[발언] 지상파를 통한 8K UHD방송, 그 가능성은?

[이군배]

그동안 카페에서 8K UHD방송에 대한 글을 수차례 올려 드렸지만, 아직도 많은 분들이 8K UHD방송은 먼 훗날의 일로 치부한다. 그도 그럴 것이 아직 상당수의 나라들이 4K UHD방송조차 제대로 실시하지 못하는 현실이기에, 8K UHD방송은 뜬구름 같은 소리처럼 들릴 수도 있을 것이다.

▶지상파 4K UHD방송이 어려운 이유

현재 지상파 4K UHD방송을 DVB-T2로 2년 넘게 실험방송을 하였을 때는 별다른 문제가 없었다, 또한 35Mbps로 하였어도 잘 수신이 되었다. DVB-T2로 하였을 때는 문제가 없던 것이 ATSC 3.0에서 문제가 되는 이유는, 지상파 UHD(4K)방송의 초고화질방송이라는 본래 목적보다는, 무늬만 4K UHD(18Mbps)화질에, 다양한 부가서비스와 인터넷(IP)을 기반으로 복합 운영을 목적으로, 세계 최초로 적용하는 기능들을 적합성 Test(시험방송)도 거치지 않고, 급하게 본방송으로 추진하면서, 기술적 어려움에 봉착을 한 것이다. 지상파 UHD(4K)방송만 송출을 한다면, 문제는 없다.

구분	DVB-T2 (HD방송에서 주로 사용)	ATSC 3.0 (최초 적용)
전송 비트레이트	35/25/20Mbps	18Mbps
주파수 구성	SFN	SFN
전송방식	OFDM	OFDM
전송 시스템 (오디오)	MPEG-2(AC-3) HD방송용 그대로 사용	MMT(MPEG-H) 새로 도입
부가 기능	단순 본방송 위주의 단일 방송에 부가 서비스는 실시하지 않았음	인터넷(IP)기반에 각종 부가 기능을 포함하여, 복합적으로 운영
특징	기존 HD방송 전송시스템에 전송비트레이트만 높여서 단순 4K UHD로 1채널만 송출-안정성 답보	대다수 처음 적용하는 장비인데다 다양한 부가서비스를 포함하면서 인터넷(IP)기반의 복합 운영이 되면서, 기술적 어려움에 봉착

하지만, 지금 TV시장은 어떠한가? 아직 4K UHD방송은 시작에 불과하지만, 세계 TV시장은 이미 16년부터 완전 4K UHDTV로 바뀌고 있다. 즉, 4K UHD콘텐츠(방송)와는 별개로 4K UHDTV시장은 그렇게 먼저 앞서나가고 있는 것이다. 이러한 변화는 8K UHDTV에서도 그대로 나타날 것으로 보인다.

특히 8K UHDTV가 17년에 일부 상용화가 시작이 되고, 18년에 다소 고가이긴 해도 본격적인 상용화가 시작이 되고, 19년부터는 구입한 가능한 선에서 대중화가 시작이 되고, 20년부터는 16년 4K UHDTV시장처럼, 8K UHDTV의 가격이 4K UHDTV보다 저렴해 지면서, 8K UHDTV는 완전 대중화가 될 것으로 보인다.

하지만, 8K UHD방송(콘텐츠) 대중화는, 2~3년 정도 늦게 대중화가 시작이 되겠지만, 20년을 전후로 8K UHD방송은 시작이 될 수 있을 것으로 보인다. 현재 8K UHD 'TV+방송'에 필요한 국제표준은 4K UHDTV와 함께 마련이 되었고, 국내 지상파 UHD방송 송출 표준에도 이미 8K UHD방송도 포함이 되어 있다.

해서, 8K UHD방송의 기본 화질이 유지되는 것을 전제로 그 가능성을 다시금 짚어보았다. 본 글은 운영자의 상상이나 의욕이 앞서는 글이 아닌, 현재까지 나온 여러 자료를 바탕으로 운영자가 예상해본 글임을 다시금 밝혀둔다.

구 분	화질 수준	특징
현 기술 적용 시, 8K UHD방송 화질 (8K HEVC기준)	8K@60fps, 10bit/4:2:0, 100Mbps	유선(케이블/IP)을 통해서는, 1년 내에라도 상용 서비스는 가능-15년 9월 삼성과 SK는 IP망으로 100Mbps 8K UHD방송 시연
새로운 압축코덱 적용 시, 8K UHD방송 화질 (8K JVEC(H.266/?)기준)	8K@60fps, 12bit/4:2:0, 80Mbps	8K JVET(H.265/?)가 8K HEVC대비 30%~ 압축 효율이 나올 경우
현 일본 위성(ISDB-S3) 8K UHD실험방송 화질 (8K HEVC 적용)	8K@60fps, 10bit/4:2:0, 90Mbps	*16년 8월 1일 시험방송, 18년 12월 1일 8K UHD본방송 실시 *18년 12월 1일 본방송은, 8K JVET(H.266/?)로 해서 12bit에 80Mbps내외로 진행할 듯.

향후 1~2년, 늦어도 2~3년 안에는 얼마든지 8K UHD방송은 가능할 것으로 보인다. 유선(케이블/IP)을 통한 8K UHD '방송+VOD'는 1년 안에라도 상용 서비스는 가능할 것으로 보인다. 다만, TV수상기 가격 문제로 1년 안에 상용화 하는 것은 어려울 것으로 보인다.

어찌되었든 늦어도 2~3년 안에 8K UHD방송의 상용 서비스가 가능해 진다면, 지금의 4K UHD 'TV+방송'은, SD'TV+방송'처럼 일시적인 'TV+방송'으로 전락해 급격한 퇴조를 보일 것으로 보인다.

현재 일본은, 위성을 통해서, 8K UHD(SHV)시험방송을 16년 8월 1일부터 실시하고 있다. 이 실험방송이 18년 12월 1일부터는 8K UHD본방송에 들어간다. 그래서 위성(ISDB-S3)을 통한 8K UHD방송은, 현재도 그 가능성은 충분히 입증이 되고 있다.

하지만, 문제는 지상파를 통해서 8K UHD방송을 하기는 쉽지가 않다는 것이다. 위성은 어느 정도 방향만 맞게 하늘이 보인다면, 100Mbps 수신에도 특별한 어려움은 없지만, 지상파는 ATSC 3.0이든 DVB-T2든, 지금의 기술(8K HEVC)로는 100Mbps정도를 수신하기는 힘들다(사실상 30Mbps이내가 한계).

물론, ATSC 3.0이나 DVB-T2의 전송 기술을 발전시키고, 송신소를 지금보다 3~4배 이상 늘리고, 송출 출력도 3~4배 이상 높여서, 수신(시청) 거리 기준을 10km 이내로 한다면, 100Mbps도 수신이 가능할 것이다.

일본은 이러한 실험을 16년에 4096QAM방식과 MIMO기술을 결합해서 UHF주파수 대역으로 해서 1채널(6MHz)로 85Mbps를 26km까지 전송하는 지상파 8K UHD시범방송을 실시하여 성공을 하였다.

16년 일본이 성공하여, 공개한 기술은 상당한 의미가 있다. 바로 4096QAM방식과 MIMO기술을 이용하였다는 것이고, 또한 현 8K HEVC보다 압축 효율이 30%정도 높은 JVET에서 개발한 새로운 압축 코덱(H.266/?)을 사용하여, 시연을 하였다는 점에서 그 의미가 크다.

일본이 공개한 기술들도 아직 기술적 보완은 더 따라져야 하겠지만, 국내 ATSC 3.0 송출 표준에는 4096QAM방식과 MIMO기술을 적용할 수 있도록 되어 있어, 지상파를 통한 8K UHD방송 표준화는 일부만 보완 발전을 시킨다면, 20년을 전후로는 상용 서비스가 가능할 것으로 보인다. KBS는 16년에 여러 방안으로 8K UHD시범방송은 하고 있지만, 아직 공개 수준정도는 되지 못하고 있다.

결국 지상파를 통한 8K UHD방송은, 위에서 언급을 한데로 8K UHDTV수상기만 먼저 상용화가 되면서, 지상파방송사의 송신소 증설과 송출 출력 향상, 8K HEVC를 넘어서는 새로운 압축 코덱의 개발, 그리고 4096QAM방식과 MIMO기술을 이용한 전송기술 향상만 가능하다면, 20년 전후로 지상파 8K UHD방송은 충분히 가능할 것으로 보인다. 결코 허황된 상상의 전망이 아니라는 것이다. 고로 8K UHDTV의 20년 완전 대중화는 더 더욱 먼 훗날의 이야기가 아니라는 것이다.

ⓐ촬영(8K 카메라)-17년부터 본격 상용 출시

   Canon 8K Camera

   RED 8K WEAPON HELIUM

   Panavision DXL

ⓑ편집-17년부터 본격 상용 출시

   PC/MAC용 SW와 하드웨어 편집기 다수 출시 예상

ⓒ인코더-16년 상용출시

   NEC 8K HEVC 인코더(VC-8350) 출시

   대만 Advantech사 PC용 8K HEVC인코더(VEGA-3304) 출시

   16년 6월 JVET JEM(H.266) 공개 시연-8K HEVC대비 30%압축 효율 시연

ⓓ방송 전송

   16년 6월 4096QAM/MIMO 기술을 적용한 100Mbps급 전송 시연

   전송 시스템-MMT(100Mbps전송)-상용화(4K UHD방송에 적용)

ⓔ디코더-16년 상용출시

   소시 넥스트사 8K HEVC 디코더 칩(SCH801A) 출시

   16년 6월 JVET JEM(H.266) 공개 시연-8K HEVC대비 30%압축 효율 시연

ⓕ8K UHDTV(8K 디스플레이)-15년부터 상용출시

   아스트로 디자인 98-55인치 8K 모니터

   샤프 85인치 85인치 8K 디스플레이(12bit)

   17년 4월 Dell 32" 8K 모니터 출시(5백만원)

   17년 중국산 8K 디스플레이(55"-65"-98") 출시 예상

   18년 다소 고가이긴 해도 HDMI 2.1을 적용하고, 4K UHD방송 수신튜너를 내장한
          8K UHDTV출시(55"-65"-78"-85"-98")

   19년 8K UHDTV본격 상용화 시작

   20년 8K UHDTV 대중화(8K UHD방송도 실시 예상)

ⓖHDMI 2.1(8K 지원 인터페이스)

   17년 1월 8K대응 HDMI 2.1발표-18년 상용 출시 예상

   19년부터는 HDMI 2.1을 채용한 8K UHDTV가 본격 상용화 예상

ⓗ오디오(MPEG-H/AC-4)

ATSC 3.0 오디오 표준이 MPEG-H(한국)와 AC-4(미국)로 되었지만, 관련 오디오를 지원(디코딩)하는 앰프가 없어, 5.1ch이상의 서라운드 오디오를 당분간은 듣지 못할 것으로 보인다. 특히 MPEG-H 오디오를 지원하는 앰프는 출시를 계획하고 있는 회사도 없어서, 다소 불투명하긴 하지만, 미국에서 18년부터 4K UHD방송이 본격 시작이 되면, 이후부터 일부 앰프가 등장할 것으로 보임.

[전수현]

운영자님 지적처럼 4K TV나 4K 방송은 생략하고, 8K TV와 8K 방송으로 직행하는 것이 맞을것 같네요. 좋은글 잘 보았습니다.