비디오, 특히 인터랙티브 라이브 스트리밍에 대해 배우고 있다면, “저지연 스트리밍”이라는 용어를 접했을 것입니다. 이 기사에서는 저지연이 무엇인지, 왜 중요한지—그리고 더 중요한 것은 언제 중요한지 설명하겠습니다. 온디맨드 스트리밍(예: 영화)과 다중 참여자 간의 실시간 상호작용을 지원하는 것 사이에는 상당한 차이가 있습니다. 후자의 경우 모든 참여자가 동기화되어야 합니다. 실시간 통신(RTC) 분야에서는 스트리밍 지연의 최소화가 핵심입니다.
저지연 비디오 스트리밍 설명
스트리밍 비디오의 맥락에서 latency는 단순히 이벤트가 캡처된 시점과 상대방이 이를 보는 시점 사이의 지연 또는 lag를 측정하는 것입니다. 이 지연은 전송 체인의 자연스러운 부산물입니다. 각 단계(카메라 캡처, 인코딩, 네트워크 전송, 디코딩 등)에는 시간이 소요됩니다. 대부분의 경우 이는 초의 일부에 불과하지만, 모두 합쳐지면 큰 차이를 만듭니다. 화면에 아직 나타나지 않은 골을 이웃이 먼저 축하하는 소리를 들어본 적이 있나요? 이는 서로 다른 네트워크(예: 위성 vs 케이블)를 통해 시청하고 있으며, 한 네트워크의 지연 시간이 더 짧기 때문입니다. 왜 지연 시간이 이렇게 중요한 문제일까요? 저지연 비디오 스트리밍은 비디오 품질과 비용 모두에 영향을 미치기 때문입니다.
저지연 스트리밍을 언제 사용해야 할까요?
인터넷을 통해 시청하는 최고 품질의 동영상은 저지연 스트리밍과는 거리가 멀다는 사실을 처음 알게 되면 놀라실 수도 있습니다! 넷플릭스와 아마존 프라임을 지원하는 AWS에 따르면, 현재 비디오 스트리밍 지연 시간 기준은 10초 이하입니다. 이 수치는 그리 크지 않아 보일 수 있지만, 상호작용형 스트리밍에서 허용되는 지연 시간은 그보다 훨씬 짧습니다! 넷플릭스는 시간과 품질을 교환할 수 있습니다. 영화는 실시간 경험이 아니기 때문에 저지연 스트리밍이 필요하지 않으며, 따라서 버퍼링을 활용해 고해상도 콘텐츠를 제공할 수 있습니다. 텔레비전 스포츠 중계 예시로 돌아가 보겠습니다. 이웃의 소리를 듣지 못한다면, 사건이 발생한 지 10초 후에 모든 것을 보는 것이 신경 쓰일까요? 아니요. 사실 지연이 있다는 것을 전혀 모를 수도 있습니다. 모든 상황이 지연 없는 스트리밍을 요구하는 것은 아닙니다.
이제 전 세계에 흩어져 있는 특정 팀의 팬들이 함께 시청하며 상호작용할 수 있는 서비스를 생각해 보세요. 10초의 지연은 완전한 재앙이 될 것입니다. 비디오 회의에서 단 한 명의 참가자가 눈에 띄는 지연을 경험하는 것이 얼마나 어려운지 생각해 보세요. 단순히 작동하지 않을 것입니다. 시나리오에 따라 두 개 이상의 당사자 간 실시간 상호작용은 400ms에서 2000ms 범위의 지연 시간이 필요합니다. 다음은 몇 가지 예시입니다:
이미지를 다루어본 경험이 있다면 품질과 파일 크기 간의 상관관계를 이해하실 것입니다. 고해상도 사진은 더 많은 대역폭을 필요로 하며, 고품질 오디오와 비디오도 마찬가지입니다. 스트림의 크기가 사용 가능한 대역폭을 초과하면 속도가 느려지기 시작합니다.
실시간 상호작용 스트리밍에서는 지연 시간이 핵심 요소이기 때문에, 대역폭 요구사항을 줄이거나 네트워크를 최적화하는 것 외에 선택의 여지가 없습니다. 이것이 Zoom이 Netflix와 같은 비디오 품질을 제공할 수 없는 이유입니다. 모든 상황은 동일한 수준의 지연 시간이나 품질을 요구하지 않습니다. 이상적으로는 실시간 상호작용 스트리밍 솔루션이 사용 사례와 네트워크 조건에 따라 지연 없는 라이브 스트리밍이 필요하거나, 사용 사례와 네트워크 조건에 따라 약간의 지연이 허용되는 경우 등 가장 적절한 균형을 선택할 수 있는 유연성을 제공해야 합니다. 또한 개별 참가자의 역할이나 요구사항에 따라 스트림을 맞춤화할 수 있는 기능도 유용할 수 있습니다.
초저지연 달성
사용되는 장치(스마트폰, 태블릿 등)를 제어할 수 없기 때문에 지연을 영향을 줄 수 있는 곳은 두 곳뿐입니다. 하나는 인코딩이고 다른 하나는 네트워크입니다.
인코딩
인코딩은 원본 비디오를 전송에 적합한 디지털 형식으로 변환하는 과정입니다. 이는 코덱(인코더/디코더)의 역할이며, 스트리밍에서는 비디오용과 오디오용으로 각각 사용됩니다. 비디오 측면에서는 원본 비디오를 인터넷 전송에 적합한 크기로 압축하는 것이 핵심입니다. 인간이 인지하지 못하는 부분을 제거함으로써 많은 압축을 달성할 수 있습니다. 그러나 이 외에도 품질, 대역폭 가용성, 지연 시간 요구사항 사이의 균형을 맞추는 것이 중요합니다. 다양한 코덱은 각각 장단점이 있으며, 작업에 맞는 적절한 코덱을 선택하는 것이 중요합니다.
네트워크
네트워크 측면에는 두 가지 요소가 있습니다. 하나는 패킷 손실 숨김(코덱의 기능 중 하나)이며, 다른 하나는 네트워크 아키텍처와 라우팅입니다.
패킷 손실 숨김(PLC)
스위치드 네트워크(인터넷 등)를 통해 전송되는 정보는 패킷으로 분할됩니다. 이상적으로는 패킷이 완전하고 전송된 순서대로 수신되지만, 이는 항상 그렇지 않습니다. 전송 손상을 처리하는 여러 잘 알려진 방법이 있지만, 모두 버퍼링(시간/지연)에 의존한다는 점이 문제입니다. 인터넷을 통해 전송되는 대부분의 데이터에는 이 문제가 중요하지 않습니다. 예를 들어 이메일 메시지의 경우 몇 초의 추가 전송 시간은 전혀 알아차리지 못합니다. 그러나 스트리밍 미디어의 경우 패킷 손실 숨김(PLC) 기술에는 저지연 옵션이 필수적입니다—특히 실시간 상호작용 스트리밍의 경우 더욱 그렇습니다. 다시 말해, 다양한 상황에서는 인지 가능한 품질과 지연 시간 사이의 적절한 균형을 맞추기 위해 다른 전략이 필요하며, 이러한 유연성을 갖추는 것이 중요합니다.
네트워크 아키텍처 및 라우팅
일반적으로 공공 인터넷이 안정적인 지역에서는 네트워크 구조와 라우팅이 큰 문제가 되지 않을 수 있지만, 글로벌 실시간 상호작용을 지원할 때는 가장 중요한 요소입니다. 왜냐하면 모든 경로는 동일하지 않으며, 공공 인터넷에서의 라우팅은 인터넷 서비스 제공업체(ISP) 간의 비즈니스 계약에 따라 결정되기 때문입니다. 효율성보다는 계약 조건이 우선시됩니다. 따라서 어떤 형태의 개입 없이 모든 참여자에게 일관된 저지연 연결을 달성하는 것은 매우 어렵습니다. 이 때문에 실시간, 상호작용형 스트리밍의 글로벌 전송을 위한 유일한 실용적인 접근 방식은 확장 가능한 관리형 네트워크를 활용하는 것입니다.
결론적으로, 저지연 스트리밍은 특히 WebRTC를 사용해 처음부터 구축하려는 경우 간단한 작업이 아닙니다. 그러나 해결책은 있습니다. 바로 실시간 상호작용(RTE) 플랫폼에 의존해 중복 작업을 처리하는 것입니다. 이러한 플랫폼은 지연 시간 극복과 실시간 통신에서 자주 발생하는 다른 도전 과제를 해결하기 위해 상당한 자원과 전문성을 보유하고 있습니다. RTE 플랫폼과 협력하면 비즈니스 구축에 집중할 수 있으며, 플랫폼은 고객에게 최첨단 실시간 참여 경험을 보장합니다.
지연 시간 요약
실시간 상호작용을 지원하는 데 있어 지연 시간의 문제를 간단히 정리해 보겠습니다:
저지연 스트리밍의 장점
- 최상의 고객 경험을 지원합니다
- RTC의 필수 조건(일정 수준에서)입니다
저지연 스트리밍의 단점
- 인코딩 및 PLC에 대한 더 복잡한 접근 방식이 필요합니다
- 관리형 네트워크의 이점을 누릴 수 있습니다
- 비용이 더 높습니다
Agora의 저지연 스트리밍 접근 방식
Agora는 지연 시간 요구사항을 해결하기 위해 다소 독특한 접근 방식을 채택했습니다. 우리는 실시간 오디오 및 비디오의 도전 과제를 해결하기 위해 고품질 대 비트율 비율과 패킷 손실 숨김(PLC)에 대한 하이브리드 접근 방식을 포함한 자체 코덱을 개발했습니다. 더 중요한 것은 모든 상황이 초저지연 비디오 스트리밍을 필요로 하지 않는다는 점을 인식하고 있습니다. 우리는 요구사항을 평가하고 실시간으로 조정할 수 있는 다양한 서비스 수준과 기술을 제공합니다. 필요한 것보다 낮은 지연 시간을 위해 비용을 지불해야 한다고 생각하지 않습니다.
아고라는 저지연 실시간 비디오, 오디오, 메시징을 위해 설계된 글로벌 네트워크를 구축하고 최적화하는 데 상당한 투자를 했습니다. 우리는 전략적으로 위치한 250개 이상의 자체 데이터 센터를 구축했으며, 주요 ISP와 서버를 공동 배치했습니다. 이러한 자원을 우리만의 소프트웨어 정의 실시간 네트워크(SD-RTN)로 연결합니다. 대부분의 경우, 우리는 첫 번째와 마지막 마일(last mile)을 제외한 모든 구간을 제어할 수 있습니다. 이로 인해 실시간 조건에 따라 경로를 최적화할 수 있으며, 이로 인해 전 세계적으로 평균 400ms의 지연 시간을 일관되게 제공할 수 있습니다.
다음 단계
지연 없이 스트리밍하는 방법에 대해 더 알고 싶다면 다음 리소스를 확인하세요:
