스트리밍(Streaming)  
스트리밍(Streaming)

이번시간에는 인터넷상의 방송과 동의어로도 곧잘 사용되는 “스트리밍”에 대해 알아본다 인터넷에서 파일이 작은 조각으로 나뉘어져 연속적으로 전송되는 것을 의미하는 스트리밍이 어떻게 탄생했고 종류로는 무엇이 있는지 살펴보자.
인터넷방송을 즐긴다는 것은 곧 스트리밍을 즐긴다는 의미와 상통하는데 이 스트리밍이라는 용어가 최근 부쩍 많이 사용되고 있다.
실제로는 자사 웹사이트에 스트리밍을 채용한 기업은 미국의 경우 지난 해에 비해 올해 17%증가했고 내년에는 47%증가할 것이라고 한다.
또한 스트리밍을 지원하는 프로그램인 리얼플레이어는 매일 10만회에 이르는 다운로드 횟수를 자랑하고 있다고 한다.
그렇다면 과연 스트리밍이란 무엇인가?여기서는 인터넷방송에 있어서 반드시 알아야 할 상식 또는 지식 중하나로 스트리밍에 대해 살펴보기로 한다.

스트리밍이란?

인터넷 방송에 있어서 스트리밍이라는 개념은 리얼네트웍사가 개발한 스트리밍 멀티미디어라는 기술에서 유래하는데, 이 기술의 원리는 아무리 큰 대용량의 멀티미디어 자료라도 이를 개별적으로 실행할 수 있는 1~2초분량의 작은 조각으로 나눠 시냇물이 흐르듯이 연속적으로 전송함으로써 이를 수신하는 사람은 전체자료가 모두 수신될때까지 기다릴 필요없이 즉석해서 각 조각의 파일들을 재생할 수 있도록 하는 것이다.
이는 마치 TV를 켜자마자 다양한 방송을 시청할 수 있는 것과 같은 효과를 제공한다고 해서 “인터넷방송”이라는 이름을 얻게되었다 그래서 현재 스트리밍이라는 용어는 인터넷상에서의 방송을 의미하며, 웹상에서 미이어 파일을 보는 것을 뜻하게 된다.

스트리밍의 기원과 표준 프로토콜

사실 스트리밍의 원조라고 할 수 있는 것은 뜻밖에도 이메일이다.
이메일 뉴스레터를 생각해보자 이것은 전송해달라고 요구한 것도 아니고 이시간에 도착하도록 예약해놓은 것도 아님에도 불구하고 전송되어 있다.
바로 푸시기술을 이용한것이데 그렇다면 푸시기술이 스트리밍과 무슨 관계가 이있는가?
왜냐하면 푸시기술은 동시다발적으로 미디어나 컨텐츠를 인터넷으로 방송한다는 뜻의 “브로드캐스팅”(Broadcasting)을 의 미하기 때문이다.
따라서 스트리밍은 브로드캐스팅의 한종류라고 할 수 있다. 한편 스트리밍은 기술적으로 유니캐스트(Unicast)와 멀티캐스트(Multicast)로 방식으로는 주문형(On Demand)과 라이브(Live)로 나뉘게 된다. 그렇다면 스트리밍은 어떤 프로토콜(일종의 계약)을 사용해 유니캐스트와 멀티캐스트를 행할까?
스트리밍 기술이 사용하는 표준 프로토콜은 RTSP(Real Time Streaming Protocol)이며, 이 규격은 지난 “98년, 넷스케이프사와 리얼네트웍사, 컬럼비아대학교가 공동 개발해 IETF(Internet Engineering)에 표준으로 등록한 것이다 참고로 RTSP프로토콜에 대해 좀더 자세하게 알고 싶다면 리얼네트웍사의 http://www.realnetworks.com/devzone/library/rtsp/index.html 를 참고하도록 한다.
한편 애플은 지난”97년 퀵타임 TV라는 프로젝트명으로 스트리밍에 대한 연구를 진행하였으나 얼마 지나지 않아 프로젝트명으로 스트리밍에 대한 연구를 진행했었으나 얼마 지나지 않아 프로젝트를 중지해버렸고, 리얼네트웍사는 RTPS를 개발하기전까지는 PNM이라는 프로토콜을 사용하였다.
RTSP가 표준이라면 퀵타임이나 윈도우즈 미디어 플레이어도 이규격을 사용할까? 물론 그렇다 퀵타임이나 윈도우즈미디어 플레이어의 액티브 스트리밍 포맷(.asf)은 클라이언트와 서버간의 상호작용을 RTPS에 의존해서 구현하고 있다.




스트리밍 (Streaming) 서비스

1. 스트리밍이란?

스트리밍이라는 용어는 웹방송서비스를 이루는 여러 가지 개념 중 가장 웹캐스팅의 근간이 되는 개념으로 인터넷을 기반으로 오디오나 비디오 신호를 흐르는 물처럼 연속으로 끊임없이 전달하는 기술이다.

먼저 스트리밍이라는 용어는 오디오와 비디오가 가지는 디지털체계인 0과 1의 조합으로 구성된 패킷들이 인터넷을 통해 연속적으로 끊임없이 전달된다는 사실에서 유래되었다. 기존에 인터넷을 통해 제공되어지던 동영상과는 크게 다른 점이라고 한다면 파일 다운로드를 위한 시간이 줄어 든 것이라 하겠다. 조금 더 보충해 설명하면 스트리밍 기술이전에 동영상을 웹상에서 보기 위해서는 파일 전체를 다운 받아야했다. 이러한 동영상의 경우 파일의 크기가 다른 형식의 파일보다 엄청나게 크기 때문에 다운로드를 위해 많은 시간의 투자가 필요하였다. 하지만 스트리밍의 기술이라는 새로운 개념의 도입으로 이러한 파일다운을 위한 시간적 손실은 사라지게 된 것이다. 즉 스트리밍 파일은 서비스 이용자의 요구에 의해 파일이 전동되어지는 것은 기존의 동영상의 파일다운개념과 크게 다르지 않으나, 가장 큰 차이점은 서비스 이용자가 자신의 통신환경으로 지원할 수 있을 만큼의 파일을 전송 받아 그만큼의 파일을 즉시 이용자에게 Play해 주고 그 동안 또 다시  그 다음 부분의 파일을 전송 받는 방식을 되풀이하는 것이다. 다시 말해 파일의 전송과 동영상의 시청이 동시에 이루어진다는 것이다. 즉 다운로드에 의한 동영상전송이 아닌, 실시간으로 전송과 구현이 가능하게 해주는 기술을 스트리밍 기술이라고 간단히 정의 내릴 수 있다.



 < 스트리밍 개념도 >

현재 국내에서 사용되어지는 스트리밍 솔루션으로는 RealSystem, Windows Media, StreamWorks등이 있으며 일반적으로 스트리밍 서비스를 위해 필요한 세 가지로 스트리밍서버, 스트리밍 인코더, 스트리밍 플레이어로 나눌 수 있다. 간단하게 설명하면, 리얼서버는 리얼오디오/비디오 등의 파일을 실시간으로 전송해주는 역할을 담당하며, 리얼인코더는 비디오소스를 디지털소스로 전환하고 이를 다시 스트리밍 시스템이 사용할 수 있는 파일포맷으로 바꾸어주는 역할을 한다. 마지막으로 스트리밍 플레이어는 이용자들이 스트리밍 서버를 통해 제공되어지는 스트리밍 파일을 실시간으로 시청할 수 있도록 환경을 제공하는 플레이어 기능을 한다.



자, 그러면 스트리밍 기술을 적용하기 위해서 먼저 이해해야 할 개념으로 신호의 디지털화와 버퍼링 그리고 코덱에 대해 알아보자.



(1) 신호의 디지털화

신호의 디지털화란 간단히 말해서 아날로그 신호를 디지털화 한다는 것으로 연속된 신호를 잘게 나누어 샘플링하여 재생 시 이 신호를 완벽하게 복제할 수 있도록 하는 것이다. 일반적으로 1초에 44.100회로 나누어 샘플링되는 오디오 시디 음향의 경우 음향의 진동 형태는 디지털 변환시 불연속 숫자로 이루어진 비트로 전환되어 기록된다.이렇게 디지털화 된 비트의 조각들을 스트림 시 1초에 44,100번 재생되면서 원래의 음을 재생하게 되는데 워낙 짧은 시간에 많은 수의 조각들로 샘플링 되기 때문에 이 단절된 수많은 조각들이 재생되어도 우리의 귀로 듣기에는 연속적인 소리로 들리는 것이다.



흑백영상의 경우를 보면 하나의 프레임을 디지털화하기 위해 다음과 같은 원리를 이용하게 된다. 하나의 이미지를 일정한 그리드 조각으로 나눈 뒤 그것을 일정한 면적(pixel)에서 포착되는 회색의 농도로 기록한다. 이렇게 기록된 데이터에 대해 검정색은 농도 0단계로 표현하며 흰색은 농도 255단계로 수치 값을 주어 총 256개의 농도 단계를 표현하게 되는 것이다. 256개의 순열을 통해 이미지를 데이터화하게 된다.



(2)Buffering

정보의 송수신을 원활하게 하기 위해 정보를 일시적으로 저장해 처리속도의 차를 흡수하는 방법이다. 원래 버퍼(buffer)란 한 장치에서 다른 장치로 데이터를 송신할 때 일어나는 시간의 차이나 데이터의 흐름속도의 차이를 보상하 기 위해 사용 하는 저장장치다. 다운로드와 성격이 틀려 저작권 분쟁에서 자유롭고 PC의 하드용 량에 전혀 영향을 주지 않는다. 버퍼링은 스트리밍을 하는 순간 또는 스트리밍 직후 잠시 뜸을 들이는 순간을 말한다. 흔히 스트리밍과 버퍼링은 물따르기에 비교된다. 즉, 컵에 물을 따르는 것은 스트리밍, 물이 차오르는 과정은 버 퍼링이라 할 수 있다. 화면이 나오기 시작하는 것은 물이 가득 차 넘치는 순간에 비유 된다. 버퍼링된 데이터는 방송의 모습으로 구현되고 사라진다



(3) Codecs(Compression and Decompression)

코덱이란 오디오와 비디오 소스를 디지털 형태로 전송하거나 저장하기 위해 적절한 형태로 인코딩하고 그것을 다시 오디오와 비디오 신호로 디코딩하기 위해서 제공되어지는 컨버터로서 사용되어 진다. 과거에는 워낙 동영상파일의 크기가 거대해서 화질보다는 파일의 용량을 줄이는 방법으로 코텍의 개발방향이 정해졌으나 근래에는 저장매체의 발달에 따라 전달되어지는 화질의 우수성을 목적으로 개발되어지고 있다.

많은 압축코덱들은 어떠한 품질로 어떠한 압축률을 적용하느냐에 따라 영상의 화질과 용량이 달라지게 된다. 비디오 CD의 경우 320*240의 화면사이즈로 초당 24프레임, 사운드 44Hz 스테레오 방식으로 75분 분량의 저장이 가능하며, DVD방식의 경우 720*480의 풀스크린, 29.97의 풀프레임, 스테레오 서라운드까지 저장하여도 용량이 남을 만큼 저장성과 압축효율이 좋다.





간단하게 윈도우에서 제공하는 비디오코덱의 종류와 특성에 대해 알아보기로 하자.



① Cinepak : Radius사가 개발한 코덱으로 고화질 재생을 제공하지만 압축시간이 오래 걸린다. 256컬러를 사용할 경우에 특히 효과적이며, 일반 압축 알고리즘과는 달리 다른 Asymetrical이라는 알고리즘을 이용하며 압축시간이 다소 오래 걸린다는 단점이 있지만 재생시에는 다른 코덱과 비교하여 빠른 압축시간을 갖는다. 일반적으로 고화질 CD타이틀에 사용되어 진다.

② Intel  Indeo : 인텔에서 개발되어진 비디오 코덱으로 여러가지 버전을 제공한다. 16비트 칼라에 효과적이고 좋은 화질을 제공하며 실시간 압축을 제공한다. 24비트로 이미지를 압축하였을 경우, 시스템이 24비트로 설정되어 있지 않더라도 마치 24비트처럼 좋은 화질을 재생할 수 있게 한다. 근래 제작되어지는 CD롬 타이틀의 경우 이 방식을 많이 사용하고 있다.

③ RLE(Run Length Encoded) : 단순한 비트맵이미지에 사용되어지는 것으로 2차원  애니메이션 제작에 효과적으로 사용되며 일반적인 영상물에는 사용하지 않는다. 다른 코덱에 비해서 압축효율성은 떨어지나 영사의 수평층에서 유사한 색상의 길이와 깊이를 기억하는 방식을 사용하는 알고리즘을 가진다. 이러한 이유로 화면에서 많은 영역에 걸쳐 같거나 유사한 색상을 사용하는 애니메이션에 사용되어 효과적인 결과물을 가지도록 한다. 그러나 8비트 이상의 영상은 압축할 수 없다는 단점을 가진다.

④ Microsoft Video : 마이크로소프트가 개발한 코덱으로 RLE와는 다르게 8비트에서 24비트까지의 영상을 압축할 수 있다. 뛰어난 화질과 압축률을 제공하지만 압축률을 너무 높이며 이미지가 끊어지고 파일의 용량도 커지는 단점이 있다.





2. 스트리밍 기술의 역사와 필요성

처음 스트리밍 개념이 사용되기 시작하였을 당시 대부분의 인터넷 사용자환경이 모뎀이였으므로 제공되어지던 서비스의 한계 또한 28.8kbps에 머물렀다. 거기에 파일의 압축기술도 기술적 한계를 가지고 있어 사용중의 파일이 끊어지는 현상은 비일비재한 실정이었다. 하지만 스트리밍 관련 기술이 발전함에 따라 인터넷의 성장과 함께 제공되어지는 멀티미디어 파일들이 대용량화 되면서 하나의 컨텐츠를 사용자가 보기위해 전체파일을 다운로드할 경우 많은 시간적 여우가 필요하게 되어 합리적이지 못하다는 결론에 이르게 되었다. 이에 스트리밍 기술은 파일의 다운로드와 동시에 파일의 내용을 시청할 수 있는 환경을 제공하기 위해 사용되어지고 있는 것이다. 그러므로 파일이 모두 전송되기 전이라도 사용자들은 컨텐츠의 내용을 확인할 수 있게 되었으며, 그로 인해 파일다운로드를 위해 낭비되었던 시간의 절감과 자신에게 별로 도움이 되지 않는다고 판단된 컨텐츠에 대해 간단히 중지시키고 다른 컨텐츠로의 이동을 자유롭게 한다는 이점을 제공해준다.





3. 스트리밍의 장점 & 단점



1) 스트리밍의 장점  

* 다양한 멀티미디어 데이터의 적용

오디오와 비디오, 애니메이션 텍스트와 이미지등 다양한 종류의 데이터의 전송이 가능하다.

 * 실시간 멀티미디어 데이터 전송

 음성이나 영상 정보를 이용할 때 기존에는 정보를 자신의 하드디스크로 모두 다운로드한 다음 읽어들였으나 스트리밍기술은 버퍼링을 이용함으로써 정보를 다운로드와 동시에 재생이 이루어지기 때문에 음성이나 영상 정보를 이용할 때 이들 정보를 자신의 하드디스크로 모두 다운로드한 다음 읽어들이는 것이 아니라 다운로드와 동시에 재생이 이루어지도록 하는 기술이다.

 * 각 사용자의 사용 환경에 적합한  데이터 전송

사용자의 접속속도에 따라 데이터 전송을 유동적으로 대처함으로써 서비스의 질적 향상을 높여 더 좋은 화질과 음질로 서비스 가능
 * 저작권 보호 및 보안성 강화

사용자 즉, 클라이언트가 동영상 컨텐츠를 자체 저장할 수 없어 불법복제가 불가능하며 기존 방식이 가지고 있던 저작권 문제가 해결되고 클라이언트는 별도의 저장공간을 필요로 하지 않는다.  



2) 스트리밍의 단점

- 인터넷등의 네트워크 망에 항상 접속되어야 하며, 네트워크의 속도에 제한적이다.


-스트리밍이 제대로 동작하기 위해서는, 서버로부터 데이터를 수신하는 클라이언트 부문이 데이터를 모아서 이를 사운드나 그림으로 변환해주는 응용 프로그램에 끊임없이 지속적으로 보내줘야 한다.


- 같은 시간에 수신한 데이터보다 더 많은 양의 데이터를 처리할 경우에는 데이터의 표현도 매끄럽지 못하고 끊어지게 된다.

-  (스트리밍 비디오의 경우는 현재 초당 8프레임정도 전송에 머무르고 있어 TV와 같은 부드러운 영상을 제공하지는 못한다.)





4. 스트리밍의 종류 및 비교



< Windows Media Technology(WMT) >



WMT 기술은 마이크로소프트사에서 제공하는 스트리밍기술이다. 원도우 NT기반으로 하는 동영상 지원 서버인 윈도우 미디어(Windows Media)에서MPEG 4를 기준으로 만들어진 ASF형식의 파일을 사용자에게 전송하면, 사용자는 WMT 이용자 프로그램인 Windows Media Player를 이용해 컨텐츠를 볼 수 있게 해주는 것이다.



< Real Media >



리얼네트워크사에서 제공하는 기술로써 자체 인코딩 기술인 리얼 미디어 파일을 이용해 자체 리얼 미디어 서버 시스템에서 각 리얼 미디어 플레이어에게 동영상 컨텐츠를 제공하는 것이다. 이 기술이 돋보이는 것은 인터넷방송을 시청할 수 있게 해주는 스프리팅(Splitting), 멀티캐스팅(Multicasting) 기술, 서버에서 사용자에게 스트리밍을 전송할때 전송속도에 맞게 데이터를 우송하는 슈어스트림(SureStream) 기술이 있기 때문이다.

▶ 리얼 시스템과 윈도우 미디어 테그놀로지의 비교


WMT
Real System

시스템 S/W 구성
윈도우즈 미디어 플레이어
리얼 플레이어

윈도우즈 미디어 툴즈
리얼 프로듀서

윈도우즈 미디어 서비스
리얼 서버

WMT 패키지로 배포

(Windows2000 및 Windows ME에 통합)
Real Authoring Kit 등 다양한 툴 외 Third Party 제품군 존재

지원 파일 포맷
asf,rm/ra,wav,avi,mov,mpeg,

midi,ivvf,aif,vod,au,mp3,id3
rm,wav,avi,vivo,mp3

서버 플랫폼
윈도우즈 NT (Windows 2000)
Windows, NT, Unix 등

솔루션 사용비용
무료
유료 (무료는 25users)

퀄러티
(리얼G2에 비하여 비교적)

화질 우수

높은 대역폭에서 우수
(window media에 비하여 비교적)

오디오 우수

낮은 대역폭에서 무난

XML 지원여부
지원안함
Smil 지원으로 응용성

모니터링
웹브라우저에서 지원
웹브라우저에서 지원

다중 대역폭
지원(but 별도의 파일)
슈어 스트리밍

운용의 편의성
MS 툴만 갖고 쓰기 좋다
일단 제작 쉽다, 확장성 좋다




그 외 스트리밍

Xing사의 스트림웍스(Stream Works)

자바 기반의 스트리밍 솔루션 EMULive

애플사의 Quick Time

VDOnet사의 VDOlive





5. 스트리밍 방송체재와 기존방송체계와의 차이점

다음 제시하는 표는 방송체계 면에서 뚜렷하게 구분되어지는 두 매체간의 성격이다. 서로간의 차이점은 장점이 될 수도 있고 단점이 될 수도 있다는 양면성이 존재함으로, 웹캐스팅을 위해 알아두어야 할 기본사항이 될 것이다.

기존방송체계
스트리밍 방송체계

1. 고가의 방송장비와 그를 운영하기 위한 대규모의 인원 필요

2. 고정된 편성시간에 따른 프로그램 송출

3. 풍부한 컨텐츠가 확보되어 있는 것이 장점이나 막대한 제장비용 소요

4. 공중파를 이용한 송출시스템

5. 단방향성격의 미디어
1. 저가의 웹캐스팅 장비 그리고 소규모의 인원만으로 충분

2. 고정된 편성시간에 제약받지 않으며 언제든지 시청 가능

3. 컨텐츠의 확보면에서 부족하나 컨텐츠로 제공되어질 수 있는 영역이 광대

4. 대역폭을 통한 신호송출

5. 쌍방향 성격의 미디어






6. 스트리밍 활용 가능 분야



기존 방송사, 신문사를 중심으로 한 인터넷 미디어업체의 부상과 인터넷 방송, 근거리통신망(LAN)을 통한 사내방송, 원격교육 등에 활용되며, 스트리밍 기술의 장점인 초 시간적, 탈 공간적인 방송에 쌍방향성을 접목하여 VOD사업, 홈쇼핑, 원격 진료, 인터넷 화상 회의, 게임, 감시 장비등에 응용되고 있다.

또한 이러한 분야가 IMT2000, 무선랜등의 서비스 시작으로 핸드폰, PDA 등의 모바일 장비로의 활용도 확대 되어 가고 있다.



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