디지털 시대에 스트리밍 경험의 품질은 주로 두 가지 핵심 네트워크 성능 지표에 달려 있습니다: 대역폭과 지연 시간. 인터넷을 사용하는 모든 디지털 제품은 지연 시간과 대역폭 제약에 노출됩니다. 광대역 인터넷은 애플리케이션 성능의 제한 요소이므로, 사용자가 전송하는 정보의 양이 증가함에 따라 추가 네트워크 용량과 균형을 맞추어야 합니다.
앱의 지연 시간을 줄이고 최종 사용자에게 더 빠른 응답 시간을 제공하려면, 개발자로서 이러한 제한 사항이 무엇인지, 대역폭과 지연 시간의 핵심 차이점, 그리고 이들이 성능에 미치는 영향을 이해하는 것이 중요합니다.
대역폭이란 무엇인가요?
대역폭은 인터넷 연결을 통해 데이터를 전송할 수 있는 최대 용량을 의미합니다. 이는 초당 메가비트(Mbps)로 표시되며, 특정 시점에 네트워크를 통과할 수 있는 데이터 양을 나타냅니다. 많은 앱 사용자가 흔히 저지르는 오류는 대역폭이 인터넷 속도와 동일하다고 생각하는 것입니다. 인터넷 속도는 대역폭과 동일하지 않지만, 대역폭에 영향을 미치는 요인 중 하나일 수 있습니다. 인터넷 서비스 유형(광대역, 케이블, 위성, 무선)과 데이터가 이동하는 매체(광섬유 케이블, WiFi 신호) 등 다양한 요인이 사용자의 가용 대역폭에 영향을 미칩니다.
네트워크 연결을 고속도로로 상상해 보세요. 고속도로를 달리는 차량은 데이터 패킷입니다. 5차선 고속도로는 2차선 지방 도로보다 더 넓은 대역폭을 갖습니다. 왜냐하면 더 많은 차량을 수용할 수 있기 때문입니다. 그러나 넓은 고속도로는 차량의 속도를 알려주지 않습니다. 마찬가지로 대역폭만으로는 인터넷 속도를 결정할 수 없습니다. 단순히 특정 시간에 전송될 수 있는 데이터의 양을 나타낼 뿐입니다.
대역폭은 두 방향으로 나뉩니다. 사용자의 ‘다운’ 대역폭은 데이터 수신 또는 다운로드 용량을 의미하며, ‘업’ 대역폭은 데이터 전송 또는 업로드 용량을 의미합니다. 사용자의 네트워크가 필요한 대역폭은 사용하는 애플리케이션과 동시에 사용하는 사용자 수에 따라 달라집니다. 온라인 게임이나 라이브 HD 비디오와 같은 데이터 소비가 많은 애플리케이션은 이메일이나 웹 브라우징과 같은 저데이터 애플리케이션보다 더 많은 대역폭을 소비합니다.
대역폭은 실시간 통신에 어떻게 영향을 미치나요?
그렇다면 대역폭은 실시간 통신에 어떻게 영향을 미치나요? 대역폭은 RTC에 필수적입니다. 대역폭이 낮으면 지연과 같은 품질 문제가 발생합니다. 또한 통화 참여자가 많을수록 필요한 대역폭도 증가합니다.
예를 들어, 기본적인 1대1 비디오 통화(예: Skype)는 최소 1.5~2 Mbps의 다운로드 대역폭과 2 Mbps의 업로드 대역폭이 필요합니다. 반면, Zoom과 같은 비디오 화상 회의 앱은 더 많은 데이터를 소비하며 품질 좋은 통화를 위해 최소 6 Mbps가 필요합니다.
대역폭 요구 사항은 비디오 해상도에 따라 증가합니다. 일반적으로 480p 비디오 스트리밍에는 최소 3 Mbps가 필요합니다. 4K 비디오 스트리밍은 가장 부드러운 시청 경험을 위해 무려 25 Mbps가 필요합니다.
그러나 사용자의 네트워크에 표시된 대역폭은 이론적 최대 용량을 의미합니다. 실제 전송 및 수신 가능한 데이터 양은 이보다 작습니다. 이는 대부분의 애플리케이션과 프로토콜이 추가 비트나 추가 처리를 수행하기 때문에 오버헤드가 발생하기 때문입니다.
이를 “굿풋(goodput)” 또는 “굿 스루풋(good throughput)”이라고 합니다. 예를 들어, 사용자가 HTTP를 통해 파일을 전송할 때 데이터 패킷에는 최대 66바이트의 헤더 정보가 추가됩니다. 따라서 사용자가 전송하고 받는 실제 데이터 양은 선언된 대역폭보다 작습니다.
일반적으로 사용자의 네트워크 실제 대역폭은 광고된 대역폭의 약 80% 이상이어야 합니다. 따라서 100 Mbps 요금제를 사용하는 경우 대역폭은 80 Mbps 이하로 떨어지지 않아야 합니다.
지연 시간(latency)이란 무엇인가요?
지연 시간은 네트워크를 통해 데이터가 전송되는 데 걸리는 지연을 의미합니다. 이는 데이터 패킷이 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 데 걸리는 시간을 측정합니다. 이 지연은 밀리초(ms)로 측정됩니다. 대역폭이 전송되는 데이터의 양을 의미하는 반면, 지연 시간은 데이터가 전송되는 데 걸리는 시간을 의미합니다.
대역폭이 고속도로의 용량이라면, 지연 시간은 차량(데이터 패킷)이 A 지점에서 B 지점으로 이동하는 데 걸리는 시간입니다.
네트워크의 작동 방식 때문에 지연 시간은 0 ms가 될 수 없습니다. 이는 하드웨어, 물리적 연결, 프로토콜이 데이터 패킷의 전송을 일정 시간 지연시키기 때문입니다. 패킷 오류도 호스트가 발신자에게 여러 번 요청을 보내야 하므로 시간이 소요됩니다.
거리는 지연 시간에 영향을 미칩니다. 데이터가 이동해야 하는 거리가 멀수록 데이터 전송 시간이 길어집니다. 예를 들어, 이상적인 조건에서 100마일 거리는 약 5~10ms의 지연 시간을 가집니다. 반면 2,000마일 떨어진 두 호스트 사이의 지연 시간은 40~50ms입니다.
그러나 지연 시간은 데이터가 목적지에 전송되는 시간만을 측정합니다. 인터넷 통신은 RTC 애플리케이션인 화상 회의와 같이 양방향 통신입니다. 따라서 실제 지연 시간은 지연 시간의 두 배인 왕복 시간(RTT) 또는 핑 시간입니다.
지연 시간이 실시간 통신에 어떤 영향을 미치나요?
지연 시간은 실시간 비디오 및 오디오 통화에 있어 중요한 지표입니다. 과도한 지연은 오디오/비디오 동기화 문제를 일으킬 수 있습니다. 즉, 사용자는 말하는 사람을 볼 수 있지만, 말소리는 몇 초 후에 들리게 됩니다. 이로 인해 대화를 따라가기 어렵고 실시간 협업이 거의 불가능해집니다.
일반적으로 100ms는 적절한 품질로 실시간 통신을 가능하게 하는 최대 지연 시간입니다. 이보다 긴 지연은 문제를 일으킵니다. 1-5ms는 최상의 경험을 위해 이상적입니다.
요약하자면, 네트워크 지연 시간과 대역폭의 핵심 차이는 정의 자체에 있습니다: 대역폭은 주로 데이터 양을 측정합니다. 더 큰 대역폭은 주어진 시간에 더 많은 데이터를 전송할 수 있기 때문에 바람직합니다. 지연 시간은 주로 데이터 속도를 측정합니다. 이는 네트워크 내 두 지점 간 데이터 패킷이 이동하는 시간을 알려줍니다. 낮은 지연 시간은 지연이 적고 원활한 통신을 의미하기 때문에 목표입니다.
대역폭과 지연 시간이 RTC 문제에 미치는 영향
이제 두 용어를 설명했으니, 대역폭과 지연 시간이 사용자의 비디오 통신 품질에 미치는 영향을 살펴보겠습니다.
대부분의 사용자가 비디오 통화 중 지연이나 멈춤 문제를 겪을 때, 그들은 자동으로 대역폭 문제라고 가정하지만, 항상 그런 것은 아닙니다.
사용자가 높은 대역폭(예: 150 Mbps)을 가지고 있다고 가정해 보겠습니다. 이는 이론상 초당 150 메가비트의 데이터를 받을 수 있음을 의미합니다. 그러나 전송되는 데이터의 지연 시간이 높다면, 사용자는 초당 150 메가비트에 가까운 데이터를 받을 수 없습니다. 고품질 비디오를 볼 수 있지만, 멈춤이나 끊김 문제가 발생할 수 있습니다.
반면, 낮은 대역폭(예: 5 Mbps)이지만 낮은 지연 시간을 가진 경우를 비교해 보겠습니다. 이는 사용자가 초당 5메가비트의 데이터를 일관되게 수신한다는 의미입니다. 영상이 흐릿하게 보일 수 있지만, 동기화 문제 없이 원활하게 재생됩니다.
실시간 통신에서 두 지표 모두 중요하지만, 지연 시간은 일반적으로 두 가지 중 더 중요한 요소입니다. 이는 높은 지연 시간이 동결 현상과 오디오/비디오 동기화 문제를 일으켜 비디오나 오디오 통화가 실시간으로 전달되지 못하게 하기 때문입니다.
대역폭은 최악의 경우 흐릿하거나 저품질의 비디오 이미지를 유발할 수 있습니다. 이는 이상적은 아니지만, 사용자는 네트워크가 최소 대역폭 요건을 충족한다면 오디오를 통해 상대방과 계속 대화할 수 있습니다.
이것이 실시간 통신과 이메일이나 텍스트 채팅과 같은 비동기 통신을 구분하는 점입니다. 웹 브라우징은 예를 들어 사용자가 페이지를 한 번에 모두 로드할 수 있도록 높은 대역폭을 강조합니다. 이러한 경우 높은 지연 시간은 거의 알아차리지 못합니다.
따라서 사용자가 실시간 통신 애플리케이션에서 문제를 겪고 있다면, 대역폭 문제보다 지연 시간 문제를 찾아 해결하는 것이 더 중요합니다. 두 요인 모두 연결 품질 저하의 원인이 될 수 있지만, 지연 시간 문제가 더 직접적인 영향을 미치기 때문입니다. 사용자에게 어떤 해결책을 추천할 수 있을까요?
지연 시간 및 대역폭 문제: 사용자를 위한 해결책
문제 원인 파악
- 핑 테스트로 왕복 시간 측정
- 이 명령은 지정된 IP 주소에 인터넷 제어 메시지 프로토콜(ICMP) 요청을 전송하여 해당 주소가 온라인 상태인지 확인합니다. 핑 프로그램이 IP 호스트로부터 응답을 받는 데 걸린 시간이 핑 시간입니다.
- 속도 테스트 도구로 대역폭 및 지연 시간 평가
- 대역폭과 지연 시간을 평가하는 가장 쉬운 방법은 속도 테스트 도구를 사용하는 것입니다. 이를 통해 사용자는 네트워크 대역폭(다운로드 및 업로드 속도 모두)과 지연 시간을 빠르게 확인할 수 있습니다. 이 테스트는 하루 중 여러 번, 유선 및 무선 연결로 실행하는 것이 좋습니다. 이를 통해 사용자는 네트워크의 평균 성능을 파악하고 비디오 통화를 수행하기 가장 좋은 시간을 확인할 수 있습니다.
문제 해결
느린 연결의 원인이 확인되면 문제를 해결할 수 있습니다. 그러나 이 부분은 대역폭/지연 시간 차이가 큰 영역입니다.
일반적으로 대역폭 문제는 해결하기 더 쉽습니다. 일관된 대역폭 문제를 해결하려면 제공업체나 요금제를 변경하는 것이 가장 쉬운 해결책입니다. 예를 들어, 25 Mbps에서 50 Mbps 요금제로 업그레이드하면 문제가 해결될 수 있습니다. 문제가 지속된다면 사용자의 서비스 제공업체에 만성적인 문제가 있을 수 있습니다.
사용자는 네트워크 사용량을 줄이거나 여러 사람이 동시에 로그인하는 피크 시간대를 피하는 방법을 시도할 수 있습니다. 이는 비디오 통화용 대역폭을 더 확보하는 데 도움이 됩니다. 다시 말해, 대역폭은 고속도로와 같아서 차량(데이터)이 적을수록 더 좋습니다.
지연 시간은 해결하기 더 어려운 문제입니다. 거리나 경로상의 네트워크 혼잡과 같은 지연 시간의 많은 원인은 사용자의 통제 범위를 벗어난 경우가 많습니다. 하지만 사용자가 시도할 수 있는 해결책도 있습니다. 하나는 Wi-Fi에서 이더넷으로 전환하는 것입니다. 유선 인터넷은 더 안정적인 연결을 제공하기 때문에 일관되게 낮은 지연 시간을 유지하는 데 도움이 됩니다.
반면 무선 인터넷은 신호 방해로 인해 데이터 전송 속도가 느려질 수 있습니다. 사용자가 케이블 인터넷을 사용 중이라면 광케이블과 같은 지연 시간이 낮은 연결로 변경할 수 있습니다.
간단히 말해, 대역폭이나 지연 시간 중 어느 하나만으로는 실시간 통신 품질을 결정하지 않습니다. 대신 대역폭과 지연 시간의 관계, 즉 전송 속도가 사용자의 비디오 통화 경험을 결정합니다. 높은 전송 속도는 높은 대역폭으로 인해 많은 데이터를 빠르게(지연 시간이 낮기 때문에) 수신할 수 있음을 의미합니다.
결국, 대역폭 vs. 지연 시간 vs. 속도의 문제가 아닙니다. 모든 지표를 동시에 최적화하여 일관되게 원활하고 고품질의 비디오 및 오디오 통화를 달성하는 것이 중요합니다.
개발자가 더 나은 RTC 품질을 제공하는 방법
많은 경우, 대역폭 및 지연 시간 문제는 적절한 오디오/비디오 스트리밍 플랫폼을 통해 해결되거나 보상될 수 있습니다. 이 플랫폼은 사용자가 연결 문제를 스스로 해결해야 하는 필요성을 줄여줍니다. Agora 플랫폼은 바로 이 필요한 우위를 제공합니다.
Agora 소프트웨어 정의 실시간 네트워크
우리의 강력한 글로벌 Agora 소프트웨어 정의 실시간 네트워크 (SD-RTN)는 250개 이상의 데이터 센터를 기반으로 하며 지능형 동적 라우팅 알고리즘을 사용합니다. 모든 비디오 및 오디오는 이 SD-RTN을 통해 처리되어 저지연과 고가용성을 달성합니다. SD-RTN은 200개 이상의 국가를 커버하여 글로벌 규모에서 빠른 연결을 실현합니다.
통화 전 테스트
통화에 참여하기 전에 Agora SDK는 사용자가 네트워크 프로브 테스트와 에코 테스트를 실행할 수 있도록 합니다. 네트워크 프로브 테스트는 마지막 구간 네트워크 품질을 확인하고 왕복 지연 시간, 패킷 손실률, 네트워크 대역폭 등의 통계를 반환합니다. 에코 테스트는 사용자의 오디오를 캡처한 후 재생하여 사용자가 네트워크 연결 및 하드웨어 상태를 평가할 수 있도록 합니다.
오디오 및 비디오 설정
적절한 오디오 및 비디오 설정을 선택하면 사용자의 대역폭과 지연 시간에 따라 최상의 연결 품질을 제공할 수 있습니다. Agora는 오디오의 샘플 레이트, 비트레이트, 인코딩 방식, 채널 수를 조절하는 사전 설정된 프로필 목록에서 선택할 수 있으며, 비디오의 해상도, 프레임 속도, 비트레이트, 방향 모드, 미러 모드도 설정할 수 있습니다.
통화 중 품질 통계
일관된 고품질 연결을 보장하기 위해 Agora는 네트워크, 로컬 및 원격 오디오, 로컬 및 원격 비디오 품질, 비디오 및 오디오 상태를 모니터링하는 기능을 제공합니다.
오디오 및 비디오 품질 관리 위한 기타 기능
Agora SDK는 듀얼 스트림 모드, 비디오 스트림 폴백, 에코 취소, 연결 상태 모니터링 등을 제공합니다. 자세히 알아보기 Agora SDK로 통화 품질 관리 방법.
대역폭, 속도, 지연 시간 문제에 대해 더 이상 걱정하지 마세요. 99.99% 가동 시간, 동적 확장성, 쉬운 구현을 갖춘 Agora는 다음 실시간 통신 플랫폼을 위한 최고의 도구입니다.
