셋톱박스

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1. 개요

셋톱박스는 텔레비전 신호를 수신하고 처리하여 시청자에게 제공하는 장치이다. 한국에서는 1990년대 후반 케이블 TV의 보급과 함께 도입되었으며, 디지털 방송 시대를 거치면서 IPTV 셋톱박스가 주류를 이루게 되었다. 셋톱박스는 신호 수신 및 처리, 채널 변경, 녹화, VOD, EPG, 부가 기능 등을 제공하며, 방송 플랫폼 및 기능에 따라 케이블, IPTV, 하이브리드 셋톱박스 등으로 구분된다. 셋톱박스 시장은 주요 사업자와 제조사 간 경쟁이 이루어지고 있으며, 에너지 소비 및 임대료 문제에 대한 논쟁이 존재한다.

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셋톱박스
개요
종류	전자 기기
기능	텔레비전에 출력하기 위한 신호 변환 장치
기타 이름	셋톱 유닛
영어 이름	set-top box 또는 set-top unit
기술
기본 기능	텔레비전 신호 디코딩
추가 기능	인터넷 연결 스트리밍 서비스 녹화 기능 게임 기능
역사
초기 형태	텔레비전 채널 확장기
발전	디지털 신호 처리 기능 추가
현재	다양한 기능 통합 추세
활용
주요 사용처	가정 케이블 TV 위성 방송 IPTV OTT 서비스
다양한 기능	다양한 미디어 재생, 게임 서비스
관련 기술
관련 기술	TV 튜너 , 디지털 튜너

2. 역사

2. 1. 한국 셋톱박스 도입 및 발전

한국에서는 1990년대 후반 케이블 TV 방송의 확대와 함께 셋톱박스가 도입되기 시작했다. 초기에는 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 기능이 주를 이루었으나, 2000년대 초 디지털 방송이 시작되면서 디지털 셋톱박스가 본격적으로 보급되었다. 2010년대 이후에는 IPTV 서비스가 확산되면서, 양방향 통신과 다양한 부가 기능을 제공하는 IPTV 셋톱박스가 주류를 이루게 되었다. 최근에는 4K, 8K UHD 방송 지원, 인공지능(AI) 기능 탑재 등 셋톱박스 기술이 고도화되고 있다.

2. 2. 유럽의 셋톱박스

유럽에서 셋톱박스는 SCART 접속기를 이용하여 텔레비전이나 VCR과 연결된다. 이 셋톱박스는 유럽의 아날로그 유료 텔레비전(pay TV)에서 사용되며 이전에는 문자 다중 방송(teletext)의 내용을 표시하기 위해 사용되었다. 셋톱 박스의 출력 신호는 SCART의 "fast switching" 기능을 이용하여 입력된 신호와 동일한 형태가 되거나, RGB 컴포넌트 비디오 신호이거나, 아니면 원래 신호에 특정 내용을 첨가한 형식이 되기도 한다. 유료 텔레비전의 경우, 이것은 또다른 리모컨을 사용하지 않아도 되는 이점이 된다.

페이스 마이크로 테크놀로지(Pace Micro Technology) DC757X 셋톱박스

유럽에서는 셋톱박스가 반드시 자체 튜너를 포함하고 있지는 않다. 텔레비전(또는 VCR) SCART 커넥터에 연결된 박스는 세트의 튜너에서 베이스밴드 텔레비전 신호를 받으며, 텔레비전이 반환된 처리된 신호를 대신 표시할 수 있다.

SCART 기능은 유럽의 유료 방송 사업자들이 아날로그 복호화 장비에 연결하는 데 사용되었으며, 과거에는 디코더가 내장되기 전에 텔레텍스트 장비에 연결하는 데 사용되었다. 출력 신호는 입력 신호와 동일하거나, RGB 컴포넌트 비디오이거나, 또는 SCART의 "고속 스위칭" 기능으로 인해 원래 신호에 대한 "삽입"일 수 있다.

아날로그 유료 방송의 경우 이러한 방식으로 두 번째 리모컨이 필요하지 않았다. 현대적인 유료 방송 방식에서 디지털 텔레비전 신호를 사용하려면 디지털-아날로그 변환 단계 전에 디코딩이 이루어져야 하므로, 아날로그 SCART 커넥터의 비디오 출력은 더 이상 암호 해독 하드웨어에 연결하는 데 적합하지 않다. 따라서 DVB의 커먼 인터페이스 및 ATSC의 케이블카드와 같은 표준은 튜너가 장착된 셋톱박스에 대한 대안으로 디지털 신호 경로의 일부로 삽입되는 PCMCIA와 유사한 카드를 사용한다.

2. 3. 미국의 셋톱박스

1962년 전채널 수신기 법(All-Channel Receiver Act) 이전에는 UHF 변환기라고 알려진 셋톱박스가 텔레비전 수상기에 설치되어 UHF-TV 주파수의 일부를 저 VHF 채널로 이동시켜 시청할 수 있도록 했다. 1960년대 12채널 TV가 수년간 사용되었고, 캐나다와 멕시코는 미국보다 신규 TV에 UHF 튜너를 공장 설치하도록 하는 데 더 느렸기 때문에, 이러한 변환기 시장은 1970년대 대부분 존재했다.

케이블 텔레비전은 UHF 변환기 배치에 대한 대안이 될 수 있었는데, 방송이 최종 시청 위치가 아닌 케이블 헤드엔드에서 VHF 채널로 주파수가 이동될 수 있었기 때문이다. 그러나 대부분의 케이블 시스템은 54~890MHz의 전체 VHF/UHF 주파수 범위를 수용할 수 없었고, 대부분의 시스템에서 12개의 VHF 채널 공간은 빠르게 소진되었다. 따라서 추가 채널을 추가하려면 일반적으로 VHF 7번 채널(미드밴드) 아래 또는 VHF 13번 채널(슈퍼밴드) 바로 위의 비표준 주파수에서 케이블 시스템에 추가 신호를 삽입해야 했다.

이러한 주파수는 공중을 통한 비텔레비전 서비스(예: 양방향 무선)에 해당하므로 표준 TV 수신기에는 없었다. 1980년대 후반 케이블 수신이 가능한 TV 세트가 일반화되기 전에는 케이블 변환기라는 전자 튜닝 장치가 필요하여 추가 아날로그 케이블 TV 채널을 수신하고 선택한 채널을 일반 TV 세트에서 시청할 수 있도록 아날로그 무선 주파수(RF)로 변환하거나 변환해야 했다. 일반적으로 VHF 3번 또는 4번 채널이 사용되었다. 이 장치를 통해 아날로그 케이블 수신이 불가능한 텔레비전 세트에서 아날로그 암호화 케이블 채널을 수신할 수 있었고, 이는 나중에 개발될 디지털 암호화 장치의 원형이 되었다. 그 후 새로운 텔레비전은 아날로그 암호화 케이블 수신이 가능하도록 변환되었고, 표준 변환기가 내장되어 프리미엄 텔레비전(일명 종량제 방송)을 판매하는 데 사용되었다.

디지털 케이블의 등장은 이러한 장치의 다양한 형태에 대한 필요성을 지속적으로 증가시켰다. 영향을 받는 전체 주파수 대역을 UHF로 블록 변환하는 것은 덜 일반적이었지만, 일부 모델에서 완벽한 VCR 호환성과 여러 TV 세트를 구동하는 기능을 제공하는 데 사용되었지만, 다소 비표준적인 채널 번호 매기기 체계를 사용했다.

새로운 텔레비전 수신기는 외부 셋톱박스의 필요성을 크게 줄였지만, 케이블 변환기는 사업자 제어 접근 제한에 따라 프리미엄 케이블 채널의 스크램블링 해제와 디지털 케이블 채널 수신, 그리고 주문형 비디오, 종량제 방송 및 홈쇼핑과 같은 대화형 서비스를 TV를 통해 사용하는 데 계속 사용되고 있다.

2000년대 이후 전환으로 인해 기존의 텔레비전 수신기들은 새로운 신호를 직접 수신하고 표시할 수 없게 되었다. 미국에서는 2009년에 아날로그 방송 종료가 완료되었는데, 연방 정부는 디지털 전환으로 인해 손실된 신호를 복구할 수 있는 기능이 제한적인 쿠폰 지원 컨버터 박스에 대한 보조금을 제공했다.

3. 기능

3. 1. 신호 수신 및 처리

셋톱박스는 UTP 케이블을 이용한 인터넷, 위성파 수신 또는 지상파 수신 안테나, 동축 케이블, FTTH(광섬유 캐이블), 아날로그 VHF 혹은 UHF 안테나 등 다양한 외부 신호원을 통해 영상, 음성, 인터넷 웹 페이지 등의 콘텐츠를 수신한다. 신호 원본은 이더넷(Ethernet) 케이블, 위성 안테나, 동축 케이블(케이블 텔레비전 참조), 전화선(DSL 연결 포함), 전력선 통신(BPL) 등이 될 수 있다.

소비자용 Palcom DSL-350 위성 수신기; 중간 주파수(IF) 복조 튜너는 왼쪽 하단에 있고, 후지쯔(Fujitsu) MPEG 디코더 CPU는 기판 중앙에 있습니다. 전원 공급 장치는 오른쪽에 있습니다.

위성 및 마이크로웨이브 기반 서비스는 특정 외부 수신기 하드웨어가 필요하므로 다양한 형식의 셋톱박스가 사용된다. 셋톱박스는 신호 원본의 화질을 향상시키기도 한다.

3. 2. 주요 기능

셋톱박스는 리모컨을 이용하여 채널을 변경할 수 있다. PVR(Personal Video Recorder) 기능을 통해 방송 프로그램을 녹화하고 재생할 수 있으며, VOD (주문형 비디오)를 통해 사용자가 원하는 시간에 다양한 콘텐츠를 시청할 수 있다. EPG (전자 프로그램 가이드)는 현재 및 예정된 방송 프로그램 정보를 제공한다.^[10] 사용자가 선호하는 채널을 선택하여 더 쉽고 빠르게 액세스할 수 있도록 하는 즐겨찾기 기능이 제공되는데, 이는 웹 브라우저의 "북마크" 기능과 유사하다. 타이머 기능을 사용하면 특정시간에 채널을 전환하거나 녹화를 할수 있다.

IPTV 셋톱박스는 인터넷 연결을 통해 양방향 서비스를 제공하며, 홈쇼핑, 온라인 게임, 뱅킹 등이 가능하다. 유료 방송 서비스의 경우, 한정 수신 시스템 (CAS)을 통해 수신 권한이 있는 사용자만 콘텐츠를 시청할 수 있도록 제한한다. 예를 들어 B-CAS, C-CAS 카드 등이 있다. 자녀 보호 기능은 개인 식별 번호를 사용하여 아동에게 적합하지 않은 채널에 대한 접근을 차단하며, 일부 셋톱박스는 V-칩이 포함되어 특정 방송 등급 분류 제도의 프로그램만 시청할 수 있도록 제한한다.^[10]

초기 셋톱박스는 구형 TV에서 자막을 볼 수 있도록 만들어졌으며, 일부는 자막의 욕설을 차단하는 기능을 제공하기도 한다. 아날로그 시대 및 디지털 완전 전환 직후 초기 셋톱박스는 아날로그 비디오카세트레코더(VHS, 베타맥스), DVD·블루레이 레코더에 AV 단자용 3색 케이블로 연결하는 기종이 있었다.^[21] 디지털 완전 전환 후에는 DLNA에 대응하는 LAN 케이블로 연결하여 더빙할 수 있는 기종도 있지만,^[22] 4K·8K 방송의 경우 레코더에 더빙할 수 없는 기종이 많다. 방송국에 따라 블루레이 레코더가 내장된 셋톱박스가 있으며,^[23] 4K 방송 화질 그대로 BD에 더빙할 수 있는 것도 있다.

3. 3. 부가 기능

대부분의 최신 셋톱박스는 자동 펌웨어 업데이트 기능을 제공하며, 서비스 제공업체를 통해 업데이트가 이루어진다.

초기 셋톱박스는 아날로그 비디오카세트레코더(VHS, 베타맥스) 및 DVD·블루레이 레코더에 AV 단자용 3색 케이블로 연결하는 방식이었다. 하지만 이 경우 하이비전 화질도 표준 화질(SD 화질)로 녹화되는 제약이 있었다.

디지털 전환 이후에는 DLNA를 지원하는 LAN 케이블 연결을 통해 블루레이 레코더에 더빙할 수 있는 기종도 등장했다. 그러나 4K·8K 방송은 레코더에 직접 더빙이 불가능한 경우가 많다. 이 경우, LAN으로 연결된 셋톱박스에서 레코더의 하드디스크 드라이브(HDD)에 더빙(더빙 10 대응) 후 이동(무브)하는 방식을 사용한다.

일부 방송국은 블루레이 레코더가 내장된 셋톱박스를 제공하며, 4K 방송 화질 그대로 BD에 더빙할 수 있는 경우도 있다. 단, 4K 미지원 기기로 수신하면 2K 하이비전 화질로 다운그레이드된다.

4. 종류

4. 1. 방송 플랫폼별 셋톱박스

방송 플랫폼별 셋톱박스는 다음과 같이 분류할 수 있다.
케이블 셋톱박스케이블 텔레비전은 방송이 최종 시청 위치가 아닌 케이블 헤드엔드에서 VHF 채널로 주파수가 이동될 수 있었기 때문에 UHF 변환기 배치에 대한 대안이 될 수 있었다. 그러나 대부분의 케이블 시스템은 54~890MHz의 전체 VHF/UHF 주파수 범위를 수용할 수 없었고, 대부분의 시스템에서 12개의 VHF 채널 공간은 빠르게 소진되었다. 따라서 추가 채널을 추가하려면 일반적으로 VHF 7번 채널(미드밴드) 아래 또는 VHF 13번 채널(슈퍼밴드) 바로 위의 비표준 주파수에서 케이블 시스템에 추가 신호를 삽입해야 했다.

이러한 주파수는 공중을 통한 비텔레비전 서비스(예: 양방향 무선)에 해당하므로 표준 TV 수신기에는 없었다. 1980년대 후반 케이블 수신이 가능한 TV 세트가 일반화되기 전에는 케이블 변환기라는 전자 튜닝 장치가 필요하여 추가 아날로그 케이블 TV 채널을 수신하고 선택한 채널을 일반 TV 세트에서 시청할 수 있도록 아날로그 무선 주파수(RF)로 변환하거나 변환해야 했다. 일반적으로 VHF 3번 또는 4번 채널이 사용되었다. 이 장치를 통해 아날로그 케이블 수신이 불가능한 텔레비전 세트에서 아날로그 암호화 케이블 채널을 수신할 수 있었고, 이는 나중에 개발될 디지털 암호화 장치의 원형이 되었다. 그 후 새로운 텔레비전은 아날로그 암호화 케이블 수신이 가능하도록 변환되었고, 표준 변환기가 내장되어 프리미엄 텔레비전(일명 종량제 방송)을 판매하는 데 사용되었다. 수년 후, 디지털 케이블의 등장은 이러한 장치의 다양한 형태에 대한 필요성을 지속적으로 증가시켰다. 영향을 받는 전체 주파수 대역을 UHF로 블록 변환하는 것은 덜 일반적이었지만, 일부 모델에서 완벽한 VCR 호환성과 여러 TV 세트를 구동하는 기능을 제공하는 데 사용되었지만, 다소 비표준적인 채널 번호 매기기 체계를 사용했다.

새로운 텔레비전 수신기는 외부 셋톱박스의 필요성을 크게 줄였지만, 케이블 변환기는 사업자 제어 접근 제한에 따라 프리미엄 케이블 채널의 스크램블링 해제와 디지털 케이블 채널 수신, 그리고 주문형 비디오, 종량제 방송 및 홈쇼핑과 같은 대화형 서비스를 TV를 통해 사용하는 데 계속 사용되고 있다.
IPTV 셋톱박스IPTV 네트워크에서 셋톱박스는 IP 네트워크 상에서 양방향 통신을 제공하고 비디오 스트리밍 미디어를 디코딩하는 소형 컴퓨터이다.^[9] IP 셋톱박스는 이더넷, 무선(802.11g, n, ac) 또는 홈PNA나 ITU-T G.hn 표준과 같은 기존 유선 가정 네트워킹 기술 중 하나일 수 있는 내장형 가정 네트워크 인터페이스를 가지고 있다.^[9] G.hn 표준은 기존 가정 배선(전력선, 전화선 및 동축 케이블)을 사용하여 최대 1 Gbit/s의 고속 근거리 통신망을 생성하는 방법을 제공한다.^[9]

미국과 유럽에서는 전화 회사들이 기존 지역 케이블 텔레비전 독과점과 경쟁하기 위한 수단으로 (종종 ADSL 또는 광섬유 네트워크에서) IPTV를 사용한다.^[9]

이러한 유형의 서비스는 지역 시스템 운영자가 제어하지 않는 공용 인터넷을 통한 제3자 콘텐츠를 포함하는 스트리밍 텔레비전과는 다르다.^[9]

4. 2. 기능별 셋톱박스

일반 셋톱박스는 기본적인 채널 변경 및 신호 변환 기능을 제공하며, PVR 셋톱박스는 녹화 기능을 제공한다. 하이브리드 셋톱박스는 스마트 TV 방송에 사용되는 것과 같이, 지상파, 케이블, 인터넷, 위성 등 여러 TV 방송 방식에 접근할 수 있도록 한다.^[3] 주문형 비디오, 타임 시프팅, 인터넷 애플리케이션, 화상 통화 등의 기능을 포함한다.^[3] 다양한 방송 방식을 통합함으로써, 유료 TV 사업자가 보다 유연하게 애플리케이션을 배포할 수 있도록 돕는다.^[5]

하이브리드 방송 광대역 TV(HbbTV) 셋톱박스는 지상파(DTT), 위성 또는 케이블 제공업체로부터의 기존 TV 방송을 인터넷을 통해 제공되는 비디오 및 개인 멀티미디어 콘텐츠와 통합할 수 있도록 한다. 어드밴스드 디지털 방송(ADB)은 2005년에 최초의 하이브리드 DTT/IPTV 셋톱박스를 출시했다.^[6] 2009년 ADB는 폴란드 디지털 위성 방송 사업자인 엔에 유럽 최초의 3방향 하이브리드 디지털 TV 플랫폼을 제공했다.^[8] 영국에 본사를 둔 인뷰 테크놀로지는 영국에 8백만 개가 넘는 STB를 배포하여 텔레텍스트와 Top Up TV용 원본 푸시 VOD 서비스를 제공하고 있다.

4. 3. 기타 셋톱박스

전문 방송 업계에서 사용되는 전문가용 셋톱박스는 통합 수신기/복호기(IRD)라고 불린다. 이들은 견고하며 랙 마운팅 환경에 적합하게 설계되었다. IRD는 일반 소비자용 셋톱박스와 달리 압축되지 않은 직렬 디지털 인터페이스 신호를 출력할 수 있다.

비디오 온 디맨드 및 IP 방송 서비스를 위한 TV 단말기도 여럿 출시되었다. 애플의 애플 TV, 웨스턴디지털의 WD TV, 컬처 컨비니언스 클럽의 TSUTAYA 스틱(NTT 동일본 제휴), Air Stick(CCC AIR 판매), LifeStick(레오팔레스21 입주자용), NTT 서일본의 광 BOX+, 구글의 크롬캐스트, 케이디디아이의 au BOX, 스마트 TV 박스, 스마트 TV 스틱, 소프트뱅크의 소프트뱅크 스마트 TV, 소니의 NSZ-GT1(구글 TV 플랫폼 채용), 로지텍의 로지텍 레뷰(구글 TV 플랫폼 채용), 유넥스트의 유넥스트 TV, NTT 도코모의 도코모 텔레비전 터미널, 아마존닷컴의 아마존 파이어 TV(2K·4K) 등이 있다.

5. 한국의 셋톱박스 시장

5. 1. 주요 사업자

주요 사업자는 다음과 같다.

케이블 TV: CJ헬로, 티브로드, 딜라이브, 현대HCN 등
IPTV: KT, SK브로드밴드, LG유플러스 등

5. 2. 셋톱박스 제조사

삼성전자, LG전자, 가온미디어, 휴맥스 등이 셋톱박스 제조사이다.

6. 셋톱박스 관련 논쟁

6. 1. 에너지 소비 문제

미국 자원보호협의회(American National Resources Defense Council)의 2011년 6월 보고서는 셋톱박스의 에너지 효율에 대한 관심을 불러일으켰다.^[14] 미국 에너지부(United States Department of Energy)는 셋톱박스에 대한 에너지 효율 표준 채택을 검토할 계획을 발표했다.^[14] 2011년 11월, 미국 케이블 및 통신 협회(National Cable & Telecommunications Association)는 미국 최대 케이블 사업자들이 에너지 스타(Energy Star) 표준을 충족하는 셋톱박스를 구매하고, 비디오 시청이나 녹화를 하지 않을 때 에너지 소비를 줄이는 절전 모드(Sleep mode)를 개발하기로 약속하는 새로운 에너지 효율 이니셔티브를 발표했다.^[16]

6. 2. 셋톱박스 임대료 문제

미국 로스앤젤레스 타임스에 따르면, 미국 케이블 방송 사업자가 셋톱박스를 구매하는 비용은 기본형의 경우 150달러에서 고급형의 경우 250달러 사이이다. 2016년 평균 유료방송 가입자는 케이블 사업자로부터 셋톱박스를 임대하는 데 연간 231달러를 지불하여, 유료 방송 사업자가 셋톱박스 임대료를 과도하게 부과한다는 비판이 제기되어 왔다.^[13]

6. 3. 기타

참조

_[1] PDF https://www.worldrad[...] 2024-08-00
_[2] 웹사이트 Definition of set-top box https://www.pcmag.co[...] 2024-07-04
_[3] 웹사이트 SMART IPTV https://iptv-abonne.[...]
_[4] 웹사이트 Welcome to Inview http://inview.tv Inview Technology 2013-07-26
_[5] 웹사이트 Webcasts http://www.v-net.tv/[...] 2010-06-02
_[6] 웹사이트 About – DVB http://www.dvb.org/a[...] 2018-04-28
_[7] 웹사이트 ADB Delivers World's First Hybrid, Single-Chip, Advanced Video Coding, High Definition IPTV Set-Top Boxes To Telefónica http://www.digitaltv[...] 2013-06-15
_[8] 웹사이트 ADB takes 'n' hybrid http://www.broadband[...] 2018-04-28
_[9] 웹사이트 New global standard for fully networked home http://www.itu.int/I[...] ITU-T Press Release
_[10] 웹사이트 Today - TV Guide http://www.itv.com/t[...] 2018-04-28
_[11] 웹사이트 The Chimera of Software Quality http://www.computer.[...]
_[12] 간행물 Which? Consumer's Guide 2012-10-00
_[13] 뉴스 How much does a cable box really cost? The industry would prefer you don't ask https://www.latimes.[...] 2023-08-13
_[14] PDF settopboxes.pdf http://www.nrdc.org/[...] Natural Resources Defense Council 2012-02-25
_[15] 웹사이트 Cable Boxes and DVRs: Can Appliance Standards Help Tame These Hidden Energy Hogs? http://www.eesi.org/[...] Environmental and Energy Study Institute 2012-02-25
_[16] 웹사이트 U.S. Cable Industry Launches New Energy Efficiency Initiative http://www.ncta.com/[...] 2012-04-20
_[17] 문서 厳密には"set"は「筐体」ではないが、上に機器を置くには箱である必要があるのでここでは意訳した。日本語では一般的でないが、電子機器などの「機能する一揃い」を指して英語で set と言い、たとえばテレビのことを TV set のように言う
_[18] 웹사이트 IRDとは何? https://www.weblio.j[...]
_[19] 문서 一部DLNAでモデムを介さずに直接接続可能な機種あり
_[20] 웹사이트 J:COM LINK（XA401） - 録画機器との接続-ネットワーク接続（LAN録画 / DLNA連携） https://cs.myjcom.jp[...]
_[21] 웹사이트 BD-V7002RJ｜録画機器との接続-AVケーブルでの接続（アナログ接続） https://cs.myjcom.jp[...]
_[22] 웹사이트 【参考】LAN録画・LANダビング方法(STBとレコーダーを接続） https://www.ztv.co.j[...]
_[23] 웹사이트 ブルーレイ内蔵STB https://www.toshima.[...] 豊島区