자주 하는 질문 9가지로 파헤치는 UHD 혁신서비스 ①

[기고] 자주 하는 질문 9가지로 파헤치는 UHD 혁신서비스 ①

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<본 글은 KBS방송기술인협회보 vol.100에 실린 원고입니다.>

[방송기술저널=KBS 미디어송출부 전성호 팀장, 정다운, 민성만, 김두원] Q) 혁신서비스 시범방송의 개요와 큰 특징은 무엇인가?
A) 2017년 5월, 우리나라에서는 ATSC 3.0 표준을 기반으로 지상파 UHD 본방송을 시작하였다. 즉, 시범방송 이전까지는 RF 전송률 17Mbps 수준의 `9-1 KBS1 UHD 채널‘과 ’7-1 KBS2 UHD 채널‘ 하나씩만 송출하였다. 2021년 7월 19일부터는 기존 UHD채널에 더해 다채널 시범방송용 9-2 HD채널, 9-3 보이는 라디오 채널과 모바일 시범방송용 7-2 채널을 제공하고 있다. 단, 9월 30일 방송종료 시간을 기해 7-2 채널은 서비스 종료하였다.

ATSC 3.0 표준은 다양한 전송파라미터(FFT Size, Pilot Pattern, MODCOD 등)를 지원하기 때문에, 추가 송신기 설치 없이 현재 운영 중인 송신기를 사용하여 ‘고정수신’ 채널과 ‘이동수신’ 채널을 서비스할 수 있다. 이는 고정수신을 위해 ATSC 1.0 DTV 표준을 사용하고 이동수신을 위해 T-DMB 표준을 각각 사용하는 현재 방식 대비 이점이 있는데, 추가 주파수 할당 없이 UHD방송용으로 할당된 주파수만으로 서비스 가능해 주파수 활용 효율이 높고, 방송사는 송신망 구성에 중복 투자를 할 필요가 없으며, 시청자는 수신환경에 따른 수신기를 각각 구입할 필요가 없어 경제적이다. 그 밖에 IP Multicast 기반으로 데이터 서비스를 제공할 수 있는데, IP프로토콜을 사용하므로 인터넷의 다양한 서비스를 방송망을 통해 그대로 전달할 수 있다.

Q) 혁신서비스 다채널/모바일/양방향을 제공하기 위해 추가되는 장치는?
A) ATSC 3.0 표준은 물리계층다중화(Physical Layer Multiplexing)를 지원하며, 이번 혁신서비스를 위해 시분할다중화(TDM, Time Division Multiplexing)을 사용하여 송출하고 있다. 혁신서비스 개시 이전인 2017년 본방송 시점부터 이미 방송 3사 모두 모바일 방송을 위해 Subframe#0가 할당되어 방송 중이었다.

UHD 채널 송출을 위한 헤드엔드를 그대로 활용하면서, 추가로 2K-HD 다채널용 인코더를 설치한 뒤 채널번호(9-2, 9-3) 등을 포함하는 시그널링(SLS, Service Layer Signaling)만 올바르게 설정하면 서비스가 가능하다. 이 때, HD채널 PGM 신호들이 보통 Interlace Scan(비월 주사) 방식(1080@59.94i)로 제작되는데, ATSC 3.0 규격에서는 Progressive Scan(순차 주사) 방식만 지원하므로 포맷 변환을 위해 Frame Synchronizer 장치가 필요하다.

Q) 다채널 방송과 모바일 방송의 차이는?
A) ‘다채널’은 방송 내용, 즉 편성과 관련된 것이고 ‘모바일’은 채널시청을 위한 수신 조건, 즉 물리계층 파라미터 설정과 관련된 것이다. 즉, 9-1과 다른 편성을 가진 9-2는 다채널 방송임과 동시에 모바일 수신이 가능한 PLP#0를 통해 RF 전송됨으로 모바일 방송인 것이다. 만약 9-2를 PLP#1에 할당하여 전송하게 되면, 다채널 고정수신 방송이 된다. 7-2는 7-1과 편성이 100% 동일하고 화질만 HD이기 때문에 수중계 방송이며, 역시나 PLP#0를 통해 전송되므로 모바일 방송이다.

도쿄올림픽 및 패럴림픽 기간 9-2 채널은 올림픽 특화 편성을 제공하였고, 올림픽이 끝난 9월 6일부터는 평일 18:00~21:00 일일 3시간 “K-Culture 채널” 자체편성을 제공하고 있다. 주로 한국의 자연, 예술, 문화의 아름다움과 가치를 재창출하고 모든 세대가 즐길 수 있는 소통의 창구가 되는 프로그램(한국인의 밥상, 트래킹노트, KBS네트워크 지역 등)들로 구성하고 있다. 이를 위해 KBS 대체주조 내 9-2 채널을 위한 시스템을 보강 설치하고 기술감독(TD)을 선임하여 운영에 만전을 기하고 있다.

Q) 9-2와 9-3을 별도의 PLP에 할당해야하는 것 아닌가요?
A) PLP는 Physical Layer Pipe, 즉 하나의 주파수 내에서 물리계층 전송을 위한 통로를 의미한다. 즉, 해당 채널이 목표로 하는 시청자 ‘수신조건’별로 PLP를 설정하는 것이다. 또한, 수신 가능한 최대 이동속도에 따라 Subframe을 나누게 된다. 이동수신을 위해 8k-FFT를, 고정수신을 위해 32k-FFT를 가지는 Subframe을 설정하고, 수신환경에 따라 ToV C/N[dB]@AWGN을 정해 PLP를 설정한다.
두 채널의 수신조건이 가령 실내수신용 9-2와 이동수신용 9-3이라고 가정하면 PLP(64-QAM), PLP(16-QAM)를 각각 만들어 할당하면 되지만, 두 채널의 수신조건이 모두 이동방송(또는 실내수신)으로 동일하다면 하나의 PLP에 수용하는 것이 바람직하다.

KBS의 경우, 이동수신과 고정수신 두 가지 시청 상황을 고려하여 8k-FFT Subframe과 32k-FFT Subframe 두 개를 만들고, 각 Subframe에 64-QAM 6/15 MODCOD를 가지는 PLP#0과 256-QAM 9/15 MODCOD를 가지는 PLP#1을 할당한 뒤, 9-1 채널은 PLP#1에 9-2와 9-3 채널은 PLP#0에 지정하였다. 따라서, 9-1 채널은 고정수신, 9-2와 9-3 채널은 고정 및 이동수신이 가능하다.

보통 고정수신은 ATSC 1.0 ToV C/N인 15.0dB를, 이동수신은 HD-DMB ToV C/N인 8.0dB를 참고해 방송사가 표준 범위 내에서 자율적으로 결정한다.

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