[발언] 4주년 맞는 지상파 UHD방송, 4K 방송으로 끝나나...

[이군배]

부제 : 지상파 UHD(4K)방송 실시 4(7)년→8K 방송은 가능할까?

오늘(5월 31일)자로 ATSC 3.0으로 지상파 UHD(4K)본방송을 실시한지 만 4년이 된다. DVB-T2로 실시한 것까지 포함하면, 지상파 UHD방송의 역사는 7년이나 된다. 헌데 지금 지상파 4K UHD방송을 시청하는 가구는 채 1%도 안 된다. 이런 현실에서 최근 지상파방송사들은 지상파 8K UHD방송을 위한 시연과 관련 기술 세미나를 연이어 개최하였다. 4K UHD방송도 활성화 시키지 못하고 있는 상황에서 지상파방송사들의 이러한 움직임에, 시청자들의 시선은 곱지 않다. 과연 지상파 8K UHD방송은 가능은 한걸까?

물론 세계 최저 수준의 무늬만 4K UHD화질(16Mbps)로 지상파 4K UHD방송을 한 것처럼, 8K UHD방송도 무늬만 8K UHD화질(30Mbps내외)로 8K UHD방송을 한다면 가능은 할 것이다. 현재 일본은 2018년에 세계 최초로 8K UHD방송(100Mbps)을 실시하고 있고, 중국은 지상파와 5G를 이용해 지난 2월부터 8K UHD방송(100Mbps)을 시범적으로 실시하고 있다.

결국 세계 최초로 UHD(4K)방송을 실시한 우리는 8K UHD방송에선 가장 뒤쳐저 가고있는 것이다. 하지만, 우리는 지상파 8K UHD방송을 하고 싶어도 당장은 할수가 없다. 이유는, 우리의 지상파방송은 '아날로그→HD→4K→8K' 순으로 전환해 가는 구조이기 때문에, 지상파 8K UHD방송은 지상파 HD방송이 종료되는 시점인 2027년에서 2030년은 되어야 가능한 구조이기 때문이다.

결국 이러한 문제를 해소하려면, 지상파방송 표준을 정해서, 30년씩 사용하는 지금의 방송법(표준) 부터, 현실에 맞게 바꾸어야 할 것이다. 즉, 지금과 같은 전환방식으로는 빠르게 변화하는 방송시장 환경엔 대응하지 못하기 때문에, 법적 제도 개선과 함께 지상파방송을 인터넷으로도 송출할 수 있는 법적 기반까지도 함께 마련해야 할 것이다.

하지만, 지상파 8K UHD방송에 대한 전환 체계와 법적 문제 등이 해소가 된다고 해도, 무선 전파로 지상파 UHD방송을 유지하는 구조는 이참에 고민을 해볼 필요가 있다. 즉, 무선 전파로 지상파 8K UHD방송을 지속해 나가야 한다면, 그에 걸맞는 송출에 따른 과감한 투자와 송출 시스템을 유지 관리하기 위한 비용등에 대한 대안둥이 함께 제시되지 않는다면(수신환경 개선), 안테나로 시청하는 지상파 UHD방송은 한계가 있을 수밖에 없다.

즉, 지금처럼 안테나로 지상파방송을 시청하는 가구가 채 5%도 안되는 상황에서, 소수의 시청자들 때문에, 제 역활도 못하는 재난방송과 공영방송이라는 명분 때문에, 수조원의 주파수를 무료로 사용하고, 그것도 모자라 그것을 명분으로 TV수신료까지 전기료에 포함해서 강제 징수하는 것에 대한 지상파방송의 근본적인 문제부터 이제는 진지하게 고민을 해보아야 할 것이다.

그런 점에서, 어쩌면 지상파 8K UHD방송부터는 IP로만 송출하는 것이 답이 될 수도 있을 것이다. 그리고 지상파 8K UHD방송이 빠르게 변화하는 TV시장에 대응하기 위해서는, 8K UHD방송 수신기를 TV에 의무내장하기 보다는, TV제조사 자율로 하게 하면서, 8K UHD방송은 세톱박스 중심으로 가는 방안까지 함께 고민을 해봐야 할 것이다.

끝으로 이번에 ETRI와 KBS가 시연하거나 제안한 지상파 8K UHD방송에 대한 방법 3가지에 대한 과제를 짚어 보았다.

▶지상파 8K UHD방송 방법 3가지 & 과제

1.채널 본딩(Channel Bonding 또는 이더넷 본딩) 기술

(최대 110Mbps 전송 가능)

채널 본딩은 호스트 컴퓨터에서 안전성과 전송속도를 높이기 위해서 두 개 이상의 네트워크 인터페이스를 사용한다. 가령 802.11(Wi-Fi)를 이용해 채널 본딩(108Mbps)을 한다면, 기존의 54Mbps인 802.11g의 채널 두 개를 묶어 사용하는 것이다. 이러한 채널 본딩 기술은 이미 IPTV업체들에 의해서 개발 적용이 되고 있다.

과제>채널 본딩을 이용한 기술적 난제는 없다. 다만, 지상파 8K UHD방송을 인터넷을 통해 실시할 경우, 인터넷을 통해 실시할 법적 근거가 먼저 마련이 되어야 하고, 그러한 근거가 마련이 된다면, 인터넷 망 부하에 대한 대안도 함께 제시가 되어야 할 것이다.

2.MIMO(Multiple-Input-Multiple-Output) 안테나 기술

(2개의 안테나로 최대 110Mbps 전송 가능)

ATSC 3.0(1개의 안테나)의 최대 전송속도는 57Mbps다. 이것을 2개의 안테나를 사용하면, 최대 2배의 전송 효율을 내는 것이다. ATSC 3.0은 스마트폰처럼 같은 주파수로 다른 데이터를 보낼 수 있다. 해서 수평과 수직으로 된 각각의 신호를 합치며, 2배의 전송 효율이 가능하여, 8K UHD방송에 필요한 100Mbps의 전송량을 얻을 수 있다.

과제>2개의 안테나를 이용한 MIMO기술을 이용한 8K UHD방송을 실시하려면, 지상파방송의 송신 시설이 적어도 지금보다 3~4배는 늘어야 하고, 송출 출력도 3~4배는 더 높아져야 한다. 만일 MIMO기술을 이용한 8K UHD방송이 실현 된다면, 이는 지상파 방송의 특성을 제대로 살릴 수 있는 가장 좋은 방안이 될 것이다.

하지만, 실제 적용하기엔 송신소 건설비용 부담과 송출 출력 향상으로 전기료와 같은 유지비용이 적지 않아, 현실성이 떨어진다. 특히 지금처럼 지상파방송을 5% 이내만 안테나로 시청하는 경우엔 더한 어려움이 따른다. 그리고 무엇보다 아파트 공청망 설비등을 또다시 모두 교체해야 하는 어려음까지 있다.

3.IP를 기반으로 하는 SHVC(HEVC) 압축 기술을 활용한 4K+8K 동시 방송

현재 지상파 UHD(4K)방송은, HEVC를 기반으로 한 SHVC로 압축해서 IP(RF)로 송출을 한다. 즉, SHVC는 4K HEVC(16~17Mbps)와 HD HEVC(3~5Mbps)로 동시에 압축 송출이 가능하다, 이러한 원리로 8K SHVC를 이용하면, IP로는 8K HEVC로 송출하고, RF는 4K HEVC(16~17Mbps)로 송출하여, 지금의 ATSC 3.0으로 UHD(4K)로 방송을 시청하고, 인터넷으로는 8K UHD방송을 시청을 하는 것이다.

과제>지상파방송사들이 가장 선호하는 방법이지만, 2022년부터는 8K UHD방송용 압축 코덱이 'HEVC(H.265)→VVC(H.266)'로 본격 상용화 된다는 점에서, 8K SHVC가 상용화 된다고 해도, 실 적용은 쉽지 않다. 즉, 8K HEVC로 8K 방송을 한다면, 적어도 100Mbps 이상이 되어야 하는데, 전송량에 따른 부담도 부담이지만, 8K 화질을 온전하게 살리기 위한 8K/120fps, 12bit에는 8K SHVC가 대응하기 어렵기 때문이다.

그리고 무엇보다 8K 방송은 HEVC보다는 'VVC(H.266)' 코덱을 적용할 것으로 보이는데, 그렇다면, VVC(H.266)을 기반으로 하는 SHVC2와 같은 새로운 코덱을 개발해야 하는데, 설사 개발이 되어 나온다고 해도, 8K 방송과 4K 방송을 동시에 한다면, 기존에 보급된 HEVC내장 4K TV로는, 동시에 실시하는 4K 방송은 수신하지 못한다. 이유는 지금까지 보급된 모든 UHDTV엔, 'VVC(H.266)' 디코더가 내장되어 있지 않기 때문이다.

▶지상파 UHD방송을 5G로 실시하기가 쉽지 않은 이유
위에서 언급 내용중에 제일 유력하게 검토되고 것이 바로 지상파 UHD방송을 5G로 실시하는 것이다. 하지만, 지상파 UHD방송(ATSC 3.0)과 5G가 만나 지상파 8K UHD방송을 한다면, 양측은 먼저 자신들 문제부터 해소하는 노력이 선행되어야 할 것이다. 양측 모두 현안 과제들만 본다면, 5G를 통한 지상파 8K UHD방송은, 가능성이 희박해 보이기 때문이다.

☞지상파 UHD방송 과제
*시청자 없는 지상파 UHD(4K)방송
→7(4)년 된 지상파 UHD방송 시청가구가 채 ~1%도 안 되고 있다.
→진척 없는 수신환경 개선→유료방송을 통한 재전송 논의 난항
*제한적인 지상파 UHD방송 수신기
→TV는 삼성-LG만 출시, 범용적 세톱박스는 사실상 없음
*EBS UHD방송 미실시→언제 할 수 있을지 알 수 없음
*세계 최저 수준의 UHD(4K) 화질에 UHD방송의 매력이 없다.

*UHD콘텐츠 제작 미비(현 10%내외→50%이상 확대)

☞5G 과제
*5G통신 속도 개선 : 현 ~2.5Gbps→20Gbps
*28GHz대역 상용화 난항
*관련(28GHz대역) 5G 단말기 출시 난항
*관련(28GHz대역) 5G 기지국 전무 : 최소 100만개 신규(28GHz대역) 5G기지국(20Gbps) 필요

→천문학적 비용부담으로 사실상 포기

☞지상파 UHD방송과 5G가 만나기 쉽지 않은 이유
*지상파 UHD본방송조차 활성화 되지 못하고 있는 것을 5G로 할 명분이 없다.
*유료방송을 장악한 통신3사가, 지상파 UHD방송을 먼저 5G로 실시하긴 쉽지 않다.
*지상파 UHD방송 실시에 따른 망 트래픽에 대한 대안이 없다.
*28GHz대역 상용화 없이 무늬만 5G로는 지상파 UHD방송을 5G로 하기는 불가능하다.

[김현철(노니는곰)]

이 문제는 기본적인 정의부터 출발해야 된다고 봅니다. 지상파라면 최소 1개 채널이라도 수신이 되어야 합니다. 재난방송이라는 KBS 1TV 채널 하나라도 수신기에서 별도의 장비 없이 수신이 가능해야 된다고 봅니다. 그런데 정책을 세울 때 추가 이익 창출에만 집중하다보니 기본적인 정의를 실현하지 못하고 있다고 생각됩니다. 제발 기본에 충실한 정책을 실현하고 부가적인 기능을 검토해야 되는데 부가기능에 빠져 정작 중요한 기본은 놓치는 그런 행태가 참 안타깝습니다.

[김영한]

솔직히 4k도 온전히 방송을 못하는데 8k 무리죠...일부 메니아 또는 관심분들 말고 과연 일반인들 얼마나 관심이 있을까요. 풀hd라도 감지덕지~~~ 불편함 못느끼시는분들 많아요.