박 성 규
-[방송기술저널] 편집주간
–정보통신기술사
-SBS라디오기술팀 부장
국내 TV방송의 역사를 보면 1960년대에 흑백TV 방송을 시작하였고 1980년대에 컬러TV방송으로 발전하였으며 2000년대에 이르러 디지털HDTV방송을 서비스하고 있다. 거의 20년 주기로 새로운 기술로 발전을 거듭해 왔다. 그런데 이제는 DTV를 시작한 지 10년만에 3DTV 기술이 새로운 물결을 일으키고 있다. 그 외에도 최근 10년 사이에 이동수신방송 DMB를 비롯하여 인터넷을 이용한 IPTV 등 새로운 동영상 전달매체의 발전이 함께 이루어진 것도 TV기술발전에서 빼놓을 수 없는 큰 변화다. 이런 추세로 볼 때 앞으로 홀로그램TV와 Ultra-HDTV(UDTV) 등 또 다른 미래형TV 기술혁신은 아마도 더 빠른 시간 안에 우리에게 다가 올 것으로 전망할 수 있다. 빠르게 변하고 있는 방송기술의 변천과 맞물려 방송사나 가전사 그리고 정부 모두가 미래를 미리 준비하고 시대를 앞당겨 생각해야 할 필요성이 강조되고 있다.
최근 한창 관심을 끌고있는 3DTV의 경우를 보면 그 동안 정부와 가전사 그리고 방송국 모두 3DTV가 언젠가 우리에게 다가올 것으로 예측은 하고 있었지만 이토록 급작스럽게 다가올 줄은 미처 예상하지 못했다고 볼 수 있다. 가전사는 그동안 3DTV 수상기 개발에만 신경을 써왔다. 3DTV신호 전송표준 마련과 관련해 방송사와 공동연구를 소홀히 한 과오가 지금 와서 3DTV 환경조성에 발목을 잡히고 있다고 볼 수 있다. 지금의 상황은 3DTV수상기 제품출시가 앞서 이루어지고, 그 뒤를 따라서 전송방식이 검토되고 있는 상황이다. 게다가 위성방송에서 방송하는 방식, 지상파의 3DTV 전송방법, 케이블이나 IPTV 전송방법 등이 제각각 다르게 추진되고 있다. 그러다 보니 시청자는 3DTV 구매 시점에서 혼란스러울 수밖에 없다. 아직 전송방식도 정해지지 않은 시점에서 지금 3DTV를 구매했을 때 현재는 물론이고 미래에도 이 3DTV로 과연 시청이 가능한지 의문을 가져볼 수 밖에 없다. 또 수신 매체에 따라서 어떤 추가장비와 추가부담이 필요한지도 잘 알 수 없다. 기존 방식과 호환성을 유지할 필요가 있고, 반면에 새로운 주파수에 새롭게 시작할 필요성도 있다.
방송사는 방송사 나름대로 고민이다. 3DTV 콘텐츠가 부족한 현실에서 앞으로 어떻게 효과적으로 시간을 채울 수 있을지 고민하게 된다. 3DTV 콘텐츠 제작으로 장비구매와 시스템구축 비용과 제작비 상승에 따른 수익효과가 언제 일어날지 타산이 맞지 않는 것은 분명하다. 그렇다고 지금까지 지상파방송사가 걸어 온 행보를 보면 새로운 물결의 경쟁에서 타 매체보다 뒤서거나 물러서지 않을 것 역시 분명하다. 마침 월드컵경기가 3DTV로 제작되므로 3DTV 환경조성에 유용하게 이용될 것이라 본다. 그러나 기술적으로 판단하기에는 더욱 어려운 고민이 남아있다. 아직까지 전송방식이 결정되지 않았으며, 더구나 3DTV용 별도의 주파수 확보조차 어려운 실정이 3DTV와 UDTV 등 지상파방송의 앞길을 막고 있기 때문이다. 오히려 디지털전환이 완료되는 2012년 이후에는 TV채널 52~69까지의 700MHz대 주파수를 정부에 반납해야 할 처지에 놓여있다. (정부는 “700㎒는 오는 2013년부터 사용해야 함으로 경매제를 통한 주파수 할당이 늦어도 2012년까지 도입된다”고 말했다. 김정삼 방통위과장 – 전자신문 2010.2.17) 결국 줄어든 방송용 주파수대역 사용과 기존의 HDTV와 역호환성을 지켜가면서 3DTV를 구현하려다 보니 영상품질의 열화가 문제점으로 지적되고 있다. 월드컵 3DTV방송은 일단 Side-by-Side방식으로 시작이 가능하지만 기존TV에서는 한 화면에 좌.우 화면 두 개가 나누어 보이고 화질의 열화가 발생하는 단점이 있다. 제대로 된 화질과 서비스를 하려면 좀 더 나은 방법의 모색이 필요하다. 그러나 새로운 주파수의 확보 없이 기존 전송방식과 주파수에 구겨넣기식으로만 성과를 얻으려고 하다 보면 미래의 무안경식 3DTV 혹은 홀로그램식 3DTV와 UDTV 등 미래형TV의 영상품질과 신호전송의 제약에 계속 발목을 잡히게 되고 그러한 제약조건에 의해 지상파방송은 경쟁매체와 비교하여 경쟁력을 잃어갈 공산이 크다.
여기서 3DTV 이후의 미래형 기술은 무엇일까 다시 생각해 보자. 정부는 2013년까지 무안경식 3DTV 개발을 목표로 생각하고 있고, 2015년에는 홀로그램을 이용한 진정한 3DTV 구현도 구상하고 있다. 게다가 초고해상도 HDTV인 Ultra-HDTV(UDTV) (4000 x 2000)화소의 서비스도 미래형 방송에 포함되어 있다. 그런데 UDTV의 경우 벌써 Red-One Camera(특정회사 제품명)와 같이 현재의 2K-HDTV보다 4배나 화소 수가 많은 4K-HDTV카메라가 나옴으로써 지상파의 UDTV방송은 벌써 구현이 가능한 단계에 와 있다. 이미 영화 [국가대표]를 비롯하여 각종 영화나 CF들이 Red-One Camera로 디지털 촬영되는가 하면 KBS 드라마 [추노]도 Red-One으로 찍었다. 3D영상도 앞으로는 4K-Camera의 CDD 1개의 좌.우 1/4영역 영상만으로도 충분히 Full HD 3DTV영상을 만들 수 있어 4K카메라의 활용도가 높아질 예상이다.
결국 3DTV나 UDTV의 영상을 제대로 전송하자면 현재의 ATSC HDTV 영상전송용량(MPEG-2 17.5Mbps) 보다 영상압축률을 높이거나 더 높은 전송용량의 전송방식과 새로운 주파수 대역이 필요하게 된다. 현재 3DTV 전송방법 중 [ 좌측영상(Mpeg-2, 12Mbps) + 우측영상(H.264, 5Mbps) ]방법이 유력하게 제시되고 있다. 그러나 위 방법은 ATSC의 기존 TV와 역호환성이 중요시되고 있기는 하지만 Full HD 3DTV구현에는 못 미치게 된다. 왜냐하면 Full HD를 구현하자면 좌측영상 [ MPEG-2, 12Mbps 1080/60 I ]로는 역부족이 될 것 같다. 만약 HD 영상품질을 높이자면 Two-pass Encoder를 써야 하므로 수상기 Delay가 현재의 약 1초 지연에서 훨씬 더 늘어나게 된다. 게다가 아무리 H.264라고 할지라도 우측 영상의 [ H.264, 5Mbps ] 역시 빠른 영상에서 HD급에 턱없이 부족한 영상이 되기 때문이다. 통상 H.264 HD영상일 경우 뉴스는 약8Mbps, 교양프로그램은 약10Mbps, 스포츠나 드라마는 약12Mbps정도 되어야 방송용 HD급이라고 말하고 있다. 향후 무안경식 3DTV나 홀로그램식 3DTV 구현은 또 얼마나 전송용량이 필요할 지 모르나 현재의 구겨넣기식 방법으로는 한계점이 노출될 것은 자명한 일인 것 같다.
UDTV 역시 현재의 HD화소보다 4배의 화소를 가지므로 MPEG-2에서 H.264형식의 압축으로 전환하고 전송방식 역시 위성전송에서 DVB-S에서 DVB-S2로 바꾸듯이 지상파도 새로운 전송방식을 도입한다면 기존 6MHz 한 채널 안에서도 전송이 어려운 것은 아닐 것 같다. 일례로 이미 DVB-T2와 같은 차세대기술의 경우에는 6MHz 한 채널에서 HD영상 3~4개를 보낼 수 있으므로 통합하면 UDTV 1개 영상이나 3DTV 전송이 가능하고 Mobile 서비스도 동시전송이 가능하다고 본다.
결론은 지상파방송의 미래를 위한 차차세대 방송을 위해서라도 현재의 TV채널 52~69 (700MHz)대역의 반납과 경매계획은 유보되어야 하며, 방송서비스에 재할애되어야 한다고 본다. 일부는 통신의 4G를 위해서라고 하지만 방송도 4G기술이 있다. 앞서 말한 차차세대 방송을 위한 기술이 방송의 4G기술이라 하겠다. 아울러 지난 백령도 천안함 침몰 사건 때 방송사에서 사용한 OFDM중계기술에 사용된 주파수가 바로 700MHz대역이다. 바다 위 보트에서 육지의 중계차로 전송하기 위해 사용했는데 파도에 의한 산란이 적었으며 결과적으로 선명한 화질을 보낼 수 있었다. 골프 중계 때에도 각 홀마다 카메라 배치가 어렵다. 그렇다고 2G~5GHz 대역의 높은 주파수 사용의 무선 카메라도 나뭇잎과 언덕의 방해에서 자유롭지 못하다. 그러나 700MHz대역과 같이 낮은 주파수에서는 회절과 전달력이 강하여 훌륭한 전송대역으로 사용될 수 있다. 일본은 이미 마라톤 중계에 자주 사용하고 있으며 국내에서도 마라톤 등 시가지 구간이나 언덕 많은 코스 등에서 헬기 도움 없이도 중계에 성공한 사례가 있다. 그러므로 700MHz대역의 주파수 대역의 회수와 경매 보다는 앞으로도 3DTV나 UDTV전송과 같은 시청자서비스와 중계용 주파수로 계속 방송용으로 활용될 수 있는 정책이 이루어지기를 바라는 마음이다.
