우리나라는 아주 짧은 기간에 산업화, 정보화에 성공하였고 이제 유비쿼터스 사회를 향해 가고 있다. 유비쿼터스 사회로 향하는 길목에서 가장 각광을 받게 될 서비스가 IPTV(Internet Protocol Television)가 아닌가 싶다.
IPTV는 방송과 통신의 융합은 물론 유선과 무선을 통합하고 정보와 컴퓨팅까지 제공하는 사이버 세상(Virtual reality life)을 열어가는 단초가 될 것으로 보인다.
필자는 2006년부터 IPTV기술기준 연구반을 만들어 IPTV 기술기준을 작성하여 고시한 바 있고, 전 MIC IPTV전략추진실무반장을 맡아서 국내외 IPTV 표준화를 추진한 경험을 바탕으로 IPTV의 기술발전 현황에 대해서 정리하고 발전 방향을 조망해 본다.
1. 인터넷 멀티미디어 방송(IPTV)의 정의
IPTV(Internet Protocol Television)란 인터넷 통신규약(protocol), 다시 말해 인터넷 통신 언어를 이용하여 텔레비전 신호(영상과 음성과 문자)를 보내고 받을 수 있는 서비스를 말한다. IPTV 사전(Althos, 2006)에서 찾아보면 인터넷이란 “개인이나 정부 컴퓨터들을 상호 연결한 공중 데이터 망으로, 인터넷 프로토콜로 만들어진 패킷(정보)을 이용하여 데이터를 한 지점에서 다른 지점으로 전달하며 전송된 패킷은 노드(nodes, 즉 네트워크 스위치)에서 전송할 주소를 찾는다.
각 노드는 수신된 패킷을 보내고자 하는 목적지에 더 가까운 다른 노드로 전송되며 패킷이 찾아 갈 목적지를 나타내는 라우팅 테이블(주소)도 가지고 있다. 알파넷(ARPANET)에서 진화된 인터넷은 네트워크의 일부 기능이 작동 불능인 상태에서도 계속적인 데이터통신이 가능하게 설계되어 있다”라고 설명하고 있다.
한편, ITU-T(International Telecommunication Union - Telecommunication, 국제전기통신연합의 표준화 분문)에서 구성하여 운영한 FG(Focus Group)-IPTV에서 정의한 것을 보면 “IPTV는 QoS/QoE, 양방향성, 보안 및 신뢰성이 보장된 IP망을 통하여 제공되는 텔레비전, 비디오, 텍스트, 오디오, 그래픽 및 테이터 등과 같은 멀티미디어 서비스이다”라고 정의하고 있다.
한편, 인터넷 멀티미디어 방송사업법에서는 “인터넷 멀티미디어 방송이란 광대역통합정보통신망등(자가 소유 또는 임차 여부를 불문하고, 「전파법」제10조제1항제1호에 따라 기간통신사업을 영위하기 위하여 할당받은 주파수를 이용하는 서비스에 사용되는 전기통신회선설비는 제외한다)을 이용하여 양방향성을 가진 인터넷 프로토콜 방식으로 일정한 서비스 품질이 보장되는 가운데 텔레비전 수상기 등을 통하여 이용자에게 실시간 방송프로그램을 포함하여 데이터·영상·음성·음향 및 전자상거래 등의 콘텐츠를 복합적으로 제공하는 방송을 말한다.“라고 정의하고 있다.
결론적으로 IPTV란 광대역인터넷통신망을 통해 음성, 영상, 문자, 텔레비전 등 다양한 서비스를 이용할 수 있고, 서비스 이용자와 제공자가 상호 통신도 할 수 있어 필요한 서비스를 주문해서 이용할 수 있도록 한 단계 더 발전시킨 방송통신서비스 형태를 말한다.
2. IPTV 기술발전 현황
IPTV 서비스 제공을 위해 요구되는 기술을 크게 분류하면 이용자측면, 네트워크측면, 서비스 제공자측면, 컨텐츠 제공자측면의 기술로 나누어 볼 수 있으며, 미래 Mobile IPTV 기술까지 포함할 수 있다. 각 분야별로 대표적인 기술을 간단히 설명하면 다음과 같다.
[그림 2] 일반적인 IPTV 계통도
가. Terminal(STB) 관련 기술
IPTV에서 STB(Set Top Box)는 디지털 컨텐츠를 TV 또는 이용자 단말장치를 통해 볼 수 있게 해 주는 장치로서 이용자와 직접 인터페이스하는 IPTV의 핵심 요소이다.
따라서 기존의 방송서비스와 좀더 차별하기 위해 양방향성, 개인화된 서비스, 보안성 등이 요구되는데, 이를 구체적으로 정리해 보면 IPTV STB 확장성, IPTV 서비스의 개인화 지원 기능, IPTV STB의 양방향성 등이 있다. 이러한 요구사항을 수용할 수 있는 이용자 터미널로 디지털TV나 멀티미디어 이동단말기가 있으며 앞으로 광대역 이동 멀티미디어 단말기로 발전해 갈 것으로 보인다.
나. Network관련 기술
기존의 네트워크는 Best Effort IP Network 이였다면 미래의 IPTV 네트워크는 Premium IP Network, Digital CATV Network, Broadband Mobile Network이 될 것이다. 이들 네트워크는 이미 구축되었거나 구축하고 있다.
한편, 다양한 컨텐츠를 Head End로부터 가입자 댁내까지 전송하는 망으로서 발생하는 트래픽 부하를 피하고 동시접속으로 인한 동영상의 품질 저하를 막기 위해서는 적절한 트래픽 처리 기술이 필요하다. 보통 두 가지 방식을 고려할 수 있는데, 유니캐스팅 방식과 멀티캐스팅 방식이 바로 그것이다.
유니캐스팅은 Head End에서 이용자의 시청 요구에 따라 요청 수만큼 동일한 데이터를 복사하여 이용자들에게 전송하기 때문에 전 구간에 걸쳐 광대역이 요구되며 이에 따라서 특정 구간의 트래픽 과부하를 야기시킬 수 있는 단점이 있다.
반면 멀티캐스팅은 데이터를 중간의 라우터에서 복사하여 요청한 이용자들에게 전달하기 때문에 전 구간의 관점에서는 망의 부하가 줄어듦으로써 망 이용 효율 측면과 또한 이에 따른 트래픽 부하를 피할 수 있는 장점이 있다. 따라서 실시간 채널 서비스를 제공하는 경우에는 멀티캐스팅이 유니캐스팅 보다 더 적합하다.
또한 IPTV에서는 기존 인터넷의 Best effort 방식이 아닌 적정한 품질을 보장해 주는 즉 QoS가 보장된 서비스가 필요하며 QoS 보장을 위한 기술은 매우 중요한 과제가 되고 있다.
[그림3] 네트워크 구성도
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다. 서비스 제공관련 기술
IPTV에서 Head End는 컨텐츠 공급자들이 제공하는 컨텐츠를 IPTV 서비스로 가공하여 이용자에게 송출하는 기능을 담당하며 기존 방송 송출시스템 기능은 물론 IPTV를 통해서 제공되는 각종 서비스를 관리하고 이용자 및 컨텐츠에 대한 각종 보안 요구사항 등을 처리하는 곳이다.
IPTV Head End는 베이스밴드 처리부, 압축 다중화 처리부, 수신제한 시스템, Media Operation Core 및 데이터 방송 시스템으로 구성된다. 한편 최근에는 HD급 디지털TV 서비스가 보편화되고 광대역 이동통신서비스가 정착되어 가고 있다.
또한 Web기반의 IPTV 서비스가 개발되고 BcN이 구축되면 IPTV 서비스는 물론 IPTV를 응용한 다양한 목적을 가진 서비스로 획기적으로 발전해 갈 것으로 보인다.
라. Contents관련 기술
IPTV에서 유통되는 서비스의 기본적인 미디어 유형은 비디오 형태의 정보다. 따라서 IPTV 서비스 시스템에서 갖추어야 하는 가장 주요한 기술 중에 하나는 비디오 등의 멀티미디어 처리 기술이 될 것이며 통신망 기술도 또한 멀티미디어 처리에 적합한 기술이 되어야 한다.
현재 IPTV에서 주종을 이루고 있는 비디오 기반의 멀티미디어 처리 기술은 MPEG-2와 MPEG-4(또는 H.264)의 두 종류가 있으며 이미 다양한 비디오 서비스 분야에 사용되고 있다. 향후 비디오 압축기술의 발전에 따라 신기술 도입도 고려되고 있다.
이들 미디어 처리 기술의 선택은 통신망에도 영향을 미치게 되어, xDSL 기반의 액세스 망 환경에서는 주어진 대역폭의 제한에 따라, MPEG-2를 사용하는 경우 비디오 품질은 유지되나 제공하는 채널 수에 제약을 받는 등의 불편이 있다. 따라서 이러한 경우에는 비디오 압축율이 향상된 MPEG-4(또는 H.264)를 이용하여 품질과 더불어 적정 수준의 채널 수도 확보하는 수단이 필요하게 된다.
미디어 처리 기술과 더불어 중요한 기술 중에 하나가 제공되는 정보의 불법시청이나 불법 대량 복제 등을 막기 위한 컨텐츠 보안기술이다.
현재 많이 사용되고 있는 방식으로는 정보의 수신을 제한함으로써 시청자격이 있는 이용자들만 시청하도록 하는 수신 제한 시스템(CAS: Conditional Access System)과 제공되는 컨텐츠의 이용 권한을 관리함으로써 컨텐츠를 보호하는 디지털 컨텐츠 권한 관리(DRM: Digital Right Management) 방식 등이 있다. 이들 방식은 각기 장․단점을 가지고 있어, 컨텐츠의 보호 관점에서 어느 한쪽이 우수하다고 단언하기 어렵다.
[그림4] IPTV 기술 종합 정리
마. Mobile IPTV 기술
그림 4에서는 나타나 있는 이동단말기와 관련하여 반드시 검토되어야 할 기술이 Mobile IPTV 기술이다.
Mobile IPTV란 IPTV의 장점과 이동형 TV의 장점을 하나로 모은 개념이라 할 수 있다. 즉 IPTV가 기지고 있는 인터넷 연결성 및 양방향 등 다양한 장점에 이동성을 부가하여 이용자 편의를 획기적으로 개선할 수 있는 유/무선/방송이 통합된 종합기술이다.
최근 다양한 형태의 무선접속기술들이 개발되면서 무선 환경에서 IPTV를 사용할 수 있도록 계속 개발되고 있고 이에 따른 이용자의 기대도 커지고 있으며 서비스도 보다 조속히 현실화될 것으로 보인다.
이용자는 무선접속이 가능한 구간에서 자유롭게 IPTV 서비스를 사용하게 되며, 또한 다른 무선접속 구간으로 이동하는 경우에도 IP계층에서의 핸드오버와 같은 서비스 연속성 보장기술을 통해 IPTV 서비스를 끊김 없이 제공받을 수 있게 될 것이다.
물론 특성이 전혀 다른 이기종 무선구간을 이동하는 경우(이런 경우의 이동성 지원을 Vertical 핸드오버라고 하며 WLAN과 WiBro 간의 이동, WLAN과 CDMA 간의 이동 등이 있음)에는 다양한 기술적 이슈가 발생하지만 현재 관련 기술을 연구하는 여러 표준화 단체에서 이미 상당한 수준의 기술이 연구 개발되어 왔다.
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