디지털 방송 기술을 바탕으로 새롭게 출현한 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 서비스는 이동 중 언제 어디서나(중계기에서 반경 최대 200km 내) CD급 고품질 라디오와 TV 동영상, 문자 방송을 수신하게 해준다.

이번 연재에서는 우리 나라가 원천 기술을 보유하고 있고, 방송과 통신의 융합을 이끌 미래 기술인 DMB에 대해 짚어 본다.

방송위원회는 3월 28일 수도권 지상파 이동 멀티미디어 방송(DMB) 사업자 6곳을 선정, 발표했다. 지상파 방송 사업자군에는 KBS, MBC, SBS 들 3개 방송사가, 비지상파 사업자군에서는 6개 신청 업체 중 YTN DMB, 한국 DMB(CBS), KMMB 등 3개 컨소시엄이 뽑혔다.

방송위에 따르면 지상파 방송 사업자는 5월 중에, 비지상파 사업자는 올 하반기에 DMB 서비스를 시작한다. 서비스 지역은 일단 수도권에 한정된다. 경쟁 관계에 있는 위성 DMB 역시 5월 본 방송을 시작하겠다고 밝힌 바 있어, 5월부터는 본격적으로 DMB 시대가 열리는 셈이다.

본지에서는 지상파 DMB와 위성 DMB 기술을 알기 쉽게 소개하려 한다. 인터넷에 DMB 관련 글들이 많지만, 너무 전문적이어서 쉽게 이해하기 어려웠던 독자들은 이번 연재를 통해 궁금증을 어느 정도 풀 수 있을 것이다.

▒ 지상파 DMB와 위성 DMB의 차이

DMB는 디지털 멀티미디어 방송(Digital Multimedia Broadcasting)의 약자로, 걸어다니거나 차를 타고 다니면서 깨끗한 디지털 방송을 끊기지 않고 볼 수 있는 새로운 기술이다. 하드디스크에 데이터를 저장하는 PMP(Potable Multimedia Player) 방식과 달리 이동 중에도 DVD급 화질과 CD 음질의 멀티미디어 동영상을 TV를 보는 것처럼 전파를 수신해 시청할 수 있는 것이다.

게다가 쌍방향 기능까지 갖춰 방송 수신은 물론, 시청자가 기지국이나 방송국에 실시간으로 정보를 보낼 수도 있다. 아직은 보낼 수 있는 정보량이 미미해서 간단한 설문조사에 대한 답을 하는 수준이지만, 기술은 발전할 것으로 보인다.

위성 DMB와 지상파 DMB는 전송망이 다르다. 위성 DMB는 말 그대로 위성을 통해 방송 신호를 쏘는 것이다. 사업자가 방송 신호를 위성으로 쏘면, 위성은 이를 받아 단말기에 보낸다.

지하철 안이나 고층 건물 사이처럼 위성으로부터 방송 신호를 직접 받기 힘든 음영 지역에는 별도의 중계기(갭필러)를 설치한다. '방송사업자→위성→단말기' 또는 ‘방송사업자→위성→중계기→단말기’의 과정을 거쳐 위성 DMB 서비스가 이루어지는 것이다.

	갭필러(Gap Filler) 갭필러(Gap Filler)는 위성 신호가 도달하지 못하는 음영 지역에 단말을 위한 신호를 재생 중계하는 시스템을 말한다. 품질 좋은 신호를 단말에 보내기 위해서 위성은 캡필러 만을 위한 시간 다중 방식(TDM)의 신호를 송신하고, 갭필러는 이 시간 다중 신호를 복조한 후 코드 다중 신호로 변조해 2.6GHz의 S 밴드 신호로 출력한다. 갭필러는 도심 지역처럼 다중 페이딩 환경에서도 이동 수신이 되도록 코드 다중 기술을 이용한다.

이와 달리 지상파 DMB는 지상파 방송국 즉 MBC, KBS, SBS, EBS 등의 기지국을 통해서 방송을 전달한다. 지상파 DMB 또한 음영 지역에 별도의 중계기를 설치하는 것은 비슷하다. 결국 위성 DMB는 위성을, 지상파 DMB는 기지국을 거치는 셈이다.

위성 DMB와 지상파 DMB는 개발 초기부터 서로 보완적인 관계에 놓이도록 구도를 짜 놓았다. TV 방송을 보려는 사람들은 지상파 DMB를 통해 이동 중에도 방송을 무료로 시청한다. 하지만 전문적인 채널을 보려는 사람들은 별도의 요금을 내고 위성 DMB 채널을 이용할 수 있다. 지금 KBS, MBC, SBS 등을 무료로 보면서 위성방송인 스카이라이프는 돈을 내고 시청하는 것과 비슷한 개념이다.

위성 DMB의 도입 취지는 스카이라이프 등 디지털 방송의 약점인 이동 중 수신을 실현하기 위한 것이다. 때문에 위성 DMB는 가입비 2만원, 월 기본 시청료 1만3천원에 비디오 12개, 오디오 22개 등 모두 34개 채널을 시청할 수 있도록 할 예정이다. 그 밖의 일부 프리미엄 서비스에 대해서는 추가로 돈을 지불해야 한다. 이에 반해 시청자의 이동 중 볼 권리를 확보하는데 목적이 있는 지상파 DMB는 처음부터 무료 서비스를 결정했다.

▒ DMB 원천 기술 보유국으로 우뚝

DMB는 원래 디지털 오디오 방송인 DAB에서 유래했다. 유럽 지역에는 1995년 ‘유레카147’이란 기술이 DAB 표준으로 제정되었다. 95년 9월 영국 BBC가 지상파 DAB 서비스를 처음 시작한 이래 스웨덴, 프랑스, 독일 등이 잇따라 방송을 시작했다.

우리나라도 97년 3월 정통부의 지상파 디지털방송추진협의회가 DAB 도입을 논의하기 시작했다. 이때 나온 의견이 오디오뿐 아니라 DVD급 영상까지 얹은 멀티미디어 방송을 도입하는 게 낫다는 판단 아래 DAB를 우리 독자 기술로 발전시킨 것이 바로 지상파 DMB의 출발이다. 때문에 DMB 방송은 우리나라가 원천 기술을 갖는 종주국이고 세계에서도 인정하고 있다. 위성 DMB 또한 DAB 기술을 변형시켜 음성 외에도 문자나 영상 등 갖가지 정보들을 수신할 수 있도록 해 지상파 DMB와 원리는 일맥상통한다.

DMB가 상용화되면 버스나 지하철에서 신문을 읽는 대신, 휴대폰이나 DMB 전용 단말기로 아침 드라마나 영화를 보는 사람이 늘어날 것으로 예상된다. DMB는 영상 뿐 아니라 문자와 같은 데이터 방송도 읽을 수 있어, 조간 신문도 종이 대신 단말기를 통해 실시간으로 읽을 수 있게 된다.

사업자들은 현재 10~20대가 휴대폰을 이용해 핌(fimm)이나 준(june) 서비스를 이용하듯이, 젊은 층을 중심으로 DMB가 먼저 보급될 것으로 보고 있다. 여기에 더해 이용자의 눈길을 끌 ‘킬러 컨텐츠’가 DMB 보급의 관건이 된다는 데 입을 모으고 있다. 남들과 비슷한 영화나 방송이 아니라, 각 사업자별로 차별화된 킬러 컨텐츠를 서비스해야 DMB 산업이 발전한다는 의미다.

쌍방향 데이터 방송도 이런 킬러 컨텐츠 가운데 하나로 꼽힌다. 차별화된 서비스, 이동 중 방송을 볼 수 있는 휴대성, 입맛대로 골라 볼 수 있는 개인 매체 등의 특성이 소비자들을 DMB로 끌어들일 수 있는 포인트이고, 이런 점을 계속 부각시킨다는 계산이다.

현재 우리나라가 DMB 기술에 대한 원천 기술을 행사할 수는 있지만, 위성 DMB 방송은 우리나라보다 일본에서 먼저 시작되었다. 위성 DMB 사업에서 주도적인 역할을 하고 있는 TU미디어는 지난해 3월 일본의 협력사인 MBCo와 공동으로 DMB용 위성 '한별'을 쏘아올렸다. 하지만 국내에서 사업자 선정 과정이 길어지면서 서비스가 지연되어, 일본의 MBCo가 지난해 10월19일부터 모두 40개 채널의 정식 서비스를 시작해 최로의 DMB 방송 국가가 되었다.

반면 TU미디어는 지난해 12월 최종 사업자 승인을 받아 올해 1월 시범 서비스에 들어갔다. 반면, 지상파 DMB는 아직까지 외국에서 서비스를 시작한 사례가 없는 만큼, 5월 중 시험 방송에 들어가는 우리나라가 테이프를 끊는 것은 무난할 것으로 보인다.

지상파 DMB는 MBC, KBS, SBS를 중심으로 올해 5월부터 시범 서비스를 시작한다. 반면 위성 DMB는 이미 시범 서비스를 시작했다. 사업자인 TU미디어가 지난 1월 10일 0시부터 시험 방송에 들어갈 것이다. 4월말까지는 시범 서비스 기간으로, 별도의 가입 절차 없이 단말기만 사면 무료로 시청할 수 있다. 5월 1일부터는 가입 절차를 거쳐 유료로 이용해야 할 전망이다.

지상파 DMB는 현재 사업자를 선정하고 시험 방송을 준비하고 있다. 올해는 수도권 지역에, 내년부터는 전국으로 서비스를 확대할 계획이다. 1개 사업자당 최대 TV 1개, 라디오 3개, 데이터 3개의 채널을 갖고 운영할 수 있는 권리가 부여되었다.

▒ DMB 산업, 장애물도 있어

삼성전자와 LG전자는 지난해 5월 세계 최초로 위성 DMB폰 개발에 성공했다. 하지만 단말기 값이 아직은 비싼 탓에 대중화되기에는 다소 시간이 걸릴 것으로 예상된다. 하지만 DMB 수요가 늘어나는 시점에서는 자연스럽게 단말기 값이 떨어질 것으로 보인다.

물론, DMB가 제대로 서비스되려면 넘어야 할 산이 많다. 애당초 무료로 서비스하기로 했던 지상파 DMB는 일부 예비 사업자를 중심으로 유료화 움직임을 보여 혼란이 일기도 했다. 위성 DMB도 지상파 재송신, 즉 지금의 유선방송처럼 방송 프로그램을 재방송으로 내보내는 문제를 두고 갈등을 빚고 있다.

이 밖에 배터리도 시급한 문제다. 휴대폰처럼 조그만 장치로 고화질, 고음질의 멀티미디어 방송을 몇 시간 동안 시청하려면 지금의 배터리로는 감당하기 어렵다. 지금 발표된 위성 DMB폰도 연속 시청 시간이 2시간 안팎으로 아직 만족스러운 수준이 아니다. 이 때문에 삼성SDI나 LG화학 등 2차 전지 제조업체들이 DMB폰용 전지 개발에 팔을 걷어붙이고 뛰어든 상태다.

이 밖에도 쟁점이 되는 부분은 위성 DMB와 지상파 DMB 전용 장치를 따로 구입해야 하는 문제다. 하지만 이 문제는 조만간 해결될 것으로 예상된다. DMB폰에 두 가지 방송을 모두 시청할 수 있는 원칩을 넣으면 간단히 해결되기 때문이다. 삼성전자는 지난 3월 두 방식의 DMB를 모두 이용할 수 있는 통합폰 시제품을 내은 바 있다. LG전자도 관련 제품을 만드는 데는 큰 문제가 없어 장치의 통합은 가까이 와 있는 모습이다.

DMB로 볼 수 있는 화면 크기에 대한 궁금증도 더한다. 현재는 최대 화면 크기를 7인치 정도로 보고 있다. DMB는 이동 중 수신을 목적으로 개발된 기술이다. 현재 전송하는 기술 규격이나 기술 패턴으로 봤을 때 7인치가 넘어가면 화질이 떨어지는 등 품질이 나빠진다. 물론 앞으로 기술이 발전하면 14인치, 혹은 그 이상도 가능할 것이지만 지금으로서는 불가능한 일이다.

	DMB에서는 인터넷이 안된다? DMB는 원래 방송을 위해 탄생한 기술이다. 때문에 인터넷을 염두에 두지 않았다. 이동 중에도 인터넷을 빠른 속도로 이용하려면, 무선 인터넷 솔루션을 구매해야 한다. 차후에는 휴대인터넷이 이 시장을 대체할 것으로 보인다. 와이브로(WiBro) 기술은 2.3GHz 주파수 대역을 이용해 넓은 지역에서 무선인터넷을 쓸 수 있게 한 기술이다. 휴대인터넷은 2006년 상반기에 본격적으로 서비스될 것으로 보고 있다.

▒ 6년의 개발 기간, 시청자 평가 기다릴 뿐

DMB라는 한번도 시도된 적이 없는 전혀 새로운 형태의 방송 미디어가 만들어지고 상용화되기 위해서는 방송 방식의 결정, 기술 기준 고시, 표준 제정 고시, 실험 방송, 관련 법규의 개정, 사업자 선정, 시험 방송, 본 방송 등 무수히 많은 과정이 있다.

DMB 산업은 이렇게 많은 과정을 거치고 시험 방송 단계에 들어섰다. 국내 DMB 산업은 위와 같은 사회적, 국가적인 절차를 충실하게 진행해 왔다고 평가된다. DMB는 충분한 시간과 노력과 사회적인 합의 그리고 6년여 동안의 실험 방송을 통해 입증된 시스템이다. 또한 방송 시스템의 국산화라는 측면에서, 그리고 국내 시청자들의 방송 시스템이라는 점에서 충분히 그 자부심이 느껴지는 기술이다.

지난해 7월 8일에 한국 디지털 TV 방식이 결론지어짐에 따라, 디지털 시대의 이동 멀티미디어 방송의 국민적인 합의가 이뤄졌다고 볼 수 있다. 이제 DMB 산업은 어느 정도 본 궤도에 올랐다고 볼 수 있다. 위성 DMB는 지난 12월에 사업자가, 지상파 DMB는 올 3월 사업자가 선정되었다. 이제 국민들이 보고 평가할 수 있는 시간이 왔다. 오랜 기간 준비해 온 DMB라는 차세대 산업이 어떤 평가를 받을 지는 5월 DMB 시험 방송을 지켜봐야 알 것이다.

	주요 DMB 방송 관련 기술 위성 DMB와 지상파 DMB는 전송 방식에서 차이를 보일 뿐 비디오와 오디오 기술은 비슷하다. 여기서는 지상파 DMB의 비디오와 오디오 기술을 중심으로 DMB에 적용되는 기술을 소개한다. □ 비디오 압축 기술 - AVC 지상파 DMB에 채택된 비디오 신호 압축 기술은 AVC(Advanced Video Coding)이다. AVC는 크게 VCL(Video Coding Layer)과 NAL(Network Abstraction Layer) 등 두 층으로 구성된다. 비디오 압축 기술에 NAL처럼 네트워크 적응화를 위한 기술을 적용된 이유는 여러 디지털 통신망과 프로토콜이 존재하는 전송 환경에 쉽게 적용시키기 위함이다. NAL_Unit은 슬라이스 데이터, 파라미터 집합(Parameter Set)과 SEI(Supplemental Enhancement Information)라는 부가 정보로 구성된다. 슬라이스 데이터와 파라미터 집합은 VCL에서 영상 복호에 이용되고, SEI 정보는 일반적으로 복호된 영상을 활용하는 응용 계층에서 소비되고 극히 일부는 복호 과정에 이용되도록 VCL에 전달된다. 지상파 DMB에 적용되는 AVC의 특징은 다음과 같다. 입력 색상 형식으로 4:2:0 YCrCb 한 가지 형식만 지원한다. 픽처 타입으로 I와 P가 정의되어 있지만, B 프레임은 이용하지 않는다. 재생 화질을 개설할 목적으로 AVC에서는 표준 복호 처리 과정에 프레임 재생에 디블로킹 필터(Deblocking Filter)를 이용할 수 있도록 했다. 엔트로피 부호화에는 CAVLC(Context Adaptive Variable Length Coding) 방식을 이용한다. 지상파 DMB는 AVC의 베이스 라인 프로파일의 레벨 1.3을 채택했다. 또 방송에 차질이 없고 수신기에 부담이 없는 범위에서 추가 제약 사항을 정의했다. 베이스라인 프로파일의 ASO, FMO, RS, DP 기능은 허용하지 않는다. MaxDPB(maximum decoded picture buffer) = 445.5KB(CIF 3프레임에 해당) 수직방향 움직임 벡터 탐색 범위 : -64~63.75 지원 해상도 : QCIF, QVGA, CIF, WDF(384x224) 프레임율 : 최대 30fps(frames per second) □ 오디오 압축 기술 - BSAC 현재 국제 표준으로 이용되는 오디오 압축 알고리즘으로 MPEG-4 AAC, BSAC, TwinVQ, aacPlus 등이 있다. 지상파 DMB에서는 BSAC을 이용하기로 했다. 일반적인 오디오 압축 기술은 심리 음향 모델에 기반해 인간의 청각에 호소하지 못하는 신호들을 규칙에 의하여 제거하는 방법을 쓴다. BSAC의 경우 대부분의 기술은 AAC(Advanced Audio Coding) 알고리즘을 이용하지만, 후반의 무손실 부호화 단계에서 Huffman Coding 대신 Arithmetic Coding 방법을 이용해 미세한 계층 스케일러빌리티를 제공한다. BSAC은 2계층으로 구성된다. 기본계층 : 프레임 헤더 정보와 부가 정보 등의 디코딩을 위한 중요한 정보. 강화계층 : 계층별 부가 정보와 실제 부호화된 데이터(채널당 1kbps 수준의 더 작은 계층을 나눌 수 있다). □ MPEG-4 Over MPEG-2 TS 기술 일반적으로 MP4 On MP2라 하는 이 기술은 객체 기반의 MPEG-4 데이터를 방송 환경의 전송 시스템에 적용하기 위한 규격이다. MPEG-4 Over MPEG-2 기술은 MPEG-4 데이터를 MPEG-2 TS 패킷으로 전송한다. 이 전송 시스템에서 MPEG-4 시스템 정보와 비디오와 오디오 스트림은 SL(SyncLayer) 패킷, 14496 섹션 패킷, PES 패킷 등의 단계를 거쳐 MPEG-2 TS로 캡슐화된다. □ 오디오 서비스 기술 지상파 DMB의 오디오 서비스는 비디오 서비스의 오디오 신호와 달리 FM이나 AM 라디오의 오디오 서비스에 해당한다. 압축 알고리즘은 MPEG-1/2 레이어 2다. 일반적으로 MUSICAM 오디오라 한다. MPEG-4 계열의 압축 방식보다는 압축 효율이 낮지만, DAB 시스템에서 안정성이 인정되었다. PAD(Program Associated Data)와 DLS(Dynamic Laver Service) 등의 부가 데이터 방송이 가능하다는 점도 인정되어 그대로 채택되었다. MUSICAM 오디오 프레임은 헤더, 스케일팩터 정보, 서브밴드 샘플, 보조 데이터로 구성된다. 보조 데이터는 길이를 바꿀 수 있다. 보조 데이터 용량이 커지면 오디오 데이터 용량이 감소하고, 그 반대 상황도 성립한다. 보조 데이터 채널을 이용해 오디오 서비스에 대한 간단한 텍스트 정보를 전달하는 DLS 서비스, 방송되는 음악과 관련된 시각적인 정보들을 보낼 수 있는 PAD 서비스 등이 이루어진다. □ 데이터 서비스 기술 지상파 DMB 시스템이 할 수 있는 대부분의 데이터 서비스는 방송 표준화 과정과 밀접한 관계가 있다. DMB 프로젝트 그룹에서 검토 중인 데이터 서비스 표준으로는 데이터 전송 프로토콜로 MOT(Multimedia Object Transfer) 프로토콜, IP 터널링, 투명 데이터 채널 등이 있고, 세부 응용 서비스로 MOT 슬라이드쇼, 방송 웹사이트 서비스, XML 기반 EPG 서비스, 음성기반 전자프로그램 안내 서비스 등이 있다. 또한 DMB를 이용한 쌍방향 서비스에 대한 표준안도 검토의 대상이다. 지상파 DMB의 데이터 서비스는 전송 방법에 따라 크게 두 가지로 구분된다. 기본 오디오 서비스인 MUSICAM 오디오에 함께 다중화되어 전송하는 방법을 PAD라 하고, 이와는 독립적으로 별도의 방법으로 전송되는 서비스를 NPAD(Non-PAD)라 한다. 앞에서 얘기한 서비스 표준들은 기본적으로 독립 데이터 서비스인 NPAD에 해당한다. MOT 슬라이드쇼와 방송 웹사이트 서비스 등은 PAD에도 적용된다. <출처 : TTA 저널>

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