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방송의 기술인터넷
방송의 기술
1. 개요
최근 개인용 컴퓨터와 고속 모뎀의 보급에 힘입어 멀티미디어 데이터의 전송이 가능하게 됨에 따라, 방송과 통신이 융합된 형태의 인터넷 방송이 등장하게 되었다. 이와 같은 방송과 통신의 융합은 초고속 네트워크를 비롯한 컴퓨터 통신 기술의 발달과 이를 전세계적으로 연결시킨 인터넷 기술을 이용하여 멀티미디어 데이터를 전송하는 것이 가능하게 된 것이 시발점이 되었다.
초창기의 인터넷 방송 서비스는 푸시 기술을 기반의 텍스트 서비스에 국한되었지만, 차츰 발전하여 현재와 같이 방송 컨텐츠들로부터 만들어진 멀티미디어 데이터를 VOD 형태로 서비스하는 단계까지 이르게 되었다. 이와 같은 환경이 갖추어짐에 따라, 인터넷을 통해 정보를 가지고 있는 방송국으로부터 이를 수신하는 이용자에게 영상이나 음성 등을 활용한 다양한 프로그램을 지속적이고 자동적으로 공급하여 마치 하나의 방송 채널을 보고 있는 것과 같은 서비스를 해 주는 인터넷 방송이 등장하게 된 것이다.
인터넷 방송은 PC가 TV를 대체한다는 의미에서 한단계 발전하여 양방향의 대화형 TV에 대한 가능성을 부각시켰고, 사용자가 원하는 멀티미디어 컨텐츠에 대한 실시간 서비스를 제공할 수 있는 길을 열었다. 즉, 기존의 방송 시스템에서는 불특정 다수의 시청자들을 대상으로 똑같은 내용을 보내주는 서비스를 위주로 하고 있기 때문에 사용자의 입장에서는 자신에게 필요한 내용이나 정보를 지속적으로 알기 위하여 계속해서 방송을 시청하는 수밖에 없었다. 이에 반하여 인터넷 방송은 방송 시간대뿐만 아니라 자신이 원하는 내용으로 구성된 채널을 시간과 공간의 제약없이 수신할 수 있으며, 컴퓨터와 결합된 멀티미디어 기술을 바탕으로 영상과 음성에 국한되지 않고 다양한 멀티미디어 컨텐츠를 자유롭게 주고받을 수 있다는 장점이 있다. 또한, 인터넷 방송은 단순히 인터넷을 이용한 멀티미디어 서비스뿐만 아니라 디지털 방송이 이루어지는 경우에 대한 양방향 서비스 시스템에서 사용할 수 있다는 장점이 있다.
본고에서는 이와 같은 시대적 흐름에 부응하기 위하여 인터넷
방송이 등장하게 된 배경과 현재 실시되고 있는 인터넷 방송 기술에 관하여 설명하였다.
2. 인터넷의 유래
인터넷은 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)라는 통신 규약을 기반으로 전세계의 컴퓨터를 연결한 세계 최대의 네트워크이며 수많은 네트워크들의 집합체를 의미한다.
인터넷이 등장하게 된 배경은 1960년대 컴퓨터 기술이 발달함에 따라 대형 컴퓨터에 많은 단말기를 연결하기 위한 패킷 통신의 필요성이 대두된 시점으로 거슬러 올라간다. 이 당시의 컴퓨터 업체들은 클라이언트/서버 구조를 기반으로 패킷 통신을 위한 통신 프로세서를 경쟁적으로 개발하기 시작하였다. 특히 IBM의 SNA (System Network Architecture)와 같은 계층적인 통신 구조가 등장하게 되자, 컴퓨터 회사들은 경쟁적으로 새로운 통신 구조를 만들어서 내놓았다. 따라서 다른 기종들 사이에 상호 연결의 필요성이 대두되었고, ISO(International Standard Organization)를 중심으로 개방 시스템 연결을 위한 표준 통신 구조를 연구하게 되었는데, 그 결과 OSI(Open System Interconnection) 기준 모형이 등장하게 되었다.
한편, 이 시기에 미국 국방성 산하의 ARPA(Advanced Research Project Agency)에 의한 ARPANET이라는 프로젝트가 진행되고 있었다. ARPANET의 목적은 광역 패킷 통신 기술을 시험하고, 이것이 실제 사용될 수 있는지 확인하는 것이었다. ARPANET에 의하여 스탠포드 연구소, 산타바바라 대학, UCLA, 유타 대학을 연결하는 네트워크가 완성되었으며, 일반 연구소와 대학에서도 점차 이것을 사용하기 시작하였다. ARPANET에서 초창기에 사용된 프로토콜은 NCP(Network Control Program)이었으나 차후에 버클리 대학에서 제안한 TCP(Transmission Control Protocol)와 IP(Internet Protocol)이 채택되었다.
근거리 통신 기능이 필요한 워크 스테이션이 1980년대 중반부터 급격히 보급되면서 TCP/IP를 기본으로 하는 컴퓨터의 수요는 폭발적으로 증가하였고, 이에 비례하여 인터넷도 성장하게 되었다. 특히 버클리 대학은 BSD(Berkely System Distribution)라는 유닉스 시스템을 기반으로 TCP/IP를 장착하여 ARPANET에 참가했다. 버클리 대학의 작업은 매우 성공적이었고, 향후 유닉스 시스템에서는 기본적으로 TCP/IP를 제공하게 되었다.
오늘날 대형 컴퓨터에서 PC에 이르기까지 인터넷의 사용이 보편화됨에
따라서 TCP/IP는 사용자들이 가장 선호하는 통신 프로토콜이 되었고, 인터넷이 발전하는데
지대한 공헌을 하였다. 인터넷은 현재에도 계속 성장하고 있으며, 사용자는 1986년
이후 매년 거의 100%씩 증가하고 있다. 특히 1996년도 인터넷 사용자의 숫자는 3억명을
넘어선 것으로 알려져 있다.
3. 인터넷 방송의 개념
가. 기존의 방송과 인터넷 방송의 차이점
기존의 방송과 인터넷 방송은 기본적인 환경이 다르기 때문에 이를 비교하는 것이 무리일 수 있다. 그러나 현재의 인터넷 방송의 많은 부분이 공중파 방송을 모방하는데서 시작했으므로 시스템이나 구성면에서 기존의 방송과 유사한 면이 많다.
기존의 모든 방송 시스템은 단방향 정보 전달이 가능하도록 설계되었다. 즉, 방송을 송신하는 방송국, 이를 중계하는 매체, 그리고 방송을 받아들이는 수신기로 구성되어 있다. 이들 가운데에서 전달 매체가 각각 공중파와 인터넷이라는 점과 수신기가 텔레비젼과 컴퓨터라는 점 이외에는 기본적인 구성이 동일하다.
그렇지만 기존의 방송과 인터넷 방송은 기본적으로 단방향 전송을 기반으로 출발한 매체와 쌍방향 전송을 기반으로 출발한 매체 사이의 차이점으로 인한 여러 가지 차이점이 있다. 즉, 기존의 방송 시스템에서는 다수의 시청자에게 같은 내용을 보내주는 시스템을 위주로 하기 때문에 개개인에 대한 배려는 거의 없다고 해도 과언이 아니다. 따라서 자신에게 필요한 내용이나 정보를 지속적으로 알기 위해서는 계속해서 방송을 시청하고 있다가 원하는 프로그램이 방영되는 시간대를 찾거나 비디오 등의 다른 장비를 이용하는 수 밖에 없다.
이에 반하여 인터넷 방송은 일정한 방송 시간뿐만 아니라 내용면에서도
시청자가 스스로 재구성할 수 있으며, 자신이 원하는 내용으로 구성된 채널을 시간과
공간의 제약없이 수신할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 컴퓨터를 기반으로 하는 멀티미디어
기술을 바탕으로 하고 있으므로 영상과 음성에 국한되지 않고 다양한 멀티미디어
컨텐츠를 자유롭게 방송할 수 있다는 장점이 있다. 특히, 광범위한 정보 검색, 저장
기술과 어울려 다양한 형태의 부가 내용을 전달할 수 있고, 이를 원하는 대로 가공할
수 잇다는 점이 인터넷 방송의 또다른 장점이다.
나. 인터넷 방송 시스템의 구조
1) 인터넷 방송국
인터넷 방송국은 인터넷 서비스를 위한 컨텐츠를 제작하고 내용을 구성하는 역할을 하는 곳이다. 현재의 방송국과 같이 카메라로 찍거나 음성을 녹음하는 행위를 수행하기도 하고, 이들을 편집하여 프로그램으로 만들기도 한다.
하지만 인터넷 방송국은 기존의 방송국과 많은 차이가 있다. 인터넷 방송에서의 프로그램 편집은 전적으로 방송국에 의존하기보다는 이용자 측에도 상당 부분 권한이 있기 때문에 이들에게 다양한 채널과 컨텐츠를 자유롭게 제공할 수 있어야 한다. 예를 들면 음악 채널과 같이 쉽게 방송할 수 있는 간단한 프로그램들이라 하더라도 방송 편성이나 순서를 정하는 것을 이용자의 몫으로 넘기는 경우가 많다.
따라서 인터넷 방송국에서는 멀티미디어 형식으로 구성된 수많은
데이터와 단순 가공된 프로그램을 보관하고 있다가 사용자의 요구가 있는 경우에
개인에게 맞는 채널과 방송 순서를 형성하고, 이를 통하여 편집된 데이터를 내보내는
기능을 수행한다.
2) 인터넷
인터넷은 인터넷 방송국에서 제작하고 시청자에 의해 선택된 프로그램과 컨텐츠를 전달하는 매체이다. 일반적으로 인터넷 방송국에 있는 서버와 사용자의 단말기는 인터넷 위에서 쌍방향 통신이 가능하도록 TCP/IP나 UDP(User Datagram Protocol)을 이용하여 데이터를 실어 보낸다. 물론 Mbone과 같은 멀티캐스트 환경이 네트워크의 부하를 감소시켜 데이터를 효율적으로 전송할 수 있지만 구조적인 문제 등으로 인하여 현실적으로 널리 보급되지 못하였다.
현재의 사용자층은 기존의 인터넷 구조로 수용이 가능하지만,
앞으로 이용자가 늘어날 경우 인터넷 방송은 제한된 네트워크 트래픽 문제로 인하여
타격을 입을 수 있는 여지가 있다. 그러므로 기술적인 차원에서 디지털 위성, 케이블
방송, 그리고 인터캐스트 등의 다양한 보완책이 제시되고 있다.
3) 수신기
인터넷 방송의 수신기는 각종 프로그램과 관련하여 데이터를 수신하는 기능을 수행하는 부분을 말한다. 아직까지 인터넷 방송의 수신기는 컴퓨터이기 때문에 대부분은 소프트웨어로 구성되어 있으나 WebTV와 같은 셋톱 박스 형태로 시판되는 것도 있다.
현재 가장 널리 사용되는 수신기는 리얼 플레이어이다. 하지만
이와 같은 기술 개발 업체에서 제공되는 수신기만으로는 다양한 서비스를 할 수 없고,
다양한 컨텐츠를 전송할 때 심각한 문제가 발생한다.
4. 인터넷 방송 기술
인터넷 방송에 대한 개념이 등장한 것은 WWW(World Wide Web)이
일반화된 시점부터라고 볼 수 있다. 비록 WWW가 등장하기 전에도 학교와 연구 기관들
사이에 연결된 인터넷망을 통하여 FTP(File Transfer Protocol)와 NFS (Network File
System)를 이용한 멀티미디어 클립의 교환이 가능하기는 했지만, 텍스트 문자, 정지
화상, 오디오, 비디오와 같은 멀티미디어 데이터를 전송하는 웹브라우저 기반의 WWW
환경이 확립된 시점부터 인터넷 방송이 등장했다고 보는 것이 일반적이다. 현재,
기존 인터넷 환경에서의 인터넷 방송 서비스를 위하여 푸시(push) 기술, 스트리밍(streaming)
기술 등이 개발되어 멀티미디어 데이터 전송에 사용되고 있다.
가. 문자 기반 인터넷 방송
초창기의 인터넷 방송은 푸시 기술을 기본으로 하는 문자 기반의 서비스였다. 푸시 기술이란 뉴스, 주식 시세, 부동산 정보 등 최신 정보를 찾기 위하여 웹사이트들을 찾아다닐 필요없이 정보 제공자가 주기적으로 갱신하는 데이터를 전달하는 기술이다. 푸시 기술이 등장하게 된 배경은 자신이 원하는 정보를 막막한 인터넷 사이트들로부터 힘들이지 않고 전달받고자 하는 필요성 때문에 나타나게 되었다. 즉, 인터넷의 양방향성, 접속 기반, 그리고 객체 기능 등을 이용하여 문자 정보를 자동으로 서비스하고자 하는 취지로서 등장한 것이다. 현재에도 이 방식은 신문 기사, 날씨 정보와 같은 문자 기반 서비스를 중요시하는 사이트에서 사용되고 있다.
푸시 기술의 구현 방식에는 특정한 컨텐츠 공급 업체의 클라이언트용 브라우저를 실행시켜서 클라이언트 컴퓨터가 아무런 작업을 하지 않는 경우에 정보를 자동으로 전송, 저장하는 오프라인 브라우징 기술과 사용자가 정보의 위치를 모르는 경우에도 인텔리전스 로봇을 사용하여 정보를 찾아서 클라이언트와 서버 사이의 에이전트 모듈 사이에 통신을 가능하게 하는 에이전트 컴퓨팅의 두가지 방식이 널리 사용되고 있다.
현재 전세계적으로 푸시 서비스를 제공하고 있는 업체는 매우 다양하며(http://www.strom.com/imc/t4a.html), 이들이 채택하고 있는 기술들 가운데, 브라우저와 결합된 넷스케이프의 채널 파인더와 마이크로 소프트의 액티브 채널이 가장 널리 사용되고 있다.
나. 멀티미디어 기반 인터넷 방송 기술
푸시 기술을 근간으로 하는 문자 기반 서비스가 확산됨에 따라서 문자 정보뿐만 아니라 음성과 동영상을 실시간으로 전달하고자 하는 노력이 진행되었다. 하지만 전화선을 이용한 모뎀의 대역폭은 굉장히 제한되어 있기 때문에 음성과 동영상을 높은 품질로 전송하는 데에는 많은 어려움이 따른다. 또한, 실시간 전송을 위해서는 미디어의 전송이 끝난 후에만 내용을 볼 수 있으면 안되고, 미디어의 전송 중에도 내용을 볼 수 있는 방법이 지원되어야 한다.
이와 같은 문제를 해결하기 위한 많은 연구가 진행되었는데, 기존의 동영상 압축 알고리듬을 좁은 대역폭에 적합하도록 발전시킨 별도의 표준화 안이 마련되었고, 인터넷과 같은 매체 공유 네트워크에서 실시간성을 보장하기 위한 새로운 프로토콜이 개발되었다. 즉, 컴퓨터 네트워크를 통해 동작하는 멀티미디어 응용 프로그램은 기존의 네트워크 환경을 이용하고 있다. 그러나, 기존의 네트워크 환경은 데이터를 오류없이 전송할 목적으로 설계된 것이므로, 파일의 전송이나 전자 우편의 전송과 같은 경우에는 안정적으로 동작하지만 대규모 멀티미디어 데이터를 전송하는 과정에서는 전송 지연이라는 문제가 발생하게 된다. 그러나, 음성이나 영상 위주의 멀티미디어 데이터는 파일의 전송과는 달리 신뢰성보다 데이터의 실시간성이 보장되어야 한다. 왜냐하면 전송 중에 패킷이 손실되더라도 그 손실이 일정량 이하이면 소프트웨어적으로 보상이 가능하며, 보상이 안되더라도 전체적인 영상을 보는데 큰 지장이 없기 때문이다.
이러한 필요성 때문에 기존의 TCP/IP 프로토콜과는 별도의 RTP(Real Time Protocol), RSVP(ReSerVation Protocol) 스트리밍 프로토콜이 등장하게 되었다. 스트리밍 프로토콜은 핸드쉐이킹 기반의 전송 방식과 같이 재전송을 통한 오류 복구 능력은 없지만, 실시간 전송이 가능하기 때문에 오류가 발생하더라도 약간의 화질 열화만 나타나고 멀티미디어 데이터를 끊어짐없이 계속적으로 전송할 수 있다.
RTP는 기존의 IP를 이용하기 위하여 접속 기반이 아닌 UDP를 주로 사용한다. 특히, RTP는 서비스 품질 정보를 교환하고 네트워크의 상태를 파악하기 위하여 RTCP(Real Time Control Protocol)을 사용하기 때문에 현재의 네트워크 상태에 적합한 데이터 품질로 서비스를 할 수 있다. 현재 RTP는 IETF(Internet Engineering Task Force)의 RFC1889로 표준화된 상태이며, RTSP(Real Time Streaming Protocol), Java JMF(Java Media Framework)과 결합하여 상용화되어 있다.
RSVP는 수신측에 기반을 둔 프로토콜로서, 자기가 원하는 만큼 자원을 요청하는 예약 과정을 거치도록 한다. 즉, 라우터를 포함한 인터넷 환경에서 패킷 전달 과정에 발생하는 패킷 큐잉은 여러 가지 형태의 패킷 전송 지연을 일으키기 때문에 RSVP는 우선 순위를 마련하여 패킷을 전달한다. 그러므로, RSVP를 이용하면 높은 우선권을 가지는 멀티미디어 스트리밍 응용 프로그램에 대해서 필요한 만큼의 서비스 품질을 보장할 수 있다. 그러나, RSVP를 사용하기 위해서는 인터넷의 모든 라우터가 RSVP를 지원해야 한다는 단점이 있다.