프랑스의 암페어(A.M Ampere)가 도선(導線)에 흐르는 전류(電流)에 의해 자계(磁界)가 형성(形成)됨을 입증하였고, 영국의 파라데이(Faraday)는 자계에 의하여 전계(電界)가 형성되는 전자유도법칙(電磁誘導法則)을 발견하였으며, 그후 1864년 영국의 맥스웰(J.C.Maxwell)이 암페어와 파라데이의 전자유도법칙이 성립함을 입증하여 전류와 자계에 의한 상호(相互) 연관성으로 전자파(電磁波)가 존재함을 결론지었다.

1888년 이를 연구하던 독일의 헤르츠 (Heinrich Herhz)는 스파크 방전(妨電)을 이용하여 전자파가 발생함을 실험적으로 증명하였다. 우리가 사는 지구는 표면이 곡면이기 때문에 직진하는 성질을 가진 전자파는 원거리까지 전자파의 도달이 불가능할 것 같았으나 지구의 상층에서 반사되어 전파(傳播)가 가능하였다.

전자파 발생에 관해서는 역사적인 연구와 발전 과정 및 정립에 많은 사람이 기여하였고 이를 토대로 한 안테나 이론이 정립되며 안테나를 해석하게 되었다. 1930년에는 초단파에 의한 통신에 이용되는 스로트(slot) 안테나가 개발되고 2차 세계대전으로 인하여 높은 이득 (利得)을 얻을 수 있는 안테나가 필요하게 되자 파라볼라(parabola) 안테나와 렌즈(lens) 안테나가 개발되었으며 이것이 레이다(radar)에도 이용하게 된다.

여기서 레이다 개발을 위하여 안테나 공학에 대한 연구가 시작되었고 현재의 통신시스템이나 우주항공분야에도 널리 이용되고 있는 것이다. 특히 통신분야는 마이크로파 영역에 이르는 높은 주파수대까지 통신을 효과적으로 처리하기 위해 크게 이용되고 있다.

일반적으로 이용되는 안테나의 실태는 우선 가정에서 사용하는 TV에 직접 설치를 요하는 VHF대 안테나와 UHF대 안테나를 들 수 있다. 우리나라의 경우 1960년대 흑백 TV가 등장하면서 가정이나 만화가게 등에서 일본 동경올림픽의 중계방송과 프로레스링, 프로권투와 같은 빅게임을 시청할 수 있었던 기억이 아직 생생하다.

그때 그 시절만 해도 안테나의 위력이 어떤 것인 줄 잘 몰랐을 시절이었으므로 이는 안테나 공학이 생소했었기에 당연하다. 또 광석라디오를 만들고 진공관 라디오 트랜지스터 라디오를 만들어 집 지붕 위에 빨랫줄 모양 같은 안테나를 설치해 놓고 이를 손수 제작한 라디오에 연결한 뒤 바리콘(주파수분리기)을 조절하여 방송을 들으며 신기한 마음에 밤잠을 설친 적도 있었다. 바로 이러한 선형(線型) 안테나(다이폴 안테나;Dipole Antenna)는 요즈음 거의 사라졌으며 방송국 같은 특수용도 외에는 이용하지 않는다.

TV방송을 시청하기 위해 설치하는 VHF, UHF대 안테나도 이제 서서히 사라지고 있는 실정이다. 왜냐하면 유선방송중계소가 생겨나고 CATV방송센터가 설립되면서부터 안테나를 설치할 필요가 없게 되었기 때문이다. CATV는 고감도안테나로 수신한 각 방송국 또는 외국의 방송신호를 동축 케이블과 같은 광대역 전송로를 통하여 각 가정의 TV수상기에 분배하는 방식으로 이루어지고 있으며 이것은 1949년 미국 오래곤주 아스트리아 지방에서 처음 컴뮤니티 안테나(Community Antenna) TV로 시작된 것으로 문헌에 기록되어 있다.

그 후, CATV는 TV방송 보급 외에 넓은 주파수 대역을 이용하는 특징을 갖는 쌍방향 기능으로 컴퓨터를 연결, 다양한 서비스와 지역사회에 정보매체로 주목받게 된다. 시청자들은 우선 선명한 화면, 다양한 채널에 많은 정보를 얻고 욕구충족을 갖게 되었으며 특히 도시주민들에게 더욱 쉽게 다가서게 된다. 그리고 기존 방송국들의 특별한 토픽뉴스, 빅스포츠 게임 중계를 제공하는 것 등에 매료를 더해준다.

또 수신전파장애로부터 극복할 수 있는 수단으로 커버가 되는 것도 한 이유이기 때문으로 여겨진다. 그러나 산간도서지방 같은 난시청지역에는 거리상 멀다는 이유와 경영상의 이유로 설치를 하지 않는, 또는 못하는 경우가 있어 전 국민대상의 방송매체는 못되는 흠이 있다는 것이다. 그러나 종합유선방송은 공중파 방송 또는 직접위성 방송과 함께 미래의 방송시대를 이끌어 나갈 매체인 동시에 자체방송, 원격검침, 방범, 홈쇼핑, 홈뱅킹 등 사회적 흐름에 부응하고 있는 것만도 사실이다. 특히, 위성을 이용해서 전국적인 라인을 연결, 구성하여 정보화 사회에 일익을 담당하며 새로운 미디어로 정착해가고 있다.

서비스내용으로는 앞서 말한 TV공중파 방송의 재송신, 스포츠 전용프로 방송, 뉴스 전용프로 방송, 음악 전용프로 방송 등의 전문성 프로그램과 유료방송서비스 즉, 오락(바둑, 패션, 영화 등)채널 등의 전문적인 프로그램들이다. 그러나 자가 안테나 설치에 관한한 이러한 다양한 프로그램을 충족시키기란 불가능하다. 일부 공중파 기본 방송 채널만을 접할 수 있는 기회밖에 없기 때문이다.

CATV의 경우 우리나라는 채널번호 2번부터 시작하여 61번 채널까지 무려 총 60여개(일부 장애 대역 제외) 채널 중 군통신 및 각종 주요 통신을 제외한 채널을 시청할 수 있는 것에 비하면 안테나를 통한 일반공중파 방송시청과는 비교가 되지 않기 때문이다.

그래서 공중파 안테나 제조업체들의 약점이 크게 부각됨으로써 실용성이 떨어지고 반향심도 대단한 것 또한 사실이다. 많은 안테나 생산업체가 거의 일손을 놓게 되고 문을 닫게 한 경우도 한 몫한 것 같다.

이 때문에 어쩔 수 없는 상황이긴 하나 직접 관련이 있는 생산업체나 간접적으로는 유통업체의 경제적 타격도 이만저만이 아닌 것 같다. 더군다나 기현상으론 작금의 안테나 제조생산업체에선 오히려 태풍, 폭설과 같은 기상이변과 자연재해가 일어나는 때에 발 맞추어 기사회생이라도 하듯 반짝 생산에 부응하는 것이 참 웃지 못할 현실이라 한다. 이에 대한 대책은 없을까? 영세중소기업들의 고민인 것이다.
그렇다면 때맞추어 변신의 방법을 찾을 길은 없을까?

우리나라의 경우도 대부분 이와 같은 주파수 대역을 사용하는 중계유선방송, CATV 등의 주류가 성행하고 있으며 전국적으로 가입자가 약 400만 정도인 것으로 추정된다. 그렇지만 실질적으론 CATV인 경우 지금까지 국내에선 공중파 방송 수신이 제대로 되지 않는 난시청지역에서 그 약점을 타개하기 위하여 또는, 그 외 불편한 수신을 이유로 지역사회에 밀착되어 TV방송 프로그램을 공급하는 것으로만 알고 있다.

다시 말해 동축케이블이나 광케이블 등의 유선을 통하여 한정된 지역내의 가입자들에게 공급하는 것만을 생각하고 있으나 동축 또는 광케이블을 포설, 가공전주 등을 이용 CATV사업자와 가입자 사이가 연결되어야만 TV방송 프로그램을 공급하는 것만은 아니다. 특히 CATV사업자는 동축케이블이나 광케이블을 새로이 시설하는데 엄청난 비용이 소요되고 있는 것이 분명하다.

미국의 경우는 지하매설 공사비만 1피트당 250만 달러가 소요된다 하고, 캐나다에선 500가구 이하되는 소규모지역에서는 경제적인 이유로 케이블 시설비용과 지지대의 임대비용이 과다한 이유로 시설사업 자체를 시도하지 않는 경우를 들 수 있다. 더군다나 인구분포가 적고 거리가 먼 지역, 산천벽지 등 인구가 분산된 지역 즉, 시설비가 많이 드는 지역에서의 사업은 아예 시도하지 않는 것도 사실이다.

그러나 케이블 등의 유선을 이용하지 않고 공간을 이용하는 전파 즉, 극초단파 통신기술을 응용하면 앞서 말한 비경제적인 상황을 극복할 수는 있다. 케이블 같은 유선상의 복잡성을 단순하게 해결한다는 것이다.

미국은 다채널 극초단파 서비스(MMDS:Multichannel Microwave Distribution Service)를 1950년에
교육 방송용으로 시작하여 그 편리한 방송시스템을 인정받고 이를 확인한 많은 다른 국가에서 현재 이용되고 있다.

이것을 토대로 접근을 해보면 초기 사업자에겐 경제적으로 유리한 점이 많다. 인구에 따라 송신시설의 출력을 조정하여 경제적인 면을 고려하면 더욱 효과적인 것이다. MMDS는 보통 반경 40km까지 커버할 수 있으며 출력은 10w∼수백w 정도, 또는 반경 5km∼10km 정도까지 커버할 수 있는 곳은 0.1w∼10w 정도의 출력시스템으로 구분하여 시행하면 효율적인 것이다. 다시 말해 고출력, 저출력 시스템의 두 종류로 시스템을 갖는 것이다.

이러한 측면을 고려해볼 때 작금의 공중파 안테나 사업자의 자체 변환이 필요하다. 안테나 시스템의 존재 목적은 원하는 서비스 지역에 양질의 많은 TV신호를 적절하게 전자파 방사를 보내는 데 목적이 있으므로 CATV시스템을 원망하기보다는 오히려 MMDS 즉, 다채널 CATV 시스템을 구성하고 그 부품의 중요한 하나인 안테나를 잘 구성하는 게 좋을 것이다.

그러나 잘못 설계된 안테나 시스템을 사용하면 아무리 좋은 장비를 구성하고 있더라도 결과적으로 송신상태는 신통치 않으므로 신중을 기해야 한다.
안테나 시스템은 안테나, 결합회로, 휘더 및 지지대로 구성하고 철탑을 사용하여 건물옥상에 설치하면 좋을 것이다. 가입자는 안테나, 주파수변환기, 컨버터 또는 해독기로 구성되며 다세대 주택건물은 하나의 안테나, 주파수변환기만 있으면 되고 각각의 가정수신해독기에 일임하면 된다.

앞서 언급한 것과 같이, 안테나 사업자들의 변신을 유도하면서 초기 사업을 할 경우 가입자수가 적은 지역, 유선시설을 하기 어려운 지역 등에는 기존 CATV 기술 같은 방송사업은 경제적인 부담이 크므로 MMDS 기술을 이용한다면 적은 부담으로 우리나라와 같은 지형적 여건에서 CATV와 같은 양질의 방송을 이루리라 본다. 특히 앞으로 정부 시책의 일환인 주파수 자원 개발 측면에서는 극초단파 주파수대에서 mm-파 대의 주파수를 할당하여 시도해 보는 것도 좋을 것이다.

우리나라의 경우 CATV에 대한 문제점이 많이 대두되고 있다. 앞서 60년대의 TV시대가 등장하면서 70년 중반부터 많은 TV가 공급되고 난시청 해소를 위하여 CATV가 처음 실시되면서 한 때는 무허가 영세업자에 의한 소위 유선 방송업이 성행하여 비정상적인 방법으로 운영되어 온 것도 사실이다.

제대로 정착한 국내 CATV보급의 허가 현황에 의하면 82년부터 꾸준히 증가하고 있다. 그러나 기술적 문제점도 있다. 자가 CATV시설은 대기업을 중심으로 기업체, 학교, 병원 등에서 음악 및 교육 자체 프로그램이 송신되고 있고 어떤 전문 프로그램 업체가 없는 실정에서 단순 비디오 테이프 방영만 하는 것에 그치는 곳도 있는 것이 문제이다.

CATV망은 기존의 전기통신망에 비해 고품질, 광대역의 서비스가 가능하다는 장점을 지니고 있지만 교환형 서비스 제공을 하는 전기통신망과는 서비스의 구성방식, 기술에 많은 어려움이 있다. 상호보완적인 장·단점을 살려 광대역 서비스를 하기 위해 개발된 것 중 B-ISDN망(Broadband-Integrated Service Digital Network)을 들수 있는데 결국은 CATV도 이 B-ISDN망을 이용하는 서비스가 될 것이다.

그러나 기술적인 문제는 이미 극복되고 있으나 현실적으론 적용하기 위한 경제적 여건 조성 문제가 가장 크다.
CATV서비스가 사람들에게 편리한 영상정보전달은 가능하나 상당한 유료정보서비스이므로 투자비가 크다는 점과 그 수요자에 대한 예측과 분석을 철저히 하여야만 투자자와 수요자에게 경제적 영향을 효율적으로 공급 또는 수요가 뒤따를 수 있기 때문이다.

특히 CATV망 구성은 향후 서비스 체계를 생각하여 B-ISDN 연구개발을 정보통신부 주관으로 한국통신에서 HAN(Highly Advanced National) 프로젝트의 일환으로 1996년에 완성, 97년에 시범서비스를 거쳐 2000년부터 상용서비스를 이미 제공한 것으로 알고 있으며 2001년 올해까지 모든 연구개발이 완성될 것으로 이미 발표, 수립되었다.

현시점에서 영상서비스에 대한 수요가 증대하는 추세에 이를 방치할 수 없으므로 공급이 다양한 서비스에 대한 대책도 세워야 하고, 증대해 가는 CATV 공급계획 수립과 아울러 정보화 사회에 대처하는 핵심적 서비스 기술개발 연구에 더욱 매진해야 한다. 더불어 종합적인 Network Engineering 기술 연구와 각종 서비스들에 대한 수요예측, 분석이 뒤따라야 하며 이에 대한 국민적 공감대가 형성되기를 기대해 본다.

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