khatib, A. Rajeswari and K. Gunavathi, "Bandwidth Allocation Algorithm for DOCSIS Based HFC Broadband Networks," ICSCN '07. pp. 452-458. Feb. 2007
  11. ITU-T Rec. Y.1541, "Network Performance Objectives for IP-Based Services," May 2002.
  12. P.P. Pande, C Grecu, M. Jones, A. Ivanov and R. Saleh, "Performance Evaluation and Design Trade-Offs for Network-on-Chip Interconnect Architectures", IEEE Transactions on Computers, vol.54, no. 8, pp. 1025-1040, 2005 https://doi.org/10.1109/TC.2005.134
  13. H. Koumaras, C. Skianis, G. Gardikis and A. Kourtis, "Analysis of H.264 Video Encoded Traffic", INC 2005, July 2005