[발언] 국회-지상파방송사 요구→2015년 상반기 700MHz 지상파 UHD방송용 지정→2015년 하반기 지상파 UHD방송 표준 제정→2016년 지상파 UHD시험방송을 실시한다면...

[이군배]

국회 미래창조과학방송통신위원회(미소위)는 12월 26일 700MHz 주파수 대역 배정에 대한 해법을 풀기위한 주파수정책 소위원회를 개최, 첫 회의를 열었다고 합니다.

이날 미소위 소속 국회의원들 대다수는 700MHz 주파수 대역 중, 재난 망으로 기 할당 된 20MHz 폭을 제외한 88MHz폭을 지상파 4K UHD방송용으로 사용해야 한다며, 700MHz 주파수 대역 배정이 확정 될 것으로 보이는 2015년 상반기까지 미소위을 운영한다고 합니다.

정치적 상황은 논란의 대상이 되니, 기술적 부분에서, 국내 지상파 UHD방송에 대해 한번 생각을 해보았으면 합니다. 만일 미소위 국회원들의 주장대로 700MHz 주파수 대역중 남은 88MHz폭을 지상파방송사에 UHD방송용으로 모두 배정을 한다면, 지상파 UHD방송을 2016년부터는 시청을 할 수 있을 것입니다. 헌데, 지금 우리의 UHD 'TV-방송' 기술적 수준을 보면, 솔직히 기대보다는 우려가 더 드는 게 사실입니다.

현재 국내외적으로 UHD방송 표준을 정하고 4K UHD방송을 하는 나라는 한국과 일본이 거의 유일합니다. 다만, 일본은 8K UHD방송에 초점이 맞추어져 있고, 한국은 4K UHD방송에 초점이 맞추어져 있습니다.

물론 유럽이나 미국과 같은 나라들도 2015년에는 UHD방송 표준규격을 제정해서, 2016년부터는 UHD방송을 실시할 것으로 보이지만, 대다수는 UHD방송 실시에 상당히 신중한 입장을 보이고 있는 게 사실입니다. 이유는 HEVC압축 코덱과 같은 기술적 부분이 아직 부족함이 있기 때문입니다.

그런 면에서 국내 UHD방송 시장은, 유료방송사들이 경쟁적으로 'UHD방송+VOD'서비스까지 본격화 하면서, 지상파방송사들이 상대적으로 위기감이 쌓여가면서, 지상파방송사들은 지상파 UHD방송을 다소 서두르는 경향이 있지 않나 싶습니다.

위에서도 지적을 하였지만, 해외 방송 선진국들이 UHD방송 실시에 신중을 기하는 이유가 유료방송사들은 세톱박스 중심으로 UHD방송을 실시하기 때문에, 향상된 기술이 나와서 새로운 기술을 적용한다면, 세톱박스 교체로만 가능하지만, 지상파 UHD방송은, UHD방송 수신기를 UHDTV에 내장을 해야 하기 때문에, 한번 제정한 UHD방송 표준은 최소 20년을 사용해야 하기 때문에, 최소 20년 동안은 방송방식 변경이나 새로운 기술 적용할 수 없기에, 신중한 결정이 요구 된다는 것입니다.

그런데, 국회 미소위와 지상파방송사이 정치적 논리로 2015년 상반기에 남은 88MHz폭을 지상파 4K UHD방송용으로 배정을 하고, 2015년 하반기에 지상파 4K UHD방송 표준을 제정하고, 2016년에 지상파 4K UHD시험방송을 실시한다면, 4K UHD시험방송 실시까지는 문제가 없을 것입니다.

허나, 지상파 4K UHD시험방송 실시 1~2년 후, 지상파방송사들은 진퇴양난의 고민에 쌓일 것입니다. 이유는 2016년에 지상파 4K UHD시험방송이 실시되고, 2017년 지상파 4K UHD본방송을 실시한다면, 지상파방송사들은 이제 'HD→4K UHD'로 전환하는 과정을 진행해야 합니다. 그래서 HD방송에서 4K UHD방송으로 전환하는 기간을 최소 10년으로 본다면, HD방송과 4K UHD방송을 2027년까지는 동일 내용으로 방송을 실시해야 합니다.

그렇게 해서, 2027년에 지상파 HD방송이 종료가 되면, 지상파방송사들은 2028년쯤 HD방송용 주파수를 이용하여 지상파 8K UHD방송을 준비하여, 다시 '4K UHD→8K UHD'로 전환을 해야 할 것입니다.

그런데, 문제는 일본은 2016년부터 8K UHD시험방송을 하고, 2018년에 8K UHD본방송을 한다고 하는데, 우리는 그러면 일본보다 10~12년이나 늦게 8K UHD방송을 한다는 이야기가 되는데, 과연 지상파방송사들이 2028년까지 8K UHD방송을 기다리고만 있을까요?

그것이 아니라면, 지상파방송사들은 8K UHD방송용 주파수를 2~3년 후, 또 다시 요구를 할 것입니다. 그래야 일본과 비슷한 시기에 지상파 8K UHD방송을 실시할 수 있기 때문입니다. 허나, 위에서도 지적을 하였지만, 지금도 지상파 4K UHD방송 주파수가 없어서 2년째 혼돈을 겪고 있는 상황에서, 2~3년 후, 지상파 8K UHD방송용 주파수를 또다시 별도로 배정하기는 현실적으로 불가능에 가깝다는 것입니다.

이유는, 지상파 8K UHD방송 주파수는 전송 용량이 크기 때문에, 1채널당 주파수 폭을 10MHz폭은 사용을 해야 하는데, 그럴 경우, 150MHz폭 정도의 주파수가 필요하기 때문에, 그 정도의 주파수를 새로 배정할 만한 주파수가 없다는 것입니다. 그래서 지상파 8K UHD방송은 지상파 HD방송이 종료되는 2028년 이후에나 가능하다는 것입니다.

그렇다고 현 시점에서 지상파 8K UHD방송을 2028년 이후에 잡는다는 것은 더욱 현실성이 없어 보여, 말이 되지 않기 때문에, 미소위-지상파방송사들의 700MHz배정 논의는 새로운 각도에서 기술적 검토를 먼저 해야 한다는 것입니다.

예를 든다면, 지상파 UHD방송은 아예 4K를 건너뛰고 8K UHD방송으로 직행을 하고, 주파수 폭도 8K UHD방송에 맞게 아예 150MHz폭(1채널당 10MHz폭)으로 논의하던지 해야 한다는 것입니다. 그렇지 않으면, 지상파 UHD방송 자체를 세톱박스 중심으로 가서, 기존 HD방송용 주파수를 이용하여, 지상파 UHD방송을 실시해 나가는 방안으로 검토를 해야 할 것으로 보입니다.

그런데, 문제는 현 시점에서 지상파 UHD방송용 주파수 폭을 8K UHD방송에 맞게 주파수를 배정(150MHz폭)하기는 이 또한 현실성이 없기 때문에, 현재로선 지상파 UHD방송을 세톱박스 중심으로 가자는 제안이 가장 설득력이 있다는 것입니다. 그리고 지상파 UHD방송을 세톱박스 중심으로 가자는 데는 또 다른 아주 중요한 이유가 있습니다.

가령 국회 미소위와 지상파방송사들 주장대로 2015년 상반기에 남은 88MHz폭을 지상파 4K UHD방송용으로 배정을 하고, 2015년 하반기에 지상파 4K UHD방송 표준을 제정하고, 2016년에 지상파 4K UHD시험방송을 실시한다면, 2016년에 출시되는 4K UHDTV에는 지상파 4K UHD방송 수신기를 내장하여 출시를 할 수 있을 것입니다. 헌데, 바로 그 내장된 지상파 4K UHD방송 수신기의 핵심이 되는 HEVC디코더가 향상된 UHD영상을 지원하지 못한다는 것입니다.

즉, 2015년 하반기에 지상파 UHD방송 표준을 제정한다면, 그 표준에 적용된 HEVC디코더 성능이 4K@60fps에 10bit/4:2:0 밖에 안 될 것 같다는 것입니다. 이는 HEVC표준의 초기버전 수준의 4K UHD화질로, 앞으로 나올 7가지 HEVC버전의 진정한 4K UHD화질은 구현하지 못한다는 것입니다(아래 HEVC 번전별 도표 내용 참조).

이처럼 향상된 HEVC인코더와 디코더가 해마다 새롭게 나오고 있는데, 기존 UHDTV들이 향상된 HEVC디코딩을 지원하지 못해, HEVC코덱 때문이라도 지상파 UHD방송 수신기(HEVC디코더)를 UHDTV에 내장하는 것은 현실적이지 못하다는 것입니다.

HEVC 인코더와 디코더가 해상도, 프레임, 컬러비트에 따른 하위 버전이 상위버전을 재생하지 못해, UHDTV에 내장된 HEVC디코더가 다음연도에 나오는 상위 버번의 디코더 영상을 처리하지 못해, 전년도 UHDTV는 무용지물이 되는 현실이 실제 벌어지고 있습니다.

2013년 출시(HEVC내장)된 UHDTV가 4K@30fps에 8bit/4:2:0(Main Profile)까지만 지원을 하여, 2014년 4K@60fps에 10bit/4:2:0(Main 10 Profile)로 송출하는 UHD방송을 수신(디코딩)하지 못해, 결국 2013년 UHDTV내장 메인보드를 교체하는 일이 생겼습니다.

그런데, 이러한 현실은 앞으로 거의 매년 발생 할 가능성이 커 보인다는 것입니다. HEVC는 UHD영상 대중화에 있어서, 없어서는 안 되는 핵심이면서, 대중화를 하는데, 제일 큰 장애 요소로도 작용을 하고 있다는 것입니다.

그럼 대안은 없는 것일까요? 근본적인 대안이라면, UHD 'TV-방송'용 HEVC압축 인코더와 디코더가 최고 사양인 8K@120fps에 12bit/4:4:4까지 지원이 되면서, 하위 버전을 수용하면 되겠지만, 최고 사양의 HEVC 인코더와 디코더는 앞으로도 수년 내로 상용화되기는 쉽지 않을 것으로 보입니다.

그래서 UHD 'TV-방송'에서 이러한 혼란(HEVC코덱 호환성 문제)은 계속 이어질 것이라는 것입니다. 어쩌면 UHDTV표준을 너무 일찍 과도하게 잡아놓은 것이 화근이 되고 있는 것입니다.

▶TTA / ITU-R BT.2020기준 UHDTV 표준 규정

*해상도 : 3840x2160(4K), 7680x4320(8K)

*화면율(Hz) : 29.97, 30, 59.94, 60, 120

*샘플링 구조 : 4:2:0, 4:2:2, 4:4:4

*화소 당 비트 수 : 8, 10, 12

→현 UHD 'TV-방송' 수준 : 4K@60fps/10bit/4:2:0

결국 지상파 UHD방송은, 700MHz 주파수 대역 배정도 중요하지만, 이처럼 빠르게 변화되는 'TV-방송'기술에 대응할 수 있는 방안이 먼저 제시 되어야 하는데, 아무리 방송전문가라해도, 미래 'TV-방송'기술을 예단하기는 쉽지 않기 때문에, 이러한 측면에서, 지상파 UHD방송 수신기를 UHDTV에 의무적으로 내장하는 방안부터 바꾸어야 한다는 것입니다.

지상파 UHD방송을 세톱박스 중심으로 가면, 시청자-지상파방송사-정부 모두에게 이득이라는 것입니다. 지상파 UHD방송을 세톱박스 중심으로 가면, 국민들은 'HD→4K→8K'로 전환이 되어도, 세톱박스로 지상파방송을 시청하면 되기 때문에 기존 TV를 그대로 사용할 수 있습니다.

그리고 지상파방송사들은 빠른 'TV-방송'기술에 유연하게 대응을 할 수 있고, 방송전환 기간도 1년 정도면 가능하여, 지상파방송사들이 마다할 이유가 없고, 또한 정부는 방송방식 전환에 따른 시간과 비용은 절감은 물론,기존 HD방송용 주파수로 UHD방송을 할 수 있기 때문에, UHD방송용 주파수가 따로 필요 없어 주파수 자원을 절약하여, 주파수 분쟁도 해소할 수 있을 것입니다.

만일 국회 미소위와 지상파방송사들이, 뻔하게 예상이 되는 기술적 검증을 회피한 채, 지상파 UHD방송(700MHz 주파수 대역 배정)을 정치적으로만 해결하려 한다면, 우리는 엄청난 국가적 낭비를 감내해야 할 것입니다.

그러므로 국회 미소위와 지상파방송사들은, 막대한 책임의식을 가지고, 지금 벌이고 있는 자신들의 주장과 행동이 추후에 잘 못 된다면, 책임을 지겠다는 자세로, 지상파 UHD방송(700MHz 주파수 대역 배정) 문제를, 정치적 결단이 아닌, 기술적으로 검토를 해서, 국민과 국익에 부합되는 제안을 해주었으면 합니다.

▶HEVC(High Efficiency Video Coding) 버전별 내역
Feature	Version 1		Version 2
	Main	Main 10	Main 12	Main 4:2:2 10	Main 4:2:2 12	Main 4:4:4	Main 4:4:4 10	Main 4:4:4 12	Main 4:4:4 16 Intra
Bit depth	8	8 to 10	8 to 12	8 to 10	8 to 12	8	8 to 10	8 to 12	8 to 16
Chroma sampling formats	4:2:0	4:2:0	4:2:0	4:2:0/4:2:2	4:2:0/4:2:2	4:2:0/4:2:2/4:4:4	4:2:0/4:2:2/4:4:4	4:2:0/4:2:2/4:4:4	4:2:0/4:2:2/4:4:4
4:0:0 (Monochrome)	No	No	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
High precision weighted prediction	No	No	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
Cross-component prediction	No	No	No	No	No	Yes	Yes	Yes	Yes
Intra smoothing disabling	No	No	No	No	No	Yes	Yes	Yes	Yes
Persistent Rice adaptation	No	No	No	No	No	Yes	Yes	Yes	Yes
RPDCM implicit/explicit	No	No	No	No	No	Yes	Yes	Yes	Yes
Transform skip block sizes larger than 4x4	No	No	No	No	No	Yes	Yes	Yes	Yes
Transform skip context/rotation	No	No	No	No	No	Yes	Yes	Yes	Yes
Extended precision processing	No	No	No	No	No	No	No	No	Yes
*현재 HEVC 인코더와 디코더는 Version 1(Main 10 Profile)수준 *하위버전 HEVC 디코더가 상위버번(나중 출시) HEVC압축 영상을 디코딩(재생)하지 못함

▶HEVC Main profile @ Level
Level	Format Example	Max luma picture size (samples)	Max CPB size (1000 bits)		Max slices per picture	Max # of tile rows	Max # of tile columns	적용
			Main tier	High tier
5	4K@30fps	8 912 896	25 000	100 000	200	11	10	2013년
5.1	4K@60fps	8 912 896	40 000	160 000	200	11	10	2014년
5.2	4K@120fps	8 912 896	60 000	240 000	200	11	10	?
6	8K@30fps	33 423 360	60 000	240 000	600	22	20	?
6.1	8K@60fps	33 423 360	120 000	480 000	600	22	20	?
6.2	8K@120fps	33 423 360	120 000	480 000	600	22	20	?
*현재 HEVC 인코더와 디코더는 Level 5.1에 Main tier 정도 수준 *하위Level HEVC 디코더가 상위Level(나중 출시) HEVC압축 영상을 디코딩(재생)하지 못함

[현은수]

말씀대로 셋탑박스가 가장 현실적인 방법인 것 같습니다.
88MHz를 받고 나면 향후 주파수를 추가로 받지 않아도 세탑박스로 HEVC 6.2 레벨까지 지원할 수 있을까요?
압축 효율이 어지간히 좋아진다 하더라도 풀스펙에 해당하는 데이터의 양은 너무 큰 것 같아서 걱정이 됩니다.
일본은 8K를 위한 충분한 주파수 배정을 어느정도로 생각하고 있는지 궁금합니다.

[이군배]

좋은 지적을 주셨네요. 세톱박스가 대안이 된다 해도, 문제가 남는건 UHDTV와 연결하는 단자, 즉 HDMI 성능이 문제가 될것입니다. 다시말해 HEVC Level 6.2까지 간다 해도, 당장은 지금의 HDMI 2.0(18Gbps)은 물론 DisplayPort 1.3(32.4Gbps)도 HEVC Level 6.2의 화질을 전송하기엔 부족하기 때문에, UHDTV와의 연결 방안도 함께 개선이 되어야 할 것입니다. 다만, 이러한 단자의 개선은 그래도 HEVC성능 보다는 먼저 나아가고 있기 때문에, 세톱박스는 기본적으로 HEVC성능 문제에 대응이 되고 있기 때문에, 세톱박스를 대안으로 제시를 해본 것입니다.

[이군배]

*4K UHD용 HEVC인코더와 디코더(희망/2015년) : Level 5.1에 Main 4:4:4 12
적용 : 4K@60fps에 10bit/4:4:4 또는 4K@30fps에 12bit/4:4:4 →주력TV 50"~60"
*8K UHD용 HEVC인코더와 디코더(희망/2016년) : Level 6.1에 Main 4:4:4 12→단, HEVC성능 개선 HEVC2(H.266)
적용 : 8K@60fps에 10bit/4:4:4 또는 8K@30fps에 12bit/4:4:4 →주력TV 60"~80"

※UHDTV성능 개선으로 프레임 문제를 해소하여, 프레임 보다는 UHD영상의
색감과 디테일감 같은 선명한 UHD영상 구현에 초점을 맞추었으면 합니다.

[이민우(감자바우)]

HD방송 얘기는 거의 10여년 전에 나왔었던것 같고... 지금 HD를 볼 수 있는 것이 공중파 신호를 수신해서 보는 것도 아니고 셋탑으로 보고있습니다.
물론 주변으로 신호는 쏘아대지만 제대로 받지를 못하는 곳에 거주하고 있다는게 현실인 것 같습니다. 이처럼 지방에는 아직도 음영지역이 많은 것으로 알고..DTV 쪽에서도 기반시설을 계속 늘려가고 있기는 하지만... 4K를 진행 한다고 하더라도 기반시설이 제대로 받쳐주지도 못하는 현실은 변함 없지 않을까 싶네요... 4K 추진이 중장기 계획대로 추진되고 있는 것인지.. 아니면 즉흥적(일본이 하니 나도?)인지 걱정만 가득합니다.

[이군배]

HD방송 때는 방송방식과 압축 코덱이 정해져서, 선택의 여지가 거의 없었습니다. 허나 UHD방송은 4K-8K가 모두 공개가 도어 있고, 그 4K-8K에 사용되는 압축 코덱도 버전에 따라 호환이 안되는 문제가 있기 때문에, 딱히 어떤 것을 기준으로 정해서 UHD방송을 하기가 애매 하다는 것입니다. 어찌보면, UHD방송은 HD방송보다 더한 기간동안 발전해 오고 있는데, 그 표준을 정하기가 쉽지 않은 것이 문제입니다. 그래서 계획이 없다기 보다는 기술의 변화가 빠르다보니, 표준을 정해서 방송을 하기가 쉬빚 않다는 것입니다.

[백용승]

현실적인 부분을 고려한다면, 지상파의 SFN 전환은 지금부터 논의해야 되는 문제로 판단됩니다. 그렇다면 현재 사용하는 지상파의 주파수를 상당부분 회수 할 수 있다고 보입니다.

[이군배]

UHD방송에서 주파수 구성문제는 이제 큰 의미가 없디고 봅니다. 미국식(ATSC 3.0)이나 DVB-T2 모두 SFN구성으로 갈 것으로 보이기 때문입니다. 다만, 님께서 현 HD방송 주파수를 SFN구성으로 논의해야 한다고 하면, 그것은 불가능하기 때문에(방송 방식 표준과 호환성), 주파수 구성 문제를 가지고 논의할 사안은 별로 없을것 같습니다. 물론 미국식(ATSC 3.0)이 MFN방식으로 간다면, 논의를 해야 하겠지만, 어짜피 그렇게 된다면, 그것은 방송방식 문제이기 때문에, 미국식(ATSC 3.0) 표준이 나와봐야 SFN에 대해서도 이야기를 할 수 있을것 같습니다.