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제한된 대역폭 극복을 위한 코덱 기술 도입
[보안뉴스 원병철] 영국 맨체스터 공항은 연인원 2,200만 명의 국내외 승객들이 100여 개 이상의 항공사를 통해 210개 지역으로 출발 및 도착하는 영국의 가장 핵심적인 공항 중 하나로 국제적인 허브공항으로 영역을 확대해 나가기 위해 끊임없는 진화를 계속하고 있다.
이를 위해 공항 전체에 대한 완벽한 보안 시스템이 필요했으며, 실시간 관제는 필수요소로 꼽히고 있다. 기존의 시스템에서 가장 문제로 꼽히던 것은 지역이 넓어짐과 함께 데이터가 증가한다는 것이다. 이는 실시간 관제에 있어 데이터 손실이나 끊김 발생을 유발했으며, 완벽한 보안 시스템을 구축하는데 걸림돌이 됐다.
공항 내·외부 지역에 설치된 수많은 CCTV를 통해 전달되는 영상 데이터는 공항 경계감시 시스템의 핵심 역할을 하고 있다. CCTV를 통해 전달되는 현장의 영상자료는 공항보안을 유지하는 기본 데이터지만 CCTV의 성능이 높아지고, CCTV가 감시해야 하는 지역이 늘어날수록 문제점도 함께 발생되고 있다.
또한, 공항규모 확대에 비해 감시시스템 관제를 담당하는 보안요원들의 부족도 문제로 꼽히고 있다. 이와 함께 영상 데이터가 실시간(Real-Time)으로 현장요원들에게 전달되지 못하는 것도 문제다. 설령 전달된다 하더라도 기존 H.264 코덱방식으로는 데이터 손실이나 끊김 현상을 극복할 수 없어 보안운영의 한계로 작용된다.
최근 모바일 사용이 일반화되고 있는 추세지만 주파수 확보와 비용 문제 등으로 무선으로 영상 데이터를 현장과 현장, 보안관제실 간에 실시간으로 주고받는 감시 시스템 도입이 어려운 것도 문제다. 때문에 감시 시스템 구축과 관련한 디지털 비디오 시스템의 실시간 전송과 데이터 저장문제는 매우 중요한 기술적 이슈가 되고 있다.
제한된 대역폭에서 무선 스트리밍 기술의 한계
△ 제한적인 대역폭에서 비디오 인코딩
휴대기기 네트워크에서 이용하는 기기의 위치와 사용시간에 따라 일반적인 주파수 대역폭이 제한적일 수 있다. 현재 일반적으로 사용되는 전형적인 비디오 코덱은 H.264, MPEG4 방식들이다.
이 방식들은 이미지를 프레임으로 변환하는 픽셀기반 인코딩을 사용하기 때문에 움직임이 많은 곳을 촬영하는 경우 동영상 데이터가 크게 증가되고, 증가한 영상 데이터를 압축하더라도 대역폭이 제한적인 대부분의 경우 영상 데이터 전송에 문제를 겪게 된다.
△ 대역폭의 변화에 대한 대응
전송 영상의 버퍼링이나 깨짐 없이 실시간으로 신뢰성 있는 영상의 스트림을 확신하는 것은 매우 어렵다. 네트워크 대역폭에서 변화하기 때문이다. 이런 상황 속에서 영상 데이터를 손실이나 버퍼링 없이 보내기 위해서는 극복해야 할 문제가 있다.
대역폭의 가변상황을 적극적으로 모니터해야 하고, 전송되는 영상 이미지 데이터의 용량이 가용 대역폭을 초과토록 해서는 안된다. 한정된 대역폭 내에서 전송되는 데이터의 용량을 일정 프레임률로 유지할 수 있도록 한다면, 비디오 스트림 과정에서 프레임을 놓치거나 지연시간이 나타나지 않을 것이다.
△ 표준 코덱 방식의 한계
하지만, 안타깝게도 H.264 또는 MPEG4와 같은 기존의 코덱기술 방식은 특정한 대역폭에서 스스로 전송되는 데이터를 일정 수준으로 제한할 수가 없어 데이터량이 대역폭을 초과하거나, 가용 채널 이상의 용량을 요구하게 된다.
바로 이 문제, 즉 새로운 환경에 부합하는 코덱기술 부재야말로, 현재 감시산업 전반이 겪고 있는 기술적 한계다. 이로 인해 설치한 CCTV를 비롯한 감시센서들이 확보한 데이터를 실시간으로 모니터링하는 데 어려움을 겪고 있다. 더욱이 무선환경에서 모바일로 센서들이 보내온 데이터를 보는 것은 유선환경보다 어려운 것이 실정이다.
제한된 대역폭의 극복을 위한 TVI 코덱 기술
가변 또는 제한된 대역폭에서 성공적인 비디오 스트림 코덱기술과 효과적인 적응형(Adaptive) 영상전송 기술이 필요하다. 최근 관제환경에서는 CCTV를 비롯한 현장의 감시센서들에 무선으로 접속하고, 그 데이터를 실시간으로 확인할 수 있는 것은 물론, 감시센서가 확보한 데이터를 실시간으로 확인하고 원격으로 감시센서를 조정할 수 있는 기능이 요구되고 있다.
Digital Barriers의 TVI(Tactical Visual Intelligence) 코덱기술은 이를 가능토록 하는 새로운 형태의 압축 및 비디오 스트리밍 기술로 뜨거운 관심을 받고 있다. TVI는 네트워크 대역폭 한계로 실제 이미지 확인이 어렵다는 문제점을 해결하기 위해 본래의 해상도 이미지를 해당 프레임 영역 내에서 복원할 수 있다. 대역폭의 제한 속에서 실시간 동영상은 물론, 검색과정에서 저장된 데이터 이미지를 원래 이미지 그대로 복원할 수도 있다.
현장의 생생한 모습을 공유하기 원하는 이들에게는 반가운 소식이 아닐 수 없다. 영상 데이터 전송이 끊기지 않으면서 사람의 얼굴이나 자동차 번호판 등을 원래 카메라 해상도 그대로 복원해서 검색할 수 있는 TVI 코덱기술은 최근의 이슈에 부합하는 성능이다.
Digital Barriers의 TVI 코덱기술은 수천 Km 떨어진 곳, 예를 들면 서울 한국지사에서 영국 글래스고우 본사에 위치한 PTZ 카메라에 무선으로 접속해 언제 어디에서든지 카메라가 보는 것을 동시에 보고, 원격으로 제어하는 것이 가능하다.
원격의 개별 인코더 설정 변경은 배치된 장비의 회수 없이 무선으로 수행되며, 필요에 따라 프레임률을 가변적으로 설정할 수도 있다. 최대/최소 전송 대역폭은 오디오 스트림 활성화/비활성화를 통해 원격으로 설정할 수 있고, 다른 IP 트래픽과 네트워크상에서 공존을 통해 낮은 대역폭 링크에서도 최대한 깨끗한 전송 이미지 데이터 결과를 얻고 있다.
이와 함께 정교한 인코더, 휴대용 장치, 멀티 포멧은 발전하는 모바일 환경에서 매우 중요한 요소가 되고 있다. 때문에 모든 감시 어플리케이션에 적용할 수 있도록 Liux, 윈도우, 안드로이드, iOS와 같은 다양한 플랫폼에서 이용할 수 있는 기능이 필요하다.
IP 네트워크에서 보안도 무시할 수 없다. TVI 장비들은 AES 256bit 암호화 체계로 보안성을 강화했으며, 서버 아키텍처 인증은 민감한 감시 데이터의 안전한 전송을 가능케 하고 있다. 이러한 TVI 기술만이 가지고 있는 장점은 현재, 현장작전을 실시간으로 공유하기 원하는 전 세계 정부기관, 군 및 고도의 보안을 요구하는 곳에서 채택되는 가장 중요한 이유다.
Anywhere, Anytime 감시가 가능한 보안경계 시스템 구축
Digital Barriers는 맨체스터 공항 로컬 네트워크 전반에 디지털 네트워크에 아날로드 비디오의 IP인코딩을 제공하기 위해 주요한 업그레이드를 수행 했다. 이것은 기존 네트워크 인프라를 최적으로 사용하고, 비용 대비 높은 성능의 IP 업그레이드를 구현한 것이다.
아날로그 비디오 인코딩 및 전송의 1,000 채널까지 제공하고, 광통신(X-스트림) 인코더의 약 250개를 제공하고 있다. 이외에도 Digital Barriers TVI 코덱 기술은 싱가포르 항만의 1,100여개의 카메라 네트워크와 홍콩의 Chep Lap Kok, 미국의 Dallas Fort Worth, 말레이시아 쿠알라 룸프르 국제공항, 영국의 런던 히드로 공항 및 런던 가트윅 공항 등에도 이미 적용됐다.
TVI 코덱만이 제공하는 무선 데이터 전송 기술은 지능형 비디오 시스템(SafeZone-Edge), 무인지상센서(RDC), 레이더 등 모든 종류의 센서들이 취득한 데이터를 고객이 원하는 시간과 장소에 구애됨이 없이 실시간으로 접속, 검색하는 진정한 무선 감시시스템의 새 장을 활짝 열고 있는 것이다.
[원병철 기자(sw@infothe.com)]
[자료제공 : 디지털베리어스(www.Digitalbarriers.com)]
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