무선 가입자망 환경에서 QoS가 영상 서비스 품질에 미치는 영향에 관한 연구

Abstract

네트워크의 광대역화가 현실화됨에 따라 방송과 통신의 융합으로 인한 IPTV 서비스가 발달하였고, 개인의 정보통신에 대한 수요 증가와 더불어 유선에서 무선 통신으로 그 무게 중심이 이동되었다. 점차 IPTV는 무선 네트워크의 발달로 인해 이동 단말을 통한 다양한 서비스 요구가 증가할 것으로 예상되는 반면에, 서비스의 특성상 품질의 저하를 피할 수 없는 경우가 발생한다. 이러한 무선 환경에서 IPTV의 고품질 영상 서비스를 실시간으로 제공하기 위해서는 QoS 보장이 필요하다. 실시간 고품질 영상 서비스에서 QoS 보장은 QoS가 보장되지 않은 서비스보다 개선된 효과를 보여줄 것이라 예상된다. 그러나 무선 가입자망 환경에서 QoS 보장에 따라 실시간 영상 서비스 품질이 어느 정도 개선될 것인지에 대한 실제적인 테스트 결과가 미흡하다. 따라서 본 논문에서는 무선 랜의 한정된 대역폭에서 IPTV의 다양한 컨텐츠 수신에 한계가 발생할 것을 예상하여 이에 따른 영상 서비스 품질을 위해 QoS를 적용하여 보다 나은 IPTV 영상 화질이 제공되는 네트워크 환경을 제안하는 것을 목적으로 하여 구성하였다. 본 논문은 실제 ISP 사업자 네트워크와 유사한 환경을 구성하여 이동 단말을 사용자측에 배치하고 실제 사용자 환경과 유사하게 구현하기 위해 트래픽 발생기를 사용하였다. 무선 가입자망 환경에서 현재의 IPv4 네트워크와 차세대 IPv6 네트워크에서 QoS 보장에 따른 영상 서비스 품질을 이동 단말 측면에서 객관적인 화질 평가 방법인 PSNR을 이용하여 측정하고 평가하였다. 실험 결과, IPv6의 QoS가 35.4dB로 가장 높은 PSNR값을 가졌고 그 다음 IPv6, IPv4의 QoS, IPv4순으로 점차 화질이 낮아지는 결과가 나타났다. 이는 무선 가입자망 환경에서 IPTV의 실시간 동영상 서비스 제공을 위해서 IPv4 네트워크보다 헤더가 단순화되고 보안 기능이 추가된 차세대 IPv6 네트워크로의 전환 시, 보다 높은 품질의 영상 서비스 제공을 보장해줄 것이다. 또한 동영상 요구 대역폭을 넘어서는 트래픽 발생률 96% 이상에서는 IPv4의 QoS가 IPv6보다 높은 PSNR값을 가지는 점으로 보아 IPv6의 전환에 앞서 기존의 IPv4 네트워크에서 QoS를 보장하는 것이 경제적인 면에서 효율적임을 알 수 있었다. 향후 개인 이동통신의 발달에 따라 Mobile IPTV가 발전할 것이며, QoS보장에 따른 효율적인 영상 서비스 제공에 관한 연구가 필요할 것으로 예상된다.

As broadband of network became reality, IPTV resulting from the combination of media and communication has developed. And the focus shifted from wired communication to wireless communication along with increasing demand for personal information and communication. With the development of wireless network, needs for various services are expected to increase through a mobile terminal. Whereas it's hard to avoid low qualities in services. Under this wireless environment, QoS(quality of service) should be guaranteed to offer high quality video service of IPTV on real-time. In this thesis, guaranteed by QoS, video service quality was measured and evaluated by using PSNR(peak-signal-to-noise-ratio) that is the objective perceptual video quality measurement techniques in perspective of a mobile terminal and it tried to seek ways of providing optimal video quality within limited bandwidth.