차세대 방송기술 연구와 표준화는 스피커에서 들려오는 오디오와 TV화면에 제공되는 비디오 품질을 극대화하는 축, 3차원 입체감을 포함해 후각이나 촉각 정보를 자연스럽게 제공하는 축, 인터넷과 연결해 시청자가 원하는 부가 정보서비스를 스마트하게 제공하는 축에서 진행되고 있다. 이제는 일상용어가 되어 가는 UHDTV, 3DTV, 스마트TV가 각각의 축을 대표하는 키워드다. 차세대방송을 제공하기 위한 이런 유형의 TV는 시청자가 지금까지 경험해 보지 못한 다양한 편익을 제공할 것으로 보이며 가까운 미래에는 하나의 TV로 통합될 수도 있다.
최근 이슈가 되고 있는 UHDTV는 HDTV 화면 해상도 대비 4배(4K UHDTV)에서 16배(8K UHDTV)까지 제공할 수 있는 것으로 원 영상 데이터는 수십Gbps에 달한다. 대용량 데이터를 시청자에게 제대로 전달하기 위해서는 영상포맷, 영상획득과 저장, 편집, 압축부호화, 다중화 및 전송스트림, 송출, 송·수신 및 TV에 이르는 전 분야에서 기술개발과 표준화가 필요하다.
이 중에서 UHDTV 영상포맷과 압축부호화 표준, UHD-ready TV 분야에서는 지금까지 상당한 진척이 있었다. 작년에 ITU-R에서는 UHDTV를 위한 영상과 오디오 시스템의 권고안(ITU-R BT. 2020)을 만들었으며, 이에 따라 SMPTE에서는 기존 표준문서 중 일부를 갱신하고 있는 중이다. ITU-T와 ISO/IEC에서는 올해 초에 UHDTV 영상 압축부호화에 사용할 수 있는 HEVC 표준화를 완료한 상태다. ITU-T에서는 지난 6월에 표준문서(ITU-T H.265)를 이미 발간했다. 다중화 및 전송스트림, 오디오 압축부호화 기술 분야에서는 MPEG에서 한창 표준화가 진행 중이다.
UHD 영상 압축부호화 및 UHD 디스플레이와 달리 송·수신 기술개발과 표준화는 이제 본무대에 오르고 있다. UHD 방송서비스를 위한 송·수신 기술개발 및 표준화와 보급은 새로운 방송 방식의 도입 또는 전환을 의미하고, 이를 위해서는 방송제작, 송출장비, 송신기 및 수신기, TV 교체 등에 엄청난 투자가 필요하며 지상파방송은 주파수 문제 등이 복잡하게 얽혀 있기 때문이다.
미국 지상파 디지털방송 표준화기구인 ATSC에서는 최소 4K UHD 이상의 방송서비스를 목표로 2015년 말까지 차세대 지상파 디지털방송 표준(ATSC 3.0)을 제정할 계획이다. 전송 표준의 물리계층 요구사항에 대한 제안서 접수는 올 9월로 예정되어 있으며, 회원사들의 제안기술이 공개되면서 치열한 경쟁이 전개될 것으로 예상된다.
국내에서는 주파수 이용 효율을 높이는 기술개발과 주파수 공유형 지상파방송 기술개발이 진행 중이며 삼성전자, LG전자, 한국전자통신연구원 등이 적극적으로 참여하고 있다. 지상파방송은 4K UHD 방송서비스와 이동 HD 방송서비스를 동시에 제공할 수 있는 새로운 방송 방식을 면밀하게 검토해 볼 필요도 있어 보인다. 유료방송은 상용방송서비스를 제공하고자 하는 방송사업자가 있기 때문에 4K UHD를 위한 송수신 정합규격 표준화는 지상파방송에 비해 빠르게 진행될 것으로 예상된다.
케이블방송사업자는 UHD라는 프리미엄 방송서비스 제공을 시작으로 점차 UHD 방송서비스 채널이 확대될 것에 대비해 케이블방송망의 주파수 대역폭을 기가 대역으로 확장함으로써 10Gbps 이상의 데이터를 전송할 수 있는 차세대 케이블방송 인프라를 확보할 필요가 있다. 세계 각국의 관련 기업, 연구소 및 학계 간에 기술 선점을 위한 경쟁이 치열한 상황이고 미국 CableLabs, IEEE 및 ITU-T 등 다수의 국제 표준화기구에서 표준화가 진행 중이다. 특히 주목해야 할 점은 케이블 10Gbps 방송 인프라 기술개발 및 표준화에서 중국의 움직임인데 큰 자국 시장을 기반으로 세계적인 표준화기구 및 케이블방송 장비 시장에서 영향력을 높이기 위한 것으로 보고 있다.
UHD 방송생태계의 선순환을 위해서는 무엇보다 시청자가 볼 만한 UHD 콘텐츠 보급이 매우 중요하며 UHD 방송콘텐츠 제작 비용을 획기적으로 낮추되 협업이나 공유를 통해 양질의 콘텐츠를 제작하는데 사용할 수 있는 차세대 방송장비 개발도 필요하다. 기존 방송콘텐츠 제작 시스템이 파일 기반에서 네트워크 기반으로 발전을 해왔듯이 UHD 방송시대에는 클라우드 기반의 UHD 방송제작 시스템 및 장비 개발과 보급으로 우리나라가 차세대방송장비 분야에서도 기술경쟁력을 확보할 수 있는 기회를 포착하길 기대해 본다.
허남호 한국전자통신연구원 방송시스템연구부장 namho@etri.re.kr
