모바일 네트워크에서 동영상 품질 테스트
이 애플리케이션 카드는 모바일 네트워크에서 동영상 서비스 품질을 테스트하는 모범 사례를 살펴보고 다양한 유형의 동영상 서비스와 동영상 스트리밍의 최근 변화에 대해 설명합니다.
목표
동영상 서비스는 오늘날의 모바일 네트워크에서 가장 많은 데이터를 차지하며 데이터 소비량에서 차지하는 비중은 계속해서 증가하고 있습니다. XR 및 VR 애플리케이션을 위한 새로운 서비스는 유사한 전송 기술을 사용하며 더 많은 데이터를 소비하게 됩니다. 전송 용량이 증가하면서 해상도가 증가하고 있고 스마트폰에 고해상도 스크린이 탑재됨에 따라 사용자 기대는 더욱 높아지고 있습니다. 동영상 서비스 품질은 고객 만족도에 큰 영향을 미칩니다. 전송되는 데이터의 양이 방대하므로 제공하는 해상도와 품질을 높이거나 낮추는 결정은 MNO(모바일 네트워크 사업자) 인프라에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
대기 시간(첫 화면이 나타날 때까지의 시간), 화질, 동영상 송출의 원활함(프리즈 현상 없음, 충분한 프레임 속도)에 따라 최종 사용자 만족도가 결정됩니다. 동영상 콘텐츠 제공업체는 불완전한 네트워크, 잠재적인 중단, 병목 현상에 대처하고 이러한 체감 품질(QoE) 요소 간 최적의 균형을 찾기 위해 압축, 전송, 동영상 버퍼링을 계속해서 조정합니다.
네트워크 성능이 동영상 품질에 미치는 영향
동영상을 송신할 때에는 언제나 스트림 끊김이 발생할 수 있습니다. 일반적인 플랫폼에서 스트리밍하는 것은 일련의 파일 다운로드와 유사합니다. 동영상의 일부가 버퍼에 저장되므로 모바일 네트워크에서 전송이 실행되지 않는 때가 언제든 있습니다. 파일 방식의 청크 단위 다운로드 시에는 네트워크에 잠재적인 여러 문제를 숨기고 중단 및 용량 저하 문제를 감춘 상태에서 해결합니다. 모바일 네트워크 사업자가 이러한 문제에 대한 정보를 확인하지 못할 경우 문제를 파악할 수 없는 상태가 계속됩니다.
클라이언트-서버 간 적응은 파일 방식의 다운로드, 버퍼링과 같은 네트워크 문제에 대응하는 방법은 여러 가지입니다. 실시간 라이브 동영상에서 적용 가능한 방법은 이보다 훨씬 적습니다. 라이브 TV 스트리밍은 짧은 지연을 사용하며 동영상은 기기에서 몇 초 동안만 버퍼링될 수 있습니다. 빈번하면서 거의 끊임 없는 데이터 전송이 필요합니다. 버퍼는 작은 중단 문제만 해결할 수 있으므로 동영상 프리즈의 위험이 높습니다. 네트워크에서 더 많은 활동이 이루어지기 때문에 네트워크 성능을 거의 끊김 없이 모니터링할 수 있습니다.
네트워크 리소스 사용량은 동영상 전송 방식에 따라 달라집니다. 모든 동영상 서비스는 스마트폰에 있는 동영상 클라이언트가 콘텐츠 서버(일반적으로 MNO 네트워크 밖에 있는 타사)로부터 인코딩된 동영상 정보를 요청하고 수신합니다. 실시간 서비스가 아닌 동영상은 재생을 시작하기 전에 몇 초 동안 미리 버퍼링됩니다. 실시간 서비스는 미리 버퍼링할 수 없으며 일반적으로 다음 동기화 프레임에서 재생을 시작합니다. 동영상 파일을 스마트폰 버퍼로 전송하는 방법은 다양합니다.
- 전체 다운로드
- 점진적 다운로드(적색 선)
- 동영상 섹션을 청크 단위로 송신(청색 선)
- 라이브 동영상/TV(녹색 선)
- 실시간 동영상 스트림(주황색 선)
실시간이 아닌 스트리밍이 여전히 가장 많이 사용되고 있습니다. 하지만 시각적 피드백이 포함된 원격 제어, 감시 서비스 등과 같은 실시간 서비스가 증가하고 있습니다. 실시간 송신에서는 매우 짧은 중단이나 지연도 불편할 수 있으므로 실시간 송신은 반드시 끊김이 없어야 합니다. 동영상 서비스는 이미 네트워크에 큰 부담이지만 실시간 서비스가 핵심적으로 중요해질 것입니다.
로데슈바르즈 솔루션
해상도, 프레임 속도, 비트 레이트 추정치, 프리즈 횟수와 같은 주요 기술적 요소를 측정하는 것이 핵심입니다. 궁극적으로 이러한 특징에 따라 사용자가 체감하는 품질이 달라집니다. 동영상 압축은 알고리즘 및 설정에 따라 매우 유연하게 확장할 수 있습니다. 화질은 해상도와 비트 레이트가 동일한 경우에도 다를 수 있습니다. 체험에 기반한 통합 측정 방식은 압축 및 해상도 저하의 영향(동영상 끊김, 동영상 프리즈 등)을 가장 신뢰성 있게 보여줍니다. 이러한 요소는 하나의 점수로 결합됩니다. 영상 품질 측정은 직접적인 이미지 분석을 기반으로 하여 실제 사용자들의 품질 인식과 관련된 동영상의 MOS(Mean Opinion Score, 평균 의견 점수)를 생성해야 합니다.
MOS(평균 의견 점수)는 동영상 체감 품질을 측정 및 예측하는 데 가장 보편적으로 사용하며 표준화된 방법입니다. ITU-T는 로데슈바르즈 SwissQual AG가 개발한 TU-T J.343.1 방식을 승인했습니다. 이 방식은 실제로 수신된 동영상 정보와 표시된 이미지를 분석하여 평균적인 인간 시청자가 체감하는 시각적 품질을 예측합니다. 알고리즘은 인간 시청자처럼 수신된 동영상을 검토하기만 합니다. 레퍼런스 소스 동영상과 비교할 필요가 없기 때문에 라이브 동영상에도 사용할 수 있으며, 현재의 모든 모바일 동영상 스트리밍 서비스와 암호화된 콘텐츠 스트리밍에도 적용할 수 있습니다. ETSI TS 102 250-2의 J.343.1은 모든 모바일 동영상 서비스에서 동영상 품질 측정을 수행할 것을 권고하고 있습니다.
이 새로운 동영상 품질 알고리즘은 스마트폰을 위해 개발되었으며 안드로이드에서 완전히 구현되었고 로데슈바르즈의 모든 모바일 네트워크 테스트 제품에서 지원됩니다. 로데슈바르즈의 테스트 제품군에는 핸드헬드 QualiPoc Android부터 대규모 Benchmarker3까지 다양한 툴이 있습니다. QualiPoc은 가벼운 설치 용량으로 라이브 동영상(모바일 네트워크에서 가장 중요한 테스트 사례)을 포함하여 수신되는 동영상을 실시간으로 평가할 수 있습니다. 동영상 품질 평가는 포괄적인 기술 매개변수와 KPI(핵심 성과 지표)와 함께 완전 자동화된 동영상 서비스 테스트 솔루션에 통합되어 있습니다. 로데슈바르즈 제품의 엔트리급 모델은 YouTube 동영상을 평가할 수 있으며, 현재 플랫폼에서 사용되는 가변 비트 레이트와 해상도에 대응하는 데 적합합니다.
결과 및 주요 장점
모바일 네트워크 사업자는 로데슈바르츠의 동영상 품질 테스트 솔루션을 사용해 인기 있는 동영상 애플리케이션이 자사 네트워크에서 원활하게 실행되는지를 확인할 수 있습니다. 동영상 서비스 성능이 고객 만족에 필수적인 만큼, 이동통신 사업자는 적절한 테스트 솔루션을 통해 만족하는 가입자 수를 늘리고 이탈률을 낮추며 경쟁사로부터 고객을 유치할 수 있습니다.
동영상 스트리밍 서비스를 측정할 때에는 콘텐츠 서버부터 사용자 기기, 사용자 기기의 소프트웨어 클라이언트까지 송신 체인의 모든 부분이 분석됩니다. 모바일 네트워크 성능 자체는 한 가지 요소에 불과합니다.
추가 정보
테스트 및 측정 솔루션과 제품(예: QualiPoc Android와 R&S®FR4 Freerider 4 Backpack System, Benchmarker3 등의 관련 제품)에 대한 자세한 정보는 로데슈바르즈 판매 센터에 문의하거나 www.rohde-schwarz.com에서 확인하십시오.
