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승겨 형
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1 Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering 한국정보통신학회논문지 (J. Korea Inst. Inf. Commun. Eng.) Vol. 17, No. 9 : 2048~2054, Sep 디지털방송단말의 HTML5 기반웹애플리케이션실행플랫폼 유대상 1 맹승렬 2* An HTML5-based Web Application Running Platform of a Digital Broadcasting Receiver Dae-Sang You 1 Seung-Ryol Maeng 2* 1 Division of Computer Science and Engineering, Kongju National University, ChungNam , Korea 2 Division of Computer Science and Engineering, Kongju National University, ChungNam , Korea 요약 디지털기술의발전으로방송과통신영역간에융합이이루어지면서소비자의다양한디바이스를통한서비스 ( 애플리케이션 ) 이용에공간적, 시간적제약을제거하는노력이진행되고있다. 특히애플리케이션의공통실행플랫폼으로웹 (Web) 의중요성이대두되면서 N- 스크린개념에중요한위치를차지하고있는디지털방송단말도기존데이터서비스의표준으로삼고있던자바 (Java) 애플리케이션뿐만아니라웹애플리케이션을실행할수있는플랫폼으로발전하도록요구되고있다. 본논문에서소개하는디지털방송단말의웹애플리케이션실행플랫폼은 HTML5 를기반의웹애플리케이션실행엔진인웹커널과웹애플리케이션의관리를위한윈도우운영체제의바탕화면관리자와유사한웹데스크탑, 그리고웹애플리케이션개발자를위한 SDK 를제공한다. 특히, 웹과 TV 영역의기술적접목을통해 HTML5 기반웹애플리케이션이프로그램편성정보와같은방송부가정보와디지털방송단말의자원을자유롭게활용할수있는웹애플리케이션개발프레임워크를제공한다. ABSTRACT Due to the development of the digital technology, the territories of broadcasting and telecommunications are being converged and there have been the efforts to eliminate the spatial and/or temporal restrictions in utilizing the services (usually implemented as applications) via various devices (e.g. smart-phone, smart TV, pad-computer, etc). In the circumstances, Web is coming to the fore as a common running platform of the services and the digital broadcasting receivers are pressed to run Web applications as well as Java applications, which are the standard of data service of the digital broadcasting. The paper introduces a platform for running HTML5-based Web applications, which is equipped with a Web kernel (an engine for running HTML5 Web applications), a Web desktop (the facilities (with an UI similar to Window OS) for managing Web applications), and SDK (a set of API's for Web application developers). 키워드 : 디지털방송, 웹어플리케이션, 웹커널, 데이터서비스, 웹표준, 다중스크린 Key word : Digital Broadcasting, Web Application, Web Kernel, Data Service, HTML5, N-Screen 접수일자 : 심사완료일자 : 게재확정일자 : * Corresponding Author Seung-Ryol Maeng( srmaeng@kongju.ac.kr, Tel: ) Division of Computer Science and Engineering, Kongju National University, ChungNam , Korea Open Access print ISSN: online ISSN: This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License( by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Copyright C The Korea Institute of Information and Communication Engineering.

2 디지털방송단말의 HTML5 기반웹애플리케이션실행플랫폼 Ⅰ. 서론디지털기술이발전함에따라방송과통신의경계가허물어지면서기존 PC, 스마트폰, 패드류컴퓨터에서실행되던애플리케이션들이스마트TV와디지털 STB 과같은디지털방송플랫폼에서실행될수있는환경이구축되고있고더나아가방송과통신디바이스간연동기술을바탕으로 N-스크린기반의사용자경험 (UX: User Experience) 이실현되고있다 [1,6]. 이러한환경변화는소비자의다양한디바이스를통한서비스이용의공간적, 시간적제약을제거하는클라우드서비스의필요성을제기하고있고특히서비스의공통실행플랫폼으로서웹 (Web) 의중요성이대두되고있다 [2,3,8]. 가트너는 2013년전략적기술트랜드 10선중하나로 Mobile Application & HTML5 를선정하였다 [9]. 이보고서에의하면모바일개발도구들이향후몇년간에걸쳐서하이브리드, 메시지, HTML5, 노클라이언트 ( 클라우드 ) 방식등의몇가지아키텍처를중심으로진화하게될것이며특히클라우드연동서비스는기존네이티브애플리케이션들이 HTML5와같은웹애플리케이션으로대체되고웹플랫폼디바이스간끊김없는 (Seamless) 서비스로발전할것으로전망하고있는데이는웹브라우저가인터넷서핑만을위한도구의역할을넘어서애플리케이션을개발하고실행하는범용운영체제서비스기능을제공하는환경으로발전해야함을의미한다. N-스크린의주요위치를차지하고있는디지털방송플랫폼역시기존데이터방송표준 1) 이지원하는자바 (Java) 애플리케이션을벗어나웹애플리케이션을수용해야하는입장인데이를위해선웹애플리케이션을실행하기위한웹커널과더불어방송시청자와개발자입장에서웹애플리케이션관리를위한윈도우운영체제수준의 UI/UX를지원하는웹데스크탑, 그리고디지털TV 단말의자원을충분히활용할수있는웹애플리케이션개발용 SDK를지원해야한다. 이런배경을바탕으로본논문은, 스마트TV나디지털방송사업자의 STB과같은디지털방송단말들이애 플과같은폐쇄형, 구글과같은오픈형, 유료방송사업자주도의맞춤형및 OTT (Over-The-Top) 박스로다변화되고있는상황에서궁극적으로디지털방송의애플리케이션이 HTML5 기반의웹애플리케이션으로컨버전스될것으로전망하고디지털방송단말의 HTML5 기반의웹애플리케이션실행플랫폼을소개한다. Ⅱ. 관련기술동향 2.1. 표준화동향디지털방송플랫폼이웹애플리케이션을수용하기위한표준화작업이진행중에있다. W3C는최근들어방송과웹기술의융합을위해과거 HTML의호환성을유지하면서웹개발자들이실질적으로부딪히는문제를해결하고 HTML 문서가좀더의미있으면서도리치웹애플리케이션기능을수행할수있도록범용표준제정을목적으로하고있는데이런차세대웹표준제정에마이크로소프트, 모질라, 애플, 구글, 오페라등의주요웹브라우저벤더 (Vendor) 가참여하고있다 [10]. 국내표준화단체인 TTA ( 한국정보통신기술협회 ) 는 2012년 10월 PG804 양방향방송프로젝트그룹하에 WG8041 앱실무반을개설하여전자통신연구원 (ETRI), 전자부품연구원 (KETI), 그리고국내기업들을중심으로차세대스마트TV 표준화를진행하고있으며 2013년표준완료를목표로하고있다 [11]. 국내스마트TV포럼에서는스마트폰, 스마트패드에이어융 복합패러다임으로주목받는스마트TV 시대를앞두고법제도정비이슈와기술표준화및산업활성화대책등현안에대해이해당사자들간공동협력기반을구축하고, 상호교류등의활동을전개해나가고있는데삼성전자, LG전자등국내 TV제조사를주축으로 KT, SK브로드밴드등 IPTV 사업자와 KBS 등방송사, NHN, 다음, 인터넷포털, 한국전자통신연구원, 전자부품연구원, 한국정보화진흥원, 한국인터넷진흥원등연구기관이참여하고있고지식경제부와방송통신위원회등정부기관도자문역할을하고있다 [5]. 1) 국내디지털방송의데이터방송표준으로지상파는 ACAP[12], 위성방송은 MHP[13], 그리고케이블방송은 OCAP[14] 을채택하고있음. 2049

한국정보통신학회논문지 (J. Korea Inst. Inf. Commun. Eng.) Vol. 17, No. 9 : 2048~2054, Sep. 2013 2.2. 산업동향 GoogleTV, AppleTV, HbbTV, OIPF, ISO/MPEG, ATSC, CEA 및 OHTV 등의사업자또는표준단체에서 는웹전용또는웹과네이티브개발방식을결합한하 이브리드기반의 TV 애플리케이션사업화를추진하고 있다 [7].

3 한국정보통신학회논문지 (J. Korea Inst. Inf. Commun. Eng.) Vol. 17, No. 9 : 2048~2054, Sep 산업동향 GoogleTV, AppleTV, HbbTV, OIPF, ISO/MPEG, ATSC, CEA 및 OHTV 등의사업자또는표준단체에서 는웹전용또는웹과네이티브개발방식을결합한하 이브리드기반의 TV 애플리케이션사업화를추진하고 있다 [7]. 스마트애플리케이션생태계솔루션을보유한구글과애플은독자방식의하이브리드 TV 서비스를선보 이고있고방송사업자및방송가전제조사들은유럽 및미국단체주도로기존의방송메커니즘을그대로 유지하면서웹을통합한방식의서비스표준을사업화 하고있다 [4]. 국내기업들은자체적기술개발또는국가연구개발과제형식으로차세대스마트방송생태계기술개발을진행하고있으며안드로이드기반의 TV 미들웨어는 상용화사례 (DaumTV, 춘천방송, CJHV tving OTT Box, HCN 등 ) 가존재한다 [15]. 아직까진 HTML5 기반의디지털TV 미들웨어연구 및개발이초기단계라관련상용화사례가파악되지 않지만근래트랜드가 HTML5 를이용한웹앱 (App) 의 증가, 디지털 TV 와앱의결합. 그리고모바일기기 / 클라 우드와디지털 TV 와의결합임을감안할때, 향후디지 털 TV 단말을포함한스마트폰, 패드류컴퓨터등과같 은디바이스에 HTML5 기반의웹애플리케이션이일 반화될것으로전망되고있다. Ⅲ. 웹애플리케이션실행을위한디지털방송단말의구조 HTML5 기반의웹애플리케이션을구동하기위한 디지털방송단말플랫폼은그림 1 과같이애플리케이션 구동과실행을관장하는웹커널 (Kernel), 애플리케이 션을표출하고관리기능을지원하는웹데스크탑 (Desktop), 그리고개발자라이브러리인 SDK (Software Development Kit) 로구성된다. 그림 1의구조는디지털방송단말제조사, 방송사업 자, 그리고웹애플리케이션실행소프트웨어 ( 웹커 널, 웹데스크탑, SDK 등 ) 을개발하는소프트웨어개 발사간에다음과같은사업적협업프로세스를지원 한다. 그림 1. 디지털방송단말의웹애플리케이션실행플랫폼 Fig. 1 Web Application Running Platform of Digital Broadcasting Receiver 소프트웨어개발사는웹애플리케이션실행소프트웨어를디지털방송단말에탑재하기위한포팅레이어 (Layer) 구현가이드를디지털방송단말제조사에 게제공함. 디지털방송단말제조사는포팅레이어구현가이드 를기반으로 ( 웹브라우저가탑재된 ) 디지털방송단 말에웹애플리케이션실행소프트웨어를포팅함. 디지털방송단말제조사또는소프트웨어개발사는 빌트인 (Built-in) 애플리케이션등록, 웹데스크탑의 UI 변경등과같은방송사업자의요구사항을 SDK 를 활용하여구현함. Ⅳ. 디지털방송단말의웹애플리케이션실행플랫폼 4.1. 웹커널 : HTML5 기반의웹앱애플리케이션실행엔진그림 2는 HTML5 기반의웹애플리케이션실행플랫 폼 ( 웹데스크탑포함 ) 의전체적인프레임워크를보여 준다. 웹애플리케이션의실행엔진인웹커널은웹과디지털방송기술 ( 데이터방송표준, 방송편성정보와같은방송부가정보, TV 특화디바이스 API 등 ) 을접목하기위해다음과같은기술을구현한다. 2050

디지털방송단말의 HTML5 기반웹애플리케이션실행플랫폼 브라우저에서시스템의확장된동작을수행한다. NPAPI를통하여 C/C++ 네이티브함수를호출하는방법은 C/C++ 함수명을 NPP_SetValue을통해전달하고, 이를플러그인에서해석하여실제구동되는함수를호출하는구조를가진다 3). ( 그림 3 참조 ) 그림 2. HTML5 웹애플리케이션실행플랫폼의프레임워크 Fig.

4 디지털방송단말의 HTML5 기반웹애플리케이션실행플랫폼 브라우저에서시스템의확장된동작을수행한다. NPAPI를통하여 C/C++ 네이티브함수를호출하는방법은 C/C++ 함수명을 NPP_SetValue을통해전달하고, 이를플러그인에서해석하여실제구동되는함수를호출하는구조를가진다 3). ( 그림 3 참조 ) 그림 2. HTML5 웹애플리케이션실행플랫폼의프레임워크 Fig. 2 Framework of HTML5 Web Application Running Platform HTML5 기능래핑 (Wrapping) 기술 : HTML5 에서제 공하는 Web Worker, Web Socket, Web Storage 등의 API 를국내데이터방송표준인 OCAP 또는 MHP에서제공 하는 Java 언어와 JavaTV 2) API 형태로래핑하고객체 지향프로그램기법을제공할수있도록클래스이름 과클래스멤버변수형태로매핑한다. 궁극적으로매 핑된클래스와클래스멤버변수는 HTML5 웹커널레 이어의 SDK 을구성하게됨으로써애플리케이션개발 자가이를사용하여애플리케이션개발을수행할수 있다. 디바이스 API 연동기술 : 웹브라우저에서기본적으 로지원하지않는디바이스 API 를지원하기위해서 NPAPI (Netscape Plug -In API) 플러그인방식을사 용하는데 NPAPI는 POSIX (Portable Operating System Interface) 개념의 I/O기반 API를가지고웹 그림 3. NPAPI 를이용한디바이스 API 연동시나리오 Fig. 3 A Scenario of Device API Inter-operation using NPAPI Media Player Control 기술 : HTML5 에서기본적으 로제공하는비디오태그 (Video Tag) 는로컬파일 플레이를대상으로하고있기때문에 VoD (Video on Demand) 와같은비디오서비스의제어메커니즘 으로사용되기에적절하지못하다. 이러한문제점을 해결하기위해서본프레임워크는 Media Player Proxy 를개발하고이를매개로비디오태그와기존 방송동영상서비스구현을위한기능 (Native Media Control Function) 을연동하는방식을제공한다. ( 그 림 4 참조 ) 4.2. 웹데스크탑 : 웹애플리케이션관리기능지원 웹데스크탑은디지털방송단말상에서웹애플리 케이션의관리를위해다음과같은주요기능을제공 한다. 2) JavaTV 는 TV 셋탑박스를위한 Java 기반의소프트웨어프레임워크로서 XLet 이라불리는디지털 TV 용애플리케이션개발모델을지원함. 3) 디바이스 API 는 ( 네이티브 OS 에서기동되는 ) Native Porting Layer 가 OS 의기능과하드웨어를제어하는디바이스드라이버 API 을호출함으로써그기능을구현함. 2051

한국정보통신학회논문지 (J. Korea Inst. Inf. Commun. Eng.) Vol. 17, No. 9 : 2048~2054, Sep. 2013 그림 4. Media Player Proxy 를매개로한 HTML5 의비디오태그와 Native Media Control Fig.

작업관리자 : 실행중인애플리케이션목록을보여주 고디바이스 API 사용유무를화면상에표시하며애 플리케이션을강제종료하는기능을제공한다. 응용프로그램관리자 : 현재설치된애플리케이션의 정보보기및제거기능으로 HTML5 애플리케이션 캐시 (Cache) 을제어하여애플리케이션을동적으로 제거함과동시에애플리케이션데이터베이스를삭 제하는기능을제공한다.

5 한국정보통신학회논문지 (J. Korea Inst. Inf. Commun. Eng.) Vol. 17, No. 9 : 2048~2054, Sep 그림 4. Media Player Proxy 를매개로한 HTML5 의비디오태그와 Native Media Control Fig. 4 HTML5 Video Tag and Native Media Control via Media Player Proxy 데스크탑바탕화면관리자 : 웹데스크탑의메인화면 으로웹폼 (Web Form) 의프레임기능을사용하여 그림 5 의예와같이풀스크린모드형태를취하면서 HTML5 의드래그 & 드롭기능을이용한바탕화면정 리및애플리케이션화면이동기능을제공한다. 작업관리자 : 실행중인애플리케이션목록을보여주 고디바이스 API 사용유무를화면상에표시하며애 플리케이션을강제종료하는기능을제공한다. 응용프로그램관리자 : 현재설치된애플리케이션의 정보보기및제거기능으로 HTML5 애플리케이션 캐시 (Cache) 을제어하여애플리케이션을동적으로 제거함과동시에애플리케이션데이터베이스를삭 제하는기능을제공한다. UI 컴포넌트제공 : HTML5 웹폼을확장하여레이 아웃컴포넌트 (Scrollers, Lists, Fittables, Panels, Arrangers, Drawers) 와콘트롤컴포넌트 (Buttons, Text Fields, Toolbars, Menus, Pickers, Progress Indicators, Popup) 를제공한다. 그림 5. 웹데스크탑의바탕화면의관리 Fig. 5 Management of Main Screen of Web Desk-top 보안관리자 : 애플리케이션의네트워크접근권한 제어기능을제공한다. 네트워크관리자 : 네트워크설정 (IP 주소, 넷마스크, 게이트웨이 ) 을위한기능을제공한다 웹애플리케이션개발 SDK 웹애플리케이션개발을위한 SDK 는다음과같은 HTML5 애플리케이션구동용런타임 (Runtime) 라이 브러리를제공한다. 4) 애플리케이션생명주기 (Life Cycle) 관리 : MHP 의 미들릿 (MIDlet) 5) 표준을기반으로애플리케이션의 생명주기를시작, 대기, 재시작, 수행, 종료의단계를 두어관리한다. 애플리케이션다운로드및설치관리 : HTML5 애플 리케이션캐시기능을활용하여 HTTP(S) 를이용한 애플리케이션다운로드및설치관리기능을제공 한다. 애플리케이션인페이먼트 (In-Payment) 기능 : 인터 넷결제서비스인페이팔 (Paypal) 의오픈 API 를기 4) 본 SDK 의효율적활용을위해클래스이름과멤버함수를기술한 Java Doc 형식의개발자용 SDK 설명서와 TV 서비스를이용하는기본빌트인애플리케이션들을개발자들에게제공함. 5) Java ME 환경에서 CLDC (Connected Limited Device Configuration) 의 MIDP (Mobile Information Device Profile) 를사용하는애플리케이션으로모바일폰에서운용되는게임이전형적인예임. 2052

6 디지털방송단말의 HTML5 기반웹애플리케이션실행플랫폼 준으로인페이먼트기능을제공한다. 디스플레이상태관리 : Z-Order에따른활성제어모델 ( 디바이스제어권리모델포함 ) 을사용하여동시에여러종류의애플리케이션들이구동될때화면에표시될애플리케이션을결정하는알고리즘을제공한다. 데이터베이스제공기능 : HTML5에서제공하는웹 SQL을확장하여애플리케이션에서사용할수있는데이터베이스와쿼리 (Query) 언어를제공한다. 웹커널 IPC (Inter-Processor Communication) 제공기능 : 애플리케이션간또는웹데스크탑매니저와애플리케이션간의통신은웹 IPC 브로커링서비스로제작하고 Subscriber/Publisher 디자인패턴을사용하여제공한다. 미디어접근권한제어 : 애플리케이션의메타데이터에그애플리케이션이접근할수있는미디어를구별하고웹커널이메타데이터분석을통해서애플리케이션별미디어접근을제어한다. 타이머서비스 : 애플리케이션이타이머서비스를이용할수있는타이머 API를제공한다. 주변기기연동 : 브라우저의프린트기능을이용하여애플리케이션에프린팅서비스를제공한다. TV 서비스지원 : 애플리케이션이라이브 /VoD 비디오서비스기능과전자프로그램가이드 (EPG) 의데이터를활용할수있는 API를제공한다. Ⅴ. 결론본논문은디지털방송단말을대상으로 HTML5 기반의웹애플리케이션실행과운영을지원하는플랫폼을소개하였다. 본플랫폼은시청자에게방송프로그램시청뿐만아니라웹애플리케이션을효율적으로운영할수있는웹데스크탑환경을제공하며웹애플리케이션개발자들에게 TV 영역에적합한 - 즉, 방송부가정보를이용하고 TV 사용자인터페이스기능을활용하며채널변경등의 TV 조작과충돌되지않는웹애플리케이션개발환경을지원한다. 또한, 광범위한디바이스의인터넷콘텐츠개발표준으로예상되는 HTML5를기반으로하기때문에 N-스크린과클라우드서비스를이용한사 용자경험 (UX: User Experience) 의향상을자연스럽게지원하며스마트TV와같은디지털방송단말기의킬러서비스탄생을촉진할것으로예상된다. 본플랫폼은현재중소기업청창업성장기술개발지원사업으로개발중에있으며이후본연구에공동참여하고있는국내중소기업의스마트TV나유선방송사업자의디지털방송단말기에탑재될계획이다. 감사의글본연구는 2013년도중소기업청창업성장기술개발지원사업에의하여이루어진연구로서, 관계부처에감사드립니다. REFERENCES [ 1 ] Kwangil KO, A Digital TV Data Service Design Guideline considering Viewer's Modality, Journal of Digital Contents Society, Vol. 13 No. 1, pp , [ 2 ] J.H. Jeon and S.Y. Lee, Trends on Standardizations of HTML5 based Web Platform Technology, Electronics and Telecommunications Trends, Vol 27 No 4, pp , [ 3 ] H.Y. Kim, O.G. Min, G.H. Nam, The Technology Trend of Mobile Cloud, Electronics and Telecommunications Trends, Vol 25 No 3, pp , [ 4 ] J.H. Kim, Technology Trends on SmartTV-based Multiscreen Service, Electronics and Telecommunications Trends, Vol 27 No 6, pp. 1-10, [ 5 ] C.U. Park, SmartTV Forum, TTA Journal, Vol. 135, pp , [6] Chansoo Koh, SmartTV Revolution, 21C Books, [7] New European Initiative Merges Television with the power of the internet, HbbTV Press Release, [ 8 ] Trends on Web Platform Technology, Technical Report of Mobile Web Forum (MWF), TR , [ 9 ] Trends and Issues on IT Technology in 2013, News of National Information Society Agency (NIA), [10] J.T. Yoo and J.H. Park, Trends on Web Standard Language (HTML5), RM2011-4, Technical Report of KERIS, [11] HTML5 based SmartTV Platform., TTAK.KO , 2053

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7 한국정보통신학회논문지 (J. Korea Inst. Inf. Commun. Eng.) Vol. 17, No. 9 : 2048~2054, Sep Telecommumcation Technology Association, [12] ATSC Proposed Standard: Advanced Common Application Platform (ACAP), ATSC, [13] Multimedia Home Platform (MHP) Specification 1.1.3, ETSI, DVB, [14] OpenCable Application Platform Specification: OCAP 1.0 Profile, OpenCable, [15] Technology and Strategy of Android based SmartTV STB, Tutorials of 2012 SmartTV Technology, SmartTV Forum, Available: board/index.php?boardid=hz_board_data&mode=view&no =28&vn=2&start=0&search_str= 안드로이드 &val= &cat_no= 유대상 (Dae-Sang You) 2009 년 ~ 현재공주대학교대학원컴퓨터공학과박사과정 2009 년 ~ 현재 엘컴텍기술이사 2004 년충남대학교정보통신공학과공학석사 1998 년충남대학교수학과이학사 관심분야 : 디지털방송 통신시스템, 가상화, 3D 그래픽스, 영상처리 맹승렬 (Seung-Ryol Maeng) 1994 년 ~ 현재공주대학교공과대학컴퓨터공학부교수 관심분야 : 3D 그래픽스, 영상처리 2054

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<30312DC1A4BAB8C5EBBDC5C7E0C1A4B9D7C1A4C3A52DC1A4BFB5C3B62E687770> Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering 한국정보통신학회논문지(J. Korea Inst. Inf. Commun. Eng.) Vol. 19, No. 2 : 258~264 Feb. 2015 ID3 알고리즘 기반의 귀납적 추론을 활용한 모바일 OS의 성공과 실패에 대한