김재일 SKT 매니저 "클라우드로 날렵해진 고품질 영상, Btv로 즐겨요"

임민철 기자() | Posted : June 20, 2022, 00:10 | Updated : June 20, 2022, 09:40

김재일 SKT 매니저 [사진=AWS]

코로나19 사태 이후 시장이 급성장하고 있는 온라인동영상서비스(OTT) 분야에서 이용자 유치를 위한 사업자 간 경쟁이 치열하다. SK텔레콤(이하 'SKT')과 SK브로드밴드(이하 'SKB')는 IPTV 기반 OTT인 'Btv'를 통해 매달 7000편의 신규 영상 콘텐츠를 빠르게 고품질로 선보이기 위해 아마존웹서비스(AWS) 클라우드에 새로운 영상 변환(인코딩) 시스템을 구축했다. 최근 김재일 SKT 에이닷(A.)미디어기술 매니저와 만나 이 시스템에 적용된 클라우드 기술의 특징과 주된 이점, 향후 개발·운영 계획을 들었다. 다음은 그와 주고받은 일문일답.

Q. 본인과 담당 업무 소개를 부탁한다.

"KAIST에서 박사학위 졸업을 하고 한국정보통신기술협회(TTA)를 거쳐 2018년부터 SKT에서 일하고 있다. SKB의 Btv 이용자들에게 고품질의 주문형비디오(VOD) 서비스를 제공하기 위한 인코딩 시스템을 클라우드 기반으로 개발했다. 이 시스템은 지난 2021년부터 가동돼 안정적으로 동작하고 있다. 주 연구 분야는 영상압축 기술이고 클라우드 서비스는 이 인코딩 시스템 개발 프로젝트를 맡으면서 처음으로 다루게 됐다. 업무상 영상압축뿐 아니라 머신러닝, 딥러닝, 표준화 등 여러 영역을 맡고 있다. 시스템을 개발하면서 AWS의 기술 지원 담당자를 비롯한 많은 분들로부터 도움을 받았다."

Q. Btv 이용자 수, 트래픽 등 전반적인 서비스 규모와 성장 추세는.

"Btv 서비스 이용자 수는 지난 2021년 3월 기준 578만명에서 올해 3월 624만명까지 증가해 1년 사이에 46만명이 늘었다. 트래픽 측면으로 보면 신규 가입자에 의한 트래픽도 물론 증가하고 있지만, 기존 대비 고해상도 콘텐츠 공급과 이용량 증가에 따라 유발되는 트래픽 규모가 두드러지게 확대되고 있다. Btv 서비스에서 주로 방송·영화 콘텐츠가 소비되고 있다. 서비스에 월 7000편가량의 신규 콘텐츠가 지속적으로 유입돼 이용자의 콘텐츠 선택 폭이 넓어지고 있다. 클라우드 기반의 인코딩 시스템이 신규 콘텐츠를 다양한 Btv 가입자들의 IPTV 기기와 시청 환경에 맞춰 빠르고 안정적으로 제공하는 역할을 하고 있다."

Q. 미디어 인코딩이란 게 무엇이고 왜 필요한가.

"인코딩이란, 미디어를 이용자가 원하는 기기에서 최적의 상태로 즐길 수 있도록 콘텐츠를 변환해 주는 작업이다. 요즘 미디어가 다양한 기기로 소비되지 않나. IPTV 같은 TV뿐 아니라 스마트폰으로도 재생될 수 있고. 이 때 미디어의 비디오와 오디오가 각각의 기기에 맞춰져야 하고, 기기가 인터넷에 접속하는 회선이 유선인지 무선인지, 회선의 대역폭과 제공되는 데이터양에 따라서도 조정돼야 한다. 이런 전반적인 사정을 고려해 이용자의 시청 경험을 방해하지 않는 수준에서, 저렴한 비용으로 서비스를 제공하기 위해 미디어 인코딩이 중요한 연결고리 역할을 하게 된다."

Q. 기술적으로 어떤 처리 과정이 일어나고, 얼마나 효율적인가.

"미디어는 크게 비디오, 오디오, 자막, 메타데이터 등으로 구성된다. 그중 오디오와 비디오가 전체 미디어 데이터의 많은 비중을 차지한다. 여기에는 중복되는 데이터가 많아, 원본 데이터를 높은 비율로 압축할 수 있다. 특히 최대 비중을 차지하는 비디오를 압축하려면 공간적으로 비슷하게 구성된 픽셀과 시간적으로 비슷하게 반복되는 프레임에서 중복된 정보를 제거하는 방법을 적용한다. 이때 H.264/AVC, H.265/HEVC, H.266/VVC와 같이 국제표준화 기구에서 개발된 '코덱(CODEC)'이라는 기술을 활용한다. 영상의 복잡도에 따라 편차가 있지만 우리가 개발한 인코딩 시스템은 제작 환경에서 생성된 약 100GB 크기의 영화 영상을 1GB짜리로 서비스할 수 있다."

Q. 새로 개발된 인코딩 시스템은 어떤 방식으로 영상을 압축하나.

"여러 코덱 중 가장 효율적이고 널리 사용되는 H.265/HEVC를 기반으로 개발됐다. 코덱의 특성을 활용해서 장면 단위로 콘텐츠를 자르고, (잘라낸 덩어리를) 병렬로 동시에 압축한다. Btv의 콘텐츠 관리, 저장, 배포 등을 수행하는 여러 시스템이 존재하는데 그중 우리가 개발한 시스템은 비디오와 오디오를 압축하는 부분에만 적용됐다. Btv 서비스의 일부 구형 셋톱박스는 아직 H.265/HEVC 코덱을 지원하지 않는 모델도 있기 때문에, 전체 Btv 콘텐츠 시스템은 새로 추가된 H.265/HEVC 코덱을 활용하는 인코딩과 기존 방식(H.264/AVC 인코딩)을 같이 사용하고 있다."
 

김재일 SKT 매니저 [사진=AWS]


Q. 기존 미디어 인코딩 시스템의 문제가 무엇인가.

"전통적인 미디어 인코딩 시스템은 하드웨어 장비를 중심으로 구성되고 도입, 운영된다. 서비스 방향에 적합한 장비가 도입되고, 이 장비가 다른 시스템과 연동 테스트를 거쳐야 한다. 그런데 조직 내부에서 인코딩 시스템에 대한 요구사항이 발생할 때 장비 개발 업체, 시스템을 개발한 협력 업체와 기능 협의, 개발, 시험, 평가, 상용화 작업 등의 과정을 밟아야 한다. 신기능 도입을 위해 장기간이 소요된다. 예를 들어 인코딩 시스템용 서버를 구매해야 할 경우 우선 해외에서 수입하는 데에만 두세 달이 걸리고 이후 시스템을 개발하는 기간도 두세 달, 다른 시스템과 연동하는 테스트 기간도 한두 달이 걸린다. 일정을 단축시키더라도 물리적으로 한계가 명확해 유연하지 못하다."

Q. 소비자에게도 불리한 요소로 작용할 수 있나.

"예를 들어서 이용자가 특정 영상 콘텐츠 시청 후 '어두운 장면에서 화질이 좋지 않다'는 평가를 줬다고 하자. 유연성이 떨어지는 전통적인 미디어 인코딩 시스템을 운영하는 곳에서는 사업자가 이 의견을 즉각 접수하더라도 특정 영상의 어두운 장면에서 화질을 실제로 개선하기까지 많은 시간과 인력이 투입된다. 우선 개발 인력과 예산을 계획하고, 내년도 예산 계획, 일정에 반영한 이후에나 개선 작업이 실행될 수 있다. 그 시점이 도래하기까지, 이용자들은 이 콘텐츠의 만족스럽지 못한 화질을 계속 감수해야 한다. 반면 클라우드 기반 인코딩 시스템은 도입이 필요한 신기능이나 개선 사항을 바로 개발해 시스템에 적용하고 즉시 배포할 수 있다."

Q. AWS 클라우드 기반 인코딩 시스템의 이점은.

"신속성을 위해 코드형인프라(IaC) 기반 인프라 구성, 지속적 통합·배포(CI/CD) 기반 애플리케이션 관리, 실시간 오류·버그 모니터링 처리를 위한 개발 프로세스를 구축했다. 최종 소비자인 시청자의 체감 화질을 높일 수 있도록 압축 성능과 화질을 개선하는 알고리즘을 쉽게 구현, 테스트, 서비스하는 프로세스도 적용했다. 기존 H.264/AVC 방식과 그보다 압축 성능이 2배 뛰어난 대신 처리 시간이 6배로 늘어나는 H.265/HEVC 방식의 인코딩이 같은 시간에 완료되고, 다양한 자원 조합 테스트로 클라우드 비용이 최소화될 수 있게 했다. 유연한 처리량 제어로 상황에 따라 다수 영상 인코딩이 가능하고, 최신 영화부터 1970년대 고전 드라마까지 화질 차이가 큰 영상을 접하는 Btv 시청자의 체감 화질을 높이기 위한 여러 기법이 적용됐다. 이로써 운영자들이 작업을 효율화하고 시청자가 고품질 영상을 더 빨리 즐길 수 있다."

Q. 주로 어떤 기술을 활용했는지.

"IaC 서비스로 소프트웨어(SW)처럼 클라우드 환경을 버전별로 관리하고 개발·상용 단계에 따라 동일한 인프라 구성을 여러 개로 복제할 수 있게 했다. CI/CD 기술로 시스템의 코드 변경 이력을 정기적으로 남기면서 자동으로 테스트를 수행하고 코드 충돌을 최소화하면서 반복 작업을 줄였다. 관리형 컨테이너 서비스인 아마존 ECS, 병렬 처리 작업을 구성하고 자원을 관리해 주는 AWS 배치, 원본과 인코딩된 대용량 미디어 파일을 빠르게 생성, 접근, 변환, 삭제할 수 있는 아마존 S3, 미디어 인코딩 상태와 처리 결과를 기록하는 아마존 오로라 서버리스 등 애플리케이션 현대화를 위한 클라우드 기술을 함께 활용했다. 영상 인코딩 오류와 모니터링을 위해 AWS 람다, AWS 챗봇 등을 썼다."

Q. 담당자들이 지식·경험적으로 극복해야 했던 요소는.

"AWS의 서비스 특성을 공부하고 기존 서버와 다른 클라우드 환경에서의 개발 방식을 익혀야 했다. 우리는 AWS 프로토타이핑 서비스를 통해 클라우드 개발 방법론을 배우고 과제를 진행하면서 운영과 보안 영역의 경험을 습득했다. 기본 기능을 구현한 뒤 부분적인 오류의 원인을 찾아 추가로 개선하는 과정을 통해 완성도 높은 인코딩 시스템을 만들어 갈 수 있었다. 이때 CI/CD로 구성된 개발·운영 환경과 이를 위한 애자일 방법론이 클라우드의 특성을 살려 시스템을 지속적으로 개선하는 데 도움을 줬다. 온프레미스 영역의 기존 Btv 시스템과 클라우드 인코딩 시스템을 통합하기 위해 다이렉트 커넥트 설정, 관리 시스템 연동, 장애 처리 방안을 SKB·AWS 담당자들과 고민하고 해결했다."

Q. 인코딩 시스템의 개선·발전 방향은.

"현재 개발된 기술은 IPTV용 셋톱박스 기기를 지원하기 위한 시스템이고, 향후 모바일 기기 지원을 위해 고도화될 예정이다. 이를 위해 인코딩 시스템에 '멀티 프로파일'을 적용하는 부분을 개발 중이다. 지금은 IPTV의 단일 해상도에 최적화해 인코딩하고 있는데, 무선 네트워크로 제공되는 모바일 영역에서는 다양한 기기 해상도에 최적 화질을 서비스할 수 있도록 어댑티브 스트리밍(adaptive streaming) 기술을 적용할 계획이다. 이는 통신 상태가 원활한 상황에 넉넉한 대역폭을 이용해 용량이 큰 고화질 영상을 전송하고, 그렇지 못할 때에는 해상도를 떨어뜨려 저용량으로 스트리밍하는 기법이다."

Q. 다른 기업이 클라우드로 얻을 만한 가치가 있다면

"점차 소규모 조직으로 시스템을 개발해야 하는 경우가 늘고 있고, 협력 업체들의 프로젝트 개발 단가는 상승세다. 새롭게 구축해야 할 서버의 견적을 내보니 장비 가격도 많이 올랐다. 이런 환경에서 기업 입장에서 운영비용이 점점 낮아지고 있고 개발 생산성을 높여 내재화할 수 있는 클라우드 기반 시스템 구축이 하나의 대안이라고 생각한다. AWS는 소수 인력으로 대규모 시스템을 만들어 운영하는 완전 관리형 서비스를 다양하게 제공해 시스템 개발과 운영의 효율을 높일 수 있다. 이런 클라우드 활용에 많은 기업이 함께 도전하길 권한다."
 

김재일 SKT 매니저 [사진=AWS]

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