	알기쉬운 방송시스템의 이해

방송과 정보전달

우리는 흔히 뉴스만이 정보라고 생각하지만 방송에서 제공하는 제반 프로그램들 예컨대 교양, 오락, 쑈, 영화, 토론 등의 모든 프로그램들은 장르와 관계없이 전달코자 하는 메시지 즉 정보를 담고 있다. 방송을 영상산업이라고도 하고 종합예술이라고도 하지만 넓은 의미에서 보자면 방송은 정보산업 또는 대중정보매체라고 보아야 할 것이다.

기술적인 관점에서 볼 때 방송은 기술을 근간으로 해서 탄생한 매체이다. 기술적인 기반시설이 제공되지 않으면 프로그램을 시청자들에게 전달할 수 없다. 그렇다면 어떤 기술을 통해 방송이 시청자들에게 정보를 전달하게 되는 것일까? 알기 쉽게 설명해 보기로 하자

1. 정보전달과 매개체

부존자원이 부족한 우리나라는 수출에 많은 노력을 기울이고 있다. 수출은 우리나라에서 생산한 제품을 기차나 배, 항공기를 이용하여 외국에 내보는 것을 말한다. 이 때 수출에 이용되는 배를 화물선, 비행기를 화물비행기, 기차를 화물열차라고 한다. 이들은 화물을 운반하는 수단으로서 하나의 매개체 역할을 한다.

방송에서는 정보가 곧 화물이다. 즉 방송사가 정보라는 화물을 시청자들에게 보내는 것이다. 이 때 전파(電波, 더 정확히는 電磁波)라고 불리우는 매개체(carrier)를 이용하게 된다. 전파는 마치 배나 자동차, 비행기와 유사하게 정보라는 화물을 싣고 이를 필요로 하는 곳으로 운반해 준다. 특이한 점은 전파는 눈에 보이지 않고, 귀로 들을 수도 없으며 형태도 없지만 분명히 물질세계에 존재하고 있다.

전파의 종류는 주파수로 구분한다. 주파수는 말 그대로 주기적으로 되풀이되는 파동(진동)의 숫자를 의미한다. 더 정확하게 말한다면 1초당 반복되는 파동(진동)의 숫자를 의미한다. 이 숫자가 높으면 높을수록 정보전달의 효율성이 높아지는 특징이 있다. 비행기나 배가 자체의 동력(엔진)의 힘으로 나아가는 반면 전파는 스스로 갖고 있는 에너지에 의해 앞으로 나아간다. 따라서 전기적인 에너지가 소진되면 더 이상 앞으로 나아갈 수 없다. 마치 엔진이 연료가 떨어지면 멈추는 것과 같다.

주파수의 간단한 예를 들어보자. 사람들이 말을 하면 이 말은 고막에 진동(또는 파동)을 일으키게 되고 귀는 이 진동을 전기적인 형태의 신호로 바꾸어 뇌로 전달하며 뇌는 이를 해석하여 소리를 인식하게 되는 것이다. 이 때 인간이 들을 수 있는 1초당 진동수는 매우 제한이 되어 있는데 1초당 20회에서 2만회의 진동만을 들을 수 있다. 이를 가청(可聽) 주파수라 한다. 기호로 표시하면 □가청주파수는 20Hz∼20KHz이다□라고 표기한다. Hz는 진동(또는 파동)을 표기하는 단위로서 한 물리학자의 이름에서 따온 것이다.

(동물들이 들을 수 있는 가청주파수의 범위는 모두 다르다. 아마도 여러분들은 모기가 싫어하는 소리를 만들어내어 모기를 쫓는 전기기기를 기억할 것이다)

1초에 백만번을 진동하면 1MHz, 10억번을 진동하면 1GHz 라고 표시한다. 방송용주파수는 AM라디오는 약 500KHz∼1MHz, FM라디오는 약 88MHz∼100MHz, 텔레비전은 아날로그의 경우 30MHz∼300MHz(VHF), 디지털 및 난시청용으로는 450MHz∼700MHz(UHF)을 사용한다. 그 이상의 주파수는 주로 개인휴대통신용과 위성방송용으로 사용하고 있다. 빛은 가장 높은 주파수라고 할 수 있다. (물론 빛에도 자외선, 적외선, 감마선 등등 여러 가지가 존재한다) 텔레비전 방송은 이러한 주파수를 6MHz 단위로 1채널을 할당하여 사용한다. 이를 대역폭이라고 부른다.

한편 전파(電波)는 전기적으로 위와 같은 주파수를 만들어 내는 것을 말하기도 한다. 물론 자연적으로 발생하는(번개 등등)것도 있으나 주로 인간이 인위적으로 만들어 내는 것을 뜻한다. 또 전파는 전기적인 에너지를 지닌 주파수를 의미하기도 한다.

전파는 무한히 만들어 낼수 있는 것은 아니다. 기술적인 한계가 있다. 그리고 그 사용용도에 대해서도 국제적인 합의하에 이용하고 있는 무형의 자원이다. 이른바 □전파자원□이란 전파가 무한히 만들어낼수 있는 것이 아니라 유한한 하나의 자원으로서 국민모두가 공유하고 있는 일종의 재산이라고 할 수 있다는 말이다. 방송의 공공성과 공익성에 개념은 바로 이 □전파자원의 유한성□에서 출발한 것이다. 마치 콘테이너의 크기가 클수록 더많은 화물을 운송할 수 있는 것처럼 대역폭이 넓을수록 더 많은 정보를 전송할 있다.

2. 방송시스템

방송은 전기전자 및 통신기술의 집합체이다. 프로그램 제작시 가장먼저 (영상용)카메라가 등장한다. 카메라로 프로그램의 등장인물이나 배경등을 촬영한 다음 이를 저장수단에 기록해 둔다.

이것이 흔히 쓰이는 테이프인데 가정용과 방송용은 화질의 질적인 차이만 있을 뿐 메카니즘(시스템)은 모두 동일하다. 마치 스틸 카메라(정지화상 카메라)로 찍은 피사체를 필름에 저장해두었다가 나중에 인화지에 옮겨 확인하는 것과 유사하다.

스틸카메라는 피사체를 필름에 도포되어 있는 감광물질(빛에 반응하는 물질)에 그대로(실제로는 아래위가 바뀌어 있다) 저장하게 되는 반면 영상 카메라는 피사체를 전기적인 신호로 바꾸어 테이프에 도포되어 있는 자성물질(전기적인 신호에 반응하는 물질)에 기록해두는 차이만 있을 뿐이다.

야외 또는 스튜디오에서 녹화된 초벌 녹화테이프는 편집실로 옮겨져 시간에 맞게 정교한 편집이 이루어진다. 최종 테이프가 주조정실에 제출되면 정해진 방송시간에 송신소로 보내지고(이를 송출이라 함), 송신소는 이를 수신하여 시청자들에게 전파를 발사하게 된다. (이를 송신이라 한다)

3. 송신

송신과 송출은 매우 유사한 개념이지만 송출이 주조정실에서 송신소까지 프로그램을 전송하는 것을 의미한다면 송신은 방송의 최종단계로써 송신소에서 시청자들에게 프로그램을 전달하는 것을 말한다. 송신소에서는 해당 방송국의 주조정실에서 보내온 프로그램을 정보전달 매개체라고 할 수 있는 전파에 실는 역할을 하는 곳이다. 즉, 프로그램이라는 화물을 시청자들에게 보내기 위해서 전파라고 하는 화물운송수단에 적재하는 일을 하는 곳이다. 이것을 전문용어로 전송방식(전송표준)이라고 한다.

화물을 적재할 때도 개별화물을 그대로 적재하는 방법이 있고, 컨테이너에 넣는 방법, 포장해서 적재하는 방법 등등이 있는 것처럼 방송에서도 여러 가지 기술을 동원하여 가장 효율적인 방법을 선택하고 있는데 이를 변조방식이라고 한다. 보통 전송방식과 변조방식은 동일한 의미로 사용하기도 한다.

4. 수신

시청자들은 텔레비전 수상기를 구입해서 전원스위치를 누르면 방송을 시청할 수 있다. 텔레비전 수상기는 크게 3가지 부분으로 나뉘어져 있다.

첫 번째가 방송국 송신소에서 보내온 정보(프로그램)를 수신하는 전파수신부, 두 번째는 프로그램 중 영상정보만을 표시해주는 화면표시부, 음성정보만을 표현하는 음향처리부이다.

여기서 전파수신부를 별도로 분리해서 외장형으로 만든 것을 전용수신기(셋톱박스)라고 하며, 전파수신부가 없는 텔레비전을 디스플레이(화면표시장치) 또는 모니터라고 부른다. 수상기는 외장형 및 내장형을 혼용해서 사용하고 있으므로 정확한 용어는 아니다.

5. 화질

텔레비전 화면을 자세히 살펴보면 화소(畵素, pixel)라고 불리우는 수많은 점으로 이루어져 있다. 화소는 색상을 표시하기 위해 3가지 색의 삼원색 빨강, 파랑, 녹색의 세부분으로 나뉘어져 있다. 이 화소가 많으면 많을수록 화질이 좋아진다. 즉 화면이 선명해지는 것이다.

일상화된 컴퓨터 모니터를 표시할 때 1024×768이라고 표시하는 것을 볼 수 있다. 이것은 가로는 1024개의 화소가 있고, 세로에는 768개의 화소가 있다는 표시이다. 이 숫자가 높을수록 화면이 선명해진다.

또 화소의 크기가 작을수록 즉 세밀할수록 화면의 선명도가 높아진다.

피치수는 보통 화소의 직경을 나타내는 것으로 이 수치가 작을수록 고급모니터라고 할 수 있다.

보통 아날로그 텔레비전의 화면은 가로세로비가 4:3으로써 가로 1선은 700개의 화소가, 세로1선은 525개의 화소가 있다. (그러나 실제로는 여러 가지 이유로 이중 20∼30%는 사장되고 있다) 디지털 방송에서는 화질을 표준화질과 고화질로 나누는데 고화질 TV는 화소수가 가로×세로 (1920×1080) 약 200만 정도이고, 표준화질 TV는 (720×480) 약 35만개의 화소로 구성된다.

6. 기술표준

기술표준은 기술체제의 질서나 규약, 또는 언어를 의미한다. 통일된 법규나 질서, 그리고 공통의 언어가 없이 사회체제가 존재할 수 없듯이, 기술체제를 구성하는 각종의 기기와 그 기기 사이의 언어가 일정한 규약아래 상호 소통되지 않아서는 하나의 체제를 이룩할 수 없다. 예를 들어 방송사에서 프로그램을 시청자에게 보낼 때 사용되는 기술과 텔레비전에서 이를 수신하는 기술사이에 아무런 약속 즉 동일한 기술적 배경이 사용되지 않는 다면 시청자는 텔레비전을 구입하더라도 방송을 시청할 수 없게 된다.

방송에 사용되는 기술표준은 여러 가지가 존재한다. 방송사에서 송신할 때의 기술표준과 수신측에서 이를 받아서 화면과 스피커로 재현하는 기술사이에 단일한 약속 즉 단일한 기술표준을 사용한다면 대량생산에도 유리하다.

물론 시청자들은 어떤 장소에서 텔레비전을 구입하더라도 동일한 제품을 구입할 수 있는 장점이 있다. 대체적으로 지상파  방송의 기술표준은 국가마다 단일표준을 정해서 사용하는 것이 일반화되어 있다. 다만 케이블이나 위성방송은 많은 국가들이 업계의 자율로 정하거나 시장에서 결정되는 방법을 선택하고 있다.

우리나라의 경우는 세가지 방송매체의 기술표준을 모두 국가차원에서 단일화하고 있다. 그만큼 정부의 개입여지가 크다고 할 수 있다.

7. 디지털 방송

1) 디지털의 이해

현재 우리가 사용하고 있는 방송은 아날로그 방송이다. 아날로그냐 디지털이냐는 순전히 기술적인 차원의 문제이다. 그리고 정보 즉 프로그램 제작과 전달과정이 디지털이라는 말이지 시청자들이 최종적으로 확인하는 내용은 여전히 아날로그이다. 인간의 감각이 태생적으로 디지털을 감지할 수 없기 때문이다.

현실세계는 모두가 아날로그 세계이며 따라서 모든 아날로그 세계에서 일어나는 모든 현상은 연속적이다. 예컨대 자동차가 달리는 모습을 가정해보자. 자동차가 출발해서부터 어떤 목적지에 도달하기까지의 모든 과정은 연속적으로 일어난다. 즉 인과관계가 분명히 있고, 인간의 감각기관은 이를 감지할 수 있다.

그러나 디지털은 연속적인 것이 아니다. 예컨대 짜맞추기 퀴즈판처럼 어떤 현상을 수많은 조각으로 분절한 후 이를 섞어 버리면 원래의 모습을 알 수 없는 것과 마찬가지다. 디지털의 어원은 디지트이고 이는 불어에서 원래 손가락을 뜻하는 말이라고 한다. 손가락이 붙어 있지 않고 서로 떨어져 있는 것과 마찬가지로 디지털은 서로 연관은 있지만 연속되지는 않은 것을 뜻하는 개념으로 바뀌었다.

디지털화에서는 인간의 셈법인 10진법을 사용하지 않는다. 수많은 셈법이 있지만 디지털에서는 가장 간단한 2진법을 사용한다. 즉 모든 수는 □0□과 □1□로만 표현된다. 디지털화의 과정을 알기 쉽게 표현하면 첫 단계에서 어떤 물체나 현상을 수많은 분절된 조각으로 나눈다.

조각그림 짜맞추기를 생각해보자. 예컨대 우리나라지도를 천개의 조각으로 나눈다고 생각해보자. 이진수를 이용해서 각 조각마다 번호를 붙인다.

가장 첫 번째 것은 □1□, 두 번째는 □10□, 네 번째는 □100□ ....... 8번째는 □1000□, 16번째가 □10000□, 32번째는 □100000□, 64 번째는 □1000000□, 128번째는 □10000000□, 256번째는 □100000000□, 512번째는 □1000000000□, 1000번째 조각은 □1111101000□ 라고 표현된다.

이제 조각은 이진수를 사용한 번호로 대치되었다. 번호를 매길 때 어떤 원칙하에서 매겨나간다면 조각을 무작위로 섞는다고 하더라도 나중에 조각그림을 맞추는 것은 그리 어려운 일이 아니다. 각 조각을 표현하는데 사용되는 개개의 □0□과 □1□을 비트(bit)라고 부른다.

그렇다면 이렇게 복잡한 과정을 거치는 디지털을 왜 사용하는 것일까? 아주 단순명쾌하다.

정보전달의 효율성을 높이고자 하는 것이다. 정보의 전달과정에는 여러 가지 장애물이 존재한다. 어떤 장애로 인해 전달하고자 하는 정보의 내용이 손상되었을 때 아날로그에서는 손상되었거나 잃어버린 정보를 원상복구하기가 쉽지 않다. 그러나 디지털에서는 일정한 법칙하에 배열된 번호를 맞춰 나가면 되므로 어떤 부분이 어떻게 손상되었다는 것을 정확하게 파악할 수 있고 이를 바탕으로 각종 공학적, 수학적 기법을 원용해서 원래의 상태를 복원할 수 있다. 즉 정보를 정확하게 전달하는데 디지털은 아날로그 보다 훨씬 효율적이다.

인터넷을 생각해보자. 그냥 인터넷보다 빠르다는 의미로 초고속인터넷이라는 용어가 있는데 이는 인터넷 통신에서 주고받는 데이터의 속도를 의미한다. 몇 Mbps(bit per secong)라고 표현하는데 일초에 몇 개의 bit를 전송할 수 있느냐를 기준으로 한다. 현재 국내에서 제일 빠른 것이 10Mbps인데 쉽게 말하면 초고속인터넷을 사용할 경우 최대 1천만비트를 1초에 전송할 수 있다는 의미이다. 데이터 전송속도가 방송에 적용되면 데이터전송율이라는 용어로 바뀐다.

둘 다 똑같은 의미인데 방송에서는 6MHz 대역을 사용할 경우 최대 20Mbps 전후 정도를 전송할 수 있다.

2) 디지털 방송의 장점

디지털 기술이 방송에 접목되었을 때 어떤 효과가 있을까? 대략 세가지 형태로 나타난다.

첫째, 화질의 좋아진다. 둘째, 음질이 좋아진다. 셋째, 쌍방향 서비스가 가능하다. 넷째, (유럽식의 경우)이동서비스, 난시청해소에 탁월하다는 것이다.

화질과 음질은 정보전달의 효율성강화와 밀접한 관계가 있다. 쌍방향 서비스는 디지털 기술이 가져온 부산물이긴 하지만 디지털 방송이 아날로그 방송과 가장 차별화되는 특징이라고 할 수 있다. 쌍방향서비스라고 해서 통신이나 인터넷처럼 완벽한 쌍방향이라고 하기는 어렵다. 다만 제한적인 의미에서 시청자의 엑세스가 가능하다는 의미이다.

인터넷 용어로 말한다면 다운(down)서비스는 전파를 이용해서 매우 효율적으로 이루어지지만 엎(up) 서비스 유선을 이용하므로 효율성이 낮다.

다만 유럽식 디지털 방송에서는 둘다 무선으로 이루어지는 기술이 개발되어 있고, 아일랜드에서 상용화 서비스를 준비중에 있다. 이동수신서비스와 전파자원절약기능은 유럽식에만 있는 기능으로서 미래형 서비스라고 해야할 것이다.

3) 데이터 전송율

디지털 방송에서는 모든 프로그램을 2진수로 전환하여 전송한다. 이는 마치 컴퓨터에서 필요한 파일자료를 주고 받는 것과 동일한 방법이다. 이진수로 전환된 형태를 데이터라고 한다. 그런데 방송은 동영상이므로 엄청난 양의 데이터를 전송할 수 있어야 한다. 보통 몇십기가 비트 정도의 데이터를 압축기술을 이용하여 20Mbps 수준으로 낮추어 전송한다.

이 전송율이 높을수록 화질도 개선된다. 6MHz 대역에서 미국식은 최대19.39Mbps 전송율을 갖고 있고, 유럽식의 경우는 3M∼23Mbps 정도로 가변적인 것이 특징이다. 문화방송의 비교시험결과를 보면 미국식은 19.39Mbps로 유럽식은 19.76Mbps로 방송했을 때 유럽식이 10%이상 높은 수신율을 보이고 있다. 유럽식이 수신율도 높고 화질도 더 좋다는 것을 알 수 있다.

※〈첨부〉일반인을 위한 디지털 방송의 이해