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IPTV IPTV 기술기술 및및 서비스서비스

ETRI

2007. 4. 26

조기성[email protected]

KNOM

2ETRI Proprietary KNOM

발표 순서

IPTV 표준화 현황IPTV 표준화 현황IVIV

IPTV 망구조IPTV 망구조IIIIII

DiscussionDiscussionVV

IPTV 정의IPTV 정의II

IPTV 서비스IPTV 서비스IIII








현재의 TV


IPTV


IPTV의 역사적 맥락

TV

PC

TV에도 데이터를 추가하자

사용자가 데이터를조작하게 하자

NetworkedPC

NetworkedMM PC

EntertainmentPlatform

IPTVTV에서도 인터넷을 보게 하자

방송도 인터넷으로

TVPortal

사용자 대신사업자가 볼 걸 찾아주마

Internet 방송 PC 한대면노는데 충분하게 하자

InternetTV

InteractiveTV

EnhancedTV


IPTV 서비스의 정의

ITU-T“IPTV is defined as multimedia services such as television/video/audio/text/graphics/data delivered over IP based networks managed to provide the required level of QoS/QoE, security, interactivity and reliability” (2006.7.)

ATIS IPTV Exploratory Group(IEG)IPTV is defined as the secure and reliable delivery to subscribers of entertainment video and related services. These services may include, for example, Live TV, Video On Demand (VOD) and Interactive TV (iTV). These services are delivered across an access agnostic, packet switched network that employs the IP protocol to transport the audio, video and control signals. In contrast to video over the public Internet, with IPTV deployments, network security and performance are tightly managed to ensure a superior entertainment experience, resulting in a compelling business environment for content providers, advertisers and customers alike








IPTV 서비스 개념

컨텐트 유통인프라

컨텐트패키징

인터넷방송

방송VoD

음반도서

사용자비디오실시간비디오

영화콘서트

광고

컨텐트 전달인프라

TV

극장

PC

핸드폰

술집


IPTV 서비스 분류

소분류 서비스 예대분류

컨텐트 서비스

양방향 데이터 서비스

채널 기반 컨텐트 서비스 다채널 방송, 트릭모드, Time-shift TV,

PVR/NPVR, PPV, 멀티앵글

On-Demand 컨텐트 서비스 CoD, Near CoD, Push CoD

컨텐트/서비스 탐색 서비스 EPG, ECG, TV Portal

전자 상거래, 게임, 노래방, 뉴스, 날씨,

교통 정보, 전자 정부, E-learning

통신 서비스

데이터 통신 서비스 인터넷 접속, 포털, E-mail, 메신저

음성 통신 서비스 VoIP, 발신자 표시, SMS


방송, 통신, IPTV 서비스의 특성 비교

방송 서비스 IPTV 서비스구분

주 목적컨텐트 소비 컨텐트 검색/판매/저장/가공

컨텐트 기반 통신(Community TV)

컨텐트 생성형 통신(원격 강의)

한정된 수의 채널

불특정 다수

1:N

소수를 위한 방송(동호회 채널)

인터넷 방송 채널

실시간 웹캠 채널

지역적 제한 세계적 방송

지역 방송

위치 기반 서비스

정보의 특성

일반적 개인화 방송

실시간 시청자 참여

비실시간 실시간 웹캠 채널

통신 서비스

실시간 상호작용/ 데이터 전달

무제한적 대상

선택적 소수

1:1, 1:N, N:N

지역 무관

개인적

실시간

전달 대상 및

방식

공시성 Time Shift TV 동시성

단방향 양방향 TV 양방향

사용자와 생산자 불일치 UCC

개인 방송국

사용자가 생산자

사업자의 편성/사전 계획

개인별 채널/프로그램 구성

On Demand 서비스

실시간 사용자 참여

사용자 선택

정보의 구성


실시간 정보

Source : AIRCODE사


프로그램 + 게임

Source : AIRCODE사


프로그램 + 정보 + 참여

Source : AIRCODE사


프로그램 + 퀴즈

Source : AIRCODE사


프로그램 + 광고

Source : AIRCODE사


멀티카메라

Source : AIRCODE사


양방향 광고

Source : AIRCODE사


EPG

Source : AIRCODE사


실시간 데이터 방송

Source : AIRCODE사


VoD/DVR

Source : Microsoft


TV에서의 통신

E-mail

SMS

Caller ID

Messenger

Source : Microsoft


CommunityTV(AmigoTV)

Source : Alcatel


IPTV 서비스의 특성

Multimedia ServiceDigital

Interactive

Managed ServiceQoE/QoS

Reliability

Network Security

• AAA, Privacy, Network Protection

Content Security

• CAS, DRM

Controllable IP Network and Platform

Converged ServiceWeb Service, Multimedia Service, Telephony Service


IPTV 서비스 제공 현황 및 문제점

370 사업자 서비스 중(2006.2.)Independent Operating Company 위주Major telco 투자 진행중(SBC, BT, Verizon)주로 소규모 가입자 대상(지역서비스)별도의 컨텐트 분배망(예: PCCW, FastWeb)기존 TV 대체 + VoD 콘텐츠비표준 플랫폼

기술 이슈- QoE/QoS - Scalability/Reliability- Security- Converged Service표준화 관련 이슈- Interoperability법/규제 이슈

Major Telco, MSO대규모 가입자(전화가입자의 50% 수준)보편적 서비스Converged NetworkConverged ServiceMore than TV표준 플랫폼Global Interoperability독점적 컨텐트, Long-tail 컨텐트

IPTV 현황

Issues of IPTV

미래의 IPTV


발전 단계별 IPTV 서비스의 변화

도입 단계 성숙 단계구분

특징기술적 문제 해결

서비스 개념의 실현

기존 서비스의 대체/보완

서비스의 활성화

기존 서비스와 차별성

고도화 단계

고유의 신규 서비스 창출

제공 컨텐트일반 사용자 대상의 기존 방송및 상업 컨텐트

UCC

개인 방송

사내 방송/영화 배급

세계적 컨텐트 연동

플랫폼유선망 기반의 TV/셋톱 이동단말/PC 홈네트워크 연동

서비스다채널 방송/VoD

양방향 데이터 서비스

NPVR, Time-Shift TV

웹 서비스 연동

통신 서비스 연동

개인화 서비스

융합 서비스

중심 융합사업자 융합

망 융합

번들/결합 서비스

단말 융합

통합 서비스

서비스 융합

수익 모델정액 사용료

송출 수수료

컨텐트 사용료

광고

부가서비스 사용료

개인화 광고

상거래 수수료

개인화/융합서비스 사용료

주된

기술적 문제점

품질(QoE/QoS) 보장

상호 호환성 확보

서비스 제어 기술

망간 연동

컨텐트 유통 구조 확립

서비스 연동 및 결합

사용자 인터페이스

보안/프라이버시

컨텐트/사용자 정보 가공








IPTV 기능 구조

Ref: ITU-T FG IPTV (2007)


IPTV 서비스 망 요소 구성

BcN-Edge(Aggregation/Distribution)

BcN-Access

Business

BcN Core(IP/MPLS)

DSLAM

OLT

FES

FTTH

xDSL

LAN

Residential

L3/L2 Edge

L3/L2 Edge

L3/L2 Edge

LocalServer

L2/L3

IRD IRD

Encoder Encoder

Streaming Server

IP AdaptorCAS/DRM

Middleware

EPG

Subscriber Management

Billing

Main Headend

IP-STB/IPTV

• Multicast Routing: PIM-SM)/IGMP• MM Streaming: UDP/RTP• QoS: MPLS+DiffServ

IPTV HeadendContents, Codec, IP Streaming

DRM/CAS, Middleware, Management

Backbone NetworkMulticast Streaming + QoS

Access NetworkSwitched Channel + QoS per Subscriber

Subscriber PremiseIP-STB(Decoder, Middleware, IGMP)


현재 IPTV 서비스 제공 방식 및 문제점

IRD IRD

Encoder Encoder

Media Server

IP Adaptor CAS/DRM

Middleware

EPG


Billing

Main Headend

Middleware+IGMPDecoder+Bu

ffer

IPTV Service Network

OK

상호운용성 취약비표준 플랫폼: 다양한 Client Headend

망은 서비스 세션 인식 못함(Unmanaged Service)

Customized QoS 제어 제한

융합/부가서비스 제한

망사업자 수익 모델 취약

Service-dependent architecture

CapEx/Opex 증가

Service Blending 제한

조기 서비스 도입에 유리


KT IPTV 시범서비스 망 구조

DS3 Encoder

NVOD

VCR

IP MUX

Key Generator

CASServer

베이스밴드시스템

베이스밴드시스템

압축다중화시스템

압축다중화시스템

수신제한시스템수신제한시스템 Back Office 시스템

Back Office 시스템

MOC Server

미디어관리시스템미디어관리시스템

Network Switch

Monitoring Server

모니터링 시스템모니터링 시스템

STB

Gigabit전용선

ProvisioningServer

부가서비스시스템

부가서비스시스템

Premium망

IP미디어 플랫폼 신규구축

PE

Ntopia 스위치

스위치

라우터

라우터

Kornet망

가입자스위치

UTP

FES

Ntopia-E

동선

DSLAM

가입자스위치

IP-VDSL

SiSiSiSi

접속망 신규구축

가입자망 개선및대개체

외부EPG Provider

지상파

PP

Return Path 서버

CP

DP

송출서버

VOD지역서버

VOD지역서버

VOD Server

APC

CG

NLE

Encoder

백본망 신규구축

STB 개발 및 보급

Ref: IPTV 심층분석워크샵, KT, 2007


0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1,000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

시간

건수

0

20

40

60

80

100

120

140

SBS

KBS

MBC

EBS

Ref: IPTV 심층분석워크샵, KT, 2007


케이블TV

프로그램공급사(PP)한국통신 : 37개社

파워콤 : 10개社

케이블TV

프로그램공급사(PP)한국통신 : 37개社

파워콤 : 10개社

파워콤 광網

인터넷국내망

ISP사업자(MISP)

무궁화위성

ISP사업자

(단독ISP)

광송신기

CATV광수신기

1GbitEthernet

CMTS

DHCP

광송수신기

CMTS

분기기

케이블모뎀

하나로통신, 두루넷, 온세통신

옥외광장치(ONU)

분배센터(67개)분배센터(67개)

인입선(동축5C)

동축간선

(17C)

DC

전력공급기

TBA

KT위성지구국

인터넷 海外網

PCTV

가입자가입자

방송 사업자 입장에서의 망 구성도


향후의 IPTV 서비스 제공 방식

Managed QoE/QoS and Security

Infra-structure for Service Blending

Advanced Service (Mobile IPTV, Personalized TV)

Heterogeneous Service Environment (Terminal,

Access, Content, Preference…)

Efficient Delivery Control

Unified Signaling

CapEx/OpEx

Scalability, Performance, Compatibility

IRD IRD

Encoder Encoder

Media Server

IP Adaptor CAS/DRMMiddleware

EPG


Billing

Main Headend

Middleware+IGMPDecoder+B

uffer

IPTV Service Network

OK

Network based control


IPTV 서비스 구조의 구성 요소

Service Platform

컨텐트컨텐트

서비스서비스 플랫폼플랫폼 & & 네트웍네트웍

단말단말

IPTV Service ArchitectureIPTV Service Architecture

인터페이스 관점 기능 관점

사업자 프로세스- Acquire, Process, Import, Deploy, Deliver

- Service Control and Manage사용자 프로세스- Service Discovery & Selection, Content Search/Select, Locate, Acquire, Consume

영역간 (CP, SP, NP, CE) 연동을 위한- Reference Model 정의- Interface 규정- Function 할당- Signaling/Data Format 정의


IPTV의 기술 요소들

사업자 융합

법과 규제

DRM

단말 융합

DTV/복합단말

미들웨어

망 융합

이동성

멀티캐스트

광대역망

QoS

서비스 융합

아이디어

통합제어

서비스플랫폼

IPTV

UI

홈네트워크

DRM








ITU-T FG IPTV의 표준화 현황

Globally Interoperable IPTVIPTV 관련 표준 연구 결과들을 통합 조정

추가적으로 필요한 규격에 대한 연구를 촉진

• Service and Architecture• QoS and Performance• Security• Network Control/Multicast• End Terminal and Interoperability•• Middleware, Applications

IPTV Service Requirements

IPTV Architecture• Reference Model• High Level/Mid-Level/Use Case• Global Interoperability를 위한 IF 및 FE Define

2007.5.

Framework

IPTV Architecture

Gap Analysis &새로운 표준

5개 기술 분야 G.I.G.I.

FGFG--IPTVIPTV

•• SG13, NGNSG13, NGN--GSIGSI•• SG9, SG15, SG16, ITUSG9, SG15, SG16, ITU--R WP6M, SG17R WP6M, SG17

JCA-HN


ITU-T FG IPTV WG 구성도

WG 1 (Architecture and Requirements)

WG 2 (QoS and Performance)

WG 3(Service Security and Contents Protection)

WG 4 (IPTV Network Control)

WG 5 (End Systems and Interoperability)

WG 6 (Middleware, Application and Content Platforms)


WG 별 주요 내용(1)

WG 1 (Architecture and Requirements) 네트워크 및 과금 요구사항

비즈니스 시나리오 요구사항

QoS 및 Performance 요구사항

Security 요구사항

STB 요구사항

비디오 코딩 및 미들웨어 요구사항

WG 2 (QoS and Performance) QoE requirements for IPTV

Traffic management for IPTV

Application layer reliability solutions for IPTV

Performance monitoring for IPTV



WG 3(Service Security and Contents Protection) Analyze the security threats

Describe the security requirements

Identify the security architecture, trust models, function modules and interfaces

Identify the authentication, authorization, content protection and other security signal process mechanisms

Identify and initiate the development of the security interface specifications

WG 4 (IPTV Network Control) Naming, Addressing and Identification aspects

Control and Signaling Mechanisms

Content Distribution and Data Plane

Home, Access and Core Network Issues (in conjunction with WG5 activities)



WG 5 (End Systems and Interoperability) Implementation Scenario's & Application's

Terminals

Remote Management

WG 6 (Middleware, Application and Content Platforms)

비디오 코딩

메타데이타 규격

미들웨어 플랫폼

EPG 규격


ATIS의 연구 현황

엔터테인먼트 비디오 및 이와 관련된 서비스를 안전하고 신뢰성 있게 가입자에게 전달

규격간 조정, 장애이슈들의 해결,서비스 및 망간 연동의 활성화

Framework/ArchitectureFramework/Architecture

• 3 단계 로드맵• IPTV Architecture Roadmap

Phase 1Phase 1Phase 2Phase 2 Phase 3Phase 3

•기본 서비스에 대한 기본 Spec.•네트워크 및 서비스에 대한 기본 접속•서비스의 발견 및 네비게이션

• 트랜잭션 기반 서비스에 대한 규격• VoD, PPV

• 양방향 TV, 멀티 플레이어 게임• 네트워크 기반의 PVR• 댁내 환경 및 P2P 응용

Service/DRM/QoS(QoE)/System 규격 연구Service/DRM/QoS(QoE)/System 규격 연구

• 1단계 Architecture Reference Model

• IPTV Architecture Requirements(06.6.)


ATIS의 표준 현황

Framework/ArchitectureFramework/Architecture

ServiceService

DRMDRM

QoS/QoEQoS/QoE

IPTV SystemIPTV System

• IPTV Architecture Requirements (2006.6.)• IPTV Architecture Roadmap (2006.9.)• Phase 1 Architecture Reference Model • IPTV Multicast Network Service Specification

• Emergency Alert Service(EAS) Provisioning Spec. for IPTV• IPTV Linear Broadcast Service

•IPTV DRM Interoperability Requirements (2006.6.)•IPTV DRM Interoperability Specification•IPTV DRM Requirements for Distributing Content in the Subscriber’s Authorized Service Domain

• Framework for QoS Metrics and Measurements Supporting IPTV Services(2006.12.)

• Packet Loss Issue Report(2007.1.)• IPTV QoE-Model Requirements and Model Definition• QoS Metrics for Linear Broadcast IPTV

•IPTV High Level Architecture•Service Provider/Network Provider Interface for IPTV Specification•IPTV Terminal Function(ITF) Attachment and initialization Specification•Remote Management of Devices in the Consumer Domain


FG IPTV Architecture Overview

3 가지 구조Non-NGN-based

• Legacy 네트워크(Best-effort IP Network)

NGN-based and IMS-based • IMS를 도입하여 SIP 응용 서비스 제공 중인 사업자가 IPTV 서비스까지 IMS 기반

으로….

NGN-based and non-IMS-based • Managed Infra를 갖추고 있으며, IMS를 도입하였거나, 혹은 그렇지 않은 상태에

서 IPTV 서비스를 ….• IMS 이외의 별도의 IPTV Control 을 이용

Transport/Network ControlTransport/Network Control

Service ControlService Control

NGNNGN--basedbased(Managed (Managed QoSQoS and Security)and Security)

NonNon--NGNNGN--basedbased

IMSIMS--basedbased NonNon--IMSIMS--basedbased


NGN Architecture



구조1: Non-NGN based

Media Streame2e connectivity btw FE

Session Mng & controlSession Mng & control

Using IMSSession Mng & control

Using non-IMS

• 망/시스템 자원의 설정 및 유지 제어

• to support the delivery of themedia streams

• 콘텐츠 선택, 구매, 콘텐츠 보호 등

• 콘텐츠 소스로 부터 단말까지의 미디어 전달

• 콘텐츠소스로 부터 단말까지의 미디어 전달을 위한

시스템/망 자원의 제어/관리

- 사용자 멀티미디어 세션제어

- Session Level QoS Control- 서비스 사용 Security 제어

- Media Delivery Control- IPTV 서비스 상태 정보 수집 및 관리

(사용자, 단말, 콘텐츠 등)- Service Usage 정보 수집

-……

• Content location• Content Distribution• Content Delivery


IMS as a common service control platform for FMC

Src: 3GPP


IMS Evolution

CoreCoreIMSIMS

A-IMS (Advances to IMS)

A-IMS (Advances To IMS)AA--IMS (Advances To IMS)IMS (Advances To IMS)

CoreCoreIMSIMS

IPIPMobility Mobility

nonnon--SIPSIP QoSQoS FixedFixed--MobileMobileAccessAccess


구조2: NGN based non-IMS Session Control



구조3: NGN based IMS Session Control



Coexistent of non-IMS and IMS Session Control



IMS for Content Sessions

NGN Transport Stratum

TransportFunctions

Access Network Functions

NGN Service Stratum

Application / ServiceSupport Functions

Service Control Functions

Core IMS

I-CSCF S-CSCFP-CSCF

CustomerTransport Control

FunctionsResource &

Admission Control Subsystem (RACS)

Network Attachment SubSystem (NASS)

Network GatewayFunctions

Configuration& Authentication

IPTV Device

SessionClient SIP / Gm

ContentClient

S-User ProfileUPSF

SIP / Mw SIP / Mw

Application / Service Components

IPTV Services& Applications

TransactionProtocol

ApplicationClient

Cx / Diameter Cx / Diameter

ContentPreperation

Configuration

Edge Functions Core Transport Functions

IP RoutingIP Routing IP Routing

Distribution & Delivery for CoD

ContentDelivery

ContentControl

ContentDistribution

Media

Delivery Protocol

Delivery Control

Resource & Admission Control Functions (RACF)

Network Attachment Control Functions (NACF) [T-user Profile]

SIP/ISC

ContentLocation

ContentManagement

ContentProtection

XDMS(Service Profile)



서비스예:IMS based Multicast TV

11

22

33

44

55

66

77

88

1. GW , IP 할당 및 Configure2. IP단말 Configure3. IPTV 응용 run, 채널 결정

4.5.6. 채널 => Multicast Addr결정

7. Client Network 서버

간 연결 및 자원 할당

8. IGMP Join & Media 수신


서비스 예: IMS based VoD

11

22

33

44

66

55

77

88

1. GW , IP 할당 및 Configure2. IP단말 Configure3. IPTV 응용 run, URL of Content4.5.6. URL => 실제서버 결정

7. Client Network 서버 간

연결 및 자원 할당

8. Contents to Client








현재 IPTV 망 구조

어떻게 전달하고 전달 과정을 제어할 것인가?전달 경로 제어/관리 중심

• 프로토콜 스택/시그널링 방식

• QoS/QoE 제어/관리 방식

• 세션 설정 및 관리

단일 서비스 망 관점 중심

사용자가 어떻게 서비스를 소비할 것인가?서비스 발견 및 선택

컨텐트 메타데이터 형식

사용자 프로파일 관리

AAA

코덱/미들웨어

컨텐트 보호


고려되지 않은 문제들

자원의 제어와 관리컨텐트 서버/서비스 서버 자원의 관리

• 컨텐트의 배치/분배 관리 (CDN)• 부하 관리

컨텐트 식별/프로파일 관리서비스 프로파일 관리서비스 사용자 프로파일과 전달망 사용자 프로파일의 관계전달망 특성에 따른 적응적 품질 보장

이동성무선망 지원 (Mobile IPTV)

연동IPTV 망간/사업자간 연동기존 IPTV 서비스 망과의 연동/진화기존 인터넷 컨텐트 서비스 연동

서비스 융합컨텐트/서비스 브로커링서비스간의 연계/동기화 방안

• 컨텐트-통신, 컨텐트-컨텐트 연계 서비스• 웹 서비스 수용

개인화/Context-Aware 서비스


감사합니다.

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