[발언] ETRI의 LDM기술, 기술적 가치가 있을까?

[이군배]

한국전자통신연구원(ETRI)은 10월 10일부터 5일간 제주테크노파크에서, UHDTV 국제표준 정합시험을 성공적으로 개최하였다고 밝혔다. 타이틀은 거창한데, 속내는 국내 지상파 4K UHD(ATSC 3.0)방송에 대한 적합성 검증을 하였다는 것인데, 국제(미국) 표준도 정해지지 않을 것을 가지고 무엇을 검증하였는지는 모르겠으나, 그래서인지, 검증한 것에 대한 세세한 내용은 어디에서도 찾아 볼 수 없었다.

다만, 이 기간 동안 핵심적으로 검증을 한 것은 바로 계층분할다중화(Layered Division Multiplexing/LDM)기술이다. 6MHz폭의 한 채널로 4K UHD방송과 이동 HD방송을 동시에 제공하는 LDM기술이 이날도 핵심적으로 시연을 하였다는 것이다.

ETRI 방송시스템연구부장은 “주파수 효율성을 높이기 위한 방송기술이 정책적으로 도입될 경우, ETRI의 LDM 기술이 차세대 방송 서비스에 핵심적인 역할을 담당해 차세대 실감방송 서비스 분야에 새로운 지평을 열 수 있을 것”이라고 말했다.

LDM 기술은 다른 수신강인성을 가지는 2개 이상의 계층을 다중화 하는 기술로, 기존의 다중화 기술인 TDM 및 FDM보다 약 3~9dB 정도의 개선된 수신 SNR 성능을 제공한다고 한다. 기술적 이론은 운영자 자신도 방송 전문가가 아니니 깊게는 알 수 없으나,  분명한 것은, ETRI의 LDM기술이 시청자들에게 어떤 유익함을 줄 수 있겠느냐 하는 것에는 의구심(?)만 드는게 사실이다.

LDM기술이 과연 세계적으로 어느 정도 활용이 되고 있고, 또 얼마 만큼 필요로 하는지를 찾아보면, 비슷한 사례가 HD방송에서 있었는데, 바로 일부 국가에서 적용한 MMS(다체널)방송이 그 대표적 사례라 할 수 있을 것이다(국내는 EBS가 시행). LDM과 MMS는 기본적으로 1채널의 주파수 폭(6MHz)에 2~3채널의 방송을 한다는 점에선 같다고 볼 수 있다,

다만, MMS는 한 채널의 전송 비트레이트 모두를 수신해서 2~3채널을 분리해서 보여주지만, LDM은 채널별 전송 비트레이트 개별적으로 수신하여, 4K UHD방송과 이동 HD방송을 개별로 보여준다는 것이다. 그렇지만, LDM도 결국 4K UHD방송에 배당된 총 전송 비트레이트(25Mbps)를 나누어서 사용하기 때문에, 4K UHD본방송의 화질 저하는 불가피한 현실이 된다.

그런데, 그동안 일부 국가에서 HD방송에서 사용하던 MMS방송을 4K UHD방송에선, 더 이상 MMS방송은 하지 않는다는 사실이다. 기술이 없어서 일까? 그 실상은, 4K UHD방송은, 어느 정도 화질이 유지되는 4K UHD방송을 하려면, 전송 비트레이트가 30Mbps내외를 유지되어야 하는데, 현재 나와 있는 DVB-T2나 ATSC 3.0 모두 30Mbps이상을 전송(20km~)하기는 쉽지가 않다보니, 결국 지상파 4K UHD방송(ATSC 3.0)도 총 전송 비트레이트를 25Mbps로 정한 것이다.

여기에 이동 HD방송 5Mbsp와 기타 데이터방송이나 EPG-자막과 같은 부가 서비스를 함께 보내면, 4K UHD본방송 1채널의 전송 비트레이트는 많아야 20Mbps이내다. 20Mbps이내의 화질은 HDR과 같은 방송은 할 수도 없는 무늬만 4K UHD화질이라 점에서, LDM기술은 한계성이 있다는 것이다.

사실 이러한 전송 비트레이트를 나누어 보내는 기술은 방송에서도 그리 기술적 가치를 높게 평가하지도 않고 있다. 오히려, 지금 당장 방송에 필요한 기술은, 3~4년 후, 8K UHD방송시대를 맞기 위해, 전송 비트레이트를 100Mbps까지 안정적으로 송출(20km이상)할 수 있는 전송 기술이 더 필요한 게 현실이다.

그래서 이번에 ETRI가 4096QAM과 MIMO기술 등을 적용해서, 100Mbps까지 안정적으로 송출(20km이상)하는 기술을 선보였다면, 그 기술적 가치는 상당히 컸을 것이라는 것이다. ETRI를 비롯하여, TTA같은 미래부 산하 방송-통신 기관들이 여러 신기술 선보이는 것은 좋지만, 이러한 꼼수의 쪼개기 기술을 가지고, 마치 엄청난 신기술인양 발표하는 것은, 일반 시청자가 보아도 좀 아닌듯 싶다.

끝으로 한가지 지적하고 싶은 것은, 이동 HD방송을 최소한 지금의 DMB처럼 수신하려면, 중계소를 최소 지금보다 3~4배는 늘려야 할 것으로 보이는데, 현재까지 확인 된 바로는, 중계소 확충이나 송출 출력을 높여서 4K UHD(이동 HD)방송을 하겠다고 밝힌 지상파방송사는 아직 없다.

또한 이동 HD방송을 시청하기 위한 ATSC 3.0 수신기를 내장한 모바일 기기(스마트폰) 출시를 밝힌 스마트폰 제조사도 없는 것으로 파악이 되고 있다. 결국 모바일용 이동 HD방송은, 4K UHDTV에서나 시청을 하는 방송이 되어, EBS의 MMS(1+1채널)방송과 다를 바가 없게 된다.

그런면에서 TTA(한국정보통신기술협회)도 국내 지상파 4K UHD방송 표준을 너무 지상파방송사들의 요구(다채널 방송)만을 담아내어, 기술적 가치나 현실성이 결여된 표준이라는 지적이 적지 않다. 국내 방송-통신 기술을 담당하는 기관들이 제 역할을 못한다면, 국내 방송-통신의 미래는 어둡기만 할 것이다. 오늘도 씁쓸한 소식에 이 글을 마무리 한다.

지상파 4K UHD방송(ATSC 3.0)에 LDM기술이 적용되면...

현재 지상파방송사들은 일반 업체들도 참여하고 있는 HD급 DMB방송에 참여하지 않고 있다. 바로 지상파 4K UHD방송을 통해 가능한 이동 HD방송으로 대처를 하겠다는 것인데, 문제는 이동 HD방송을 최소한 지금의 DMB처럼 수신하려면, 중계소를 지금보다 최소 3~4배는 늘리고, 송출 출력도 3~4배는 높여야 할 것으로 보인다.

헌데, 현재까지 확인 된 바로는, 중계소 확충이나 송출 출력을 높여서 4K UHD(이동 HD)방송을 하겠다고 밝힌 지상파방송사는 아직 없다. 그리고 무엇보다 이동 HD방송을 시청하기 위한 ATSC 3.0 수신기를 내장한 모바일 기기(스마트폰) 출시를 밝힌 스마트폰 제조사도 없는 것으로 파악이 되고 있다.

결국 모바일용 이동 HD방송은, 4K UHDTV에서나 시청을 하는 방송이 되어, EBS의 MMS(1+1채널)방송과 다를 바가 없게 된다. 4K UHD방송에 HD방송을 하는 것도 시대적 흐름에 맞지 않지만, 그로인해 4K UHD본방송 화질이 저하되는 그런 4K UHD방송을 시청자들은 바라지 않는다.

[김준호(새끼사자)]

LDM으로 MMS를 할 수 있지만 실제로 LDM의 백미는 SHVC를 활용하여 이동수신을 가능하게 한다던가, 3D를 보낸다던가 하는 것이지요. 전체 할당된 비트레이트를 다 4K전송에 사용하면서도요...그러면서 수신강도도 더 높아진다는 점....비트레이트도 현재보다 더 높아진다는 점의 강점이 있지요. 하지만....당분간 안될 것입니다. 디코더용 SHVC칩셋도 없고..엔코더칩도 아직이고...그냥 스펙만 만들어 놓은 상태라고 보심될 듯...거기에 MMS송출에 대한 거부감때문에 쉽게 하지도 못할 듯 하고..오히려 미국쪽에서 더 입질이 많음..미국의 경우 메이저 방송국들도 전파옥션으로 한 방송채널에 더불어 기생해야 하는 상황이 되어 버려서

[김준호(새끼사자)]

MMS기능에 대한 수요가 더더욱 커지고 있지요. 우리나라야 채널을 방송국에게 줘버렸지만 미국은 옥션으로 거의 다 통신용으로 팔아치우고 있음...그래서 지금 현재 송출할 채널이 없음 따라서 SFN해야 하고 여러방송국이 한 채널에 모여들 수 있는 다양한 방법을 모색 중이고 그래서 ATSC3.0빨리하자고 요청 중이지요. 미국은 4K보다는 멀티채널에 더 관심이 큽니다. 물론 메이저급 방송사는 4K 준비 중이지만요

[이군배]

SHVC인코더와 디코더가 없으니, 상당수의 분들이 직접 체험해 보신 분들은 그리 많지 않을 것 같은데, 현재까지 공개된 SHVC의 자료를 보면, HEVC보다 20%정도 압축 효율이 좋다는 정도만 나와 있더군요, 그리고 압축 코덱으로 전체 할당된 비트레이트로 4K로 한다는 것은 좀 아닌 듯 보입니다. 사실 SHVC는 어짜피 4K UHD에서는 기존에 보급된 HEVC디코더 때문에(호환성), 적용하기는 현실적으로 어렵다고 봅니다. 그래서 SHVC는 8K UHD에나 적용이 될 것으로 보이는데, 현재 SHVC가 HEVC보다 20%정도 압축 효율이 좋다고 알려지면서, 일부 업체들이 개발에 참여를 하여, 8K UHD방송에 적용할 것으로 보였지만, 최근엔 20%의 압축 효율로는,

[이군배]

온전한 화질의 8K UHD방송이 어렵다는 판단 때문에, 일본의 JVET는 30%정도의 압축 효율을 갖는 새로운 압축 코덱을 개발하여, 1차로 6월에 NHK기술 공개에서 공개를 한적이 있습니다. 결국 차세대 UHD방송은 코덱 압축 효율 향상과 방송 전송 용량을 높이는 싸움이 될 것으로 보입니다. 지금처럼 LDM과 같은 꼼수의 용량 쪼기기 기술은 좀 아닌 듯 보입니다. 현재 일본은 UHD방송에는 다채널 방송을 하지 않고 있습니다. 유럽도 마찬가지 입니다. 한국만 아직도 HD방송때 못한 다체널 방송에 얽메여 있는 실정입니다.