VOD(Video-On-Demand) 시스템에서 제한 없는 VCR 서비스는 클라이언트들의 개별 서비스 요청에 대하여 유일한 비디오 스트림을 할당함으로서 제공될 수 있다. 이 방식은 서버 부하의 증가와 부족한 네트워크 자원의 고갈 등과 같은 중대한 문제점을 갖고 있으나 클라이언트의 셋톱박스에 버퍼를 구현함으로서 매우 제한된 VCR 기능을 제공하게 된다. 본 논문에서는 대화형 VOD 시스템에서 제한 없는 VCR 기능을 제공할 수 있는 새로운 MBA(Multicast Buffering Algorithm) 알고리듬을 제안한다. MBA 알고리듬 하에서 VCR 서비스는 버퍼가 동적으로 확장되어 비디오 데이터를 저장하기 때문에 사용자에게 제한 없이 제공되어진다. 또한 MBA 알고리듬은 버퍼의 사용 효율을 증대시키는 방법을 제공하며 모든 클라이언트들의 서비스 요청을 지연 없이 즉시 처리하므로 사용자들에게 진정한 대화형 VOD 서비스를 제공하게 된다. 본 논문에서는 MBA 알고리듬을 이용하여 지연 없는 VCR 기능을 갖춘 VOD 서비스를 구현하였으며 시뮬레이션 결과는 MBA 알고리듬이 다른 버퍼링 방식과 비교하여 매우 우수한 성능을 갖고 있음을 보여주고 있다.
본 논문은 단일 VOD 환경에서의 서버/클라이언트 간 데이터 서비스 모델을 분석하고 이를 병렬 VOD 환경에 적용함으로써 보다 나은 사용자 QoS(Quality of Service)를 제공하고자 한다. 이를 위해 단일 VOD 환경에서는 클라이언트가 데이터를 요청하고 서버가 전달해주는 Client Pull 모델과 서버 측에서 일방적으로 데이터를 전달해주는 Server Push 모델을 네트워크상 전달지연 측면에서 분석하고 위 두 모델.을 통합한 IPP(Interleaving Pull & Push) 서비스 모델과 Client Pull 모델을 전달지연과 클라이언트 버퍼 내 데이터 잔여량 측면에서 병렬 VOD 환경에서 적용 및 비교하였다. 시뮬레이션을 통해 병렬 VOD 환경에서 IPP 서비스 모델이 가장 적은 전달지연과 보다 안정적인 클라이언트 버퍼를 유지함을 알 수 있으며 이를 동해 사용자에게 보다 나은 서비스를 제공할 수 있다.
초고속망의 급속한 보급은 인터넷 사용자로 하여금 다양한 형태의 멀티미디어 서비스에 대한 요구를 증가시키고 있다. 하지만 데이터 용량의 기하급수적인 증가는 VOD(Video On Demand) 서비스에 많은 문제를 야기하고 있다. 따라서 이와 같은 문제점을 지닌 병렬 VOD 서버를 개선, 보완할 수 있는 새로운 형태의 P2P 기반 VOD 서버를 본 논문에서 제안하고자 한다. P2P 기반 VOD 서버는 병렬 VOD 서버에 비해 저렴한 구축비용과 용이한 확장성을 제공하며 계층화된 멀티미디어 데이터 서비스를 제공함으로써 다양한 대역폭을 갖고 있는 통신망 환경에서 실시간 멀티미디어 서비스가 가능한 장점을 가지고 있다.
편재형 공간에서 사용자는 자유롭게 이동하면서 VOD(Video On Demand) 서비스를 제공받기원한다. 그러나 기존의 VOD 시스템은 사용자의 위치에 종속적이기 때문에 한 세션이 종료될 때까지 서버는 한 클라이언트에게만 데이타를 전송한다. 그래서 만일 사용자가 이동한다면 이전 세션을 종료시키고 새로운 클라이언트에서 다시 세션을 연결해야 한다 그러나 위치 인식 VOD 시스템은 세션의 연결과 종료를 자동으로 수행함으로써 사용자 이동성을 지원한다. 즉, 사용자의 위치 이동을 자동으로 인식하고 사용자 근처의 클라이언트로 데이타 전송 흐름을 바꾸어 연속적으로 서비스를 제공한다. 본 연구는 편재형 공간에서 이동 중인 사용자에게 연속적인 서비스를 제공하기 위하석 위치 인식 VOD 서비스 구조와 세션 핸드오프 기법을 제안하고 자바(Java)와 지니(Jini)를 기반으로 위치 인식 VOD 프로토타입 시스템을 구현한다. 그리고 실험에서 제안된 핸드오프 기법이 다른 기법에 비해 적은 핸드오프 시간을 가짐을 보인다.
본 논문은 케이블VOD 서비스를 통해 제공되고 있는 다양한 서비스 속성들의 유형을 분류하고, 주요 서비스 속성 유형들이 유료VOD 이용 경험자 집단과 비경험자 집단 각각의 유료VOD 이용 의향에 어느 정도 영향을 미치고 있는가를 살펴보았다. 연구 결과, 비경험자 집단의 경우, '콘텐츠 정보 중시형 속성'이 가장 크게 영향을 미치는 것으로 나타났고, 경험자 집단의 경우에는 '이용 편의성 중시형 속성'이 가장 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 유료VOD 서비스 이용자 확대를 위해서는 각각의 집단 특성에 맞는 단계별 전략을 수립하여야 한다. 비경험자 집단의 경우, 관련 정보 제공을 통한 직접 설득 전략과 프로모션 기회 확대를 통한 간접 접근 전략을 취하고, 경험자 집단의 경우, 기능적 편의성 확대 전략을 취할 필요가 있다.
B-ISDN(Broadband-Integrated Services Digital Network)의 출현으로 주문형 비디오(Video On Demand: VOD) 서비스는 차세대 유망한 영상 정보 서비스로 관심의 대상이 되고 있으며, 대화성의 정도에 따라 크게 IVOD(Interactive VOD)와 NVOD(Near VOD) 서비스로 분류된다. 다계층 구조 서비스망에서 VOD 서비스를 하기 위해서는 여러 자원이 필요하겠지만 본 연구에서는 비디오 서버, 프로그램, 그리고 저장창고로 두고, 프로그램 전송 비용, 프로그램 저장 비용, 그리고 비디오 서버 설치 비용을 최소화하는 자원 최적화 문제를 두 가지 형태로 나누어 그 해결 방법을 제시하였다. 첫째는 VOD를 IVOD로만 서비스 하는 경우 서비스 운용 비용을 최소화하는 비디오 서버의 위치 선정과 설치된 비디오 서버에 저장할 프로그램 종류와 그 양을 결정하는 문제로, 이를 효과적으로 해결하기 위해 동적계획법을 이용하였다. 둘째는 VOD서비스를 보다 경제적으로 제공하기 위해, VOD를 IVOD와 NVOD의 혼합 서비스로 제공하는 경우 서비스 운용 비용을 최소화 하는 NVOD프로그램의 종류와 그 양 그리고 그 때의 IVOD서비스를 위한 비디오 서버의 위치 선정 및 설치된 비디오 서버에 저장 시킬 프로그램 종류와 그 양을 결정하는 문제로 동적계획법을 확정하여 제시하였다.
VOD 시스템의 구성에 있어 핵심 요소라 할 수 있는 VOD 서버는 대용량의 멀티미디어 정보를 저장ㆍ관리하며 여러 가입자가 동시에 요구하는 멀티미디어 서비스를 연속적으로 처리하기 위한 대용량 데이터의 실시간 처리 능력을 갖는 컴퓨터 구조를 필요로 한다. 이때 VOD 서버는 가능한 많은 사용자들에게 동시에 실시간 서비스를 지원하기 위해서 정교한 디스크 스케줄링과 데이터 배치기법이 필요하며, 본 논문에서는 이러한 기법들에서 큰 문제점인 초기 대기시간을 감소시키기 위한 방법으로 동적 스트림 합병 기법을 제안한다. 제안된 기법은 VOD 서버에서 비디오 서비스의 경우 약간의 QoS 변화가 서비스의 질에 큰 영향을 미치지 않는 점을 이용하여 디스크 상의 데이터 배치 기법과 스케줄링 방법은 기존 방법과 동일하게 하면서, 서비스 요청의 도착시간을 기준으로 일정 시간 내에 들어오는 새로운 서비스에 대하여 재생 속도를 약간 증가시켜 이전의 서비스와 합병시킴으로써 적은 양의 버퍼만으로 초기 대기시간 줄이고 주어진 디스크 능력 하에서 최대한의 사용자를 수용할 수 있도록 한다. 본 논문은 제안된 기법의 성능을 수식과 시뮬레이션을 통하여 분석하며, 그 결과 제안된 기법이 기존의 방법에 비하여 초기 대기시간이 감소됨을 나타내며, 또한 동일한 조건하에서 수용 가능한 사용자 수가 증가되어 성능이 향상됨을 보인다.
이동통신의 발달과 함께 모바일을 통한 VOD 서비스의 요구는 빠르게 증가하고 있다. 모바일 VOD 서비스는 언제, 어디서든 비디오 정보를 쉽게 액세스할 수 있는 편리함과 교육, 연예, 비즈니스와 같은 많은 어플리케이션 영역에서 유용하게 사용되고 있다. 그러나 모바일 시스템의 특성상 클라이언트의 빈번한 이동과 끊어짐으로 원활한 VOD 서비스를 제공하기에는 많은 어려움이 존재하고 있다. 다수의 클라이언트들에게 보다 안정적인 VOD 서비스를 제공하기 위한 방법으로 브로드캐스팅 전송 기법의 중요성이 강조되고 있으며 특히 주기적 브로드캐스팅 기법에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 본 논문에서는 모바일 환경에서 적은 대역폭 자원을 이용하여 다수의 클라이언트들에게 효율적인 VOD 서비스를 위한 방법으로 기존의 세그먼트 크기에 의해 결정되었던 채널 할당 방법을 무선 중계기를 이용하여 정규채널 그룹과 보조채널 그룹으로 나누고 정규채널에서는 정규 스트림을 전송하고 보조채널에서는 정규 스트림을 받기 위해 발생되는 초기 서비스 지연 시간을 줄이기 위해 첫 번째 세그먼트를 반복 전송함으로써 서버 대역폭 요구량 감소와 초기 서비스 지연 시간을 줄일 수 있는 기법을 제안하고 있다. 제안된 기법을 통하여 서버 대역폭 요구량은 30% 이상 절감시킬 수 있었으며 줄어든 초기 서비스 지연 시간 또한 성능분석을 통해 밝힌다.
스마트폰을 이용하여 인터넷 검색, SNS 및 VOD의 이용률이 증가함에 따라 스마트폰에서 제공하는 VOD 및 멀티미디어 서비스에 관심이 높아지고 있다. 특히 사용자의 위치를 기반으로 사용자에게서 유용한 정보를 추론하고 이에 맞은 비디오를 제공하는 위치기반 VOD 서비스에 대한 관심도 역시 상당히 높다. 그러나 사용자들이 도로 또는 거리가 아닌 지하철, 쇼핑몰 등의 건물 내부에 있을 때에는 GPS를 사용할 수 없기 때문에 기존의 위치기반 VOD 시스템은 작동을 하지 못한다. 본 논문은 스마트폰 센서를 이용하여 사용자의 걸음 수와 진행 방향을 판정하고, 이를 바탕으로 사용자의 위치를 판정함으로 옥내위치기반 VOD 서비스가 가능한 스마트폰용 앱을 설계하고 구현한다.
대용량 VOD 서비스를 위한 서버로 높은 성능과 낮은 가격의 클러스터 서버가 주목받고 있다. 일반적으로 클러스터 서버는 하나의 front-end 노드와 여러 back-end 노드로 구성된다. back-end 노드 수를 증가시키면 더 많은 클라이언트들에게 QoS를 보장하는 스트리밍 서비스를 할 수 있지만, back-end 노드의 오류 가능성도 이와 비례하여 증가한다. 서버의 장애는 모든 스트리밍 서비스를 중단시킬 뿐 아니라 현재 재생 위치 정보도 잃어버린다. 본 논문에서는 back-end 노드가 오류 상태가 될 때, 끊이지 않는 스트리밍 서비스를 지원하기 위한 복구 방법을 제안한다. 실제 VOD 서비스 환경을 위해, 일반 PC로 구성된 클러스터 기반의 VOD 서버를 구현하였으며, MPEG 영화를 위한 병렬 처리 기법을 사용하였다. 구현된 VOD 서버에 패리티 연산을 이용한 비디오 블록 복구 방법을 설계하였다. 하지만, 클러스터 기반의 VOD 서버 구조를 고려하지 않으면 복구를 위한 내부 네트워크 성능의 병목현상과 back-end 노드들의 비효율적인 CPU 사용을 야기시킨다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 파이프라인 개념을 이용한 새로운 장애 복구 방법을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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