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[테크놀로지] 위성멀티미디어서비스
[테크놀로지] 위성멀티미디어서비스
  • 김재명 한국전자통신연구원
  • 승인 2001.07.25 00:00
  • 댓글 0
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멀티데이터 동시다발로 쏜다 광범한 지역서 동시 사용자 수용 이점… 2003년까지 이동형 시스템도 개발 멀티미디어 서비스란 ‘영상, 음성, 음악, 그래픽, 사진, 애니메이션, 문자 같은 다양한 형태의 정보를 디지털 방식으로 통합해 사람에게 친숙한 형태로 전달하는 서비스’를 말한다.
멀티미디어는 초창기에 CD-ROM 같은 패키지형으로 개발돼 PC의 오락, 학습, 백과사전 등의 분야에서 사용됐다.
PC가 고성능화하고 다른 저장매체도 발달하면서 패키지형 멀티미디어는 고화질 영상 DVD 형태로 저장되기 시작했다.
또 인터넷의 등장으로 유무선 통신망이 고속·광대역화함에 따라, 멀티미디어는 이제 통신망을 통한 온라인 멀티미디어 서비스, 즉 TV·전화·PC의 기능을 합친 화상전화나 멀티미디어 게임, 또는 주문형 비디오(VOD)와 같은 서비스로 발전하고 있다.
통신망을 이용한 멀티미디어 서비스는 웹이 등장하면서 활기를 띠기 시작했다.
일반인도 마우스 클릭만으로 원하는 멀티미디어 정보를 얻을 수 있게 된 것이다.
전국적인 멀티미디어 통신 서비스를 제공하기 위한 매체로는 유선 기반의 지상망과 무선망, 그리고 위성이 사용된다.
유한한 전송 용량을 사용자들이 공유하는 현재의 유선 및 지상망 분야에서는 아날로그 모뎀을 거쳐 이제는 전송속도가 향상된 광케이블, ADSL, 케이블모뎀이 멀티미디어 전달을 위한 수단으로 자리잡았다.
무선망 전송에는 광대역 무선가입자망(BWLL)이 단거리 분배망에 사용되고 있다.
이런 방식들은 통신 인프라가 발달된 도시 지역에 집중돼 있는 게 단점이다.
특히 트래픽의 혼잡 상황을 고려하지 않고 일방적으로 데이터를 전송하는 형태의 비디오 스트리밍 서비스나 푸시(Push) 서비스 같은 멀티캐스트 서비스를 수용하기 위해서는 몇가지 과제를 해결해야 한다.
가장 큰 과제는 인터넷상의 모든 연결지점에 대한 전송용량을 크게 하고 스위칭 기능을 높여야 한다는 것이다.
이를 해결하기 위해 등장한 것이 바로 위성 인터넷이다.
위성은 동보성(동시에 많은 사용자에게 데이터를 전송할 수 있는 특성)과 광역성(광범위한 지역에 데이터를 전송해 수신지역이 넓다는 특성)이 뛰어난 미디어다.
가입자는 위성 수신장치만 설치하면 연결되고, 고속의 광대역 데이터를 동시다발적으로 전송해도 사용자 모두가 동일한 전송 속도의 고품질 서비스를 얻을 수 있다.
위성 인터넷은 또 위성방송과 인터넷이 융합한 덕분에 인터넷으로 방송을 볼 수 있게 하고, 유선망과 달리 이동중인 차량이나 선박, 기차, 항공기에서도 인터넷을 포함한 멀티미디어 서비스를 제공받을 수 있도록 한다.
위성 인터넷은 지상망 설치가 불가능하거나 비용이 많이 들어 경제성이 떨어지는 곳, 인구밀도가 낮은 농어촌과 도서벽지에 멀티미디어 서비스를 할 수 있는 확실한 수단이다.
위성방송과 인터넷의 융합 위성 멀티미디어 서비스는 ISP(인터넷 서비스 제공업체)에서 사용자 단말기까지(순방향 링크)의 고속 광대역 데이터 전송은 위성으로 하고, 사용자 단말기에서 서버나 ISP까지는 저속 데이터 회선(리턴 링크)이 이어준다.
이 중 리턴 링크로 지상 회선을 이용하는 방식(혼합 방식)과 위성 회선을 이용하는 방식(양방향 방식)이 있다.
혼합 방식은 순방향 링크로 유럽 표준인 DVB-S(Digital Video Broadcasting-Satellite Transmission Systems) 규격에 따라 IP 데이터를 MPEG2에 맞게 바꿔 전송하고, 리턴링크로 전화선·ADSL·ISDN 같은 유선망을 그대로 활용함으로써 망 운용센터를 통해 서버나 ISP에 연결한다.
그래서 이 방식을 반유선(半有線)·반위성(半衛星) 방식이라고도 한다.
지름이 1m 이하인 접시안테나와 위성 수신카드를 PC에 설치하면 위성으로부터 평균 400kbps 이상의 데이터 전송속도를 얻게 되는데, 이는 56kbps 모뎀과 128kbps ISDN보다 3~7배 빠른 것이다.
별도의 대용량 파일전송 서비스를 이용하면 3Mbps까지도 가능하다.
그러나 서로 다른 망을 사용하기 때문에 망간 정합이 필요하고, 다수 회선을 쓰기 때문에 비용이 증가하며, 사용자가 많아지면 리턴 링크의 품질이 떨어지는 게 단점이다.
최근 개발이 활발한 양방향 방식은 리턴 링크에 역시 유럽 표준인 DVB-RCS(DVB-Return Channel over Satellite) 규격을 적용해 위성 회선을 이용한 서비스를 제공한다.
리턴 링크는 지난해까지는 단일 규격이 없어 여러 국가가 독자적인 규격을 만들었기 때문에 호환성이 없었다.
그러나 지난해 12월 유럽 표준기구인 ETSI가 DVB-RCS를 표준으로 정하면서 전세계가 이 규격을 채택하고 있다.
이 방식은 위성 전송자원의 효율성을 높이기 위해 다중주파수 시분할 다중접속(MF-TDMA:Multi-Frequency Time Division Multiple Access) 방식을 사용하고, 사용자 단말기 종류에 따라 선택적으로 데이터를 전송하게 해 순방향은 100Mbps, 개별 사용자에게는 10Mbps까지 전송속도를 지원해 ADSL보다 빠른 멀티미디어 서비스 환경을 제공한다.
이 방식은 지상 회선을 경유하기 위한 전화 다이얼링과 연결 설정 대기시간이 거의 없고, 효율적인 다중접속 방식을 통해 고속 전송이 가능하며, 회선 사용비용을 아낄 수 있다.
판매망이 전국적으로 흩어져 있거나 여러 나라에 자회사가 있는 다국적기업, 지상망 인프라가 부족하거나 구축이 어려운 섬 지역이나 섬나라에 유리하다.
최근에는 도시 지역에서도 소규모 회사나 재택 사무실에서 양방향 방식을 통한 위성 멀티미디어 서비스 수요가 늘고 있다.
위성 시스템의 속도 향상과 다양한 응용 서비스에 힘입어 가까운 장래에는 하나의 위성 단말을 통해 비디오 오디오 방송, 뉴스, 전자신문, 소프트웨어 분배 같은 분배형 방송 서비스, 원격교육, 원격진료, 영상회의, 원격게임 등 대화형 서비스, 홈쇼핑, 디지털 사전, VOD 등 검색 주문형 서비스, 환경 감시, 원격제어 등 메시지 수집 분배 서비스를 제공받을 수 있게 될 것이다.
ISDN·ADSL보다 7배 빨라 현재까지 미국, 일본, 유럽 등 기술 선진국은 혼합방식 위성 멀티미디어 서비스 기술 개발을 끝낸 상태로, 이미 디지털 위성방송 수신과 원격교육 서비스를 제공하고 있다.
반면에 양방향 위성 멀티미디어 서비스 기술은 DVB-RCS 규격이 공표된 지난해 말부터 유럽, 캐나다 등에서 2002년 완성을 목표로 시스템을 개발중이고, 미국 역시 이 시스템의 핵심기술 개발에 참여하고 있다.
국내에서는 한국전자통신연구원(ETRI)이 이미 1999년에 DVB-S 규격의 19.2kbps 리턴 링크 전송속도를 지원하는 준동기식 DS-CDMA 방식 양방향 위성 인터넷 시스템을 개발한 바 있다.
현재 이를 기반으로 방송형 강의과 질의응답, 자료전송 등 위성 원격교육용 혼합방식 시스템을 한국방송통신대와 공동 개발하고 있다.
지금은 DVB-RCS 규격을 적용한 양방향 광대역 위성 멀티미디어 시스템을 한 민간기업과 공동 개발중인데, 올해 말까지 프로토타입 개발 완료를 눈앞에 두고 있어 선진국과 기술 차이가 없어진 상태이다.
또 올해부터는 육상, 해상, 공중의 이동 탑승체에서도 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있도록 이동형 위성 멀티미디어 시스템 개발에 들어가 2003년 완료를 목표로 개발이 진행중이다.
앞으로는 위성 멀티미디어 서비스의 활성화를 앞당기기 위해 단말기의 값을 낮추고, 크기를 소형화하고 위성통신용 주파수 대역폭을 확대해야 할 것이다.
이를 위해 점차적으로 Ku 대역(12~14GHz대) 대신 Ka 대역(20~30GHz대), 밀리미터파 대역(40~60GHz대)을 사용하게 될 것이다.
이로써 소형 저가격의 가정용 위성단말이나 개인 휴대형 위성단말을 통해, 그리고 이동체 안에서도 다양한 고품위 멀티미디어 서비스를 실시간으로 자유롭게 제공받을 수 있게 될 것이다.
명실공히 언제 어디서나 원하는 정보를 멀티미디어로 주고받는 시대가 실현되고 있다.
용어 설명
광대역 무선 가입자 망(BWLL:Broadband Wireless Local Loop): 기지국과 가입자 장치까지는 무선으로, 가입자 장치와 가입자 최종 단말기까지는 유선으로 연결하는 유무선 복합 시스템. ETSI(European Telecommunications Standards Institute): 유럽 정보통신 표준화 기구. 전기통신과 정보기술의 공통분야, 전기통신과 방송의 공통 분야에서 유럽 단일표준을 제정하는 단체. 비디오 스트리밍: 영상 데이터를 끊김 없이 마치 물의 흐름처럼 처리할 수 있는 기술. 이 기술은 인터넷의 발전과 함께 더 중요해지고 있는데, 대용량 멀티미디어 파일을 즉시 다운로드할 만큼 빠른 접속회선을 가지고 있지 못하기 때문이다.
푸시 서비스: 사용자 요청에 따른 게 아니라 서버가 자동으로 정보를 전달해주는 것. 진정한 푸시 기술은 정보를 브로드캐스트하는 것으로, 특정 채널이나 주파수에 액세스하는 사람이면 누구에게나 푸시될 수 있어야 한다.

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