디지털 지상파 전송방식

전자신문 기사 전문 2002. 7. 16

국내 디지털지상파방송 전송방식 유럽식 '판정패' 하나


미국방식(ATSC)을 기반으로 이미 상용서비스를 전개중인 디지털지상파방송을 놓고 일부에서 유럽방식(DVB-T)으로 전환해야 한다는 주장이 제기되고 있는 가운데 유럽방식이 기술적 한계를 극복하기 위해 핵심 전송기술을 수정해야 하는 것으로 밝혀졌다.


이 경우 유럽방식은 우리나라의 방송정책이 전략목표로 설정한 고선명(HD)TV 전송에 부적합할 수밖에 없어 디지털지상파 국가표준을 둘러싼 국내의 논란 역시 수그러들 것으로 보인다.


◇확실시되는 DVB-T규격의 변경 = 지난 4일 영국 방송·통신정책기구인 ITC는 지난 5월말 파산한 ITV디지털의 주파수를 재활용한다는 차원에서 주파수를 신청한 6개 사업자중 BBC·크라운캐슬(Crown Castle)에 디지털지상파 사업권을 재부여했다. 문제는 6개 사업권 신청사중 BBC와 크라운캐슬을 포함한 5개사가 제안서에서 DVB-T규격의 핵심요소인 전송방식 변경을 ITC에 요구했다는 점이다.


ITV디지털이 채택한 DVB-T 표준규격의 전송방식은 64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)이었으나 새로운 사업자들은 16QAM방식으로 전환해 서비스하겠다는 것이다.


ITC는 이에 BBC와 크라운캐슬이 디지털지상파방송서비스에 들어갈 수 있도록 16QAM 방식으로 변경해줄 의향이 있다고 공식 발표했다. DVB-T규격의 전송방식이 64QAM에서 16QAM으로 변경되는 것은 이제 시간문제일 뿐이다.


◇치명적 한계를 지닌 DVB-T = 유럽의 디지털 지상파방송표준인 DVB-T는 세계 최초의 디지털지상파방송사업자이자 최초의 DVB-T규격 채택기업인 ITC디지털을 파산케 한 주요한 요인을 제공했다. ITC나 사업권을 획득한 BBC 등은 ITV디지털이 채택한 64QAM의 기술적 문제를 인정하고 있다.


BBC는 ITV디지털이 채택한 64QAM 전송방식은 목표치를 밑도는 방송수신율(40%)은 물론 수신가정의 50%가 전파간섭(노이즈 등)의 영향을 받는 등 수신도에 치명적 문제를 일으켰다고 주장하고 있다. BBC는 이 문제를 해결하기 위해 전송모드를 64QAM에서 16QAM으로 바꾸고 송출파워를 2배로 늘려야 한다고 제시했다.


◇64QAM과 16QAM의 차이 = ITV디지털이 채택한 64QAM과 BBC가 제안한 16QAM은 데이터전송률면에서 엄청난 차이를 가져온다.


64QAM 전송방식은 8㎒ 주파수대역을 한 채널로 하는 DVB-T규격에서 데이터전송률을 24Mbps를 유지케 하나 16QAM방식은 18Mbps를 제공케 한다. 데이터전송률을 떨어뜨려서라도 수신율을 제고하겠다는 발상이 BBC의 16QAM 전송방식 채택이었다. 이 경우 아날로그 1개 채널인 8㎒ 주파수대역을 6개의 SDTV급 디지털채널로 쪼갰던 ITV디지털과 달리 같은 주파수 대역에서 4개의 채널로 줄어든다.


◇유럽방식의 한계 = DVB-T규격이 16QAM 전송방식으로 변경된다는 사실은 유럽표준이 우리나라에 적합하지 않을 수 있다. 더구나 우리나라가 HDTV전송을 채택한 상황에서 이같은 유럽식 규격은 더이상 의미를 갖지 못하게 된다.


HDTV전송을 위해서는 채널당 19.3Mbps의 데이터전송률이 요구되는 데 반해 16QAM은 8㎒대역을 기준으로 18Mbps만 제공한다. 특히 우리나라는 6㎒ 주파수대역을 하나의 디지털채널로 활용하기 때문에 16QAM을 채택한다면 데이터전송률은 더 떨어질 수밖에 없다.


전문가들은 6㎒를 한개 채널로 하는 우리의 상황에서 16QAM 전송방식을 채택한다면 데이터전송률은 14Mbps로 떨어지기 때문에 HDTV전송은 도저히 할 수 없다고 설명하고 있다. 만약 유럽처럼 SDTV 채널전송을 위해 디지털전환을 한다면 가능성이 있지만 HDTV전송을 디지털전환의 주요한 이유로 한 상황에서는 DVB-T가 의미를 잃을 수밖에 없게 됐다.


반박문


전송방식과 변조방식의 차이에 대해


일반적으로 사람을 비행기로 수송한다고 가정할 때, 큰 점보 비행기로 많은 수의 사람을 수송할 수도 있고 작은 비행기로 적은 수의 사람을 수송할 수도 있다.


여기서 전송방식은 비행기로 표현되고, 변조방식은 비행기의 크고 작음으로 비유할 수 있다. 그리고 사람의 수는 데이터양으로 비유할 수도 있다. 영국 디지털방송에서의 전송방식은 COFDM이다. 그리고 그 COFDM에서도 변조방식은 QPSK, 16QAM, 64QAM 등이 있다. 64QAM은 16QAM에 비해 많은 데이터를 보낼 수 있지만 수신하기 위해 16QAM에 비해 수신전력이 더 필요하다. 즉, 큰 비행기(64QAM)로 많은 사람을 수송하기 위해 기름이 많이 필요한 것과 비슷한 이치이다.


영국 ITV가 파산한 이유에 대해


첫째, 영국에서는 DTV 송출전력이 우리나라에 비해 아주 낮다. 그래서 ITV 신호의 수신이 쉽지 않았다. 우리나라는 관악산 DTV가 아날로그 대비 1/4로 송출하고 있다. 영국은 아날로그 대비 평균 약1/100로 아주 낮은 전력으로 DTV방송을 하고 있다. 즉, ITV신호의 수신이 어렵다는 것은 영국 정부가 아주 낮은 전력을 배정한 전파정책 때문이지 유럽방식 자체에 문제가 있는 것은 아니다.


둘째, ITV 디지털은 유료방송인데, 시청료 징수에 필요한 CAS(수신제한시스템, Canal+)이 복제돼 해적판이 유통됐다는 점을 주목해야 한다. 즉 비용을 내지 않는 불법 수신이 급속하게 늘어나 수신료 징수가 용이하지 않았고 이로 인해 재정상태가 급속히 악화된 것이다.


셋째, 축구독점중계권 투자실패도 직접적인 원인이다. 모기업인 그라나다-칼톤이 영국 프리미어 리그의 독점중계권을 확보하면서 발생한 손실을 메우지 못해 DTV사업에서 손을 떼게 됐다. 이로 인해 ITV디지털은 지난 4월 파산을 선언할 수밖에 없었고 중계권을 독립방송위원회(ITC)에 반납하고 법정관리에 들어갔다.


넷째, 약전계 지역에서 발생한 임펄스 노이즈 문제는 초기에 보급된 수신기의 문제다. 즉, 임펄스 노이즈에 대한 대응능력은 유럽방식 자체의 문제라기 보다는 수신기의 문제다. 나중에 개발된 2세대, 3세대 수신 칩은 2K/8K 모드를 전부 지원하며 임펄스 제거 기능을 탑재해 임펄스 노이즈가 아무런 문제가 되지 않고 있다. 참고로 영국보다 2∼3년 늦게 방송을 시작한 호주나 싱가포르에서는 임펄스 노이즈가 거의 문제가 되고 있지 않고, 호주의 경우 국내 업체가 수신기를 대부분 공급하고 있는데 임펄스 노이즈는 전혀 문제가 되지 않는다고 밝히고 있다.


이러한 이유로 파산을 해 영국 디지털 방송은 BBC와 크라운캐슬이 사업권을 재부여 받았으며 64QAM에서 16QAM으로 변조방식을 바꾸어서 서비스할 예정이다. 이 회사들이 64QAM에서 16QAM으로 바꾸어 서비스할 수 밖에 없는 이유는 현재의 송신 출력이 너무 낮게 정해져 있기 때문이다. 64QAM으로 방송했을 때에는 ITV와 마찬가지로 수신의 어려움을 겪을 것이며 임펄스에 의한 영향도 받을 것이다. 앞에서 설명했듯이 작은 비행기로 적은 수의 사람을 수송한다면 기름이 적게 든다고 얘기했다. 그와 마찬가지로 16QAM으로 방송을 하게되면 이론적으로 수신 전력이 64QAM에 비해서 약 3배(5dB) 정도 작아도 수신이 가능하다.


현재 영국의 전파환경과 송신 시설의 설비 문제로 송신 출력을 올리기가 쉽지 않기 때문에 역으로 비행기의 크기를 줄이는 방식인 64QAM에서 16QAM으로 변조방식을 바꿔서 안정된 수신을 목표로 서비스를 할 예정이다.


다시 한번 밝히지만 전자신문의 기사에서와 같이 64QAM이 기술적인 문제가 있어서 16QAM으로 바꾼 것이 아니다. 낮은 송신 출력을 허가한 영국 전파정책에 기인한 것이며 그 것을 해결하고자 서비스 사업자가 수신율과 방송구역을 넓히기 위해 16QAM으로 바꾸려는 것이다.


64QAM의 변조방식에 문제가 있었다면 현재 호주가 64QAM 변조를 사용해 서비스를 하는데 그 곳의 방송사도 파산을 해야한다. 그러나 파산을 했다는 어떠한 보고도 없으며 프라임 타임에 HDTV 서비스도 하고 있는 것으로 보아 64QAM의 변조방식은 어떠한 기술적인 결함도 없음을 알 수가 있다.

김철관 기자