적응형 비디오 스트리밍 전송기술

1. 개요

2. Video Streaming 서비스의 일반적인 구조

3. 멀티미디어 전송 기술

4. 비교

5. HAS 관련 표준 및 비표준 현황

 

 

 

 

1. 개요

 - OTT(over-the-top)는 콘텐츠 사업자가 인터넷망을 통해 멀티미디어를 제공

 - IPTV처럼 QoS가 보장되는 Walled-garden 형태 서비스가 아닌 best-effort 기반 인터넷 환경에서 끊김 없는 멀티미디어 전송을 보장하고, 유선보다 상대적으로 가용 대역폭이 작고 가변적인 무선환경에서 QoE(Quality of Experience)를 보장하기 위해서는 전통적인 멀티미디어 전송기술로는 한계

 - 제한적인 통신환경에서 멀티미디어 효과적으로 전송하기 위해 적응형 스트리밍 기술 등장

 

2. Video Streaming 서비스의 일반적인 구조

 

3. 멀티미디어 전송 기술

 - 멀티 미디어 전송을 위한 기술은 크게

           HTTP Progressive Download 방식

           RTMP/RTSP Streaming 방식

           HTTP Adaptive Streaming 방식

 

 가. HTTP Progressive Download

    -  미디어 콘텐츠를 단말로 전달하기 위해서 PC 에서 일반 데이터 파일을 다운로드(HTTP/TCP)하는 것과 동일하게 취급

    - 스트리밍이 아니고 다운로드 방식

    - 일반 데이터 파일 다운로드와 다른 점은 비디오 파일을 다운로드하면서 초기 일정량이 다운로드되면 바로 재생을 하면서 다운로드를 계속한다는 점

     - Adobe Flash, Silverlight, Windows Media Player 등 대부분의 미디어 플레이어와 플랫 폼에서 지원되며, YouTube, Vimeo, MySpace 등 유명한 비디오 공유 웹 사이트들은 모두 HTTP PDL방식을 사용

     - 장점: HTTP로 구현

              별도의 전용 서버가 필요없음

     - 단점: 대역폭 낭비

               비디오 Quality 스위칭 어려움

               다운로드 속도가 인코딩율보다 빠르면 재생되나 늦으면 로딩이 발생

 

 

 

 나. RTMP/RTSP Streaming

    - RTMP/RTSP 프로토콜 이용

    - CDN(Content Delivery Network)의 전용회선을 이용하여 현 시점에서 필요한 영상을 미디어 서버로부터 전송 받는 방식

    - 클라이언트와 서버 사이에 세션이 설정되면, 서버는 작은 패킷으로 된 일련의 스트림으로 미디어 데이터 전송을 시작

    - 전송계층 프로토콜로 TCP(Transmission Control Protocol) 또는 UDP(User Datagram Protocol)를 사용

    - 기존의 대부분의 웹비디오 서비스는 스트리밍 서버를 기반으로 하는 RTSP 이용

    - 장점: 다운로드 방식에 비하여 대역폭 활용도가 높음(사용자가 시청한 데이터는 바로 버려짐)

              Qulity switching 가능

    - 단점: 전용 스트리밍 서버 고가(HTTP 서버 무료)

              회사의 방화벽에서 차단되는 경우 발생

 

 

 

 

 다. HTTP Adaptive Streaming

   - 기존 스트리밍 방식과 Adaptive Streaming 방식

     - HAS 방식은 멀티미디어 콘텐츠를 여러 개의 비트율에 대해 일정한 단위의 청크(chunk)로 나눈 뒤 저장

     - 클라이언트가 네트워크 상황(매 청크의 다운로드 속도 등)과 단말 상황(단말의 Video Rendering Capability(CPU/RAM 부하상태 등), 단말의 스크린 해상도, 화면상황(백그라운드 or 풀스크린))을 고려하여 다음에 요청할 청크의 비디오 품질 레벨(해상도, 인코딩율)을 결정하고 웹 서버로 요청

      - 단말과 서버 간에 가용 대역폭이 감소하면 비디오 품질을 낮추고, 증가하면 비디오 품질을 높여 가면서 끊김 없는 시청이 가능

      - 단일화된 표준이 없음

 

4. 비교

구분	HTTP Progressive Download	RTMP/RTSP Streaming	HTTP Adaptive Streaming
방식	다운로드 방식	스트리링	스트리밍
프로토콜	HTTP	RTMP/RTSP	HTTP
서버	HTTP server	고가의 전용 서버 필요  (Flash Media Server   Wowza Server)	HTTP server
방화벽	문제없음	방화벽에서 차단 문제 발생	문제 없음
대역폭 활용	비효율적	높음	높음
Quality Switching	불가능	가능	가능

 

5. HAS 관련 표준 및 비표준 현황

 

6. 맺음말

 - 대용량 고화질의 다양한 영상 서비스 출현에 따라 인터넷 망을 이용한 고품질의 비디오를 끊김 없이 서비스하기 위해 기존의 RTP보다는 HTTP를 이용한 적응형 스트리밍이 대세를 이루게 될 것으로 보임

 - 아직 표준의 부재로 인해 다양한 기술이 등장하고 있음

 

<참조>

멀티미디어 서비스 확산 동인(動因)과 스트리밍 기술 현황.pdf

https://www.jwplayer.com/blog/what-is-video-streaming/