11 장 모바일 멀티미디어 개요

1. 11장 모바일 멀티미디어 개요 Understanding of Multimedia

2. 모바일 멀티미디어의 개요 • 모바일 멀티미디어 • 모바일(Mobile) • ‘움직일 수 있는’이라는 사전적 의미 • 세 가지 요소가 합쳐진 개념 • 모바일이라는 뜻에서 나온 이동성을 지원하며, 멀티미디어에서 나온 텍스트, 이미지, 동영상 등을 디지털 방식으로 녹음, 재생, 변환할 수 있는 장치, 서비스, 기능을 의미함 • 21세기 초부터 휴대폰을 인터넷에 접속하여 입출금 등의 은행업무를 보는 모바일 뱅킹, 온라인 게임을 하는 모바일 게임, 영화를 실시간으로 보는 모바일 영화 등 다양한 서비스가 제공되고 있음

3. 모바일 멀티미디어의 개요 • 모바일 멀티미디어의 구성요소 • 이용자가 멀티미디어 정보를 받을 수 있는 단말기 • 정보를 효과적으로 전달할 수 있는 모바일 네트워크 • 모바일 네트워크를 통해 전송될 콘텐츠 • 모바일 콘텐츠를 작성하고 멀티미디어 정보를 플레이해줄 플랫폼 • 3D 그래픽스 엔진

4. 통신 기술 발전 • 이동통신 서비스 발전 • 1960년대말, Bell연구소에서는 커버리지 영역을 Cell로 잘게 나누고, 주파수를 재사용할 수 있도록 하는 Cellular 이동통신의 개념이 개발 • 1983년, 제 1세대 이동통신 시스템인 아날로그 방식인 US AMPS(Advanced Mobile Photo Services)를 위해 FCC는 666개의 800MHz대의 양방향성 채널을 할당 • 1991년, 제 2세대 이동통신 시스템인 Digital 방식의 US Digital Cellular가 서비스 시작 • 1995년, FCC는 단말기의 이동성, 서비스의 관리성을 제공할 수 있는 개인통신 서비스인 PCS(Personal Communication Service)의 도입을 위해 1,800/1,900MHz 대역 주파수를 경매했으며 무려 20조 달러의 수입을 올림

5. 통신 기술 발전 • 우리나라의 이동통신 서비스 기술의 발달 • 최초의 일반시민용 이동전화 서비스는 1961년 8월, 80여 명의 가입자를 대상으로 제공 • 1973년 기계식 IMTS(Improved Mobile Telephone Service)를 1975년에 NMRS(New Mobile Radio System)을 도입 • 1976년에는 반전자식 IMTS를 도입하여 서비스 • 1984년 3월, 한국이동통신 서비스 주식회사가 설립되면서 그 해 5월, AMPS(Advanced Mobile Phone Service) 셀룰러 시스템이 도입되면서 주로 차량전화 서비스를 개시하여 실질적인 이동전화의 대중화가 시작되었음 • 1988년 7월부터 88올림픽의 영향 때문에 이동전화의 보급 및 가입자가 급격히 증가하여 차량전화에서 실질적인 이동전화인 핸디폰(Handy Phone)의 개념으로 바뀌기 시작 • 1996년에는 300만 가입자를 돌파

6. 통신 기술 발전 • 모바일 멀티미디어를 위한 이동통신 서비스 • 모바일 멀티미디어는 전통적 멀티미디어보다 몇 가지 단점이 있음 • 제한된 대역폭을 사용 • 전송에러가 발생할 가능성이 크고, 전송 속도도 떨어지게 됨 • 이동성을 지니고 있기 때문에 PC보다 화면의 크기와 해상도가 떨어지고, 스피커의 성능도 떨어지며, 전원장치가 제한적이기 때문에 전력소모량을 항상 염두에 두어야 함

7. 통신 기술 발전 • 모바일 멀티미디어를 위한 이동통신 서비스 • 모바일 멀티미디어 기술 발전의 현황 • 최근 3세대 이동통신 기술인 CDMA 2000 1xEV-DO, WCDMA(광대역 코드분할 다중접속)가 확산되기 시작하면서 동영상과 고음질의 음악에 대한 전송서비스가 활성화되고 있음 • 기존의 음성 통화만이 아닌 다양한 서비스를 받을 수 있는 단말기로 발전해 옴 • 세대별 이동통신 기술의 변화

8. 통신 기술 발전 • 모바일 멀티미디어를 위한 이동통신 서비스 • WCDMA(Wideband CDMA) 개요 • 높은음성 품직을 가지고 이동성을 보장하며 PCS에 응용될 수 있음 • 음성 코딩을 위해서는 32kbps ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)을 채택하였고 대역 확산의 방식은 DS(Direct Sequence) 방식이 사용되는데 주파수 사용 효율이 높고, 간섭에 강하며 Fading에 강하다는 장점이 있음 • 고속 이동성을 지원하고 음성 품질 또한 높으며 대역 확산 방식을 사용하여 많은 양의 데이터 전송에도 적합하므로 다양한 방법으로 응용될 수 있음 • 음성 품질은 거의 유선 수준에 가깝고 NCDMA(Narrowband CDMA) 더욱 더 많은 용량을 가짐

9. 통신 기술 발전 • 모바일 멀티미디어를 위한 이동통신 서비스 • All-IP Network 개요 • 제 4세대 이동 통신망으로 불리며이동단말기에서 IP packet을 생성하고 무선/유선 통신망을 통과할 때 이 IP packet이 그대로 유지되는 end-to-end IP networking을 말함 • 다양한 데이터 서비스 제공이 쉽고 Internet 기반의 멀티미디어 서비스를 효율적으로 제공하여 음성, 데이터 및 실시간 멀티미디어 서비스를 동시 제공 가능하고 망 네트워크 접근이 자유로움 • 기존 망의 재사용과 범용 Computer 시스템 사용가능으로 서비스 제공 비용 및 망 구축 비용이 절감

10. 통신 기술 발전 • 모바일 멀티미디어를 위한 이동통신 서비스 • 제 4세대 이동통신 무선 전송 기술 • 고속 이동 중에 최대 100Mbps, 정지나 저속 이동 중에 155Mbps~1Gbps까지의 데이터 전송 속도를 기반으로 하여 유무선 통합에 의한 진정한 멀티미디어 통신이 가능하도록 함 • 궁극적인 목표는 유비쿼터스 서비스 제공을 위한 플랫폼의 실현

11. 모바일 환경의 멀티미디어 기술 • 멀티미디어 코덱 • 모바일은 일반전화와 달리 대역폭이 좁아 음성을 압축해서 전송하는데 이처럼 미디어 데이터를 압축하는 것을 ‘코덱’이라 함 • 음성 & 음악 코덱 • 음성 코덱의 종류 • 파형, 합성, 혼합(Hybrid) 압축 방식 • 모바일 멀티미디어에서는 혼합 압축 방식의 음성 코덱이 주로 사용되며 고품질음악서비스에는 파형 압축 방식의 코덱이 사용

12. 모바일 환경의 멀티미디어 기술 • 멀티미디어 코덱 • 음성 & 음악 코덱 • 음성 코덱의 압축 방식

13. 모바일 환경의 멀티미디어 기술 • 멀티미디어 코덱 • 이미지 & 화상 코덱 • 인터넷 화상전화에 사용되는 H.261과 H.263 • 주로 스트리밍과 대용량 동영상 파일 저장/재생에 이용되는 MPEG2, MPEG4 • H.26L이라는 고성능 통합 비디오 코덱 표준이 개발 중 • H.26L

14. 모바일 환경의 멀티미디어 기술 • 멀티미디어 코덱 • 이미지 & 화상 코덱 • 비디오코덱의 압축 표준

15. 모바일 환경의 멀티미디어 기술 • 전송과 세션 제어 기술 • 3G에 제시되는 표준에는 미디어 전송에 RTP, 미디어세션 제어에 H.323과 SIP, 스트리밍 제어에 RTSP를 추천 • RTP(Real-time Transport Protocol) • IETF(Internet Engineering)에서 실시간 데이터 전송을 위해 제시한 표준 프로토콜 • 유니캐스팅(일대일)이나 멀티캐스팅(다수)을 통하여 대화형 오디오나 비디오와 같은 실시간 데이터를 전송하는 프로토콜 • 실시간 데이터 전송에 필요한 시간 정보, 세션 식별자 및 페이로드 타입 등의 정보가 제공되지만 서비스 품질은 보장되지 않음

16. 모바일 환경의 멀티미디어 기술 • 전송과 세션 제어 기술 • RTSP • IP 상에서 스트리밍 데이터를 제어하는 프로토콜로, 다수 시청자 그룹들에게 오디오나 비디오를 효율적으로 브로드캐스팅 하기 위한 프로토콜 • H.323 • 서비스품질을 보장 할 수 없는 네트워크에서 멀티미디어 통신을 위한 프로토콜 • 명확하고 신뢰성이 매우 높으나, 확장이나 변경이 매우 어렵다는 단점이 있음 • SIP • 원래멀티미디어 세션을 제어하기 위한 프로토콜 • HTTP에 근간을 둔 텍스트 형태의 프로토콜로, 서비스 적용을 위한 확장성, 호환성과 유연성이 뛰어나지만, 아직 프로토콜이 성숙 단계에 도달하지 못한 단점이 있음

17. 모바일 환경의 멀티미디어 기술 • 전송과 세션 제어 기술 • MGCP • 미디어 게이트웨이를 제어하기 위한 프로토콜 • 음성 회의 진행에 따른 신호 운영과 세션 관리를 위한 표준 프로토콜 • 회선 교환 망의 신호를 패킷 교환 망의 데이터 신호로 보상해 주는 미디어 게이트웨이와 미디어 게이트웨이 제어 장치간에 통신 방법을 기술한 프로토콜 • MEGACO • MGCP가 음성만을 지원하는 단점을 제거해 영상, 문자 등과 같은 다양한 미디어 타입을 지원하는 것이 가능하도록 MGCP를 확장해서 개발된 프로토콜

18. 유비쿼터스 • 유비쿼터스의 정의 • 마크 와이저(Mark Weiser, 1952-1999) • 사람을포함한 현실 공간에 존재하는 모든 대상물들을 기능적, 공간적으로 연결해 사용자에게 필요한 정보나 서비스를 즉시에 제공할 수 있는 기반 기술 • 이를 위해서는 다양한 형태의 컴퓨터는 사용자가 거부감이나 불편함을 느끼지 않고서 언제, 어디서나 편리하게 컴퓨팅 자원을 활용할 수 있도록 현실 세계와 효과적으로 결합해야 함 • 유비쿼터스는 모든 시스템을 컴퓨터 제어 아래 두면서도 사용자는 그것을 느끼지 못하는 가장 인간 친화적 시스템이라고 할 수 있음

19. 유비쿼터스 • 유비쿼터스의 역사 • 1991년, 마크 와이저는 미국의 대표적 과학저널 중의 하나인 “Scientific American” 9월호에 “21세기를 위한 컴퓨터”라는 논문을 발표 • 1993년, “Some Computer Science Problems in Ubiquitous Computing”이라는 논문을 발표 • 1996년, 그의 논문 “The Coming Age of Calm Technology”에서 많은 사람이 한 대의 대형 컴퓨터를 공유하던 메인 프레임 시대에서 1980년대부터 시작한 PC시대, 분산 컴퓨팅을 제공하는 인터넷 시대를 거쳐 개개인이 환경 속에 편재된 여러 컴퓨터를 사용하는 유비쿼터스 컴퓨팅 시대가 도래할 것이라고 주장

20. 유비쿼터스 • 네트워크로 연결된 유비쿼터스

21. 유비쿼터스 • 유비쿼터스의 역사 • 1999년, 일본 노무라 연구소의 무라카미 데루야스 이사장은 “유비쿼터스 네트워크”라는 개념으로 마크 와이저의 “유비쿼터스 컴퓨팅”을 재해석 • 2000년 12월에는 노무라 종합 연구소가 ‘유비쿼터스 네트워크’라는 연구보고서를 발간 • 무라카미 이사장은 스스로 유비쿼터스 네트워크를 세 단계로 나누고 O2O단계에서 비로소 유비쿼터스 컴퓨팅 시대가 도래한다고 말함 • P2P(Person To Person) • P2O(Person To Object) • O2O(Object To Object)

22. 유비쿼터스 • 유비쿼터스컴퓨팅이 몰고 올 변화 • 유비쿼터스 컴퓨팅 기술이 적용된 미래의 환경

23. 유비쿼터스 • 유비쿼터스컴퓨팅이 몰고 올 변화 • 우리가 직장을 제외한 대부분 여가를 보내는 홈 환경 • 사용자가 컴퓨터의 존재를 인식하지 않으면서도 컴퓨터 또는 복잡한 기술과 자연스러운 상호작용을 할 수 있도록 해주는 유비쿼터스 컴퓨팅 기술이야말로 미래형 스마트 홈의 핵심 기술이라 할 수 있음 • 가정과 직장 다음으로 많은 시간을 보내는 자동차 • 자동차가 가진 이동성, 자가발전, 고정된 상호 작용 공간 등의 특성을 고려한다면 컴퓨터의 무게나 크기의 영향을 덜 받는 자동차가 가장 손쉽게 유비쿼터스 컴퓨팅을 적용하게 되는 시험장이 될 것임