2025년 6월 현재, 개성중계소 직접 수신을 통해 확인한 북한의 지상파 디지털 방송 현황

1. DVB-T2 기반 지상파 디지털 방송 시스템 개요

무선국별 상세 제원을 조회하면 [그림 3]과 같으며, 안테나 패턴도까지 제공하는 등 상세한 정보를 등록해 놓은 것을 알 수 있다.

Fig. 3.

Detailed DVB-T2 digital transmission specifications of the Gaeseong relay station registered in the ITU eMIFR (broadcasting)

북한은 자국의 디지털 지상파 방송 시스템으로 DVB-T2 (Digital Video Broadcasting – Second Generation Terrestrial) 방식을 채택하고 있다^[5]. 이는 인접국인 남한(ATSC), 중국(DTMB), 일본(ISDB-T)과는 서로 다른 표준을 사용하는 것인데, 전파 월경에 따른 타국의 방송 시청 가능성을 원천적으로 차단하려는 의도로 풀이된다.

또한 송신 편파는 수평 편파(Horizontal Polarization) 방식으로, 이는 우리나라를 비롯해 대부분의 국가가 고정수신용 지상파 TV 채널 송신에 사용하는 방식과 동일하다.

주목할 점은, 북한당국은 2022년 8월 2일자로 무선국 제원 정보를 일괄 통지(Date of Notification)했는데, 송신소 사용 개시일(Date in use)이 모두 2016년 1월 1일로 동일한 것으로 보아, 사실상 이날이 북한의 지상파 디지털 방송 개시일로 판단된다.

2. 주파수 대역 및 채널

지상파 디지털 텔레비전 방송용 채널은 [표 1]에 정리하였다. 북한은 DVB-T2 방송을 위해 470~694MHz의 UHF 주파수 대역, 즉 UHF 채널 21번부터 48번까지를 사용하고 있다. 채널당 주파수 대역폭은 8MHz인데, 이는 기존 PAL 방식 국가들이 사용하던 주파수 대역폭이며, 이를 디지털 방송에도 그대로 유지하고 있다. 주목할 점은, 채널 25번은 여전히 아날로그 PAL 방식으로만 송출 중인 것으로 파악되는데, 그 구체적인 활용 목적은 확인되지 않는다.

Table 1.

Channels for Terrestrial Digital Television Broadcasting in North Korea

참고로, 대한민국은 ATSC 표준 기반 디지털 방송을 위해 UHF 채널 14번부터 51번까지(470~698MHz)를 사용하고 있으며, ATSC 3.0 전환 기간에 한해 채널 52번부터 56번까지(698~771MHz)를 사용하고 있다^[6][10].

3. 송중계소 송신 출력

북한의 지상파 디지털 방송을 위한 DVB-T2 송중계소는 총 896개소이다. 이 중 ERP(Effective Radiated Power, 유효복사전력) 기준 1kW 이상의 기간국급 송신소는 14개소이며, 나머지 대다수는 소출력 중계소로 운영되고 있다. 기간국급 송신소만 지도 위에 표시하면 [그림 4]와 같다.

Fig. 4.

Locations of 14 High-power High-Tower DVB-T2 Transmitters in North Korea

[표 2]에 정리된 송중계소 송신 출력을 살펴보면, 10W급 중계소가 621개소로 가장 많은데, 전체 중계소 중 약 96.42%가 100W 이하의 소출력 중계소로 구성되어 있으며, 이는 음영지역 해소를 위해 소출력 중계소를 적극적으로 활용하여 방송망을 구축하는 것으로 해석된다. 또한, 송신 출력 제원을 규격화함으로써 설비 구축, 운용, 유지보수의 효율성도 극대화하려는 의도도 엿보인다.

Table 2.

Transmission Power Statistics of DVB-T2 Transmitters and Repeaters for Terrestrial Digital Broadcasting in North Korea

1. DVB-T2 전송 파라미터 분석 결과

DVB-T2 신호 계측을 위해서 [그림 6]과 같이 DekTec社 T2Xpert 수신기를 사용하였다. 중심주파수 610MHz를 설정 후 수신한 결과 대역폭 8MHz DVB-T2 신호가 확인되었고, 8k-FFT Bandwidth Extension이 적용되었고, Guard Interval 1/16, PP2 파일럿패턴, Rotated 64-QAM 3/4 MODCOD를 기본으로 사용하는데, 하루 중에도 64-QAM 5/6 MODCOD로 변경되는 경우도 종종 관찰되는데, 정확한 이유는 추정하기 어렵다.¹⁾ ETSI TS 102 831 Table 44에 따르면, ToV C/N은 AWGN 채널 기준 16.1dB, Rayleigh 채널 기준 Rotated 64-QAM 3/4 MODCOD의 경우 19.2dB이며²⁾, 해당 전송 파라미터를 토대로 Multiplexer(MUX)의 Net Bitrate를 계산해 보면 29.813462Mbps, 즉 MUX 출력이 30Mbps 가량임을 알 수 있다^[5]. 참고로 우리나라 ATSC DTV의 경우, AWGN 채널 기준 ToV C/N이 15.19dB이며^[10], 우리나라 방송구역 설계를 위한 기준값과 북한의 기준값 차이는 1dB 이내이므로 방송구역 전계강도 설계 기준 및 표시 방법이 유사할 것으로 판단된다^[11].

Fig. 6.

Analysis Results of DVB-T2 Physical Layer Parameters of Gaeseong Relay Station Using DekTec T2Xpert Receiver

계측값 중 송신기 운영 시각을 확인하기 위해 RF Level[dBm]과 MER[dB] 값을 Logging하고 그 결과를 그래프로 그리면 [그림 7]과 같다. 방송 편성이 있는 경우에만 송신기를 켜고(ON), 방송이 종료되면 송신기를 꺼서(OFF) 불필요한 전력 사용을 줄이고자 하는 의도로 생각된다. 송신기는 통상 08:30에 켜서 [그림 10]과 같이 테스트 패턴(컬러바) 송출을 통해 화면조정 시간을 가진 후, 09:00부터 본방송에 들어가고, 22:30~23:00 즈음 방송 편성이 종료되는 대로 송신기를 끄는 것으로 추정³⁾된다.

Fig. 7.

Graph of RSSI[dBm] and MER[dB] collected values from DekTec’s T2Xpert receiver measurement items (Top) RSSI[dBm] (Bottom) MER[dB]

2. MPEG-4 over MPEG-2 Transport Stream 분석 결과

송출 상세 제원을 확인하기 위해, DekTec社 T2Xpert 수신기에서 제공하는 TS over IP 기능을 활용하여 방송 송출 스트림을 확보하였다. 이를 [그림 8]의 DekTec StreamXpert Lite 분석기와 ffmpeg –i [output file] 명령을 통해서 세부 요소를 분석하였고 그 결과를 [표 3]에 정리하였다^[7].

Fig. 8.

MPEG-2 Transport Stream Analysis Screen Using DekTec StreamXpert Lite

Table 3.

Detailed Technical Elements by Digital Broadcasting Channel in North Korea

분석 결과, 북한은 4개 채널을 개성중계소를 통해서 송출 중이며, 중앙(프로그램 번호 1), 룡남산(9), 체육(25) 텔레비죤은 Full HD 화질로, 만수대(17) 텔레비죤은 SD 화질로 서비스 중임을 알 수 있으며, 프레임레이트는 50i(interlaced)를 사용한다. 압축 코덱은 4개 채널 모두 H.264/AVC 비디오 코덱과 MPEG-1 Layer II 오디오 코덱을 사용하고 있으며, 중앙텔레비죤은 320kbps 오디오 비트레이트를, 나머지 채널은 64kbps를 사용하고 있다. PMT 외에도, EIT(Event Information Table)도 송출되고 있는데, 언어코드(Language code)가 “kor”로 명시되어 있고, EPG 편성정보도 제공되는 것으로 확인된다^[8][9].

하지만, [그림 8]에서 확인할 수 있는 바와 같이, 각 채널이 해당된 PID(Packet Identifier) 상에는 0kbps, 즉 PES(Packetized Elementary Stream) 패킷이 확인되지 않아 일반적인 MPEG 디코딩 방법으로는 영상을 확인할 수 없었다. 이는 디코더 접근을 차단하거나 폐쇄된 전송 체계를 의도한 구성으로 해석된다.⁵⁾ 즉, 표준 분석 툴로 디코딩이 불가능한 구조로 설계되어 있는데, [그림 9]와 같이 확보한 북한 방송 MPEG-2 TS 스트림의 HEX 값을 살펴보면 “47 40 C8 33 01 20 ...” 시퀀스 이후에 “00 00 01 E0 00 00 87 ...” 값, 즉 PES 헤더가 확인되는데, 이는 [표 4]와 같이 Null Packet을 통해 PES 패킷이 전달되는 비정형 구조를 확인하였다. 이는 일반적인 TS 패킷 구조에서는 드물며, 북한 디지털 방송 송출 시스템이 표준 스트리머가 아닌 커스텀 송출 시스템을 활용하고 있을 가능성을 시사한다. 때문에, [표 3]에 비디오 전송률은 제시되지 않고 있는데, 이는 실시간 시청이 가능한 디코더가 구현되고 난 이후에 파악할 수 있다.

Fig. 9.

Excerpt of Acquired North Korean Broadcast Stream’s HEX Code

Table 4.

Analysis of Acquired North Korean Broadcast Stream’s HEX Sequence Content

확인된 PES 패킷을 통해서 실제 채널 영상/음성이 전송되는지 확인하기 위해서, ffmpeg -map 명령으로 원하는 PID만 추출 후 직접 Bitstream 수준에서 PES Packet을 직접 Parsing하였고, 일부 스트림에 대해서 비실시간 디코딩을 실시하여 [그림 10]과 같이 방송 준비를 위한 화면조정 화면(소위 컬러바)을 확인할 수 있었다. 즉, 개성 지역에도 4개 지상파 채널이 정상적으로 송출되고 있음을 확인하면서 사실상 평양 이외의 지역인 개성에서도 MMS(Multi-mode Service) 서비스가 제공되는 것으로 보아, 전국 단위의 다채널 방송이 서비스 중임을 추정해 볼 수 있다. 특징적으로 조선중앙텔레비죤은 채널 로고를 좌상단에 배치하는 반면에, 나머지 3개 채널은 우리나라 지상파 방송과 동일하게 우상단에 배치하는 것을 알 수 있다.

Fig. 10.

Confirmation of Color Bar Screen Decoding for Broadcast Start-up Adjustment Across All Four Channels

1. 평양 중심의 방송 체제에서 전국 다채널 방송 체제로의 전환

기존 아날로그 방송(PAL 방식) 체제 하에서 북한은 4개 채널을 운영해 왔다. 그러나 아날로그 체제는 각 채널마다 별도의 STL(Studio to Transmitter Link) 회선이 필요하다. 이에 따라 전국 단위 방송 확대를 위해서는 4개의 회선망 구축이 요구되며, 전국 단위 회선망(분배망) 구축을 위해서는 필연적으로 상당한 설비 투자 비용을 수반한다. 결과적으로, 기존에는 조선중앙텔레비죤만이 실질적으로 전국 송출이 가능했던 것으로 분석된다.

디지털 방송은 이와 다른 구조를 제공한다. MMS(Multi-Mode Service) 방식의 도입으로 여러 채널을 하나로 Multiplex로 구성할 수 있으며, 기존의 단일 STL 회선을 통해 4개 채널을 동시에 전국에 전송할 수 있다. 이를 통해 평양 중심의 제한적 방송 체제를 벗어나, 다채널 전국 방송 체계를 실현한 것이다. 결과적으로 이는 조선중앙텔레비죤 중심의 단일 미디어 통치 체제에서 벗어나, 다양한 장르와 내용의 미디어를 통한 전국적 커뮤니케이션 강화로 나아가고자 하는 변화를 의미하는 것으로 해석된다.

2. 송신 전력 절감과 전력 효율성 제고

두 번째 주요 목적은 송신 전력의 대폭적인 절감이다. 디지털 방송 체계에서는 ERP 기준 100W급 송신기가 요구되더라도, 10dB 안테나 이득을 가정할 경우 송신기 실제 출력은 10W이다. 이는 기존 아날로그 방송보다 대략 1/10 수준의 송신 출력으로 동일한 커버리지를 달성할 수 있음을 의미한다.

896개소에 달하는 송중계소에서 이와 같은 송신 전력 최적화는, 만성적인 전력난에 시달리는 것으로 알려진 북한의 전력 수급 안정화에 실질적인 도움을 주었을 것으로 평가된다. 기술적 효율성과 에너지 절감을 동시에 달성한 정책적 성과라 할 수 있다.

이번 연구는 북한의 디지털 방송 체계에 대한 최초의 기술적 분석이라는 점에서 의의를 지닌다. 그동안 북한 방송의 디지털화 현황은, DVB-T2 방식 사용과 다채널(MMS) 송출 여부에 대한 사실 확인은 물론 상세 기술 제원에 대한 정보가 부족했다. 이번 분석을 통해 실제 방송에서 사용되는 전송 파라미터, MPEG-2 TS 구조, STL 운용 방식 등이 확인되었으며, 이는 향후 남북 방송 교류와 대북 방송 송출 전략 수립에 있어 중요한 기초 자료가 될 것으로 기대된다.