주간기술동향 2018. 8. 1. 최신 ICT 이슈 * I. KDDI 의자유시점영상전송테스트로본 5G 의가능성과과제 5G의표준사양이제정된직후 KDDI는삼성전자와공동으로 5G를이용한실시간자유시점영상스트리밍서비스의실증실험을언론에공개하였음. 이번실험은야구경기도중타자의모습을다양한각도에서볼수있는 VR 영상을 0.5초만에생성하여관중석의태블릿에전송하는것으로 5G가새로운사용자경험을가져올것이란기대를갖게하였음. 반면, 높은비용소요와 5G의고주파수사용에따른문제점등향후연구과제들도명확하게드러났다는평가 KDDI와삼성전자는지난 6월 27일오키나와셀룰러스타디움에서 5G를이용한자유시점 (free viewpoint) 영상의실시간전송실증실험을언론에공개하였음 6월 14일글로벌통신사업자및통신장비제조업체, 휴대전화제조업체등 51개기업이 5G 무선통신방식인 5G NR(New Radio) 의표준사양제정을완료했다고발표함에따라, 향후 5G의상용화를위한준비가적극적으로전개될계기가마련되었음 이미전세계각국에서 5G를활용한새로운서비스창출노력이적극적으로진행되고있으며, KDDI와삼성전자가협력을맺고진행하고있는 5G 기반 자유시점영상실시간전송 실증실험도그중하나임 이실험은프로야구경기도중경기장내에 설치된 5G 네트워크를이용해타자의자유시점영상을관객의태블릿에전달함으로 < 자료 > ITpro [ 그림 1] 5G 기반자유시점영상전달실험 * 본내용과관련된사항은산업분석팀 ( 042-612-8296) 과최신ICT동향컬럼리스트박종훈집필위원 (soma0722@naver.com 02-576-2600) 에게문의하시기바랍니다. ** 본내용은필자의주관적인의견이며 IITP의공식적인입장이아님을밝힙니다. 26 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 써, 보통한방향에서밖에볼수없는타격모습을모든각도에서볼수있게함으로써새로운스포츠관전스타일을구현하는것이목적이라고함 6월 27일에는실증실험이언론에처음으로공개되었는데, 장소는오키나와현나하시의오키나와셀룰러스타디움 나하 로, 이경기장에서는 2018년 3월에 5G를이용하여 4K 영상을기기 50대에동시전달하는실험이시행된바있음 이번에공개된실험은 KDDI가개발하고있는 2가지의자유시점영상기술중 자유시점 VR( 가상현실 ) 영상을 0.5초의지연시간으로 10대의태블릿에실시간전송하는것이었음 자유시점영상전송기술을프로스포츠중계에적용하려는시도는이번이처음인데, 평창올림픽의 5G 기술시연에자극받은일본은 2019년럭비월드컵, 2020년도쿄올림픽 패럴림픽개최를앞두고스포츠의새로운매력을느낄수있게해줄기술과비즈니스의개발에적극나서고있음 가령, 경기장에서야구를관전할때방금터진홈런을자신의자리에서는볼수없었던각도에서확인하거나, 집으로자유시점영상을전달하여 VR의 HMD( 헤드마운트디스플레이 ) 를사용하여현장감있는영상을즐기는것이가능하게하겠다는것 실시간 (0.5초의지연시간 ) 자유시점영상전송기술은 KDDI 연구소가개발하였는데, 자유시점영상은 타임슬라이스 (time slice) 자유시점 과 자유시점 VR 의두가지가있으며, 이번에실증실험한것은이중자유시점 VR 기술이었음 자유시점 VR 영상은스타디움과필드에설치된다수의비디오카메라영상에서선수모습만잘라내어선수의입체모델을만들고, 이를경기장배경과합성하여 360도입체영상으로만든것으로, 모든시점의영상을비교적적은카메라대수로구현할수있음 한편, 타임슬라이스자유시점영상은 KDDI 가투자하고있는미국의벤처기업 4D REPLAY 가채택하고있는기술로, 경기장에설치한다수의카메라로얻은영상들을단말기조작을통해즉시전환하여좋아하는관점에서볼수있게해줌 타임슬라이스자유시점영상의실증실험은 2017년 8월열렸는데, 1루와 3루덕아웃 위와홈플레이트뒤쪽펜스를따라비디오카메라를 100대설치해수비수가공을잡는 < 자료 > xtech [ 그림 2] 자유시점 VR 영상의이용화면 정보통신기술진흥센터 27
주간기술동향 2018. 8. 1. 순간이나투수가공을놓는순간등을실시간으로여러각도에서볼수있게하였음 자유시점 VR 영상기술은설치카메라대수가적은장점이있는반면, 실시간으로 360도영상을생성해야하기때문에컴퓨팅에걸리는부하가큰것이단점임 이번실험에서 KDDI는자유시점영상을촬영하기위해타석전용의비디오카메라 16대를내야스탠드뒤쪽에설치하였고, 내야관중석에는실시간으로 VR 영상을받아볼수있는삼성전자의태블릿 10대를설치하였음 영상을실시간으로전송하려면카메라수는가급적적은것이바람직하지만, 그렇다고너무적으면영상이부자연스럽게되는데, KDDI 연구소는선수를촬영할때 15도이내의범위에 1대설치하는것을품질기준으로설정하고있음 이기준에따른다면최소 24대의카메라설치가필요한데, 오키나와셀룰러스타디움은외야스탠드가없는구조여서내야스탠드뒤쪽에만설치하다보니 16대를설치하게되었다고함 카메라의영상을받는서버룸에는 16대의카메라영상에서타자부분을발췌하여기본 3D 모델을만드는서버와내야에설치된 10대의태블릿에전송할관객이원하는시점의영상을만드는 10대의서버가설치되 어있음 카메라의영상에는타자외에포수와심판이들어가지만타자만을추출하여 3D 모델 < 자료 > xtech [ 그림 3] 자유시점 VR 전송시스템구성도 링을하게되며, 10대의서버에서관점의지시에따라타자의 3D 모델에미리준비한배경이미지등을합성하게되는것임 0.5초의지연시간을두고거의실시간으로이영상들을전송하기위해서는당연히상당한컴퓨팅자원이필요하므로, 서버에는그래픽처리성능이뛰어난게임용그래픽보드인엔비디아의 GeForce GTX 1080 을탑재함 영상의프레임속도는 30fps로작성에 0.5초가걸리고이것이지연시간이되는것인데, 이생성시간은알고리즘의연구에따라추가로단축될수있음 28 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 이번실증실험에서 5G 영상의전송은 10대의태블릿에전송해야했기때문에통신속도가높은 28GHz 대역의 700MHz 대역폭을사용하였음 이번실험에사용된태블릿은 5G 통신모듈을탑재한삼성전자의시제품이며, 4K 영상의재생은지원하지않기때문에카메라가촬영한 4K 영상을자유시점영상으로생성할때풀 HD로변환하였음 각자유시점영상의비트레이트는 1대당 10Mbps이므로 10대합해 100Mbps였으며, 이 10대분의영상을 5G 기지국에보내 5G 네트워크로태블릿에전송하였음 5G에채택이예정되어있는주파수대역은 28GHz 이상의밀리미터파와 서브식스 (sub-6) 라불리는 6GHz 이하가있지만이번실험에서는많은단말에영상을전달할필요가있었기때문에통신속도가높은 28GHz 대역의 700MHz 대역폭을사용하였음 KDDI에따르면 28GHz 대역의통신속도는다운로드의경우실제측정치가 2.4Gbps이며, 서브 6의대역폭 100MHz를이용한경우다운로드속도는 260Mbps라고함 5G 안테나는 3루쪽파울존의뒤쪽에있는조명 탑에 4기를설치했는데, 1루측과 3루측으로각각 2개의안테나가향하도록하였음 < 자료 > xtech [ 그림 4] 조명탑에설치된 5G 안테나 관람석에설치된태블릿에는 16개의자유시점영상을볼수있는전용앱이설치되어있으며, 이앱은 KDDI 연구소가개발하였음 앱화면의인터페이스는화면의주변부에 16 대의카메라영상을작게표시하고그중선택한영상이중앙에보이는방식이며, 중앙의타자영상을손가락으로누른상태에서움직이면 (swiping) 자유시점으로변화함 전용앱에는 녹화버튼 도준비되어있으며, 이를누르면 10초분량의영상을녹화하고재생하는것이가능함 이번실증실험은자유시점영상을실시간으로전달하는것이가능하다는것을보여주었다는점에의의가있지만, 비용문제등사업화를위한과제도명확히드러났다는평가 중계방송기술이점차고도화되고시청자의눈이높아져어설픈시도가받아들여지기 정보통신기술진흥센터 29
주간기술동향 2018. 8. 1. 어려운프로스포츠중계에서자유시점영상을실시간으로생성하여전송하는서비스는대용량고속전송이가능한 5G의기술적특성을잘보여준것으로평가됨 KDDI는이기술의비즈니스화에대해현재검토중이며, 기술의응용범위가넓어스포츠와엔터테인먼트외에도다양한분야에서활용할수있다는입장 < 자료 > Telecom TV [ 그림 5] 실증실험을위한서버룸의모습 그러나사업화까지는적잖은과제가남아있다는지적이많은데, 무엇보다현재하나의태블릿에보내는영상을한대의서버가처리함으로인해발생하는고비용저효율의문제가해결되어야할것으로보임 겨우 10 대의자유시점영상처리에만도수천만원의비용이소요된다면이는사업화가어렵다고보아야할것임 이번촬영의대상은타자에만제한되었지만, 상용화가되려면투수나야수를자유관점에서보고싶은수요에도대응해야하며, 이는당연히처리시간과비용부담의증가를가져올수밖에없기때문 따라서 1대의서버에서최소수십대단말기분의영상을처리하는등기술혁신이반드시필요할것인데, KDDI도카메라 1대의커버범위의광역화와이에따른처리시간의지연해결이향후주요연구과제가될것이라는입장을밝히고있음 또한, 5G 기술에서사용되는 28GHz 대역주파수의특성에따른문제점을정확히이해해실제활용에서소비자경험을방해하지않도록문제를해결해야한다는지적도나왔음 28GHz 대역의주파수는현재 LTE 등에서사용되는대역보다높은주파수인데, 전파는주파수가높을수록직진성이강해장애물을우회 ( 회절 ) 하기가어려운특성이있으며, 인체에닿으면 10dB 정도감소하는특성도있음 이런특성때문에경기장과같이사람이밀집된환경에서 28GHz 대역의 5G 서비스를기획하려면연구가필요한데, KDDI에따르면태블릿과안테나사이에사람이들어가면전파가차단되어영상재생이중단되는경우도있다고함 이번실험처럼외야부근에서전파를보낼경우아무래도통로등을걷는사람에의해전파가차단되는것은불가피하므로, 돔구장처럼지붕이있으면거기에안테나를설치해관객석에전송하는것이이상적일것이라는의견도나왔음 30 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 KDDI의관계자역시 28GHz 대역을이용할경우돔경기장은통신지역을정비하기가용이하지만, 이번실증실험을전개한개방형경기장은정비가어렵다는점을인정하였음 5G는고속의통신을실현하기위해대역폭을넓게잡을수있는높은주파수대역을이용할필요가있지만, 5G 통신지역정비관점에서는선결해야할과제가있다는것임 이번 KDDI와삼성전자의실증실험에서다시한번확인된것은 5G를이용한서비스의이상과현실사이의괴리이며, 상용화전까지무수한시행착오가필요할것이라는점 2018년초까지 5G와관련한실증실험은대부분 5G를이용하는부분이실제로는극히일부이거나구체성이부족하다는지적을받아왔음 그러나 6월에사양제정작업이마무리되었기때문에, 앞으로는이번자유시점 VR 영상의실시간전송실험과같이일반소비자들이현실생활속에서피부로느낄수있는형태의서비스시도가보다많아질것임 문제는실제상용서비스에가까운노력이 늘어날수록어쩌면 5G 기반서비스의현실과한계가가능성보다도드라져보일우려도없지않다는점인데, 하지만 5G의본격적 < 자료 > PC Magazine [ 그림 6] 다양한 5G 시범서비스들 인상용화노력은그한계에서부터시작해야할것임 현재수준의 5G를활용해유용한서비스를창출하는것은당분간큰과제로남겠지만, 한편으로서비스개시까지아직시간이남아있는만큼다양한시행착오과정에서 5G의킬러서비스가출현할것으로기대해볼수있음 또다시막대한주파수경매비용과인프라설치비를투자하여 5G 서비스를전개하려는통신사업자들로서는소비자들이기꺼이지불할만한서비스를만들어내지못한다면 5G 가기회보다는위험요인이될것이므로반드시킬러서비스를찾아낼것이기때문 [ 참고문헌 ] [1] xtech, 自由な角度でプロ野球観戦 KDDIの実験に見る5Gの可能性と課題, 2018. 7. 17. [2] telecom paper, KDDI, Samsung complete live real-time free-viewpoint video stream test on 5G, 2018. 6. 28. [3] Android Headlines, Samsung & KDDI Test Free-Viewpoint TV Over Impromptu 5G, 2018. 6. 27. [4] PC Magazine, The Killer App for 5G Networks, 2018. 5. 15. 정보통신기술진흥센터 31