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NVR부터 클라우드·AI까지... 영상보안 저장장치도 스마트 시대
  |  입력 : 2020-11-03 10:44
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데이터양 증가로 보관과 활용 더욱 중요해져
인공지능(AI) 기술과의 접목도 기대


[보안뉴스 엄호식 기자] 2019년 기준 국내 공공기관에 설치된 CCTV 수는 약 114만 9,000대이며 민간까지 합치면 1,000만대를 넘어선 것으로 추정된다. CCTV 카메라와 영상분석 기술이 진화를 거듭하면서 영상 빅데이터는 더욱 중요한 경제자원으로 꼽히고 있다.

지능형 영상분석과 고해상도, 고속 프레임률 등 더욱 스마트해진 카메라는 대용량 데이터를 생산하게 됐다. 예를 들어 2개의 30fps(초당 프레임) 메가픽셀 카메라는 매일(1,024kbps 속도, H.264 압축이라 가정할 때) 약 10GB 데이터를 생성한다. 이 카메라를 50대 설치하면 연간 183TB 데이터를 생성하게 되며, 울트라 HD 4K 카메라로 바꾼다면 연간 생성데이터는 730TB로 크게 증가한다. 특히, 지자체 통합관제센터의 경우에는 적게는 500대에서 많게는 8~9,000대의 CCTV를 통합 관제하고 있으며 해마다 CCTV 설치 대수가 증가하고 있다.

[이미지=utoimage]


이렇듯 데이터의 양이 증가하고 영상 빅데이터의 가치가 중요해지면서 영상보안 저장장치도 변화를 맞이하고 있다. 기존 카메라와 서버 단에서 이루어지던 영상분석을 스토리지 단에서 기능을 흡수해 AI 영상분석을 진행하는 형태로 변화했기 때문이다. 기존의 물리적 인프라를 이용하면서 영상분석이 가능하려면 영상 빅데이터가 모이는 스토리지 단에서의 분석이 합리적이기 때문이다.

특히, 엣지 장비의 고해상도 추세와 대량의 구조화 이미지 데이터 전송이 일반화되면서 DVR과 NVR로 대표되던 영상보안 저장장치 시장은 일반 클라우드 스토리지를 거쳐 AI 기반의 융합 클라우드 스토리지로 발전하고 있다. 하지만 업계는 아직까지 국내 영상보안 저장장치 시장에서 NVR의 사용이 70%를 차지하고 있으며, 스토리지(20%)와 클라우드(10%)가 그 뒤를 잇고 있다고 분석하고 있다.

NVR, 가정부터 사업장까지 운영환경과 규모에 따라 다양한 적용 가능
NVR(Network Video Recorder)은 카메라, 비디오네트워크, 레코더, 모니터 전체를 디지털화한 것으로 IP 기반의 카메라를 통한 영상 모니터링과 저장 및 분석 등이 네트워크를 통해 이루어진다.

NVR의 장점으로는 올인원(All In One) 구성으로 설치와 운영이 쉬우며 네트워크 대역폭 범주 내 무한대의 감시카메라 설치가 가능하다는 점을 꼽는다. 또한, 네트워크가 연결된 인근 LAN 포트로의 확장성이 우수하다. 시스템 저장장치 선택의 유연성으로 자유롭게 녹화시간을 설정할 수 있다. LAN 설치 연결만으로 작업이 완료되며, 필요할 때는 무선으로도 활용할 수 있다. 표준 프로토콜 지원으로 호환성이 좋으며 증설비용도 저렴하다. 유지 측면에서는 카메라의 정보등록만으로 자동 연결되며 DVR에 비해 고장이 적고, 네트워크를 통한 원격조정 등 부가기능 사용이 가능한 것도 장점으로 꼽힌다.

하지만 IP 카메라를 사용하는 경우 모든 장비가 허브를 통해 연결되므로 허브에 문제가 생기는 경우 모든 장비가 한꺼번에 제 기능을 하지 못하게 된다. 또한, IP 카메라의 영상정보만 취급하는 것과 유지보수도 쉽지 않다는 점은 단점으로 지적된다.

업계 관계자는 NVR은 CCTV 설치 대수 기준 100대 이하의 실시간 영상 정보를 확인하기 원하는 가정이나 사무실, 사업장, 병원, 은행 등에 적합하며 규모나 현장 상황에 따라 200대까지는 NVR을 이용할 수 있다고 말한다. 또한, NVR은 정기 계약 등을 통한 유지보수가 이루어지지 않을 경우, 사용자가 이를 관리하고 점검해야 하기 때문에 되도록 CCTV 등의 시스템을 잘 알거나 관심 있는 경우에 더 적합하다고 조언한다.

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스토리지, 대규모 데이터베이스 환경에서 용량 확장과 파일공유 용이
스토리지는 DAS(D i rect Attached Storage), NAS(Network Attached Storage), SAN(Storage Area Network) 등 3가지 연결방식으로 구분돼 있으며 NAS와 SAN이 가장 보편적으로 사용된다.

NAS는 네트워크를 통해 데이터를 주고 받는 저장장치로, 영상감시에서는 DVR이나 IP 감시 서버를 스위치 허브를 통해 연결해서 사용한다. NAS는 기본적으로 구축돼 있는 이더넷 네트워크에 스토리지를 연결하면 되기 때문에 인프라 구축비용이 별도로 들지 않으며, 단순한 시스템 아키텍쳐 구조로 비교적 유지관리가 편하다. 또, 스케일 아웃 방식의 NAS는 클러스터 구성이 가능해 성능과 용량을 동시에 높일 수 있다.

반면, 이더넷 케이블 사용으로 광케이블보다 전송속도가 느리며, 공유 네트워크 사용으로 대역폭에도 재한이 있다. 데이터를 IP 패킷으로 캡슐화화는 부가적인 과정으로 인해 속도 지연이 발생할 수 있으며 이에 따른 네트워크 병목 현상에 취약하다. 또, 스케일 업 방식의 NAS는 성능과 용량 확장에도 한계가 있다. NAS는 파일 공유가 빈번한 곳이나 소규모 가상화 환경 및 가상 데스크톱 환경 구축에 사용하는 것이 적합하다.

SAN은 블록 스토리지 장치로 이뤄진 네트워크다. 집적도가 높은 가상환경 구축에 적합한 SAN은 광케이블을 사용하기 때문에 데이터 접근이 빠르고 성능과 용량을 확장하기 쉽다. 또, 스토리지 통합이 가능해 관리비용을 절감할 수 있으며, 네트워크 상에서 모든 장치의 연결이 가능해 파일 공유을 통한 활용도가 높다.

하지만, 가격대가 높고 이더넷 네트워크와 광케이블 네트워크를 동시에 운영하기 때문에 관리가 어려우며, 블록 백업에 스토리지 공간이 더 요구되는 단점이 있다. SAN은 온라인 금융 거래와 같은 대규모 데이터베이스를 다루는 환경이나 빠른 후반 작업을 필요로 하는 영상 편집 작업 등에 적합하다.

클라우드, 보안·안전 분야 활용 확대 기대
서비스 사업자의 서버로 통하는 ‘클라우드’는 일반적으로 아웃소싱해 쓰는 서비스로, 데이터를 인터넷과 연결된 중앙컴퓨터(IDC : Internet Data Center)에 저장해서 인터넷에 접속하기만 하면 언제 어디서든 데이터를 이용할 수 있게 하는 것을 가리킨다.

클라우드는 가입 후 바로 서비스를 구축할 수 있으며, 실시간으로 인프라를 자유롭게 증감할 수 있으며, PC와 스마트폰, 태블릿 등 다양한 기기와의 동기화를 통해 다양한 사용자가 편리하게 사용할 수 있는 장점이 있다. 반면, 전송 용량과 서비스 이용에 따른 비용부담과 제공되는 소프트웨어만을 사용해야 하며, 서비스 개발 시 클라우드 사업자가 제공하는 기술을 많이 이용할 경우 관련 기술을 대체하기 어렵다는 단점이 있다.

클라우드는 서버와 스토리지, 네트워크 장비 등의 IT 인프라 장비를 빌려주는 IaaS(서비스로서의 인프라스트럭처, Infrastructure as a Service)와 플랫폼을 빌려주는 PaaS(서비스로서의 플랫폼, Platform as a Service), 그리고 소프트웨어를 웹에서 쓸 수 있는 SaaS(서비스로서의 소프트웨어, Software as a Service)로 구분할 수 있다.

IaaS는 클라우드 스토리지 제공업체의 일반적인 배포모델로, 클라우드 서비스 제공업체가 인터넷 연결을 통해 고객을 위해 실제 서버, 네트워크, 가상화, 데이터 스토리지를 관리한다. 이는 사용자가 인프라를 대여하는 것으로 사용자는 API나 대시보드를 통해 액세스한다. 사용자가 운영체제, 프로그램, 미들웨어 등을 관리하는 반면, 제공업체는 모든 하드웨어와 네트워킹, 하드 드라이브, 데이터 스트리지와 서버를 관리하며 가동 중단이나 복구, 하드웨어 문제를 해결한다.

개발자와 프로그래머가 주로 사용하는 PaaS는 클라우드 서비스 제공업체가 하드웨어 및 애플리케이션 소프트웨어 플랫폼을 제공하고 관리하지만 애플리케이션과 애플리케이션에서 사용하는 데이터를 사용자가 직접 처리하는 방식이다. PaaS는 사용자에게 애플리케이션 개발과 관리를 위한 공유 플랫폼을 제공하며 일반 애플리케이션 개발 및 관리 프로세스와 달리 사용자가 인프라를 구축하고 유지관리하지 않아도 된다.

SaaS는 클라우드 서비스 제공업체가 사용자에게 관리하는 소프트웨어 프로그램을 제공한다. 일반적으로 SaaS 프로그램은 웹이나 모바일 애플리케이션으로 사용자가 웹 브라우저를 통해 접근 할 수 있다. SaaS는 업체가 사용자를 대신해 소프트웨어 업그레이드와 버그수정, 그리고 일반적인 소프트웨어 유지 관리 등 기타 작업을 수행하며, 사용자는 대시보드나 API를 통해 클라우드 프로그램에 연결한다. SaaS는 개별 사용자의 로컬 컴퓨터에 프로그램을 설치할 필요가 없어 그룹이나 팀 단위로 프로그램에 접근할 때 유리하다.

클라우드는 스마트시티 구현이 한층 더 가시화되고 5G와 빅데이터, 인공지능(AI) 등 주변 기술이 발전하면서 가장 중요한 시장으로 부상하는 보안·안전 분야에서 활용이 확대되는 모습을 보이고 있다. 업계 관계자는 클라우드는 많은 데이터를 저장하고 관리하는 곳에 주로 많이 쓰이고 있지만, 통신사를 통해 홈 보안 서비스나 소호용 보안 서비스 이용자가 가장 큰 고객이기도 하다고 덧붙였다. 클라우드 서비스가 연계된 통신사 홈 보안 서비스는 데이터의 관리와 제품의 유지보수까지도 서비스를 받을 수 있기 때문이다.

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고품질·고용량의 영상데이터, 안전한 저장 중요
보안관제의 궁극적인 목표는 모든 순간에 일어나는 모든 일을 저장해 중요한 사건을 놓치지 않는 것이기 때문에 많은 양의 영상을 고품질로 저장하는 것이 가장 중요하다. 특히, IP 카메라의 등장과 함께 아날로그 시스템에서 네트워크 시스템으로 변화되는 가운데 네트워크 보안이라는 새로운 숙제를 안겨줬다. 또, 인공지능(AI)가 더해지는 등 기술이 발달하고 5G가 상용화되면서 영상의 해상도도 높아졌기 때문에 프레임 손실과 픽셀이 깨져 보이는 현상을 줄이고 전반적인 영상 재생의 품질은 높이되, 가능한 많은 영상을 압축해 저장할 수 있는 기술을 필요로 하고 있다.

업계 관계자는 시간이 지날수록 저장과 검색 속도가 저하되기 때문에 저장매체의 수명과 피로도를 고려한 저장기법을 적용해야 한다고 말했다. 또 다른 관계자는 영상저장 제품 및 시스템 구축은 사이트별 특징이 다르기 때문에 연결방식과 용량 확장 방식에 대한 이해를 통한 최적화된 구축이 중요하다. 따라서 성능과 확장여부를 충분히 고려한 후 연결방식과 모델을 선정해야 한다고 조언했다.

이어 향후 기술 개발 방향에 대해서는 한 목소리로 인공지능(AI) 접목에 대한 의견을 전했다. 영상저장 시스템은 CCTV의 영상저장을 넘어 빅데이터 분석과 얼굴인식 등의 기능을 처리해야 하고 4K를 넘어 8K까지 기술이 발전하고 있기 때문에 복잡하고 다양한 데이터를 처리할 수 있는 AI 기능이 추가될 것이라는 얘기다. 이에 저장장치 자체에 AI 기능이 추가돼 AI가 지원되지 않는 일반 채널의 영상도 스마트 서치가 지원될 수 있을 거라는 전망이다. 또한, 이러한 기능은 NVR에 먼저 활용되고 표준화된 기능이 클라우드로 옮겨갈 것이라고 덧붙였다.


▲ 주요 업체의 영상저장장치 제품·솔루션[자료=각 사 제공, 보안뉴스 정리]


주요 업체의 영상저장 제품 & 솔루션
그렇다면 영상저장 제품과 솔루션에는 어떠한 것이 있을까? NVR부터 스토리지 그리고 클라우드 서비스까지 다양한 제품과 솔루션을 살펴보자.

세연테크 : 세연테크는 FelxWATCH라는 자사 브랜드를 통해 임베디드(Embedded) NVR과 소프트웨어(Software) NVR을 공급하고 있다. 임베디드 NVR과 소프트웨어 NVR 모두 동일한 사용자 인터페이스를 제공하며, 웹서버를 내장하고 있다. 다양한 IP 카메라와의 연동이 가능하며 저장매체의 수명을 고려한 저장기법을 적용했다. 최대 512채널 풀HD 실시간 저장 및 1,024 스트림 재전송 및 채널 수 2배까지 실시간 재전송도 지원한다. 이 제품들은 웹서버가 내장돼 소형 클라우드로도 활용할 수 있다.

시놀로지 : 시놀로지의 DVA3221은 엔비디아 GeForce 그래픽 카드 장착으로 고급 딥러닝 알고리즘을 통해 얼굴인식, 보행자 및 차량 감지, 사람수 계산, 침입 감지 등의 기능을 제공해 추가 인력 없이 감시 영상을 의사 결정에 필요한 정보로 변환하고 안전성을 향상 시킨다. 영상을 클라우드에 업로드 시킬 필요 없이 로컬에서 감시 녹화 및 이미지 분석을 실행할 수 있다. 7,600가지 유형의 IP 카메라와 호환되며 쉽게 통합할 수 있는 ONVIF도 지원한다. DVA3221 구매 시 하드웨어와 라이선스를 한 번만 구매하면 소프트웨어 업데이트에 대한 추가 비용도 발생하지 않는다.

웨스턴디지털 : 웨스턴디지털의 WD 퍼플 HDD는 NVR과 영상분석장치는 물론 실시간 및 사후 분석 애플리케이션을 제공하는 GPU 지원 디바이스를 위해 설계된 영상분석용 HDD다. 이전 세대 제품 대비 28%의 용량을 증가한 18TB로 영상과 레퍼런스 이미지, 메타테이터 등을 엣지에 저장 가능해 보다 효율적으로 AI를 지원한다. 특히, WD 퍼플 HDD 8TB-18TB에 탑재된 올프레임 AI(AllFrame) 기술은 확장된 캐싱 및 스트리밍 관리 기술을 제공해 데이터 손실을 방지하고 끊김 없는 스트리밍 관리를 지원한다.

이노뎁 : 이노뎁은 CStream-NVR과 VURIX-NVR 등 2종의 NVR 제품을 보유하고 있다. 이 제품들은 즉각 사용이 가능한 멀티 클라이언트(Multi-Client) 라이선스를 활용해 4대의 NVR 서버를 연결, 256채널 규모의 사이트를 개설할 수 있다. 최대 64채널의 IP 카메라나 비디오 서버를 지원하며 다양한 이기종 카메라 브랜드와 모델을 지원한다.

스토리지 제품 ME4084는 하이브리드 및 HTML 5 Web UI, 원격복제를 통한 장애 복구 등을 지원한다. 이 제품은 쉽고 간편한 매니지먼트가 가능하며 합리적인 비용으로 초기 구축이 가능하다. 이노뎁의 전통시장 화재예방 예측 시스템은 클라우드와 연동된다. 화재감시 IoT 센서를 이용해 전력 누설전류 누설가스를 측정하고 전기안전공사 등의 안전기준에 따라 위험이 감지되면 알림을 통해 사전에 화재를 방지한다. 특히, 열상카메라 연동으로 화재 이전 장면을 확인해 현장 상황 파악과 즉각적인 대처가 가능하다.

이화트론 : 이화트론의 4K NVR 제품인 HD7-3216은 디럭스 모델로 임베디드 리눅스 OS를 탑재했다. 32채널의 4K 고해상도 영상을 동시에 끊김 없이 모니터링과 저장 및 검색이 가능하다. 편리한 설치와 사용자 친화적 GUI, 빠른 네트워크 전송 등의 특징을 지니고 있다. 클라우드 서버에서 동작하는 CCTV 인프라서버 소프트웨어인 NETUS-Sigma 연동으로 장비 및 사용자 관리, 실시간 모니터링, 알람 관리와 P2P 서비스가 가능하며 비대면 A/S도 지원한다. 이미지 태깅 기반 알람 및 검색 솔루션(NETUS-Tagging) 연동으로 녹화기 영상에서 태킹 정보의 생성과 저장이 가능하며, 빠른 검색과 더불어 특정 태깅 검출 시 이벤트 알람도 설정할 수 있다.
[엄호식 기자(eomhs@boannews.com)]

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