AVoIP 기반 하이브리드 AV 시스템 설계 및 응용에 관한 연구 = A Study on the Design and Application of Hybrid AV System Based on AVoIP

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 기존의 물리적 케이블 기반 AV(Audio-Visual) 시스템이 가진 한계를 극복하고, 네트워크 기반의 AV 환경을 구현하기 위한 시스템 구조를 제안한다.
코로나19 팬데믹 이후 교육 환경은 온라인 강의, 녹화 강의 수업, 콘텐츠 재활용 강의 등 다양한 형태로 진화하였으며, 이에 따라 교육 공간의 디지털 전환과 AV 인프라의 고도화는 선택이 아닌 필수적 과제로 인식되고 있다. 이러한 변화 속에서 AV 시스템은 단순한 신호 분배 장비를 넘어, 콘텐츠의 생성·전송·저장·관리까지 포괄하는 통합 플랫폼으로 발전하고 있다.
이러한 요구를 충족하기 위해 등장한 기술이 AVoIP(AV-over-IP, 이하AVoIP)이다. AVoIP는 오디오와 비디오 신호를 디지털 데이터로 변환하여 IP 네트워크를 통해 전송하게 하는 기술을 말한다. 이에 본 연구는 AVoIP 기술 중 하나인 NDI(Network Device Interface, 이하 NDI)와 기존 아날로그 오디오 장비 및 Dante 기술을 결합하여 하이브리드 AV 시스템을 검증하였다. 제안된 시스템은 모든 신호를 데이터 패킷 형태로 전송함으로써 기존 HDMI/SDI 기반 전송 방식 대비 비용 효율성, 구축 간소화, 유지관리 용이성 측면에서 우수한 성능을 보였다. 특히 복잡한 케이블 인프라를 단일 네트워크 케이블로 대체하고, 동일한 네트워크 기반에서 온라인 강의, 화상회의, 녹화 기능을 안정적으로 운영할 수 있음을 확인하였다.
이러한 결과는 제안된 하이브리드 AV 시스템이 다양한 교육 환경에서 높은 확장성, 적용 가능성, 그리고 운영 효율성을 갖춘 현실적 대안임을 보여준다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study proposes a system structure to overcome the limitations of the existing physical cable-based audio-visual (AV) system and implement a network-based AV environment.
Since the COVID-19 pandemic, the educational environment has evolved in various forms, including online lectures, recorded lectures, and content recycling lectures, and accordingly, the digital transformation of the educational space and the advancement of the AV infrastructure are recognized as essential tasks, not choices. In these changes, the AV system is developing into an integrated platform that encompasses content generation, transmission, storage, and management beyond simple signal distribution equipment.
AVoIP (AVoIP) is a technology that has emerged to meet these requirements. AVoIP refers to a technology that converts audio and video signals into digital data and transmits them through an IP network. Therefore, this study verified a hybrid AV system by combining one of the AVoIP technologies, NDI (Network Device Interface), hereinafter referred to as NDI), and existing analog audio equipment and Dante technology. By transmitting all signals in the form of data packets, the proposed system showed superior performance in terms of cost efficiency, simplification of construction, and ease of maintenance compared to the existing HDMI/SDI-based transmission method. In particular, it was confirmed that complex cable infrastructure can be replaced with a single network cable, and online lectures, video conferencing, and recording functions can be stably operated on the same network basis.
These results demonstrate that the proposed hybrid AV system is a realistic alternative with high scalability, applicability, and operational efficiency in various training environments.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록·ⅰ
• 목 차ⅲ
• 그림목차ⅴ
• 표 목 차ⅶ
• I. 서 론1
• 1.1 연구배경 및 목적1
• 1.2 연구내용2
• 1.3 논문의 구성3
• Ⅱ. 관련 연구4
• 2.1 기존 물리적 전송 방식 4
• 2.1.1 물리방식을 이용한 AV 전송 시스템4
• 2.1.2 기존 물리적 전송 방식의 한계5
• 2.2 용어정의 및 기반 기술 6
• 2.2.1 VLAN6
• 2.2.2 NDI·8
• 2.2.3 Dante10
• 2.2.4 IPMX·14
• 2.2.5 SMPTE ST2110·15
• 2.2.6 AVoIP17
• Ⅲ.시스템 설계·21
• 3.1 NDI 카메라 및 Dante 오디오를 활용한 AV시스템 구성21
• 3.2 NDI 카메라23
• 3.3 빔포밍마이크27
• 3.4 NDI Tools 29
• 3.5 스위치 30
• Ⅳ실험 34
• 4.1 실험 환경 구성34
• 4.2 실험 시나리오 구성37
• 43 시나리오별 실험 및 결과 38
• 431 시나리오138
• 432 시나리오241
• 433 실험 결과42
• Ⅴ.고찰 및 결론45
• 5.1 고찰 45
• 5.1.1 UAL 대학의 NDI기반 AV시스템45
• 5.2 결론49
• 참고문헌51
• 영문초록54
• 감사의 글56