가. 케이블TV 표준화 기술

방송제작 관련의 국제기관으로는 SMPTE를 비롯하여 EBU, AES 등의 기관이 있으며, 소스부호화 관련 국제기관으로는 MPEG, ITU-T SG16이 있고, 채널부호화 국제기관에는 ITU-R SG4(위성), SG11(지상파), ITU-SG9(케이블)가 있다. 이들 기관에서 만든 표준화를 각국에서는 자국의 실정에 맞는 방식을 선택하여 [표 1.1-6-1]과 같이 케이블TV를 위한 표준을 확정하여 사용하고 있다.

[표 1.1-6-1]에서 알 수 있듯이 디지털 케이블TV 방식에는 미국방식인 OpenCable과 유럽방식인 DVB-C 및 일본방식인 ISDB-C가 있으나, 국내에서는 정보통신부 산하 케이블TV 표준화 위원회에서 기술의 보편성 및 호환성을 고려하여 일본방식인 ISDB-C는 제외하고, 음성 및 방송프로토콜에서 지상파방송과 호환성이 높은 미국방식과 위성방송과 호환성이 높은 유럽방식 중에서 다양한 비교평가를 거쳐 미국방식인 OpenCale 규격을 국내 케이블TV 표준화 방식으로 선정하였다.

미국방식인 OpenCable은 다음과 같다. 1996년 12월 미국의 통신위원회인 FCC(Federal Communications Commission)가 방송통신융합 법인 Telecom Act를 통과시키면서 내용 중에 디지털 유선방송시대는 Security Module이 분리된 셋탑박스를 소비자가 소매로 구매할 수 있도록 하였다. 이러한 기준을 바탕으로 1997년 9월 CableLabs에서는 OpenCable을 조직하여 표준화 작업을 시작하였다.

[표 1.1-6-1] 디지털 케이블TV 방송의 기술 표준화 현황

OpenCable 규격은 영상규격인 MPEG-2와 케이블모뎀의 전송표준인 DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification)를 기본으로 이루어졌다. 1998년에는 Navigation Device Rule을 통해 구체적으로 2000년 7월 1일까지 Security module이 분리된 제품을 이용할 수 있도록 규정하고, 2005년 이후 모든 셋탑박스에 Security module의 분리를 의무화하게 하였다.

지금까지 발표된 OpenCable 표준화 내용은 다음과 같은 규격이 발표되었다. Core Functional Requirements for : 1. Set-top Terminal, Unidirectional Cable, 2. Set-top Terminal, Bi-directional Cable, 3. Terminal Device, Unidirectional Cable, 4. Terminal Device, Bi-directional Cable, Interface Specifications for : 5. HOST-POD Interface Specification, 6. POD Copy Protection System, 7. Cable Network Interface Specification (OCI-N)

1999년 이후 헤드엔드 장비업체, POD 모듈업체, 셋탑박스 업체간 상호호환 동작 시험을 실시해 오고 있으며, CableLabs에서는 OpenCable 인증시험을 통해 통과한 인증제품에는 Cable modem과 같이 인증로고를 부착하여 판매할 계획에 있다.

OpenCable의 표준은 디지털 케이블TV를 통해 서비스되는 전반에 대한 내용을 담고 있으며 상호 운용성 및 호환성 외에도 디지털 방송, 양방향 대화형 서비스, 정보서비스 등을 포함하고 있다. [그림 1.1-6-1]에 OpenCable의 QAM 송ㆍ수신기의 블록 및 [그림 1.1-6-2]에 OpenCable의 채널 복ㆍ부호화기를 도시하였다.

[그림 1.1-6-1] OpenCable의 QAM 송ㆍ수신기

유럽방식인 DVB-C는 다음과 같다. DVB-C는 디지털지상파방송, 위성방송과 함께 1993년부터 추진된 유럽형 표준이며, 디지털방송 표준기관인 DVB와 유럽의 케이블 모뎀표준 기관인 DAVIC(Digital Audio Video Council)에 의해 공동으로 추진되었다. 관련 표준인 SI(System Information), Subtitling, Conditional Access 등은 다른 DVB-T(유럽의 디지털 지상파표준)나 DVB-S(유럽의 디지털 위성 표준)와 공통이다.

단지 케이블에서만 사용하는 표준방식을 별도로 정하고 있다. 예를 들자면, 케이블시스템을 위한 프레임 구조, 채널부호화와 변조방식이다. 그리고 DVB-RC (Return Channel)에서는 케이블시스템을 이용한 양방향 통신방식을 정하고 있다. 1998년 이들 표준이 EN 300 429 Version1.2.1을 통하여 발표된 적이 있다. DVB-C는 본질적으로 유럽형이라 유럽 지상파 표준의 골격을 따른다. 그 대표적인 것은 한 채널당 사용대역폭이 8MHz이라는 것이다.

[그림 1.1-6-2] OpenCable의 채널 복ㆍ부호화기

OpenCable과 DVB-C와의 또 다른 차이 중 하나는 DVB-C에서는 인증을 위하여 직접 측정하지 않고, 유럽 각국의 측정 기관에서 측정한 결과를 신뢰하여 그 측정결과가 표준을 만족하면 인증서를 발행한다. 그러나 CableLabs의 OpenCable은 오로지 CableLabs에서 직접 측정하여 까다로운 인증시험을 통과한 장비에게만 인증서를 발행한다. 케이블모뎀의 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Speicifications) 인증과정이 무척 까다롭고 비용이 많이 드는 걸로 미루어, OpenCable 인증과정도 쉽지 않을 것으로 예측된다. 정리하면, DVB-C는 OpenCable에 비해 상호동작성(Interoperability)혹은 소매(Retail) 판매에 크게 무게를 두고 있지 않다.

나. 영상 및 음성압축 표준기술

디지털 케이블방송에서 영상 및 음성압축기술은 세계적으로 MPEG-2가 표준으로 채택되고 있다. 이 부문의 내용은 1.1-4 신호처리 부문의 내용과 동일한 방법을 사용한다.

다. 변조방식

(1) 직교진폭변조방식(Quadrature Amplitude Modulation : QAM)

QAM 방식은 디지털 변조방식의 하나로서, 전송할 디지털 데이터신호에 따라 진폭과 위상을 변화시키는 방식으로 한정된 전송대역 안에서 보다 고능률의 데이터를 전송하기에 적합하다. 특히 64QAM(64-state quadrature amplitude modulation) 디지털 주파수 변조기술은 주로 동축케이블 망에서 하향 데이터 전송에 사용되며, 단일 6MHz 채널상에서 최고 28Mbps의 전송률까지 지원한다.

(2) 16 VSB

디지털TV 전송시스템인 VSB 시스템은 두 가지로 대별할 수 있는데, 하나는 기존의 NTSC 채널과 동시방송을 하는데 적합하도록 고안된 지상파방송모드로서 8 VSB 시스템이고, 다른 하나는 잡음이 비교적 적은 케이블채널에서 많은 데이터를 전송할 수 있도록 고안된 고데이터율 모드로 사용되는 16 VSB 시스템이다. 지상파방송모드에 사용되는 8 VSB는 한정된 공중파 전력내에서 최대 하나의 HDTV 신호를 전송할 수 있고, 고 데이터율 모드인 16 VSB는 케이블로 연결되는 것을 가정한 것이므로 서비스영역은 극히 제한되지만 최대로 둘의 HDTV 신호를 제공할 수 있다.

지상파방송모드인 8 VSB에서는 서비스영역을 최대로 하기 위하여 트렐리스 부호화를 하고 사용대역 내에 인접 NTSC 방송국으로부터의 간섭을 효과적으로 제거하기 위하여 간섭이 존재할 때만 수신기에서 자동적으로 동작하는 NTSC 간섭제거 콤(comb) 필터를 사용한다. 한편, 고데이터율 모드인 16 VSB에서는 지상파모드에서처럼 심각한 잡음환경에서 동작하는 것이 아니므로 데이터의 가지수를 많이 할 수 있고 트렐리스 부호화나 NTSC 간섭제거 콤(comb) 필터 없이도 신뢰성 있게 동작할 수 있다.

VSB 전송시스템은 기본적으로 동위상 I 채널신호만이 정보를 전달하는 데 사용되므로 수신기를 저가격으로 구현할 수 있다. 즉, 수신기는 정보데이터를 얻기 위하여 I 채널신호에만 고정밀의 A/D 변환기를 사용하며, 채널등화기에서는 복소등화기가 아닌 실수등화기를 심볼률로 동작하도록 구현할 수 있다.

(3) 변조방식의 채택 경향

미국의 케이블TV 방송규격은 SCTE(The Society of Cable Television Engineers)가 권고하는 QAM을 기반으로 하는 ITU-T J.83B 규격이 절대적으로 채택되고 있다. 특히 케이블 모뎀의 규격이 J.83B를 따르고 있기 때문에 디지털 케이블TV 방송의 규격은 QAM이 사용될 것으로 판단된다. ATSC측에서 케이블TV 방송에도 VSB가 사용되어야 한다고 주장한 적은 있으나, 동조하는 그룹이 없고 16-VSB가 케이블TV 방송망 환경에서 충분히 시험을 거쳤다고 볼 수는 없는 상태이다. 미국에서의 디지털 방송과 관련하여 지상파와 유선방송의 관계는 전송방식의 통일보다는 서비스 호환성 측면에서 조화 문제가 향후 논의될 것으로 전망된다. 예를 들면 데이터방송관련 규격, 제한수신 방식등이 대상이 된다. 유럽의 디지털 케이블TV 방송 표준인 DAB-C에서도 QAM 방식을 채택하였으며, 일본도 역시 QAM 방식을 채택하였다.

라. 디지털 케이블TV 표준화시 사항

케이블TV를 디지털화 하는 경우 고려해야 할 방송 규격의 표준화 대상은 소스 부호화 분야(비디오 압축방식, 오디오 압축방식), 다중화 방식분야, 방송 프로토콜 방식분야, 전송 방식분야, 방송서비스 분야(제한 수신방식, 대화형 서비스), 디지털 방송 공통분야(한글 코드 압축부호화, 디지털 자막방송, 프로그램 등급표시, 데이터 방송) 등이 있다.

(1) 비디오 부호화 방식과 다중화 방식
비디오 부호화방식은 세계적으로 동일한 규격인 MPEG-2가 적용되고 있으며, 국내에서도 이 방식을 채택하는데 전혀 문제가 없다. MPEG-2 전송시스템은 채널대역폭이나 저장매체의 용량이 제한되어 있고 효율적인 전송 메커니즘이 중요하게 요구되는 응용을 위해 개발되었다.

(2) 오디오 소스 부호화 방식
유선방송의 특징인 양방향성, 인터넷 접속의 용이성을 고려하면 낮은 전송속도에서 비교적 성능이 좋은 MPEG-AAC 방식이 유리하나, 지상파 방송과의 호환성을 고려하면 Dolby AC-3 방식이 유리하다. 또한 MPEG-AAC 방식은 고품질 및 낮은 로열티를 지불하는 장점은 있으나, 타 매체와의 호환성 결여 및 현재 Decoder Chip이 부재하다. 반면에 Dolby AC-3는 상대적으로 높은 로열티를 지불하여야 한다.

(3) 방송 프로토콜
방송 프로토콜은 위성의 경우 DVB-SI, 지상파의 경우 ATSC-PSIP를 채택하였다. 케이블TV 방송에서는 위의 두 가지 방식 중에 하나를 선택하여야 할 것이며, 지상파 방송의 재전송을 고려하면 PSIP를 선택하는 것이 유리하다.

(4) 서비스 규격
서비스 규격은 국내의 실정에 맞는 규격을 제정해야 하며, 다른 매체의 규격 제정 후에 선정하는 편이 유리하다.

(5) 전송방식
유럽, 일본, 미국의 선진국의 경우 대부분 QAM 방식을 기술표준으로 채택하고 있으며, 국내의 경우도 경제적인 측면을 고려하여 보다 큰 시장을 형성할 수 있는 QAM 방식을 채택하는 것이 유리하다. 미국의 디지털 케이블TV 방송의 경우는 ATSC에서 16-VSB, SCTE에서 64/256QAM를 규격으로 제정되어 이원화되어 있는 것으로 보이지만, QAM 방식이 절대적으로 우세하다.

(6) 디지털 방송 공통 분야
디지털방송의 공통분야인 한글관련 규격, 프로그램 등급제, 자막방송, 데이터 방송은 케이블TV 방송방식 뿐만 아니라 디지털 방송 전반에 걸친 문제이므로, 표준화가 선행되는 지상파 방송 및 위성방송의 관련 규격을 준용하는 것이 바람직한 선택이다.

한글자막 방송방식 및 규격의 특징은 기존의 한국형 예약녹화 시스템의 기술기준을 적용하고, 북미방식의 자막방식과 호환이 가능하며, 한글처리를 하도록 한 것이 특징이다. 즉, 자막방송 신호의 형식은 진폭변조 된 2진 NRZ펄스 형태로 하며, 자막방송 신호의 단일 펄스의 스펙트럼은 55%에서 100%까지 Roll-off 특성을 갖는 Raised Cosine 필터와 같은 스펙트럼을 갖는 펄스 파형이어야 한다. 또한 자막방송 신호의 진폭의 정상치는 "0" 레벨은 0 ±2 IRE로 한다. 클럭 주파수는 수평 주파수의 32배인 503,496.32Hz 이어야한다.

데이터라인의 위치는 주사선 중 한글은 284, 영어는 21라인으로 하며, 데이터라인의 구성은 클럭동기 13비트, 바이트 동기 3비트, 첫째 데이터 8비트, 둘째 데이터 8비트로 한다. 한 데이터라인의 데이터 전송용량은 2바이트이다.

자막 데이터는 한글의 경우 표현방식은 KSC-5601 완성형 코드방식을 사용하며, 한글은 16행에서 40행, 특수문자는 1행에서 2행, 영문 및 숫자는 3행, 복자음은 4행, 사용자 정의문자는 13행에서 15행을 사용한다. 자막 데이터는 영어의 경우 LCC 규격(92-157)과 EIA-608 규격에 따른다.

TV 자막방송의 종류에는 한글과 영어가 있는데, 한글의 경우 TV신호의 주사선 중 284라인에 삽입하고, 영어의 경우는 TV신호의 주사선 중 21라인에 삽입한다. 동작모드에는 TV모드, 한글자막모드, 영문자막모드(선택사항), 문자정보모드(선택사항), 프로그램 등급 표시모드(선택사항), 비상자막모드(선택사항) 등이 있다.

화면표시의 크기는 화면내에 가로 20자(전자기주, 반자는 40자), 세로 10행이 표시되고, 표시영역은 41-210 주사선(총 200 주사선, 1행에 1밑줄 및 1여유 줄을 포함)에 자막을 표시한다.

자막을 표시하는 모드는 내림자막, 순간자막, 연속자막, 올림자막이 가능하며, 내림자막(Roll-down)은 새로운 줄에 자막이 새로 들어올 때 이전에 표시되고 있던 자막들은 아래 줄로 이동시켜 표시하는 방법이고, 순간자막(Pop-up)은 표시 메모리내의 데이터가 순간자막 표시 제어코드에 의하여 화면에 표시되는 자막의 표시방법이다. 또한 연속자막(Point-on)은 새로운 자막 데이터가 들어오면 화면에 즉시 표시하는 자막 표시방법이고, 올림자막(Roll-up)은 새로운 줄에 자막이 들어올 때 이전에 표시되고 있던 자막들은 위의 줄로 이동시켜 표시하는 자막 표시방법이다.

마. 케이블TV 전송망 기술

최근 초고속정보통신망의 핵심기술인 ATM기술이 기간망에 적용되면서 네트워크들은 고속성, 확장성, 유연성 등이 확보되게 되었고, 이로 인해 멀티미디어 서비스의 제공이 가능하게 되는 기반을 조성하였다. 현재 국내에서는 초고속정보통신망의 기간망은 2.5Gbps의 속도로 전국 거의 모든 도시에 깔려 있는 상황이며, 가까운 시일내에 40Gbps - 60Gbps 급으로 추가적인 고속화 작업이 이루어질 전망이다. 이 기간망은 한국통신, 한국전력, 데이콤 등이 각각 독립된 망을 소유하고 있는 상태이다.

그러나 기간망에서 제공하는 멀티미디어 서비스를 최종적으로 소비해야 하는 가입자망은 동선으로 구성되어 있어 넓은 대역폭을 요구하는 다양한 서비스들을 제공하기에는 어려움이 있다. 따라서 가입자망의 고속화, 광대역화가 조기에 이루어져야만 기간망의 효과를 발휘할 수 있다.

현재 국내에서 대두되고 있는 초고속 가입자망 전송방식으로는 전화망을 이용한 ADSL 방식과 HFC망을 통한 디지털 전송방식이 있다. 기존의 동축망 중심의 케이블TV 전송망 시스템을 광전송로를 채용하여 개선시킨 HFC는 기존 아날로그 동축망이 가지고 있는 문제점인 잡음, 신호왜곡 등의 단점에도 불구하고, 초고속 정보통신 관련 연구와 사업을 주도하고 있는 미국 및 유럽 등지에서는 광범위한 구간에 걸쳐 케이블TV 전송망이 이미 포설되어 있으므로 초기 비용 경쟁력에서 여타 기술 대안보다 유리하고, 핵심장비인 케이블 모뎀은 기존 전화선을 이용한 데이터 통신보다 월등한 고속통신을 지원할 수 있어서 ATM포럼 등 여러 단체에서 디지털 통신서비스를 제공하는 초고속정보통신망 하부구조로 HFC를 활용하는 방안에 대해 연구를 진행하고 있다.

(1) 광대역 가입자망

광대역 가입자망이란 가입자에게 기존 전화서비스와 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해 가입자와 기간망을 연결하는 통신구간을 의미한다. 전화 가입자망은 가입자 회선과 단말기가 1:1로 대응하는 점대점 구성을 가졌으나, 근래 가입자망 설비인 전송로(feeder) 부분을 보다 효율적으로 구성하기 위한 방법으로 다중화 및 집선 등과 같은 기능들을 교환기에 통합시켜 사용하는 것이 보편화 되었다.

멀티미디어 기술의 본격적인 발전으로 종래의 전화 위주의 공중통신 서비스에서 광대역 멀티미디어 통신서비스로의 진화가 요구되고 있다. 일반 전화가입자들은 보다 다양한 서비스의 제공을 원하고 있으며 무선전화, PC통신, 케이블TV 서비스, 인터넷 등의 서비스를 보다 편리하고 저렴한 가격에서 사용하기를 원한다. 이러한 것들을 실현하기 위해 광대역 통신서비스를 위한 ATM 교환기, 광전송장치, 광대역 단말 등 다양한 장치들의 개발이 급속도로 이루어지고 있다. 그러나 이러한 장치들의 개발에도 불구하고, 일반 가입자들에게 실제적인 광대역 통신서비스의 제공은 기술적, 경제적으로 어려운 실정이다. 현재의 음성통신을 위한 전화선로로는 수십 Mbps에 이르는 광대역 서비스를 제공할 수 없기 때문에 가입자망의 광대역화는 필수적이다. 따라서 세계 각국의 전화회사들과 케이블TV 사업자들은 그들이 확보하고 있는 가입자망의 광대역화를 위한 작업을 활발히 추진하고 있으며, 이들의 최종적인 목표는 FTTH(Fiber-to-the-Home)이지만 각국의 환경을 고려하여 다양하게 접근하고 있다.

현재 고려되고 있는 광대역 가입자망의 구성방안은 유선통신 분야에서 기존의 전화선로를 활용하여 고속화하는 ADSL 방식, 기존의 케이블TV망용 동축선을 활용하는 광선로와 동축선로를 혼합한 HFC 방식, 광선로와 동선을 혼용하는 FTTC (Fiber-to-the-Curb) 방식등이 있고, 무선통신 분야에서는 음성전화나 저속데이터, 영상 고속 실시간 데이터등을 전송할 수 있는 HFR(Hybrid Fiber Radio)등이 있다. 이상의 가입자 전송방식들이 기존의 협대역 전송기술의 한계를 극복하는 훌륭한 대안으로 떠오르고 있기는 하나, 모든 국가나 상황에 다 적합하다고는 볼 수 없다. 외국에서는 이들 방식을 이용하여 이미 시험망들을 구축하여 운용중이며, 이 결과들로부터 도출된 문제점들을 보완하며 핵심기술들의 실용화를 위한 연구를 하고 있다.

(가) HFC(Hybrid Fiber Coax)

현재 대부분의 케이블TV 시스템은 광전송로와 동축분배망으로 혼합 구성되는 HFC 기반의 케이블을 사용하여 신호를 전송하며, 광신호가 종단되는 최종 ONU (Optical Network Unit)에서 가입자 단말까지는 동축케이블을 수지(Tree and Branch)형식으로 구성하여 신호를 전송한다. HFC에서는 디지털 또는 아날로그 신호를 헤드엔드 말단에서 옥외형 광송수신기까지는 광케이블을 이용하여 각각의 가입자에게 전송하게 된다.

일반적으로 HFC 시스템에서 사용하는 전체 주파수 대역폭은 750MHz 이다. 5-42MHz 대역은 상향신호를 위해서, 54-450MHz 대역은 하향신호를 위해서, 450-750MHz 대역은 향후 추가될 디지털 하향신호를 위해서 사용된다. 그러나 HFC의 RF 스펙트럼을 1GHz까지 확장할 경우, 6MHz 베이스밴드 60-75 채널, 주문형 비디오 서비스에 3Mbps로 50채널, 대칭성 트래픽을 요구하는 서비스에 가입자당 양방향 1Mbps를 지원할 수 있다. 제공할 서비스 구성과 RF주파수 대역에 따라 한 ONU당 셀의 밀도의 차이를 가지지만 일반적으로 500-2,500 가입자를 수용하는 구조를 가지고 있다.

지금까지의 케이블TV 시스템은 이러한 구성에서 영상신호를 헤드엔드에서 TV까지 단방향으로만 전송하였으며, 가입자로부터의 상향신호는 수용할 수 없었으나, 다이플렉스 필터 같은 양방향 통신이 가능한 장치들로 교체함으로써 양방향 통신서비스를 제공할 수 있다. 디지털 신호채널도 아날로그 TV채널과 같이 6MHz 대역으로 할당되기 때문에 64QAM을 사용하면 최대 27Mbps까지 가능하고 256QAM/ 16VSB 변조는 최대 43Mbps까지 전송이 가능한 것으로 알려져 있다.

디지털 케이블TV는 기존의 케이블TV 전송망 공급지역에서 신속하게 양방향 서비스를 제공할 수 있는 하부구조를 가지며, 공유매체 전송방식의 특징에 따라 초기 시공이 용이하고, ADSL구조에 비해 집선효과가 뛰어나 초기 단계의 광대역 서비스 인프라로 활용가치가 크다. 그러나 상향채널에도 기술적으로 많은 문제점이 있다. 상향채널로 이용되는 5-42MHz 주파수 대역은 많은 간섭과 잡음의 영향을 받는 것으로 지적되고 있다. 또한 이로 인해 적절한 양방향 서비스를 위한 접속 회선수가 400-500가구 정도이다.

이러한 수의 가입자가 상향채널을 공유하기 위해서는 가입자들로부터 헤드엔드 측으로의 상향 데이터 충돌을 방지하기 위하여 효율성과 신뢰성이 우수한 매체접속제어(MAC: Media Access Protocol)프로토콜에 대한 연구가 필요하다. IEEE P802.14 케이블TV 작업그룹에서 제시하는 MAC 프로토콜의 요구조건은 CBR, VBR, ABR 등의 트래픽 유형에 따라 동적대역폭 할당능력, 높은 채널용량지원, 낮은 접속지연, 대규모 단말기 지원, 서비스 반경의 광역화 지원 등이다. 초고속정보통신망의 광대역 가입자 기반으로 활용되기 위해서 전화부터 ATM 트래픽을 지원해야 한다는 조건이 고려되어야 한다.

(나) HFR(Hybird Fiber Radio)

HFR은 시공이 불가능하거나 과다한 비용이 소요될 가입자 군을 대상으로 이동성이 보장되는 고품질 양방향 통신용의 무선 접속과 광섬유 기반의 통신을 조합한 형태이다. 무선 접속망 하부구조를 유선계와 독립적으로 구축할 경우, 중복투자 요인이 발생함은 물론 가입자 환경의 변동에 따른 망제공 능력의 유연성을 떨어뜨리게 된다. 무선에서 고속의 전송속도를 얻는 대표적인 예가 무선 케이블TV이다. 무선 케이블TV는 가구가 산재해 있고 가입자 역시 별로 없는 산간 벽지나 도서지역 등의 가입자 효율이 떨어지는 곳, 국토가 넓거나 섬이 많아 유선망으로 연결하기에는 비용이 많이 드는 나라 등에서 시작되었으며 현재는 많은 나라들에서 이미 상용화가 되어 있다.

무선 케이블TV는 저렴한 망 구축비용과 이에 따른 이용요금 인화, 확장시 빠른 서비스체제 대응이라는 장점을 가지고 있다. 기술적으로도 디지털화를 통한 다채널화, 고주파를 활용한 광대역 고속화들을 지향하고 있다. 이러한 무선 케이블TV를 사용하면 유선 케이블TV의 단점을 보완할 수 있다. 먼저 유선 케이블TV보다 설치와 유지비용이 저렴하다. 즉 헤드엔드에서 가정의 케이블까지 투자비용이 절감되고, 유지 보수비용이 거의 소요되지 않는다. 또한 양방향 서비스가 가능하기 때문에 VOD, 원격검침, 홈쇼핑 및 대화형 TV 방송서비스 등이 추가 설비 없이도 가능하며, 초고속 정보통신에 적합하다.

무선 케이블TV는 전세계 65개국에서 상용서비스를 제공할 정도로 외국에서는 많이 알려진 기술이다. 무선 케이블TV 방식으로는 MMDS(Multipoint Multichannel Distribution System)와 LMDS(Local Multipoint Distribution System)가 있다. 일반적으로 단방향 분배 서비스를 제공하는 것으로 알려진 MMDS방식은 전세계 65개국에서 이미 상용화하고 있는 보편적인 기술이다. MMDS 기술은 2.5-2.7GHz를 한 채널로 최대 33개 채널까지 전송할 수 있다. 헤드엔드에서 가입자로의 단방향 분배방식을 사용하고 있으며 약 40km 반경내의 서비스를 제공할 수 있다.

MMDS 방식은 비디오 방송 프로그램을 무선 케이블TV에 전송하는 방법으로 고려되고 있다. 물론 MMDS는 데이터 정보를 전송할 수 있다. MMDS는 가시거리 마이크로파에 기반을 둔 전송기술, 다시 말해서 송신기와 수신기는 서로 어느 정도 마주보고 있어야 하며 그 사이에 장애물이 없어야 한다. 사용자는 MMDS 수신 안테나와 블록다운 컨버터 장치를 가지고 있어야 한다. 신호를 TV나 STB에 정합시키기 위한 포맷이 채택된다. 최근에는 디지털 압축기술을 이용해 최대 3백개 채널까지 제공하며 양방향 서비스도 가능하게 되었다.

LMDS는 상ㆍ하향 속도는 다르지만 대화형 서비스를 목표로 하고 있으며, 27-28kHz의 높은 주파수 대역에 전체 대역폭이 1GHz 규모로 160개의 채널을 동시에 제공 가능하다. 그러나 셀 반경이 MMDS의 50Km에 비해 1-5km로 적어서 많은 기지국의 설치가 필요하며, 가시거리 조건, 우천시 페이딩 등의 해결해야 할 문제가 있다. 현재는 이 두가지 방식의 장점을 혼합한 형태의 시스템이 개발되고 있다.

(다) ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)

POTS(Plain Old Telephone Service)를 제공하도록 설치된 동선의 잠재적인 능력이 최근에 고속 디지털기술과 VLSI 기술의 발전으로 효율적인 대역폭 변조방식이 개발됨으로써 새롭게 주목받고 있다. 특히 HDSL(High-bit rate Digital Subscriber Line)과 ADSL, VDSL(Very high data rate DSL) 기술의 발전은 기존의 가입자 선로로 T1(1.544Mbps)급 이상의 신호의 전송을 가능하게 하고 있다.

[표 1.1-6-2] ADSL 방식별 비교

HDSL은 ISDN BRI 서비스를 위해 한쌍의 케이블로 전이중 160Kbps 전송을 하는 기술인 DSL이 확정된 개념으로 DSL에서 사용하는 반향제거, 적응성 등화(Adaptive Equalization), 필터링, 그리고 부호화 기술의 향상 등으로 인해 발전된 기술이다. 또한 ADSL 기술은 두 개의 twist-pair를 이용하여 1.544Mbps를 전이중으로 전송하던 HDSL기술을 비대칭 개념을 이용하여 한 개의 twist-pair만을 사용하도록 발전시켰다. 이러한 ADSL기술은 단방향 고속 데이터 전송과 같은 새로운 비대칭 서비스에 대한 요구를 저렴한 가격으로 제공할 수 있다는 장점이 있다. 현재 상용화되어 있는 ADSL 기술은 표준 twist-pair 전화선을 통해서 전화국에서 가입자 단말까지 단방향으로 1.544Mbps 속도로 데이터를 전송할 수 있으며, 6Mbps 이상 전송할 수 있는 ADSL 기술의 상용화도 급속히 진행되고 있다. [표 1.1-6-2]에서는 ADSL 시스템을 방식별로 나타내고 있다.

ADSL에서 사용되는 선로부호기술은 QAM방식과 억압반송파 QAM방식인 CAP (Carrierless Amplitude and Phase Modulation), DMT(Discrete Multitone)방식, DWMT(Discrete Wavelet multitone) 등이 있다. 미국 ANSI의 TIE1.4 위원회에서 ADSL을 표준으로 DMT방식을 채택했으나, 상향으로 최고 55.2Mbps의 속도를 지원하는 VDSL방식에는 CAP, DMT, DWMT, SCL(Simple Line Code) 등이 고려되고 있으며, ATM 포럼의 UTP-3를 이용한 51.84Mbps 전송을 위한 표준으로는 16-CAP 방식이 선택되어서 고속 ADSL 전송방식의 표준화를 위한 경쟁도 치열한 상태이다.

ADSL은 일시에 막대한 투자비를 요구하지 않고 실수요자에게만 장치의 설비가 가능하며, 방송서비스를 제외하고는 대부분의 가입자에게 별도의 조치없이 현존하는 멀티미디어를 대부분 수용할 수 있는 전송방식이다. 그러나 초기망 구축과 초기 가입자 수용방법에 있어서 월구 배선망 구축시 제약이 따르고, 페어케이블의 번들 구조상에 나타날 누화와 신호간섭 등에 의해 서비스 품질의 열화가 나타난다는 점에서 완전 동선기반의 배선구조가 갖는 단점이 극복되어야 한다.

(라) FTTC(Fiber To The Curb)

HFC 구조와 함께 광대역 가입자망의 구성방안으로 검토되고 있는 방식들중의 하나는 광/동선 혼성망인 FTTC구조이다. HFC 방식이 현재 방송구조인데 반해 FTTC 방식은 각 가입자까지의 독립된 선로를 활용하는 Switched-Star 구조이다. FTTC 방식은 가입자에게 보다 가까운 곳까지 광케이블을 구축하는 구조로 현재로서는 가장 적극적인 광가입자망 구성방식이라 할 수 있다. HFC가 하나의 최종 ONU에서 200 가입자 이상을 수지구조로 수용하는 반면, FTTC는 ONU당 20 가입자 내외를 수용한다.

HDT(Host Digital Terminal)에서 기존 전화 인터페이스와 ATM 등의 광역 인터페이스가 합쳐지며, ONU에서 PON(Passive Optical Network)방식으로 광선로를 이용하여 신호가 전달된다. PON 방식을 이용하면 하나의 광케이블에 많은 수의 가입자를 접속시킬 수 있기 때문에 초기 투자비용이 저렴하다는 장점이 있는 반면에 가입자 장치에서 높은 주파수를 처리해야 한다는 부담이 있으며 상향전송을 위해서도 채널 공유를 위한 다중접속제어가 필요하다. 또한 신호가 PON을 통해 방송되기 때문에 정보의 보안성도 취약하다는 단점이 있다. [표 1.1-6-3]에 xDSL방식과 케이블 네트워크를 이용한 방법을 비교해 놓았다.

[표 1.1-6-3] xDSL방식과 케이블 네트워크 비교

	ADSL	VDSL	HFC/Cable Modem
Upstream Bandwidth	16 - 640kbit/s	1.6 - 2.3Mbit/s	0 - 10Mbit/s
Downstream Bandwidth	1.5 - 6Mbit/s	12.96 - 51.84Mbit/s	0 - 40Mbit/s
Dedicated/shared	Dedicated	Dedicated	Shared
Loop length	5,500 feet 까지	1,600 feet 까지	MAC dependent