[테마특강] 인터넷 멀티미디어 기술전망

1993년 시작된 월드와이드웹(WWW) 서비스는 인터넷의 상업화 물꼬를 터주고 인터넷을 일반인에게 급속히 확산시킨 직접적인 계기가 됐다. 인터넷은 이제 명실상부한 글로벌 정보통신망으로 자리잡았다. 인터넷의 확산과 고도화, 정보기술의 발전은 이제 인터넷에서 멀티미디어 서비스를 가능하게 하고 있다. 이에따라 WWW을 기반으로 하는 멀티미디어 통신서비스를 구현하려는 노력들이 이루어지고 있으며 최근에는 3차원의 WWW 서비스를 비롯해 VOD (Video On Demand)와 같은 다양한 형태의 멀티미디어 서비스가 선보이고 있다. 인터넷 폰과 인터넷 화상회의, 인터넷 방송서비스 등은 어느 정도 실현 가능성을 보여주는 멀티미디어 기술로 꼽힌다.

인터넷 폰은 기존 인터넷에서 제공되던 인터넷 채팅(IRC;Internet Relay Chat)을 키보드 대신 컴퓨터에 부착된 마이크와 스피커를 이용해 음성으로 대신하는 것으로 출발했다. 인터넷에서 음성처리기술, 일반전화망과 연동 기술의 발전으로 인터넷에 연결된 컴퓨터뿐 아니라 일반 전화까지 인터넷을 통해 전화를 걸 수 있게 한 것으로 음질도 기존 전화망을 사용한 경우와 별 차이가 없을 정도이다. 이같은 인터넷 폰은 현재의 인터넷 사용요금과 국제전화 또는 시외전화 요금과의 차이에 따라 새로운 통신사업 영역으로 자리잡게 될 전망이다.

인터넷 화상회의는 Mbone(Multicast Backbone)이라는 멀티캐스트를 위한 가상 네트워크를 인터넷상에 구성해 오디오 및 비디오 데이터의 브로드캐스트를 가능하게 해주는 인터넷 기술이다. 1992년 인터넷을 통해 오디오를 전송하는 음성회의로 시작된 Mbone은 IP(Internet Protocol) 멀티캐스팅 관련 기술과 실시간 멀티미디어 데이터의 전송기술, 그리고 Mbone을 지원하는 여러가지 오디오/비디오 회의관련 응용프로그램들이 개발되어 사용범위가 급속히 확산되고 있다. Mbone은 회의 참가자들에게 음성이나 화상뿐 아니라 전자칠판을 이용한 데이터의 공유까지 가능하게 해준다. 따라서 인터넷에서 Mbone의 이용은 회의뿐 아니라 음악회나 이벤트의 중계 등으로 확산되고 있다. 인터넷 사업자들도 자사의 인터넷 기간통신망을 Mbone에 적합한 네트워크로 구성해 사용자들에게 보다 나은 멀티캐스트 환경을 제공하고 멀티미디어 데이터의 전송에 따른 기간통신망의 효율적 운영을 꾀하고 있다. 하지만 인터넷 통신망이 안고있는 대역폭의 한계와 이에 따른 화상의 품질문제 등 아직은 해결해야 할 과제가 남아있다. 현재 어느 정도의 서비스는 가능한 상태로 서비스 품질을 높이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있는 상태이고 PC에서도 카메라를 비롯한 필요 장비만 갖추면 인터넷을 통한 화상회의가 가능하다.

인터넷에서 오디오/비디오 형태의 데이터 전송이 가능해지면서 인터넷을 통한 방송이라는 새로운 형태의 서비스가 나타났다. 기존 공중파를 통해 서비스되던 라디오나 TV방송을 인터넷을 이용해 중계해주는 서비스가 시험적으로 제공되고 있는 것이다. 인터넷 방송은 사용자가 방송서비스를 중계해주는 서버에 직접 접속하는 주문형 서비스로 TV방송은 인터넷 화상회의와 마찬가지로 아직 서비스 화상 품질이 낮아 화상 품질을 높이기 위한 연구가 진행중이다. 라디오 방송은 화상에 비해 사용 대역폭이 적고 데이터의 손실에 따른 인식률이 상대적으로 우수해 현재 AM방송의 음질 정도로 방송이 가능한 상태이다. 국내 방송사들도 현재 인터넷을 이용해 자사의 TV나 라디오 방송을 온라인으로 서비스하고 있다.

이밖에도 2차원의 평면적인 WWW서비스에서 3차원의 공간을 표현할 수 있는 VRML(Virtual Reality Modelling Language) 기술이 발표되면서 3차원의 가상공간을 인터넷상에 구현하는 서비스도 점차 활발해지고 있다.

인터넷에서 실시간 멀티미디어 서비스를 위해 해결할 점이 많다. 인터넷 사용자의 폭발적 증가에 따른 네트워크의 병목현상과 기존 인터넷 기술의 한계가 그것이다. 인터넷은 컴퓨터를 이용하여 정보를 공유하기 위한 데이터 통신을 주목적으로 고안된 비연결형의 패킷교환망이다. 따라서 회선교환망을 기반으로 하는 음성이나 화상통신에는 부적합하다. 현재 인터넷에서 사용되는 IP(Internet Protocol)기술로는 그 특성상 전송되는 데이터 패킷에 대한 지연 또는 손실에 따라 멀티미디어 서비스의 품질을 보장할 수 없다. 그러나 완벽한 품질로한 실시간 서비스는 아니지만 그 가능성을 보여주고 있으며 고속의 멀티미디어 서비스에 적합하도록 네트워크의 구조를 고도화시키고 서비스 품질을 향상시키기 위한 인터넷 기술 개발이 진행되고 있다.

인터넷에서 멀티미디어 서비스가 제공되려면 먼저 네트워크의 대역폭이 고속화되어야 한다. 네트워크는 인터넷 사업자가 제공하는 인터넷 기간통신망과 가입자 네트워크로 구분된다. 인터넷 기간통신망의 고속화를 위해 인터넷 사업자는 대용량의 멀티미디어 데이터를 효과적으로 처리 할 수 있는 ATM 교환기술을 인터넷에 적용하기 위한 방안을 연구중이며 이와함께 고속 스위칭 장비들도 속속 개발되고 있다. 또한 가입자 네트워크도 고속화가 이루어져야 하는데 이를 위한 기술로는 ISDN과 ADSL, 그리고 CATV 네트워크를 이용한 인터넷 접속 서비스 기술이 가장 현실적인 방안으로 대두되고 있다.

네트워크의 고속화 노력과 함께 현재 인터넷이 가지는 서비스 특성, 즉 기존의 전기통신 사업자가 제공하는 공중 네트워크의 절대적인 통신 품질을 보장하지 못하는 단점을 보완하기 위해 멀티미디어 서비스에 적합한 인터넷 서비스 기술 연구도 진행중이다. 여기에는 실시간 서비스, 최적(best-effort) 서비스, CLS(controlled link sharing) 서비스로 구분되는 IS(Integrated Service)모델과 실시간 전송이 필요한 서비스에서 일정한 수준의 품질을 보장받기 위해 자원(회선 대역폭)을 미리 예약하는 RSVP(Resource Reservation Setup Protocol), 그리고 실시간 데이터 전송을 위한 RTP(Realtime Transport Protocol)과 RTCP(RTP Control Protocol) 등이 있다.

IS 모델에서는 응용프로그램을 크게 두가지로 분류한다. 정해진 시간내에 도착하지 못하는 데이터를 가치가 없는 것으로 보는 실시간 응용프로그램(realtime application)과 데이터가 도착할 때까지 지속적으로 기다리는 탄력적 응용프로그램(elastic application)으로 구분된다. 이중 실시간 응용프로그램은 데이터 송수신 여부를 알려주는 플레이백 응용 프로그램들로 충실도(Fidelity)에 따라 관용적 응용프로그램(Tolerant Application)과 비관용적 응용프로그램(Intolerant Application)으로 나뉘고 탄력적 응용프로그램은 최적의 서비스를 의미한다. 관용적 응용프로그램은 다시 지연도(Latency)에 따라 지연에 민감한 응용 프로그램과 적응형 응용 프로그램으로 나눌 수 있다. 비관용적 응용 프로그램은 충실도가 완벽하게 보장되는 보장형 서비스(Guaranteed Service)를 말한다. CLS는 통신 개체별, 프로토콜별 또는 서비스별로 클래스를 두어 클래스의 우선 순위에 따라 네트워크의 자원에 대한 공유를 제어하며 각 클래스를 계층적인 구조로 나누어 우선 순위를 적용할 수도 있다.

인터넷에서 실시간으로 음성과 화상 등의 멀티미디어 데이터를 전송하기 위해서는 일정한 지연을 갖는 데이터 흐름이 보장되어야 한다. 이를 위해 라우터에서 네트워크 자원을 미리 예약함으로써 일정한 수준의 서비스를 보장하는 방안이 RSVP이다. RSVP에서는 서비스의 품질에 대한 제어가 데이터 흐름의 모든 경로에 따라 이루어질 수 있도록 라우팅 데이터베이스를 참조해 데이터 경로상의 각 노드에서 자원이 예약되도록 한다. RSVP는 단방향의 데이터 흐름열에 대해서만 자원을 요청하며 그룹 멤버와 경로가 시간에 따라 동적으로 변화하는 유니캐스트 또는 멀티캐스트를 지원, 그 전달경로를 통해 자원을 예약한다.

RTP는 유니캐스트나 멀티캐스트 네트워크 상에서 음성이나 화상, 시뮬레이션 데이터와 같이 실시간 특성을 갖는 데이터의 종단간 전송에 적합한 기능을 제공한다. 그러나 실시간 데이터의 전송에 따른 자원예약 요청은 없고 따라서 서비스의 품질을 보장하지도 않는다. 데이터의 실시간 전송에 따른 서비스 품질을 모니터하고 최소한의 제어와 인증기능을 제공하는 RTCP는 세션에 참가하는 모든 사람에게 주기적으로 제어 패킷을 전송한다. 이 제어 패킷은 전송되는 데이터의 서비스 품질에 대한 피드백을 제공하고 RTP자원에 대한 전송계층의 식별자를 전달하는 기능을 제공한다. RTP와 RTCP는 전송 계층이나 네트워크 계층과는 무관하게 독립적으로 설계되었으며 UDP 포트를 사용하는 RTP 수준의 트랜스레이터와 믹서의 사용을 지원한다.

인터넷은 전화망 다음으로 전세계적으로 연결된 광범위한 정보통신망으로 성장했으며 WWW의 등장으로 인해 제한적이긴 하지만 멀티미디어 서비스가 가능하게 됐다. 그러나 급증하는 인터넷 사용자의 수요를 공급이 따라가지 못하고 있어 인터넷에서 실시간 멀티미디어 서비스 제공은 취약한 보안 문제와 함께 해결되어야 할 과제로 남아있다. 인터넷을 사용하는 사용자 요구 사항도 개인의 경우 집에서 멀티미디어 서비스를 보다 빠르게 제공받을 수 있는 고속의 인터넷 서비스를 바라고 있으며 기업이나 학교의 경우는 내부의 전산자원을 인트라넷이란 플랫폼으로 인터넷에 연결된 외부의 관련기관과 멀티미디어 통신이 가능한 고속의 응용서비스를 이용할 수 있기를 원하고 있다.

인터넷은 21세기를 대비해 추진중인 초고속 정보통신망의 잠재적인 사용자 계층을 충분히 확보하고 있다는 점과 사용자 스스로 창출한 방대한 정보 자원과 다양한 서비스라는 장점으로 인해 우리가 준비하는 초고속 서비스를 제공할 수 있는 기간통신망으로 발전하게 될 것이다. 네트워크의 기능이 단순한 데이터의 전송에서 멀티미디어 정보의 전송, 교환, 처리, 표현 등으로 확대됨에 따라 인터넷은 고속화, 고성능화, 지능화하고 있다. 인터넷이 지금과 같은 추세로 발전한다면 2000년에는 지금의 전화처럼 사용자가 대부분 시간과 장소에 구애되지 않는 상황에서 인터넷­멀티미디어 서비스를 이용하게 될 것이고 고품질의 방송 서비스도 인터넷을 통해 이루어지게 될 것이다.