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HD급 온라인 동영상 전송 과제 해결 ‘시급’
고품질 동영상 전송
2010년 10월 20일 19:45:35 데이터넷 webmaster@datanet.co.kr

웹은 언제 어디서든 신속하게 접속할 수 있다는 이점을 기반으로 높은 화질과 풍부한 하이파이 오디오 등의 동영상 콘텐츠를 제공해 정보 및 엔터테인먼트를 위한 통로로 자리를 잡아 가고 있다. 그러나 아직도 핵심 인프라의 예측 불가능하고 불안정한 특성 해결을 위한 과제가 남아있다. 웹을 통해 고품질 동영상을 전송하고자 하는 콘텐츠 제작자들이 직면한 과제를 살펴보고, 미디어 기업들은 이러한 문제를 어떻게 극복할 수 있을지 살펴본다. <편집자>

   

 

정택진
아카마이코리아 PS 인터내셔널 프로페셔널 서비스 부문 차장
tchong@akamai.com

웹은 막대한 잠재력을 지니고 있어 사용자들에게 다양한 편의를 가져다 주고 있다. 그 중에서도 특히 웹은 언제 어디서든 신속하게 접속할 수 있다는 이점을 기반으로 높은 화질과 풍부한 하이파이 오디오 등의 동영상 콘텐츠를 제공해 점점 더 많은 시청자들의 정보 및 엔터테인먼트를 위한 통로로 자리를 잡아 가고 있다.

하지만 유감스럽게도 그 가능성 실현에 있어 해결해야 할 몇 가지 과제가 아직 남아있다. 우리 삶의 중요한 도구로 자리를 잡은 웹의 핵심 인프라의 예측 불가능하고 불안정한 특성 때문이다. 이로 인해 엔드 유저는 느린 동영상 시작 시간, 재생 중 끊김 현상, 동기화되지 않은 음성 및 재생 중단과 같은 문제를 경험하게 된다.

이에 웹을 통해 고품질 동영상을 전송하고자 하는 콘텐츠 제작자들이 현재 직면한 과제에 대해 고찰해 보고, 최근 시청자들이 기대하고 있는 하이파이 동영상 경험을 제공하기 위해 미디어 기업들은 어떻게 이러한 문제를 극복할 수 있을지 살펴보자.

   

▲ 전 세계 초고속인터넷 접속속도 보급 현황

HD급 고품질 ‘재촉’
최근 인터넷상의 동영상 트래픽 추이를 살펴보면 온라인 동영상은 지속적으로 붐을 일으킬 것으로 전망된다. 아카마이가 최근 몇 년 동안 조사 분석한 인터넷 트래픽 자료에 의하면 증가하는 트래픽 중 인터넷 동영상 스트리밍의 비중이 상당히 큰 것으로 나타났다. 또한 미국의 인터넷 시장조사기관인 컴스코어 동영상 메트릭스(ComScore Video Metrix)에 의하면 현재 미국인이 인터넷을 사용하는 시간은 전체 시간의 1/8 이상이며, 2008년 12월에는 미국 인터넷 인구의 78% 이상이 온라인 동영상을 시청했고, 같은 달 143억 개의 동영상이 열람됐다.

한편 최근 들어 브로드밴드 접속이 보다 고속화되고 가격은 저렴해짐에 따라 동영상 서비스에서 ‘고속’, ‘높은 안정성’, ‘고화질’ 등 고급화 현상이 나타나고 있고, 시청자들 역시 점점 더 HD 동영상을 요구하고 있다. 아카마이의 2009년 4분기 인터넷 현황보고서에 의하면 아카마이 네트워크를 이용하는 전 세계 엔드 유저의 약 20%가 초고속 브로드밴드(>5Mbps)에 연결돼 있었다.

증가하는 HD 동영상의 수요는 오프라인 세계에도 반영되고 있다. 시장조사기관 인스타트(In-Stat)에 의하면 미국에서 HDTV 방송을 수신하거나 시청하는 세대 수는 2008년 40%에서 지금도 계속 증가하고 있다. 또한 2008년 9월 실시된 미국의 가격비교 사이트 프라이스그래버닷컴(Pricegrabber. com)의 조사에 따르면 조사대상자 2000명 중 HDTV를 소유하지 않은 고객의 73%가 어려운 경제상황에도 불구하고 다음해 HDTV 구입을 계획하고 있다고 밝혔다. 조사대상자의 50% 이상이 음성 및 화질 향상을 위해 이와 같은 응답을 했다고 밝혔으며, 21%만이 가격하락이 주요한 동기라고 응답했다.

온라인 동영상, 브로드밴드, HD 방송에서의 이러한 경향을 종합해 보면 온라인 시청자들이 보다 나은 고속 및 고품질 동영상을 추구하고 있다는 것을 명확히 알 수 있다. 따라서 더 많은 시청자들을 끌어들이고자 한다면 콘텐츠 제작자들은 이러한 기대에 부응할 필요가 있다.

온라인 동영상 수요 급증
온라인 동영상에 대한 수요는 나날이 증가하고 있지만, 이를 충족해야 하는 콘텐츠 제작자들 앞에는 해결해야 할 몇 가지 과제가 있다. 온라인 동영상은 부적절하게 실행되는 경우, 재생까지 긴 대기시간, 저화질, 버퍼링으로 인한 잦은 중단 문제 등이 발생해 엔드 유저들에게 큰 불편을 안겨준다. 이러한 불편을 겪은 사용자들은 향후에 해당 사이트를 외면할 가능성이 높다.

시장조사기업 주니퍼리서치(Juniper Research)는 온라인 동영상을 정기적으로 이용하는 엔드 유저 중 60% 이상이 시청 체감이 좋지 않은 경우, 다시 사이트를 방문할 가능성이 낮아진다고 밝힌 바 있다. 엔드 유저의 시청 체감을 만족시키는 것이 어려운 이유는 웹상에서 데이터 전송 시, 고품질 스트림 및 확장성을 충족시키는 것이 쉽지 않기 때문이다. 다시 말하면 인터넷의 불안정한 특성 때문에 웹상에는 데이터 전송을 방해하는 수많은 장애가 존재하고 있다는 것이다.

· 인터넷 폭주 문제: 동영상 데이터는 서버에서 엔드 유저로 스트리밍 될 때, 엔드 유저에게 도달하기까지 대개 복수의 네트워크 및 피어링 포인트를 경유할 필요가 있다. 이러한 장거리 패스에는 폭주하는 피어링 포인트, 백본 정지, 라우팅 문제, 불충분한 ISP 백본 용량, 제한된 엔드 유저 대역폭 등 패킷 손실 또는 지연을 유발하는 여러 가지 잠재적인 원인이 존재하고 있다. 고품질 동영상에는 높은 비트 전송률이 요구되므로 이러한 취약점은 더욱 빈번히 나타나게 된다.

· 서버와 엔드 유저의 거리 문제: 10년 전에는 엔드 유저의 다이얼업 모뎀이 리치 미디어 전송에 주된 걸림돌이었다. 그러나 최근 인터넷상의 HD 콘텐츠 전송에 있어 대부분 서버와 엔드 유저간의 거리로 인해 문제가 발생하고 있다. 이는 인터넷 전송의 기본이 되는 네트워크 프로토콜(TCP)의 동작 방식으로 인해 발생한다. TCP에서는 한 번에 소량의 데이터만이 전송 가능하며, 일정량 이상의 데이터 전송 시에는 데이터의 사전확인 응답이 요구된다. 따라서 서버와 엔드 유저 간의 거리(또는 지연 시간)가 멀수록 연결의 최대 가능 처리율은 낮아지게 된다.

· 엔드 유저 접속 상황에 따른 원활하지 않은 지원서비스 문제: 콘텐츠 제작자는 동영상 서버에 접속할 때, 접속 가능한 연결성에 기반해 각 엔드 유저로 전송하는 동영상 스트리밍의 품질(비트 전송률)을 결정할 수 있다. 그러나 사용자 입장에서 효과적인 연결성은 인터넷 폭주의 패턴 변화에 따라 끊임없이 바뀐다. 예를 들면, ISP는 통상적으로 주어진 시점에 극히 일부의 사용자만이 모든 용량을 사용할 것이라는 전제하에 라스트마일의 용량을 준비한다. 그러나 같은 라스트마일 액세스 포인트를 공유하는 수많은 사용자가 하나의 온라인 이벤트를 동시에 시청하기 시작할 경우, 라스트마일은 과부하 상태가 돼 각 사용자의 사용 가능한 대역폭은 눈에 띄게 감소하게 된다.  

· 데이터 확장성 문제: HD 동영상에는 사용자마다 약 10Mbps의 데이터 스트림이 필요하다. 예를 들면, 100만 세대로 전송하는 경우, 엔드 유저에 대해 10Tbps의 트래픽을 지속적으로 지원해야 한다. 그러나 인터넷의 중심 인프라(몇몇 거점의 데이터센터를 이용한 집약형 CDN 포함)는 수많은 다운 스트림이 야기하는 병목현상 때문에 필요한 처리량을 충분히 제공할 수 없다.

기본적으로 온라인 동영상 전송의 과제들은 인터넷 그 자체에 내재돼 있다. 1300만을 넘어서는 경쟁 네트워크로 구성돼 있다는 것을 생각했을 때, 인터넷은 놀라울 정도로 잘 작동하고 있다. 그러나 인터넷에 존재하는 수많은 병목과 용량 제한은 어느 한 가지 요소나 몇 가지에 의해 제어될 수는 없기 때문에 예측 및 관리가 매우 어렵다. 물론 이러한 문제는 모든 유형의 인터넷 콘텐츠에 영향을 미치지만 대량의 데이터를 초고속으로 전송해야 하는 동영상에 있어서는 더욱 어려운 문제다.

   

▲ 아카마이 다이내믹 스트리밍 콘테츠 전송 과정

기존 동영상 스트리밍 솔루션, HD급 재생 ‘역부족’
엔드 유저의 접속 속도와 하드웨어 기능은 모두 다르므로 각각의 로컬 운영 환경에 따라 동영상 시청에 대한 기능이 다양하게 요구될 수 있다. HD가 현실화되면서 이 범위는 계속 증가하고 있다. 최신 PC와 최고 속도의 접속 환경을 갖춘 사용자는 가능한 최고의 체감을 원할 것이다.

하지만 과거 동영상 제작자는 동영상을 저해상도로 공급해 수많은 시청자를 잃게 되는 위험을 감수해 왔다. 일부 스트리밍 솔루션은 시청자가 동영상 시청 시 저해상도나 고해상도의 버전 중 선택하도록 해 문제를 해결하려고 한다. 이보다 정교한 미디어 서버는 자동으로 대역폭을 검출할 수 있어 검출된 대역폭을 기반으로 가능한 최고의 스트림을 전송하려고 한다.

그러나 유감스럽게도 이용 가능한 대역폭은 대개 그때그때 다르다. HD 동영상을 온라인으로 시청하고 있는 어떤 일반 사용자가 10Mbps 전체를 이용하고 있다고 가정해 보자. 그런데 같은 세대 내 다른 사용자가 그와 동시에 다른 HD 동영상을 온라인으로 시청할 경우, 각 사용자의 사용 가능한 대역폭은 반으로 나뉠 가능성이 있다. 결과적으로 착신 데이터 각각의 속도가 재생에 필요한 속도보다 상당히 느리게 돼 양쪽 시청자의 동영상이 중간중간 끊기면서 재생되거나 버퍼링으로 중단되는 경우가 계속 발생되는 것이다.

중단없는 동영상 경험으로 시청자 확보
아카마이가 지원하는 다이내믹 스트리밍은 서로 다른 비트 전송률 스트림 간의 유연한 전환을 연속적으로 가능하게 해 이러한 문제를 바로 해결할 수 있다. 또한 이용 가능한 대역폭 및 CPU 처리 능력의 실시간 변동에 맞춰 동영상 스트림을 확대하거나 축소할 수 있다.

따라서 엔드 유저 단에서는 환경의 변화에 관계없이 연속적이고 중단 없는 재생이 가능해지는 것이다. 이를 통해 적합한 로컬 환경을 갖춘 사용자는 진정한 HD 체감을 누릴 수 있게 되며, 조건에 미치지 못하는 경우에도 가능한 최고의 화질을 전송해 변화에 빨리 적응하고 중단 없는 동영상 경험을 할 수 있게 된다.
궁극적으로 시청 체감을 향상시켜 더 많은 시청자들을 끌어들인 미디어 기업은 강력한 브랜드 인지도를 구축할 수 있을 뿐 아니라 시청자 수 및 시청 시간 증가로 광고 수익을 창출할 수 있다.

뿐만 아니라 전 세계에 걸쳐 6만5000여 대의 서버로 구축된 아카마이 글로벌 인프라를 주문형으로 활용한다면 하드웨어, 소프트웨어 및 네트워크 인프라에 대한 선투자와 코로케이션, 인력 지원 및 점검과 같은 실제 운용비용을 대폭 절감해 규모의 경제라는 이점을 누릴 수 있다.

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