[e테크]멀티미디어 서비스-스트리밍 미디어

◆멀티미디어

　광대역 인프라를 통해 서비스되는 콘텐츠는 디지털 기술을 통해 만들어진 디지털 멀티미디어 파일이다. ‘디지털 멀티미디어 파일’은 정해진 시간에 재생하도록 프로그램을 구성한 파일을 말한다. 디지털 멀티미디어 콘텐츠와 이를 제작하는 데 사용되는 기술은 △MP3파일과 같은 디지털화한 오디오 △인터넷 텔레포니(VoIP)와 같은 디지털화한 음성 △디지털화한 오디오+비디오 스트림(stream) H.324 다이얼업 영상회의 표준과 같은 표준 기반의 압축 시스템 △애플의 퀵타임(QuickTime)이나 마이크로소프트의 윈도 미디어 플레이어(Windows Media Player) 등과 같은 각 업체들이 독자적으로 개발한 압축 시스템 △MPEG 오디오+비디오 디지털TV △콘텐츠 표준 해상도 TV(SDTV) △DVD 콘텐츠 △HDTV △디지털화한 영화콘텐츠 등이다.

　또 스트리밍 미디어는 다음과 같은 12개 디지털 층으로 나뉘는데 이것은 대역폭 수준의 순서대로 정리한 것이다.

　△스틸 사진을 포함한 정적인 텍스트 및 그래픽

　△오디오 원격회의 및 웹 이벤트를 포함한 음성 오디오

　△MP3 음악 오디오

　△H.324 영상회의와 웹 이벤트를 포함한 저해상도의 비디오 스트림

　△H.320 종합정보통신망(ISDN) 영상회의 및 웹 이벤트를 포함한 중간 해상도의 비디오 스트림

　△H.323 IP 영상회의 및 웹 이벤트를 포함한 고해상도 비디오 스트림

　△H.323 IP 영상회의 및 웹 이벤트를 포함한 압축 MPEG2 비디오

　△H.323 IP 영상회의를 포함한 압축 MPEG2 고선명 비디오

　△전문화된 압축 디지털 비디오 연속물

　△압축되지 않은 표준 해상도 TV

　△디지털 영화를 포함한 압축되지 않은 고선명 TV

　△디지털 영화를 포함한 기타 압축되지 않은 디지털 비디오

　위의 12개 층 중에서 앞의 7개 층은 주로 소비자의 가정이나 기업체의 PC에서 사용되고 그 다음 2개 층은 네트워크, 전파중계소 또는 방송 스튜디오 등에서 사용된다. 그 다음 마지막 3개 층은 기본적으로 네트워크 운영센터나 동일 생산시설 안에 있는 미디어 서버 사이에서만 사용된다.

　정적인 텍스트 및 그래픽은 56Kbps의 기존 전화회선을 통해 인터넷에 접속, 불편없이 사용할 수 있고 음성 오디오도 기존 전화선을 이용해 전송할 수 있으나 인터넷으로 전송하려면 오디오를 디지털화하고 압축하기 위한 대기시간이 필요하다. 사람들은 전화를 통해 실시간으로 말하고 듣는 데 익숙해 있기 때문에 음성 오디오가 전화처럼 사용되려면 실시간으로 전송이 가능해야 한다. 새로운 관련 기술과 제품이 개발되고 있고 오디오 원격회의와 웹 이벤트에 인터넷 텔레포니(VoIP)의 사용이 확산되고 있어 올해 말에 가면 이 부문 시장이 본격 형성되기 시작할 것으로 예상된다.

　MP3 음악 오디오 파일은 보통 길이가 몇 메가바이트에 이르기 때문에 기존 전화회선을 통해 띄우거나 내려받기가 어렵다. 대학생 MP3 사용자들은 대학에 있는 고속 네트워크를 이용하고 있고 일반 사용자들은 케이블모뎀이나 DSL회선을 통해 MP3파일을 내려받고 있다.

　한편 저해상도의 비디오 스트림은 대역폭이 대략 100Kbps 되는데 기존 전화회선을 이용한 영상회의 국제표준은 H.324로 사진의 크기가 작고 실제와 같은 동작을 표시하지 못한다. 하지만 이것은 기업용 멀티미디어 응용 프로그램의 전송을 위한 디지털 미디어 연속체의 ‘매우 낮은 수준’의 기준이 되고 있다.

　중간 해상도의 비디오 스트림은 대역폭 384Kbps에서 운영되는데 저해상도의 비디오 스트림보다 오디오 동기화가 더 우수하다. 이것은 대부분의 통신 서비스업체들이 제공하는 ISDN을 이용한 영상회의의 주요 부문으로서 현재 전세계적으로 25만개 이상의 영상회의 ‘단말기’가 있는 것으로 추산된다. 또 고해상도 비디오 스트림은 384∼500Kbps에서 운영되며 때로는 1Mbps까지 올라가는 경우도 있다. 이 스트림은 스테레오나 MP3급의 오디오를 제공할 수 있다. 영상회의 서비스가 인터넷 기반의 고속, 광대역 네트워크로 이행하고 있어 영상회의가 디지털 미디어 연속체의 상위로 올라가기 시작할 것으로 보인다.

　압축 MPEG2 비디오는 대역폭 1.5∼5Mbps에서 운영되고 온전한 크기의 스크린과 동영상을 초당 24∼30프레임 전송하며 스테레오급의 오디오를 제공하고 동기화가 우수하다. 이것은 디지털 케이블TV, 디지털 위성TV, 디지털 지상파TV방송 등에 사용될 뿐 아니라 네트워크운영센터에서 지역 케이블TV 중계소와 TV 스튜디오로 표준 해상도의 디지털TV 신호를 전송하는 포맷으로도 사용된다.

　압축 MPEG2 고선명 비디오는 대략 8∼19.39Mbps에서 운영되며 온전한 크기의 스크린과 동영상을 초당 24∼30프레임을 전송하며 스테레오 수준의 오디오나 돌비 디지털 다채널 오디오를 제공할 뿐 아니라 비디오와 오디오 사이의 동기화가 우수하다. 몇몇 기업과 대학에서 인터넷Ⅱ 백본을 이용한 고선명 영상회의와 양방향 데이터 협력 응용 프로그램을 실험중이다. 이는 디지털 지상파TV, 디지털 위성TV, 디지털 케이블TV 전송시스템에 사용할 뿐 아니라 네트워크운영센터에서 디지털 지상파방송 스튜디오나 디지털 케이블TV 중계소로 HDTV 프로그램을 배송하는 데도 사용된다.

　전문화된 압축 디지털 비디오 연속물은 대역폭이 약 4∼15Mbps로서 완전한 크기의 스크린과 동영상을 초당 24∼30프레임 전송하며 스테레오 수준의 오디오나 돌비 디지털 다채널 오디오를 제공할 뿐 아니라 비디오와 오디오 사이의 동기화가 우수하게 이루어진다. 전문화된 압축 디지털 비디오 연속물은 보통 뉴스나 광고, 방송 프로그램, 판촉물 등을 네트워크운영센터에서 TV 스튜디오나 재방송 프로그램을 제작하는 시설로 전송하는 데 주로 사용된다.

　압축되지 않은 표준 해상도 TV는 270Mbps의 대역폭에서 운영되고 온전한 크기의 스크린과 동영상을 초당 24∼30프레임 전송하며 스테레오 수준의 오디오나 돌비 디지털 다채널 오디오를 제공하고 비디오와 오디오의 동기화가 잘 이루어진다. 이는 주로 네트워크 운영센터나 새로운 프로그램을 제작하는 시설에서 주로 사용되며 간혹 TV방송 스튜디오, 케이블TV 중계소나 방송위성 등으로 비디오를 배송하는 데 사용되는 경우도 있다. 한편 압축되지 않은 고선명 TV와 기타 압축되지 않은 디지털 비디오는 700Mbps∼1.2G 와 몇 의 대역폭에서 각각 운영된다. 이러한 모든 압축되지 않은 비디오 층은 대기시간, 지터(jitter:파형의 순간적 흐트러짐), 전송오류 보정기준 등을 극히 세밀하게 정한 사양에 부합해야 한다.

◆멀티미디어 서비스 체제 구축

　디지털 멀티미디어 응용프로그램은 전개하는 방법에 따라 크게 △실시간 전개 응용 프로그램 △저장후 재생 응용 프로그램 △실시간 및 저장후 재생의 혼합 응용 프로그램 등 세 그룹으로 분류할 수 있다.

　이 중 실시간 전개와 저장후 재생 응용 프로그램은 다시 각 네 개의 소단위 그룹으로 세분할 수 있다. 실시간 전개 응용 프로그램은 △실시간 고정 양방향 지점간(point-to-point) 통신 △실시간 선택적 양방향 단일 지점과 다지점간(point-to-multipoint) 통신 △실시간 선택적 양방향 통신을 통한 다중방송 △실시간 선택적 양방향 통신을 통한 방송 응용 프로그램 등으로 세분할 수 있다.

　실시간 고정 양방향 지점간 통신은 현재 대부분의 인터넷 응용 프로그램이 제공하고 있는 것으로 모든 지점간 전송은 양방향 통신을 지원해야 한다. 주문형비디오(VOD) 형태의 응용 프로그램에서 지점간 프로토콜을 사용하려면 각 개별 시청자는 3∼4Mbps의 대역폭이 있어야 한다. 이는 만일 1000명의 시청자가 동시에 같은 비디오를 보기를 원한다고 가정하면 그 서비스업체의 네트워크 대역폭이 총 3∼4 가 돼야 한다는 것을 의미한다. 따라서 대부분의 기업용 디지털 멀티미디어 응용 프로그램과 소비자용 ‘주문형’ 형태의 서비스에는 지점간 프로토콜이 최선의 솔루션이나 가장 실질적인 솔루션이 아님이 분명하다.

　실시간 선택적 양방향 단일 지점과 다지점간 통신은 일부 기업의 응용 프로그램을 위한 지점간 프로토콜의 개선된 방식이다. 단일 지점과 다지점간의 멀티미디어 응용 프로그램 전송을 위한 양방향 통신은 선택적이다. 하지만 서비스 제공업체가 모든 연결부분의 성능을 감시하려면 양방향 통신이 필요하다.

　실시간 선택적 양방향 통신을 통한 다중방송은 일부 이더넷 LAN에 있는 ‘다중방송’ 기능을 활용하는 것이다. 인터넷 엔지니어링 태스크포스(IETF:Internet Engineering Task Force)가 다중방송 기능을 IPv6에 채용했으나 인터넷의 대부분은 다중방송을 지원할 수 있는 기능이 향상된 라우터를 사용하지 않고 있다. 실시간 다중방송 응용 프로그램은 기업, 정부, 교육기관에서 사용할 가능성이 매우 높다.

　실시간 선택적 양방향 통신을 통한 방송은 지난 수십년 동안 라디오와 TV 네트워크가 해온 것과 비슷하게 하는 것이다. 방송 전개에서 디지털 멀티미디어 콘텐츠의 단일 버전이 모든 네트워크나 각 업체의 독자적인 네트워크를 통해 방송되면 모든 수신장치가 이런 방송신호를 동시에 받게 된다. 방송신호는 공공 인터넷을 이용해서는 내보낼 수 없고 전용 네트워크가 있어야 방송 서비스를 지원할 수 있다. 방송 서비스에 있어 양방향 통신은 선택적이다.

　저장후 재생 응용 프로그램은 고정 양방향 지점간 통신을 통한 저장후 재생, 선택적 단일 지점과 다지점간 통신을 통한 저장후 재생, 선택적 양방향 통신을 통한 저장후 재생 다중방송, 선택적 양방향 통신을 통한 저장후 재생 방송 등으로 세분할 수 있다.

　고정 양방향 지점간 통신을 통한 저장후 재생은 현재 디지털 멀티미디어 콘텐츠를 전송하는 데 가장 많이 사용되는 방법이다. 거의 모든 인터넷 콘텐츠는 고정 양방향 지점간 통신기능을 갖고 있다. 인터넷의 지점간 프로토콜은 양방향 통신을 필요로 한다. 선택적 단일 지점과 다지점간 통신을 통한 저장후 재생은 웹 이벤트와 기업의 특정 부서에서 근무하는 직원들과 같이 서로 긴밀하게 협력하는 사람을 대상으로 정보를 배포하는 데 사용하는 응용 프로그램을 함께 재생하는 데 사용되기 시작했다. 또 이것은 일부 콘텐츠 배송 네트워크 업체들이 자체 서버(origin server)에서 멀티미디어 광대역 인프라의 주변에 있는 자원 서버(source server)로 콘텐츠를 전송하는 데 사용하고 있다. 대개 단일 지점과 다지점간 콘텐츠 전송 기능은 전용 네트워크 업체들만이 제공하고 있다.

　선택적 양방향 통신을 통한 저장후 재생 다중방송은 대역폭을 절약하기 위해 이더넷 LAN의 다중방송 기능과 일부 인터넷 프로토콜 네트워크를 사용하는 방법이다. 일반적으로 다중방송 기능도 역시 전용 네트워크 업체만이 제공한다. 앞으로 몇 년 안에 현재의 인터넷과 앞으로 나올 인터넷Ⅱ가 다중 방송기능을 더 광범위하게 제공할 것으로 보인다.

　선택적 양방향 통신을 통한 저장후 재생 방송은 신호에 접속하는 모든 최종 사용자들이 디지털 멀티미디어 콘텐츠를 재생할 수 있게 해준다. 이 기능을 사용하는 가장 대표적인 곳은 양방향 통신채널을 사용하지 않는 TV방송 업체다. 많은 기업체들이 이 기능을 이용, 가맹점이나 백화점 또는 공장 등에 전용 비디오 방송을 제공하고 있고 또 이것은 원격교육에 유용하다.

　또한 실시간 및 저장후 재생의 혼합 응용 프로그램은 여러 가지 ‘부가가치’ 사업기회를 가져다준다. 앞으로 이와 같은 응용 프로그램의 ‘혼합과 결합’ 추세가 늘어날 것이다. 특히 영상회의 부문에서 실시간 비디오를 단일 지점과 다지점간 연결 네트워크와 파워포인트 슬라이드나 다른 콘텐츠의 저장 및 재생 다중방송, 음성 인터넷 텔레포니 기능 등을 결합, 직원교육이나 사업설명 등을 시행할 수 있을 것이다. 또 양방향 교육 응용 프로그램은 ‘생전송’과 재생 컴포넌트를 사용해 원격진료와 원격교육을 실시할 수 있을 것이다.