CCTV(폐쇄회로 텔레비전, Closed-Circuit Television)는 정해진 곳에만 영상을 보내는 카메라 시스템입니다. 누구나 받을 수 있는 TV 방송과 달리 허락된 모니터와 녹화기에만 영상이 '닫힌 회로' 안에서 오갑니다. 카메라가 빛을 영상 데이터로 바꾸는 원리는 웹카메라와 같지만, 오늘날의 CCTV(IP 카메라)는 컴퓨터 없이 혼자 동작합니다. 카메라 안에 작은 컴퓨터와 웹 서버가 들어 있어, 브라우저로 카메라 주소에 접속하면 실시간 영상을 보고 설정을 바꿀 수 있습니다. 이 장에서는 웹캠과 무엇이 다른지, 밤에는 어떻게 보는지, 영상을 어떻게 저장하고 지키는지, 전파망원경처럼 멀리 떨어진 시설을 원격으로 살피는 데 어떻게 쓰이는지(⑦) 알아봅니다.
| 비교 항목 | 웹카메라 | CCTV (IP 카메라) |
|---|---|---|
| 혼자 동작하나? | 컴퓨터에 꽂아야 동작. 영상 처리·전송은 컴퓨터 앱이 맡음 | 카메라 안의 작은 컴퓨터가 압축·저장·전송까지 스스로 함 |
| 보는 방법 | 연결된 컴퓨터의 앱에서만 | 카메라에 내장된 웹 서버에 브라우저로 접속, 앱·녹화기로 여러 명이 동시에 |
| 연결 선 | USB (보통 수 m 이내) | 랜선(최대 100 m), 동축 케이블, Wi-Fi |
| 전원 | USB에서 5 V | 랜선으로 전원까지(PoE), 또는 12 V 어댑터 |
| 녹화 | 컴퓨터 앱이 필요할 때만 | 녹화기(NVR·DVR)나 SD 카드에 24시간, 오래된 것부터 덮어씀 |
| 밤 | 적외선 차단 필터 고정, 어두우면 잡음 | 필터를 치우고 적외선 조명을 켜 흑백으로 촬영 |
| 설치 환경 | 실내 책상 | 비·먼지·더위를 견디는 함체, 넓은 시야나 줌 렌즈 |
| CCTV 종류 | 영상이 가는 모습 | 녹화기 | 특징 |
|---|---|---|---|
| 아날로그 CCTV | 동축 케이블로 아날로그 영상 신호(TV 방식) | DVR이 받아서 디지털로 바꿈 | 오래된 건물에 많음, 화질이 낮음 |
| HD 동축 CCTV | 동축 케이블로 고화질 아날로그 변조 신호 | DVR | 기존 동축 선을 그대로 쓰며 HD 화질 |
| IP 카메라 | 카메라가 압축한 디지털 데이터를 패킷으로 | NVR, 클라우드, SD 카드 | 오늘날 대부분, 웹 서버 내장, 고해상도 |
IP 카메라 안에는 웹캠의 이미지 센서·영상 처리 칩에 더해 압축 칩과 리눅스 같은 운영체제가 도는 작은 컴퓨터가 들어 있습니다.
이 컴퓨터가 웹 서버를 실행하므로, 같은 네트워크의 PC 브라우저 주소창에 카메라의 IP 주소(예: 192.168.0.64)를 넣으면 카메라가 설정 화면을 웹 페이지로 보내 줍니다.
카메라가 브라우저를 가진 것이 아니라, 카메라는 웹 서버, 보는 쪽 PC·스마트폰이 브라우저입니다.
| 규약 | 하는 일 | 흔히 쓰는 포트 번호 |
|---|---|---|
| HTTP / HTTPS | 브라우저에 설정 화면·정지 사진을 보냄 | 80 / 443 |
| RTSP | 녹화기·앱이 실시간 영상 흐름을 받음 | 554 |
| ONVIF | 다른 회사 장비끼리 카메라를 찾고 설정하는 공통 약속 | (HTTP 위에서 동작) |
🧮 실제 값으로 계산해 보기 — 랜선 한 가닥으로 보내는 전원(PoE)
상황: 아파트 주차장 끝, 스위치에서 100 m 떨어진 CCTV에 랜선 한 가닥으로 전원을 보낸다고 해 봅시다. 표준 PoE(IEEE 802.3af)는 스위치가 최소 44 V, 최대 0.35 A를 보내고, 100 m 랜선의 저항은 최악의 경우 20 Ω으로 잡습니다.
📐 수학 도움말: 전력(W, 와트)은 '전압(V) × 전류(A)'입니다. 저항(Ω, 옴)은 전기가 흐르기 어려운 정도로, 선이 길고 가늘수록 커집니다. \(I^2\)의 뜻은 바로 아래 계산 예시의 도움말을 참고하세요.
📘 기초 수학 참고: 전기/회로 공식 · 큰 수·작은 수와 단위
👉 정리: 랜선 한 가닥으로 데이터와 함께 약 13 W의 전원을 보낼 수 있습니다. 전압을 48 V 안팎으로 높게 쓰는 이유는 바로 아래 '12 V로 보낸다면?' 계산에서 확인할 수 있습니다 (전기발생 원리 편 참고).
🧮 계산 예시 — PoE 대신 12 V로 보낸다면?
상황: 주차장 끝의 CCTV에 PoE와 같은 15.4 W를, 흔한 어댑터 전압인 12 V로 같은 100 m 랜선(저항 20 Ω)을 통해 보낸다고 해 봅시다.
📐 수학 도움말: \(I^2\)은 '같은 수를 두 번 곱하기'(\(I \times I\))입니다. 전류가 2배면 손실은 \(2 \times 2 = 4\)배, 3배면 9배가 됩니다.
📘 기초 수학 참고: 전기/회로 공식
👉 정리: 전압을 높이면 같은 전력을 적은 전류로 보낼 수 있어 선의 손실이 확 줄어듭니다. 그래서 PoE는 48 V 안팎의 높은 전압을 씁니다.
웹카메라 편에서 다루는 것처럼 실리콘 이미지 센서는 눈에 보이지 않는 근적외선(약 1,100 nm까지)도 감지합니다. 낮에는 색이 틀어지지 않도록 적외선 차단 필터로 이를 막지만, CCTV는 어두워지면 작은 모터로 이 필터를 치우고(이때 '딸깍' 소리가 납니다) 카메라 둘레의 적외선 LED를 켭니다. 사람 눈에는 캄캄해도 카메라에는 적외선에 비친 장면이 보입니다. 적외선에는 빨강·초록·파랑의 구별이 없으므로 이때는 흑백 영상이 됩니다.
🧮 실제 값으로 계산해 보기 — 850 nm와 940 nm 적외선 LED
상황: 밤이 되어 아파트 현관 CCTV가 둘레의 적외선 LED를 켰다고 해 봅시다. CCTV에는 흔히 파장 850 nm와 940 nm인 LED를 씁니다. \(E = \dfrac{hc}{\lambda} = \dfrac{1240\ \text{nm·eV}}{\lambda}\)로 광자 하나의 에너지를 구해 봅니다.
📐 수학 도움말: 1240은 \(h\)와 \(c\)를 미리 곱해 단위를 맞춘 값입니다(웹카메라 편 ②의 계산 참고). 나누는 수(파장)가 클수록 몫(에너지)은 작아지므로, 파장이 긴 빛일수록 광자 에너지가 작습니다.
👉 정리: 두 적외선 모두 실리콘 센서의 문턱을 넘어 카메라에는 보이지만, 사람 눈에는 거의 보이지 않습니다. 멀리 밝게 비추려면 850 nm, 눈에 띄지 않게 하려면 940 nm를 씁니다.
CCTV는 24시간 쉬지 않고 녹화하므로 저장 공간 계산이 중요합니다. 카메라가 압축해 보내는 데이터 속도(비트레이트)에 시간을 곱하면 쌓이는 양이 나옵니다. 녹화기는 하드디스크가 차면 가장 오래된 영상부터 지우고 덮어씁니다. 저장 공간을 아끼려고 움직임이 있을 때만 녹화하거나, 압축 효율이 약 두 배 좋은 H.265를 씁니다.
🧮 실제 값으로 계산해 보기 — FHD 카메라 4대를 30일 보관하려면
상황: 아파트 현관과 주차장에 FHD(1920 × 1080, 초당 30장) CCTV 4대를 달고, 영상을 30일 동안 보관하려고 합니다. H.264로 압축하면 카메라 1대가 흔히 약 4 Mbps를 보냅니다.
📐 수학 도움말: 10.8은 '1 Mbps로 하루 녹화한 양'입니다. \(1\ \text{Mbps} \times 86{,}400\ \text{초} = 86{,}400\ \text{Mbit}\), 이것을 8로 나누면 10,800 MB = 10.8 GB입니다. 8로 나누는 이유와 단위 접두어는 아래 '학교 녹화기' 계산 예시의 도움말을 참고하세요.
📘 기초 수학 참고: 큰 수·작은 수와 단위
👉 정리: 비트레이트에 10.8을 곱하면 하루 저장량이 나오고, 여기에 카메라 수와 보관 일수를 곱하면 필요한 하드디스크 용량이 됩니다.
🧮 계산 예시 — 학교 녹화기의 8 TB 하드디스크는 며칠 버틸까?
상황: 학교에 FHD CCTV 16대가 있고, H.265로 압축해 대당 약 2 Mbps로 하루 종일 녹화합니다. 녹화기에는 8 TB 하드디스크가 1개 있다고 해 봅시다.
📐 수학 도움말: 8비트가 모여 1바이트(byte)이므로, 비트(bit)를 바이트로 바꿀 때 8로 나눕니다(식의 분모 8). 단위 앞의 k·M·G·T는 1,000배씩 커집니다. 1 Mbps는 1초에 100만 비트, 1 TB는 1,000 GB입니다.
📘 기초 수학 참고: 2진수와 비트
👉 정리: 30일을 보관하려면 \(345.6 \times 30 \approx 10{,}400\ \text{GB}\), 약 10.4 TB가 필요해 8 TB 하나로는 부족합니다. 하드디스크를 늘리거나 움직임 녹화를 함께 써야 합니다.
👉 카메라 수, 화질, 압축 방식, 녹화 방식, 보관 기간을 바꿔 필요한 하드디스크 용량을 구해 보세요!
| 카메라 1대 비트레이트 | 모든 카메라의 네트워크 사용량 | 하루 저장량 | 보관 기간 전체 용량 | 8 TB 하드디스크 |
|---|---|---|---|---|
비트레이트는 흔히 쓰는 설정을 어림한 값입니다. 실제 값은 장면의 움직임, 밤낮, 화질 설정에 따라 크게 달라집니다. 1 TB = 1,000 GB로 계산했습니다.
움직임 감지의 기본 원리는 간단합니다. 지금 화면과 바로 앞 화면의 화소 밝기를 하나하나 빼서, 차이가 기준값보다 큰 화소가 일정 개수를 넘으면 '움직임'으로 판단합니다. 기준값이 너무 낮으면 센서 잡음이나 흔들리는 나뭇잎에도 울리고(오경보), 너무 높으면 정작 사람을 놓칩니다. 그래서 나무처럼 늘 흔들리는 곳은 감지 영역에서 빼 두기도 합니다.
👉 기준값을 바꾸고 바람과 감지 제외 영역을 켜고 끄며, 언제 녹화가 시작되는지 확인해 보세요! 내 웹캠으로도 해 볼 수 있습니다.
| 지금 달라진 화소 | 녹화한 시간 비율 | 연속 녹화보다 아낀 저장 공간 | 녹화 시작 횟수 |
|---|---|---|---|
달라진 화소가 화면의 0.3 %(160 × 90 중 43개)를 넘으면 움직임으로 판단하는 모형입니다. 예시 장면에는 실제 카메라처럼 약한 센서 잡음을 넣었습니다. 웹캠 영상은 이 화면 안에서만 처리되며 저장하거나 어디로 보내지 않습니다.
웹 서버가 들어 있다는 것은 편리한 만큼 위험도 있다는 뜻입니다. 인터넷에 그대로 연결된 카메라의 비밀번호가 공장 출고 값 그대로라면, 누구나 영상을 엿보거나 카메라를 다른 공격의 발판으로 쓸 수 있습니다. 실제로 2016년에는 기본 비밀번호를 바꾸지 않은 수많은 CCTV·녹화기가 악성 코드에 감염되어 대규모 인터넷 공격에 동원된 일이 있었습니다.
| 지킬 일 | 이유 |
|---|---|
| 처음 설치할 때 비밀번호 바꾸기 | 공장 출고 비밀번호는 설명서·인터넷에 공개되어 있어 누구나 알 수 있습니다. |
| 펌웨어(카메라 속 프로그램) 업데이트 | 카메라 속 컴퓨터의 보안 구멍을 제조사가 고쳐 배포합니다. |
| 인터넷에 직접 열지 않기 | 밖에서 볼 때는 공유기의 포트를 그냥 열기보다 제조사의 암호화된 앱이나 VPN을 씁니다. |
| HTTPS·암호화 켜기 | 설정 화면의 비밀번호와 영상이 네트워크에서 그대로 보이지 않게 합니다(통신 보안 편 참고). |
| 안내판과 촬영 범위 지키기 | 공개된 장소의 CCTV는 개인정보 보호법에 따라 설치 목적·촬영 범위·관리자를 알리는 안내판을 붙여야 하고, 남의 집 안처럼 찍으면 안 되는 곳을 비추지 않아야 합니다. |
전파는 햇빛의 영향을 거의 받지 않아 전파망원경은 낮에도 밤에도 관측합니다. 게다가 KVN처럼 망원경이 서울·울산·평창·제주에 흩어져 있고, 운영자는 대전 관측 운영실에서 네 망원경을 원격으로 관리합니다 (망원경 제어의 원격 관측). 운영자는 현장에 없으므로, 제어 화면의 숫자(방위각·고도, 추적 오차, 수신기 상태, 기상 값)만 믿기보다 CCTV로 현장을 눈으로 직접 확인(육안 확인)해 숫자와 실제 모습이 맞는지 살핍니다. 밤에는 앞의 적외선 조명과 주야간 전환으로 어두운 현장도 볼 수 있습니다.
| 번호 | 설치 위치 | 무엇을 확인하나 | 왜 필요한가 |
|---|---|---|---|
| ① | 망원경(접시·구동부) 외부 | 접시가 실제로 향하는 방향이 제어 화면의 방위각·고도와 맞는지, 안전 자세로 바뀌었는지, 접시와 구조물에 눈·얼음·빗물이 맺혔는지, 새·동물이나 이상한 물체가 없는지 | 눈이 쌓였는지, 접시가 정말 움직이는지는 숫자만으로 알 수 없습니다. 비·눈·바람 때문에 관측할지 멈출지 판단하는 근거가 됩니다. |
| ② | 수신기실 내부 | 수신기와 냉각 장치의 표시등·계기, 누수나 결로, 연기, 케이블 상태, 점검하러 들어온 사람 | 냉각 장치가 멈추면 수신기가 손상될 수 있고, 현장에 갈 수 없는 밤에도 이상을 바로 발견해야 합니다. |
| ③ | 관측실 내부 | 운영 컴퓨터·기록기·시계 장비의 표시등과 화면, 온도, 연기, 점검 중인 사람 | 원격으로는 보이지 않는 장비 표시등과 전기 안전을 눈으로 확인합니다. |
| ④ | 관측실 외부(출입문·건물 주변) | 출입문 앞에 누가 왔는지, 건물 주변의 눈·연기·화재 징후, 전기 시설 주변 | 무인 시간(밤·주말)의 방범과 안전 점검입니다. |
| ⑤ | 관측소 입구·울타리 | 출입하는 차량·사람, 진입로의 눈 쌓임·안개 | 이상이 생겼을 때 현장 인력이 갈 수 있는 길인지 판단하고, 무단 출입을 감시합니다. |
망원경 옆에서 쓰려면 이런 점을 더 생각합니다
🧑🏫 선생님·학부모님을 위한 설명 도움말
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CCTV가 발전해 온 역사
| 시기 | 사건 | 의미 |
|---|---|---|
| 1942년 | 로켓 발사 관찰용 CCTV | 독일에서 로켓 발사 장면을 안전한 곳에서 보려고 지멘스가 만든 장치가 최초의 CCTV로 꼽힙니다. |
| 1968년 | 거리 방범 CCTV | 미국 뉴욕주의 올레안시가 도심 거리에 방범용 카메라를 설치한 초기 사례로 알려져 있습니다. |
| 1970 ~ 1980년대 | 비디오테이프 녹화 | VCR로 영상을 녹화할 수 있게 되어 은행·상점에 CCTV가 널리 퍼졌습니다. 테이프를 사람이 갈아 끼워야 했습니다. |
| 1996년 | 첫 IP 카메라 | 스웨덴의 Axis가 네트워크로 영상을 보내는 카메라를 내놓았습니다. 카메라에 웹 서버가 들어가는 시작입니다. |
| 2000년대 | DVR과 PoE | 하드디스크 녹화기(DVR)가 테이프를 대신했고, 2003년 PoE 표준(IEEE 802.3af)으로 랜선 하나로 전원까지 보낼 수 있게 되었습니다. |
| 2008년 | ONVIF 결성 | 회사마다 달랐던 IP 카메라 연결 방식을 맞추는 공통 규약이 만들어졌습니다. |
| 2013년 | H.265(HEVC) 표준 | 같은 화질을 H.264의 약 절반 데이터로 저장하는 압축 방식이 나와 고해상도 CCTV가 늘었습니다. |
| 2016년 | IoT 기기 대규모 감염 | 기본 비밀번호를 쓰던 카메라·녹화기가 악성 코드에 감염되어 대규모 공격에 쓰이면서, 보안 설정의 중요성이 널리 알려졌습니다. |
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본 교육자료는 Anthropic(Claude) 및 OpenAI(ChatGPT)를 활용하여 제작하였으며, 제작자가 내용을 검토·편집하였습니다. 주요 참고자료와 출처는 각 페이지의 「참고 자료 및 출처」에 명시하였습니다. 출처가 별도로 표기되지 않은 페이지와 참고자료에 포함되지 않은 내용은 제작자가 직접 작성하거나 정리한 것입니다. 내용에 오류가 있거나 수정이 필요한 사항을 발견하시면 kvnsite@kasi.re.kr로 알려 주시기 바랍니다.