통방융합 환경에서 방송 콘텐츠 서비스 기술

Digital Broadcasting Research DivisionBroadcasting Media Research Group

통방융합 환경에서 통방융합 환경에서 방송 콘텐츠 서비스 기술방송 콘텐츠 서비스 기술

통방융합 환경에서 통방융합 환경에서 방송 콘텐츠 서비스 기술방송 콘텐츠 서비스 기술

2005. 4. 12.디지털방송연구단 방송미디어연구그룹

김 재 곤

ICAT 2005

디지털방송연구단 방송미디어연구그룹

통방융합 개요 - 콘텐츠 서비스 기술 통방융합 멀티미디어 프레임워크

개요 MPEG-21 Multimedia Framework EU Project: ENTHRONE

관련 기술 개발 MPEG-21 멀티미디어 프레임워크 기술 UCA (Ubiquitous Content Access) 기술

Summary

Outline


통방융합 개요 개요 배경 및 발전전망 통방융합 콘텐츠 서비스 기술


통방융합 개요

통신∙방송 융합 ? 융합형 서비스

인터넷 방송 , iPTV, DMB, Mobile streaming 양방향 데이터 방송

방송과 통신 영역의 Convergence 콘텐츠 , 전송망 , 사용자 단말

통방융합 배경 / 발전 방향 방송의 디지털화 및 통신의 광대역화

디지털 방송 콘텐츠의 이종망간 서비스 가능 BcN 기반의 다양한 접속망

초고속인터넷 , 이동통신 , 케이블 , WiBro, 지상 / 위성 /DMB방송망


통방융합 배경 방송의 디지털화 및 통신의 광대역화에 의해 방통융합 전개

고품질 콘텐츠의 양방향 서비스 수요 증대

ASA

mass

personal

Mobile

terrestrial

Satellite

Multi-chCATV

DMB

Broadband

Narrowband

HDTV

BroadcasBroadcastt

CommunicatioCommunicationn

Expansion by Digitalizatio

n

Total Service throughTotal Service through FTTHFTTH

Expansion

Expansion by Broadband

Broadband

passive active


통방융합 발전전망 통방융합 서비스 발전

어디서나 시청

3D TV

게임기게임기

컴퓨터컴퓨터

정보가전정보가전

언제나 시청이동형

정보단말

TV 전자상거래

지능형 단말지능형 단말

HDTVPC

HDTVHDTV

DMB 단말

위성위성

케이블케이블

유무선통신망유무선통신망

지상파지상파

홈게이트웨이

현장감 있는실감 영상 / 음향제공

가전정보화

누구나 개인취향의프로그램 시청

음악

멀티미디어

AV프로그램

통신통신방송 방송 통합 네트워크통합 네트워크

콘텐츠콘텐츠

Anytime, Anywhere, Any-content, Any-deviceAnytime, Anywhere, Any-content, Any-device


통방융합 콘텐츠 서비스 기술

통신방송 융합이란 이종망을 통한 다양한 단말의 방송 콘텐츠 서비스

이종망 연동 - 방송망 , 유무선인터넷 , 이동통신망 다양한 통합 단말 – TV, PC, PDA, 휴대폰 디지털 방송 콘텐츠 – 대화형 / 맞춤형

UCA: Ubiquitous Content Access 서비스 제공 Any Content

사용자가 원하는 콘텐츠 , 원하는 형태로 (in a personalized way) Anywhere

이종 접속망을 통한 다양한 단말에서 Anytime

☞ 맞춤형 방송


통방융합 콘텐츠 서비스 기술

통방융합 기술 개발 방통융합 Infra-structure

BcN – 광대역화 / 이동성 , 이종접속망 연동 방통융합 Info-structure

방통융합 멀티미디어 프레임워크 방통융합 멀티미디어 프레임워크

이종망과 다양한 단말로 구성된 방송통신 융합 환경에서 , 멀티미디어 콘텐츠의 제작 / 보호 - 전달 - 유통 / 소비의 단대단 서비스를 위한 포괄적이고 체계적인 상호연동 가능한 멀티미디어 서비스 골격

MPEG-21 Multimedia Framework Interoperable data model

UMA: Universal multimedia access ENTHRONE

End-to-End QoS through Integrated Management of Content, Networks and Terminals


통방융합 멀티미디어 프레임워크 개요 MPEG-21 Multimedia Framework ENTHRONE


개요 – 배경 / 필요성 방송과 통신 융합 가속화

New multimedia usage context

Mass market of audio-visual services

콘텐츠콘텐츠AVNew Types다채널

콘텐츠콘텐츠AVNew Types다채널

단말단말PDR, PC, mPDR, PDA, CellPhone, DMB

단말단말PDR, PC, mPDR, PDA, CellPhone, DMB

망연동망연동 // 접속망접속망Broad., Internet, Mobile, WLAN

망연동망연동 // 접속망접속망Broad., Internet, Mobile, WLAN

방송매체방송매체T, C, S, DMB

방송매체방송매체T, C, S, DMB

ConsumerConsumer Active, Smart Personal Need

ConsumerConsumer Active, Smart Personal Need

복잡 , 다양 , 풍부욕구


개요 – 배경 / 필요성 Successful mass market provision of content services

for the content/service providers and network operators End-to-end QoS over heterogeneous networks and terminals is a k

ey element E.g., content providers want their content to reach customers with high qualit

y and in a timely, secure manner No complete and unified solution - big picture

to enables the end-to-end delivery of services over various types of networks at a guaranteed quality level

many elements (standards) exist only partial solutions for certain cases

Certain types of networks, services, terminals, a single network operator

MPEG-21 will fill gaps and allow existing components to be used together, thereby increasing interoperability


개요 – Vision & Goal

MPEG-21 to define a normative open multimedia framework to enable

transparent and augmented use of multimedia resources across a wide range of networks and devices used by different communities

Goals provide access to information and services from almost

anywhere at anytime with ubiquitous terminals and networks identify, describe, manage and protect the content in order to

support multimedia delivery chain that contain content creation, production, delivery and consumption


개요 – Vision & Goal

ENTHRONE Proposes an integrated management solution which covers an

entire audio-visual service distribution chain including content generation and protection, distribution across

networks and consumption at user terminals Not to unify each individual entity of the chain, but to harmonize

to support an end-to-end QoS architecture over heterogeneous networks, at various user terminals

rely on an efficient, distributed and open management architecture Goal

to bridge the divide between content provision & networking worlds resulting in cross-industry co-ordination on both issues and bringing focus to mutually advantageous standards, MPEG-21


MPEG-21: Multimedia Framework Basic Concept Key Elements Use Case Scenarios


Basic Concept

Digital Item - what A structured digital object with a standard representation,

identification and metadata The fundamental unit of distribution and transaction in the framework Digital Item = (resource + metadata + structure)

Resource: individual asset, e.g., MPEG-2 video Metadata: descriptive information, e.g., MPEG-7 Structure: relationship among parts of the item

Users – who Users in the content value chain seamlessly exchange content in the

form of “Digital Item” across networks and devices Can be creators, consumers, rights holders, content providers,

distributors, etc


Component

-1: course

introductionResourc

e

intro.mpg

Component

-2Descript

or: course

introductionResourc

e

intro.mp3

Component-1

Descriptor: course introduction

Resource

intro.mpg

Component-2Descriptor

: course introduction

Resource

intro.mp3

Descriptor : introduction to courseItem-1

Descriptor : chapter 1

Item-2

Container

Descriptor : overall course

Basic Concept

Digital Item E.g., educational package

StructureStructureStructureStructure

ResourcesResourcesResourcesResources MetadataMetadataMetadataMetadata

MPEG-1MPEG-1MPEG-2MPEG-2MPEG-4MPEG-4

MPEG-1MPEG-1MPEG-2MPEG-2MPEG-4MPEG-4

MPEG-7MPEG-7MPEG-7MPEG-7

MPEG-21MPEG-21MPEG-21MPEG-21

New Metadata New Metadata & Resource & Resource

formsforms

New Metadata New Metadata & Resource & Resource

formsforms


Key Elements

Part1: Vision, Technologies & Strategy (01/09)

Part 2: Digital Item Declaration (02/12)

Part 3: Digital Item Identification (02/12)

Part 4: Intellectual Property Management & Protection (FCD)

Part 6: Rights Data Dictionary (03/09)

Part 5: Rights Expression Language (03/09)

Key elements and standardization status

Part 7: Digital Item Adaptation (03/12)

Part 15: Event reporting (CD)

MPEG-1/-2/-4

Part 7: Digital Item Processing (CD)


Universal Multimedia Access (UMA) Different terminals access rich multimedia content through different

networks Different usage environments

Terminal capability, Network characteristic, User preferences Natural environment of user (location)

Use Cases: UMA


Related Element: DIA, DID Adaptation DI to usage environments

at different places

Use Cases: UMA


EU ENTHRONE Project Overview Main Objectives Technical Objectives


Overview

End-to-End QoS through Integrated Management of Content, Networks and Terminals IST Project of European Union (EU) Project duration: 2003. 12. ~ 2007. 11. Participants

Content providers and broadcasters: RBB, IRT, TDF

Network operators: France TELECOM, T-SYSTEMS

Manufacturers/suppliers: THALES, OPTIBASE, NDS, ROHDE & SCHWARZ, NEC, EXPWAY, BSOFT

Research institutes: ETRI, INESC, DEMOKRITOS, PRISM, INRIA

Universities: EPFL, U. of LANCASTER, U. of BUCHAREST

www.enthrone.org


Main Objectives

Investigate and develop an integrated solution that can manage the functionality of various entities in the digital

information distribution chain from content/service generation to user terminals using heterogeneous networks and based on the end-to-end QoS

approach

Bring together relevant and complementary concepts and technologies to achieve the end-to-end delivery of content

resource management network convergence end-user terminal interconnection QoS mechanisms


Main Objectives

New technology challenges A complete solution capable of managing the resources across a

wide range of networks and terminals Integration of components and standards to facilitate

harmonization of 'technologies' for the creation, protection, distribution and consumption of digital services

Guaranteed end-to-end quality, implying interoperability, consistency and reliability between different resources

Fine Granular Scalability of content generation for seamless rendering across networks and terminals

A Business Model within which the various actors are able to collaborate and profit


Main Objectives

Develop an overall solution, an integrated management architecture incorporating tools, technologies and standards in an integrated

management concept implementing MPEG-21/MPEG-7 features and supporting

content generation and protection broadcasting and streaming of audio-visual services adaptive end-to-end QoS for scalable audio-visual flows on

heterogeneous networks end user terminals management

Main aspects to be addressed unified, adaptive end-to-end QoS approach scalable protected content generation distribution over the heterogeneous networks and diversity of user

terminals


Technical Objectives

WP2 : Overall System Requirements and Architecture

WP4:Content

Generation

WP3: IMS

WP

1 : Pro

ject Man

agem

ent WP8: System

Integration

Work Package Interrelations

WP5:Content

Protection

WP6: Network Infrastructure

WP

9: S

tan

da

rdis

atio

n,

Dis

se

min

atio

n a

nd

Ex

plo

itatio

n

WP7: End UserTerminal Management


MPEG-21 기반 방송∙통신 융합 서비스 프레임워크 연구목표 표준기술 주요 개발결과 UMA 시연 시스템


연구목표

방송 · 통신 융합 환경에서 멀티미디어 콘텐츠의 제작 , 전달 , 소비를 신뢰성 있고 효율적으로 제공하기 위한 MPEG-21 기반 멀티미디어 프레임워크 기술 개발

MPEG-21 멀티미디어 프레임워크 기반 기술 연구

디지털 아이템 생성 , 보호 , 전달 , 적응 , 소비 기술 개발 기술검증용 테스트 베드 구현

방송 · 통신 융합 멀티미디어 프레임워크 기반 UMA 기술 개발 플랫폼 기반 범용 멀티미디어 접근 (UMA) 서비스 개발 방송통신 융합 플랫폼을 이용한 기술 검증 및 시연 시스템 개발 EU Project 국제공동연구 (MOSES, ENTHRONE)

MPEG-21 표준화 연구


Overall Architecture

방(지 /위 /

DCATV)

방송망( / /지상파 위성

DCATV)

차세대인터넷망

통신터미널

방송터미널

인증기관인증기관

툴서버

방(지 /위 /

DCATV)

방송망( / /지상파 위성

DCATV)

디지털아이템 적응 서버

User1방송서버

(DIP)

이동이동

통신망

Tool down/uploading Tool down/uploading

차세대인터넷망

User2(DIP)

User3(DIP)

연구목표


DIME User

networklocal

storagelocal

platform

DIBO1

DIBO2

DIBO3

DIBO4

DIBO5

DIBO6

media resourcecodec

DID

DIME User

networklocal

storagelocal

platform

DIBO1

DIBO2

DIBO3

DIBO4

DIBO5

DIBO6

media resourcecodec

engine

DIDDigital Item

DIM1DIM2

......

I/O

Demux

MPEG-7

engineIPMPengine

REL/ RDDengine

DIAengine

ERengine

DIM3

표준기술 – DI Player


표준기술 – DIA Engine

Resource Adaptation

Engine

Descriptor Adaptation

Engine

R R?

D?D

Terminal Capabilities : Codec, Display size

Network Characteristics : Bit-Rate

MPEG-2 SD/HD

MPEG-4

704 x 480

176 x 144

Digital Item Adaptation

DIA based resource adaptation Real time MPEG-2 to MPEG-4 transcoding DIA for color vision deficiency Stereoscopic video conversion


주요 결과 MPEG-21 디지털 아이템 생성 및 편집 도구

MPEG-21 DID, DII, REL, DIA 표준 MPEG-7 MDS, MPEG-2 IPMP 표준 Graphic 도구를 이용한 편리한 저작방법 적용 방송 콘텐츠와 메타데이터의 연동


주요 결과 – PC-DIP

방송환경 DI 소비단말

MPEG-2 방송 콘텐츠 재생화면

MPEG-2 IPMP정보 표시

MPEG-21 DIM 리스트

MPEG-7 메타데이터 정보

MPEG-21 사용권한 정보


주요 결과물 – PDA-DIP

통신환경 DI 소비단말 : PDA-DIP DIA 서버와의 네트워크 연동 스트리밍 서비스 제공

DI 적응 - 실시간 M2/M4 변환


UMA 시연 시스템 Broadcasting streaming delivery over CDMA based on

MPEG-21 framework Network-adaptive 3-Layer scalable video streaming Real time MPEG-2/4 transcoding

콘텐츠 콘텐츠 DBDB

생중계생중계

방송사방송사TV/PDA/TV/PDA/ 휴대폰휴대폰이동통신 /

무선인터넷망(CDMA)

방송망

Mediation Server( 데이터 / 프로토콜 변환 )

인터넷 망스트리밍 / 리턴 서버

방송서버

VOD 서비스

방송콘텐츠

통신콘텐츠


통방융합 환경에서의 유비쿼터스 콘텐츠 서비스 (UCA) 기술 개발 연구목표 연구개발 필요성 UCA 서비스 및 기술 개요 UMA 핵심기술


이종망과 다양한 단말로 구성된 통방융합 환경에서 End-to-End QoS 가 보장된 방송 콘텐츠의 생성 / 전달 / 소비를 위한 , 상호연동 가능한 프레임워크 기반 유비쿼터스 콘텐츠 서비스 (UCA: Ubiquitous Content Access) 기술 개발

통방융합 환경에서의 유비쿼터스 콘텐츠 서비스 모델 , UCA 서버 (UCA-Server : UCA-S) 및 UCA 단말 (UCA-Terminal : UCA-T) 개발

최종 목표최종 목표

UCA 서비스 모델 도출 및 UCA 프레임워크 설계 • 상용화 서비스 모델 개발• UCA 테스트베드 요구사항 분석 , 기능 규격 , 구조기능 설계• UCA 테스트베드 핵심 요소기술 설계• UCA 서버 상세설계• UCA 수신단말 상세설계

국제 표준화 및 국제공동연구

UCA 서비스 모델 도출 및 UCA 프레임워크 설계 • 상용화 서비스 모델 개발• UCA 테스트베드 요구사항 분석 , 기능 규격 , 구조기능 설계• UCA 테스트베드 핵심 요소기술 설계• UCA 서버 상세설계• UCA 수신단말 상세설계

국제 표준화 및 국제공동연구

당해년도 목표당해년도 목표

연구목표


연구개발 배경 / 필요성 통방융합 가속화에 따른 인프라 및 콘텐츠 소비환경 변화

콘텐츠 생성 / 보호 / 전달 / 소비의 E2E 미디어 QoS 및 맞춤형 콘텐츠 서비스를 제공하기 위한 UCA 기술 개발

통방융합 환경에서 원하는 콘텐츠 (any content) 를 언제 (anytime), 어디서나 (anywhere), 다양한 단말 (anydevice) 에서 맞춤형 소비를 제공하는 방송 서비스 기술 개발

새로운 통방융합 서비스 도입 본격화 기존 인프라에서 통방융합 서비스를 조기 제공 - info-structure 기술

새로운 통방융합 인프라 및 서비스에 활용 멀티미디어 콘텐츠 처리기술 및 유통구조 진화 멀티미디어 프레임워크 국제표준 및 기술 개발 진행

상호 운용 가능한 국제표준 (MPEG-21) 기반의 프레임워크 기술 개발 핵심기술의 국제 표준화 및 국제공동연구 추진


UCA 서비스 개념 구성도

ContentContent ProviderProvider

지상파지상파 DTVDTVInternet

소비자소비자BroadcasterBroadcaster BSC

BSC

UCA-SUCA-S: UCA ServerUCA-TUCA-T: UCA TerminalBS: Base StationBSC: Base Station Controller

CDMA

WiBro/WiBro

Integrated QoS ManagerIntegrated QoS Manager

Content Content ServerServer

UCA-SUCA-S

: Content: User Interaction: QoS Feedback: Content Adaptation Control

BS

UCA-SUCA-S

UCA-SUCA-S

케이블 방송망케이블 방송망UCA-SUCA-S

UCA-TUCA-T

UCA-TUCA-T


UCA 서비스 및 요구기술

콘텐츠서버콘텐츠서버

방송망방송망(( 지상파지상파 // 위성위성 // 케이블케이블 ))

UCA UCA 서버서버 UCA UCA 단말단말통신망통신망

인터넷 / 케이블

지상파 방송의 실시간 서비스지상파 방송의 실시간 서비스

VOD 서비스VOD 서비스

CDMA

방송통신망 연동 /융합 Business Model은 ?

고품질 Audio/Video 서비스는 어떻게 ?

양방향 데이터방송 /맞춤형 방송은 어떻게 ?

방송콘텐츠 보호관리는 어떻게 ? 이종망간 망 연동 /융합은 어떻게 ?

이종망간 QoS 제어 관리는 어떻게 ?

호환성 및 상호 운용성을 위한 표준은 어떻게 ?

이종망간 서비스 프로토콜은 어떻게 ?


Test Bed: UCA-PTest Bed: UCA-P

Network & TransportNetwork & Transport

Video (Coding & Delivery)Video (Coding & Delivery)

Metadata (Interoperable Multimedia Framework)Metadata (Interoperable Multimedia Framework)

UCA-MUCA-MUCA-MUCA-M

UCA-S (Server)UCA-T (Terminal)UCA-M (E2E QoS Manager)UCA-C (Content Server)UCA-P (Service Platform)

Service Model & Usage Scenario

UCAQoS-enabled AV service & Personalized Consumption

UCA-CUCA-CUCA-CUCA-CUCA-SUCA-SUCA-SUCA-S

UCA-TUCA-TUCA-TUCA-T

UCA 기술 개념 구성도


UCA 기술 개념 구성도

MPEG-21 IPMP and DRM content protection

Network ConvergencePolicy Based Network ManagementNetwork QoS

Terminal QoSScalable ReceptionPersonalized Consumption

Content Generation

Content Protection

Network Management

End User Management

End-to-End QoS

UCA Manager

MPEG-21/MPEG-7

XML Commands

Scalable Content GenerationMetadata Generation


UCA 핵심 요소기술 핵심 요소기술

Network & TransportNetwork & Transport

Video (Coding & Delivery)Video (Coding & Delivery)

Metadata (Interoperable Multimedia Framework)Metadata (Interoperable Multimedia Framework)

패키지 생성

스케일러블AV 생성

적응변환 / 보호메타데이터

패키지 기반 맞춤형

콘텐츠 소비

사용자 QoS 제어관리

소비단말적응변환

이종망간 전달 / 분배

콘텐츠 적응변환 /전송

이종망연동 통합 QoS 제어 및 관리이종망연동 통합 QoS 제어 및 관리


핵심요소 기술 E2E QoS

Definition and implementation of the end-to-end QoS Signaling Integration of MPEG-21 metadata such as QoS profile in the reso

urce adaptation decision process Support scalability aspects concerning content generation and ad

aptation to network and terminal characteristics Service Level Specification Management for QoS guarantee

UCA-M Management of an entire audio-visual service distribution chain

Content generation and protection, distribution across networks and reception at user terminals

Provision of E2E QoS over heterogeneous networks Control over hybrid content production and management

media + metadata


핵심요소 기술 Content generation and delivery

Including scalable content generation and protection, adaptation to network and terminal characteristics Innovative content representation formats with an emphasis on

scalable coding techniques Generation and sending of additional metadata that enables

descriptions of the service (content, location, characteristics, etc) Streaming technologies based on IP and ATSC Multiplexing and synchronization of multiple descriptions

associated with a content item

Content protection Support the process of definition, development, validation and

standardization of an interoperable MPEG-21 IPMP framework


Summary

방송통신 융합의 가속화 통방융합의 Business Models

이종망을 통한 다양한 단말에서의 콘텐츠 서비스 Ubiquitous Content Access – Anytime, Anywhere, Any Content

멀티미디어 프레임워크 기술 필수적 상호연동 가능한 콘텐츠 생성 / 보호 , 전달 , 적응 / 소비 제공

UCA 기술 개발 추진 MPEG-21 Multimedia Framework 에 기반한 핵심기술 개발

Content Adaptation & Personalization MPEG-21 (DIA), MPEG-7, TV-Anytime Forum

End-to-end QoS Scalable Video Coding & Delivery, etc

EU Project: ENTHRONE

통방융합 환경에서 방송 콘텐츠 서비스 기술

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