전파 시계
電波時計 / Radio wave clock
지정된 전파탑에서 송신되는 시각정보를 바탕으로 시각을 맞추는 시계. 각 시보전파탑, 즉 표준주파수국의 시각정보는 원자시계를 바탕으로 하고 있기 때문에 그 정확성이 매우 높다. 전파시계 (Radio clock) 또는 Radio-controlled clock 라고 부르기도 한다. 표준시보국 전파에 현재 시각정보가 포함되어 있기는 하지만 이걸 직접 표시하는 방식은 드물고 시간은 쿼츠 시계로 표시하되 주기적으로 시보전파를 수신하여 그 쿼츠시계의 오차를 교정하는 방식이 보편적이다.
수 MHz 대의 단파를 사용하는 표준시보국도 있지만 대부분은 100 kHz 이하의 장파를 사용한다. 장파를 사용하는 이유는 장파는 회절하여 지구가 둥글어도 지평선 훨씬 너머까지 산을 넘어 지표파가 잘 전달되어서 방송국 하나로 1,000 km 이상 먼거리까지 통달되기 때문이다. 또 산이나 건물이나 벽 등 장애물로 인한 감쇠가 적어 콘크리트 건물안이나 얕은 지하에서도 잘 수신이 되기 때문이다. 다만 방송국 안테나가 수백미터로 거대해지는 것이 단점이다.[2]
인공위성의 전파신호를 이용하여 시간을 맞추는 시계도 있는데 이런건 전파시계라기 보다는 GPS 시계라고 부른다. GPS 위성신호에는 위치정보 뿐 아니라 시간정보도 포함되어 있다. 지구상 어느 곳이든 GPS만 잡히면 시각을 맞출 수 있다. 전파의 상태에 영향받는 (지연시간 지터 잡음 등) 장파 전파시계 보다 정확도와 주파수 안정성이 매우 높아 물리학 실험이나 통신기지국 용으로도 사용되고 있다. 현대 스마트폰의 시계도 GPS 신호를 기반으로 하므로 기지국이나 SIM 카드없이 쓸 수 있다.
예전엔 시계를 정확히 맞추는 방법이 시보 방송이나 116#전화, 전파시계 정도였지만, 요즘은 NTP(Network Time Protocol)를 이용한 인터넷 시각정보를 많이 활용하는 편이기 때문에 존재감이 많이 약해졌다. 특히 핸드폰 등 시각정보를 무선통신망에서 수신하는 휴대기기가 대중화되면서 정확한 시각정보를 매우 손쉽게 얻을 수 있게 되었으니 존재감이 더욱 약화된 편이다.[3] 단, 인터넷망을 제한적으로만 사용하는 피처폰은 개통해야만 시각이 동기화된다.
벽시계나 탁상시계 용으로는 SEIKO, CITIZEN 등 대부분의 일본 시계업체가 일본 장파 시보방송을 수신하는 전파시계를 판매중이다. 손목시계 중에도 자동으로 시간을 교정하는 모델도 있다. (SEIKO, CASIO, G-SHOCK 일부 모델. 대한민국에서도 돌핀 MRP950 모델이 일본의 전파를 수신한다.) 일본에선 모두 5천만대 정도가 보급되었다고 한다. .[4] 한국은 일본과 시간대가 같으므로 일본 큐슈에 있는 표준시보국의 장파신호(60 kHz) 를 수신하는데 수도권에서도 지하거나 창가에서 멀지만 않으면 수신에 문제없다.
보통 하루에 1회 자정에 전파를 수신해 자동 교정하므로 몇 년이 지나도 오차가 내장 쿼츠 시계의 하루 최대 오차인 수 초 이상 넘지 않는다. 즉시 강제 교정도 가능하다 숫자로 표시하는 디지털 식도 있고 시분초침을 사용하는 아날로그식도 있다. 가격은 LCD 디지털식이 더 싸고 아날로그 식은 4-5만 원 정도이다. 아날로그 벽시계나 탁상시계용 무브먼트만 따로 팔기도 하므로 사용중인 일반 아날로그 벽시계 탁상 시계의 무브먼트만 전파 무브먼트로 교체해도 된다. 일본산 무브먼트는 보통 2-3만 원 정도이나 해외배송이라 국내에선 1-2만 원 정도 더 비싸진다. 시계축의 길이에 따라 소형 탁상시계용 5 mm ~ 대형 벽시계용 22 mm 등 여러 규격이 있으므로 시계판의 두께에 맞는 것을 주문해야 한다.
아날로그식 전파 무브먼트는 표준시간대에 관계 없지만 대부분 수신할 수 있는 표준시보국이 한정되어 있으니 지원되는 전파시보국을 살펴봐야 한다. 통상 북미용 WWWB 나 유럽 대륙용 DCF, 영국용 MSF, 일본 (한국)용 JJY 중에 하나가 대부분이다. 2019년에 여주에 한국 장파 표준 시보국이 본격 가동에 들어가면 이를 수신할 수 있는 시계도 나올 것으로 예상된다.
라디오 신호를 수신하여 KBS 라디오의 시보 방송을 인식하여 시각을 보정하는 기술이 있다.#
전파시계를 실용화하는데는 시보를 방송하는 전파탑, 즉 표준주파수국이 필수이다. 표준주파수국은 과학, 산업 등 다양한 용도에 사용할 수 있도록 특정 주파수를 송신하는 무선국으로 대개 40~60 kHz의 장파나 5~10 MHz의 단파를 이용하는데, 장파는 단파와는 달리 지표면을 통해서도 반사되어 초장거리를 이동하기 때문에 송신소를 적게 세워도 되는 장점이 있다.
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대전광역시 대덕연구단지에 위치한 한국표준과학연구원에서 송출하며 HLA라는 호출부호로 방송하고 있다. 1984년부터 방송을 시작했으며 현재 단파 주파수 5 MHz와 10 MHz, 출력 2 kW로 송신한다. 주소는 대전광역시 유성구 가정로 267. 8시간 방송한다고 착각하는 사람들이 있는데 1990년부터 24시간 방송 중이다.
이 방송은 대한민국에서 가장 정확한 시각정보를 방송하는 곳으로 시각정보 및 기타 각종 정보를 제공한다. 과거에는 시각 안내와 호출부호 고지 멘트가 정시, 30분에 방송되었으나 언제부터 멘트 없이 시보음만 송출한다. 낮시간대에는 주로 스킵현상이 심해 중부 일부지역에서나 성능 좋게 수신되었지만, 야간에는 대체로 넓은 지역에서 수신된다.
HLA를 수신하는 시계는 시중에서 찾아보기 어려우며 관공서 일부에 설치돼 있다. #
한국표준과학연구원에서는 이 단파방송 외에도 인터넷, 정확하게는 NTP 프로토콜을 이용하여 표준시각을 동기화시킬 수 있는 프로그램인 UTCk를 제공하고 있으니 혹시 PC의 시간이 안맞다 싶으면 설치하여 사용하면 좋다. 주로 열차표 예매나 원서접수 등 시간을 다투는 곳에서 요긴하게 사용하는 경우가 많다. 위키러들도 가지고 있을 프로그램. 관련 링크
2017년 9월 부터 시험방송국을 착공하여 2019년 2월에는 폐쇄된 한국방송(KBS) 여주 송신소 부지를 활용하여 시험방송을 할 계획이 수립되었다. 기사 2019년 12월 11일 시험전파를 발사하기 시작했고 2020년 말까지 65 kHz 50 kW 출력으로 시험운영될 예정이다.
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일본은 JJY라는 호출부호로 방송중에 있다. 과거에는 HLA처럼 단파방송도 있었으나 2001년 3월 폐지된 후 현재 2개의 장파방송을 송출 중이다. 후쿠시마현 타무라시(40kHz)와 사가현 사가시(60kHz)에 각각 송신소를 설치했다. 사가현에서 방송되는 큐슈국은 한반도 거의 전역에서 수신할 수 있다. 관련 링크
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일본의 각 JJY 송신소에서 발사하는 표준시각정보가 담긴 전파의 수신 범위는 일반적으로 반경 1000 km 정도로 보며, 1500 km 이내는 경우에 따라 수신 가능한데 특히 한국(남한) 전 지역은 서일본 큐슈 송신소에서 쏘는 전파를 쉽게 수신할 수 있는 지역이다. 게다가 일본과 시간대가 같으니 그대로 수신해서 써먹으면 끝. 한국과 일본은 '''UTC+9'''로 같은 시간대를 공유하고 있으며 두 나라 모두 서머타임을 하지 않으므로 국내에서 쓰는 전파시계 대부분은 일본제나, 혹은 일본제에 맞게 커스텀된 제품들이다.
이렇게 우리나라에서도 어렵지 않게 수신할 수 있지만, 특성상 실내[5]나 지하, 혹은 전파가 닿기 어려운 일부 지역의 경우 수신상태가 좋지 않을 수 있다. 콘크리트 건물이라면 최대한 창가에 가까운 곳에 비치하면 수신률을 높일 수 있다.[6] 서울 지역 고층아파트 기준으로, 베란다에서 2-3 m 정도 떨어진 장소에 전파시계를 두면 야간에 일본에서 발사하는 신호 수신이 대체로 가능한 편이다.
수신이 힘든 환경일 경우를 대비하여 JJY에서 송출하는 시각정보를 에뮬레이트한 JJY 시뮬레이터라는 프로그램도 있다. 이것을 설치하여 이어폰이나 자작 안테나를 만들어 이어폰 잭에 꽂은 다음 실행하면 몇 분 이내에 전파시계의 시각을 맞출 수 있다.관련 링크
다만 북한에서는 평양 - 원산 이남으로는 무난히 수신 가능하나, 안주 - 함흥 이북으로부터는 수신이 힘들 수 있다.
중국에서는 BPC라는 이름으로 운영중이다. 주파수는 68.5 kHz. 허난 성 상추[7]에서 송출한다. 이쪽도 반경 1500 km 권역으로 한반도를 대부분 커버하지만, 중국제 전파시계보다는 일본제가 압도적으로 인기가 많아 한국에서 사용하는 사람은 별로 없다. 표준시간대가 다르기도 하고. 참고로 중국은 전 국토에서 UTC+8이라는 한 가지 시간대(북경 표준시)만 사용하므로 미국처럼 시간대별로 커스텀된 전파시계를 만들지 않아도 되는 장점이 있다.
그리고 단파 방송국인 BPM도 운영중이다. 주파수는 2.5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, 간혹 HLA와 혼신이 일어나기도 한다. 역시 대륙의 기상(...)
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콜로라도 주 포트 콜린스에서 WWVB라는 이름으로 방송. 70 kW대의 압도적인 출력으로 북미 대부분을 커버한다. 미국 영화나 드라마에서 흔히 보이는 박스형 탁상용 시계에 전파시계 시스템이 적용된 경우가 흔하다. 간혹 JJY와 혼신이 일어나기도 한다. 2018년 NIST의 예산부족으로 방송이 중단될 수 있다는 발표가 있었으나 2019년에도 계속 운영중이다. 현재 이 방송을 이용하는 북미지역의 시계나 손목시계는 약 5천만개로 추정된다.
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60kHz로 방송되는 영국 앤손의 MSF와
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77.5kHz의 독일 마인플링겐 DCF77이 있다.
각각 국내용으로 500 km 정도를 송출범위로 잡지만 최대 1500 km 권역까지 전파가 잡히므로 사실상 서유럽 전역에서 전파시계를 사용할 수 있다. 해외 수출용으로 나온 전파시계는 이 두 전파를 모두 수신할 수 있는 모델도 있다.
1. 개요
지정된 전파탑에서 송신되는 시각정보를 바탕으로 시각을 맞추는 시계. 각 시보전파탑, 즉 표준주파수국의 시각정보는 원자시계를 바탕으로 하고 있기 때문에 그 정확성이 매우 높다. 전파시계 (Radio clock) 또는 Radio-controlled clock 라고 부르기도 한다. 표준시보국 전파에 현재 시각정보가 포함되어 있기는 하지만 이걸 직접 표시하는 방식은 드물고 시간은 쿼츠 시계로 표시하되 주기적으로 시보전파를 수신하여 그 쿼츠시계의 오차를 교정하는 방식이 보편적이다.
수 MHz 대의 단파를 사용하는 표준시보국도 있지만 대부분은 100 kHz 이하의 장파를 사용한다. 장파를 사용하는 이유는 장파는 회절하여 지구가 둥글어도 지평선 훨씬 너머까지 산을 넘어 지표파가 잘 전달되어서 방송국 하나로 1,000 km 이상 먼거리까지 통달되기 때문이다. 또 산이나 건물이나 벽 등 장애물로 인한 감쇠가 적어 콘크리트 건물안이나 얕은 지하에서도 잘 수신이 되기 때문이다. 다만 방송국 안테나가 수백미터로 거대해지는 것이 단점이다.[2]
인공위성의 전파신호를 이용하여 시간을 맞추는 시계도 있는데 이런건 전파시계라기 보다는 GPS 시계라고 부른다. GPS 위성신호에는 위치정보 뿐 아니라 시간정보도 포함되어 있다. 지구상 어느 곳이든 GPS만 잡히면 시각을 맞출 수 있다. 전파의 상태에 영향받는 (지연시간 지터 잡음 등) 장파 전파시계 보다 정확도와 주파수 안정성이 매우 높아 물리학 실험이나 통신기지국 용으로도 사용되고 있다. 현대 스마트폰의 시계도 GPS 신호를 기반으로 하므로 기지국이나 SIM 카드없이 쓸 수 있다.
예전엔 시계를 정확히 맞추는 방법이 시보 방송이나 116#전화, 전파시계 정도였지만, 요즘은 NTP(Network Time Protocol)를 이용한 인터넷 시각정보를 많이 활용하는 편이기 때문에 존재감이 많이 약해졌다. 특히 핸드폰 등 시각정보를 무선통신망에서 수신하는 휴대기기가 대중화되면서 정확한 시각정보를 매우 손쉽게 얻을 수 있게 되었으니 존재감이 더욱 약화된 편이다.[3] 단, 인터넷망을 제한적으로만 사용하는 피처폰은 개통해야만 시각이 동기화된다.
벽시계나 탁상시계 용으로는 SEIKO, CITIZEN 등 대부분의 일본 시계업체가 일본 장파 시보방송을 수신하는 전파시계를 판매중이다. 손목시계 중에도 자동으로 시간을 교정하는 모델도 있다. (SEIKO, CASIO, G-SHOCK 일부 모델. 대한민국에서도 돌핀 MRP950 모델이 일본의 전파를 수신한다.) 일본에선 모두 5천만대 정도가 보급되었다고 한다. .[4] 한국은 일본과 시간대가 같으므로 일본 큐슈에 있는 표준시보국의 장파신호(60 kHz) 를 수신하는데 수도권에서도 지하거나 창가에서 멀지만 않으면 수신에 문제없다.
보통 하루에 1회 자정에 전파를 수신해 자동 교정하므로 몇 년이 지나도 오차가 내장 쿼츠 시계의 하루 최대 오차인 수 초 이상 넘지 않는다. 즉시 강제 교정도 가능하다 숫자로 표시하는 디지털 식도 있고 시분초침을 사용하는 아날로그식도 있다. 가격은 LCD 디지털식이 더 싸고 아날로그 식은 4-5만 원 정도이다. 아날로그 벽시계나 탁상시계용 무브먼트만 따로 팔기도 하므로 사용중인 일반 아날로그 벽시계 탁상 시계의 무브먼트만 전파 무브먼트로 교체해도 된다. 일본산 무브먼트는 보통 2-3만 원 정도이나 해외배송이라 국내에선 1-2만 원 정도 더 비싸진다. 시계축의 길이에 따라 소형 탁상시계용 5 mm ~ 대형 벽시계용 22 mm 등 여러 규격이 있으므로 시계판의 두께에 맞는 것을 주문해야 한다.
아날로그식 전파 무브먼트는 표준시간대에 관계 없지만 대부분 수신할 수 있는 표준시보국이 한정되어 있으니 지원되는 전파시보국을 살펴봐야 한다. 통상 북미용 WWWB 나 유럽 대륙용 DCF, 영국용 MSF, 일본 (한국)용 JJY 중에 하나가 대부분이다. 2019년에 여주에 한국 장파 표준 시보국이 본격 가동에 들어가면 이를 수신할 수 있는 시계도 나올 것으로 예상된다.
라디오 신호를 수신하여 KBS 라디오의 시보 방송을 인식하여 시각을 보정하는 기술이 있다.#
2. 표준주파수국
전파시계를 실용화하는데는 시보를 방송하는 전파탑, 즉 표준주파수국이 필수이다. 표준주파수국은 과학, 산업 등 다양한 용도에 사용할 수 있도록 특정 주파수를 송신하는 무선국으로 대개 40~60 kHz의 장파나 5~10 MHz의 단파를 이용하는데, 장파는 단파와는 달리 지표면을 통해서도 반사되어 초장거리를 이동하기 때문에 송신소를 적게 세워도 되는 장점이 있다.
2.1. 대한민국(HLA)
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대전광역시 대덕연구단지에 위치한 한국표준과학연구원에서 송출하며 HLA라는 호출부호로 방송하고 있다. 1984년부터 방송을 시작했으며 현재 단파 주파수 5 MHz와 10 MHz, 출력 2 kW로 송신한다. 주소는 대전광역시 유성구 가정로 267. 8시간 방송한다고 착각하는 사람들이 있는데 1990년부터 24시간 방송 중이다.
이 방송은 대한민국에서 가장 정확한 시각정보를 방송하는 곳으로 시각정보 및 기타 각종 정보를 제공한다. 과거에는 시각 안내와 호출부호 고지 멘트가 정시, 30분에 방송되었으나 언제부터 멘트 없이 시보음만 송출한다. 낮시간대에는 주로 스킵현상이 심해 중부 일부지역에서나 성능 좋게 수신되었지만, 야간에는 대체로 넓은 지역에서 수신된다.
HLA를 수신하는 시계는 시중에서 찾아보기 어려우며 관공서 일부에 설치돼 있다. #
한국표준과학연구원에서는 이 단파방송 외에도 인터넷, 정확하게는 NTP 프로토콜을 이용하여 표준시각을 동기화시킬 수 있는 프로그램인 UTCk를 제공하고 있으니 혹시 PC의 시간이 안맞다 싶으면 설치하여 사용하면 좋다. 주로 열차표 예매나 원서접수 등 시간을 다투는 곳에서 요긴하게 사용하는 경우가 많다. 위키러들도 가지고 있을 프로그램. 관련 링크
2017년 9월 부터 시험방송국을 착공하여 2019년 2월에는 폐쇄된 한국방송(KBS) 여주 송신소 부지를 활용하여 시험방송을 할 계획이 수립되었다. 기사 2019년 12월 11일 시험전파를 발사하기 시작했고 2020년 말까지 65 kHz 50 kW 출력으로 시험운영될 예정이다.
2.2. 일본(JJY)
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일본은 JJY라는 호출부호로 방송중에 있다. 과거에는 HLA처럼 단파방송도 있었으나 2001년 3월 폐지된 후 현재 2개의 장파방송을 송출 중이다. 후쿠시마현 타무라시(40kHz)와 사가현 사가시(60kHz)에 각각 송신소를 설치했다. 사가현에서 방송되는 큐슈국은 한반도 거의 전역에서 수신할 수 있다. 관련 링크
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일본의 각 JJY 송신소에서 발사하는 표준시각정보가 담긴 전파의 수신 범위는 일반적으로 반경 1000 km 정도로 보며, 1500 km 이내는 경우에 따라 수신 가능한데 특히 한국(남한) 전 지역은 서일본 큐슈 송신소에서 쏘는 전파를 쉽게 수신할 수 있는 지역이다. 게다가 일본과 시간대가 같으니 그대로 수신해서 써먹으면 끝. 한국과 일본은 '''UTC+9'''로 같은 시간대를 공유하고 있으며 두 나라 모두 서머타임을 하지 않으므로 국내에서 쓰는 전파시계 대부분은 일본제나, 혹은 일본제에 맞게 커스텀된 제품들이다.
이렇게 우리나라에서도 어렵지 않게 수신할 수 있지만, 특성상 실내[5]나 지하, 혹은 전파가 닿기 어려운 일부 지역의 경우 수신상태가 좋지 않을 수 있다. 콘크리트 건물이라면 최대한 창가에 가까운 곳에 비치하면 수신률을 높일 수 있다.[6] 서울 지역 고층아파트 기준으로, 베란다에서 2-3 m 정도 떨어진 장소에 전파시계를 두면 야간에 일본에서 발사하는 신호 수신이 대체로 가능한 편이다.
수신이 힘든 환경일 경우를 대비하여 JJY에서 송출하는 시각정보를 에뮬레이트한 JJY 시뮬레이터라는 프로그램도 있다. 이것을 설치하여 이어폰이나 자작 안테나를 만들어 이어폰 잭에 꽂은 다음 실행하면 몇 분 이내에 전파시계의 시각을 맞출 수 있다.관련 링크
다만 북한에서는 평양 - 원산 이남으로는 무난히 수신 가능하나, 안주 - 함흥 이북으로부터는 수신이 힘들 수 있다.
2.3. 중국(BPC)
중국에서는 BPC라는 이름으로 운영중이다. 주파수는 68.5 kHz. 허난 성 상추[7]에서 송출한다. 이쪽도 반경 1500 km 권역으로 한반도를 대부분 커버하지만, 중국제 전파시계보다는 일본제가 압도적으로 인기가 많아 한국에서 사용하는 사람은 별로 없다. 표준시간대가 다르기도 하고. 참고로 중국은 전 국토에서 UTC+8이라는 한 가지 시간대(북경 표준시)만 사용하므로 미국처럼 시간대별로 커스텀된 전파시계를 만들지 않아도 되는 장점이 있다.
그리고 단파 방송국인 BPM도 운영중이다. 주파수는 2.5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, 간혹 HLA와 혼신이 일어나기도 한다. 역시 대륙의 기상(...)
2.4. 미국(WWVB)
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콜로라도 주 포트 콜린스에서 WWVB라는 이름으로 방송. 70 kW대의 압도적인 출력으로 북미 대부분을 커버한다. 미국 영화나 드라마에서 흔히 보이는 박스형 탁상용 시계에 전파시계 시스템이 적용된 경우가 흔하다. 간혹 JJY와 혼신이 일어나기도 한다. 2018년 NIST의 예산부족으로 방송이 중단될 수 있다는 발표가 있었으나 2019년에도 계속 운영중이다. 현재 이 방송을 이용하는 북미지역의 시계나 손목시계는 약 5천만개로 추정된다.
2.5. 유럽
[image]
60kHz로 방송되는 영국 앤손의 MSF와
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77.5kHz의 독일 마인플링겐 DCF77이 있다.
각각 국내용으로 500 km 정도를 송출범위로 잡지만 최대 1500 km 권역까지 전파가 잡히므로 사실상 서유럽 전역에서 전파시계를 사용할 수 있다. 해외 수출용으로 나온 전파시계는 이 두 전파를 모두 수신할 수 있는 모델도 있다.
[1] "어른의 과학"이라는 일본의 무크지에서 부록으로 제공하는 물건이다. 원래 일본의 전파를 받는데, 후술할 이유 덕분에 한국에서도 작동이 된다. 한국에서도 정식 수입되어 판매중.[2] 안테나는 송수신 하는 전파의 공진을 이용하는 것이기 때문에 파장이 긴 신호일수록 안테나도 커진다.[3] 그러나 손목시계나 탁상시계에 NTP만을 위해서 TCP/IP 스텍을 탑재하고, Wi-Fi를 항상 켜두어야 한다는 것은 배보다 배꼽이 더 크다.[4] 현재는 이보다 더 저렴한 가격대에 구매가 가능하다.[5] 특히 콘크리트 건물 내부. 전파의 감쇄가 현저하다.[6] 그러나 두꺼운 창문을 닫으면 수신이 안되는 경우도 있다.[7] 당연히 채소 상추가 아니고, 허난 성 동부의 상추(商丘/한국식 독음으로는 상구)라는 지역이다.