동영상 전송 방법: 방송, 클라우드, 그리고 미래

비디오의 미래

온라인 비디오 시스템은 처음에는 기존 방송 시스템의 경쟁자로만 여겨졌지만, 두 시스템을 융합할 수 있는 사례가 있습니다. 각각의 제작 및 배포 워크플로우를 검토함으로써 이러한 융합을 위한 몇 가지 가능한 아키텍처를 발견하여 비디오의 미래를 향한 로드맵으로 활용할 수 있습니다.

방송 비디오 전송 시스템

지상파 방송 TV 시스템은 역사적으로 대중에게 동영상을 전송하는 최초의 기술입니다. 케이블 및 DTH(Direct to Home) 위성 기술은 이러한 시스템의 자연스럽고 성공적인 발전으로 그 다음 단계로 등장했습니다. 그리고 역사적으로 이러한 시스템은 의도적으로 구축된 시설, 하드웨어, 전용 네트워크/링크를 사용하여 유통망의 여러 시설과 단체 간에 비디오 피드를 전송할 수 있도록 구내에 배치되었습니다.

아래 그림에는 방송 배포 시스템의 개념도가 나와 있습니다.

이 그림에서 볼 수 있듯이 방송 시스템에 입력으로 사용되는 콘텐츠에는 두 가지 클래스가 있습니다. 라이브 콘텐츠는 일반적으로 원격 및 현장 프로덕션에서 라이브 비디오 피드의 형태로 제공됩니다. 사전 녹화 또는 주문형 콘텐츠는 프로덕션 스튜디오 또는 비디오 배포업체에서 메자닌 파일 형태로 제공될 수도 있습니다.

그런 다음 라이브 및 사전 녹화된 비디오는 모두 마스터 제어 또는 재생 시스템으로 입력되어 일련의 라이브 TV 채널 구성을 담당합니다. 각 채널에 서로 다른 소스에서 삽입된 비디오 세그먼트의 구성을 프로그램이라고 합니다. 재생 시스템은 일반적으로 채널 로그("버그"), 하위 1/3, 광고 슬롯, 캡션, 메타데이터 등의 삽입을 담당하기도 합니다. 방송 플레이아웃 시스템은 사람이 직접 운영하며, 전통적으로 전용 시설(마스터 제어실)에 배치됩니다.

재생 후 모든 채널 스트림은 인코딩되어 멀티플렉서로 전달되고, 멀티플렉서는 이를 배포를 위한 멀티 프로그램 전송 스트림(TS 또는 MPEG-2 TS라고도 함)으로 결합합니다. 최종 멀티플렉스 TS는 채널의 미디어 콘텐츠 외에도 방송 배포에 필요한 프로그램 및 시스템 정보(PSIP), SCTE-35 광고 마커 및 기타 메타데이터도 전달합니다. 이러한 모든 작업은 일반적으로 하드웨어 방송 인코더, 멀티플렉서, 변조기 및 기타 특수 제작된 장비를 사용하여 온프레미스에서 수행됩니다.

위 그림에서 볼 수 있듯이 방송 시스템의 배포 체인은 메인 네트워크 센터부터 지역 방송국, 케이블 또는 위성 TV 회사와 같은 멀티채널 비디오 프로그램 배포자(MVPD)까지 여러 계층으로 구성될 수 있습니다. 각 단계에서 각 채널에 해당하는 미디어 스트림을 추출하고, 수정(예: 로컬 콘텐츠 또는 광고 추가)하고, 새로운 프로그램 테이블 및 기타 메타데이터를 삽입하여 새로운 채널 세트로 다시 멀티플렉싱한 다음 다시 배포 또는 다음 헤드엔드로 전송할 수 있습니다.

클라우드 기반 OTT 비디오 전송 플랫폼

오늘날 클라우드 기반 온라인 동영상 플랫폼(OVP)에서 사용되는 일반적인 워크플로는 아래 그림과 같습니다.

방송 시스템과 마찬가지로 이러한 워크플로우도 다양한 라이브 및 사전 녹화된 콘텐츠 소스에서 비디오를 수집합니다. 그러나 오늘날 대부분의 OVP 플랫폼에는 마스터 제어 또는 재생 기능이 포함되어 있지 않으며 배포를 위해 채널을 구성하거나 멀티플렉싱하지 않습니다. 단순히 입력된 콘텐츠를 그대로 인코딩하고 OTT 전송에 적합한 포맷으로 패키징할 뿐입니다. 가장 일반적으로 HLS 또는 DASH와 같은 HTTP 기반 적응형 스트리밍 프로토콜이 최종 전송 포맷으로 사용됩니다.

클라우드 기반 OPV 시스템의 모든 처리 단계는 일반적으로 소프트웨어로 구현되며 AWS, GCP, Azure 등과 같은 클라우드 서비스 제공업체의 인프라를 사용하여 운영됩니다.

방송과 클라우드 기반 OTT 비디오 전송 시스템의 차이점

소프트웨어 구현과 클라우드 기반 배포를 사용하면 잘 알려진 여러 가지 장점이 있습니다. 하드웨어에 대한 투자 최소화, 종량제 운영, 확장성 문제 해결, 관리 간소화, 업그레이드, 전체 설계의 유연성 및 미래 대비 등의 이점이 있습니다. 그러나 클라우드 기반 시스템에는 몇 가지 고유한 요구 사항이 있으며, 온프레미스 시스템과 비교하여 다양한 구성 요소와 조정 메커니즘을 다르게 설계해야 합니다.

구체적인 차이점은 다음과 같습니다:

• 클라우드 기반 OTT와 온프레미스 방송 시스템의 데이터 처리 및 지연의 세분성;
• 이러한 시스템의 이중화 및 내결함성 작동을 가능하게 하는 데 사용되는 메커니즘입니다;
• 확장성, 로드 밸런싱, 리소스 프로비저닝 및 기타 클라우드 기반 운영의 고유한 운영 수단을 제공합니다;
• 클라우드와 온프레미스 방송 시스템에서 수집에 사용되는 메자닌 형식, 기여 링크 및 전송 프로토콜;
• 방송 인코더 및 멀티플렉서 대 OTT 전송에 사용되는 인코더 및 패키저;
• 광고 스플라이싱 및 광고 노출 분석 구현 등

방송 및 클라우드 기반 전송 시스템의 컨버전스

방송과 클라우드 기반 OTT 시스템의 융합을 가능하게 하는 몇 가지 가능한 아키텍처가 있으며, 향후 이러한 아키텍처가 발전할 것으로 예상됩니다.

아래 그림은 오늘날 많은 배포에서 이미 사용되고 있는 가장 간단한 통합 모델을 보여줍니다.

쉽게 알 수 있듯이 이 모델은 여러 개의 추가 기여 인코더를 추가하여 완전히 구성된 방송 채널/프로그램을 클라우드 기반 OTT 플랫폼으로 전송함으로써 기존 방송과 클라우드 기반 OTT 워크플로우를 결합합니다.

이러한 시스템을 시작하려면 최소한의 통합 작업이 필요합니다. 그러나 온프레미스에 추가 기여 인코더를 설치해야 하며, 클라우드에서 OTT 전송 체인과 관련된 기능만 오프로드합니다. 방송에 필수적인 모든 작업은 온프레미스에 그대로 유지됩니다.

클라우드에서 방송 관련 기능을 훨씬 더 완벽하게 오프로드할 수 있는 시스템 다이어그램은 다음 그림에 나와 있습니다.

여기서 대부분의 브로드캐스트 체인 운영은 클라우드에서 효과적으로 구현됩니다.

이러한 마이그레이션을 가능하게 하는 가장 중요한 구성 요소는 클라우드 플레이아웃 시스템입니다. 이 시스템은 전적으로 클라우드에서 작동하지만 방송 센터의 원격 터미널에서 사람이 제어하고 모니터링할 수 있습니다. 기능적으로는 기존 방송 시스템과 완전히 동일하며, 방송에서 필요한 프레임 단위의 정확한 전환, 편집, 광고 중단 배치 및 기타 제어 작업을 수행할 수 있습니다.

또한 클라우드에서 플레이아웃을 이동하면 원격 및 현장 프로덕션의 피드를 클라우드 플랫폼에서 수집할 수 있습니다. 따라서 일반적으로 인제스트에 사용되는 팜이나 리시버/디코더, 파일 서버 및 기타 다양한 장비를 유지 관리할 필요가 없습니다. 또한 클라우드 플랫폼 데이터 센터가 대부분의 지역에 존재하기 때문에 훨씬 더 효과적으로 분산 운영할 수 있으며, 필요한 경우 전 세계 규모로 운영할 수도 있습니다.

마지막으로, 플레이아웃 시스템을 클라우드로 이전하면 방송 인코딩과 멀티플렉싱 등 방송 배포에 필요한 대부분의 후속 작업도 클라우드로 쉽게 마이그레이션할 수 있습니다. 따라서 방송 시설에 방송 인코더, 멀티플렉서, 스플라이서 및 기타 다양한 장비의 팜을 설치하고 유지 관리할 필요가 없어집니다.

따라서 전체 시스템의 운영 및 유지 관리가 훨씬 간편해지고 확장성, 미래 대비, 안정성 향상 등 클라우드 운영의 다른 모든 이점을 누릴 수 있습니다.

브라이트코브 비디오 클라우드 플랫폼의 진화

브라이트코브는 항상 비디오 클라우드 플랫폼을 개선할 방법을 모색하고 있으며, OTT 서비스 확장을 고려하거나 기존 워크플로우의 구성 요소를 클라우드에서 오프로드하려는 방송사에게 자연스러운 선택이 될 수 있도록 노력하고 있습니다.

최근 몇 년 동안 이러한 방향으로 상당한 노력을 기울여 왔습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:

• 방송 네이티브 수집 프로토콜에 대한 지원 추가: TS over RTP, SMPTE 2022-1, SMPTE 2022-2, SRT 등.
• 트랜스코더의 인제스트 기능 개선: 인터레이스 콘텐츠, 텔레시네, 혼합 케이던스 콘텐츠, 점진적 새로고침 스트림 등의 처리가 개선되었습니다.
• 향상된 사전 처리 및 동적 프로필 생성(노이즈 제거, 고품질 포맷 변환, 컨텍스트 인식 인코딩)이 가능합니다,
• 방송 규정을 준수하는 스트림을 생성하도록 인코더 개선(엄격한 HRD 제어, CBR 운영, 방송별 메타데이터 통과 등)
• 시스템의 실시간 이중화 및 내결함성 기능 향상
• 플랫폼에 클라우드 플레이아웃 기능을 추가합니다.

그러나 실제로 저희는 계속해서 시스템을 개선하고 방송 고객, 클라우드 플랫폼 제공업체 및 기타 기술 공급업체와 협력하여 클라우드에서 대규모 방송 운영을 현실화하기 위한 다양한 방법을 모색하고 있습니다.

자세한 내용은 SMPTE 모션 이미징 저널 2021년 10월호에서 확인할 수 있습니다. 브라이트코브의 자체 엔지니어링 전문가가 작성한 "클라우드로의 방송 전환" 기사를 확인하세요.