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ELECTRONICSIP로의 전환

2023-02-16
조회수 5350

월간 Video ARTs (magazinevideoarts@gmail.com)


언젠가는 IP 방식으로 방송장비들이 모두 바뀔 것이라는 데에 이견을 가지는 사람들은 별로 없을 것이다. 그러나 이해하고 준비하기에는 여전히 버겁고 막막한 것이 사실이다. 최근에 개최되었던 IP Solution 세미나에 이른 오전시간임에도 불구하고, 많은 참관객들이 참석했다. 불과 3~4년 전에 열렸던 IP 관련 행사들의 참관객들은 별로 많지 않았고, 영상 세미나에 IP 관련 내용이 나오면 지루해하는 모습을 심심찮게 볼 수 있었다. 또한, IP 전환을 위해 노력했던 제조사들과 방송사들의 움직임도 묘연했었다. 하지만, 팬데믹으로 인해, 전 세계적으로 생활환경과 산업환경이 급변하면서 많은 변화들이 생겼고, 그런 추세에 따라 영상시장에도 IP로의 전환에 속도가 붙고 있음을 오롯이 느끼고 체감할 수 있다.





IP 방식의 방송장비에 대한 이야기를 언젠가는 해야 한다고 생각하면서도 못했던 가장 큰 이유는 두려움이다. ‘내가 아는 것이 맞는지’, ‘최신 트랜드를 놓치고 있는 것은 아닌지’하는 두려움이 큰 것이 바로 IP 관련 이슈이다. IP라는 것이 전통적인 방송장비나 방송기술의 단어가 아니라는 것을 독자분들 대부분 알고 있을 것이다. Network 분야에서 나온 단어이고, 당연히 필자도 어색하고, 다소 낯선 단어이다. 그래서 두려움이 더 클 것이다.


알고 있는 기본적인 IP 개념


필자가 IP라는 단어를 그래도 중간중간 잊지 않고 들어보고 읽어볼 수 있었던 이유는 살아오면서 수백 번의 PC를 조립하고 세팅을 해왔기 때문이다. Windows나 iOS가 기본으로 깔리듯, 언제부터인가 Modem이 아니라, LAN Card를 장착하게 되었고, 당연히 TCP/IP 설정을 하면서 IP라는 단어에 대한 거부감은 꽤 상쇄되었던 것 같다.

필자 정도의 수준에서 IP의 개념은 광대한 Network에서 나의 위치를 나타내는 주소라는 것 정도이고, 또 한가지 머리에 남아 있는 것이 바로 'IP 추적'이라는 말이다. Network의 익명성 뒤에 숨어서 남을 욕하고 뒷담화도 했겠지만, IP를 추적하면, 내가 어디 있는지 찾아낼 수 있다는 개념이다.


IP 방식의 필요성


한 두 사람도 아닌, 전 세계의 많은 방송업계 사람들이 IP 방식으로 바꾸려고, 바꿔야 한다고 이야기하는 이유가 무엇일까? 앞서 말했듯, IP를 통해 장비들의 위치를 알아내기 위해서일까? 가장 큰 이유는 LAN Cable 하나로 이론상 무한대의 장비들과 접속할 수 있기 때문이다. 보통 이 단계에서 Network의 구성과 역사가 지루하게 등장하지만, 차치하겠다.

잘 몰라도 우리는 매일 Internet을 사용한다. PC나 Laptop, 그리고 Smartphone으로 필요 이상의 많은 Data를 소모하고 있다. 무선 연결은 Cable 자체가 없으니 상관하지 않더라도, 당장 Desktop을 보면, Internet을 연결하는 LAN Cable은 달랑 하나이다. 그 LAN Cable이라는 것도 SDI Cable이나 HDMI Cable보다 훨씬 얇고 약해 보인다. 그래도 그 LAN Cable 하나를 통해, 전 세계의 다양한 사람들과 서비스들을 모두 만나고 접속하는 것이다.

IP 방식의 방송장비를 사용한다는 것은 LAN Cable을 꽂을 수 있는 단자가 있는 장비를 사용한다는 뜻이다. 그리고 이렇게 연결된 하나의 LAN Cable로 많은 것들을 할 수 있다. 물론, 많은 것들이라 함은 영상을 촬영해서 전송하고, 기록하는 것을 의미한다.







PoE, VoIP, AoIP


PoE(Power over Ethernet), VoIP(Video over IP), AoIP(Audio over IP)는 검색하면 나오는 것들이니, 길게 설명하지는 않겠다. 3개의 단어들이 뜻하는 것은 LAN Cable 하나로 장비의 전원(Power), 영상(Video), 음향(Audio) 모두 전달된다는 것이다. 물론, VoIP가 Video over IP로도 정의되지만, 주로 Voice over Internet Protocol로 설명되는 개념이라는 것이 맞다. 이 글에서는 전자를 상정해서 이야기하고자 한다.

솔직히 필자의 감각으로는 그 얇은 LAN Cable이 장비의 전원과 영상, 음향이 모두 전달될 수 있다는 것이 불안하다. 설사 전달은 되더라도 도중에 끊기지는 않을까? 과연 안정적으로 전달이 될까?하는 의문을 가지기도 한다. 어쨌든, LAN Cable 하나로 이 모든 것의 전달이 가능해지면서 IP 장비의 설치와 운용은 굉장한 장점을 가지게 된다. CCTV를 예로 들어 생각해보겠다.




영상을 전송하는 영상 전송용 Cable과 전원을 공급하는 Power Cable이 기본적으로 필요하다는 것을 쉽게 생각할 수 있다. 만약, 화질을 중시하는 SDI 방식의 CCTV라면, 당연히 SDI Cable과 Power Cable이 필요하다. CCTV는 1대만 설치하는 곳은 거의 없다. 10대의 CCTV를 설치한다고 하면, 20개의 Cable이 필요한 것이다. 그리고 20개의 Cable 중에서 10개의 SDI Cable로부터 영상을 입력 받을 Hub가 필요하다. 또한, Hub에서 취합된 영상을 확인할 수 있는 PC나 제어 장비와의 연결이 또 그만큼 필요하게 된다. 대부분의 경우에서 SDI Cable뿐만 아니라, SDI 방식의 장비는 일반적인 방식의 장비보다 금액이 비싼 편이다. 이렇게만 생각해도 장비의 설치와 연결 과정이 녹록치 않을 것임을 예상할 수 있다.

IP 방식의 CCTV라면 어떨까? 어딘가 CCTV를 위치시키고, LAN Cable을 단자에 연결하는 것으로 설치가 끝난다. 10대라 하더라도 Cable 1개씩만 연결하면 되니 손쉽고, 그 재질이 얇고 야들야들한 것이라 이리저리 휘어서 다루기도 쉽다. 더욱 편리할 수 있는 부분은 LAN Cable의 반대쪽이다. 특별히 안전하고 신뢰할 수 있는 환경을 구축한다면야 LAN Cable을 길게 해서 한곳에 모아서 연결할 수도 있겠지만, 그냥 가까운 벽면에 있는 Internet 단자에 꽂을 수도 있다. 그렇게 연결된 CCTV는 어딘가에서 연결한 장비를 통해 확인이 가능하다. 당연히 같은 Network 내에 있어야만 한다는 조건이 필요하지만, 일단 설치와 연결의 편리성은 확실히 우세한 것이 사실이다.

결론적으로, 사용 환경에 따라 달라질 수 있지만, 그냥 가까운 벽면에 있는 Internet 단자에 꽂는 것만으로도 IP 장비 연결이 끝날 수도 있다.







인터넷으로 전송 가능한 영상


Internet으로 영상을 전송하는 것은 소위 말하는 대역폭의 문제이다. 이 부분을 언급할지 말지 고민을 잠시 했지만, 방송 영상인들은 의외로 영상의 해상도별 대역폭에 대해 이미 잘 숙지하고 있기에, 간단하게 언급해보겠다. 흔히 말하는 3G, 6G, 12G는 바로 영상 해상도별 전송 Data의 크기를 의미한다.

3G가 HD급 영상이고, 12G가 4K 또는 UHD급의 영상을 전송하는 연결이라는 것을 알고 있다. 중간에 6G가 있지만, 12G를 2개의 Cable로 나눠 보내는 정도의 역할로 존재한다고 생각한다. 1920 x 1080으로부터 시작해서 산수를 이어 나가면, 누군가에게는 너무나 보편 타당한 과정을 거쳐 3G, 6G, 12G라는 숫자가 등장한다.

LAN Cable에는 나름의 최대 전송 속도가 존재하는데, 최대 Upload 속도와 최대 Download 속도이다. Modem/ISDN, ADSL/VDSL 등을 거쳐 Megapass, 오늘날의 GIGA Internet에 이르는 여러 이름들은 속도와 무관하지 않다. 현재 대중들이 만날 수 있는 Internet 중에서 빠른 속도는 1Gbps 정도라고 보면 되겠다.

모두가 GIGA Internet을 사용하는 것은 아니기에, Internet의 속도는 100Mbps 정도로 전제하고 이야기를 시작해보겠다. 1000Mbps가 1Gbps니까, 100Mbps는 0.1Gbps이다. 즉, HD급 영상인 3G만 해도 일반적인 Internet으로는 전송이 불가능하다는 결론에 도착하게 된다. 이런 결과에 도달하게 되면, “IP 전송이라는 것은 그럼 지금 상황에서는 말도 안되는 이야기인가?”라는 말을 하게 된다. 과연 그럴까? 만약, SDI Cable로 전송되는 Data 그대로를 Internet으로 전송하고자 한다면, 그 말이 맞다. 3G의 HD 영상을 0.1Gbps로 전송하고자 한다는 시도는 시작조차 할 수 없는 정도이기 때문이다.

그러나 Data를 압축한다면, 압축해서 전송한다면, 말이 달라진다. 물론, Data를 압축한다는 것에 대해 많은 분들이 거부감을 가지고 있다는 것도 알고 있다. 그러나 카메라에서 영상을 기록하는 과정 자체가 굉장한 압축률을 가진 Data인 경우가 많고, 오랫동안 압축 Data로 기록되어 온 것이 사실이다. 최근에는 RAW라는 단어를 사용하면서 마치 압축 안 한 듯한 분위기를 풍기지만, 정직하게 비압축 RAW Data를 저장하는 카메라는 정말 드물다.

영상을 보여주는 것이 아니라, 기록하는 입장에서는 어떻게든 고화질의 원본을 확보하고자 하는데, 최근 트랜드를 고려하면, HD를 원본으로 가지는 경우는 거의 없다. 4K나 UHD로 기록한다면, 12G급 Data인데, 과연 원본 12G Data를 그대로 기록하는 장비가 촬영 현장에서 얼마나 활용되고 있을까? 그렇게 확보된 초고용량의 Data들을 저장하고 편집할 수 있는 장비들이 확보된 곳은 얼마나 될까?

또한, 필자의 경험으로는 비압축과 압축 간의 화질 차이를 보고 느낄 수 있도록 갖춰진 Display 환경도 흔치 않고, 막상 그런 환경에서도 차이를 느끼기 쉽지 않은 것이 현실이다.










Panasonic社의 다양한 IP 장비 구성도의 모습. SDI 장비와 함께 구성된 것을 확인할 수 있으며, 영상 전송 외에 다양한 컨트롤 신호 전송의 통로로 활용되는 것을 확인할 수 있다.

설명이 길어졌는데, 현재의 Internet 속도 하에서 영상을 주고받으려면, Data를 일정 수준으로 압축해서 주고받는 것이 유일한 방법이다. 그리고 이 방식을 실제 상용화해서 시장에서 활용되도록 하려면, Data의 손실이나 지연에 대한 대책이 얼마나 잘 준비되어 있는지를 어필하는 것이 중요하다.

언뜻 생각하면, 3G 크기의 Data를 0.1G 크기로만 압축할 수 있으면, 현재의 Internet으로도 HD 영상의 전송이 가능할 것 같다. 그러나 우리는 좀 더 많은 것을 염두해야만 한다.

IP 방식의 장점 중에 하나가 이론적으로 무한대의 영상 소스를 연결하고, 자유롭게 활용할 수 있다는 것인데, LAN Cable로 겨우 HD 영상 하나만 주고받는 정도라면, 여러 개의 영상 소스를 활용한다는 것은 꿈도 못 꾸게 된다. ‘활용’이라는 단어에는 당연히 여러 영상을 전환하면서 방송하거나 기록할 수 있는 Switching이 들어가게 되는데, 최소한 3~4개의 영상이 주고받아져야 소스 변환을 하면서 Switching을 할 수 있기 때문이다.

도대체 이런 진행이 되려면, 어느 정도의 압축을 해야 한다는 말인가?


IP 전송 기준안


SDI Cable에 있는 Data를 그저 Cable만 바꾸어 전송하는 정도 수준의 기준안이 SMPTE 2022-6이다. 마치, IP Converter를 사용하듯, 그냥 Cable만 바꿔서 Data를 통째로 보내는 방식이라고 이해하면 되겠다. 이렇게 설명하면 뒷목 잡고 쓰러질 전문가분들이 분명 계시겠지만, 일단 필자가 이해하는 수준에서는 그렇다.

이에 반해, Data를 Video, Audio, 각종 Metadata로 분리해서 전송하는 것이 SMPTE 2110이라고 할 수 있다. Data를 종류별로 독립된 Stream으로 보내기 때문에, 특정 Data만 원하는 작업자는 훨씬 가볍게 Data를 받아볼 수 있게 된다. 예를 들어, 음향 작업자는 Audio Data만 받아서 작업할 수 있다.




SMPTE 2011은 하위 개념으로 10, 20, 30, 40으로 나뉜다. 이것은 각각 Time, Video, Audio, 기타 Data를 실어 나르는 규격이다. SDI를 단순히 LAN Cable 위에 올렸다고 볼 수 있는 SMPTE 2022-6과의 비교를 시각적으로 가장 잘 구현한 그림이 아래 그림이다.


이미지 출처: netinsight.net/what-is-smpte-2110-and-nmos-all-about-2/


마치며


Network 전문가나 IP 장비 판매자 또는 시스템 구성자가 보면, 이 글은 오류 투성일 수도 있다. 이론과 실제의 경계나 조건에 대해 꼼꼼히 서술하지도 않았고, 실질적인 경험이나 증거의 제시도 거의 없다. 마치, IP 방식으로의 변화를 거부하는 투정 마냥 쓴 글 같다는 분들조차 있을지도 모른다. 또한, NDI와 같은 특정한 개념은 따로 설명하지 않았기 때문에, 제한적이라는 것도 인정한다.

그럼에도 불구하고, 이 글을 쓴 이유는 이런 수준이라도 알아 놓지 않으면, IP로의 전환에 대해 이해할 수도 준비할 수도 없기 때문에, 아주 기본적인 내용에 대해 기술한 것이다. IP 방식으로의 전환을 이제는 간과할 수 없고, 필요성을 인지하고 노력하자는 정도로 받아들여 주길 부탁드린다.

어느 산업보다 급속도로 발전하고 확장되고 있는 영상산업에서 최소한 수박 겉이라도 핥아야, 급변하는 영상산업에서 멀리 뒤처지지 않고 따라 갈 수 있을 것이라고 필자는 절박하게 믿고 있다. 이 분야의 전문가도 아니고, 많이 알고 있는 것도 아니지만, 독자님들과 함께 고민하고 생각해볼 수 있는 내용들이기를 바라며, 앞으로도 이런 부담스러운 이슈들을 잊지 않고 챙기겠다고 감히 말씀드리겠다.

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