전자통신동향분석제 20 권제 2 호 2005 년 4 월 지상파 DMB 서비스를위한미들웨어기술및표준화동향 Technology and Standard Trends of Middleware for Terrestrial DMB Service 정예선 (Y.S. Joung) 안상우 (S.W. Ahn) 김규헌 (K.H. Kim) 정제창 (J.C. Jeong) 대화형미디어연구팀연구원대화형미디어연구팀선임연구원대화형미디어연구팀선임연구원한양대학교영상통신및신호처리연구실, 교수 목차 Ⅰ. 서론 Ⅱ. 지상파 DMB 미들웨어표준화동향 Ⅲ. 관련미들웨어기술동향 Ⅳ. 결론 휴대용지상파 DMB 서비스는양방향서비스를매개체로방송과통신을융합하는시발점이될것으로기대되며, 이런서비스를제공하기위한지상파 DMB용미들웨어의개발이시급히필요하다. 따라서, 현재지상파 DMB 미들웨어는다양한데이터방송서비스를제공할수있는최적화된구조에대한표준화가진행중이다. 본논고에서는지상파 DMB 미들웨어표준화동향을살펴보고, 관련미들웨어기술들을소개하고, 이들의최근동향을소개한다.
정예선외 지상파 DMB 서비스를위한미들웨어기술및표준화동향 I. 서론 DMB 는차량또는보행으로이동중인사용자에게오디오, 비디오, 데이터등의다양한멀티미디어서비스를제공할수있으며, 세계최초로국내에서지상파및위성 DMB 서비스표준을정하여상용화서비스를준비하고있다. 국내지상파 DMB 의경우 Eureka-147 DAB 을전송규격으로, MPEG-4 AVC 를비디오부호화규격으로, MPEG-4 BSAC을오디오부호화규격으로, MPEG-2 를다중화규격으로, MPEG- 4를비디오 / 오디오동기화규격으로채택하고있다. 이와같은지상파 DMB 서비스가활성화될경우 7인치이하의소형차량용 TV 혹은 PDA 등의휴대용단말기를통해, CD 음질의디지털오디오서비스는물론이동 TV, 교통방송서비스, 혹은웹서비스, DMB-Commerce 등과같은다양한데이터서비스를제공받을수있게된다 [1]. 이런지상파 DMB 서비스에제공되는콘텐츠의개발기간을단축하고, 보다손쉽게개발하고, 다양한 DMB 단말기에서널리사용할수있게하기위하여지상파 DMB 미들웨어의개발필요성이최근대두되었다. 지상파 DMB 미들웨어국내표준화가국내디지털 TV 미들웨어업체및연구소들을중심으로차세대방송포럼 DMB 미들웨어 Ad-hoc 그룹에서현재진행중이며, WorldDAB 에서도국제표준화가동시에진행중이다. 현재국내표준화내에서정의하고있는지상파 DMB 미들웨어란지상파 DMB 단말기의시스템소프트웨어에서존재하는부가전용소프트웨어를말하며, 여기서부가전용소프트웨어는일반적인애플리케이션이아닌사용자및사업자서비스를지원하기위한형태로존재하고수많은 API 와그실행엔진으로구성된다 [2]. 이런지상파 DMB 미들웨어는향후휴대폰과결합해양방향의방송통신서비스의플랫폼으로사용될것으로예상되며, 관련표준화방향에따라방송 / 이동통신수신단말기및방송통신의애플리케이션업계에상당한영향을미칠것이다. 한편휴대용단말의동영상과웹기반서비스에서미들웨어는이동통신사의 WIPI 서비스와동일시장을놓고충돌할수있으므로, 미들웨어는양쪽이통합된형태여야한다는주장이있다. DMB 방송초기에이동통신사업자의진입이시장을확대할수있다는점을고려해야한다는것이다. 휴대전화결합형단말기의중요성을감안하여 WIPI 의제한사항을수용하는프로파일을하나이상제정하거나 WIPI 의양방향서비스기술을채용할수도있을것이다. 본고에서는국내에서현재까지진행된지상파 DMB 미들웨어기술의표준화동향에대해먼저살펴보고, DMB 미들웨어표준화와관련하여근간이되는기술들인 DVB-MHP 기술및 WIPI 현황등에대해서도살펴보고결론을맺고자한다. Ⅱ. 지상파 DMB 미들웨어표준화동향 본장에서는현재진행중인지상파 DMB 미들웨어표준화동향에대해살펴보고자한다 [2]-[6]. 1. 요구사항 요구사항은지상파 DMB 미들웨어가가져야할기능및특성등을사용자관점에서정의한것으로서, 일반요구사항, 서비스요구사항, 기능요구사항및단말기요구사항으로나누어기술되어있다. 각요구사항에대한주요내용은다음과같다. 가 일반 요구사항 일반요구사항은기본요구사항, 상호운용성요구사항, 기타요구사항으로구성된다. 기본요구사항은초단파디지털라디오방송송수신정합표준, 초단파디지털라디오방송비디오송수신정합표준, 초단파디지털라디오방송데이터송수신정합표준을만족하여야한다는것이다. 상호운용성요구사항
전자통신동향분석제 20 권제 2 호 2005 년 4 월 은 DAB Java와의호환성, 네트워크및플랫폼에독립적으로설계되어야한다는것으로서이는미들웨어의개념적인내용을포함한다. 마지막으로기타요구사항은현재시장에서널리유통되거나, 미래의표준으로제정될수있는기술, 국제규격의표준화동향등을고려하여상호공통적인부분을우선적으로수용하여야한다는요구사항이다. 이와더불어기타요구사항은프로파일개념, 확장성, 양방향서비스도입에대한내용을포함한다. 나서비스요구사항 서비스요구사항은단방향서비스요구사항과양방향서비스요구사항으로구성된다. 단방향서비스요구사항은초단파디지털라디오방송데이터송수신정합표준, Java 기반데이터서비스, 방송과연계된연동형서비스수용에대하여기술한다. 양방향서비스요구사항은메시지응답서비스, 개인맞춤형서비스, 사용자참가형서비스, BWS 연동인터넷서비스, DMB-Commerce, 다양한통신망과연계를고려할수있도록설계되어야한다는사항들을명시한다. 다기능요구사항 기능요구사항은문자코드요구사항, 사용자인터페이스요구사항, 플랫폼요구사항, 제한수신요구사항으로구성된다. 특히플랫폼요구사항은데이터방송을위한 API 제공, security 기능제공, 동기화표현수단제공에대하여기술한다. 라단말기요구사항 단말기요구사항은단말기기능과관련된요구사항으로서프로파일요구사항, 그래픽요구사항, 폰트요구사항으로구성된다. 2. 아키텍처아키텍처는지상파 DMB 단말기에탑재되어응 용프로그램을수행할수있는환경을제공하기위한미들웨어구조에대한것이다. 아키텍처를만족하는지상파 DMB 단말기는플랫폼간의호환성 / 이식성이보장된다. 지상파 DMB 미들웨어구조는 ( 그림 1) 에서나타나며, 각모듈에대한주요내용은다음과같다. 가 Resident Applications Application Manager JAVA Virtual Machine 은일반 VM과는달리방송용이므로 OS 성능최적화, 메모리사용최소화, 단말최적화를만족시키면서도안정성이확보되어야한다. 또한방송특징상관련하드웨어를직접관리하고그하드웨어의성능을대화할수있는엔진개념이탑재되어야한다. 프로파일은기본프로파일과확장프로파일로나뉜다. 기본프로파일 : CLCD/PBP( 전용, 모바일형 ) 확장프로파일 : CDC( 차량형 ) 나 Download Applications API Resource Manager Operation System Hardware Middleware Component DMB Middleware Engine ( 그림 1) 지상파 DMB 미들웨어구조 DMB 미들웨어엔진은애플리케이션의처리를담당하며데이터처리를위한환경을제공하는모듈이다. DMB 미들웨어엔진은 presentation engine, protocol engine, DMB-J engine, SI
정예선외 지상파 DMB 서비스를위한미들웨어기술및표준화동향 parser engine 으로구성되어있으며각엔진의역할은다음과같다. Presentation Engine 프리젠테이션엔진은그래픽스하드웨어와직접적인통신을하며애플리케이션이사용자와상호작용을하는경우를위한것이다. Protocol Engine 프로토콜엔진은오디오, 비디오가아닌데이터를이용한다양한서비스를제공하기위한것이다. 즉, Eureka-147 기반의 MOT, TDC, TPEG 등의서비스를위한다양한프로토콜을사용 / 관리하기위한것이다. DMB-J Engine DMB-J 엔진은 life cycle 에따른 Java 애플리케이션을처리하기위한것으로써사용자의선택에의하여처리하여야할애플리케이션이결정된다. SI Parser Engine SI Parser 엔진은앙상블정보, 서브채널구성, 서비스구성, 서비스컴포넌트정보, 사용자애플리케이션정보, 기타서비스정보들로구성된 SI 정보를해석하기위한것이다. 다 Middleware component 는애플리케이션수행과자원의효율적관리를담당하는요소로서크게 application manager와 resource manager, navigator, media control 등으로구성되며, 기능확장성및이식성이지원되어야한다. 현재정의된 middleware component 는다음과같다. Application Manager Application manager는 DMB-J engine 혹은 protocol engine 으로부터 Xlet 관리와같은데이터프로세스관리를수행한다. Resource Manager Resource manager 는미들웨어에서필요한리소스들을효율적으로관리하는역할을수행한다. Navigator Navigator 는사용자인터페이스계층과연관하여사용자의요구사항 (event) 을처리하기위한역할을수행한다. Media Control Media control 은오디오 / 비디오와같은미디어데이터에대한제어혹은사용자요구사항을처리하기위한역할을수행한다. Security Security 는보안기능을지원하기위한것으로서 Java security 에서지원하는기능을제공한다. User Interface Layer User interface layer 는사용자인터페이스를구성하는그래픽관련기능을지원하기위한것으로서, Java AWT 에서지원하는클래스들을그대로수용하거나지상파 DMB 환경에맞게적절히수정하여제공한다. 라기타사항 지상파 DMB 미들웨어는기본프로파일과확장프로파일의 2가지프로파일을제공한다. ( 그림 2) 는지상파 DMB 미들웨어프로파일을나타낸다. 기본프로파일은전용단말기혹은모바일폰을위한것으로서 Java에서제공하는 PBP 일부와 CLDC 을이용하며, 확장프로파일은차량형단말기를위한것으로서 CDC를이용한다. Ⅲ. 관련미들웨어기술동향 본장에서는지상파 DMB 미들웨어아키텍처에서고려된 DVB-MHP 와 WIPI 미들웨어의연구
전자통신동향분석제 20 권제 2 호 2005 년 4 월 Servers & enterprise computers Servers & personal computers High-end PDAs TV set-top boxes Embedded devices Mobile phones & entry-level PDAs Smart cards 확장프로파일 Java 2 Platform, Enterprise Edition (J2EE) Java 2 Platform, Standard Edition (J2SE) Personal Profile Personal Basis Profile 기본프로파일 Foundation Profile MIDP CDC CLDC Java Card KVM Card VM Java 2 Platform, Micro Edition(J2ME) ( 그림 2) 지상파 DMB 미들웨어프로파일 동향에대하여살펴보기로한다 [7]-[10]. 1. DVB-MHP 1997 년에 DVB 는홈쇼핑, EPG 등과같은대화형애플리케이션을제작하고방송할수있는공통의 API 를정의하였다. MHP 라불리는공통의인터페이스는 ( 그림 3) 에서보인다. MHP 는애플리케이션을하드웨어 / 소프트웨어에독립적으로실행할수있는공통의실행환경을만들어준다. 이러한공통적인실행환경은디지털콘텐츠공급자로하여금디지털 TV, 멀티미디어 PC에이르기까지다양한종류의단말기에해당콘텐츠의수정없이서비스를제공할수있는기술적인기초를형성하여준다. 또한개방형표준방식을채택하였으므로단말기제작자가다양한플랫폼시장에진출할수있는기회를준다. MHP 는단말기의특성및애플리케이션의복잡도에따라 < 표 1> 과같이 3가지프로파일로나눌수 Application 다양한서비스개발자다양한서비스공급자다양한응용서비스영역 개방형표준방식인터페이스 (DVB-MHP) DVB-MHP 단말기 ( 그림 3) MHP 개념도 다양한개발자다양한 H/W 및 S/W PC 등타장치와의호환성 있으며각프로파일은계층화된애플리케이션의기능을정의한다. < 표 1> 에서보이는바와같이 MHP 프로파일은 MHP 1.0에서채택된 enhanced broadcasting, interactive broadcasting과 MHP 1.0.1 에서채택된 internet access 프로파일로구성된다. 특히 internet access 프로파일은인터넷을통하여콘텐츠를제공받기위한것으로서웹브라우저, 이메일등을사용하기위한프로파일이다. 현재프로파일은 MHP 2.0 을통하여기본적인애플리
정예선외 지상파 DMB 서비스를위한미들웨어기술및표준화동향 프로파일 케이션을위한 API 뿐만아니라홈네트워킹, 하드디스크를이용한저장장치등을활용할수있도록확장되고있다. 2. WIPI 모바일플랫폼인 WIPI 는국내모바일콘텐츠프로바이더와이동통신 3사의요구에의하여개발되었는데, 2005 년상반기에의무적으로사용될것으로예상된다 [11],[12]. ( 그림 4) 는 WIPI 플랫폼의개념적구조를나타낸다 [13]-[15]. 그림하단에있는단말기기본소프트웨어는단말기운영체제, 기본통신기능, 각종디바이스드라이버가포함된최소소프트웨어이다. 단말기기본소프트웨어는제조사에따라기능이나규모가다양할수있지만, 추상화계층인 HAL 계층에의하여플랫폼간의이식성 / 호환성이보장된다. 다음은 WIPI 규격에서정의하는모바일플랫폼구조를나타내며, 각계층의주요기능은다음과같다. HAL < 표 1> MHP 의 3 가지프로파일 특징 서비스 공급사에서 단말기로의 단방향의 애플리케이션 전송 및 단말기 내에서의 소비자와의 상호 작용만을 지원 상호작용의 기능을 확장하여 모뎀 등을 통해 단말기로부터 서비스 공급사로 전송되는 리턴채널을 통한 보다 복잡한 상호작용을 지원 광대역의 리턴채널을 통해 인터넷으로부터 직접적으로 콘텐츠를 다운로드하여 단말기에서 활용할 수 있도록 지원 플랫폼의하드웨어독립성을유지하기위한추상화계층으로서상위 layer 들은 HAL 계층위에서 native system 과는무관하게동작하도록지원하다. Basic API and Extended API 응용프로그램개발자를위한 API 로서 C 와 Java App. Manager Email Location Based Games Character/Bell 언어로구성된애플리케이션을프로그래밍할수있는인터페이스를제공한다. Dynamic Component Application manger를통해추가혹은갱신된 API 및컴포넌트들을제공한다. Application Manager 응용프로그램의다운로드, 설치, 삭제등의응용프로그램관리, API 및컴포넌트의추가 / 갱신, dynamic linking library 기능을제공한다. 현재 WIPI 는표준화관점에서 3GPP 와 3GPP2 등과연계하여국제표준화를추진중이며, 기술개발관점에서는 WIPI 의탑재의무화에대비하여국내이동통신 3사가 WIPI 플랫폼을개발하고있다. Ⅳ. 결론 Dynamic Component 앞에서살펴본바와같이지상파 DMB 미들웨어도입은지상파 DMB 서비스에있어다기능화된멀티미디어서비스를제공하는통합적인기반을제공하는데목적을두고있다. 예를들면이동중에방송을시청하면서관련정보를얻는다든지혹은음성 EPG 를통해서편리하고안전한 DMB 서비스를시청할수있게된다. 본고에서는현재지상파 DMB 미들웨어기술의표준화동향에대해살펴보았으 Video Streaming Basic API(and Extended API) IM WIPI Run-time Engine HAL 단말기기본소프트웨어 Handset Hardware MMS...... ( 그림 4) WIPI 플랫폼의개념적구조 Group Chatting
전자통신동향분석제 20 권제 2 호 2005 년 4 월 며, 지상파 DMB 미들웨어표준화의배경이되는 DVB-MHP, WIPI 등의미들웨어기술에대해살펴보았다. 현재까지진행된지상파 DMB 미들웨어표준안에는모바일환경에서기존의모바일애플리케이션과지상파 DMB 에서제공하는애플리케이션의호환성을고려한미들웨어기술혹은비디오데이터의보조데이터규격인 MPEG-4 대화형방송등을위한미들웨어기술등이고려되지않고있다. 또한이들을위한서비스모델또한연구의여지를남겨두고있다. 예를들어, 지상파 DMB 수신이가능한휴대용단말에서지상파 TV 시청중에도착한문자메시지를자막처리하여제공하는등의발전된서비스모델을제시하지못하고있다. 따라서, 이와같이보다복합적인서비스모델연구가진행되고이를제공할수있는지상파 DMB 미들웨어로표준이확장되어야할것이다. AVC BSAC CDC CLDC DAB DMB DVB HAL MHP MOT PBP SI TDC TPEG WIPI 약어정리 Advanced Video Coding Bit Sliced Arithmetic Coding Connected Device Configuration Connected Limited Device Configuration Digital Audio Broadcasting Digital Multimedia Broadcasting Digital Video Broadcasting Handset Adaptation Layer Java Virtual Machine Multimedia Home Platform Multimedia Object Transfer Personal Base Profile Service Information Transparent Data Channel Transport Protocol Experts Group Wireless Internet Platform for Interoperability 참고문헌 [1] 이진환, 함영권, 이수인, 국내지상파 DMB 동향, 전자통신동향분석, 통권 88호, 제 19권 4호, 2004. 8., pp.10-16. [2] 차세대방송표준포럼, 지상파 DMB 미들웨어요구사항 V 1.1, 2004. 6. 18. [3] 차세대방송표준포럼, 지상파 DMB 미들웨어아키텍쳐 V 1.0, 2004. 9. 21. [4] ETS 301 234: Digital Audio Broadcasting (DAB); Multimedia Object Transfer(MOT) Protocol, Feb. 1999. [5] ETS 201 735: Digital Audio Broadcasting (DAB); Internet Protocol(IP) Datagram Tunneling, Sep. 2000. [6] ETS 300 401: Radio Broadcasting Systems; Digital Audio Broadcasting(DAB) to Mobile, Portable and Fixed Receivers, May 2001. [7] DVB-TAM232, Multimedia Home Platform, European Broadcasting Union, Feb. 2000, pp.101-120. [8] C. Peng and P. Vuorimaa, Development of Java User Interface for Digital Television, Computer Graphics, Visualization, and Interactive Digital Media, WSCG 2000, Czech Republic, Feb 7-10, 2000. [9] Jon Jones, DVB-MHP Java TV Data Transport Mechanisms, Proc. of the 40th Int l Conf. on Tools Pacific: Objects for Internet, Mobile and Embedded Applications, Vol.10, pp.115-121. [10] C. Peng and P. Vuorimaa, A Digital Television Navigator, Proc. of Computer Graphics, Visualization and Computer Vision, WSCG, 2001. [11] 배석희, 위피의탄생과그가능성, 마이크로소프트웨어, 2002. 10. [12] 김철우, 고성능자바구현하는 WIPI-COD, 마이크로소프트웨어, 2002. 10. [13] 이영수, WIPI 참조구현플랫폼 AROMA-WIPI, 마이크로소프트웨어, 2002. 10. [14] WIPI 폰전성시대온다, 전자신문, 2004. 8. 11. [15] WIPI 국제표준화시동걸었다, 전자신문, 2004. 8. 16.