[발언] 지상파 UHD방송, 어떻게 전환해야 할까?

[이군배]

1.지상파 UHD방송 무엇이 문제인가?

정부(미래부/방통위)는 2017년 2월부터, 수도권에서 지상파 4K UHD본방송을 실시(전환)한다고 공식 발표하였다. 그리고 정부는 공식 발표는 아니지만, 2년 뒤인 2018년 2월 평창 동계올림픽에서 8K UHD시험방송을 하고, 2020년에 8K UHD본방송을 한다고 하였다. 지상파 UHD방송이 신규 채널로 가는 것이 아니, 기존 채널을 전환해 나간다는 것을 감안하면, "HD→4K→8K UHD"로 전환은, 허점 투성이다.

지상파 UHD방송으로의 전환은, 아날로그방송에서 디지털(HD방송)로 전환한 경우처럼, 주파수도 따로 배정해야 되고, 방송방식도 달라 모든 게 바뀌는 것이다. 그런데, 지상파 UHD방송이 4K UHD와 8K UHD 두가지 형태가 있다는 것을 언급하지 않으려 한다.

4K UHD와 8K UHD는 상호 호환도 안 되어, 주파수도 따로 배정해야 되고, 방송방식도 다르게 새로 정해야 한다 즉, 지상파 UHD방송은, "HD→4K→8K"로 전환을 하는 형식이 되는 것이다. 그런데 문제는 4K와 8K간 간격이 2~4년밖에 안 된다는 것이 문제다. 그래서 정부나 지상파방송사는 4K-8K라는 표현은 쏙 빼고, 또한 전환이라는 표현도 사용하지 않고, 막연히 지상파 UHD방송 실시라고만 하고 있다.

아날로그방송에서 디지털(HD방송)로 전환하는데 12년이나 걸렸고, 전환 비용도 수조원이 들었다. 여기에다 국민(세대)이 TV수상기를 바꾸는 비용까지 합치면, 천문학적인 돈이 들어가는 것이 지상파방송 전환이다. 방통위는 지난 1월 18일, 대통령 업무보고에서, 지상파 "HD→4K UHD"로 전환하는 비용으로, 올해만 511억 원, 그리고 앞으로 12년 동안 약 6조8,000억 원을 투자할 계획이라고 밝혔다.

이렇게 엄청난 국민의 혈세가 들어가는 "HD→4K UHD"방송 전환 비용과 시간이 걸리는 것을, 2년 뒤인 2018년 2월 평창 동계올림픽에서 8K UHD시험방송을 하고, 2020년에 8K UHD본방송을 한다면, 2~4년 시차를 두고 지상파 4K UHD방송을 다시 지상파 8K UHD방송으로 전환하기 위한 준비를 또다시 해야 한다.

과연 2~4년 시차를 두고, 이런 4K-8K UHD방송을 해야 할까? 이러니, 상당수의 분들이 정부의 "HD→4K→8K UHD"로의 전환을 두고, 국민들에게 새로 나온 TV나 판매하겠다는 전환정책이라는 비난을 받는 것이다. 그래서 UHD방송 전환은 세대별 TV수상기 구입 부담을 최소화하는 선에서 진행(전환) 해도 해야 한다는 것이다.

2.지상파 UHD방송, "4K-8K"중 하나를 선택해야
현재 지역 지상파 4K UHD방송용 주파수도 없어, 주파수 배정이 쉽지 않은 상황에서, 8K UHD방송용 주파수는 배정할 만한 주파수가 아예 없다. "HD→4K→8K"로 전환을 한다면, 2017년 2월에 4K UHD본방송을 시작하면, 현 HD방송을 2027년쯤 종료 한다고 가정해 보면, 8K UHD본방송을 실시하는 2020년부터 HD방송이 종료되는 2027년까지, 같은 내용의 지상파 방송을 무려 7년간이나 "HD-4K-8K"로 동시에 방송을 해야 한다. 이 것이 상식적으로 이해가 되는 UHD방송 전환일까?

7년간 HD방송용 주파수 폭을 228MHz를 사용해야 하고, 4K UHD방송용으로 최소 50~90MHz폭이 필요하고, 8K UHD방송용으로도 최소 100MHz이상의 주파수 폭이 있어야 한다. 과연 이들 주파수는 다 어디서 난다 말인가? 거기에다 기술적으로도 4K-8K UHD방송은 문제 투성이다. 그래서 이번 정부의 UHD방송 실시(전환) 발표는, 주파수 문제 하나만으로도 모순 그 자체이기 때문에, 지상파 UHD방송(4K-8K)에 대한 방향(전환)을 새롭게 전면 재구상해야 한다는 것이다.

☞지상파 UHD방송에 대한 방향(전환)은?

1)4K는 생략하고 2년 후 8K로 직행한다(강추).

2)4K로 가고 8K는 생략하되, 10여년 이후 16K로 간다.

3.35(4K)+100(8K)Mbps내외를 전송할 수 있는 방송방식이 없다.

현재 지상파방송사들이 2년째 실험방송(DVB-T2) 중인 4K UHD방송은, UHD화질의 척도가 되는 압축 전송비트레이트가 26Mbps다. DVB-T2의 이론적 최대 전송비트레이트가 40Mbps까지 전송이 가능하지만, 왜 26Mbps로 송출을 하고 있는 것일까? 참고로 현재 4K UHD방송(26Mbps)은 5KW로, HD방송(19.93Mbps)는 2KW로 송출을 하고 있는데, 같은 안테나로 HD방송은 수신하는데, 4K UHD방송 수신하지 못하는 경우가 다반사이다.

이는 아마도 주파수 자원을 아끼기 위해 이번에 도입한 SFN주파수 구성에 따른 문제로 보여지는데, 문제는 지상파방송사들이 DVB-T2에서 ATSC 3.0으로 변경하려는 ATSC 3.0는  전송비트레이트가 더 떨어진다는 것이다. 지상파 UHD방송의 화질이 어느 정도 유지가 되려면, 우리도 일본처럼 최소 35Mbps 정도는 유지를 해야 하는데, 과연 DVB-T2나 ATSC 3.0이 압축 비트레이트를 35Mbps로 안정적으로 송출 할 수 있을지 의문이 든다.

현재 여러 경로를 통해 확인한 바로는 DVB-T2든 ATSC 3.0이든, 모두 35Mbps이상을 송출하기는 어려울 것으로 보인다. 물론 35Mbps 단순하게는 송출하는 것은 가능할진 모르겠으나, 수신율이 HD방송처럼 나오긴 쉽지 않다는 것이 문제다.

지사앞 UHD방송의 수신율을 HD방송 정도로 맞추려면, HD방송(2KW)에 비해 3~4배 이상 높은 송출 출력(5~7KW)을 유지해야 하는데, 전국의 크고 작은 1,000여개 이상의 송신소(주로 산)에 엄청난 고전력을 끌어 올려야 하는데, 과연 지상파방송사들이 그렇게 할지도 의문이지만, 설사 하더라도, 유지비를 감내하며, 지금의 지상파 직수율 6~7%라도 유지할 수 있을지는 의문이 든다는 것이다.

현실이 이런데도 지상파방송사들은 지상파 4K UHD방송을 IP(Web)를 기반으로한 MMS(다채널)방송으로 가려고 하고 있다. 허나, DVB-T2든 ATSC 3.0이든 기본적으로 실질적 압축 전송비트레이트가 26Mbps 이내라면, 부가서비스 용량까지 더해진다면, 지상파 4K UHD방송은 말 그대로 20~23Mbps정도의 무늬만 4K UHD방송이 된다는 것이다.

그리고 현재 8K UHD방송 방식은 아예 존재하지도 않는다. 일본의 위성인 "ISDB-S"방식만 현재 유일하게 100Mbps정도를 송출할 수 있는데, 문제는 위성이 아닌, 지상파로 100Mbps내외를 실어 보낼 수 있는 방송방식이 없어, 지상파 8K UHD방송을 할 수 있는(100Mbps 내외를 전송할 수 있는) 새로운 방송 방식 개발이 우선시 되어야 한다는 것이다.

☞실험 또는 연구중인 지상파 8K UHD방송을 할 수 있는(100Mbps 내외를 전송할 수 있는) 새로운 방송은...

1)1ch당 주파수 폭을 8/10MHz로 해서 전송용량을 늘린다.

2)1ch당 주파수 폭을 6MHz 그대로 하면서 4096QAM방식으로 한다.

3)Dual-polarized MIMO기술을 적용(50Mbps)해서 한다.

※위 3가지 중 어떤 것을 사용해도, 현실성이 있는 것은 없어 보인다, 다만, 일본은 4096QAM방식으로 1차례 실험방송을 성공하였지만, 상용화의 어려움등으로 더 이상은 진척되지 않고 있다.

4.지상파 직수율 개선방안이 마땅히 없다.

아무리 초고화질의 우수한 UHD방송이라 해도, 그 방송을 수신(시청)할 수 있는 환경이 안 되어 있다면, 그것은 방송으로서의 가치를 상실했다고 본다. 특히 지금처럼 지상파방송 직수율이 6~7%인 상항에선 수신환경 개선이 먼저 요구 되고 있다.

현재 지상파 UHD방송을 안테나로만 수신(시청)해야 하는 상황에선, 지상파 UHD방송 수신환경 개선이 무엇보다 시급한 선결 과제다.

1)간이 중계소를 2~3배 이상 확충하고, 송출 출력도 3~4배 이상 높인다.

2)지상파 50년 과제인, 난시청 해소방안이 없다면, 지상파 5채널 모두를 유료방송사에서 의무 재전송(무료) 하도록 한다.

5.지상파 UHD방송 전환은 세톱박스 중심으로 가는 것이 최선의 대안이다.

위에서 지적한 사안들만 보아도 지상파 UHD방송 전환은 쉽지 않은 상황이다. 4K와 8K간 간격이 2~4년밖에 안 되고, UHD 'TV-방송' 기술이 하루가 모르게 변화하고 있기 때문에, 지금처럼 방송 표준을 정해서, 20년 이상 수정도 못한 채 그대로 사용하는 규정도 문제가 있기 때문에, 빠른 'TV-방송' 기술에 유연하게 대응할 수 있고, 특히 4K와 8K간 간격이 2~4년밖에 안 되는 상황을 고려한다면, 지상파 UHD방송(전환)은 세톱박스 중심으로 전환해 가는 것이 최선의 대안이 아닐까 한다.

지상파 UHD방송 전환을 세톱박스 중심으로 갈 경우, 우선 세대별 TV수상기 구입부담을 최소화 할 수 있다. 즉, 기존 HDTV나 아날로그 TV로도 지상파 UHD방송을 시청할 수 있기 때문에, UHDTV수상기 구입은, 기존TV가 고장이 나서 볼 수 없을 때, 구입을 하면 되기 때문i에, UHD방송 전환에 따른 TV구입 부담을 최소화 할 수 있다.

또한 지상파 UHD방송(전환)을 세톱박스 중심으로 갈 경우, 4K-8K UHD방송용 주파수가 따로 필요 없다, 즉, UHD세톱박스를 사전에 보급하여, 권역별로 일시에 기존 주파수를 이용해서 전환을 하면 되기 때문에, 1년이면 전국적 전환이 가능하다. 그래서 전환 비용도 상당수 줄일 수 있다. 이처럼 주파수 자원도 따로 필요가 없다는 점은 엄청난 매력이기에, 우려되는 점보다는 이점이 더 많다(참조:늦어지는 지상파 UHD방송, 세톱박스가 대안이다).

지상파 UHD방송(전환)을 세톱박스 중심으로 갈 경우, 우려되는 점은, 세톱박스 보급 비용을 누가 부담 할 것인가? 하는 문제와 세톱박스로 인한 TV시청의 번거로움과 불편함이 있을 수 있다.

허나 한번 냉정히 고민을 해보자, 지금 대한민국 세대의 90%이상은 이미 유료방송가입자들이다. 거의 대다수의 세대가 이미 세톱박스를 통해 방송을 시청하고 있다. 그렇지만, 세톱박스 시청으로 인한 불편함은 그리 크지 않다.

그리고 지상파 UHD방송을 세톱박스 중심으로 간다고 하여, UHDTV에 지상파 UHD방송 수신기를 내장하지 말자는 것은 아니다. UHDTV에 지상파 UHD방송 수신기를 내장하는 것은 TV제조사 자율로 하면 된다.

그럼 남는 문제는, 세톱박스 비용인데, 현재 UHD세톱박스를 대량으로 생산한다면, 5만원 내외로 보급이 가능할 것으로 보인다. 이정도 비용이라면, 일반 세대에서 구입하는데 큰 부담은 없다.

지상파방송을 "HD→4K→8K로" 전환을 하게 되면, 가장 혜택을 보는 곳은 TV제조사일 것이다. TV제조사에서 지상파 UHD세톱박스 비용에 대한 일부를 보조한다거나, 기존에 지상파방송사들이 배정받은 700MHz주파수를 반납하여, 반납한 주파수에 대한 세수를 세톱박스 보급 비용 또는 서민들에게 무상 보급하는 방안으로 간다면, 세톱박스 보급에 따른 비용은 그리 부담이 되진 않을 것으로 보인다.

그리고 일반 세대는 사실상 90%가 유료방송을 시청하고 있기 때문에, 유료방송 세톱박스에 지상파 UHD방송 수신기능을 의무 내장한다면, 90%의 세대는 어렵지 않게 지상파 UHD방송 수신기(세톱박스) 보급이 되는 것이다.

6.지상파 UHD방송 화질 수준은 어느 정도 되어야 하는가?

구분		현 수준	개선
4K UHD	국내 지상파	실험방송 / 4K@60fps,  8(10)bit/4:2:0, 26Mbps,  BT.709	표준제정 / 4K@30fps,  10bit/4:2:2, 35Mbps,  BT.2020/HDR은 자율로
	일본 위성	본방송 / 4K@60fps,  10bit/4:2:0, 35Mbps,  BT.2020	HDR추가 / 4K@60fps,  10bit/4:2:0, 35Mbps  BT.2020
8K UHD	국내 지상파	2018년 시험방송  표준 없음	표준제정 / 8K@60fps,  12bit/4:2:2, 100Mbps,  BT.2020/HDR은 자율로
	일본 위성	시험방송 / 8K@60fps,  10bit/4:2:0, 90Mbps,  BT.2020	HDR추가 / 8K@60fps,  10bit/4:2:0, 90Mbps,  BT.2020
※압축 전송 비트레이트 기준 : 부가서비스(MMS)와 같은 용량은 포함되지 않은 순수 1Ch 방송(영상+음질+EPG+데이터방송)에 대한 전송 비트레이트 용량. ※일본보다 영상 표준이 다소 높은 것은, 일본 표준 제정 당시(3년 전)보다 시간이 지났고, 또한 HEVC압축 인코더의 성능향상으로 비슷한 압축 전송 비트레이트로 좀 더 나은 화질로 전송이 가능하기 때문.

7.UHDTV Ready 저가 보급 방법은 없는가?

국내 TV시장은 삼성-LG가 97%이상을 독과점하고 있어, 우리나라의 TV가격은 세계 최고 수준이다. 삼성-LG가 UHDTV를 주로 프리미엄 상품으로 판매하고 있어, 일반 서민들까지 UHDTV를 구입하기엔 아직 부담감이 있는게 사실이다.

세톱박스 중심으로 지상파 UHD방송을 전환한다 해도, 지상파 UHD방송을 기존 아날로그나 HDTV로 시청을 한다면, 초고화질 UHD방송을 실시하는 의미가 무색해 지므로, UHDTV Ready를 저렴하게(50만원 미만) 보급하는 것이 무엇보다 급선무라고 본다.

보급형 4K UHDTV Ready는 중소기업 중심으로 진행을 한다면, 당장이라도, 20인치 대는 20만원대, 40인치 대는 40만원대, 50인치 대는 50만원대 정도에 제조 판매가 가능한데, 이것을 더욱 활성화 한다면, 4K UHDTV Ready의 가격은 더욱 낮출 수 있을 것으로 보인다.

참조>UHDTV, 몇인치가 적절한가?

TV는 화면이 크면 클 수록 좋긴 하지만, 60인치 이상만 해도 가격이 몇백은 넘어간다. 하지만, 화면이 크다면, 그 만큼 화질이 부족해지고, 소비전력도 문제가 된다. PPI기준으로 본 적정 TV화면 크기를 제시해 본다.

기준	HDTV	4K UHDTV	8K UHDTV
100PPI	22인치	44인치	88인치
추천 사이즈	32인치	50인치	70인치대
※5.5인치 스마트폰의 경우, Full HD(1920x1080)가 400ppi이고, WQHD(2560x1440)가 534ppi로서, UHDTV를 100ppi를 기준으로 한다해도, 과도한 기준이 아닐 것이다. ※80인치 이상은 가정 내 운반 설치가 용이하지 못하고, 소비전력과 같은 현실적 문제가 있어서, 8K UHDTV의 추천 인치를 70인치대로 하였으나, 여건만 된다면, 90인치 내외도 적절.

[박중근]

컨트롤 타워의 부재가 큰 문제라고 봅니다. 어차피 나갈거.. 뭐 대충. . 이런느낌.. 전문가도 아니고.. 현 콘트롤타워할 사람이 공부도 안하는거 같고..

[황인성(ins)]

논리 정연한 문제점 지적과 해결책 제시까지.. 초심자도 명확하게 맥락을 이해할 수 있어서 정말 잘 읽었습니다.
참조에서 HDTV의 추천 사이즈가 상당히 작다는 생각이 드는데 기술적인 기준인가요? (HDTV는 FHD를 말하는 거죠?)