CCTV 시장의 최대 이슈로서 HD 화질

최근 CCTV 시장의 최대 이슈는 단연 HD 또는 MegaPixel급의 고해상도 적용이라 할 수 있다. 기존 SD(720x486:NTSC)급의 해상도에서 HD(1920x1080:HD1080p)급으로 변화는 단순히 카메라의 화질 향상만이 아닌 시스템 전체의 변화를 요구한다. SD급(NTSC/PAL) 영상은 해상도 한계로 HDTV시대의 고화질, 고선명이라는 시대적 시장요구를 만족시키기에 역부족이었다. 고화질에 대한 시장 요구는 합리적인 가격의 HD급 센서 개발과 함께 MegaPixel IP카메라의 형태로 CCTV 시장에 적용되기 시작하였고, 최근 HD-SDI전송기술이 CCTV시장에 접목되어 HD-CCTV라는 제품 군으로 소개되기 시작하였다.

HD-SDI 전송기술 도입

방송 시장에서 사용되는 HD-SDI 전송방식을 도입하여 HD 영상 시스템을 구성할 수 있다. 이는 검증된 전송 방식을 도입하여 보안 시스템을 이룰 수 있다.

HD 시스템으로서 HD-CCTV란 ?

여기서 우리는 SD급 영상을 동축케이블을 통해 전송한 CCTV를 SD-CCTV라 하고, HD급 영상을 HD-SDI 전송 방식을 사용하여 동축케이블을 통해 전송하는 CCTV를 HD-CCTV 라고 정의하고자 한다. 그 이유는 HD-SDI 전송 방식은 HD급의 영상을 화질열화 없이 전송하기에 가장 적합한 전송 방식으로 개발되었으며, HDTV용 방송장비간의 표준 전송방식으로 사용되기 때문이다. 이제 고해상도 영상보안 시장은 HD-CCTV시장과 IP영상보안시장이 경쟁과 융합을 통해 새로운 모습으로 발전해 나아갈 것으로 예상된다.

HD-CCTV 시스템에 사용되는 HD-SDI 전송 방식

HD-SDI는 HD급 방송장비간에 영상을 전송하는 표준 규격이다. HD-SDI는 High Definition Serial Digital Interface 의 약어로 디지털영상신호를 압축하지 않고, 직렬 신호로 변환하여 동축케이블로 전송하는 것을 방식을 말한다. HD-SDI는 SMPTE 에서 표준화하였고, 이 표준에는 전기적 인터페이스, 데이터 포맷, 보조 데이터, 비디오 포맷에 대한 모든 내용을 기술하고 있다.

HD-SDI 전송 방식의 특징은 디지털 신호로 영상을 보내기 때문에 데이터가 손실되지 않는 거리 내에서 화질 열화 없이 영상 신호를 그대로 전송할 수 있다. 영상 뿐만 아니라 오디오 및 제어 신호를 같이 전송할 수 있으며, 향후에는 전원 공급까지 가능할 것으로 보인다.

HD-SDI 전송 방식은 SD급 전송 방식과 기본적인 차이가 있다. 아래 표에서 알 수 있듯이 외형적으로는 같은 동축케이블을 사용하지만 전송 방식이 디지털 방식과 아날로그 방식이라는 차이가 있다. 또한 HD-SDI 전송 방식은 SDI 전송 방식의 하나로 1080p30 까지 보낼 수 있는 전송 방식이다. 이는 SMPTE 292M에 정의 되어 있으며 전송 데이터양은 1.485 Gb/s, 전송 주파수는 약 750MHz 를 사용한다.

HD-CCTV, HDcctv, HD-SDI 용어

- HD-SDI : 동축케이블로 HD 영상을 압축하지 않고 디지털로 전송하는 기술
- HD-CCTV : HD-SDI 전송방식을 사용하여 HD 영상으로 구현한 CCTV 시스템
- HDcctv : HDcctv Alliance에서 정의한 사양과 성능을 보장하는 HD-CCTV

HD-CCTV 시스템 구성 예

아래 그림은 HD-SDI 전송 방식을 사용한 시스템의 한 예로 다양한 형태의 카메라가 HD-SDI 전송 기술을 사용하여 HD-SDI DVR 과 연결되어 시스템을 이루는 것을 볼 수 있다. 여기에는 HD-SDI 카메라, 리피터, DVR 등이 사용되었다. 리피터는 HD-SDI 신호의 전송 거리를 연장하기 위해서 선로 중간에 사용될 수 있다. 기존 감시카메라도 컨버터를 통해서 SDI 신호로 변경할 수 있다.

HD-CCTV 시스템 특징 비교

아래는 HD-CCTV 시스템과 SD-CCTV, IP 기반 시스템의 특성 차이를 표로 정리하였다. 한 가지만 살펴보면 HD-CCTV 특징을 보면 카메라 영상을 전송 및 저장하는 가장 중요한 부분이 동축케이블을 사용하기 때문에 네트워크 오류에 영향을 받지 않고 레코딩 가능하다. 이는 바로 보안시스템의 핵심요소 중에 하나이다.

HD-CCTV 시스템 약점은 무엇인가?

● 전송 거리 짧다?

기존 SD-CCTV는 동축케이블을 사용할 때 전송 거리는 300m 이상이다. HD-SDI 전송 거리는 HD-SDI 전용 동축케이블을 사용하면 150m ~ 200m 정도이다. 물론 동축케이블의 품질에 따라 다소 차이는 날 수 있다. 기존 동축케이블을 사용하더라도 적어도 100m 이상은 전송 가능한 것으로 알려져 있다. 참고로, 네트워크 통신을 위한 UTP 케이블(CAT5,6) 전송 거리는 100m 이다. 따라서 전송 거리가 약점은 아닐 수 있다. 또한 상용화된 HD-SDI 리피터나 광전송 컨버터들을 사용하면 전송 거리를 얼마든지 늘릴 수 있다.

● 감시 카메라 리모트 모니터링(네트워크) 불가능

HD-SDI 감시 카메라는 DVR이나 비디오서버를 통해서 네트워크 연결 가능하다. 네트워크를 통한 통합에도 문제가 없는 것이다. 최근 이슈가 되고 있는 스마트폰에서 HD영상 모니터링도 가능하다. DVR을 통해서 서비스가 가능하기 때문이다. 보안 시장에서 카메라와 저장 장치와 연결은 필수적이기 때문에 부가 장비 없이 네트워크 모니터링이 가능하다고 볼 수 있다.

● Full HD 1080p 해상도로 충분한가?

HD는 물리적으로 SD의 6배의 해상도를 갖지만, SD-CCTV가 아날로그 전송으로 화질이 열화 된다는 점과 또한 인터레이스 전송(한 영상프레임이 두 개의 서로 다른 시간에 촬영된 필드로 구성됨)으로 인한 정지 화면의 열화 측면을 감안하며 SD급과 HD급의 화질 차이는 6배의 차이를 훨씬 뛰어 넘는 수준이다. 또한 현실적으로 대부분의 모니터링 장비(HDTV,LCD모니터 등)는 1920x1080 해상도를 갖는다. HDTV 방송도 1920x1080 화면 크기를 사용한다. 가장 경쟁력 있는 가격에 HD해상도의 모니터링 장비를 사용할 수 있다. 이제 막 전세계적으로 HDTV가 본격적으로 보급되고 있는 현실을 보면 Full HD 1080p 해상도는 상당기간 가장 경쟁력 있는 해상도가 될 것으로 예상된다.

HD-CCTV 시스템 전망

이미 HDTV에서 고화질에 익숙해진 사용자의 HD-CCTV에 대한 요구는 너무나 당연한 것으로 받아들여 지고 있다. 아직은 가격적인 부분에서 다소 부담스러운 부분이 있으나 멀지 않은 시간에 가격까지 고객요구수준으로 접근 할 수 있을 것으로 보인다. 2009년도에 처음 소개된 HD-CCTV 시스템은 올해 초부터 본격적으로 제품이 출시 되기 시작하였고, 2012년에서 2015년도에 걸쳐서 본격적인 성장기에 들어설 것으로 예상된다. 이 기간 동안 중요 시설물이나 금융권 등 고해상도가 요구되는 대부분의 현장에서 HD-CCTV로의 시설교체가 이루어질 것으로 보인다. 무엇보다도 지금까지 사용했던 SD-CCTV 시스템의 설계, 설치, 관리 경험으로 쉽게 HD-CCTV 제품을 설치, 관리할 수 있기 때문에 소규모의 시스템 운영이 용이하며, 네트워크를 통한 대규모 시스템 구성도 가능하기 때문이다. 그 예로 고속도로 관제 시스템, 카지노, 은행 등 고화질을 요구하는 장소에 설치가 본격적으로 논의되고 있다. TV를 새로 구매한다면 당연히 HDTV를 구매하는 것처럼, CCTV 시스템의 설치는 곧 HD-CCTV시스템의 설치를 뜻하는 시대가 머지 않아 올 것으로 예상한다. 지금 HD-CCTV의 시대가 눈앞에 다가 오고 있다.

아래 그림은 HD-CCTV 시스템의 판매 수량을 예측하는 자료이다. 이는 HDcctv Alliance에서 예측한 자료로 향후 5년간 HD-CCTV 시장이 상당히 발전할 것을 예상할 수 있다.