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1-1. 디지털방송의 이해

디지털방송이란 ?

우리가 흔히 사용하는 휴대폰, 유선전화, 초고속 인터넷 통신 등은 이미 몇 년 전에 디지털화가 완료되었다. 방송은 통신에 비해 전달해야 할 정보의 양이 훨씬 많으므로 최근에서야 디지털화가 본격적으로 진행중이다. 반도체와 통신분야 등에서의 눈부신 과학기술발전으로 인해 디지털방송이 가능해진 것이다.

디지털 신호를 이용한 디지털방송은 아날로그방송에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있다. 아날로그방송은 영상, 음성, 데이터 등의 정보, 즉 프로그램을 아날로그 신호(정보를 연속적으로 표현)의 형태로 변환하여 이를 전송한다. 아날로그 신호는 압축과정이 없기 때문에 정보를 전달할 수 있는 용량이 매우 제한적이며, 전송과정에서 잡음 및 왜곡의 영향을 크게 받으며 이로 인해 손상된 신호를 완벽하게 복원하기가 어려워 신호품질이 떨어지게 된다. 이러한 현상은 텔레비전 수상기에서 화면의 이중상(ghost) 및 색번짐 등으로 나타나게 된다. 디지털 방송은 영상, 음성, 데이터 등의 정보를 디지털 신호(정보를 0과 1로 표현)의 형태로 변환하여 이를 전송한다.

디지털 신호의 경우는 압축 기법을 이용하여 대용량의 정보를 손쉽게 전달할 수 있어, 아날로그방송에서는 1개 채널에 1개의 프로그램밖에 전달하지 못하나 디지털방송에서는 여러 개의 일반 프로그램 또는 1개의 고화질 프로그램을 전송할 수 있다. 또한 전송과정에서 발생하는 잡음 및 왜곡의 영향을 적게 받으며, 신호가 손상되더라도 이를 완벽하게 복원할 수 있어 시청자는 방송국에서 보내는 프로그램과 동일한 품질로 시청할 수 있다.

현재 디지털 지상파 텔레비전은 2001년 말에 수도권에서부터, 디지털 위성방송은 2002년 3월부터 전국적으로 본방송을 시작하였으며, 케이블 텔레비전도 디지털 전환을 서두르고 있다. 이외에도 디지털 오디오방송 및 데이터방송은 서비스를 위한 표준제정 및 실험방송 등이 이루어지고 있다.

 

 

디지털방송 FAQ

1. 디지털과 아날로그는 어떻게 다릅니까 ?

아날로그(analog)는 '비슷하다'라는 뜻이 말하듯, 어떤 물리량을 실제의 양과 유사한(대칭되는) 크기로 표현하는 것을 의미합니다. 디지털(digital)은 손가락으로 셈을 할 때 그 단위가 되는 손가락 하나 하나를 의미하는 '디지트(digit)'로부터 나온 단어로 물리량을 수치로 표현함을 의미합니다. '자'(尺)는 아날로그 계산기라고 할 수 있고 주판은 역사적으로 가장 오래된 디지털 계산기라고 할 수 있습니다.

아날로그와 디지털은 어떤 물리량에 대한 표현수단의 문제이지 그 물리량을 근본적으로 변화시키는 방법은 아닙니다. 쉽게 예를 들면 음악을 들을 때 사용하는 아날로그 카세트 테이프는 소리를 전기신호의 연속적인 세기(강약)로 자성체인 테이프에 기록합니다. 반면 디지털인 CD는 똑같은 소리를 양자화(소리신호를 수치로 계량화 하는 방법)라는 기법을 통해 오로지 '0'과 '1'의 이진수로 기록합니다. 현대사회의 엄청난 기술적 진보는 디지털의 장점을 최대한으로 이용하는 측면에서 이루어지고 있습니다.

우리가 살고 있는 현실세계는 모두 아날로그이며 인간의 오감은 디지털로 처리된 정보를 느끼거나 파악할 수 없습니다. 따라서 디지털은 어떤 물리적인 양(이를 정보라고 표현합니다)을 효율적으로 전달하기 위한 수단을 의미하며 인간이 느끼는 최종적인 형태는 역시 아날로그입니다.

예를 들어 컴퓨터의 경우, 정보처리와 전달은 모두 '1'과 '0'으로 되어 있는 이진수 즉 디지털 방식으로 이루어지지만 인간의 눈

과 귀로 들어올 때는 디지털 정보를 아날로그로 변환된 원래의 정보입니다.

2. 기존의 아날로그 텔레비전 시스템을 왜 디지털로 바꾸나요 ?

휴대폰 같은 통신분야에서는 방송에 비해 신기술 수용이 비교적 용이하기 때문에 디지털 기술을 일찍부터 많이 이용하고 있습니다. TV에서도 디지털을 하게 되면 많은 이점이 있기 때문에, 결국 선진 각국은 TV의 고화질, 고음질 및 다기능화를 실현시킬 디지털 텔레비전(Digital TV : DTV) 방송을 추구하게 되었습니다. 물론 라디오 방송의 디지털화도 병행·추진되고 있으나 수신기 시장규모가 작아 큰 관심을 받지 못하고 있습니다.

3. 디지털 방송으로 바뀌면 어떤 좋은 점이 있습니까 ?

디지털의 장점은 제작된 콘텐츠(비디오, 오디오, 데이터)를 정보의 손실 없이 자유로이 전달, 가공, 배급, 보존할 수 있다는 것입니다. 따라서 기존의 아날로그 시대에서는 불가능했던 여러 가지 서비스가 가능해 집니다. 이로써 아날로그 TV 신호가 공기 중을 통과하면서 발생하는 Ghost(고스트 : 이중 잔상 화면, 화면의 영상이 겹쳐서 나오는 현상), 색 번짐 등과 같은 화질 열화 요소가 없어지며, 디지털 방송은 이런 디지털의 장점을 이용하여 고화질과 고음질 서비스를 제공할 수 있습니다. 그 외에 데이터 방송을 통하여 인터넷과 같이 다양한 정보를 무료로 제공받을 수 있습니다.

4. 디지털 텔레비전(DTV) 방송이란 무엇을 말하는 겁니까 ?

디지털 텔레비전 방송이란 방송 프로그램을 컴퓨터에서 사용하는 것과 같은 디지털 부호로 만들어 위성이나 지상파를 통해 시청자들에게 전송하면, 이 신호를 디지털 텔레비전으로 시청하는 것입니다. 즉, 현재 방송사가 아날로그 신호형태로 내보내던 것을 앞으로는 디지털 신호형태로 내보내는 것을 의미합니다.

정확히 표현하면 KBS, MBC, SBS 등이 서비스하는 디지털 방송이란 "디지털 지상파(또는 공중파) 텔레비전 방송"이며 한국디지털위성방송(KDB)에서 서비스하는 디지털 방송은 "디지털 위성방송"이나 일반적으로 디지털 방송이라고 하면 지상파 디지털 방송을 지칭하며 "디지털 위성방송" 통상 "위성방송"으로 불립니다.

디지털 방송을 하게 되면 TV 한 채널에 표준화질(SD)로 여러 프로그램을 동시에 내보낼 수 있을 뿐만 아니라, "고화질, 고음질"의 고화질(HD)방송도 할 수 있습니다. 더불어 우리나라가 채택한 미국식 디지털방송방식과 달리 유럽식과 일본식은 차량에서 이동 중에도 원하는 프로그램을 시청하실 수가 있습니다.

5. 표준화질 및 고화질, 고음질 서비스란 무엇입니까 ?

고화질이란 고선명과 혼용하여 사용되는데 35미리 영화수준의 매우 선명한 화질을 의미하며, 이를 고화질 텔레비전(HDTV : High Definition TV)라고 합니다. 표준화질(SDTV : Standard Definition TV)은 현행 아날로그 방송 화질보다는 약간 좋으나 고화질보다는 못한 대략 16미리 영화정도의 화질입니다. 다시 말하면 표준화질(SDTV)는 DVD 정도의 화질이고 고화질(HDTV)는 극장 영화 정도의 화질이라 보시면 됩니다.

화질은 대체로 화면을 구성하는 최소 단위인 "화소"가 많을수록 선명해지는데 대개 고화질 TV는 화소수가 약 200만개(해상도:1920×1080)이고, 표준화질 TV는 약 35만개(해상도:720×480)의 화소로 구성됩니다.

한편 고음질 서비스란 방송을 통해서 CD급의 깨끗한 스테레오 음질은 물론이고 영화용 서라운드 입체음향까지 제공할 수 있음을 말합니다. 입체음향은 6개의 스피커를 사용할 수 있으므로 영화관에서처럼 상당한 입체감(또는 현장감)을 느낄 수 있습니다. 안방극장이란 용어는 그래서 탄생한 것입니다.

 

6. DTV, HDTV, SDTV는 무슨 차이가 있습니까 ?

대부분의 일반인들이 고화질 텔레비전(HDTV)과 디지털 텔레비전(DTV)을 같다고 생각하고 있는데, 이는 우리나라에서 디지털 방송의 목표를 고화질 텔레비전(HDTV)방송으로 설정하였기 때문에 오는 혼동이라고 봅니다. 우리나라가 채택한 미국방식(ATSC)의 규격을 보면 디지털 텔레비전(DTV) 방송에는 화면의 해상도와 가로대 세로비 등에 따라서 총 18가지 형식이 있습니다. 그리고 이를 해상도에 따라 분류하면 크게 2가지 즉 고화질 텔레비전(HDTV), 과 표준화질 텔레비전(SDTV)으로 분류할 수 있습니다. 결국 디지털 텔레비전(DTV)이란 고화질 및 표준화질 텔레비전을 모두 포함하는 말입니다.

해상도라고 하는 것은 화면의 화소수가 얼마나 많은 가를 가름하는 척도인데 고화질 텔레비전(HDTV)은 한 화면에 1920개의 화소가 있는 가로선(line : 주사선)이 모두 1080개가 있으므로 모두 207만 3600개의 화소를 갖고 있습니다. 그리고 화면의 가로·세로비는 16:9입니다. 즉 영화의 화면비와 같습니다. 표준화질 텔레비전(SDTV)은 가로선이 480개이며, 화면비는 보통 4:3 또는 16:9입니다. 표준화질 텔레비전에서 화면비가 16:9 인 것을 와이드 텔레비전(Wide TV)이라고 합니다. 요즈음 깨끗한 디지털 화질로 인기가 있는 DVD가 바로 표준화질 규격입니다.

7. 디지털 방송에서 데이터 방송이란 무엇입니까 ?

디지털 방송에서는 영상과 음향으로 이루어진 방송프로그램 외에 여러 가지 유익한 정보데이터를 추가하여 전송·수신할 수 있습니다. 이를 데이터 방송이라고 합니다만 엄격한 의미에서는 일종의 부가적인 서비스로서 데이터 서비스라고 부르기도 합니다.

예를 들면 주식·환율·일기예보 등 다수의 실시간 정보·인터넷 정보 등 멀티미디어 부가서비스가 가능합니다. 또한 프로그램에 연계된 정보도 가능하기 때문에 프로야구 경기를 보면서 해당 선수의 기록이나 좋아하는 선수가 입은 상표의 물건도 구입할 수 있습니다.

* 데이터 방송 화면의 예 그러나 콘텐츠를 만드는 데는 인력과 비용이 추가되므로 본격적인 서비스를 하기에는 아직 시기상조입니다.

8. 쌍방향 TV, 멀티미디어 방송, 디지털 방송은 어떤 관계입니까 ?

현재까지의 아날로그 방송은 방송사에서 시청자에게 프로그램 등의 정보(데이터)를 일방적으로 보내주는 단방향입니다. 이에 반해 쌍방향 TV는 시청자와 방송사간에 정보흐름이 양방향으로 이루어지는 것입니다. 예를 들어 앞서의 프로야구 경기에서 물건을 구입할 경우를 보면 해당 상품을 화면상에서 선택하면 이 정보가 전화선이나 ADSL 같은 통신선로를 통해서 다시 방송국에 전달되게 됩니다. 이렇게 운용되는 형태를 대화형 TV라고도 합니다.

멀티미디어 방송이란 방송되고 있는 TV 프로그램과 각종 부가 정보들이 영상·음향 및 각종 데이터를 포함한 멀티미디어 형태로 함께 전달되어 TV화면에 디스플레이 되고, 시청자가 정보를 선택하여 즐길 수 있는 종합디지털방송 개념입니다. 디지털 방송은 이러한 대화형 TV와 멀티미디어 방송개념이 어우러진 형태로 발전하게 됩니다.

9. 디지털 방송은 어떻게 수신할 수 있습니까 ?

디지털 방송을 시청하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 가장 쉬운 것은 전용수상기를 구입하는 것인데 가격이 비싼 것이 문제입니다. 특히 디지털방송을 제대로 시청할 수 있는 고화질 전용수상기(HDTV)는 가장 싼 제품이 32인치에 약 2~300만원 정도이며, 40인치 이상은 5백만원이 넘는 고가입니다.

두 번째는 몇 십만원 대의 컴퓨터용 수신카드를 사서 PC로 보는 방법입니다. 비용부담이 가장 적은 방법이긴 하지만 안테나 시설이 잘 되어 있는 가정이 아니면 별도의 외부안테나를 설치해야 하므로 매우 불편합니다. 세 번째는 지금 가지고 있는 아날로그 텔레비전에 백 만원 내외의 셋탑박스(set-top box : 수신기)를 구입하여 연결하는 방법이 있습니다. 그러나 아날로그 텔레비전 수상기로 시청하는 것이므로 선명한 화질과 깨끗한 음질은 기대할 수 없습니다.

그 외에 디지털 지상파 방송을 서비스해주는 거주지내의 케이블 TV나 소규모중계유선방송에 가입하면 되는데 매달 요금이 부과되어 시청자 부담이 커지므로 권장할 수 있는 방법은 되지 못합니다.

한편 전용수상기라고 해도 셋톱박스가 내장된 일체형이어야 디지털 방송을 수신할 수 있습니다. 셋톱박스가 내장되지 않은 외장형(이를 ready type이라고 함) 수상기는 셋톱박스를 별도로 구입해서 연결해야 디지털 방송을 시청할 수 있습니다.

10. 텔레비전을 새로 사려면 꼭 디지털 텔레비전 수상기를 사야하나요 ?

그렇지는 않습니다. 디지털 방송으로 전환하는 동안에는 장·단점을 잘 따져보고 사야 합니다. 디지털 기술은 계속 발전하는 기술이기 때문에 소비자가 원하는 품질과 기능, 그리고 가격을 면밀히 따져본 후 결정하는 것이 좋습니다.

또한 우리나라가 채택한 미국방식은 몇 가지 문제점을 해결하기 위해 미국에서 방식 개선 작업이 진행되고 있습니다. 따라서 성급하게 고가의 디지털 텔레비전을 구입하는 것은 개선 작업 후의 새로운 서비스를 받을 수 없으므로 신중한 결정을 하여야 합니다.

한편 아날로그 텔레비전을 갖고 있는 시청자들을 위해 정부와 방송사는 적어도2010년 까지는 동일한 프로그램을 아날로그와 디지털 두 가지 방식으로 동시에 전송하도록 할 예정입니다. 또한 앞에서 데이터방송 서비스는 시작시기도 불투명하고, 이를 수신할 수 있는 수신기(셋톱박스)가 아직 출시되지 않고 있어서 지금 셋톱박스나 일체형 수상기를 구입하시는 분은 이에 대한 고려를 하여야 합니다.

따라서 새로이 텔레비전을 구입해야 한다면 이러한 점을 고려하여 텔레비전을 구입하는 것이 좋을 것으로 판단됩니다. 지금으로서는 성급하게 고가의 HDTV용 수상기를 구입하는 것보다는 시장상황이나 방송사에서 고화질 프로그램 방영시간을 많이 늘리고, 데이터 서비스가 본격적으로 활성화 될 때까지 기다리는 것이 현명한 판단으로 사료됩니다.

11. 디지털 텔레비전 구입 즉시 고화질(HD) 프로그램을 볼 수 있습니까 ?

우리 나라의 디지털 방송은 SBS가 2001년 10월 26일, KBS1이 11월 5일에 시작하였고, MBC는 12월 2일, KBS2는 12월 31일부터 방송을 시작하였습니다. 디지털 방송용 송신기는 관악산에 가장 먼저 설치되었으며, 2002년 말까지는 남산 및 용문산에도 설치가 완료되어 서울과 수도권에서 시청이 가능하게 됩니다. 그러나 포천, 동두천, 파주 등과 같이 아날로그 간이중계소가 설치된 곳은 디지털 간이중계기가 설치되어야만 시청할 수 있습니다. 그리고 우리나라가 채택한 미국방식은 주변에 건물 같은 장애물이 있으면 수신에 영향을 많이 받으므로 주거지의 주변 여건에 따라 수신이 어려울 수도 있습니다.

또 아직 방송사들의 고화질 프로그램 제작여건이 충분히 갖추어지지 않아 고화질 프로그램이 많지 않습니다. 방송위원회에서는 디지털 방송 첫 해에는 주 당 10시간 정도의 고화질 프로그램을 방송하도록 요구하고 있으며 방송사들도 이를 지키려고 노력하고 있습니다. 나머지 시간은 일반 아날로그 프로그램을 디지털로 전환하여 방송하게 됩니다. 그러므로 고화질 프로그램을 시청하기에는 아직 여건이 충족되지 않았다고 할 수 있습니다.

12. 위성방송이나 케이블 텔레비전 방송도 디지털 텔레비전 수상기로 시청할 수 있습니까 ?

없습니다. 기존 아날로그 텔레비전처럼 해당 셋탑박스(전용수신기)가 있어야만 가능합니다. 위성, 케이블, 지상파를 모두 수신할 수 있는 통합 셋탑박스를 만들 수는 있지만 현재 우리 나라는 위성은 유럽식, 지상파는 미국식 등 매체간 방송방식이 통일되어 있지 않아 통합 셋탑박스를 제작하기가 어렵고 비용 또한 많이 듭니다. 우리 나라가 지상파를 유럽식으로 바꾸면 좀 더 쉽고 값싸게 통합 셋탑박스를 만들 수 있어 시청자들은 부담은 한결 줄어들 것으로 예상됩니다.

13. 디지털 방송을 시작했다는데… 기존 아날로그 텔레비전 시청자는 어떻게 됩니까 ?

2001년 10월 말부터 디지털 방송이 시작되었지만 아날로그 TV 시청자는 아무 영향을 받지 않습니다. 그냥 그대로 종전처럼 시청하실 수 있습니다. 왜냐하면 아날로그 방송이나 디지털 방송은 동일한 내용이 동일한 시간에 동시에 방송되기 때문에 시청상의 불이익은 없으며 아날로그 텔레비전 방송 자체는 기존 시스템 그대로 방송 종료 시점(2010년 예상)까지 이상 없이 시청하실 수 있습니다.

14. 아날로그 TV가 중단된다는 게 무슨 말인가요 ?

현재의 아날로그 방송과 디지털 방송은 향후 2010년 까지 동일한 프로그램이 동일한 시간에 동시에 방송됩니다. 그리고 2010년 이후에는 디지털 방송 수용인구 즉 디지털 방송수신이 가능한 디지털 수상기 또는 전용수신기(셋톱박스)를 보유한 가구수가 전체 시청가구수의 절대 다수(95%)를 차지하면 방송을 중단하게 됩니다. 물론 DTV 시청인구가 절대 다수가 되지 않는다면 계속 아날로그 방송을 하게 됩니다.

그러나 현재 미국과 유럽의 진행상황을 보면 이보다 훨씬 길어질 것으로 전망됩니다. 심지어 2025년 되어야 가능하다고 말하는 사람들도 있습니다. 아무튼 많은 전문가들이 현재의 아날로그 텔레비전 방송이 예상보다 훨씬 오래 갈 것으로 보고 있습니다.

15. 아날로그 텔레비전 방송이 중단되면 지금의 수상기는 쓸모 없게 됩니까 ?

아닙니다. 아날로그 방송이 중단되더라도 디지털 TV 수신용 셋탑박스(Set-top Box)를 아날로그 TV수상기와 연결하면 디지털 TV를 계속 시청할 수는 있습니다. 화질을 그다지 중시하지 않는 시청자라면 굳이 디지털 텔레비전 수상기로 바꿀 필요는 없습니다.

16. 디지털 TV로 전환하는 것이 어렵습니까 ?

디지털 TV로의 전환은 많은 비용과 시간을 필요로 하는 굉장히 어려운 일입니다.
첫째, 방송 제작시설과 송신시설을 모두 디지털 시설로 바꾸는데 필요한 막대한 예산을 어떻게 마련할 것인가 하는 문제입니다. 이렇듯 막대한 국가적인 예산과 국민의 부담을 필요로 하기 때문에 디지털 TV로의 전환은 매우 신중하게 추진해야 합니다. 선진국들은 이러한 비용을 국내에서 어떻게 분담할 것인가에 대해 활발한 토론을 벌이고 있습니다

둘째, 디지털 텔레비전 수상기를 얼마나 싼값에 얼마나 빨리 보급할 수 있는가 하는 것입니다. 이는 "닭이 먼저냐, 달걀이 먼저냐"하는 문제와 같습니다. 디지털 텔레비전 수상기 가운데 고화질 수상기(HDTV)가 많이 보급되어야 방송사는 고화질 프로그램 방송시간을 늘릴 수 있고 더 많은 제작비를 들여 질 좋은 프로그램도 방송할 수 있을 것입니다. 다른 한편으로는 양질의 고화질 프로그램을 많이 방송해야 디지털 수상기의 수요가 늘어날 것입니다.

셋째, 디지털 TV로 바뀌면서 프로그램 복제에 따른 저작권 문제들이 쟁점으로 떠오르고 있으며, 이에 대한 콘텐츠 보호 기법이 연구되고 있습니다.

17. 정부는 지상파 디지털 전환을 서두르는 것 같은 데 올바른 방향인가요 ?

현재 우리나라 정부는 디지털 방송의 도입을 매우 서두르고 있습니다. 이에 대해 시민사회단체, 방송사노조, 방송관계 등 사회 각계에서는 "정부가 충분한 검증도 하지 않고 심각한 결함이 있는 미국식 디지털방송을 독단적으로 추진하고 있다"고 비난하고 있습니다.

외국의 사례를 보면, 아날로그 뿐만 아니라 디지털 방송제작장비 시장을 가장 많이 점유하고 있는 일본도 2003년에야 도쿄에서만 본방송을 실시하는 등 매우 신중하게 접근하고 있습니다. 98년에 미국방식을 채택했던 대만도 우리나라와 마찬가지로 2001년부터 디지털 방송을 실시할 계획이었으나, 2001년 상반기에 미국방식과 유럽방식의 현장비교시험을 실시하였습니다. 현장비교시험 결과 유럽방식이 미국방식보다 훨씬 우수한 수신성능을 보이자, 대만정부는 공식적으로 미국방식을 철회하고 지상파 방송사가 자율적으로 디지털TV방식을 선택하도록 하였습니다. 모든 지상파 방송사들이 우수한 이동수신과 실내수신 성능을 들어 유럽방식을 선택하자, 정부는 유럽방식을 공식적으로 채택하여 2002년 현재 매우 신중하게 본방송을 실시하고 있습니다.

이와 같이 대다수의 국가들이 자국의 상황에 적합한 디지털 방송 모델을 찾기 위해 신중에 신중을 기하고 있음에도 불구하고 우리나라는 아무런 검증도 없이 심각한 문제가 있는 미국식 디지털 방송을 채택했습니다. 게다가 미국에서조차 하자가 인정되어 미국식 디지털 방송방식의 개선작업이 진행되고 있음에도 불구하고 정부는 디지털TV 조기 보급에 열을 올리고 있습니다. "시티폰", "ISDN"사업 등 그 동안 정부의 방송·통신정책의 실패 사례에서 보았듯이, 일정한 검증과정 없이 잘못된 예측만을 가지고 성급하게 추진한 정책은 국민의 혈세만 낭비하게 됩니다. 이제라도 시청자의 권리와 국민의 세금을 생각해서 신중하고 철저한 검증 절차를 통한 디지털 방송 정책의 재검토가 이루어져야 할 것입니다.

덧붙여 정부는 97년에 미국식으로 디지털 방송 방식을 선정하면서 정확하지도 않은 디지털 텔레비전 수상기 수요 예측을 토대로 국내 가전사의 디지털 수상기 시장 선점에 의한 산업 효과를 내세워 왔습니다. 그러나 2002년 현재 미국은 디지털 TV 수신기 보급이 극히 저조하자, 대형 텔레비전부터 디지털 TV 수신장치를 내장할 것을 강제하려 하고 있습니다. 이에 전미가전협회 등은 텔레비전 단가만을 높일 뿐이라며 반발하고 있습니다. 따라서 위의 조치는 자칫 고가로 인해 디지털 TV 수신기 구입을 망설이는 시청자들을 더욱 주저하게 할 가능성이 있습니다. 여기에는 기존 아날로그방송이 사용하고 있는 주파수를 조기에 회수하고, 이를 판매하여 돈을 벌고자 하는 미국정부의 의도가 깔려있는 것으로 보입니다.

18. 방송방식이란 무엇입니까 ?

방송은 기술의 발달로 생겨난 매체입니다. 따라서 반드시 기술적인 틀이 필요하고 이 틀 안에서 방송되어야 합니다. 기술적인 틀이 바로 방식(또는 표준:Standard)입니다. 비유해서 설명하면 방송방식은 정보를 전달하는 측(송신측 = 방송사)과 정보를 받는 측(수신측 = 시청자)이 정보를 원활하게 주고 받을 수 있도록 미리 약속한 규칙입니다. 즉 하드웨어적인 언어라고 규정할 수 있습니다. 방송방식은 아날로그와 디지털을 가리지 않고 모두 필요합니다. 한편 방송매체에는 TV 뿐만 아니라 라디오, 위성, 케이블, 그리고 앞으로 도입될 데이터 방송이 있습니다. 이들 모두 나름대로의 방식이 있습니다. 특히 우리가 일반적으로 TV라고 부르는 지상파 방송은 사람들에게 가장 친숙하고, 대중매체로서의 영향력이 매우 커서 방송매체 중에서도 가장 중요한 위치를 차지하고 있습니다.

19. 방송방식이 그렇게 중요합니까 ?

물론입니다. (지상파)방송은 문화산업의 일부이자, 정보산업이기도 하며, 각종 전자, 통신기술의 집합체이기도 합니다. 또 언론의 기능을 수행합니다. 대중매체로서, 언론으로서 방송은 국민들에게 엄청난 영향을 미치고 있습니다. 방송이 이렇게 중요한데 방송을 시청자에게 전달하는 방송방식이 중요하다는 것은 더 말할 필요가 없을 것입니다. 더구나 방송방식은 한 나라의 국가표준으로서 한 번 정해지면 수십 년 이상을 사용하게 된다고 보았을 때, 우리 스스로 우리의 방송방식을 만들 수 없는 상황이라면 가능한 세계적 보편성을 확보하고 있으며 우리의 정서와 지형에 적합한 것을 선택해야 할 것입니다. 현재의 칼라 TV 표준은 1953년에 완성되어 약 50년을 사용하였고, 흑백까지 계산하면 70년 이상 사용한 셈입니다. 따라서 방식선정은 신중하고 또 신중하게 결정해야 합니다.

20. 미국식과 유럽식의 디지털방송에 대하여 설명해 주세요.

미국식은 미국의 첨단텔레비전방송방식위원회(ATSC : Advanced Television System Committee)에서 96년에 제정한 디지털 텔레비전 방송방식입니다. 방송방식에서는 가장 중요한 것이 송신소에서 가정까지 전달하는 기술인데 이것을 전송방식, 변조방식 또는 전송표준이라고 부릅니다. 세가지 용어가 동일한 의미로 혼용되고 있습니다. 여기서 변조라는 것은 방송프로그램을 각 가정에 전달될 수 있도록 전기적인 신호로 변환하여 전파에 싣는 기술을 말합니다. 그래서 미국식 디지털 방송을 보통 ATSC 방식 또는 전송표준의 이름을 따서 8-VSB 방식이라고 부르기도 합니다.

* 미국방식을 조각난 시체더미에서 짜맛춘 괴물 "프랑켄 슈타인"이라고 풍자한 그림
미국방식은 오로지 지상파 디지털 방송(DTV)에만 적용되며, 주로 고화질 방송만을 위해 개발된 기술입니다. 광활한 미국 대륙에서는 유용한 면이 없지 않으나 여러 가지 문제점들로 인해 미국에서조차 청문회까지 열리는 등, 논란을 불러일으키고 있습니다.

유럽방식은 유럽 내 디지털 영상 방송(DVB : Digital Video Broadcasting)이라는 컨소시엄에서 제정하여 유럽연합의 승인을 받은 것입니다. 이 방식은 이미 통신 분야에서 널리 사용되는 OFDM이라고 불리우는 변조방식을 디지털 방송에 적용시킨 것입니다. 유럽방식은 또한 위성(DVB-S), 케이블(DVB-C), 지상파(DVB-T) 등 모든 매체의 디지털 방송 규격이 기술적인 일관성을 가지고 있어 통일된 규격이라고 볼 수 있으며 따라서 세 가지 매체를 모두 수신할 수 있는 통합수상기를 구현하기가 용이하며 그 결과 소비자들의 부담이 미국식보다 저렴할 것으로 예측됩니다.

유럽방식은 고화질은 물론이고 아날로그 방송에서 나타난 기술적 결함들을 극복하는데 초점을 맞추어 개발된 기술입니다. 난시청의 해소와 실내안테나를 이용한 간편한 수신, 그리고 이동수신이 가능한 것이 유럽식 디지털 방송방식입니다.

 

1-3 디지털신호의 기초

디지털 신호에 의한 전송

아날로그 신호를 디지털 신호로 전송하는 처리과정을 그림2.1에 나타냈다.

[그림2.1] 디지털 신호전송

LPF(Low Pass Filter), S&H(Sampling and Hold) 및 A/D(Analog to Digital converter)가 송신측에 있고, D/A(Digital to Analog converter)부터 출력측까지 수신측이 된다. 아날로그 신호에서 디지털 신호로의 변환은 LPF에서 대역제환을 하고, S&H에서 아날로그의 연속신호를 샘플링해서 일정 간격의 샘플링을 만든다. 이 단계에서 각 샘플의 값은 아날로그 양이고 PAM(Pulse Amplitude Modulation)과 같다. A/D에서 각 샘플값을 2진수로 변환하면 PCM(Pulse Code Modulation)으로 되어 디지털 부호를 얻을 수 있다.

디지털 신호에서 아날로그 신호로는 D/A에서 PAM으로 변환하여 각 샘플의 아날로그 값을 얻는다. 이것은 일정 간격의 이산치(離散値)이고. LPF에서 샘플간 보간을 하여 아날로그 신호로의 변환을 완료한다. 디지털 전송계에서 영상, 음성신호를 취급하기 위해서는 리얼타임 처리가 필요하다. 이 경우 영상신호는 전송 주파수 대역이 넓어 샘플링 간격을 짧게 하지 않으면 안되기 때문에 음성신호에 비해서 상당한 고속처리가 요구된다.

샘플링과 샘플홀드

샘플링(sampling, 표본화)이라는 것은 연속된 아날로그 신호를 어떤 시간 간격으로 나누고, 나뉘어진 기간의 순시값을 추출해서 샘플(sample, 표본)을 만드는 것이다. 텔레비전 영상으로 말하자면 화소로 분해하는 것이고 , 얻어진 샘플은 화소에 해당한다. 시간 간격을 결정하는 신호를 샘플링 펄스(sampling pulse : 표본화 펄스)라고 하고, 시간 간격을 T라 하면 1/T를 샘플링 주파수(sampling frequency : 표본화 주파수)라고 한다.

A/D변환 처리기간 중에 샘플링 값에 변동이 있으면 안된다. 이 때문에 다음 샘플이 얻어질 때까지 샘플값을 홀드(유지)하는 것이 샘플홀드이다. 샘플링의 모양을 그림2.2에 나타냈다. 그림2.2(a)의 아날로그 스위치에서 샘플링이 이루어지며, 출력에 삽입되어 있는 콘덴서가 샘플홀드(sample hold)이다. 샘플출력으로는 그림2.2(b)의 샘플파형이 얻어진다.

샘플링과 LPF

샤논(Shannon)의 샘플링 정리에 의하면 이상적인 로패스 필터(LPF)에서 f0로 대역 제한된 신호는 2f0의 주파수로 샘플링하면 전송된 신호를 복원할 수 있다. 지금 대역제한되지 않은 신호를 샘플링한 경우를 생각해 보자. 임의로 2kHz의 사인파를 8kHz로 샘플링하면 그림2.3으로 된다.
[그림2.2] 입력신호의 샘플링

[그림2.3] 2kHz를 8kHz로 샘플링

그림2.3은 2kHz를 8kHz로 샘플링할 경우 입력신호에 6kHz가 포함되어 있으면 샘플링 점이 동일하게 되어 6kHz도 2kHz로서 판정하는 것을 보여주고 있다. 이것은 6kHz를 8kHz의 반송파로 진폭변조한 경우에 하측파로서 2kHz가 나타나는 것처럼 샘플링 주파수를 중심으로 앨리아싱(aliasing) 현상이 존재한다는 것을 나타내고 있다. 앨리아싱 현상을 방지하기 위해서는 입력신호를 샘플링하기 전에 LPF로 샘플링 주파수의 1/2 이하로 대역제한하지 않으면 안된다. 대역제한을 위해서 삽입하는 LPF를 안티 앨리아싱 필터(anti-aliasing filter)라고 한다. 또 대역제한이 불충분하다면 앨리아싱된 주파수 성분은 노이즈가 되고 이것을 앨리아싱 노이즈(aliasing noise)라고 부른다.

어떤 주파수 이하를 100% 통과시키고 그것을 초과하는 주파수는 100% 감쇄되는 이상적인 LPF는 존재하지 않는다. 보통 샘플링 주파수는 전송 주파수의 2배보다 높게 설정된다. 예를들면 20kHz까지의 주파수 전송을 하는 텔레비전 음성의 샘플링 주파수는 48kHz로 설정되어 있다.

양자화

샘플링에 의해서 얻어진 샘플값(아날로그양)을 n개의 레벨로 분해하고 샘플값을 가장 가까운 이산치(離散値)에 근사시키는 것을 양자화(quantization)라고 하고 보통은 2진수로 표현한다. 샘플링이 시간축에서 이산치로의 변환이라면 양자화는 진폭축에서 이산치로의 변환이라고 할 수 있다. 그림2.2에 나타난 샘플링을 8레벨로 양자화하면 그림2.4로 된다.

[그림2.4] 양자화와 양자화 오차 (3비트 양자화의 예)

양자화에 의해서 얻어진 값은 표시의 값으로 샘플값과는 차이가 난다. 양자화 값과 샘플값과의 차는 양자화 오차로 나타난다. 양자화 오차는 전송로에서 노이즈의 혼입에 따른 파형왜곡으로도 표현되며 양자화 노이즈(quantizing noise)라고도 한다. 양자화에는 양자화 스텝을 등간격으로 하는 직선 양자화(linear quantizing)와 입력신호의 진폭에 따라서 양자화 스텝을 변화시키는 비직선 양자화(non-linear quantizing)가 있다. 음성처럼 소진폭 신호로 표현될 확률이 높은 정보에서는 소진폭 부분의 양자화 스텝을 세밀하게 하여 양자화 노이즈를 귀로 느낄 수 없도록 비선형 양자화를 사용하는 경우도 있다. 그러나 전자 디바이스가 발달한 현재는 양자화 노이즈를 경감하기 위해서는 양자화 비트수를 많게 해서 직선 양자화를 하는 것이 바람직하고, 비직선 양자화를 이용하는 경우는 드물다.

그외에 양자화에 의한 왜곡으로는 과부하 노이즈(saturation noise)가 있다. 입력레벨이 양자화 범위를 넘는 경우, 양자화로 얻어진 데이터는 양자화 범위를 넘는 부분에 대해서는 전부 1 또는 0이 된다. 특히 음성신호에서는 2의 보수로 표현하는 경우가 많고, 이 경우 과대입력이 되면 정(正)의 부호(011…)가 부(負)의 부호(100…)로 바뀌고 펄스성 노이즈가 되어 청각에 장해를 준다. 과부하 노이즈도 양자화에 따라 발생하는 노이즈로서 광의의 양자화 노이즈라고 할 수 있다.

A/D 변환기

샘플링과 샘플홀드(S&H) 및 양자화 회로를 총칭해서 A/D 변환기(Analog to Digital converter)라고 하는데 협의로는 양자화 회로를 가르키는 경우도 있다. 텔레비전 영상신호의 디지털화에는 고속처리가 요구되기 때문에 A/D변환기는 그림2.5의 병렬비교(flash)형이 주로 사용된다. 전압비교기(voltage comparator) 중 하나의 입력은 기준전압이고 각 비교기는 항상 입력 아날로그 신호와 전압비교를 한다. 지금 입력전압(Va)이 V5＜Va≤V6라면 기준전압 V5 이하의 비교기에는 모든 출력이 나타나고, D플립플롭의 클럭단자(K)에 입력되는 샘플링 펄스의 타이밍으로 비교기 출력은 메모리 된다. 배타적 논리합(exclusive OR)부터 출력까지는 2진수로 변환하는 부호화기(encoder)이다.

[그림2.5] 병렬 비교형 A/D변환기 (3비트 양자화)

병렬형 A/D변환기는 1회의 타이밍으로 모든 처리를 완료하기 때문에 고속처리가 가능하다. 또 아날로그 신호에 의한 샘플링 및 샘플홀드를 필요로 하지 않는다. 그러나 양자화 비트수가 많아지면 비교기의 수도 증가하게 된다. 예를들면 8비트 양자화를 하기 위해서는 255개의 비교기가 필요하게 되는데 전자 디바이스가 발달한 현재는 가능하다.

컴포넌트 전송에서의 크로마포맷

컴포넌트 전송(1.7절 참조)에서 휘도신호와 색차신호의 전송대역비를 크로마포맷(chroma format)이라고 부른다. 색차신호에 대한 눈의 해상도는 휘도신호에 비해서 떨어지기 때문에 색차신호의 전송대역은 휘도신호보다 좁게 해도 되기 때문에 미국, 일본 등의 525/60과 유럽의 625/50 모두 공통의 값으로서 휘도신호 대역 4MHz, 2개의 색차신호 대역을 각각 2MHz로 하는 방식을 4:2:2 크로마포맷이라고 부르게 되었다. 그러나 HDTV에서는 30:15:15로도 부르고 있지만 역시 4:2:2 명칭이 사용되며, 현재는 휘도신호와 색차신호를 디지털화하는 경우 샘플링 주파수의 비를 표현하는 형태로 되었다. 현재 가장 일반적인 크로마포맷을 표2.1에 나타내었다.

[표2.1] 크로마포맷

텔레비전 영상신호의 디지털화

국제간 프로그램 교환을 위해서는 525/60 방식과 625/50 방식을 상호 방식변환해야만 한다. 그런데 두 방식의 디지털화 프로세스를 동일하게 하고 가능한한 공통의 파라메타를 사용하는 것이 바람직하다. 국제 통일규격으로서 텔레비전 신호의 디지털 처리에는 컴포넌트 신호, 크로마포맷 4:2:2, 샘플링 주파수 13.5MHz를 채택하고 있다. 휘도신호에 대한 샘플링 주파수는 두 방식의 수평주파수의 공배수로부터

fh(525/60)×143＝fh(625/50)×144=2.25MHz

단, fh(525/60)＝(2/455)×fsc(＝(63/88)×5MHz) (1.8절 참조), fh(625/50)＝625×25＝15.625kHz (1.14절 참조)로 하여 두 방식에 공통되는 값 2.25MHz를 구하고, 샘플링 정리를 만족하는 13.5MHz(＝2.25×6)를 샘플링 주파수로 설정했다. 색차신호의 전송대역은 휘도신호의 1/2로 충분하며 크로마포맷 4:2:2에 대응하는 6.75MHz(＝(1/2)×13.5MHz)로 하고 있다. 다시말해 525/60 방식의 수평주파수는 루비듐 발진기의 5MHz에서 분주한 값이며, fsc를 3.579545MHz로 계산하면 정확하게 2.25MHz가 되지 않는다. 국제통신연합 무선통신부문의 권고에 의한 컴포넌트 신호에 관한 파라메타를 표2.2에 나타냈다.

[표2.2] 컴포넌트 신호의 부호화 파라메타 (ITU-R Rec.601)

* ITU-RS(ITU Radiocommunication Sector, 국제통신연합 무선통신부문) 1992년 12월 ITU의 조직개정에 따라 CCIR이 ITU0RS로 편입되었고, 구 CCIR의 권고는 ITU0R권고(Recommendation)라고 부른다.

국제규격은 컴포넌트 디지털이지만 컴포지트 신호를 그대로 디지털화하면 아날로그 전송로에 적용시키는데 편리하며, 일본에서는 VTR 등의 방송기기에 컴포지트 디지털도 많이 사용하고 있다. 컴포지트 신호의 샘플링 주파수로는 부반송파 주파수의 정수배가 사용되며, 초기의 방송기기에는 부반송파의 3배(3fsc≒10.7MHz)가 많이 사용되었다. 부반송파 주파수(fsc)는 수평주파수(fh)의 227.5(455/2)배로 선정되었기 때문에 3fsc에서는 주사선수 1개당 682.5 사이클에 해당한다. 따라서 3fsc로 구성되는 샘플링 펄스는 주사선마다 180o 위상차이가 나고 그림2.6처럼 화면상에서 샘플링 점이 다른 장소에 표시된다.

[그림2.6] 3fsc에 의한 샘플링

샘플링 주파수를 4fsc(14.318MHz)로 선정하면 샘플점의 차이는 발생하지 않으며, 현재의 컴포넌트 디지털 기기의 샘플링 주파수는 4fsc를 사용하고 있다. 표2.3에 컴포지트 신호에 관한 파라메타를 나타내었다.HDTV의 디지털 변환에도 1125/60과 1250/50 두 방식에 공통의 파라메타를 ITU-R 권고 709에 의해서 규정하고 있다.

샘플링 주파수는 2.25MHz의 정수배이고 주사선당 수평귀선기간을 제외하고 유효화소수는 1920으로 한다. 2.25MHz의 정수배를 만족하는 값으로서 fh(1125/60)×2200＝fh(1250/50)×2376＝74.25MHz가 얻어진다. 이 값은 2.25MHz의 33배(＝13.5MHz×5.5)이다. HDTV에 관한 파라메타를 표2.4에 나타냈다.

[표2.3] 컴포지트 신호의 부호화 파라메타

[표2.4] HDTV의 부호화 파라메타 (ITU-R Rec.709)

휘도신호의 샘플링 주파수를 54MHz로 하고 주사선당 유효화소를 1440으로 하는 안도 유럽에서 제안되었다. 이 때문에 MPEG-2(차후 설명)에는 High 1440 Level이 표준화되어 있다. 수직귀선기간을 제외하고 유효주사선수를 일본에서는 1035로 하고 있지만 미국의 ATV(Advanced TeleVision)에서는 1080을 채택하고 있다. 이것은 텔레비전 화면을 aspect비 1:1로 잘라 냈을 때 1080×1080의 스퀘어 픽셀(square pixel)을 구성하게 하여 컴퓨터와의 친화성을 고려하고 있다.

 

음성신호의 디지털화

음성신호의 디지털 녹음은 방송용 VTR을 사용한 것에서 시작했기 때문에 샘플링 주파수도 영상신호의 수평주파수로부터 단한 정수비를 이용해서 이끌어 낸 값으로 되었다. 샘플링 주파수는 3종류가 규정되어 있고, 각각

48kHz ＝(1144/375)×fh(525/60)＝(384/125)×fh(625/50)
44.1kHz ＝(147/160)×48kHz
32kHz ＝(2/3)×48kHz로 구해진다.

48kHz 및 44.1kHz 샘플링에서 음성신호 대역은 20kHz까지 전송가능하고 32kHz 샘플링에서는 15kHz이다. 표2.5에 음성신호의 부호화 파라메타를 나타낸다.

[표2.5] 음성신호의 부호화 파라메타

디지털 신호의 직렬전송

A/D 컨버터에서 얻어지는 부호는 병렬(parallel) 데이터이다. 병렬 데이터를 그대로 전송하는 것이 병렬전송(parallel transmission)이다. 이 경우 비트수와 같은 수의 전송로를 필요로 하고, 그외에 클럭 전송로도 필요하게 된다. 예를들면 10비트 양자화된 영상신호의 전송에는 11개의 전송로가 필요하게 된다. 장거리 전송이라면 비트간의 위상오차도 무시할 수 없기 때문에 보통 디지털 데이터의 전송은 직렬전송(serial transmission)이 이용된다. 병렬 데이터에서 직렬 데이터로의 변환(parallel to serial conversion : P/S변환)은 그림2.7처럼 쉬프트 레지스터로 구성할 수 있다(D는 1비트 지연소자).

[그림2.7] 쉬프트 레지스터에 의한 병-직렬 변환

직렬전송에서는 병렬 데이터가 입력되는 기간내에 직렬전송을 완료하지 않으면 안된다. 영상신호를 13.5MHz 샘플링, 10비트 양자화하면 병렬 데이터 1샘플의 입력주기는 1/13.5㎲ 이내에 완료하지 않으면 안되고, 전송 비트레이트는 135Mb/s가 된다. 크로마포맷 4:2:2의 컴포넌트 신호의 전송에서는 표2.2에 나타난 것처럼 270Mb/s가 요구된다.

디지털 신호의 베이스밴드 전송

영상·음성신호 또는 A/D변환에 의해 전압의 변화로서 표현된 디지털 정보를 베이스밴드(baseband : 기저대역) 신호라고 부르고, 이에 대해 반송파로 변조된 신호를 搬送信號라고 부른다. 디지털 정보의 베이스밴드 신호는 2値 신호이다. 펄스신호 파형에는 그림2.8에 나타난 NRZ(Non Return to Zero) 또는 RZ(Return to Zero)가 보통 사용된다. NRZ신호는 이름 그대로 데이터가 변화할 때까지 신호레벨이 변화하지 않는 형식이며, unipolar(단극성)이라는 것은 레벨 0과 ＋1을 데이터에 대응시키고, bipolar(양극성)이라는 것은 레벨 －1과 ＋1을 데이터에 대응시키고 있다. 한편 RZ신호는 데이터가 입력될 때마다 신호레벨이 반드시 일단 0으로 돌아가는 신호형식이고, NRZ와 같이 unipolar와 bipolar가 있다.

[그림2.8] 펄스파형의 표현

RZ신호는 NRZ신호에 비해서 펄스폭이 좁으므로 전송대역폭이 넓어 지기 때문에 전송에 사용되는 베이스밴드 신호로는 보통 NRZ가 이용된다. 직렬전송된 펄스열에는 클럭이 포함되지 않기 때문에 수신측에서는 입력 펄스열로부터 클럭을 재생하지 않으면 안된다. 그러나 NRZ신호에서 0 또는 1이 연속되는 경우, 신호는 직류가 되고 입력 펄스열로부터 클럭을 재생하는 것이 곤란해진다.

또 영상신호처럼 인접하는 화소, 주사선, 프레임간에 상관관계가 강한 신호에서는 같은 데이터가 연속될 확률이 높고, 전송 주파수 대역내 스펙트럼의 에네르기가 한쪽에 치우친다. 특정 스펙트럼에 에네르기가 집중하면 위성중계기(transponder)처럼 사용전력에 제한을 받는 기기에서는 혼변조에 의해 전송 데이터에 장해가 발생할 우려가 있다. 그리고 0 또는 1이 연속되는 경우에도 클럭 재생이 쉽도록, 또 에네르기가 집중되지 않도록 디지털 데이터를 스크램블(데이터의 비밀유지를 위한 스크램블과 구별하기 위해서 전송 스크램블이라고 한다), 또는 에네르기를 확산시킨 부호로 전송할 필요가 있다.

VTR 등의 기록매체에서는 8비트 정보를 14비트로 변환하고 직류성분의 발생을 없앤 EFM(Eight to Fourteen Modulation)처럼 이른바 DC-free도 있지만 이 경우에는 비트수가 증가한다. 전송로의 용량에 제한이 있는 일반적인 전송로에서는 疑似 랜덤 노이즈(pseudo noise : PN신호라고 한다)를 가산하는 방법이 이용된다. PN가산방식은 전송신호에 PN신호(의사 노이즈)를 배타적 논리합으로 가산하는 방식이다. 지금, 전송신호가 111111111라고 가정하자. 여기에 PN신호 100101010을 그림2.9의 회로로 가산하면 출력신호는 011010101로 되어 1의 연속을 방지할 수 있게 된다.

[그림2.9] PN신호 가산에 의한 스크램블

[그림2.10] PN신호 가산에 의한 디코드

수신측에서는 송신측과 같은 PN신호를 가산해서 송신신호로 디코드한다. 그림2.9, 2.10에서는 PN신호를 고정 데이터로 했지만 이 경우에는 전송신호가 PN신호와 같게 되면 반대로 0이 연속된 신호로 되어 버린다. 따라서 PN신호로는 보통 M계열 부호를 사용한다. 쉬프트 레지스터와 배타적 논리합을 조합시킨 그림2.11의 회로를 생각해 보자.

[그림2.11] M계열 부호 발생기

그림2.11의 각 레지스터의 초기상태를 000으로 하면 쉬프트 레지스터의 출력은 항상 0이다. 그러나 초기상태가 000이 아니라면 3개의 레지스터 출력에는 001부터 111 중 하나의 부호가 나타나고, 7클럭마다 쉬프트 레지스터는 초기상태로 되돌아가게 된다. 이와 같이 하여 얻어진 부호를 M계열(Maximum length shift register sequence : 최대 길이 쉬프트 레지스터 계열) 부호라고 한다.

M계열 부호를 PN신호로 하면 클럭마다 다른 부호가 가산되고 전송 데이터에 포함되는 직류성분은 줄어든다. 그림2.11에서는 이해를 쉽게 하기 위해서 3단의 쉬프트 레지스터를 이용했지만 13.5MHz 샘플링, 10비트 양자화의 컴포넌트 영상신호가 적용되는 방식으로 9단의 쉬프트 레지스터를 이용하는 것으로 SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers : 미국의 영화·텔레비전 기술협회)가 규정하는 SMPTE-259M 규격이 있다. SMPTE-259M은 9단의 쉬프트 레지스터로 구성하는 M계열 신호발생기에 전송 데이터를 입력하는 스크램블 회로이고, 그 구성을 그림2.12에 나타냈다(클럭입력은 생략).

[그림2.12] SMPTE-259M의 스크램블 회로

SMPTE-259M에서는 스크램블 회로의 다음에 전송로의 극성을 없애기 위해서 스크램블 출력에 NRZ신호를 NRZI 신호로 변환하는 회로를 부가하고 있다. 따라서 SMPTE-259M의 엔코더는 그림2.13처럼 된다.

[그림2.13] SMPTE-259M의 엔코더

NRZI(NRZ Inverted) 신호는 그림2.14에 나타난 것처럼 신호의 극성이 반전된 시점을 1로 하는 신호이다.

[그림2.14] NRZI 신호

SMPTE-259M의 디코드에서는 엔코더와 반대의 조작이 이루어지고, 그 회로는 그림2.15와 같이 된다.

[그림2.15] SMPTE-259M의 디코더

그림2.11은 피드백 회로를 原始多項式 x3＋x＋1로 구성한 M계열 신호 발생기이다. 또 SMPTE-259M의 스크램블 회로에는 원시다항식 x9＋x4＋1을, NRZ로부터 NRZI로의 변환에는 원시다항식 x＋1을 피드백 회로에 적용하고 있는데 부호의 다항식 표현 및 원시다항식에 관해서는 제4장 '디지털 부호의 오류검출과 오류정정'에서 설명한다.

베이스밴드 전송에서의 부호간 간섭

NRZ 신호와 같은 구형파에는 무한의 대역까지 고조파가 포함되어 있다. 이같은 신호를 유한의 대역을 갖는 일반 전송로를 통과시키면 파형잡음에 의해 그림2.16처럼 부호간 간섭(intersymbol interference)이 발생한다.

[그림2.16] 부호간 간섭을 발생시키는 전송로

데이터 전송에서는 데이터를 정확하게 수신할 수 있어야 한다는 것이 중요하지 송신파형을 올바르게 수신한다는 것은 중요하지 않다. 따라서 펄스파형을 부호간 간섭이 생기지 않는 파형으로 변환해서 전송할 필요가 있다. 부호간 간섭이 발생하지 않는 파형이라는 것은 연속하는 펄스열에서 자기의 중심점에서는 진폭≠0이고, 다른 샘플점에서는 진폭＝0으로 되는 파형이다. 이같은 파형을 만들기 위한 조건은 나이퀴스트(H. Nyquist)에 의해서 구해졌다.

[그림2.17] 이상 LPF의 펄스응답

지금 주파수대역 0∼f0에서는 진폭변화가 없고, 또 위상변화가 직선이며 f0를 넘는 주파수대역은 100% 감쇄하는 이상적인 LPF가 있다고 하자. 이상적인 LPF에 단일 펄스를 입력한 경우의 출력파형은 그림2.17(b)에 나타난 것처럼 f(x)＝(sinx/x)로 표현되는 파형이 된다. 그림2.17(b)에 나타난 파형은 시간 T(＝1/2f0)마다 진폭이 0이 된다. 따라서 1/2f0 간격으로 부호를 보내면 부호간섭이 없는 데이터 전송이 가능하다. 2f0를나이퀴스트 속도, T(＝1/2f0)를 나이퀴스트 간격이라고 한다. 그러나 이상적인 LPF는 실현 불가능하다. 이상적인 LPF와 마찬가지로 1/2f0 간격으로 진폭이 0이 되는 LPF에 그림2.18의 코사인 롤오프 필터(cosine roll-off filter)가 있다.

[그림2.18] 코사인 롤오프 필터의 특성

그림2.18(a)의 코사인 롤오프 특성은 다음식으로 표현된다.

α＝f1/f0로 할 때 α를 롤오프율이라고 한다. f1＝0, 다시말해 α＝0은 이상적인 LPF이다. 코사인 롤오프 필터에 베이스밴드 신호를 통과시키면 그림2.18(a)에서 α＝0.5일 때 0∼1.5f0가 통과대역이고 α＝1일 때는 0∼2f0가 통과대역이다. 나이퀴스트 속도 2f0는 샘플링주파수, 다시말해 전송 비트레이트이기 때문에 전송 비트레이트를 br이라고 하면 전송로에 요구되는 주파수 대역폭 Bw는
이 된다.

디지털에서 아날로그로

펄스 파형으로 전송되는 디지털 데이터는 펄스 파형 그대로 처리되는 한 전송도중에서 품질의 열화는 없다. 그러나 마지막에는 아날로그 신호로 되바꾸지 않으면 사람이 이해할 수 있는 화상이나 음성으로 만들 수 없다. 직렬 전송된 디지털 데이터는 그림2.19의 직-병렬 변환회로에 의해 병렬 데이터로 된다.

[그림2.19] 디지털에서 아날로그로

병렬 데이터는 D/A변환기에 의해 아날로그 신호를 샘플링한 파형(PAM)으로 되돌려진다. PAM신호는 이상적인 LPF에 의해서 샘플 사이를 보간(補間)하면 완전하게 원신호로 복원할 수 있다. 그러나 현실로는 이상적인 LPF는 존재하지 않기 때문에 복원신호에는 오차가 생긴다. 이 오차를 補間誤差, 또는 보간 노이즈라고 한다.

그림2.19의 D/A변환기로 자주 사용되는 회로로는 R-2R 래더 저항회로를 들 수 있다. 이것은 R과 2R의 2종류의 전기저항만으로 구성되는 그림2.20과 같은 회로이다. 그림2.20에서 버퍼증폭기(BA)에 디지털 데이터가 입력되었을 때의 BA의 출력전압을 Ein이라고 하자. 지금 20의 단자에만 1이 입력되고 21, 22, 23의 단자입력은 0라고 하자. 이 경우의 등가회로를 나타내면 그림2.21로 된다. 그림2.21에서 출력전압(Eout)은 Ein/16이 되어 그림2.20의 D/A변환기는 Ein/16 스텝으로 출력전압이 변화하며, 20∼23의 모든 단자에 1이 입력되면 출력전압은 15Ein/16으로 된다. 그림2.20의 D/A변환기 출력을 2R로 종단하면 그림2.22로 된다. 그림2.22에서 출력전압(Eout)은 Ein/24 스텝으로 변화하는 D/A변환기가 된다.

[그림2.20] R-2R 래더저항 D/A변환기

[그림2.21] 20단자만 입력 1인 등가회로

[그림2.22] 출력을 2R로 종단한 D/A변환기

 

 

미국의 디지털TV 규격(ATSC 8-VSB) 소개

미국의 Grand Alliance가 고안, ATTC가 시험, FCC가 인정한 8-VSB란 과연 무엇인가? 간단히 말해서 8-VSB는 디지털 신호를 가정으로 보내기 위한 디지털 텔레비전 표준규격의 RF변조 포맷을 말한다. DTV시스템을 생각할 때 우선 사용되는 수많은 용어 중에서 8-VSB와 MPEG-II, 두 가지 용어는 반드시 기억해야 한다.

• 8-VSB : RF변조 포맷
• MPEG-II : 영상압축포맷

고선명 스튜디오 영상신호를 송출에 적합한 형태로 변환하려면 두 단계가 필요

• MPEG-II 엔코딩과 8-VSB변조 → MPEG-II 엔코더와 8-VSB 엑사이터가 반드시 필요함
• MPEG-II 엔코더는 기저대역의 영상신호를 DCT(Discrete Cosine Transform), Run Length Coding과 양방향 움직임 예측기법을 이용하여 압축.
• MPEG-II 코더는 압축된 영상신호를 돌비 AC-3 오디오신호와 부가 데이터와 함께 다중화시킴. 그 결과는 19.39Mbit/sec의 전송률을 갖는 MPEG-II 비트 스트림이 생성됨. 1Gbit/sec 이상이 되는 엔코더 입력 데이터량을 19.39Mbit/sec로 줄이는 것은 결코 사소한 것이 아님.
• 이 19.39Mbit/sec의 데이터 스트림을 DTV 전송 스트림이라 부르며 이것은 MPEG-II의 출력과 8-VSB 엑사이터의 입력이 된다.
• 전송 스트림을 6MHz의 대역으로 전송하려면 몇 가지 과정을 더 거쳐야 하는데 이것을 8-VSB 엑사이터에서 수행

[그림1] 8-VSB 엑사이터 계통도

데이터 동기

• MPEG-II 전송스트림를 엑사이터에 동기시킴
• MPEG-II 전송스트림의 시작과 끝을 정확히 인식해야 함
• MPEG-II의 동기 바이트를 이용하여 수행
• MPEG-II전송 스트림은 188바이트로 구성되며 첫 번 바이트는 항상 동기 바이트임
• 이후의 과정에서 동기 바이트는 효력이 상실되며 ATSC 세그멘트 동기신호로 대치됨

데이터 랜덤화(Data Randomizer)

• 세그멘트와 필드 싱크가 없다면 8-VSB 데이터 스트림은 노이즈처럼 완전히 랜덤한 형태
• ATSC 변조신호는 허용대역에서 최대의 효율이 발휘하도록 백색 노이즈와 같은 스펙트럼 형태를 띰 → 방송신호는 반복 형태를 갖고 있으므로 신호가 특정 주파수에만 몰릴 수 있으며 반대로 어떤 주파수는 비어 있을 수 있음
• 데이터 랜덤화기에서 각 바이트 값은 의사 랜덤 수자 발생기의 패턴에 따라 바뀜
• 이 과정은 수신기에서 역으로 처리되어 정확한 값을 복원함

리드 솔로몬 부호화

• 리드 솔로몬 부호화는 입력 데이터 스트림에 부가되는 FEC구조
• FEC : 전송과정에서 발생하는 비트 에러를 보정하는 기술. 대기중의 노이즈, 다중경로 전파, 신호 페이딩과 송신기의 비직선성은 모두 비트 에러발생 요인임
• MPEG-II 전송 스트림의 187바이트 후미에 20개의 바이트를 추가 → 20바이트를 리드 솔로몬 패리티 바이트라 함
• 수신기에서는 수신된 187바이트를 20패리티 바이트와 비교, 정확성을 판별함 → 에러가 검출되면 에러의 위치를 찾아내어 왜곡된 바이트를 수정해서 원래의 신호로 복구함
• 이 방법으로 스트림당 10바이트의 에러까지 복구가능함
• 그 이상의 에러는 복구 불가능하며 전체의 스트림은 폐기처분됨

데이터 간삽기(Data Interleaver)

• 데이터 스트림의 순서를 교란, 전송신호를 간섭에 강(둔감)하도록 시간축상에서 데이터를 분산시킴(버퍼 메모리를 이용, 4.5msec 동안)
• 신호 대역의 어떤 부분에 노이즈가 발생하더라도 그 외의 대역에 있는 신호는 보존됨(Time Diversity)
• 이 과정은 수신기에서 역으로 처리되어 정확한 값을 복원함(그림2. 참조)

[그림2] 데이터 인터리빙

격자 부호화(Trellis Encoder)

• 또 다른 형태의 FEC
• MPEG-II전체 스트림을 다루는 리드 솔로몬 코딩과 달리, 격자부호화는 시간의 영향을 고려하는 코딩 →중첩부호화(Convolutional Code)
• 격자부호화과정에서는 8비트 바이트를 4개의 2비트 워드로 분할
• 2비트 워드는 이전의 워드와 비교됨
• 3비트 2진 코드가 이전 워드에서 현재 워드로의 변화를 기술할 목적으로 발생됨
• 이 3비트 코드가 원래의 2비트 워드를 대체하여 8-VSB의 여덟 레벨 심볼로 전송됨(3비트 = 23 = 8레벨
• 트렐리스 코더로 입력된 2비트 워드는 3비트 신호로 변환되어 출력됨 → 이러한 이유로 8-VSB시스템을 2/3레이트 코더(rate coder)라 부르기도 함
• 트렐리스 코딩의 강점 : 시간에 따른 신호의 경과를 추적하여 오류 정보를 제거함 → 마치 눈밭에 찍힌 발자국을 따라 가는 것과 유사

[그림3] 트렐리스 코딩

동기 및 파이롯트 삽입(Sync & Pilot Insertion)

• 전송된 RF신호를 수신기가 정확하게 복조하도록 역할
• ATSC 파이롯트, 세그멘트 동기, 프레임 동기신호
• 트렐리스 코딩 후에 삽입
• 수신신호에서 클럭신호를 복원하는 것은 디지털 RF통신에서 까다로운 작업임
• 복원 데이터에서 클럭을 찾는 것은 '계란이 먼저냐 닭이 먼저냐'와 같은 성격의 작업
  - 데이터는 수신기 클럭으로 표본화되어 복원됨
  - 수신기 클럭 자체가 복원된 데이터에서 생성됨
  - 클럭 시스템은 노이즈나 간섭 레벨이 클 경우 붕괴됨
• NTSC의 경우에도 강력한 동기신호가 필요함
• ATSC 파이롯트 신호
  - 변조 직전에 약간의 DC편이(1.25V)가 8-VSB기저대역 신호(DC성분은 없이 0볼트 근처로 사전에 집중)에 인가됨
  - 약간의 잔류 반송파가 변조된 스펙트럼의 제로 주파수 포인트에 나타남
  - 이것이 ATSC 파이롯트 신호임
  - 전송신호와 무관하게 수신기의 RF PLL회로에 동기시키는 역할을 함
  - 성격은 유사하나 ATSC 파이롯트 신호는 NTSC영상 반송파보다 훨씬 작으며 송신전력의 7%(0.3dB)에 불과함
• ATSC 세그멘트 동기, 프레임 동기신호
  - ATSC 데이터 세그멘트는 원래의 MPEG-II 데이터 스트림 187바이트+20바이트(리드 솔로몬 부호)로 구성
  - 트렐리스 코딩후 207바이트의 세그멘트는 828개(=207×4), 8레벨 심볼 스트림으로 바뀜
  - 세그멘트 동기신호 : 데이터세그멘트의 머리에 부가되는 반복형태의 4개의 심볼(1바이트) 펄스로서 원래의 MPEG-II 전송 스트림의 동기 바이트를 대체함. 수신기에서는 완전히 랜덤한 여타 데이터에서 반복형태를 지닌 세그멘트 동기신호를 식별하는 것은 용이함 → 데이터 복구가 불가능할 정도의 노이즈와 간섭레벨에서도 클럭의 정확한 복원이 가능(SNR 0dB까지) 복원된 동기신호는 수신기 클럭을 생성하는데 사용→ 데이터의 복원(닭이 먼저냐,계란이 먼저냐 해결)

[그림4] ATSC데이터 세그멘트 구조

ATSC와 NTSC의 유사성

NTSC
ATSC

신호단위
수평주사선 길이 : 63.6msec
데이터 세그멘트길이 : 77.3usec

동기신호
수평동기신호 길이 : 4.7msec
세그멘트 싱크폭 : 0.37msec (데이터 효율 최대화)

ATSC 데이터 프레임

• 313개의 연속된 데이터 세그멘트로 구성

[그림5] 데이터 프레임 구조

• ATSC프레임 동기는 전체 데이터 세그멘트가 됨
• 반복주기는 24.2msec이며 NTSC의 수직귀선기간(Vertical Interval)과 유사(NTSC 주기=16.7msec)
• 프레임 동기는 잘 알려진 데이터 심볼 패턴을 갖고 있으며 수신기에서 고스트제거에 사용됨
• 이 과정은 에러가 포함된 수신신호를 프레임 동기와 비교함으로써 이루어지며 그 결과 나타나는 에러 벡터를 이용하여 고스트제거 등화기의 특성을 조정
• 세그멘트 동기와 같이, 반복성이 있으므로 데이터 복구가 불가능할 정도의 노이즈와 간섭레벨에서도 프레임 싱크의 정확한 복원이 가능(SNR 0dB까지)
• 노이즈와 간섭에 강한 세그멘트 및 프레임 싱크의 역할로 다중경로 왜곡에 의해 데이터가 완전히 교란된 상태에서도 클럭의 정확한 복원이 가능 → 데이터 복구 가능

AM 변조

• 동기신호와 DC파이롯트가 부가된 8레벨 기저대역 신호는 IF AM변조시킴
• 하측파대는 거의 모두 제거시킴

나이키스트 필터

• 원래의 MPEG-II스트림에 여러 가지 데이터를 부가시킨 결과 엑사이터 입력단의 데이터 레이트가 19.39Mbit/s에서 트렐리스 코더 출력단에서는 32.28Mbit/sec로 증가
• 심볼레이트 = 32Mbit/3 = 10.76Million symbols/sec(∵1심볼=3비트)
• 나이키스트 이론에 따라 점유대역폭은 1/2×10.76MHz = 5.38MHz
• ATSC채널 할당대역폭 : 6MHz
• 잉여 대역폭 : 620kHz, 여유도(α) = 11.5%, α가 클수록 시스템 설계(필터 설계, 클럭 정밀도 등)가 용이

[그림6] 나이키스트 필터 후의 주파수 특성

[그림7] NTSC 파형

• 그림6.에서 보면 채널의 앞부분에 파이롯트가 보임
• 하측파대(파이롯트 앞부분)는 거의 제거되었음을 알 수 있음(그림7. 참조)
• 하측파대를 거의 제거시킴으로써 RF파형의 상당한 변화가 일어남(그림7. 참조)
• NTSC에 익숙하기 때문에 8-VSB RF파형을 8단계의 휘도를 갖는 파형으로 생각하기 쉬움
• 그림8.에서 보듯이 사각의 파형(구형파)이라면 그 점유대역이 6MHz를 훨씬 초과하게 됨. 구형파는 측파대를 무수히 만들기 때문에 인접채널에 간섭을 주게 됨

[그림8]

• 그림8.과 같은 파형은 나이키스트 필터로 6MHz 이내로 걸러내기 때문에 나올 수 없음
• 구형파를 대역제한시키면 에지에 포함된 정보를 상실(과도현상 발생 - ringing 등) 8-VSB신호에 있어서 이것은 한 심볼에 나타난 과도현상이 이전과 이후의 심볼에 영향을 줌으로써 레벨을 왜곡시키고 정보를 교란시킴
• 다행히도 수신기에서 정확한 표본화 순간 동안만 8레벨 정보가 인식된다면 8-VSB심볼을 전송할 방법이 있음. 그 외의 시간에는 심볼의 크기는 중요하지 않음
• 주파수 여과가 나이키스트 이론에 따라 정확히 이루어진다면 여과된 심볼열은 직교관계(orthogonal) → 표본화의 정확한 순간에 한 심볼만이 최종 RF파형에 영향을 줌(이전과 이후의 모든 심볼은 그 순간에 크기가 0이 됨) 그림9A.참조
• 이런 방법으로 수신기에서 정확하게 한 개의 값만을 복원할 수 있음

[그림9A]

• 표본화 순간에는 한 심볼만이 신호 크기를 결정함

[그림9B]

• 검은 부분은 현재 신호, 회색 부분은 지난 신호를 나타냄
• 표본화 순간과 표본화 사이에서 전체의 RF파형은 이전과 이후 심볼의 과도 값의 합으로 나타남
• 수백개의 심볼이 더해지면 큰 전압을 갖게 되며 백색 노이즈와 같은 형태를 띠게 됨(그림9B)
• 신호의 첨두 대 평균 비가 12dB정도임(송신기에서 6∼7dB로 클리핑시킴)

8-VSB신호 배열

• 8-VSB에서 신호는 위상이 아닌 크기로만 전송되는데, 이 점이 QAM을 비롯한 여타 디지털 변조방식과 다름
• QAM에서는 신호배열 위치는 반송파 크기와 위상의 조합이 됨
• 8-VSB의 경우 위상은 독립 변수로 작용하지 않기 때문에 QAM과 같은 신호배열은 없음

[그림10]

• 그림10.에서 보듯이 8레벨 신호는 동상(I채널)에서의 표본화에 의해서만 복원됨. Q채널의 표본화로는 유용한 정보를 얻을 수 없음
• 8-VSB수신기는 I채널로만 작업하므로 DSP회로를 반으로 줄일 수 있어 회로가 간단하며 따라서 값싼 수상기의 제조 가능

8-VSB의 나머지 단계

• 나이키스트 필터를 거친 후 8-VSB IF신호는 엑사이터 내부에서 두 번의 업컨버젼(발진기와 믹서)을 통해 채널 주파수로 변환됨
• 엑사이터 출력은 송신기로 들어감
• 송신기는 근본적으로 RF전력 증폭기임
• 송신기의 비직선성에 의해 발생되는 기생발진 신호를 제거함
• 안테나를 통해 공중으로 복사됨
• 가정의 수상기에서는 변조의 역과정으로 신호를 복원함
  : 신호 수신 → 다운 컨버젼 → 필터링 → 검출 → 세그멘트,프레임 동기 복구 → 트렐리스 디코딩 → 디인터리빙 → 리드솔로몬 디코딩 → 디랜더마이징 → MPEG-II 디코딩 → 영상신호 출력 돌비AC-3디코딩 → 음향신호 출력

 

1. 유럽의 디지털 방송 개요

70년대 들어 HDTV개발을 가장 활발하게 추진해온 일본은 80년대 들어 Hi-Vision이라는 이름으로 방송위성을 통하여 실제 시험서비스를 행하게 되었다. 이에 대한 반작용으로 미국은 완전 디지털 방식으로 개발 방향을 잡았고, 유럽 내에서도 국가별로 디지털 방송 개발이 산발적으로 착수되어 진행되었다. HD-Divine(High definition Television-Digital Video Narrowband Emission), dTTb (Digital Terrestrial Television Broadcasting), SPECTRE, Diamond 등이 그것이다.

유럽방송연맹(EBU)는 유럽전체에서 통일적으로 적용할 수 있는 디지털 TV방송 규격을 제정하기 위해 산발적으로 진행되어오던 여러 개발 프로젝트를 통합하여 1993년에 DVB 프로젝트를 탄생시켰으며 2001년 현재 약 300여 단체가 참여하고 활동하고 있다.

이 프로젝트는 위성방송을 위한 표준을 정한 다음 케이블, SMTV, MMDS, 지상파 방송 등 다양한 전송매체에 관한 유럽 공통 규격을 정하는 것은 물론 각 매체가 최대한 공통기술을 공유하도록 기본방향을 정하였다. 개발과정을 거쳐 DVB가 제안하고 유럽의 전기통신 분야 표준기구인 ETSI에서 심의 후 표준으로 승인한 매체별 규격은 표1과 같다.
이 중 위성방송 규격인 DVB-S는 우리나라를 포함하여 전세계적으로 널리 사용되는 규격이며, 지상파 규격인 DVB-T는 유럽내의 모든 국가가 채택하고 있으며 유럽이외에 지역에서도 호주, 뉴질랜드, 싱가포르, 인도, 홍콩 등이 채택한 바 있다.

특히 영국에서는 1998년 9월 23일, 공영방송 사업자인 BBC가 세계 최초로 지상파 DTV방송을 서비스 개시한 이래 스웨덴, 스페인이 그 뒤를 이었고 프랑스, 핀란드, 노르웨이,아일랜드, 이태리, 포르투갈, 네덜란드, 독일, 그리스, 덴마크 등도 본방송을 준비하고 있다. 이외 호주는 2001년 1월부터 HDTV 방송을 실시하고 있으며, 싱가포르는 2001년 2월부터 “TVmoble” 이라는 이름으로 대중버스와 유람선을 중심으로 이동수신 서비스를 제공하고 있다.

표1. DVB에서 제안한 유럽 디지털 방송 규격 (전송관련)

DVB규격은 방송사, 가전업체, 연구단체 등이 망라하여 서로 이해가 다른 구성원 들로부터 매체별 필요사항(Requirement)을 도출한 후 규격을 작성하였으므로, 가전업체 중심으로 규격을 정한 미국의 경우처럼 방식 자체에 대한 이견이 적다고 보여진다. 또 모든 전송매체를 한 단체에서 제정하였으므로 통합수신기의 구현이 용이하다는 장점도 있다.

2. 유럽의 디지털TV 규격(DVB-T) 소개

DVB-T규격은 ETSI EN 300-744로 규격화되어 있다. 미국이나 일본 방식과 마찬가지로 영상신호 압축규격은 MPEG-2를 따르고 있다. 음향신호 압축규격은 MPEG-2오디오 규격 외에 미국과 같은 Dolby AC-3오디오 규격도 함께 따른다. 데이터 방송 규격은 위성 및 케이블과 마찬가지로 DVB-MHP규격을 따르고 있다. 송신측의 블록도는 그림 1에 나타나 있다.

그림 1 유럽의 지상파 DTV방식인 DVB-T의 송신측 구성

압축된 스트림은 동일비트가 반복되는 것을 방지하기 위해 스크램블 과정을 거쳐 에너지가 고르게 분산된다. 이 후 Outer coding단인 Reed Solomon coding을 거치면서 에러 정정용 부호가 첨가되어 188바이트 크기의 스트림이 204바이트로 커지게 된다. 또 전송과정에서 연속되는 데이터가 한꺼번에 대량으로 손실되는 것을 방지하기 위해 데이터를 일정한 순서에 의해 뒤섞게 되는데 이 과정은 Outer interleaver에서 행해진다.

또 분산된 비트에러에 대응하기 위해 Inner coding단에서 길쌈부호에 의해 에러정정용 부호를 다시 부과하게 되며, 더해지는 부호의 양은 방송사가 필요에 따라 선택할 수 있다. 이어 Inner interleaving단에서는 비트 단위로 또다시 일정 순서에 의해 뒤섞게 된다.

에러정정부호가 더해지고 정해진 순서에 의해 뒤섞인 데이터 열은 방송사가 선택한 변조방식(QPSK, 16QAM, 64QAM)에 의해 각 부반송파에 변조가 걸리게 되고, 변조된 각 부반송파는 반송파간의 간섭이 없도록 배치되고(즉 OFDM변조되어) 주파수변환이 행해진 후 전력증폭부를 통해 증폭된 후 안테나에서 공중으로 방사된다. 보통 OFDM변조단계는 신호처리기법인 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)에 의해 이루어진다.

부반송파의 수는 방송사의 서비스 모델에 따라서 달라지는 데, 초기에는 이동수신을 목표로 할 경우는 2K모드가, 단일주파수방송망을 위해서는 8K모드가 적합한 것으로 알려졌으나, 최근에는 유럽을 중심으로 다이버시티 안테나(2개 이상의 안테나)를 이용해 수신할 경우 8K 모드도 이동수신에 적합함이 실험으로 확인되었다. 따라서 8K 모드로 단일주파수방송망을 구성한 이동수신 서비스 제공이 가능하게 되었다. 부반송파의 정해진 위치마다에는 수신기 동작 기준을 위한 기준신호가 제공되는데 그 모양은 그림 2에 나타나 있다.

그림 2 데이터 프레임의 구조

위 과정에서 멀티패스에 강하게 하기 위해 OFDM심벌 사이에는 보호구간(Guard Interval)이 삽입된다. 이 보호구간이 삽입되는 만큼 데이터 전송율은 감소하게 되지만 도시환경이나 산악지형에서 발생하게 되는 멀티패스에는 강해지게 된다. 이러한 특성을 이용하면 단일주파수방송망의 구성도 가능하다. 수신기의 입장에서는 전파도래과정에서 자연적으로 발생하는 멀티패스나 부송신소에서 도래하는 신호를 동일시 할 수 있으므로, 부송신소의 신호가 보호구간 안에만 도착한다면 주송신소와 부송신소의 주파수를 동일하게 사용할 수 있게 된다.
위에서 살펴본 바와 같이 DVB-T방식은 송신측에서 변조방법(QPSK,16QAM, 64QAM), 모드(2K,8K), 에러정정용 부호 부가율(1/2,2/3,3/4,5/6,7/8), 보호구간(1/4,1/8,1/16,1/32)의 설정을 필요에 의해 변화할 수 있다. 경우의 수는 모두120가지이며 해당되는 데이터 전송율은 3.7Mbps에서 23.7Mbps까지 이다. (표 1 참조). 즉 데이터 전송율이 낮을수록 극한 상황 즉 낮은 C/N(신호대 잡음비)에서도 수신이 가능해지고 데이터 전송율이 높아지면 수신에 필요한 C/N이 상대적으로 높아지게 된다. 이러한 하드웨어적인 다양성은 방송주체인 방송사가 사업모델에 따라 선택할 수 있는 폭이 넓어짐을 의미한다. 예를 들어 초기에는 적은 투자비용을 들여 고정수신 위주로 서비스를 하다가, 미디어 분화나 시장환경 변화에 따라 이동수신에 대한 요구가 높아지면 추가적인 투자를 통해 이동수신 서비스를 완벽하게 제공할 수 있는 체제로 자유롭게 전환할 수도 있다.

이외에도 적은 투자비용으로 고정수신을 대상으로 하는 시청자에게는 HD급의 높은 데이율을, 이동수신을 원하는 시청자에게는 SD급의 낮은 데이터율을 동시에 제공할 수 있는 계층변조(Hierachical Modulation)도 가능하다.

표 1 6MHz환경에서의 데이트 전송율

6 MHz DVB-T COFDM Payload Data Rates

Usable Symbol Rate				5.06250	Msym/s
OFDM Bandwidth				5.70871	MHz
Modulation Type		Code Rate	Guard Interval
			1/4	1/8	1/16	1/32
QPSK 2Bits/sym		1/2	3.732	4.147	4.391	4.524
		2/3	4.976	5.529	5.855	6.032
		3/4	5.599	6.221	6.587	6.786
		5/6	6.221	6.912	7.318	7.54
		7/8	6.532	7.257	7.684	7.917
16-QAM 4Bits/sym		1/2	7.465	8.294	8.782	9.048
		2/3	9.953	11.059	11.709	12.064
		3/4	11.197	12.441	13.173	13.572
		5/6	12.441	13.824	14.637	15.08
		7/8	13.063	14.515	15.369	15.834
64-QAM 6Bits/sym		1/2	11.197	12.441	13.173	13.572
		2/3	14.929	16.588	17.564	18.096
		3/4	16.796	18.662	19.76	20.358
		5/6	18.662	20.735	21.955	22.62
		7/8	19.595	21.772	23.053	23.751
			Payload Data Rates Mbit/s
Sys Mode	Symbol Time (us)		Guard Interval Length (us)
			1/4	1/8	1/16	1/32
2K	298.67		74.67	37.33	18.67	9.33
8K	1194.67		298.67	149.33	74.67	37.33

 

 

1. 일본의 디지털방송 개요

일본은 70년대부터 HDTV개발을 가장 활발하게 추진해 왔으며, 80년대 들어서는 방송위성을 이용한 아날로그 HDTV인 “Hi-Vision” 시험서비스를 실시하였다. 이에 자극받은 미국은 완전 디지털 방식으로 HDTV 개발을 시작했고, 유럽방송연맹(EBU)은 통일된 디지털 TV방송 규격을 제정하기 위해 산발적으로 진행되어오던 여러 개발 프로젝트를 통합하여 1993년에 DVB 프로젝트를 탄생시켰다. 이에 일본도 뒤늦게 통합형 멀티미디어 서비스를 위한 디지털방송 방식인 ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting)를 개발하였다.

디지털 지상파 방송 규격인 ISDB -T는 HDTV와 Mobile-multimedia 서비스 제공이라는 두 가지 목표를 가지고 개발되었다. ISDB-T는 유럽 DVB-T의 COFDM처럼 OFDM에 기초한 BST(band segmented transmission)-OFDM이라는 전송방식을 이용한다. 1997년 9월 ARIB(Association of Radio Industries and Businesses)는 ISDB-T 규격을 만들었으며, 1998년 8월에 싱가포르에서 실시된 현장시험에서 모든 항목에서 우수한 성능을 보였다. 1998년 10월에는 통합 디지털 서비스에 대한 검증을 위해 도쿄 타워에서 대규모 현장시험이 시작되었다. 일본은 도쿄를 비롯한 10개 지역에서 현재 디지털 실험방송을 실시하고 있으며, 2003년부터 본 방송을 도쿄에서부터 실시할 예정이다. 이외에도 지상파DSB(Digital Sound Broadcasting)를 위한 Narrow Band ISDB-T가 1999년에 제정되었다.

2. 일본의 디지털TV 규격(ISDB-T) 소개

ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting)는 멀티미디 서비스를 위한 새로운 형태의 방송으로 HDTV, SDTV, sound, graphics, text등을 포함한 여러 종류의 디지털 컨텐츠를 체계적으로 통합한다.

ISDB는 여러 종류의 서비스를 포함하고 있기 때문에 다음과 같은 특징을 가져야 한다.
- MPEG-2 인터페이스 : 시스템의 입출력 신호는 MPEG-2 Transport Stream(TS) 규격을 따라야 한다.
- MPEG TS 상에서의 신호 통합 가능 : 디지털 컨텐츠는 입력신호의 복호화 및 재복호화 없이 MPEG TS레벨에서 다중화가 가능해야 한다.
- 변조기법의 유연성 : ISDB 스트림에 통합된 디지털 컨텐츠들은 각각 적절한 변조기법과 데이율을 가지고 동시에 전송되어야 한다.
- 수신기에 다중화와 변조기법에 관한 정보를 수신기에 알려주는 제어신호를 사용해야 한다.
- 부분수신 : 통합된 서비스의 일부는 저가이고 가벼운 협대역 수신기로 수신이 가능해야 한다.
다음에는 ISDB-T규격의 특징이 간략하게 설명하였다. 세그먼트의 수를 적절히 선택함으로써 사용목적과 주파수 여건에 맞는 여러 가지 시스템의 조합이 가능하다.
ISDB-T 규격은 MPEG-2 TS입력신호를 가지고 만들어진 IF 신호를 전달하는 전송시스템의 규격을 명시한다. 여기에는 재다중화, 채널 부호화, 변조, 전송 제어, 수신기의 해당하는 기능 등이 포함된다.

2-1. ISDB-T의 기본구조

ISDB-T는 다중화 과정에서 “MPEG-2 부호화 및 시스템”을 사용하기 때문에 디지털 위성방송과 통신사이에 운용과 수신에 있어서 공통된 요소를 제공한다. 또한 전송채널 상에서 계층변조를 실시하므로 수신여건에 따라 다중화된 프로그램을 유연하게 편집하여 수신할 수 있다. 각각의 계층 레이어에 대해 상호 독립적으로 전송 파라메터를 선택할 수 있다.
TS는 OFDM 프레이밍 이전에 재다중화 되어 데이터 세그먼트로 정렬된다. 채널 부호화 이후, 데이터 세그먼트에 파일럿 신호가 삽입되어 Bo/14MHz(Bo=6,7, or 8MHz)의 대역폭을 가진 OFDM 세그먼트가 만들어진다.

가. 계층전송
ISDB-T에서는 각각의 데이터 세그먼트에 대해, OFDM 반송파의 변조방법에 대한 전송 파라메터와 시간 인터리빙의 길이를 독립적으로 적용할 수 있다. ISDB-T의 계층전송은 한 채널상에서 다른 전송 파라메터를 가진 OFDM 세그먼트 그룹을 전송함으로써 가능하다. 한 채널에서 최대 3개 층(서로 다른 세그먼트 그룹)을 동시에 전송할 수 있다. 부분수신은 한 개의 계층 레이어로 간주된다는 것을 주지해야 한다.

나. 부분수신
전송되는 신호상에서, 주파수 인터리빙의 범위를 한 세그먼트 내로 제한하면 해당 세그먼트를 다른 세그먼트로부터 독립적으로 분리할 수 있다. 이러한 방법을 이용하면 한 개의 OFDM 세그먼트 대역폭을 가진 협대역 수신기로 전송채널 내에 포함된 서비스의 부분수신이 가능하다. 한 개의 세그먼트만이 부분수신에 할당되고, 이것은 반드시 OFDM 세그먼트들의 중간에 위치해야 한다. Fig.1은 계층전송과 부분수신의 예를 도시한 것이다.

다. 계층전송의 다중화
ISDB-T 시스템에서의 다중화는 MPEG-2 시스템의 규격을 따른다. ISDB-T에서의 계층적 다중화를 위해서는 기본적으로 단일 TS는 계층전송의 사용유무에 관계없이 Ns´Bo/14MHz (Ns:사용된 세그먼트의 수)의 대역폭의 전송채널에서 전송되어야 한다. 따라서 TS의 분리와 결합이 필요하며, 이러한 처리는 송신측과 수신측 모두에서 이루어진다. 부분수신을 위한 신호는 한 채널 전체 신호의 일부분이기 때문에, TS의 일부분만이 부분수신에 사용된다.

2-2. 전송 파라메터( ISDB-T for 6MHz)

3. 채널 부호화 및 변조

Byte-wise interleaving에서 interleaving 과정 중 발생하는 지연은 각 계층이 지닌 특성(채널 코딩과 변조)에 따라 해당 계층의 스트림마다 달라진다. 수신기에서 de-interleaving시 발생하는 지연의 차이를 보상하기 위해 송신측에서는 byte-wise interleaving 이전에 지연의 조정이 이루어진다.
주파수 interleavinng은 inter-segment frequency-interleaving과 intra-segment frequency-interleaving으로 이루어진다. Inter-segment interleaving은 차등 변조(DQPSK) 세그먼트들 사이에서와 연관된 변조(QPSK, 16QAM, and 64QAM) 세그먼트들 사이에서 이루어진다. Intra-segment frequency interleaver는 random interleaver이다.

데이터방송 소개

데이터방송은 디지털 TV 방송에서 기본 TV 프로그램과 별도로 문자, 그림, 음향 등으로 구성된 다양한 데이터를 전송신호에 다중화하여 함께 방송함으로써, 시청자가 부가적인 컨텐츠를 향유할 수 있게 하며, 이에 대한 시청자의 응답을 온 라인으로 접수 받아 추가 정보를 제공하거나 프로그램에 반영하는 방식 등으로 상호작용 함으로써 쌍방향(Interactive) TV를 구현하는 서비스이다.
디지털 TV의 기능은 ‘고품질(고선명영상과 CD수준의 입체음향)’, ‘다채널(신호압축기술을 이용하여 하나의 TV채널에 여러 프로그램 채널을 제공)’, 그리고 ‘데이터방송’의 3가지로 분류할 수 있다. 이중 데이터방송은 이른바 방송과 통신의 융합체로서 지금까지 일방적으로 보기만하던 TV를 시청자와 방송사가 쌍방향으로 통신할수 있는 정보단말로까지 기능을 확장하는 새로운 개변의 방송 서비스이다.

데이터방송은 어떤 형태로 정보를 제공하는가 ?

인터넷 웹 페이지와 비슷한 모양으로 구성한 데이터방송 화면을 기본 TV화면 위에 다양한 모양으로 겹쳐 표시하며, 검색(브라우징)하는 방법도 웹 페이지를 보는 방법과 같다. 이를 위해 리모컨에 PC의 마우스 선택 기능에 해당하는 버튼들이 추가된다.
실제 데이터방송 컨텐츠 제작에도 웹 페이지 제작에 사용하는 HTML 및 Java를 TV환경에 맞게 가공하여 사용한다.

데이터방송은 어떤 서비스를 제공하는가 ?

기본 A/V 프로그램 내용과의 관련 여부에 따라 ‘프로그램 연동형’과 ‘독립형’ 서비스로 구분한다. 프로그램 연동형은 기본 TV 프로그램에 관련된 내용으로, 독립형은 독립적인 내용으로 구성한 컨텐츠이다.

대표적인 서비스 내용은 다음과 같다.

. 프로그램 연동형
- 프로그램 관련 추가정보 제공
(예: 줄거리, 대본, 가사, 내용 설명, 경기 득점 상황, 출연자 소개, 선수 소개, 소품
소개 등)
- 시청자 참여 기능 제공
(예: 인기투표, 여론조사, 퀴즈/게임 참여 등)

. 프로그램 독립형
- 사실상 별도로 편성된 하나의 정보방송 프로그램
(예: 날씨, 교통, 주식, 뉴스, 스포츠, 공익, 문화, 관광정보, 교육, 오락 프로그램
및 교통편예매, 숙소예약, 입장권예매, 상품구매, TV과외, TV게임과 같은 TV 전자상거래(T-Commerce) 등)

기술표준은 무엇인가 ?

지상파 디지털 TV의 데이터방송 기술표준은 미국방식인 ATSC-DASE 이며, 2002년 9월현재 규격이 아직 미완성 상태이다.
디지털 위성방송의 데이터방송 기술표준은 유럽방식인 DVB-MHP 이며, 2001년 완성되어 채택 국가들은 이미 상용 서비스 준비 중이다.
디지털 케이블 TV의 기술표준은 미국방식인 OpenCable-OCAP 이며, 2001년 제정되어 방송시스템 및 수신기를 개발 중이다.

데이터방송 서비스 현황은 ?

외국의 위성방송에서 이미 실시 중이다. 예를 들어 일본의 BS Digital, 프랑스의Canal+, 영국의 BskyB 등이 있다. 국내 위성방송 SkyLife에서도 2003년 초부터 서비스할 예정이다.
지상파 디지털 TV에서는 아직 기술표준 제정 및 기술개발 단계이며, 서비스 개시는 2004년 이후에나 가능할 것으로 전망된다. 기술개발을 목적으로 MBC, KBS, SBS가 공동으로 2002 월드컵 기간 중 실험 서비스 실시한 바 있다.

데이터방송 화면 예

<2002 월드컵 경기 연동형 서비스>

<날씨 정보 서비스 >

경제학을 처음 공부하는 사람이나 필자처럼 경제학은 전문적으로 연구하는 사람이나 자칫하면 경제학의 내재된 생리를 이해하기 보다는 표면적인 내용에 집착하는 실수를 범하기 쉽다. 사실 필자도 이제껏 이론경제학의 기본적인 생리를 학교에서 강의받아본 적은 없다. 소위 주류경제학을 공부하는 사람들의 대다수가 맹목적으로 주류경제이론의 과학성을 신봉하고 있기 떄문이다. 심지어 어떤 경제학자는 “우리나라 경제는 경제이론에 맞지 않는다”고 까지 말할 정도이다. 그러면서도 이런 주객이 전도된 표현에 포함된 자신의 무지를 부끄러워 하기 보다는 우리나라 서구사회의 생활방식이나 사고방식을 따라가면 보다 살기 좋은 사회가 될 수 있다고 주장한다. 이런 사고방식은 주류경제이론이 어떻게 만들어졌는지 전혀 모르는 사람들이 무식한 용기로 하는 말이다. 경제이론은 시대와 문화적 산물일 뿐이다. 시대가 흘러가고 적용되는 공간이 다르면 거기에 맞게 새로운 이론이 만들어져야 한다. 독자적 시각을 전혀 갖추고 있지 못한 우리나라 경제학의 풍토를 두고 어떤 사람은 “하수도 경제학”이라고까지 칭하였다.

필자는 지난 수년간 이런 점에 착안하여 주류경제학의 생리를 보다 심도 있게 연구하여 왔다. 이 연재는 이런 시각이 수험생들에게도 많은 도움이 될 것이라는 생각에서 시작하기로 했다. 하지만, 여러분은 본 연재가 바로 높은 점수로 연결된다고 기대하지는 말아라. 가벼운 마음으로 읽다보면 고민하는 시간이 줄어들 것이고, 경제학 공부의 지름길이 무엇인가를 깨닫는데 도움을 줄 것이다. 가끔 상담을 요청하여 이런저런 책을 몇 번 보았는데 점수는 나오지 않는다고 하소연하는 사람이 있다. 또 다른 사람은 경제학은 읽어도 감이 잘 오지 않기 때문에 과락이나 면해야겠다고 말해버린다. 그러면 재무관리를 경제학적 사고가 잡히지 않고서 어떻게 하려고 하는지 답답하기 그지 없다 ! 여러분 주위에는 경제학을 고득점 전략과목으로 생각하는 사람들도 종종 있다. 대부분의 수험생들은 그들을 별종이라고 생각하겠지만, 그들은 경제학이 단순하디 단순한 체계라서 한번에 일정한 수준까지 끌어올리고 나면 더 이상 지속적으로 신경 써서 보지 않아도 된다는 사실을 간파한 사람이다. 수험생들 중에서 이런 생각을 갖은 사람은 공부를 제대로 한 사람이지만, 그렇지 않은 사람은 경제학을 단순 암기과목으로 생각하고 문제만 많이 풀어보면 고득점을 할 수 있다고 잘못 생각하고 있는 사람이다. 주류경제학자들의 사고방식, 즉 방법론체계를 이해하고 나면 어느 내용이 중심적으로 취급되어야 하는가를 판단할 수 있고, 무엇을 그들의 시각에서 벗어난 것으로 보아서 특별한 이론으로 취급하는지도 깨닫게 될 것이다. 많이 풀어본다고 높은 점수를 얻는 것은 아니다. 십중팔구 시간낭비를 할뿐이다. 양과 질은 엄연히 다른 것이다.

이번 호에는 미시경제이론의 전체적인 시각과 체계를 소개하고자 한다. 미시경제학은 18세기의 사회철학을 경제이론을 내세워 정당화시키고 있다. 이 때문에 당시의 상황을 먼저 이해하지 않으면 지엽적인 사항에만 몰두하여 혼란에 빠질 가능성이 높다. 미시경제이론의 흐름은 몇가지의 직관적 체계와 근대시민사상이 복합적으로 어우러져 만들어졌다. 경제이론이 만들어지는 생리에 눈을 뜨게 되면 미시경제학의 흐름도 잡히게 될 것이다.

[서구시민사회의 철학 반영]

근대경제학은 1776년 아담 스미스의 『국부론』으로부터 시작된다. 그는 중상주의를 비판하고 프랑스의 중농주의시각을 수용하였다. ‘자유방임’과 ‘생산중시’가 바로 그것이다. 학문의 태동은 당시의 시대 및 문화적 상황을 배제하고 이해할 수 없다. 비록 고전학파의 시각이 ‘공간을 초월한 세계주의’, ‘시간을 초월한 보편주의’를 표방하고 있다고 하더라도 이것은 다양성을 깨닫지 못하고 좁은 시야로 세상을 바라보고 있다는 의미일 뿐이다. 콜롬부스가 아메리카대륙을 발견한 것은 서양사에서나 의미가 있는 것이지 아메리카 인디언에게는 당치도 않는 소리이다.

서구 시민사회하면 ‘절대적 소유권’, ‘절대적 자유’, ‘개인주의’, ‘합리주의’ 등의 단어를 연상하게 된다. 경제이론도 당시의 이런 사회문화적 특성을 포함하고 있다.

(방법론적 개인주의)

방법론적 개인주의란 사회현상을 분석할 때 개인수준에서 출발하고 사회현상은 개인행동의 단순한 총합이라고 보는 시각이다. 미시경제학의 소비자이론에서 개인의 수요을 도출하고 이를 수평으로 합하여 시장수요로 파악한다거나, 개별기업의 공급을 도출하여 이를 수평으로 단순하게 합하여 시장공급곡선을 도출하는 것과 같은 방식으로 나타난다.

경제학에서 이론의 출발은 경제인이라는 가상의 인간에서 출발하고, 경제인은 심리적 정보를 활용하여 행동을 결정한다. 베블린효과, 백로효과, 편승효과 등 사회성을 중시하는 효과가 가볍게 취급되는 것도 방법론적 개인주의 때문이다.

① 경제인(economic man)

경제인가정은 아담 스미스가 상정한 이기적인 경제주체에서 비롯된다. 신고전학파에서의 경제인은 경제 속의 인간과는 전혀 다른 특성을 지닌다. 경제인은 단지 주어진 경제적인 동기(경제원칙에서 잉여를 극대화하려는 열정)에 의해서만 활동력이 발생하는 존재이며, 효율성을 극대화하기 위해 경제원칙을 철저하게 고수하는 소위 개인주의적 목적합리성(경제이론에서 합리적이란 주어진 목적을 도달하는데 최고로 효율적인 수단을 찾았다는 것 이상의 뜻은 아니다.)을 추구한다. 따라서 신고전학파경제이론에서는 인간의 다양한 행동목적과 양상뿐만이 아니라 집단경제행위도 고려하지 않는다.

② 심리주의

신고전학파이론에서 경제인은 심리적인 요인을 중심으로 의사결정을 한다. 즉, 효용이라든지, 이기주의적이라든지 하는 용어들은 심리적인 측면을 통하여 경제인의 행동동기를 설명한다는 사실을 암시한다. 신고전학파의 경제인은 능동성이 결여되어 있는 경제주체이며, 사회성을 지닌다든지, 문화적인 요인에 영향을 받는다든지, 스스로 행동동기를 창조한다든지, 자신에게 제약을 설정한다든지 할 수 있는 행동주체는 아니다. 예를 들어, 소비자는 단지 효용을 극대화하고, 생산자는 맹목적으로 비용을 극소하며 이윤극대화를 추구한다. 누가 이들 경제주체가 꼭 이런 목적만 추구한다고 정해 놓았는가?

(절대적 자유)

정부로부터의 절대적 자유 즉, 비개입주의 철학은 다음과 같이 요약할 수 있다.

① 자유주의 조화관 : 시장이 다른 경제주체에게 영향을 미칠 수 없을 정도의 경제력을 가진 주체로만 구성되면(완전경쟁시장이면), 시장기구에서 자유롭게 경제활동을 하도록 해주는 것이 최선이다. 이는 미시경제학의 거의 최종적인 결론으로 후생경제학 제 1정리에 표현되어 있다. 그러므로, 완전경쟁시장에서는 누가 죽고 누가 살던 모두가 받아들여야할 적자생존의 원리라는 자연의 이치일 뿐이다.

② 경쟁이 제한되면 적절한 정부개입이 효율적 : 다른 경제주체에게 영향력을 행사할 수 있는 경제력을 가진 주체가 존재하는 경우에 정부가 이를 규제하기 위하여 개입하는 것이 경제의 효율성면에서 낫다. 그러나 장기적으로 이러한 세력집단은 영속될 수 없다(Chicago학파의 주요철학). 이는 정부실패로 표현되어 있다.

③ 비개입주의 : 영향력을 가진 경제주체가 없는 경우에는 정부가 시장에 개입하는 것은 오히려 시장의 효율성을 떨어뜨린다. 따라서, 시장이 제 기능을 못하는 경우에만 정부가 개입해야 한다.

미시경제학에서 수요공급이론편을 보면, 소비자주권과 소비자 및 생산자잉여, 정부의 가격통제, 조세부과 등의 내용이 나온다. 소요공급이론은 수요곡선과 공급곡선이 존재하는 완전경쟁체제를 전제하고 전개되는 것이다. 이 때문에 자유주의조화관, 적자생존원리, 비개입주의가 표현되고 있다. 즉, 가격통제, 조세부과는 무조건 시장의 효율성(사회적 잉여)이 감소한다는 결론을 유도한다. 확장된 논리로 시장개방은 언제나 사회적 후생을 증대시킨다는 것이 신고전학파의 논리이다. 따라서 관세부과는 사회적 후생을 감소시키게 된다. 시장에 맡기는 것이 최선이 된다.

반면, 시장실패가 발생하면 정부가 개입하는 것이 사회적 후생이 증가하는 것으로 이론의 결론이 나온다. 독점의 자원과소배분과 사회적 잉여감소, 요소시장에서 수요 및 공급독점적 착취가 발생할 때 정부개입이 고용증가를 통해 자원배분의 효율성을 높인다거나, 생산물시장에서 가격통제가 생산증가를 통해 사회적 잉여를 높인다거나, 외부효과가 발생할 떄 정보가 보조금이나 조세를 통하면 사회적 후생을 높일 수 있다거나, 비대칭정보하에서 정부가 강제적으로 대칭정보로 유도하거나 자기선택의 자유를 억제시키는 것이 시장의 효율성을 높여준다는 논리가 그것들이다.

[물리학적 시각]

현재의 미시경제이론은 19세기 중반(한계혁명) 이후 본격으로 받아들인 물리학적 시각을 경제현상을 설명하는데 도입하여 만든 것이다. 이 때문에 경제이론이 기술되는 시각이나 방식은 물리학의 그것(마찰이 없는 무중력 상태를 상정하는)을 그대로 모방하고 있다. 20세기 전후를 통해 물리학에서는 파라다임의 전환이 있게 되는데, 상대성이론과 양자물리학의 출현이다. 하지만, 경제학의 시각은 이전단계의 고전물리학적 시각을 그대로 답습하고 있는 형편이다.

(수학주의)- 수학도구

뉴우튼의 고전물리학은 소위 미적분학을 토대로 만들어진 것이다. 경제학에서도 한계혁명(한계란 수학의 미분개념이다.)과정에서 제본스, 왈라스, 마샬 등이 수학을 도입하였다. 본래 이론이란 수학 없이도 얼마든지 표현이 가능하다. 예를 들어 진화론은 이론이지만 수학으로 표현된 이론은 아니다. 아담 스미스의 국부론도, 리카르도의 조세원리도 모두 수학으로 표현된 이론체계를 갖고 있지는 않다. 하지만, 모두 다 훌륭한 이론들이다.

한계혁명 이후 경제학은 수학을 이용하여 표현할 것이라는 암묵적 기준이 설정되기 시작한다. 최근까지 수식이 없는 논문은 유명학술지에 실릴 수 없는 것이 관행이었다. 조금은 나아지기 했지만 그런 관행은 지금도 지속되고 있다. 강단에서도 수학을 더 많이 쓰는 사람이 더 정통한 경제학자로 생각되는 것이 상례이다. 의미도 한계도 모르면서 수학은 애용된다. 경제학자의 장서에는 수학책이 최소한 몇 칸을 차지하고 있고, 경제논문은 대부분 수식으로 매워져 있다. 따라서 어떤 사람은 이런 관행을 “수학파라다임”이라는 용어로 표현하기도 한다.

그렇기 때문에 수험생에게 있어서도 수학적 표현은 예외일 수가 없다. 경제학의 70%는 단순한 수학적 공리라고 볼 수 있는데 이를 경제이론과 혼동하는 사람들도 많다. 예를 들어 동차생산함수라든가 오일러 정리 등은 단순한 수학적 정리에 옷을 입힌 것에 불과하다. 수학적 원리를 사용하지 않고 경제학을 공부한다면 30%는 습득이 가능하겠지만, 70%는 모호하게 이해될 수밖에 없다. 이 때문에 처음부터 적당한 수준의 수학적 원리에 익숙해지면 경제학 공부는 쉬워지게 마련이다. 수학을 사용하지 않고 기술적으로만 쓰여진 책을 본 수험생은 시험을 보거나 연습문제를 풀면서 톡톡히 보상을 받게 된다. 수학을 쓰지 않고 경제학을 공부할 수는 있지만, 수학적 이해 없이 좋은 점수를 맞을 수 있다는 주장은 거짓말일 수밖에 없다.

(균형파라다임)

균형원리는 만유인력의 법칙에서 중심적인 지위를 차지한다. 질서와 조화라는 개념과 상통하기도 한다. 예를 들어, 우리가 동일한 옷만 구입하지 않는다던가, 식탁에서 음식을 하나만 가지고 밥을 먹지 않는 것도 균형파라다임으로 설명될 수있다. 균형파라다임은 우주에서 많은 별들이 무질서하게 움직이지 않고 적절하게 조화를 이루는 현상에서 얻어낸 착상이다. 신의 섭리가 바로 균형파라다임이다. 또 일단 질서가 갖추어지면 균형에서 벗어나기 보다는 자꾸 조화로운 균형으로 가려는 내재된 힘으로 표현된다.

소비자이론에서 한계효용균등화점이 유일하게 달성되는 것은 균형파라다임이 이론에 내재되어 있기 때문이다. 전형적인 신고전학파이론에서 한계생산성균등화, MRTxy = MRSxy, MRSxy = Px/Py, MR = MC, MRP = MFC 등이 유일하게 결정된다는 사실을 공부했을 것이다. 이러한 현상은 이론구성에 모두 균형파라다임을 적용시켜 놓았기 때문이다. 균형파라다임에서 벗어나는 이론구성은 소위 “구석해”가 도출된다. 즉, 조화로운 의사결정이 아니라, 극단적인 선택이 나타나게 된다. 국제무역이론에서 리카르도의 비교우위론이 언제나 완전특화로 귀결되는 이유도 이 때문이다.

(상황결정론식 이론구성) - 여타조건 일정

경제이론은 현상과 현상을 연결하는 중간고리역할을 수행한다. 경제학자는 이미 가격이 상승할 때 수요량이 감소할 것이라는 사실을 알고 있다. 따라서 이를 설명할 수 있도록 이론의 가정을 조작하는 것이다.

자극 → 경제인의 의사결정 → 반응

(가격상승) (소비자이론) (수요량감소)

경제이론이 과학적인 것처럼 보이기 위해서는 하나의 자극상황이 하나의 유일한 반응상황과 연결되도록 이론이 구성되어야 한다. 균형파라다임이 대표적인 예이다. 그런데, 경제상황의 자극 외에 경제인의 의사결정에 영향을 미치는 경제인의 선호변화가 발생한다면 어떻게 되겠는가 ? 예를 들어 가격변화자극과 동시에 소비자의 선호체계도 변동된다고 가정하면 수요량 반응은 가격에 의한 것과 선호변화에 의한 것을 구분할 수가 없을 것이다. 따라서 이론을 구성할 때는 물리학에서 통제된 실험과 동일한 가정을 하게 된다. ‘여타조건은 일정’이라는 가정이다. 무차별곡선이나 등량곡선이 교차하지 않는다는 가정도 이것을 표현한 것이다.

(단순의사결정론)

표준적인 미시경제이론은 6개의 주요한 의사결정체계로 구성되어 있다. 각 의사결정체계는 지금까지 살펴본 신고전학파의 파라다임이 그대로 포함되어 있다. 경제학의 의사결정체계는 경영학에서 사용하는 것과 같이 복잡한 체계를 하고 있지 않다. 모든 조건이 통제되고 오직 상황적 경제변수만이 의사결정량에 영향을 미치도록 조작되어 있기 때문이다. 필자는 연구 끝에 주류경이론체계를 간단하게 체계적으로 접근할 수 있는 의사결정체계를 고안해냈다. 신고전학파의 의사결정론은 여타조건이 언제나 일정하게 유지되어 조잡하기 그지 없는 단순의사결정론에 불과하다.

경제인이 각 의사결정과정에서 사용하는 표준적인 의사결정체계는 다음과 같다.

① 의사결정 목표(제약조건) : 이론에서 주어진다. 적용되는 원칙을 파악할 수있다.

② 의사결정 대상 : 경제주체가 양을 결정하는 대상

③ 수익정보 : 의사결정대상을 늘릴 때 경제주체가 얻게 되는 것

④ 비용정보 : 의사결정대상을 늘릴 때 경제주체가 잃게 되는 것

예를 들어, 소비자이론을 보자. 의사결정목표는 효용극대화, 제약조건은 예산, 의사결정대상은 소비재, 수익정보는 효용, 비용정보는 예산이다. 각 의사결정이론의 처음에 이 체계를 잡게 되면 그 뒤는 자연스럽게 밟아야할 과정이 이해된다. 미시경제이론에서 취급하는 의사결정체계를 정리하면 다음과 같다.

[도표1] 미시경제이론의 의사결정체계

모든 구성요소가 다 중요하지만, 결국은 합리적 의사결정의 중심정보는 수익정보와 비용정보이다. 의사결정에 사용되는 그래프도 결국은 이 두 정보로 환원된다.

3. 이론구성에서 핵심적인 두 개의 파라다임

이제 미시경제이론의 구성방식을 이해하였으므로 본격적으로 의사결정과정을 탐구해 보자. 필자가 연구결과 찾아낸 “경제인 파라다임”과 “균형 파라다임”을 소개한다. 경제학은 과학이 아니다. 조작된 허구에 불과하다. 여기에 소개되는 두 개의 파라다임은 대부분의 주류 경제학자들이 자신도 모르게 사용하고 있는 사고체계로서 경제학의 비과학성을 명백하게 보여준다.

(경제인 파라다임)

필자는 경제이론에 등장하는 경제인의 심리적 속성을 의사결정과정을 통해 분석해 냈다. 경제인은 경제원칙을 고수하기 때문에 자신에게 가장 유리한 의사결정을 지속적으로 해나간다. 경제인은 한계혁명 이후에 한계정보만을 이용하여 의사결정하는 것으로 표현된다. [도표2]는 경제인의 정보조작과정을 나타내고 있다. 대부분 미시경제학의 각 장을 구성하는 순서이기도 하다.

[도표2] 경제인의 마음 속 (BLACK BOX)

외부상황 ?>

-> 수익정보 -+- 한계정보 -> 합리성달성 -> 정 보 -> 비용정보 -+- 평균정보 -> 진입결정

-> 경제행위

예를 들어, 소비자이론을 살펴보자. 경제인은 수익정보로 효용, 비용정보로 예산을 파악한다. 그리고, 한계수익정보로서 한계효용을, 비용정보로서 상품가격을 계산해 낸다. 이를 이용하여 합리성이 달성되었는지 판단하고 달성되지 않았다면 다음 의사결정을 계속해 나간다. 경제학책의 세부목차는 먼저 총효용, 다음으로 한계효용과 평균효용, 그 다음에 예산선, 한계비용의 추론, 이들을 이용하여 합리성 달성기준을 제시한다. 이렇게 만들어진 이론은 궁극적인 목적인 수요의 법칙규명에 응용된다. 그리고 수요법칙이 성립하는 이론적 이유를 밝히면 소기의 목적이 달성된다.

이러한 과정이 일관되게 유지되기 위해서는 각단계에서 다음의 몇가지 전제가 만족되어야 한다.

① 단계에서는 주어진 각종의 사회적인 정보 중에서 의사결정체계에 관련된 정보를 100% 認知할 수 있어야 한다(불확실한 상황이라고 해도 적어도 출현확율은 완전하게 파악가능하다). 따라서 시장정보의 불확실성이나 경제주체의 認知誤謬는 분석에서 배제된다. 물론 대부분의 정보는 市場情報(시장구조)와 자신의 內的情報(예를 들자면, 생산효율성이나 효용 등)로 구성된다.

② 단계에서는 받아들인 정보를 기초로 수익과 비용정보로 情報를 分類하는 작업을 할 수있어야 한다. 이 단계에서는 의사결정의 목표와 대상도 주어진 상태이다. 이미 살핀 바와 같이 경제인 자신의 입장에서 보았을 경우, 의사결정량을 늘임에 따라 얻게되는 것은 수익정보로 , 잃게 되는 것은 비용정보로 분류한다. 의사결정에 직면하는 경제인은 언제나 수익과 비용이라는 두개의 정보를 한 쌍으로 처리한다.

③ 단계는 정보의 操作段階다. 의사결정자는 限界主義에 입각하여 의사결정을 하기 때문에 긍극적으로 필요한 정보는 한계정보이다. 한계주의에 입각한 의사결정은 의사결정자가 모든 과거의 정보를 사용하지 않고도 효과적으로 의사결정을 할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 경제인은 사전에 의사결정에 따른 剩餘를 파악하고 구체적인 의사결정에 들어갈 것인지를 결정할 것이기 때문에 평균정보도 필요하다. 경제인은 정보조작과 이를 비교하는 데 있어서 어떠한 장애도 없는 것으로 보인다.

④ 단계는 目的合理性을 실현하는 단계이다. 우선 평균정보를 가지고 구체적인 합리성을 달성할 필요가 없는지 판단하고, 필요성이 인식되면 한계정보를 가지고 합리적인 의사결정점을 찾아간다. 물론 신고전학파의 이론에서는 균형원리가 전제되기 때문에 합리적인 의사결정점이 유일하게 존재한다.

⑤ 단계에서는 합리적인 의사결정을 行動으로 옮기는 단계이다. 경제인은 경제적 의사결정과 행위를 언제나 일치시킨다. 경제원칙에 도달되는 것에만 관심을 가지기 때문에 사회성이나 도덕성은 문제되지 않는다.

그렇다면, 합리성에 도달되었다는 다시 말해 경제원칙에 도달되었다는 기준은 무엇인가? 기본적으로 다음의 세 가지 기준이 활용된다.

1) 의사결정대상이 하나 밖에 없을 때에는 이 의사결정대상의 수량을 조정하면서 限界收益정보과 限界費用정보가 一致[1]하도록 한다. 만일 한계수익이 한계비용을 능가하는 경우에는 限界剩餘가 발생하므로 의사결정량을 계속 증가시키는 것이 유리하고, 그 반대의 상황에서는 역의 의사결정을 하는 것이 유리하다. 이 규칙은 동일한 단위로 수익과 비용정보가 파악 가능한 경우에만 사용 가능하다. 예를 들어 연필을 구입하는 경우 최적 구입량은 한계비용인 상품가격과 한계수익인 한계효용이므로 이를 비교하면서 판단할 수가 없다.

2) 의사결정대상이 여럿 있을 경우에는 이들의 조합을 조정해 가면서 限界費用單位當 限界收益이 동일하도록 한다[2]. 만약 어느 한 의사결정대상의 한계비용단위당 한계수익이 다른 의사결정대상에 비하여 높은 경우에는 다른 것을 줄이고 이를 늘리면 追加剩餘를 얻을 수 있게 된다. 예를 들어, 사과는 일 원당 효용이 3이고, 배는 일 원당 효용이 2라면 배 1원어치를 포기하고 사과1원어치를 사면 목적인 효용이 더 증가하게 된다. 하지만, 사과도 일 원당 효용이 2라면 더 이상 효용을 증가시키는 교환은 존재하지 않는다.

3) 의사결정량의 수익과 비용을 곧바로 직접 비교가능하게 數量化시킬 수가 없는 경우에는 바로 전 방식을 사용할 수가 없다. 따라서 상대대상과의 交換比率를 통하여 간접적으로 기준의사결정대상의 수익과 비용을 측정 비교하면 된다. 이 때에는 總收益과 總費用을 일정하게 유지시킨다는[3] 조건하에서 재화간의 交換比率을 파악한다. 이 때 얻어지는 정보가 기준재화의 한계수익정보와 한계비용정보를 구성하며, 한계수익과 한계비용이 일치[4]하는 점에서 합리성은 달성된다. 재화간의 교환비율은 기준이 되는 재화뿐만이 아니라 교환이 되는 상대재화의 가치변화에도 의존하게 된다는 점에서 첫 번째 방법과는 달리 해석해야 한다. 예를 들어, 여러분은 사과 하나를 얻기 위해 배 3개를 포기할 의향이 있다고 해보자. 사과 1개의 가치가 배 3개인 셈이다. 그런데 교환의 당사자가 배 4개를 주면 사과 1 개와 바꾸어주겠다고 한다면 어떻게 교환하자고 제의해야 이익인가 ? 즉, 여러분은 사과 1개를 얻는데 비용으로 배 4개를 들여야 하는 상황이다. 당연히 사과를 1개 줄테니까 배 4개를 주라고 제의할 것이다. 그러면 교환에서 사과 1개당 배 1개를 덤으로 얻는 셈이나 마찬가지이다.

(균형 파라다임)

이제 마지막으로 신고전학파의 경제이론에 내재된 균형체계를 요약하면 다음과 같다.

“ 의사결정자의 입장에서 한계수익정보는 체감하거나 불변이고, 한계비용정보는 체증이거나 불변이다. 그러나, 두 정보가 동시에 불변이어서는 안된다.”

이러한 원리가 [도표3]에 일관되게 표현되어 있다. 각 이론에서 여러분이 소위 “~법칙”이라고 다루었던 것들은 모두 균형 파라다임에 입각하여 일관되게 조작된 것들이다. 이 정도면 어느 정도 이론이 만들어지는 원리를 깨달았을 것이다.

[도표3] 균형의 원리를 구성하는 한계값의 조합 특성

의사결정의 한계정보 중 시장가격으로 구성된 부분이 있다. 위 표는 시장가격이 불변인 소위 완전경쟁시장을 전제로 하여 작성된 것이지만, 시장가격이 변동되는 것을 고려해도 마찬가지 원리가 적용된다.

“시장가격이 의사결정자의 입장에서 수익정보라면 의사결정대상이 증가할 때 떨어져야 되고, 비용정보라면 의사결정대상이 증가할 때 상승해야 한다. 언제나 이렇게 작동할 수 있는 것은 시장에서 수요공급법칙이 성립하기 때문이다.”

이제 수요공급법칙 조차도 조작된 개념이라는 사실을 알게 되었을 것이다. 한 연구에 따르면 실제 수요현상 중에서 수요법칙에 만족되는 경우는 40%도 안된다고 한다.

 

수학적 도구의 유용성과 한계

필자가 특히 “수학도구라”고 지칭하는데는 이유가 있다. 경제학에서 사용되는 수학은 이론을 기술하는 다양한 수단 중 하나에 불과할 뿐만 아니라, 수학 자체에 대한 연구를 목적으로 하지 않기 때문이다. 단지 수학자들이 만들어놓은 수학적 표현과 정리들을 이용하여 경제학자들의 주장을 논리 정연하게 표현하기 때문이다.

본래 수학은 추론체계로서 그 자체로서는 아무런 과학성을 포함하고 있지 않다. 다만 추론과정의 타당성을 통하여 이론이 유용하게 확장될 수있기 때문에 사용되는 것이다. 소위 ‘논리실증주의’는 실증 가능한 명제들로만 구성된 가정에서 출발하는 추론체계를 통하여 결론을 유도하고, 가정을 실증함으로써 이론의 현실적합성을 보이는 활동을 과학적이라고 보았다. 이러한 주장은 매우 타당한 설명이다. 하지만, 가정의 객관적 실증은 현실적으로 검증 불가능한 경우가 허다하다.

무차별곡선이론에서 소비자의 일반적인 무차별곡선은 원점 볼록하고, 이기적으로 합리적인 의사결정을 한다. 그 결과 수요법칙을 성공적으로 설명해낼 수있다. 하지만, 수요법칙이 실증적으로 옳다고 하더라도 무차별곡선이 원점 볼록하다거나, 소비자가 합리적으로 효용극대화 의사결정을 했다는 근거는 되지 못한다. 다음의 예를 보자.

얼굴이 예쁜 여자는 명이 길지 못하다.

+ 양귀비는 얼굴이 예쁘다.

양귀비는 명이 길지 못하다.

실제로 양귀비는 예쁘다고 해보자. “얼굴이 예쁜 여자는 명이 길지 못하다”는 것만 증명하면 양귀비가 명이 길었는지 짧았는지는 따져볼 필요도 없다. 하지만, 이를 입증하지 못하고, 거꾸로 “양귀비가 명이 길지 못했다”는 역사적 사실만 입증되었다고 하면, 이것이 “얼굴이 예쁜 여자는 명이 길지 못하다”는 명제를 입증하는 것이 되는가? 전혀 그렇지 못하다. 양귀비는 얼굴이 예쁜 한 여자에 불과하기 때문이다. 소비자 이론에서 무차별곡선이론의 제반가정이 실증된 수요법칙을 잘 설명할 수있다고 해서 무차별곡선이론 자체가 옳다는 것은 아니라는 사실을 알아야 한다.

이처럼 수학은 단지 추론체계일 뿐이다. 자체로서 과학성을 가지고 있는 것은 아니다. 다만, 일관되고 정교한 추론체계를 활용하면 몇 개의 검증된 가정으로부터 이론의 확장하는 것이 용이하게 된다. 이것이 과학에서 수학이 가지는 양면이다. 하지만, 수학은 이보다 더 치명적인 결함을 갖는다. 질적인 부분을 취급하는데 매우 제한적이라는 것이다. 다음의 부등호 예를 보자.

A > B

이제 양변에 어떤 값 C를 더해보자. 그래도 부등호는 변화가 없다.

A + C > B + C

동일한 논리로 양변에 A나 B를 더해도 부등호는 변화가 없어야 한다.

A + A > B + A, A + B > B + B

이제는 A를 사과, B를 배라고 해보자. 당신이 배 1개보다는 사과 1개를 좋아하는 사람이다. 둘 중에 하나만 골라라고 하면 당연히 사과를 집을 것이다. 하지만, 사과만 2개든 봉투와 배 1개와 사과 1개가 들어있는 봉투 중에서 어느 것을 선택하겠느냐면 어떻겠는가? 그래도 사과만 든 봉투를 선택하겠는가? 상당한 사람은 수학적 추론체계가 어떻든지 간에 사과와 배가 각기 1개씩 들어있는 봉투를 선택하게 될 것이다. 물론 이러한 현상이 경제학에서 간과되는 것은 아니다. 다만 여기서 생각할 점은 수학을 맹목적으로 사용해서는 전혀 다른 결과를 추론하게 될 것이라는 사실이다.

경제학에서 수학을 사용하는 것은 복잡한 세상을 간단명료하게 표현할 수있기 때문이다. 그렇다고 세상이 단순화되는 것은 분명 아니다. 신고전학파가 경제학에서 주류를 차지하게 된 이유가 여럿 있지만, 그 중 하나가 바로 수학도구를 이용하여 그럴싸하게 치장하고 있기 때문이라는 주장도 있다. 이론의 과학성과 수학적 표현의 화려함은 분명히 구분되어야 한다. 우리는 여기서 수학적 도구를 사용할 때 응용되는 몇 가지 성질을 취급하려고 한다. 신고전학파의 파라다임이 어떻게 표현되는가에 유의하면서 생리를 깨닫기 바란다. 필자도 대학원에 갓들어가서는 도서관의 수학 책이 가득한 장서 앞에서 서성이며 보낸 세월이 얼마였는지 모른다. 아무도 가르쳐 주지 않는 수학의 비밀을 찾기 위하여 헤맨 세월 덕에 수험생들에게 조금이나마 보탱이 되는 글이 되었으면 한다.

그래프

1. 함수와 그래프

함수는 원인변수들이 특정 값으로 고정되면 유일하게 결정되는 반응변수값이 존재할 때 이러한 대응관계를 표현하는 수단이다. 이러한 성질은 인과관계가 중심이 되는 과학성을 표현할 수 있는 유용한 도구이다.

반응변수(종속변수)

Y = f(A, B, C, . . . . . . )

원인변수(독립변수)

함수를 시각화한 것이 그래프이다. 이때 중요한 것은 함수가 어떻게 그래프로 연결되는가를 체계적으로 이해하는 것이다. 대부분의 수험생들은 그래프를 쉽게 취급하지만, 실제 경제학 책의 그래프를 제대로 읽어내는 사람은 흔치 않다.

좌표평면의 각축에 할당되는 변수는 그래프를 그리는 사람이 명시적으로 관계를 보고자 선택한 변수들이다. 필자는 이를 “명시적으로 고려된 변수”라고 한다. 반면, 함수에는 존재하나 그래프에서 축을 할당받지 못한 변수를 “암묵적으로 고려된 변수”라고 한다. 그래프는 “암묵적으로 고려된 변수”는 무조건 일정불변으로 취급하여 그려진 것으로 보면 된다. “명시적으로 고려된 변수”간의 인과적 대응관계를 나타내는 점들의 집합이 그래프이기 때문이다.

예를 들어 X재의 수요함수를 보자.

Qx = f(Px, Py, Pz, I, EP, . . . )

명시적으로 Qx와 Px간의 관계만을 살핀 것이 “수요곡선”이고, 소득(I)과 Qx간의 관계를 살핀 곡선이 “엥겔곡선”이다. 엥겔곡선에서는 소득이외에 Px, Py, Pz, EP 등이 모두 불변인 셈이고, 수요곡선에서는 Px를 제외한 모든 변수가 불변이라고 보고 그린 것이다. 동일한 논리로 무차별곡선과 예산선을 X재, Y재라는 두 소비재평면에 그렸다면 효용과 지출액이 일정불변으로 그려진 것이 분명하다.

2. 그래프의 이동특성

그래프에서 가장 이해를 못하는 내용은 이동특성이다. 필자의 정의를 이용하면 이 특성은 단순하게 정리된다.

① 명시적으로 고려된 변수간의 변화를 표현 → 선상이동

② 명시적으로 고려된 변수간의 반응 차이 변화 → 기울기 변화

③ 암묵적으로 고려되는 변수가 명시적으로 고려되는 일 변수를 변화시킴 → 명시적 변수의 변화방향으로 자체이동

이 성질을 이용하여 최초로 구분해야 되는 경제학 용어는 “수요의 변화”와 “수요량의 변화”이다. 수요의 변화는 수요에 대한 욕구체계의 변화 즉 기울기변화와 자체이동을, 수요량의 변화는 수요곡선상의 이동을 뜻한다. 수요곡선은 P와 Q를 명시적으로 취급한 그래프로서 수요량의 변화는 오직 한가지, P변화가 Q에 영향을 미치는 경우뿐이라는 사실을 쉽게 알 수 있다.

이제 조금 복잡한 IS곡선의 이동특성에 적용해 보자. 거의 모든 책들이 복잡한 수학적 과정을 거쳐서 IS곡선을 도출할 뿐만 아니라, IS곡선의 이동특성을 요란한 방법으로 설명하고 있다. 이것은 수학적 원리를 제대로 파악하지 못하고 있는 사람들이 무작정 적용한 결과이다. 다음을 보자.

생산물시장 |

(유효수요) |

C, I C, I Ye |

r (승수과정) |

|

+-------------------------

IS곡선은 생산물시장의 균형을 명시적 두 변수, 실질이자율(r)과 실질국민소득(Y)간의 관계로 표현한 것이다. 이론에 따르면 재균형의 수렴과정은 다음과 같다.

r상승 → C, I감소 → 유효수요감소 → 재고증가 → 국민총생산 감소 → Ye감소

(원인) C, I감소 (반응)

(승수과정)

이러한 과정을 반복하다 생산물시장이 균형에 도달하면 새로운 r과 Ye가 결정된다. 이들의 변화방향은 반대로서 IS곡선은 일반적으로 우하향한다. IS곡선의 이동특성은 다음과 같이 간단하게 요약된다.

① 이자율변화에 대한 실질국민소득의 변화 → 선상이동

② 동일한 이자율변화에 반응하는 실질국민소득의 변화량이 달라짐 → 기울기 변화

. C, I가 이자율에 탄력적일수록

. 승수효과가 클수록 Ye변화가 커서 IS곡선의 기울기 더 완만

③ 이자율변화를 통하지 않고 직접 유효수요에 들어오는 충격 → 자체이동

. 피구효과에서 통화량 증대 → C 증대로 IS 우측 자체이동

. 정부지출 증대 → IS 우측 자체이동

. 독립투자, 독립소비의 증대 → IS 우측 자체이동

케인즈 모형의 경우에는 C, I가 모두 이자율에 영향을 전혀 받지 않기 때문에 IS가 수직이다.

이처럼 그래프의 이동특성을 활용하면 많은 그래프를 무조건 암기하지 않아도 된다. 특히 거시경제학의 IS, LM, AD, AS, 필립스곡선 등이 동일한 원리로 이동한다.

미분

1. 미분

미분은 차분을 이용하여 도출하는 “평균변화량”을 미소량변화에 적용하여 “순간변화량”으로 계산하는 수단이다. 이것은 경제학에서 “한계 ~ ”라는 용어로 표현된다. 지난 호에서 다룬 것처럼 주류경제학은 합리성 달성기준을 “한계주의원칙”에서 찾기 때문에 미분은 매우 중요하다.

한계값의 이해를 돕기 위해 예를 들자면, 사과를 10개 추가로 먹을 때 늘어난 총만족도가 100이라면 사과 하나당 평균 10의 만족이 증가한 셈이다. 하지만, 매 사과에서 만족을 10씩 얻어낸 것이라고 해석해서는 안된다. 이에 반하여 사과를 0.0001개 먹을 때 만족을 0.001 얻었다면, 사과 하나에 대해서는 10의 만족을 얻는다고 확대 해석할 수가 있다. 후자를 미분개념으로 보면 된다. 하지만, 모두 새로운 사과 하나에 대하여 총만족이 10씩 증가한다고 해석된다. 이를 “한계효용”이라고 한다. 차분이 보다 현실적인 개념이지만, 미분을 사용하는 것은 이론을 취급하는데 편리하기 때문이다.

그림과 같이 곡선이 주어졌을 때 차분 및 미분은 다음과 같이 표시된다.

① A점에서 미분값 dY/dX |a : A점에서의 접선의 기울기

② B점에서 미분값 dY/dX|b : B점에서의 접선의 기울기

③ A점에서 B점으로 이동한 경우의 차분값 △A/△B : 두 점을 연결한 직선의 기울기 추가로 각 점에서 평균값(Y/X)은 주어진 점에서 원점을 연결한 직선의 기울기이다.

(그림) (그림)

그림에서 각점은 다음과 같이 한계와 평균간의 관계가 파악된다.

① a점에서 한계와 평균은 모두 양수이고, 한계가 평균보다 크다.

② b점에서 한계와 평균은 일치하며 양수이다. 이 점에서 평균은 극대이다.

③ c점에서 한계는 0이고, 평균은 양수이다.

④ d점에서 한계는 음수이고, 평균은 양수이다.

(1) 일차미분의 해석

이제까지 다룬 내용이 일차미분이다. 경제학에서는 일차미분을 활용하여 인과방향을 표시한다.

인과방향이 일치

(X 상승하면, Y도 상승)

dY/dX = 0 Y는 X변화에 영향을 안 받음 (그림)

인과방향이 반대

(X 상승하면, Y는 감소)

1차 미분 값이 0일 때 그래프는 극소 또는 극대 값을 갖는다. 예외적인 경우가 있지만, 시험문제를 푸는 데는 무시해도 좋다.

다음과 같이 수요함수가 주어졌다고 하자. 이 재화의 갖가지 성격을 파악해 보자.

Qx = -0.6Px^0.4Py^-0.5I^0.3

dQx/dPx = -0.24Px^-0.6Py^-0.5I^0.3 < 0 → 수요법칙 성립

dQx/dPy = 0.3Px^0.4Py^-1.5I^0.3 > 0 → Y재가 수요법칙 만족되면 대제재관계

dQx/dI = -0.18Px^0.4Py^-0.5I^-0.7 < 0 → 열등재

(2) 이차미분의 해석

이차미분은 일차부분을 동일변수로 다시 한 번 미분한 것이다. 이것은 극대 또는 극소를 찾기 이해 함수의 오목과 볼록을 결정할 때 이용하지만, 저급수준의 경제학에서는 무시해도 좋다.

X축에 볼록

d(일차비분)/dX = d(접선의 기울기)/dX = 0 : 직선

X축에 오목

(3) 체증, 체감에 이차미분의 활용

경제학에서 사용되는 “체증”이나 “체감”이라는 용어는 교환가치의 변화를 측정할 때 이용된다. 예를 들어, 사과(X)를 1개를 주고 배(Y) 3개와 교환할 의향이 있는 사람을 일차미분을 이용하여 표시하면,

dY/dX = -3 < 0

하지만, 일차미분이 음수라는 사실은 사과와 배가 교환되어 반대방향으로 이동하고 있다는 것을 뜻할 뿐이다. 사과의 가치는 배로 3개이다. 교환가치에서는 3이라는 사실만 중요하다. 이 때문에 교환가치의 변화방향을 보고 싶으면 일차미분에 절대값을 취한 값의 변화를 살펴야 한다.

체증(교환가치의 점증)

d(|dY/dX|)/dX = 0 불변(교환가치의 불변) (그림)

체감(교환가치의 점감)

사과의 개수가 늘어나면서 사과와 교환되는 배의 개수가 감소하는 것이 체감현상이다. 역으로 배의 개수가 증가하면 체증현상이다. 그래프를 보면서 체증과 체감을 구분하는 것이 처음에는 그렇게 용이한 일이 아니다. 하지만, 필자가 제시하는 것과 같이 접선의 기울기가 음인 경우에는 상하로 접어서 자욱의 접선의 기울기 변화를 살피는 방법이 매우 유용하다.

지난 호에서 소개한 균형파라다임은 체증, 체감, 불변으로 표현되어 있다. 뒤에서 다시 그래프 모형과 연결할 것이다.

경제학에서 사용되는 체감, 체증의 표현은 다음과 같다.

dMUx/dX < 0 한계효용체감의 법칙

dMRSxy/dX < 0 한계대체율체감의 법칙 균형파라다임에 따라

dMPn/dN < 0 한계생산성체감의 법칙 한계수익정보 체감의 법칙

dMRTSnk/dN < 0 한계기술대체율체감의 법칙

dMRTxy/dX > 0 한계전환율체증의 법칙 한계비용정보 체증의 법칙

2. 편미분

경제학에서는 “~여타조건이 일정불변이고 ~” 특정 조건만 미량 변화되는 경우가 자주 표현된다. 물리학의 통제된 실험을 모방한 표현이다. 이를 표현할 때는 편미분을 사용한다. C-D형 생산함수 꼴을 표현하고 있는 다음의 예를 보자.

Q = f(N, K) = 0.5N^0.2K^0.7 단, Q는 생산량, N은 노동, K는 자본

먼저, 여타조건은 일정불변이고 노동만 한 단위 변화되었을 때 생산량의 변화량을 수식으로 구해보자.

{partial Q} over {partial N} = MPn = 0.1N^-1.2K^0.7 : K를 상수취급하고 미분하였다.

다른 요인변수도 있지만, N만 미량 변화시켰음을 의미

예에서 보는 바와 같이 편미분도 일반미분과 동일하게 “한계”개념이다.

3. 전미분

편미분과 같이 요인변수가 여럿 있는 상황에서 다수의 요인이 조금씩 변했을 때 반응변수는 총 얼마나 변했을까를 표현할 때 사용하는 것이 전미분이다. 예를 들어, 노동과 자본을 조금씩 변화시키면 생산량은 얼마나 변화될까를 생각해 보자.

총생산량의 변화량 = N변화로 인한 생산량 변화량 +

K변화로 인한 생산량 변화량

N변화로 인한 생산량 변화량을 계산하는 것은 간단하다. 먼저, N만 한 단위 변화할 때 변화되는 Q의 량({partial Q} over {partial N} )을 계산하고, 여기에 N의 변화량(dQ)을 곱하면 된다. K에 대해서도 동일하게 계산하여 합하면 된다.

N에 의한 Q변화량

dQ = {partial Q} over {partial N} dN + {partial Q} over {partial K} dK

Q변화량 K에 의한 Q변화량

이것에 대한 활용은 다음호에서 로그를 익힌 다음에 보기로 하겠다.

총량, 평균량, 한계량

1. 총량

필자는 이해를 쉽게 하기 위해 총량곡선을 둘로 구분하였다. 등총량과 총량이다. 총량에서는 요인변수에 대응하여 종속변수의 총량이 변화되는 것으로 표현되지만, 등총량에서는 총량이 일정하게 고정되어 표현된다. 경제학에서 사용되는 총량곡선은 효용곡선, 생산곡선, 총수익곡선, 총비용곡선 등이고, 등총량곡선은 예산선, 등비용곡선, 생산가능곡선, 무차별곡선, 등량곡선, 등이다. 생산함수를 예로 들어보자.

한 축에 Q가 명시적으로 취급(N, Q평면) → 총량곡선

Q = f(N, K) Q가 묵시적으로 취급(N, K평면) → 등총량곡선

교과서에서 일반적으로 보는 총량(T)곡선의 꼴은 다음과 같다.

(그림) 총량곡선 (그림) 등총량곡선

이제는 “균형파라다임”을 적용시켜 보자. 먼저 교환가치를 측정하기 위하여 접선의 기울기를 그리고 이를 미분기호로 표시해 보자.

① 총량곡선 : rm dT over {dX(의사결정대상)} = M

→ T로 측정한 Z의 한계정보 (예) MUx, MPn, Px, W 등

② 등총량곡선 :rm {{dY(의사결정의 상대대상)} over {dX(의사결정대상)}} right|_barT = M

→ T를 일정하게 유지한다는 조건하에서 Y로 측정한 X의 한계정보

(예) MRSxy, MRTSnk, MRTxy, Px/Py, W/r 등

<참조> (등총량곡선 접선기울기의 해석법)

① 등총수익선:rm {{dY(의사결정의 상대대상)} over {dX(의사결정대상)}} right|_등총수익 → (Y로 표시한 X의 한계수익정보)

(예) 무차별곡선의 접선의 기울기 |dY/dX|u|는 “Y로 측정한 X의 한계효용(수익)정보

② 등총비용선:rm {{dY(의사결정의 상대대상)} over {dX(의사결정대상)}} right|_등총비용 → (Y로 표시한 X의 한계비용정보)

(예) 생산가능곡선의 접선의 기울기 |dY/dX|ppc|는 “Y로 측정한 X의 한계비용정보”

균형파라다임은 “한계수익정보는 체감이나 불변이고, 한계비용정보는 체증이나 불변인데, 두 정보가 모두 불변일 수 없다”는 내용이다. 신고전학파의 이론은 이 파라다임에 적합하도록 구성되어 있기 때문에 의사결정과정에 출현하는 (등)총량그래프중 체증하는 그래프는 무조건 비용그래프, 체감하는 그래프는 무조건 수익그래프가 된다. 한 쌍의 그래프 중 한 그래프가 수익이면 다른 그래프는 비용이고, 그 역도 성립해야 의사결정이 가능하다. 이 때문에 총량그래프라는 사실만 알면 경제이론의 구체적인 내용을 몰라도 수익그래프와 비용그래프를 구분하는 것은 쉽다. 즉, 구체적인 경제이론과는 무관한 내용이다. 예를 들어, 완전경쟁 생산물시장에서 TR은 원점을 지나는 직선이고, TC그래프는 체증그래프이다. 하지만, 불완전경쟁시장에서 TR은 체감그래프이고, TC그래프는 체증그래프이다. 무차별곡선과 예산선, 등량곡선과 등비용곡선, 총수입극대화에서 생산가능곡선과 TR선의 관계들 모두 이 원리에 정확하게 일치되는 그림들임을 쉽게 확인할 수 있다.

다시 한번 총량그래프에서 유도되는 한계정보를 추정하면,

① (등)총수익그래프의 접선의 기울기 → 기준축의 한계수익정보

② (등)총비용그래프의 접선의 기울기 → 기준축의 한계비용정보

등총량곡선이 다음과 같이 주어진 상황에서 합리적인 의사결정자는 어떻게 의사결정을 해야겠는가? 기준축의 한계수익정보가 한계비용정보보다 높기 때문에 기준축의 대상을 늘리고 상대대상을 줄인다. 이처럼 경제이론과 무관하게 의사결정패턴이 결정된다는 사실을 알면 경제이론이 얼마나 허구인지 실감할 수있을 것이다.

(그림)

2. 평균량

그래프상의 평균은 주어진 점에서 원점을 연결한 직선의 기울기라는 사실을 언급하였다. 이와는 달리 수요-공급 그래프에서 경제의 평균수입 또는 평균비용정보는 다음과 같이 표현된다.

① 수요곡선 또는 공급곡선 = 가격선 = 평균정보선

이 규칙은 다음 한계 및 평균량간의 관계와 연결할 때 적용되는 힘이 매우 크다. 경제 주체는 기본적으로 시장정보 즉, 수요가격(곡선)이나 공급가격(곡선)을 기준 삼아 의사 결정하는 경우가 많기 때문이다. X축의 의사결정대상을 늘릴 때,

② 평균이 증가하면, 평균은 한계보다 낮다.

③ 평균이 감소하면, 평균은 한계보다 높다.

④ 평균이 불변이면, 평균과 한계가 일치한다.

(그림) 우상향 (그림) 우하향 (그림) 수평

평균과 한계와의 관계는 직관적으로 접근할 수있다. 이들 관계를 파악할 때는 평균의 변화가 언제나 기준이 된다. 예를 들어, 한 집단의 평균나이가 25세라고 해보자. 새로 한사람이 들어와서 평균나이를 계산하였더니26세가 되었다. 이 사람의 나이는 25세 보다 높은가 낮은가? 각 경우에 평균을 내기 위하여 총나이를 활용하였을 것이다. 새로 들어온 사람의 나이가 새로 평균나이를 계산하는데 사용하는 총나이의 변화량이기 때문에 한계나이라고 해석된다. 이러한 원리를 확대하여 평균연령이 낮아질 때와 평균연령이 불변이 경우를 추가로 고려하면 평균과 한계간의 관계는 너무도 자명하다.

⑤ 한계는 언제나 관련된 평균의 꼭지점을 지난다.

왜 그런가 ? 그렇지 않고 평균의 꼭지점이 아닌 점을 지나간다면 분명 모순이 된다.

균형파라다임을 적용할 때는 의사결정대상이 증가할 때 궁극적으로 한계곡선이 증가하는가 감소하는가를 파악하여 구분한다. 증가하면 비용정보(MC와 AC)이고, 감소하면 수익정보(AP와 MP, AU와 MU 등)이다. 이에 대하여 수평인 경우에는 대응되는 정보가 될 것이다.

예를 들어, 완전경쟁 기업이 직면하는 수요곡선은 수평이다. ①에 의하여 P = AR이 되고, ④에 의하여 AR = MR이 된다. 즉, P = AR = MR. 하지만, 불완전경쟁이면 기업이 직면하는 수요곡선은 우하향하기 떄문에 ①에 의하여 P = AR이 여전히 성립하지만, , ③에 의하여 AR > MR가 된다. 즉, P = AR > MR이 된다.

또 다른 예로, 완전경쟁 기업이 직면하는 노동공급곡선은 수평이다. ①에 의하여 W = AFCn이 되고, ④에 의하여 AFCn = MFCn이 된다. 하지만, 불완전경쟁이면 기업이 직면하는 노동공급곡선은 우상향하기 때문에 ①에 의하여 W = AFCn이 되고, ②에 의하여 AFCn < MFCn이 된다.

시험에도 자주 거론되는 부분을 한계와 평균의 이동방향에 관한 문제이다. 수험생들 중에는 자의적으로 확대해석하여 평균이 상승할 때 한계도 언제나 상승한다고 생각하거나, 평균이 하락할 때 한계도 언제나 하락해야 한다고 착각한다. 위 그래프를 자세히 보면 그런 관계는 일반적으로 성립하지 않는다. 하지만, 수익과 비용정보가 특정되면 그 구간에서는 이것이 성립할 수도 있다.

 

합리성 달성기준의 수리적 도출

1. 합리성 달성기준

(1) 합리성 달성기준의 정리

합리성 달성기준은 경제원칙이 도달된 상태를 나타낸다. 즉, 극대 효율성에 도달된 상태이다. 의사결정체계를 활용하여 도출한 합리성 달성기준을 다시 정리하면 다음과 같다.

의사결정체계

목적 : (경제원칙 추론, 제약조건 추론) 대상(X, Y) : 수익정보(TRI) : (한계수익정보(MRI) 추론) 합리성 달성기준 비용정보(TCI) : (한계비용정보(MCI) 추론) (한계주의)

합리성 달성기준 ① : 한계수익 = 한계비용

합리성 달성기준 ② : (한계수익/한계비용) = (한계수익/한계비용)

합리성 달성기준 ③ : 수익측 한계교환가치 = 비용측 한계교환가치

하위의 합리성 달성기준을 적용할 수있으면 상위의 합리성 달성기준은 저절로 적용가능하다. 합리성 달성기준의 선택은 수익과 비용정보의 단위 일치여부와 측정가능성에 따라서 결정한다. 예를 들어, 무차별곡선이론은 총수익정보인 효용과 총비용정보인 예산 중 효용은 측정 불가능하고 효용과 예산의 단위가 일치하지 않기 때문에 합리성 달성기준 ③ 이외에는 사용이 불가능하다.

(2) 수리적 표현

합리성 달성기준 ①②는 모두 총수입과 총비용 정보가 직접 측정 가능한 경우이기 때문에 그래프에서도 총량곡선이 활용된다. 총량곡선의 접선의 기울기가 바로 의사결정대상의 한계정보가 된다. 이 때문에 이들의 수리적 표현은 다음과 같다.

합리성 달성기준 ① : Array

합리성 달성기준 ② : Array

이들 합리성 달성기준이 적용된 예를 살펴 보자. 먼저 소비자이론에서 효용의 가측성을 인정하는 한계효용이론에 적용해 보면 다음과 같다.

의사결정체계 (소비자)

목적 : 예산 제약하에서 효용극대화(만족극대화 경제원칙) 대상(X, Y) : X, Y라는 소비재 수익정보(TRI) : TRI = U = U(X, Y) = 2XY → 측정가능 비용정보(TCI) : TCI = I(예산) = PxX + PyY

수익과 비용정보가 단위가 일치하지 않으므로 합리성 달성기준 ②가 적용된다. 먼저, MRIx = MUx = 2Y, MRIy = MUy = 2X, MCIx = Px, MCIy = Py가 되므로, 합리성 달성기준은 다음과 같다.

Array → 한계효용균등화의 법칙

다음으로는 기업의 비용극소화 원리에 적용해 보자. 역시 의사결정체계를 활용하면 다음과 같다.

의사결정체계 (생산자)

목적 : 생산량 제약하에서 비용극소화(비용극소화 경제원칙) 대상(N, K) : N, K라는 투입요소 수익정보(TRI) : TRI = Q = Q(N, K) = 2NK 비용정보(TCI) : TCI = TC(자본금) = PnN + PkK

수익과 비용정보가 단위가 일치하지 않으므로 합리성 달성기준 ②가 적용된다. 먼저, MRIn = MPn = 2K, MRIk = MPk = 2N, MCIn = Pn, MCIk = Pk가 되므로, 합리성 달성기준은 다음과 같다.

Array → 한계생산성 균등화의 법칙

합리성 달성기준 ①이 사용되는 예는 기업의 이윤극대화의사결정이 대표적이다. 먼저 기업의 이윤극대화 생산물공급결정을 보자.

의사결정체계 (생산자)

목적 : 이윤극대화(잉여극대화 경제원칙) 대상(Q) : Q라는 생산물 수익정보(TRI) : TRI = TR = TR(Q) 비용정보(TCI) : TCI = TC = C[Q(N, K)] = PnN + PkK

수익과 비용정보의 단위가 금액으로 일치하기 때문에 합리성 달성기준 ①이 적용된다. MRI = MR, MCI = MC가 되므로, 합리성 달성기준은 다음과 같다.

Array

이번에는 동일한 의사결정체계에서 의사결정대상만 요소투입량으로 변경시켜 보자.

의사결정체계 (생산자)

목적 : 이윤극대화(잉여극대화 경제원칙) 대상(N, K) : N, K라는 투입요소 수익정보(TRI) : TRI = TR = TR[Q(N, K)] 비용정보(TCI) : TCI = TC = C[Q(N, K)] = PnN + PkK

수익과 비용정보의 단위가 금액으로 일치하기 때문에 합리성 달성기준 ①이 적용된다. MRI = MRP, MCI = MFC가 되므로, 합리성 달성기준은 다음과 같다.

Array : 단기에도 성립

Array : 장기에만 성립

물론, 단기에는 K가 고정요소로서 자본에 대해서는 합리성이 도달되도록 조정이 불가능하다. 따라서 장기조건을 N, K에 대하여 장기조건으로 확장시켜 보자. 합리성 달성기준 ②를 적용하면 된다.

Array : 장기이윤극대화 조건

이제 합리성 달성기준 ③의 수리적 표현에 대하여 알아보자. 총수익이나 총비용을 직접 측정할 수 없는 경우에 사용되는 합리성 달성기준이다. 무차별곡선이론이 대표적이다. 물론 목적에 따라서 등총수익이나 등총비용선을 이용하고 싶을 때는 합리성 달성기준①②가 적용가능한 경우에도 이용될 수있다.

합리성 달성기준③ : Array

등총수익선의 접선기울기    등총비용선의 접선기울기

(Y로 측정한 X의 한계수익) (Y로 측정한 X의 한계비용)

합리성 달성기준 ③이 적용되는 무차별곡선이론을 먼저 살펴보자. 의사결정체게는 한계효용이론과 하등의 차이가 없다. 다만 총수익정보인 효용의 측정이 불가능할 뿐이다.

목적 : 예산 제약하에서 효용극대화(만족극대화 경제원칙)

의사결정체계 대상(X, Y) : X, Y라는 소비재

(소비자) 수익정보(TRI) : TRI = U = U(X, Y) → 측정불가능

비용정보(TCI) : TCI = I(예산) = PxX + PyY

먼저, Array 를 구해보자. X재를 한 단위 늘리면서도 전과 동일한 효용수준을 유지하기 위해서는 Y재를 몇단위 제거해야 하는가 ? MUx = 3이고, MUy = 9라면 Y를 1/3만 제거하면 된다. 즉,

Array → 등량곡선의 접선 기울기

다음으로 Array 를 구해보자. X를 한단위 늘릴 때 Y를 몇단위 제거하면 전과 동일한 예산이 유지되겠는가? Px = 5원, Py = 10원이라면 당연히 Y재를 1/2단위만 제거하면 된다. 즉,

Array → 예산선 접선기울기

그러므로, 합리성달성기준 ③이 달성되기 위해서는 다음이 성립해야 한다.

Array

등총수익곡선의 접선기울기              등총비용곡선 접선기울기

앞의 예에서 라면 MRSxy < Array 이므로 X재를 늘리고 대신 Y재를 줄이는 것이 합리적이다.

총수익극대화 의사결정체계를 살펴보자. 기업이 주어진 자원을 이용하여 총수입을 극대화하는 X재와 Y재의 생산량은 각기 얼마이면 될까?

의사결정체계 (생산자)

목적 : 부존요소 제약하에서 총수익극대화(수익극대화 경제원칙) 대상(X, Y) : X, Y라는 생산물 수익정보(TRI) : TRI = TR = TR(X, Y) = PxX + PyY 비용정보(TCI) : TCI = Z(부존요소) = Z(X, Y)

이 체계는 합리성 달성기준 ②③이 모두 적용가능하다. 먼저 합리성 달성기준 ②를 적용시켜보자. Array 가 된다.

Array : 한계비용 단위당 한계수익을 균등화

이제 합리성 달성기준 ③번을 적용해 보자. 생산가능곡선은 주어진 부존요소로 최대생산가능한 생산물의 조합이다. 기업이 X재를 한단위 늘리는데 생산요소 2단위가 필요하고, Y재를 한단위 늘리는데 생산요소 1단위가 필요하다고 하자. X재를 한단위 늘리기 위하여 Y재를 몇단위 줄여야만 전과 동일한 생산요소로 생산이 가능한가? 2단위다.

Array

생산가능곡선의 접선의 기울기를 한계변환율이라고 하며, X를 한단위 늘리기 위하여 포기해야만 하는 Y의 생산량으로서 “Y로 측정된 X의 한계기회비용”이라고 한다.

한계비용측면을 살펴보자. 전과 동일한 수익을 얻기 위해서는 X재를 한단위 더 생산하는 대신 Y재를 몇단위 줄여야 하는가? Px = 5이고, Py = 10이라면 1/2이다.

Array

이들을 결합하면 총수익극대화 기준은 다음과 같다.

Array

비용극소화에서도 이와 유사한 응용이 가능하다. 의사결정체체계를 보면 비용과 수익정보를 모두 측정가능하기 때문이다. 합리성 달성기준 ③을 적용한 결과는 다음과 같다.

Array

하지만, 한계생산성 균등화나 이곳의 비용극소화 규칙은 완전히 동일한 것으로 어떤 형식에 적용되었는가만 다르다. 이 두 기준은 모두 장기에만 적용되는 합리성 달성기준이다. 단기에는 위 조건이 만족되도록 자본을 자유롭게 통제할 수없기 때문이다.

지금까지는 전형적인 합리성 달성기준만을 취급하였다. 이제부터 변형이 가해진 두가지 모형을 살펴 보기로 하자. 먼저 가계의 노동공급의사결정을 살펴보자. 역시 의사결정체계에서부터 출발한다.

의사결정체계 (가계)

목적 : 가용시간내에서 효용극대화(수익극대화 경제원칙) 대상(N) : 노동공급량 (또는 잔여시간인 여가) 수익정보(TRI) : TRI = M = M(N) + 비근로소득(M) = wN + M 비용정보(TCI) : TCI = U(노동에서 발생하는 노고) = U(N, M)

이체계에서는 무차별곡선을 이용하므로 효용의 측정이 불가능하다는 것을 전제하고 있다. 합리성 달성기준 ③을 적용시켜야 할 것으로 판단된다. 먼저 한계비용정보를 구해보자.

Array : 화폐로 측정된 노동의 한계비효용

의사결정을 위해서는 의사결정정보가 일치해야 하므로 노동의 한계수익도 화폐로 측정해 보자. 즉, N을 한단위 추가로 늘리면서 증가되는 화폐소득은 얼마나 되는가? 단위 노동당 임금이 될 것이다.

Array : 화폐로 측정된 노동의 한계수익정보

결국, 합리성 달성기준은 다음과 같다. 이 결과는 합리성 달성기준 ③과 정확하게 일치하지 않는다. 수익측은 등총량정보를 활용하고 있지 않다.

Array

마지막으로 화폐수요에 있어서 토빈의 자산선택이론을 적용해 보자. 의사결정체계는 다음과 같다.

목적 : 여유자금 내에서 효용극대화(수익극대화 경제원칙)

의사결정체계 대상(Tσ) : 채권수요에서 오는 총위험 Tσ(결국은 채권보유량)

(투자자) 수익정보(TRI) : TRI = ER(기대수익) = B*(r+ECg) = Tσ over σ (r+ECg)

비용정보(TCI) : TCI = U(노동에서 발생하는 노고) = U(ER, Tσ)

단, σ ; 표분편차(단위 위험), Tσ = B*σ, r ; 채권이자율,

ECg ; 채권의 기대자산가치 변동율

이 곳에서도 무차별곡선이론이 적용되기 때문에 합리성달성기준 ③을 적용할 수있다. 위험의 한계비용정보를 추정해 보자.

Array : 기대수익으로 환산한 위험의 한계비효용정보

역시 한계수익정보를 추정하면 다음과 같다.

Array

이상을 종합하면 합리성 달성기준은 다음과 같다. 이것은 모두다 등총량 정보를 활용하고 있지는 않다는 점에서 하나의 변형인 셈이다.

Array

위험의 한계비용                            위험의 한계수익

합리성달성기준이 어떻게 의사결정체계와 결합되어 이용되는지 이제 이해가 되었을 것이다. 명시적으로 취급하지는 않았지만, 합리성달성기준에 불만족하여 부등호가 발행하는 경우에 의사결정과정에 대해서도 지지나 호를 잘 읽었다면 적용가능할 것이다. 거기에 균형파라다임을 추가로 적용하면 미시경제학의 모든 의사결정체계의 골격을 고루 섭렵한 것이나 다름 없다. 각자 균형파라다임을 적용시켜보고, 실제 경제학책과 비교하여 보자. 암기보다 원리를 파악하는 것이 얼마나 중요한지 실감하게 될 것이다.

(3) 적용

실제로 특정한 모형이 주어진 상태에서 합리성에 도달된 최적화값을 도출하는 내용을 흔히 접하게 될 것이다. 이 때를 대비하여 대표적인 두가지 모형을 통하여 합리성 달성기준을 다시 한번 적용해 보도록 하겠다. 먼저, 소비자이론에서 다음과 같이 구체적인 모형이 주어졌다고 하자. 가용한 예산은 1000원이다.

목적 : 예산 제약하에서 효용극대화(만족극대화 경제원칙)

의사결정체계 대상(X, Y) : X, Y라는 소비재

(소비자) 수익정보(TRI) : TRI = U = U(X, Y) = 2XY

비용정보(TCI) : TCI = I = PxX + PyY

단, U(X, Y) = 2XY, I = 1000원, Px = 2, Py = 1

제약하에서 합리성이 달성되어야 하기 때문에 다음의 두 가지 조건이 동시에 만족될 때 효용이 극대화된다. 효용이 측정가능하므로 합리성 달성기준은 어느 것을 사용해도 좋다.

예산제약 : I = 1000 = 2X + Y

합리성 달성기준 : 2Y/2 = 2X/1 (합리성 달성기준 ② 적용)

MRSxy = Y/X = 2/1 = Px/Py (합리성 달성기준 ③ 적용)

위 두 식을 연립해서 풀면, X = 250, Y = 500, 극대화된 효용 = 2*250*500이 된다.

이번에는 기업의 비용극소화원리에서 최적값을 도출해 보자.

목적 : 생산량 제약하에서 비용극소화(비용극소화 경제원칙)

의사결정체계 대상(N, K) : N, K라는 투입요소

(생산자) 수익정보(TRI) : TRI = Q = Q(N, K)

비용정보(TCI) : TCI = TC(자본금) = PnN + PkK

단, 목적 생산량 Q = 10000단위, Q(N, K) = 2NK, Pn = 2, Pk = 1이다.

역시 제약하에서 합리성이 달성되어야 하기 때문에 다음의 두 가지 조건이 동시에 만족될 때 비용극소화가 된다. 생산량이 측정가능하므로 합리성 달성기준은 어느 것을 사용해도 좋다.

생산량제약 : Q = 10000 = 2NK

합리성 달성기준 : 2K/2 = 2N/1 (합리성 달성기준 ② 적용)

MRTSnk = K/N = 2/1 = Pn/Pk (합리성 달성기준 ③ 적용)

위 두 식을 연립해서 풀면, X = 50, Y = 100, 극소화된 비용 = 2*50 + 100 = 200원이 된다.

2. 수학적 도출

이제까지 살펴본 결과들을 수학을 이용하여 도출하려면 최적화의 1계필요조건(의사결정대상으로 목적함수를 일차미분하여 0으로 놓고 푸는 것)을 만족하는 값들을 찾으면 된다. 또 최적화의 2계충분조건(1차미분한 점에서 다시 미분하여 부호를 보고 극대 또는 극소를 판정하는 것)은 균형파라다임에 해당된다. 즉, 합리성이 달성되고 균형파라다임이 만족되면 경제이론에서 찾고자하는 극대 극소값이 저절로 도출된다.

방금 전에 구체적인 값을 적용시켜본 것과 같이 제약조건하에서 최적화는 소위 “라그랑제함수”라는 것을 활용하면 쉽다. 하지만, 라그랑제함수를 풀면 결국은 우리가 앞에서 다룬 제약식과 합리성 달성기준이 도출된다.

라그랑제 함수식을 구성하는 방법은 간단하다. 의사결정체계에서 의사결정의 목적을 함수로 표시한 것을 목적함수라고 한다. 또 제약식을 제약조건을 나타나는 식이다. 소비자이론을 예로 들어 보기로 하겠다.

목적 : 예산 제약하에서 효용극대화(만족극대화 경제원칙)

의사결정체계 대상(X, Y) : X, Y라는 소비재

(소비자) 수익정보(TRI) : TRI = U = U(X, Y) = 2XY

비용정보(TCI) : TCI = I = PxX + PyY

단, U(X, Y) = 2XY, I = 1000원, Px = 2, Py = 1

목적함수 : U(X, Y) = 2XY

제약식 : 1000 = 2X + Y

이것을 이용하여 라그랑제식을 구성하면 다음과 같다.

목적함수 제약식을 0으로 만들어서 대입

L = 2XY +& rm λ {(~ 1000~-~2X -Y} )

단, λ는 라그랑제 승수로서 변수(미정계수)이다.

다음으로 라그랑제함수를 각변수(X, Y, λ)에 대하여 일차미분하고 0으로 놓고 연립하여 풀면 최적화 값이 나온다.

Array→ 예산제약식

Array

Array → 합리성 달성기준

 

Economist poem

If you do some acrobatics

with a little mathematics

it will take you far along.

If your idea's not defensible

don't make it comprehensible

or folks will find you out,

and your work will draw attention

if you only fail to mention

what the whole thing is about.

Your must talk of GNP

and of elasticity

of rates of substitution

and undeterminate solution

and oligonopopsony.

Kenneth E. BOULDING

Source : http://kmug.co.kr/board/zboard.php?id=macnews&no=4846

 

이번 주 댈러스에서 열린 QuakeCon 20008에서 id소프트웨어의 창립자 존 카맥은 애플의 아이폰을 모바일 게임 산업의 "새로운 강자"라 찬사하며, id소프트웨어의 아이폰용 게임 타이틀 2개를 개발중임을 밝혔다.

존 카멕은 퀘이크컨 중, "작은 화면과 저장 공간, 제한된 마케팅 방식으로 인해 브랜드로 이어가는(brand-driven) 수밖에 없는 여타의 모바일 플랫폼과 달리, 아이폰은 개발자로 하여금 앱스토어(App Store)를 통해 다양하고 풍부한 설명을 곁드려 마케팅할 수 있는 드문 기회를 제공한다"고 말했다.

게임계의 아이콘인 카멕은 아직 자사에 아이폰을 위한 게임이 없음에 다소 실망(disappointed)했지만, 현재 두 가지의 게임; "통상적 모바일 게임"(conventional mobile game)과 "아이폰의 그래픽 능력의 극한에 도전하는 야심찬 게임"(more ambitious in that it will test the limits of the iPhone's graphics capabilities)을 개발하고 있음을 밝혔다.

카멕은 아이폰의 그래픽 메모리가 잠재적 제약 요소라 본다고 했지만, 아이폰의 SDK의 직관성에 대해서는 칭찬했다. 그는 아이폰의 하드웨어 성능이 세가 드림캐스트와 동등하고, 소니의 플레이스테이션 2나 마이크로소프트 엑스박스 오리지널과 엇비슷 할 정도라 설명했다. 포터블 게임기기와 비교에서는, 아이폰이 "NDS와 PSP를 합친것 보다 낫다"(more powerful than a NDS and PSP combined"라고 부언했다. 또, 판매가의 70%를 개발자에게 지급하는 애플의 수익 배분 체계 역시 아이폰 플랫폼의 장점임을 언급했다.

이로써 카멕은 아이폰이 모바일 게이밍의 완전한 답(definitive answer)는 아니라 생각한다는 것을 보였다. 물론 기기의 판매량이 상당하고 이전보다 훨씬 많은 사람들을 모바일 게임으로 이끌겠지만, 그는 아이폰이 세계 시장을 점유할 정도로 많이 팔릴 것이라 예측하진 않은 것이다.

또한 카멕은 아이폰이 모바일 게이밍을 주도할 것이냐에 대한 답은, 애플이 꾸준히 게임쪽을 지원할 것임지원할 것이냐에 달렸다고 덧붙였다. 애플이 지적사항들에 보인 미온적 태도는 id와 애플간의 관계에 기복을 만들었기 때문이다.
카멕은 "애플은 잡스의 키노트에 날 섭외하려 할 때 특히 우리 비위를 잘 맞춰준다. 하지만 키노트가 끝나면, 바로 날 냉대한다."라 말했다.

이는 그가 애플에 맥과 아이폰 게임 시장을 세우려고 "시도하는" 몇 몇 사람이 있음을 알고있다는 것을 의미한다.

프레임인가? 노프레임인가?

디자인을 기획하다 보면 제일 처음 부딪치는 문제가 프레임문제 입니다.

과연 프렝임을 써야할 것인가? 안써야 할 것인가? 만일 쓴다면 어떻게 써야 할 것인가? 정답은 "상황에 맞도록 써야"한다 입니다.

그럼 프레임의 장단점에 대해 알아 보겠습니다.

프레임은 한번 사용하면 나중에 없애거나 또는 다시 넣거나 하는 일이 쉽지 않습니다. 만일 꼭 해야한다면 사이트의 대부분을 수정해야 하며 여간 번거로운 일이 아닐 수 없는데..

처음부터 정말 잘 결정하셔서 사용하십시오..

그럼 우선 프레임을 사용하는 경우 부터 설명하지요..

 

프레임을 사용하면 좋은 점은

첫째, 메뉴 구성이 쉬워 집니다.

특히 메뉴가 기본 메뉴가 있고 그 각각의 메뉴에 또 서브 메뉴가 딸려 있고 그 밑에 또 있고 한 경우 우선 상단 프레임에 기본 메뉴를 고정시키고 그 메뉴에 따라 좌측 프레임으로 하위 메뉴를 두고, 좌측 메뉴를 또 풀다운 형태로 들어 간다면 어지간한 메뉴들이 쉽게 들어가진다는 잇점이 있습니다.

둘째, 본 페이지에서 클릭이 일어 날 때 다른 프레임을 읽지 않아 속도에 조금 효율을 가져 올 수 있습니다. 만일 상단 좌측 우측 3개의 프레임을 사용하고 우측에서 링크를 넘어 갈 때 우측프레임만 바뀐다면 상단과 좌측이 고정되어 있어 우측 창만 열어오면 되므로 그만큼 트레픽이 적게 걸린다는 거죠..

또한 프레임을 수정할 때 한번만 수정하면 되니까 또한 인력관리상 편리 하죠..

그럼 꼭 프레임을 써야 할 까요.. 그렇지는 않아요..

프레임을 사용하면 불편한점은

첫째, 메인 화면이 작아집니다. 프레임이 자기들 영역을 고정적으로 잡아먹고 있으니, 내용이 나오는 화면이 작아질 수 밖에요.. 스크롤바를 아래로 당겨봐야 프레임 부분은 여전히 나타나고 좀 답답하죠?

둘째, 내가 디자인할때 고려한 화면크기가 아닌 화면크기 특히 작은 크기의 화면에서 사이트를 볼때 큰 문제가 발생합니다. 만일 이런 경우를 위해 프레임에 스크롤 바를 자동으로 생성되도록 설정할 수도 있지만 이런 경우 화면 여기저기 스크롤바가 생겨 안그래도 작은 화면에 볼썽 사나운 것들이 여기저기 어지럽혀지죠..

그나마 스크롤바가 안나오면 메인창이 아닌 다른 창의 가려진 부분을 볼수도 없지요 물론 마우스를 누른 상태에서 끌어당기면 억지로 볼수야 있지만 사용자를 위한 배려를 봤을 때 정말 못할 일이죠..

우리가 생각하는 것보다 작은 창을 쓰는 사람이 아직도 많아요.. 특히 인터넷 TV에서 보려면 죽음이죠.. (TV는 최대해상도가 600*480이랍니다).

셋째, 운영하다보면 많이 귀찮은 부분이긴 한데 특정페이지를 링크걸어야 할 때 그 페이지만 링크를 걸어놓으면 프레임부분이 안나타나 어느 사이트의 어느 부분인지도 모르고,, 그런 링크가 있을 때마다 프레임페이지를 새로 만들어 링크를 걸어야 하는 귀찮음이 있지요..

또 있어요.. 한페이지에서 상위프레임 또는 다른 프레임으로 링크를 걸며, form, request를 보낼 때 프레임 페이지를 거치게 되면, 한번 튕겨줘야 하는 부담이 또 생기죠..

물론 이런 부분들을 다 고려하고도 프레임은 필요한 HTML의 기능이 아닐 수는 없지요.. 다음은 프레임을 안쓸 때를 한번 생각해 보지요..

 

이번에는 프레임을 안쓰고 페이지를 구성하는 경우를 한번 볼까요..

좋은 점은 프레임을 사용할 경우의 단점을 극복할 수 있다는 겁니다.

일단 첫째 창이 넓어 지지요.. 특히 아래로 긴 글이나 내용이 있을 때 우측 스크롤을 쓰면 상단 메뉴가 올라가 버려서 전체창을 내용을 보는 데 사용할 수가 있습니다. 그래서 신문사이트나 검색엔진에 프레임을 쓰는 경우는 찾기 힘들지요.. 이런 이유가 있기 때문입니다.

또한 작은 화면에서 보는 사용자도 아래와 우측 단 두개의 스크롤바로 모든 화면을 볼 수가 있지요..

또한 각각의 페이지에 자유롭게 디자인을 가미할 수도 있지요.. 프레임에 얽메이지 않고 자유롭게 프레임이 있는 경우 프레임과의 어울림을 생각해 디자인에 좀 억제가 가해지죠? 물론 그게 편한 경우도 있지만..

단점은요..??

메뉴구성을 할 경우 (모든 사이트가 메뉴를 가지고 있지요..) 모든 페이지에 다 만들어 주어야 한다는 거죠.. 우와!! 이런 일이 그 짓을 어떻게 하냐구요..

물론 방법이 없는 것은 아니죠.. 일반적으로 화일 삽입을 쓴답니다. 상단메뉴 좌측메뉴 또는 공통적으로 필요한 요소들을 하나의 화일로 만들어 놓고 화일 삽입을 사용하죠..

많이 보완이 되기는 하죠... 하지만 모든 페이지를 불러 올 때 마다 똑같은 것을 또 읽어들이는 쓸데 없는 트레픽을 늘리기도 하지요.. 어떤사람은 어? 브라우져 캐시에 저장되니까 관계없어요.. 그건 맞는 말이에요.. 하지만 사이트를 이용하다보면 많은 부분 새로고침을 시도하게 되고 이런 경우 프레임이 있다면 고 프레임만 새로 고침하지만 프레임이 없는 경우는 모두 다시 불러 오게 되죠..

실제로 비슷한 사이트와 비슷한 클릭수를 비교할 때 프레임이 있는 경우와 없는 경우 트래픽은 아무래도 프레임이 없는 경우가 너 많답니다.

그리고 프로그램 수정시 삽입화일이 들어 있으면 전체 로직 또는 삽입화일에 들어 있는 프로그램 로직을 모르고 수정하는 경우 정말 힘들어 지죠..

 

장문의 두서없는 글을 읽어 주셔서 대단히 감사합니다.

그래서 결론은 만들려는 사이트가 어떤 곳에 적합한 가 잘 판단한 뒤 신중하게 프레임을 선택하여야 한다는 겁니다.

참고로 본사이트는 강좌가 많아 내용이 길어지는 경우가 자주 발생하죠. 그래서 귀찮음을 무릎쓰고 프레임을 사용하지 않은 경우이구요.. 사이트마다 그 특색에 따라 사용하시면 되요.. 그래도 잘 선택이 되지 않으신다구요.. 그럼 저한테 전화를 주시던지(농담입니다.) 가장 비슷한 종류의 사이트 중 가장 잘 된 사이틀 몇군데를 둘러보세요.. 그리고, 화면은 600*480에서도 보시구요.. 800*600에서도 보시구요.. 그럼 선택기준이 잡히실 겁니다.

너무 예쁜 디자인에만 현혹되지 마세요.

사이트는 디자인이 물론 중요하지만 전부는 아닙니다요.

사이트를 운영하다보면 예쁜 디자인 보다는 실용적인 디자인에 더 사람이 많이 온다는 사실을 알게 되실 겁니다. 야후 디자인 한번 보시죠..

그리고 한가지만 더 사이트 제작의 편리성도 중요하지만 사용자가 사이트를 이용하는 데 편리함을 주는 데 우선을 두고 생각하셔야 해요..

그럼 담에 뵙죠.. skyoh였습니다.

Source : http://www.zdnet.co.kr/news/spotnews/network/router/0,39040088,39169548,00.htm

 

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주니퍼네트웍스(이하 주니퍼)가 하나로텔레콤에 코어급 라우터 T-시리즈를 공급했다고 4일 밝혔다.

그동안 코어급 라우터는 시스코 제품만 사용해 온 하나로텔레콤이 주니퍼 제품을 선택한 것은 이번이 처음이다.

하나로텔레콤은 IPTV와 멀리플레이 사용자와 함께 늘어난 트래픽을 처리하기 위해 네트워크 용량 증설이 불가피했다. 이에 대대적인 인프라 교체 없이도 테라빗 용량 업그레이드가 가능한 주니퍼 T-시리즈를 선택했다.

주니퍼 T-시리즈는 현재 T320, T640, TX-Matrix, T1600 등으로 구성됐으며, 단일 OS '주노스'를 탑재해 일관된 운영성능을 보인다.

강익춘 주니퍼 지사장은 "IPTV와 같은 최신 IP 서비스 증가에 따라 T-시리즈의 수요는 더욱 늘어날 것"이라고 밝혔다.

Source : http://www.parkoz.com/zboard/view.php?id=aving&no=4564

 

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인텔이 3일부터 7일까지 대만 타이페이에서 열리는 컴퓨텍스 2008에서 아톰 프로세서를 탑재한 2세대 클래스메이트 PC를 전시했다.
이 제품은 학생들을 위한 교육용 저가격 넷북으로 인텔의 저전력CPU인 아톰을 탑재했으며 해상도 1,024*600인 8.9인치 디스플레이를 장착했다. 또한 액체유입 방지기능을 채용한 키보드와 터치패드를 탑재에 무선랜 기능을 지원하며 배터리 사용시간은 4.5~6.5시간이다.

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< AVING Special Report Team for 'COMPUTEX TAIPEI 2008': Min Choi, Jason Lee, Sophia Gwak, Abe Shim, Rachel Ji, Shwan Park, Risa Koo >

Source : http://media.daum.net/digital/internet/view.html?cateid=1048&newsid=20070313104704942&cp=betanews

 

[베타뉴스 김세진 기자]

하드디스크의 안정성을 판단하는 기준인 평균 무오류 동작 시간(MTBF)이 상당 수준 과장됐다는 연구 결과가 나왔다.

카네기 멜론 대학은 여러 제조업체들의 하드 드라이브 10만 개를 대상으로 인터넷 서비스 공급업체, 대규모 데이터 센터 등의 실제 사용 환경과 자체 실험실에서 다양한 작업 조건을 적용해 테스트를 진행한 결과 하드 디스크의 오류 발생률이 제조사 지정 MTBF에 비해 최대 15배 높게 나왔다는 보고서를 발표했다.

보고서에 따르면 현재 제조업체들의 MTBF는 현실성이 크게 떨어진다. 씨게이트 치타 X15 시리즈를 예로 들면 제조사 MTBF는 150만 시간인데, 이는 평균적으로 171년 동안 문제가 발생하지 않는다는 의미다.

그러나 카네기 멜론 대학 연구진은 "사용자가 기대할 수 있는 적절한 MTBF는 9 ~ 11년"이라고 밝혔다.

또한 이번 연구에서는 SATA와 SCSI, FC(파이버 채널) 드라이브 간의 수명 차이도 미미한 것으로 드러났다.

일반적으로 SCSI나 FC 드라이브 구매자는 안정성과 긴 보증 기간, 높은 MTBF 등급을 믿고 기꺼이 더 높은 비용을 지불하는데, 실험 결과 이러한 고급 드라이브의 수명이 일반적으로 사용되는 SATA 방식 드라이브와 비슷한 것으로 나타난 것.

연구진은 보고서에서 "SATA 디스크의 교체율이 SCSI 또는 FC 디스크의 교체율보다 높지 않았다"며 "이는 디스크의 교체를 유발하는 요인이 디스크 방식보다는 다른 요인, 즉 동작 조건이나 사용 형태, 환경적 특징에 있음을 시사한다"고 밝혔다.

연구 결과에 따르면 드라이브 오류에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 사용 기간인데, 대개 5 ~ 7년 후부터 오류 조짐이 나타나기 시작하며 이 기간이 지나면 평균 오류율(AFR)이 급격히 상승한다. 드라이브의 교체율도 매년 2%에서 높게는 13%까지 나타났다.

카네기 대학 컴퓨터 과학 부교수인 가스 깁슨은 "이번 연구는 MTBF가 드라이브의 품질을 판단하는 기준으로 신뢰할 수 없다는 사실을 보여 준다. 또한 (MTBF가 더 낮은) SATA 드라이브가 SCSI 또는 FC 드라이브에 비해 신뢰성이 떨어진다는 근거도 발견되지 않았다"고 말했다.

카네기 연구진은 결국 어떤 드라이브를 사용하든 중요한 데이터에 대해서는 백업 수단이 필요하다고 강조했다.

[컴퓨터정보사이트 베타뉴스 www.betanews.net]

Source : http://www.zdnet.co.kr/news/network/security/0,39031117,39169222,00.htm

 

앞으로 인터넷 뱅킹 시에는 '인터넷 익스플로러'나 '파이어폭스'가 아닌 별도 브라우저를 사용해야 될지도 모른다.

안철수연구소는 은행이나 증권사 등 온라인 금융 거래 시 해킹으로 인한 정보유출을 차단하는 보안 브라우저 '안랩 온라인 시큐리티 시큐어 브라우저'를 27일 발표했다.

■ 별도 메모리 사용해 해킹 차단

이 제품은 사용자가 웹으로 뱅킹이나 증권 거래를 할 때 보안성을 강화한 별도 ‘보안’ 브라우저가 팝업 형태로 뜬다는 것이 주 내용이다. 곧, 앞으로 안랩과 계약을 맺은 은행 사이트에 접속하면 이 브라우저가 자동으로 실행되며, 뱅킹 이외에 다른 용도로는 사용할 수 없다(안랩은 아직 이번 서비스를 계약한 은행이 없다).

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◇사진설명 : 인터넷 뱅킹을 선택하면 별도 보안 브라우저가 뜬다.

안랩은 이 브라우저가 기존 인터넷 뱅킹의 취약점을 상당수 보완했다고 주장한다. 실제로 기존 인터넷 뱅킹 시스템과 비교해보면 '해킹 원천 방어'를 위해 생소한 기술을 적용했음을 알 수 있다. 특히 브라우저가 사용하는 메모리에 해킹 툴이 접근할 수 없다는 것이 큰 이점이다.

구체적으로 이 보안 브라우저는 익스플로러와는 달리 해킹 툴은 물론, 허가 받지 않은 SW가 접근 할 수 없도록 별도 메모리를 사용한다. 액티브엑스로 설치되는 SW도 은행과 미리 협의가 된 것 뿐이다. 인터넷 뱅킹 이외에는 사용할 수 없는 것도 이 때문이다. 또 웹이 아닌 별도로 동작하는 뱅킹 또는 HTS의 경우 보안 브라우저 없이 프로그램 자체를 보호한다.

이는 기존 인터넷 뱅킹과는 근본적으로 다른 방식이다. 인터넷 익스플로러를 사용할 때는 그 메모리에 해킹 툴이 사용자 몰래 설치돼 정보를 조작해왔다.

이에 금융권에서는 E2E(End-to-End : PC와 네트워크가 연결되는 지점 간) 방식을 널리 사용하지만 분명 한계가 있다. E2E는 PC로 입력한 값을 암호화해 금융 서버로 전달하는 방식인데, 암호화 전 메모리를 해킹해 입력 값을 조작할 경우 대책이 없기 때문.

안랩 김홍선 CTO는 "E2E 암호화가 대문은 활짝 열어둔 채 금고만 숨기는 것이라면 보안 브라우저는 대문 자체를 열 수 없도록 하는 것"이라고 설명했다.

■ 세계 최초 기술…해외 시장 기대

안랩 주장에 따르면 이 보안 브라우저 기술을 국내는 물론, 세계에서도 최초로 개발된 것이다. 때문에 안랩은 좁은 국내 시장을 넘어 해외 금융권을 포괄적으로 공략할 계획이다.

그 일환으로 안랩은 이 제품의 스페인어와 포르투갈어 버전을 우선 준비하기로 했다. 이는 최근 안랩이 성공사례를 내고 있는 멕시코와 남미 금융권 영업 강화 움직임과 연관이 깊다.

국내에서는 기존 ‘온라인 시큐리티’ 고객사인 우리은행, 농협, 미래에셋 등이 안랩의 우선 타깃이 될 전망이다.

김홍선 CTO는 “일반 사용자가 감지할 수 없는 메모리 해킹은 반드시 풀어야 할 숙제”라며 “금전 거래가 이뤄지는 모든 인터넷 업계에 보안 브라우저를 공급할 것”이라고 밝혔다. @

 

 

확실히, 근본적인 해결책은 아니더라도, 훌륭한 생각이다.

브라우저 종속이 아닌, 새로운 브라우저를 만든다는 이야기니까.

하지만.. 거대공룡 유럽과 미국을 공략하기는 좀 힘들어보인다..

Source : http://www.zdnet.co.kr/news/digital/0,39030978,39169202,00.htm

 

삼성전자가 세계 최고속도의 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)를 개발했다.
삼성전자는 26일 대만에서 개최한 제5회 '삼성 모바일 솔루션(SMS) 포럼 2008'에서 PC 인터페이스(SATA2)를 적용한 SSD로는 세계 최대급 용량이면서, 동시에 세계 최소급 두께인 2.5인치급 MLC 기반 256GB SSD를 선보였다.
일반적으로 MLC 낸드는 SLC 낸드 대비 속도와 신뢰성에서 열세이나 이번 제품은 성능과 신뢰성이 SLC 기반과 동급이라는 설명.

이 제품은 특히 읽기속도 200MB/s, 쓰기속도 160MB/s 로 256GB SSD 중 최고 수준 읽기와 쓰기 속도를 가지고 있으며 HDD 대비 2.4배 이상 고속 구현이 가능해 기대를 모으고 있다.
이미 삼성전자는 이 제품으로 현존 최대 용량의 범용 노트북 내장 HDD를 1:1로 대체 하는데 성공했다. HDD 탑재 노트북이 가진 소음, 속도, 무게, 발열, 충격 등의 문제를 상당수 해결 한 것이다.
삼성전자 관계자는 "256GB SSD 개발로 노트북도 바야흐로 "2G(세대) 노트북 시대를 열었다"며 "이는 카세트테이프에서 MP3로 진화한 것과 비견될 혁명적 변화"라고 설명했다.
삼성전자는 또 이번 SSD 신제품으로 PC는 물론 서버 등 기업시스템 시장도 동시에 공략키로 했다. 현재 미국, 일본 등의 10여개 PC·서버업체들과 SSD 공급을 위한 활동을 시작했다.
아울러 오는 7월 128GB SSD를 생산하고, 256GB 제품도 연내 양산하면서 시장 점유율 확보에 박차를 가할 계획이다. @

Source : http://www.parkoz.com/zboard/view.php?id=aving&no=4387

 

아이고(aigo)가 21일부터 25일까지 중국 북경에서 개최되는 '2008 북경하이테크엑스포(CHITEC 2008)'에서 글씨를 읽어 주는 '아이고펜(aigopen)'을 선보였다.

< AVING Special Report Team for 'CHITEC 2008': Min Choi, Jason Lee >

[모바일/전자액자/기타]  2008/05/23 Fri 이승현 |

[공식기사제공] http://aving.net/atc/read.asp?c_num=87281&Branch_ID=kr