The Main trend of Global Telecommunication industry can be said to IP(Internet Protocol) based convergence of telecommunication and broadcast network from diffusion of internet, and digitalization of media. The emergence of above paradigm is lead to explosive demand on converged high quality multimedia contents service to both the customer, and the service provide, and evolution of FMC based high bandwidth network, and high quality digital TV technology are promoting those demanding environment more and more. Under this circumstances, distinction among different service providers is getting blurred, and invasion of market among distinctive service provider is emerging. With those market environment, IPTV(Internet Protocol Television), which is derived by convergence of both network, and service provider, is emerging as killer service.
With recognition on importance of IPTV(Internet Protocol Television), domestic telecommunication service provider, internet service provider, and broadcast service providers are focusing on IPTV, and active research and discussion is undergoing for commercialization. Those studies have been focused on basic aspects for commercialization such as service control, contents distribution, and transport network which directly influences on service control, and contents distribution. As the result, those aspects are showing superior result with actual H/W, and S/W development. However, over concentration on few aspects causes passing over of studies on other important areas which is critical for commercialization either.
The representative aspect, passed over, can be said to dynamic control, and management of Head-end storage size. In case of Multi-channel broadcast service which serves fixed channel service is enabled, and provisioned through building efficient distribution network, which can deliver contents with QoS. However, generic program service such as VoD, and UCC requires beyond of building efficient distribution network because it needs forecasting of demand. In this paper, to solve difficulty of caching generic program service, Preference based IPTV Head-end Storage Design algorithm will be suggested.
Preference based IPTV Storage Design algorithm, tries to place most preferred programs in Head-end by reflecting customer preference, and when preference changes, program composition of Head-end is varied either. In other words, it aims on maintaining optimal program composition, and Hit Ratio with preference reflection.
In this context, for devising efficient algorithm, Selective and Victim Caching algorithm, which is one of the caching mechanism of computer architecture, and Zipf's Law which is one of the web Caching will be utilized for Head-end contents caching with preference of the customer. In other words, contrast to existing researches of VoD, and CDN caching, which simply utilize LRU for content caching, this paper tries to devise elaborate content caching algorithm with reflecting preference. As the result performance of suggested algorithm is expected to show better result compared to that of Perfect LFU(Least Frequently Used), In-Cache LFU, and LRU(Last Recently Used) in terms of Hit Ratio.
전 세계적 통신 시장의 주요 흐름은 인터넷의 확산과 미디어의 디지털화로 인한 통신 및 방송 서비스 망의 IP 기반 통합이라 할 수 있습니다. 이러한 패러다임의 등장은 유무선 광대역 네트워크 기술과 고화질 디지털 TV 기술 등의 발전과 함께, 통신과 방송이 융합된 고품질의 멀티미디어 컨텐츠 서비스에 대한 사업자 및 사용자의 급격한 요구 증가로 이어지고 있습니다. 이로 인하여 사업자들간의 관계가 모호해지고 타 사업자의 영역을 침범하는 사업자간의 융합이 일어나고 있으며, 이러한 가운데 망 통합과 사업자간 융합을 통하여 출현한 핵심적인 서비스가 IPTV입니다.
핵심적 서비스인 IPTV에 대한 중요성을 인식하고, 국내 통신 사업자, 인터넷 서비스 사업자, 방송 사업자들이 모두 IPTV 서비스에 관심을 가지고 있으며, 상용화를 위한 활발한 논의 및 연구가 진행되고 있습니다. 이러한 연구들은 상용화를 위하여 기본적으로 요구되는 사용자 서비스에 영향을 미치는 서비스 제어와 콘텐츠 전달 및 이에 직접적인 영향을 미치는 배포 과정을 효율적으로 구축하는데 중점을 두고 진행되어왔습니다. 그러한 집중적인 연구 결과 상기의 분야들은 우수한 결과와 함께 실제 장비 및 소프트웨어 개발로 이어지고 있습니다. 그러나 몇몇 분야에 연구가 집중됨으로 인하여 IPTV 서비스 상용화 측면에서 중요성을 가짐에도 불구하고, 현재 논의가 활발하게 진행되고 있지 못한 측면들이 존재하고 있습니다.
그러한 측면들 중에서 대표적인 분야가 서버 자원의 동적 할당 및 자원 관리 기능이라 할 수 있습니다. KBS, 그리고 MBC와 같은 공중파의 다채널 방송 서비스는 통상 일정한 수의 채널이 서비스 될 것으로 가정할 수 있기 때문에 콘텐츠를 전달 할 수 있는 효율적 분배망 구성으로 안정적인 서비스가 가능하지만, VoD 및 UCC와 같은 유형의 서비스는 사용자가 요구할 콘텐츠를 사전에 예측해야 한다는 문제점으로 인하여 안정적인 서비스 제공에 어려움이 있습니다. 이를 위한 해결책으로서 본 논문에서는 사용자의 선호에 기반한 Head-end 용량 설계 알고리즘을 제시하고자 합니다.
이 알고리즘은 사용자의 요구에 가장 우선적인 서비스 제공 역할을 담당하는 Head-end에 사용자의 선호도를 반영하여 향후 요구될 확률이 가장 높은 콘텐츠들을 저장하며, 선호도가 변화하는 경우 이를 반영한 콘텐츠 구성 변화를 통하여 지속적으로 최적의 Hit Ratio 및 콘텐츠 구성을 유지하고자 하는 것에 목적을 두고 있습니다. 본 논문에서는 이를 위하여 컴퓨터 아키텍쳐의 Caching 매카니즘 중 하나인 Selective and Victim caching 알고리즘과 웹 Caching 방법중의 하나인 Zipf's Law를 활용하여 사용자의 선호를 Head-end 콘텐츠 Caching에 반영할 수 있는 방법에 대하여 연구하였습니다. 즉, 기존의 VoD 서버 및 CDN 서버의 콘텐트 Caching에 관련된 연구들은 단순히 기존 접속 기록에 근거한 LRU를 활용하는 것에 그치고 있으나, 여기에서 더 나아가, 사용자들의 선호를 정교하게 콘텐츠 Caching에 반영하는 방법에 대하여 연구하였습니다.
성능 평가에서, 제안된 용량 설계 알고리즘은 기존의 Cache Replacement 방식인 Perfect LFU, In Cache LFU, 그리고 LRU의 3가지 상이한 알고리즘을 활용하여 측정된 Hit ratio 결과와 비교하였을 때 보다 우수한 결과를 보였습니다.