오늘 나눌 주제는 케이블(Cable)이다. 시대 순으로 영상과 음향의 전송방식을 먼저 이해하고, 접근하는 것이 좋을 것으로 생각된다. 장비와 장비의 연결방식이 기본 시스템의 구성이겠지만 장비와 장비를 결선(연결)하는 케이블의 변화 또한 중요하기에 먼저 이야기를 나누고자 한다. 너무 많이 변한것도 있지만 케이블의 중요도가 너무나도 높기에 무시 할 수 없기 때문이다.
미디어 파사드 시스템을 이야기할 때
사람들은 흔히 서버, 프로젝터, 콘텐츠부터 떠올린다.
하지만 현장에서 가장 먼저 결정해야 할 것은
무엇을 어떻게 연결할 것인가? 전송률은 어떻게 되는가?
즉 케이블과 신호 방식이다.
시스템의 안정성은
가장 약한 케이블에서 무너진다.
이 글에서는
AV 시스템에서 사용되어 온 영상 케이블의 흐름을 시대순으로 정리하며,
왜 지금의 구조로 진화했는지를 현장 관점에서 풀어본다.
1. RCA (Composite) – 모든 AV의 시작
등장 배경
- 아날로그 AV(Audio+Video)의 출발점
- 가정용 비디오, 초기 영상 장비의 표준
특징
- 노란색 1가닥 영상
- 음성(L/R) 분리(흰색, 적색)
- Composite 신호
한계
- 해상도 매우 낮음(기본 640X480)
- 노이즈에 극도로 취약
- 장거리 전송 불가
사실 RCA 이전에 RF란 신호 전송 체계가 있었는데 이 부분은 삭제했다. RF=(Radio Frequency)무선 주파수를 뜻하는 용어인데 여기까지 다루면 흑백TV 부터 다루어야 할 거 같아 삭제한다.
RCA 용어의 뜻은 (Radio Corporation of America) 미국의 전자, 방송, 음반 대기업으로 1920~1980년대까지 AV 산업을 사실상 주도한 회사이다. TV, 라디오, 레코드, 방송 장비의 표준을 만들던 회사이다. 이처럼 방송, 음향, 영상은 어떤 국가에서 플렛폼, 규격을 만드는 것도 있지만 많은 부분이 회사에서 개발되어 그것이 시장의 표준이 된 경우가 많다. 우리가 가장 잘 알고 있는
캐논 컨넥터라고 불리우는 마이크 컨넥터도 실 명은 XLR 컨넥터 인데 일본 ITT Corporation 사에서 .locking이 되는 컨넥터가 상용화 되면서 모든 음향 컨넥터의 표준이 된 것이다.
미디어 파사드 관점
- 현재는 거의 사용되지 않지만
- “영상 신호를 케이블로 보낸다”는 개념의 출발점
2. S-Video – 분리의 시작
왜 등장했나
- Composite의 화질 한계를 개선하기 위해
- 밝기(Y)와 색상(C) 분리
컬러 TV 시스템에서는 밝기(휘도, Y)와 색상(컬러, C) 신호를 논리적으로 분리하여 처리한다.
영상 장비에서 말하는 V(Video) 신호는 이러한 신호들이 하나로 합성된 복합영상신호(Composite Video)이다.
복합영상 신호 파형을 보면, 파형의 진폭(Amplitude)은 휘도(Y)를 나타내며 사물의 형태와 명암을 결정한다.
한편 Back Porch 구간에 존재하는 Color Burst는 색상 신호를 해석하기 위한 기준 위상(reference phase)으로,
실제 색상 정보는 이 기준에 대해 위상(Phase)과 진폭을 변조한 색 부반송파 형태로 전송된다.
카메라 내부에서는 RGB 신호를 휘도(Y)와 색차 신호(C)로 분리한 뒤,
색상 신호를 부반송파에 변조하여 휘도 신호와 다시 합성함으로써 복합영상 신호를 생성한다.
이 신호는 전송된 후 TV 수신부에서 다시 색 부반송파를 복조하고 Y/C를 분리하는 과정을 거친다.
이와 같은 반복적인 합성 및 분리 과정에서 발생하는 신호 열화와 간섭을 줄이기 위해
S-Video(S-VHS) 인터페이스는 휘도(Y)와 색상(C) 신호를 물리적으로 분리하여 전송하도록 설계되었다.
이를 통해 불필요한 합성·분리 과정을 제거하고 영상 품질을 향상 시킬 수 있었다.
특징
- 4핀 커넥터
- RCA보다 선명한 화질
한계
- 여전히 아날로그
- 케이블 길이 제한(제품 생산 업체에서 제안하는 기준 길이는 2M 내외이다.)
의미
- 신호 분리의 개념이 본격적으로 등장
- 이후 Component, RGB로 진화하는 발판
3. Component (YPbPr) – 아날로그의 최상위
특징
- Y / Pb / Pr 3선 분리
- 고해상도 지원 (HD급까지)
장점
- 아날로그 대비 매우 우수한 화질
- 방송, 대형 디스플레이에 사용
단점
- 케이블 수 많음
- 동기 문제 발생 가능
- 설치 난이도 증가
이제부터는 HD급으로 넘어가는 기로에 있었다.
컴포넌트 케이블은 기술적으로는 1080i까지 지원하는 전송 방식이었지만,
현장에서는 노이즈 문제와 실제로 1080i 신호를 안정적으로 처리할 수 있는 장비가 많지 않았기 때문에
주로 720p 해상도까지 지원하는 케이블로 인식되고 사용되었다.
여기서 짚고 넘어가야 할 부분이 바로 P와 I의 차이다.
P(Progressive)와 I(Interlaced)는 각각 순차주사와 비월주사를 의미한다.
이 용어는 TV 제조나 전자공학을 전공한 사람에게는 익숙하지만,
일반 사용자에게는 다소 낯선 개념일 수 있다.
순차주사는 말 그대로 화면을 위에서 아래로 한 줄씩 순서대로 그리는 방식이다.
반면 비월주사(飛越走査)는 라인을 건너뛰며 화면을 훑어 그리는 방식으로,
먼저 홀수 라인을 그리고 다음에 짝수 라인을 그려 하나의 프레임을 구성한다.
이러한 주사 방식은 CRT 브라운관 TV 시절,
브라운관 뒤쪽의 전자총이 화면을 주사하던 물리적 구조에서 비롯된 기술이다.
오늘날의 표현으로 정리하면,
Progressive 방식은 프레임 단위로 화면을 표시하고,
Interlaced 방식은 초당 60개의 필드를 전송하여
결과적으로 30프레임을 구성하는 방식이라고 이해할 수 있다.
미디어 파사드에서의 위치
- 초기 대형 파사드, 방송형 시스템에서 사용
- “화질은 좋지만, 시스템은 복잡하다”
4. VGA (D-Sub) – PC 시대의 상징
등장 배경
- PC 기반 영상 시스템의 확산
특징
- RGB + Sync
- 아날로그 방식
- 해상도 확장성 우수
한계
- 케이블 길이에 매우 민감
- 고해상도에서 흔들림
- 야외 환경에 취약
이 시기는 D-sub가 본격적인 표준으로 자리 잡기 전,
영상 신호 전송 방식이 과도기를 거치던 시점이었다.
3열 15핀 구조의 D-sub(VGA)가 보급되기 전,
방송국과 프로덕션 현장에서는
RGB와 동기 신호를 완전히 분리한
RGBHV 방식의 5개의 BNC 동축 케이블을 선호해 사용했다.
이 방식은 안정성이 뛰어나고 장거리 전송에 유리했기 때문에
방송 환경에서는 매우 적합했지만,
PC 그래픽 출력 구조와는 직접적으로 호환되지 않는 방식이었다.
이후 PC의 보급과 함께 영상 업계에서도
카메라와 컴퓨터 간의 호환성이 중요해지면서,
그래픽 작업과 제어, 편집 등에서
PC를 활용할 수 있는 영역이 급격히 확대되었고,
그 결과 영상 업계 역시 자연스럽게
D-sub 기반 인터페이스로 이동하게 되었다.
현장 경험
- 10m 넘어가면 신호 보정 필수(증폭기 또는 분배기)
- 파사드 현장에서는 리스크가 큼
5. DVI – 디지털로 넘어가는 과도기
특징
- 디지털 영상 전송
- VGA 대비 안정성 향상
- 싱글/듀얼 링크 존재
한계
- 케이블 굵고 길이 제한
- 오디오 미지원
현장에서 사실 DVI 케이블은 많이 사용되지 않았다.
기존의 D-Sub가 사용하기 편했고 가격 또한 저렴했으며,
당시 주로 사용되던 해상도 환경에서는
비교적 긴 거리에서도 실사용이 가능했기 때문이다.
또한 D-Sub는 설치자가 케이블만 포설하면
현장에서 직접 납땜 작업을 통해 커넥터를 제작할 수 있었지만,
DVI 케이블은 고속 디지털 신호 특성상
현장 제작이나 수리가 사실상 불가능했다.
DVI는 싱글 링크와 듀얼 링크로 나뉘는데,
이 역시 그래픽카드와 모니터가 모두 해당 규격을 지원해야 했기 때문에
현장에서 사용하기에는 까다로운 점이 많았다.
당시에는 해상도나 주파수에 지금처럼 민감하지 않았고,
영상 해상도의 상한선 역시 1920×1080p가 대부분이던 시기였다.
이미지에서 볼 수 있듯이
왼쪽은 듀얼 링크, 오른쪽은 싱글 링크 DVI 케이블이다.
두 케이블의 가장 큰 차이점은 지원 해상도에 있다.
듀얼 링크는 최대 2560×1440@60Hz, 2560×1600@60Hz까지 지원하며,
싱글 링크는 1920×1080@60Hz, 1920×1200@60Hz가 한계였다.
이 차이는 대역폭 구조에서 비롯되며,
그래픽카드와 모니터, 케이블 중 하나라도
듀얼 링크를 지원하지 않으면 싱글 링크로 동작했다.
또한 단자 내부 핀 구성 차이로 인해
일부 조합에서는 물리적으로 삽입이 되지 않거나
정상적인 듀얼 링크 동작이 불가능한 경우도 있었다.
의미
- “디지털 영상 전송”의 본격 시작
- 이후 HDMI, DP의 기반
6. HDMI / DisplayPort – 현재의 표준
HDMI
- 영상 + 음성 + 제어
- 가정용부터 산업용까지 확장
DisplayPort
- 고해상도, 고주사율
- 멀티 디스플레이에 강점
공통 한계
- 케이블 길이 제한
- 커넥터 탈락 위험
- 야외 환경 취약
이제 실질적으로 현재 가장 많이 사용되고 있는 케이블을 언급할 차례다.
바로 HDMI와 DisplayPort(DP) 케이블이다.
이 두 케이블은 현재 영상 전송의 표준으로 자리 잡았으며,
기술의 발전과 해상도 중요성이 커지면서
다양한 버전과 규격으로 확장되어 왔다.
HDMI는 2.0, 2.1 버전으로 발전해 왔고,
DisplayPort는 1.2, 1.4를 거쳐 2.0, 2.1까지 확장되었다.
이러한 버전 차이에 따라 지원 가능한 해상도와 주사율,
대역폭에는 분명한 차이가 존재한다.
다만 실제 출력 가능한 해상도는
케이블뿐만 아니라 송신 장치와 수신 장치,
그리고 전송 방식에 따라 달라진다.
현재는 조건에 따라 8K 해상도에서
120Hz까지 전송이 가능한 환경도 등장한 상태다.
하지만 방송 현장에서는 아직도 SDI를 사용하는 이유는 무엇일까.
그 이유는 영상 품질이 아니라, 안정성 때문이다.
여기서 말하는 안정성은 신호 품질이 아니라
물리적인 연결 안정성을 의미한다.
HDMI는 영상과 오디오를 하나의 케이블로 전송할 수 있어
장비 단일화 측면에서는 매우 뛰어난 인터페이스다.
화질 또한 우수하다.
하지만 현장 환경에서는 락 구조가 없고,
케이블 외피가 약해 접촉 불량이나 단선이 쉽게 발생한다는
치명적인 단점을 가지고 있다.
DisplayPort는 락 구조를 지원하고
오디오 전송도 가능하지만,
케이블의 물리적 내구성과 전송 거리 측면에서는
여전히 현장 환경에 적합하지 않은 한계를 가진다.
이러한 이유로 방송 현장에서는
지금도 안정성과 신뢰성이 검증된
SDI 방식을 계속해서 사용하고 있다.
미디어 파사드 관점
- 단일 장비 구성에는 편리
- 대형 시스템에서는 반드시 연장/변환 필요
7. SDI (BNC) – 현장이 선택한 신뢰
특징
- 방송용 표준
- BNC 커넥터
- 수십~수백 미터 전송 가능
장점
- 매우 높은 안정성
- 락 구조
- 노이즈에 강함
단점
- 비용
- 일반 AV보다 접근성 낮음
보기에는 오래전부터 사용해 오던 케이블이다.
BNC 타입의 동축케이블은 CCTV와 방송, 영상 현장에서
오랜 시간 사용되며 꾸준히 진화해 왔다.
과거 CCTV 케이블을 포설하던 시절,
가장 흔하게 사용되던 것이 바로 5C2V 동축케이블이었다.
5C2V는 우리가 흔히 ‘TV 안테나 선’이라고 불렀던 케이블로,
케이블 방송이 보편화되기 전
TV 상단의 V자 안테나 대신
TV 뒤쪽에 직접 연결해 사용하던 동축케이블이다.
동축케이블에는 3C, 5C, 7C, 10C 등 다양한 규격이 있으며,
이 숫자는 케이블의 굵기와 구조를 의미한다.
케이블이 굵어질수록 감쇠가 줄어들고
고주파 성분 유지가 유리해져
같은 신호를 더 먼 거리까지 안정적으로 전송할 수 있다.
이러한 이유로 SDI는 해상도가 아니라
전송량과 전송속도를 기준으로 규격을 구분하며,
3G, 6G, 12G와 같이 표현된다.
이는 ‘압축 없이 지금 당장 얼마나 많은 데이터를 보낼 수 있는가’를
기준으로 한 표현이다.
3G-SDI는 1920×1080 해상도를 60p 또는 50p로,
6G-SDI는 3840×2160 해상도를 30p로,
12G-SDI는 3840×2160 해상도를 60p까지 전송할 수 있다.
그렇다면 굵은 10C 케이블을 사용하면
12G-SDI의 모든 문제가 해결될까?
안타깝지만 꼭 그렇지는 않다.
12G-SDI는 케이블 품질에 매우 민감하며,
고품질 케이블과 장비를 요구하기 때문에
비용 상승으로 이어진다.
또한 전송 거리 역시 3G-SDI에 비해 짧아지며,
장거리 전송이 필요한 경우에는
광 SDI와 같은 다른 해법이 필요해진다.
현장 평가
- “안정성이 최우선이면 SDI”
- 야외 파사드, 장시간 운영에 강력
8. HDBaseT & 광케이블 – 파사드의 현재와 미래
HDBaseT
- 영상 + 음성 + 제어 + 전원
- Cat 케이블 기반
- 100m 전송
광케이블
- 초장거리
- 노이즈 영향 없음
- 대형 파사드 필수 요소
요즘 현재 가장 많이 사용되는 전송 방식은
네트워크 기반의 전송 방식이다.
이 시대는 어찌 보면 네트워크의 시대라고 할 수 있다.
과거에는 ‘지구촌’이라는 표현을 썼지만,
이제는 지구촌이 아니라
서로 바로 연결된 이웃이 된 느낌이다.
현재 영상 전송에서 비교적 안정적이고
현장에서도 합리적으로 선택할 수 있는 방식으로
HDBaseT 전송 방식을 소개하고자 한다.
LAN Extender 장비를 사용해 HDMI 전송 거리를 늘리는 방법도 있지만,
HDBaseT는 그보다 구조적으로 더 단순하고
현장 운용에 적합한 방식이다.
HDBaseT는 LAN 케이블을 사용해
영상과 음성은 물론 제어 신호와 데이터까지
하나의 케이블로 전송할 수 있는 방식이다.
이 방식은 IP 기반 전송이 아니라
HDMI 신호를 압축 없이 변조하여
LAN 케이블로 전달하는 구조를 가진다.
LAN 케이블은 Cat5e, Cat6, Cat6a, Cat7 등으로 구분되며,
이 차이는 전송 속도를 바꾸는 것이 아니라
전송 가능한 거리와 안정성,
그리고 노이즈 여유에 영향을 준다.
케이블 등급이 높을수록
동일한 HDBaseT 신호를
더 안정적으로 더 먼 거리까지 전송할 수 있다.
지금의 결론
- 대형 미디어 파사드는
광 + 변환기 구조가 기본
케이블은 단순한 소모품이 아니다
케이블 선택은
화질의 문제가 아니라 시스템 철학의 문제다.
- 안정성을 우선할 것인가
- 설치와 유지보수를 고려할 것인가
- 운영 비용을 감당할 수 있는가
미디어 파사드 시스템은
항상 이 질문에서 시작해야 한다.
다음 글 예고
다음 편에서는
“이 케이블들이 실제로 어떻게 하나의 시스템으로 연결되는가”,
즉
미디어 파사드 시스템 전체 구성도
(서버 → 신호 분배 → 변환 → 출력)
를 다룰 예정이다.
미디어 파사드는 영상이 아니다.
미디어 파사드는 시스템이다.
그리고 그 시스템의 출발점은
항상 케이블이다.