In the recent few years, the IPTV service has been widely implemented and actively studied. Among the various IPTV services, the Video-on-demand (VoD) service, which offers watching a selected video at any time through a dedicated stream, is taking the major service portion and being increasingly deployed to the market.
Currently, most of the VoD server is transmitting the videos by dedicated unicast stream for each request by generating as many numbers of streams between the clients and the requested videos. In the VoD server's point of view, this unicast transmission is simple and makes no problem when there is enough capacity or the service request arrival rate is moderately low. However, in the real world, the video request popularity is highly skewed, so there are often concentrated requests for one particular content and burst requests in case of special events. Those cases are critical for the unicast transmission servers because the server's capacity is limited from its initial design so it results in high service blocking probability.
To cope with this problem, we propose a hybrid transmission mechanism with newly proposing "Multi-session Multicasting" algorithm and adaptive session allocation method. The multi-session multicasting algorithm enables to serve unlimited requests within a fixed boundary of the bandwidth consumption and the adaptive video allocation method enables to decide the efficient transmission method for each videos. Therefore, by transmitting highly requested videos through multi-session multicasting and normal videos with unicast, we have achieved improvement on service blocking probability.
통신과 방송의 융합서비스로서 IPTV 는 대부분의 OECD 국가에서 서비스 중이며, 전 세계 200 여개 이상의 사업자들이 서비스를 제공 또는 준비중에 있다. IPTV 에서 제공되는 다양한 서비스 중, VoD 서비스는 사용자가 원하는 비디오를 어느때나 볼 수 있도록 하는 서비스로써, 가장 인기있고 중요한 서비스로 자리매김 하고 있다.
이러한 VoD 서비스는 현재 대부분이 'on-demand'라는 특성을 충족시키기 위하여 유니캐스트 방식으로 전송되고 있는데, 서버와 클라이언트 사이에 1:1 전송이 이루어지는 유니캐스트의 특성상 VoD 서버의 용량이 동시에 많은 접속을 수용하기에 충분하도록 설계 되었거나 사용자의 서비스 요청율이 적당하게 낮을 경우에 동작을 잘 하게 되어 있다. 그러나 실제 인터넷 상에서의 VoD 서비스에 대한 요청은 다수의 특정 콘텐츠로 편중되는 현상을 보이며, 따라서 특정 콘텐츠에 대해 집중된 요청이나, 어떠한 사건에 따른 폭발적인 서비스 요청 현상이 종종 일어나게 된다. 이런한 경우, 유니캐스트 전송방식의 VoD 서버에서는 설계된 수준의 서비스 요청율을 넘어서는 순간, 급격한 서비스 성공율의 저하를 보이게 되며, 이러한 현상은 상용 서비스에서는 치명적인 문제점이 된다.
따라서 본 논문에서는 유니캐스트 전송 방식을 사용하는 VoD 서버의 문제점을 해결하기 위하여 하이브리드 전송 방법을 제안한다. VoD 서비스에 대한 요청이 특정 콘텐츠들에 편중되는 현상에 착안하여, 사용자의 요청이 적은 일반 콘텐츠들에 대해서는 현재와 같은 유니캐스트 방식으로 전송하고, 요청이 집중적되는 특정 인기 콘텐츠에 대해서는 새로이 제안하는 멀티세션 멀티캐스팅 방식을 적용하여 전송하도록 하는 메커니즘을 제안하는 것이다.
특히 제안하는 메커니즘에서 사용되는 멀티세션 멀티캐스팅 방식은 요청 이 많은 콘텐츠들을 위하여 미리 사용자의 대기시간 요구사항을 충족시키는 고정된 수의 다중 세션을 할당하고 그 세션들을 통하여 멀티캐스팅 함으로써 높은 서비스 요청율이나 폭발적인 서비스 요청시에도 이미 할당된 세션을 통하여 서비스 실패 없이 제공할 수 있게 하며, 또한 인기 컨텐츠에 대한 서비스 요청을 제공하기 위하여 요구되는 세션의 수를 제한함으로써 추가적인 서버의 용량 절약 효과도 가져온다.
또한 서버에서 제공되는 각 콘텐츠에 대하여, 멀티세션 멀티캐스팅과 유니캐스팅 중 어떠한 방식으로 전송하는 것이 적합한가를 판단하기 위하여, 콘텐츠를 사용자 요청율대로 정렬한 뒤, 서비스 블로킹 확률을 최소화 시키는 조합을 찾아냄으로써, 본 하이브리드 알고리즘의 효과를 극대화 시킨다.
우리는 수학적 성능분석을 통하여 제안하는 하이브리드 전송 기법이 기존의 유니캐스팅 방식의 VoD 서버에 비하여 동일한 조건 하에서 서비스 블로킹 확률을 현저하게 낮추는 것을 보임으로써 본 논문을 마무리 짓는다,
