201120 한국 지상파 UHD 방송의 현재 , 새로운 시도 @ KBS 본관 TS-4

기술본부, 한국방송기술인연합회 주관 UHD 5G Conference
2020. 11. 20.( 금 ) 17:10~18:00

* 관련기사 : 한국방송기술인연합회 방송기술저널 (2020.11.18.) UHD-5G의 현재와 미래…‘UHD-5G Conference’ 성황리에 마무리

* 관련영상 : KBS방송기술인협회 YouTube
ATSC 3.0 지상파 UHD 방송이 점점 뜨고 있는 이유 UHD Conference Part-1
시청률 데이터를 방송사가 직접 수집한다고? UHD 방송으로 바뀌는 것들 (5G Broadcast, ATSC 3.0) | UHD Conference Part-2

(참고) http://sunghojeon.github.io/ATSC_5G_materials/

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1. 2020. 11. 20.(금) 17:10~18:00 KBS 미디어송출부 전성호 팀장/공학박사 한국 지상파UHD 방송의 현재, 새로운 시도 기술본부/한국방송기술인연합회 주관 UHD 5G Conference @ KBS 본관 2층 TS-4
2. 방송기술과 통신기술은 점점 단일 표준으로 수렴하는 형태로 진화하고 있습니다. (출처) 5th Generation Mobile Networks: A New Opportunity for the Convergence of Mobile Broadband and Broadcast Services Advanced ISDB-T NextGen DTMB 4G-LTE(3GPP) 전세계 도입 현황 ‘지상파 디지털방송’ 전세계 도입 현황
3. 미국은 현재 ATSC 3.0 본방송 시작 [출처] https://www.atsc.org/nextgen-tv/deployments/ Dallas-Forth Worth Texas 2020.05.26. Las Vegas 2020.05.20. Boise, Idaho 2020.07.28 Portland, Ore. 2020.06.24 Nashville Pheonix 2020.06.16 Pittsburgh 2020.06.30 Salt Lake City 모델마켓 모델마켓 Santa Barbara Orlando Los Angeles, CA East Lansing Denver 2020년 본방송을 준비하고 있는 지상파 방송국 설비는 69개소에 달하며, 이는 미국 인구기준 71.4%를 담당함. 미국 CTA에서는 ATSC 3.0 표준을 기반으로 방송되는 TV에 대해 NextGen TV라고 이름 붙이고, 관련 LOGO를 발표함. (2019.09.26.) 2020.10.06. Austin, TX 4K-UHD 본방송 2020.10.22. Mobile-Pensacola 2020.10.08. Oklahoma City
4. 차세대 지상파 플랫폼으로서 UHD 방송 ▪ 지상파 UHDTV 방송 환경에서는 ① 수신환경 개선, ② 재난·안전 정보 고지 ③ IP 기반의 양방향.맞춤형 서비스 등 새로운 부가서비스 ④ 이동간 송수신이 기술적으로 구현 가능해질 것으로 전망 • 하나의 송신기만으로 고정형･이동형 방송 동시 서비스 가능 • 실내외 어디서나 수신 가능한 환경 고정형 방송 수신 이동형 방송 수신 UHDTV • IP 기반 양방향･맞춤형 서비스 가능 • 5G-Broadcast 기술과 연동하여 무한한 부가서비스 확장 가능 방송통신 융합형 부가서비스 (IBB) 시청자 맞춤형 부가서비스 (ESG) 무한 확장 부가서비스 • HD(ATSC 1.0) 대비 4배 선명한 화질을 제공할 수 있는 충분한 전송률 제공 • 동일 송신인프라로 다양한 채널 지원 2K FHD 5.1ch 4K UHD 22.2ch 3840 2160 고용량 전송 시스템 시청자 친화적 수신환경 발전된 재난재해경보 방송 서비스 (AEAT)
5. KBS1 DTV 송신망 각 채널별 Radio 송신망 DMB 송신망 KBS2 DTV 송신망 UHDTV 고정수신 이동수신 UHD 방송은 채널 확장으로 다양한 정보 제공이 가능합니다. UHD KBS1채널 UHD KBS2채널 2019년 11월, KBS는 북감악실험국 대출력(5kW) 송신을 통해 현재 판매중인 UHDTV에서 서비스 가능함 확인
6. 과기정통부 ‘차세대 방송기술 융합서비스 실증 프로젝트’ 중간발표회 (08/21일, 제주 테크노파크 및 JIBS견월악 송신소) 과학기술정보통신부 전파정책자문회의 위원
7. 과기정통부 ‘차세대 방송기술 융합서비스 실증 프로젝트’ 중간발표회 (08/21일, 제주 테크노파크 및 JIBS견월악 송신소) 모바일 IBB 서비스 UHD 다채널 & 모바일 서비스 UHD 재난경보방송 방송통신위원회 사무관
8. 재난경보방송에 특화된 UHD 방송망을 통해 현재 온에어 중입니다. KBS1 채널을 직접 수신하여, 재난경보메시지 표시 중 (실제 동작 모습) UHDTV 방송의 경우, ‘TV영상과 별도로’ 재난경보 메시지를 송출 → TV 수상기 뿐만 아니라, 다양한 수신기에서도 고정수신 뿐만 아니라, 이동 수신 상황에서도 재난메시지 확인 가능 (예) 서울시내버스 463번에 UHD수신기 설치 운영 중 이동형 방송 수신 고정형 방송 수신 UHDTV 2019년 9월부터 UHD주조정실에서 KBS1 및 KBS2 UHD채널을 통해 지진, 태풍, 폭설, 호우, 사회재난 5대 재난 서비스 중
9. 재난경보방송에 특화된 UHD 방송망을 통해 현재 온에어 중입니다.
10. ESG 서비스 UHDTV에 인터넷을 연결하면, 양방향 서비스를 즐길 수 있습니다. KBS UHD 채널 시청중 [방송안내] 버튼을 눌러 ESG 페이지 진입 [방송안내] 페이지에서 프로그램 선택 [연관컨텐츠] 선택 후 시청 할 컨텐츠 선택 ESG 재난정보 부가서비스 시청
11. 현재 재난포털(d.kbs.co.kr) 과 자동 연동을 위해 한창 개발 중입니다.
12. UHD-IBB 서비스 시청 기본조건 UHDTV에 인터넷을 연결하면, 양방향 서비스를 즐길 수 있습니다. IBB 서비스
13. 코로나19 확산 방지를 위한 ‘방송-통신 연동형 융합서비스’ 24시간 뉴스전문 채널 코로나19 대응 국민 행동 수칙 KBS뉴스 공식 홈페이지 재난방송매체 KBS 1 Radio ① ② ③ ④ 2020년 4월 13일부터 KBS1 UHD채널에서 ‘재난정보 부가서비스’ 전국 온에어 서비스 개시 UHDTV에 인터넷을 연결하면, 양방향 서비스를 즐길 수 있습니다. 방송 태풍 방송 시 서비스 아이템 변경
14. UHDTV에 인터넷을 연결하면, 양방향 서비스를 즐길 수 있습니다. 브랜드기획부 협조를 얻어 디자인 개선 시청자 안내 메시지 추가 2020.07.17. KBS와 삼성전자 간 업무양해각서(MOU) 체결 지상파 UHD IBB 서비스를 통한 '재난정보 부가서비스'의 원활한 제공을 위해, 양 사가 상호 협력하기로 함.
15. 08.09. 제5호 태풍 장미 08.26.~24. 제6호 태풍 바비 09.02.~03. 제7호 태풍 마이삭 09.06.~07. 제8호 태풍 하이선 IBB 접속데이터 사랑 제일 교회 UHDTV에 인터넷을 연결하면, 양방향 서비스를 즐길 수 있습니다. 주말 주말 주말 주말 주말 ESG 접속데이터 양방향 “데이터＂를 통해서, 시청 패턴을 실시간으로 파악
16. ESG 서버 접속량
17. UHD 방송망과 5G 이동통신망을 연동하면 무궁무진한 서비스로 새로운 시장이 열립니다. KBS와 SKT가 협력하여 제주 실증 테스트 주도 차량용 단말기를 대상으로 . 통신비 부담 없는 지도 업데이트 . 자율주행을 위한 끊김 없는 안전 정보 . 차량 내에서 콘텐츠 소비를 촉진하는 환경
18. ATSC 3.0 표준을 기반으로 5G 통신망이 결합된 신규 서비스 발굴 [출처] SKT Insight 보도자료 ATSC 3.0 + 5G 연동 스마트단말기 보급을 통한 서비스 확장
19. UHD 방송망과 5G 이동통신망을 연동하면 무궁무진한 서비스로 새로운 시장이 열립니다. KBS와 SKT가 협력하여 제주 실증 테스트 주도 [협약 내용] 1) 도서, 산간지역 등 방송, 통신서비스 취약 지역의 품질 개선에 협력한다. 2) KBS 방송망과 SKT 이동통신망을 활용한 차세대 방통융합 서비스 실증에 협력한다. 3) ‘연주소~송중계소‘ 간 ATSC 3.0 기반 IP 시험망 구축에 협력한다.
20. 국가재난경보 메시지(CAP) 통신규격 변환‧송출 시스템 국가재난 경보메시지(CAP) 발령 시스템 ATSC 3.0 표준 기반으로 5G 통신망을 연동하여 제공할 수 있는 신규 서비스 발굴 정부 디지털 뉴딜 제안 내용 / UHD망+5G망 연동 = 사업자 간 협력모델
21. ATSC 3.0 지상파 직접수신 시청자 수신기 5G 통신망 지상파 수신영상 5G 수신영상 지상파 수신영상 음영지역 끊김 (터널/지하) ATSC3.0 방송망 7-1 UHDTV 5G 이동통신망 5G 수신영상 끊김없는 시청 가능 ATSC 3.0 표준 기반으로 5G 통신망을 연동하여 제공할 수 있는 신규 서비스 발굴 정부 디지털 뉴딜 제안 내용 / UHD망+5G망 연동 = 사업자 간 협력모델
22. UHD+5G 동시 전송 기술, 모든 모바일 단말기에서 직접수신 가능한 지상파 방송 환경 준비 중입니다. 스마트폰은 5G 신호를 수신해서 이동하면서 방송 시청 집 안의 UHDTV는 방송신호를 수신해서 기존과 동일하게 시청 ATSC 3.0 & 5G 대상실험국 북감악중계소 5G 칩셋이 탑재된 단말기가 곧 ‘텔레비전수상기’
23. 북감악(중) 실험국 운영 : KBS방송장비인증센터 실험국 허가, 관리 : 서울전파관리소 (국립전파연구원) 희망하는 전파형식·주파수 및 공중선전력 (1)장치별 (2)전파형식 (3)주파수 (㎑, ㎒) (4)공중선전력 (W, ㎾ ) 주 6M00D7W CH56(763~769MHz) 300W 판문점 Camp Casey
24. 5G 최신 표준(Release 16)은 이미 방송 직접수신 기능 지원
25. 5G-Broadcast 표준화 일정과 주요 표준문서 Release 14 LTE Advanced Pro Release 15 5G Non-Standalone Release 16 5G Standalone 2020.07.03 2019.06.07 2017.06.09 독일 5G-TODAY 기반 표준 EU 5G-Xcast 기반 표준 Release 13 LTE Advanced Release 12 LTE Advanced 2015 Q1 2016 Q1 Release 17 5G Standalone 2022 Q4 3GPP TR 22.816 (Mar. 2016) “3GPP Enhancement for TV Service (Release 14)” 3GPP TR 36.776 (Mar. 2019) “Study on LTE-based 5G Terrestrial Broadcast (Release 16) 3GPP TR 36.976 (Mar. 2020) “Overall description of LTE-based 5G Broadcast (Release 16)” [출처] https://www.3gpp.org/specifications/releases UHD망+5G망 융합 = 방송사 단독 모델
26. above 6 GHz above 52.6 GHz 3GPP Release 17 https://cdn.everythingrf.com/live/5G%20bands%20snapshot_636543792416696911.PNG
27. Band 71 617 - 652 MHz (downlink) 663 - 698 MHz (uplink) 기존 UHF TV 채널 38 – 51 번 downlink uplink AT&T downlink only 600/700MHz 수신 안테나 내장 미국 주파수 재배치 결과로 600MHz 수신안테나 스마트 단말에 내장됨 UHD망+5G망 융합 = 방송사 단독 모델
28. 전세계는 지금 5G+UHD 융합기술 주도권 확보를 위해 범국가적으로, 범산업적으로 뛰고 있습니다. BBC에서는 2013년부터 5G-Broadcast 기술 연구 시작 독일 국책과제 Ismaning (5kW) Wendelstein (7kW) 송신기 간격 = 64km Wendelstein Ismaning = 뮌헨의 관악산 송신소 7kW 5kW
29. The BBC & 5G : BBC에서는 2013년부터 5G-Broadcast 기술 연구 시작 https://www.bbc.co.uk/rd/blog/2019-03-5g-rural-first-network-orkney 영국 5G-RuralFirst 프로젝트의 일환 5G-Broadcast 방식으로 FM라디오 서비스를 지상파로 발사하고, 개인 스마트폰에 5G Radio 앱을 다운로드 후 설치하여 청취할 수 있도록 함. (앱은 BBC Sounds 기반으로 개발) BBC Radio Orkney를 포함, 총 13개 라디오 채널을 온에어 발사함.
30. 영국의 5G Rural First 프로젝트: 5G-Broadcast @ Orkney https://www.5gruralfirst.org/announcing-the-5g-ruralfirst-orkney-test-locations-part-1/ https://www.strategyanalytics.com/strategy-analytics/news/strategy-analytics-press-releases/strategy- analytics-press-release/2017/02/06/5g-tv-could-become-rival-to-cable-satellite-and-iptv-says-strategy- analytics?slid=645670&spg=1 “The arrival of 5G TV wireless services could herald another wave of TV disruption through the 2020s and beyond.” “The emergence of 5G TV would represent a further stage in the convergence of media and communications, and wireless and fixed services,” - David Mercer, VP and Principal Analyst.
31. 모두가 주목하는 5G-Broadcast 기술: 유럽에서 활발히 필드테스트 중 방송망 병목없이 신속한 전파 가능 전용 단말기 필요 통신망 거의 모든 국민이 가진 단말기에 직접 서비스 가능 트래픽이 몰리는 경우, 병목현상 발생 (출처) EBU tech-i magazine - Issue 43 - March 2020
32. 전세계 테스트베드 구축동향: R&S 송신기 활용, 중국 필드테스트 계획
33. 전세계는 지금 5G+UHD 융합기술 주도권 확보를 위해 범국가적으로, 범산업적으로 뛰고 있습니다. EU 국책과제 5G-Xcast 프로젝트 연구비 지원 EU 5G-PPP / H2020-ICT-2016-2 연구기간 2017.06.01 ~ 2019.05.31. (총 24개월) 참여기관 및 협력기관 유럽지역 9개 나라 18개 기관 참가 10개국 14개 기관이 외부자문단으로 참가 참여기관 협력기관
34. [출처] 삼성전자 보도자료 TCL / 5G+8K 75인치 QLED TV 일본 SHARP / 5G + 8K 120인치 LCD TV 앞으로 주목할 방향성: 8K-UHDTV과 5G-Modem의 결합 통신사는 5G 무선통신표준을 활용하여, 기존 산업(시장) 흡수 중
35. ATSC 3.0 표준과 5G 표준을 모두 활용해서 전파를 발사하면? 5G 칩셋이 탑재된 단말기가 곧 ‘텔레비전수상기’가 됨. = 스마트 단말기를 통한 방송의 침투력, 도달률 향상이 크게 기대됨. 가정에 보급되는 UHDTV 시청자들에게는 기존과 동일하게 서비스 가능 앞으로 점점 늘어나는 5G 스마트폰은 방송 주파수 대역을 지원하게 되어, 별도의 방송용 수신칩 탑재 없이, 별도의 안테나를 뽑는 번거로움 전혀 없이 통신비용이 전혀 발생하지 않으면서 TV 시청이 가능함. ATSC 3.0 방송표준을 통해 집 안에 있는 TV도, 내 손안에 있는 스마트폰 모두 ‘TV 수상기’가 되는 시대
36. 결론: UHD방송망을 차세대 지상파 플랫폼으로 발전시키고 있습니다. (지금 서비스 중) ✓ 재난경보방송에 특화된 UHD 방송망을 통해 현재 온에어 중입니다. ✓ UHDTV에 인터넷을 연결하면, 양방향 서비스를 즐길 수 있습니다. (기술 검증 완료. 허가에 따라 즉시 가능) ✓ UHD 방송은 채널 확장으로 다양한 정보 제공이 가능합니다. (기술 검증 중/ 연내 완료) ✓ UHD 방송망과 5G 이동통신망을 연동하면 무궁무진한 서비스로 새로운 시장이 열립니다. (기술 검증 중/ 4년 후 완료) ✓ UHD+5G 동시 전송 기술, 모바일 단말기에서 직접수신 가능한 지상파 방송 환경 준비 중입니다.
38. (참고) 전송방식으로써 방송Broadcast과 통신Unicast의 장점을 활용 https://www.researchgate.net/figure/Unicast-and-Broadcast-Channel-Balancing_fig1_224649018 많은 사람들이 동시간에 시청하는 콘텐츠는 방송Broadcast 방식으로 전송하는 것이 효율적 개개인 맞춤형의 콘텐츠는 1:1 통신형태로 전송하는 것이 효율적 CAPEX+OPEX Broadcast 방송망 구축비를 제외하면, 일정한 (저렴한) 전송 비용으로 아무리 많은 사람이 보더라도 끊김없는 서비스 가능 Unicast 동일한 전송률(kbps)를 동시 접속자 모두에게 만족시키기 위해서는 보다 많은 기지국 구축, 보다 많은 대역폭 확보가 수반되어 함. Audience (persons)