20210524 NextGen TV(ATSC 3.0)와 5G Broadcast 기술 개발 동향 @ 연세대 융합연구원 (ICONS) 5GV2X융합연구센터 전문가 초청 세미나

연세대 융합연구원 (ICONS) 5GV2X융합연구센터 전문가 초청 세미나

개최일시 : 2021년 05월 24일 월요일 오후 7시~ 8시 30분
개최장소 : ZOOM online
세미나 제목 : NextGen TV(ATSC 3.0)와 5G Broadcast 기술 개발 동향

세미나 개요 :

2017년 5월우리나라에서 세계 최초로 본방송을 시작한 2세대 북미 지상파 방송표준인 ATSC 3.0 NextGen TV 기술과 2020년 7월 공식화된 3GPP Release 16 기반 5G Broadcast 기술을 분석해보면서 최신 방송 기술 개발 동향에 대해 논의해 보고자 한다. 특히, 전 세계 5GBroadcast 필드테스트 동향을 통해 차세대 지상파 방송 표준으로써 가능성을 함께 논의해보고, 주요표준단체(ATSC, DVB, ITU-R 등)의 작업 동향에대해 살펴보고자 한다.

초청자 :

연세대학교전기전자공학과 김동구교수
(5GV2X 융합생태계 연구센터)

Transcript

1. NextGen TV(ATSC 3.0)와 5G Broadcast 기술 개발 동향 2021. 05. 24.(월) 19:00~20:20 KBS 기술본부 미디어송출부 전성호 팀장 Korean BroadcastingSystem | Department of MediaTransmission 2017년 5월 우리나라에서 세계 최초로 본방송을 시작한 2세대 북미 지상파 방송표준인 ATSC 3.0 NextGen TV 기술과 2020년 7월 공식화된 3GPP Release 16 기반 5G Broadcast 기술을 분석해보면서 최신 방송 기술 개발 동향에 대해 논의해 보고자 한다. 특히, 전 세계 5GBroadcast 필드테스트 동향을 통해 차세대 지상파 방송 표준으로써 가능성을 함께 논의해보고, 주요표준단체(ATSC, DVB, ITU-R 등)의 작업 동향에 대해 살펴보고자 한다.
2. https://emf.kca.kr/html/elecBusiness/class.do?menuCd=FM0802 전자파의 분류와 주용도 이동통신 지상파 방송 신호가 멀리 가고, 구석구석 휘어진다. 신호가 멀리 못가고, 직진성이 강하다. 길이가 긴 안테나가 필요하다 안테나 길이가 짧아도 수신이 잘 된다. 10cm 100cm 1cm
3. DTV 3G/4G 이동통신 5G 이동통신 5G 이동통신 3G/4G 이동통신 UHDTV DMB FM
4. above 6 GHz above 52.6 GHz 3GPP Release 17 https://cdn.everythingrf.com/live/5G%20bands%20snapshot_636543792416696911.PNG
5. 1세대 지상파 방송 표준 Recommendation ITU-R BT.1306 (06/2015) Error-correction, data framing, modulation and emission methods for digital terrestrial televi sion broadcasting System A(ATSC), System B(DVB-T), System C(ISDB-T), System D(DTMB), System E(DTMB-A) Recommendation ITU-R BT.1368 (02/2015) Planning criteria, including protection ratios, for digital terrestrial television services in the V HF/UHF bands Report BT.2215 (02/2016) Measurements of protection ratios and overload thresholds for broadcast TV receivers 5 2세대 지상파 방송 표준 Recommendation ITU-R BT. BT.1877 (08/2012) Error-correction, data framing, modulation and emission methods for second generation of digital terrestrial television broadcasting systems Appendix 1(DVB-T2) Appendix 2 (ATSC3.0) Appendix 3 (DTMB-A) Recommendation ITU-R BT.2033 (02/2015) Planning criteria, including protection ratios, for second generation of digital terrestrial television broadcasting systems in the VHF/UHF bands Recommendation ITU-R SM.1541 (08/2015) Unwanted emissions in the out-of-band domain Recommendation ITU-R BT.1206 (04/2016) Spectrum limit masks for digital terrestrial television broadcasting ITU-R 권고(Recommendation) 에 따라서 지상파 방송은 세대를 구분한다.
6. ITU 핸드북에서 정의하고 있는 세대별 지상파 방송 시스템 구조 Note that with the advent of advanced 2nd generation transmission and modulations systems an additional block is to introduced between service multiplex and transport, the so-called Gateway. 1세대 방송시스템 2세대 방송시스템 Exciter Exciter
7. 방송 통신 기술 표준화 동향: 전송기술 및 압축기술 (출처) 5th Generation Mobile Networks: A New Opportunity for the Convergence of Mobile Broadband and Broadcast Services Advanced ISDB-T [출처] DVB-SCENE 53, March 2019. DTMB-A 전송기술 압축기술
8. 글로벌 방송미디어 표준 단체
9. 컬러TV HDTV 2000 4K-UHDTV 2016~ 8K-UHDTV Super Hi-Vision 2020~ 컬러영화 2K, 30fps, 8bits 4K, 60fps, 10bits 8K, 120fps, 12bits 2K Digital Cinema 4K Digital Cinema 흑백TV IMAX 흑백영화 8K Digital Cinema 방송 영화 방송 기술의 발전, 영화 기술의 발전: 콘텐츠 소비 경험을 공유하는 관계? [출처] https://extmovie.com/movietalk/21677042 삼성 98인치 8K-UHDTV 7,680 x 4,320 (33.2Mpixel) [출처] https://pid.samsungdisplay.com/ko/learning- center/blog/8k-resolution-advancements 16K 32K 2017.07.18 개관 (약 1500인치) 6.5K
10. (출처) http://www.cgkorea.co.kr/global/library/The_Ins_and_Outs_of_HDR_What_is_HDR.html#brightness (출처) https://pid.samsungdisplay.com/ko/learning-center/blog/8k-resolution-advancements 콘텐츠 품질이 발전하는 5가지 기본축: 해상도, 비트수, 프레임수, 색영역, 밝기 해상도(Resolution) = 이미지의 픽셀 수 주어진 화면 크기에서 해상도가 높을수록 더 많은 픽셀이 표시되므로 더 세세한 부분까지도 표시 가능 4K UHD 해상도는 3840x2160으로 표준 FHD에 비해 4배의 이미지 데이터가 표시
11. (출처) http://www.cgkorea.co.kr/global/library/The_Ins_and_Outs_of_HDR_What_is_HDR.html#brightness (출처) https://pid.samsungdisplay.com/ko/learning-center/blog/8k-resolution-advancements 콘텐츠 품질이 발전하는 5가지 기본축: 해상도, 비트수, 프레임수, 색영역, 밝기 비트 수(Bit Depth) = 각 픽셀이 표시 할 수 있는 색상의 수 비트 수가 클수록 더 많은 색상을 표시 할 수 있으므로, 더욱 자연스러운 그라데이션의 표현이 가능 8-bit 디스플레이는 1677만 가지 색상 표시, 10-bit 디스플레이는 10억 7000만 색상 표시 12-bit 디스플레이는 687억만 가지 이상의 색상 표시 8-bit 10-bit
12. (출처) http://www.cgkorea.co.kr/global/library/The_Ins_and_Outs_of_HDR_What_is_HDR.html#brightness (출처) https://pid.samsungdisplay.com/ko/learning-center/blog/8k-resolution-advancements 콘텐츠 품질이 발전하는 5가지 기본축: 해상도, 비트수, 프레임 속도, 색영역, 밝기 프레임 속도(Frame Rate)= 1초에 표시되는 이미지 수 Full HD는 29.97fps, 4K-UHD는 59.94fps, 8K-UHD는 119.88fps를 기본값으로 사용 색영역(Color Gamut) = 표시 할 수 있는 모든 색상의 범위 = rec.2100 HD UHD 사람의 눈으로 감지 할 수있는 모든 RGB 값의 범위 중에서 일부를 실제 콘텐츠/디스플레이에서는 재현할 수 있음. 삼각형이 클수록 더 많은 수의 색을 표시 가능
13. http://www.cgkorea.co.kr/global/library/The_Ins_and_Outs_of_HDR_What_is_HDR.html#brightness 콘텐츠 품질이 발전하는 5가지 기본축: 해상도, 비트수, 프레임수, 색영역, 밝기 밝기 (Dynamic Range) = 표시 할 수 있는 이미지 조명의 강도 범위 SDR HDR
14. BT.709 현재 Full HD 표준 BT.2020 4K/8K 표준 BT.2100 4K/8K HDR 표준 해상도 Full HD 4K, 8K HD, 4K, 8K 비트 수 8-bit 10 또는 12 bits 10 또는 12 bits 프레임 속도 최대 60p 최대 120p 최대 120p 색 영역 Rec.709 Rec.2020 Rec.2020 밝기 (Dynamic Range) SDR SDR HDR [출처] http://www.cgkorea.co.kr/global/library/The_Ins_and_Outs_of_HDR_Gamma_Curves.html 콘텐츠 품질을 정의하는 기본 표준: ITU-R Recommendation BT.2100 제조사별 HDR Profile 지원 규격 [출처] DVB-SCENE 53, March 2019.
15. [출처] http://www.cgkorea.co.kr/global/library/The_Ins_and_Outs_of_HDR_Gamma_Curves.html [참고] HDR의 이해: BT.2100에서 정의하고 있는 PQ, HLG SMPTE ST 2084 2100-2 (08/2018)
16. 방송 기술의 발전: 높아지는 해상도, 늘어나는 용량 단, Pixels x 4 ≠ Bitrate x 4 [출처] Thomas Guionnet, Mickaël Raulet, Thomas Burnichon “Forward-looking content aware encoding for next generation UHD HDR WCG HFR” in NAB BEC, April 10, 2019 HEVC 압축을 적용했을 때, HD에서 4K-UHD로 화질이 높아지면 요구 전송율은 약 2.6배 정도 늘어남. 4K-UHD에서 8K-UHD로 화질이 높아지면 요구 전송율은 약 2.3배 정도 늘어남. 프레임율이 증가하더라도, 요구 전송율 증가율은 10% 이내임. HEVC Live Encoding for 4K @ 60-80Mbps VVC Live Encoding for 4K @ 30-40Mbps
17. 방송 기술의 발전: 날로 향상되는 압축기술 EVC (Essential Video Coding) MPEG-5 part 1 January 2020 Goal: Royalty friendly and/or free . Baseline (royalty free): 20% less efficient than HEVC . Main (royalty friendly): 25% more efficient than HEVC VVC (Versatile Video Coding) MPEG-I part 3 Mid 2020 Goal: 50% bitrate reduction compared to HEVC AV2 (Alliance for Open Media(AOMedia) Video 2) (출처) ATEME 자료
18. 삼성전자 2019년은 8K-UHDTV 대중화의 원년 LG전자 TCL 창홍 Hisense 2019년 2분기 UHDTV 시장점유율 삼성전자(31.5%) LG전자(16.5%) 소니(8.8%) TCL(6.3%) 하이센스(6.2%) 순
19. 2019년은 8K-UHDTV 대중화의 원년 CTA(미국 소비자기술협회, Consumer Technology Association)에서는 UHDTV 인증 기준을 만들고, 이를 만족하는 제품에는 LOGO 부착을 허가함. https://cta.tech/News/Press-Releases/2019/September/CTA-Launches-Industry-Led-8K-Ultra-HD-Display-Defi.aspx https://www.cta.tech/News/Press-Releases/2014/June/CEA-Updates-Characteristics-for-Ultra-High-Definit.aspx 4K-UHD 8K-UHD Display Resolution at least 3840 horizontally at least 2160 vertically at least 7680 horizontally and 4320 vertically Aspect Ratio 16:9 or wider Upconversion capable Digital Input 24p, 30p and 60p HDCP revision 2.2 Colorimetry ITU-R BT.709 or wider ITU-R BT.2100 Bit Depth > 8 bits > 10 bits ’14.06 ’19.07
20. UHDTV 제작 표준 Video over IP Networks: AIMS(Alliance for IP Media Solutions) JT-NM (Joint Task Force on Networked Media) – AMWA/EBU/SMPTE/VSF PTP (Precision Time Protocol) NMOS (Networked Media Open Specifications) IS-04 - NMOS Device Connection Management Uncompressed active Video PTP NMOS (Networked Media Open Specifications) IS-04 - NMOS Device Connection Management PCM Audio (only) over IP
21. 비압축 제작신호의 IP화: SMPTE ST.2110
22. 비압축 제작신호의 IP화: SMPTE ST.2110 https://medium.com/hd-pro/smpte-2110-standard-for-professional-media-delivery-over-ip-networks-15470a044499 SMPTE 2059 (IEEE 1588) IETF RFC 4175 AES67 IETF RFC 8331 Captions, time code, ad triggers
23. 비압축 제작신호의 IP화: SMPTE ST.2110 표준 이름 도입 시점 SMPTE 292M HD-SDI 1998[2] SMPTE 424M 3G-SDI 2006[2] SMPTE ST-2082 12G-SDI 2015[5] SMPTE ST-2083 24G-SDI 동축 케이블 기반 광 케이블 기반 HDMI 케이블 기반 8K-UHD 비압축 전송 4K-UHD 비압축 전송
24. [참고] 각종 케이블 형태 동축 케이블 기반 광 케이블 기반 HDMI 케이블 기반 주로 BNC 커넥터 https://ajakorea.com/products/12g_solution/
25. Quad-Link 12G-SDI 2160p60 HD-SDI 1080p30 3G-SDI 1080p60 12G-SDI 2160p60 48G-SDI 4320p120 SMPTE 292M at 1.485 Gbps SMPTE 424M at 2.970 Gbps SMPTE ST 2082-10 at 11.88 Gbps Dual-Link HD-SDI 1080p60 Quad-Link 3G-SDI 2160p60 SMPTE ST 2082-12 SMPTE 425M SMPTE 372M In development [note 1] The "M" designator was originally introduced to signify metric dimensions. It is no longer used in listings or filenames. Units of the International System of Units (SI) are the preferred units of measurement in all SMPTE Engineering Documents. HDMI2.1 4320p120 제작에 필요한 규격 수신기 디스플레이용 규격 HDMI2.0 2160p60 HDMI1.4 2160p30 CEA-861 HDMI1.0 1080p60 2002.12. 4.95Gbps 2009.06. 10.2Gbps 18Gbps 48Gbps SMPTE : the Society of Motion Picture and Television Engineers 2013.09. 2017.01. Consumer Electronics Association 1998 2006 2015
26. 지상파 UHD방송 활성화를 위한 정책방안 (2020.12.)
27. KBS1 UHD Ch.52 (6MHz) SBS UHD Ch.53 (6MHz) 보호대역 (8MHz) 통합공공 ⇧ (10MHz) 모바일 통신 ⇧ (20MHz) 보호 대역 (5MHz) EBS UHD Ch.54 (6MHz) MBC UHD Ch.55 (6MHz) KBS2 UHD Ch.56 (6MHz) 보 호 대 역 (2MHz) 통합공공 ⇩ (10MHz) 모바일 통신 ⇩ (20MHz) 보 호 대 역 (3MHz) 698 704 710 718 728 748 753 759 765 771773 783 803 806 [MHz] 한국의 700 MHz 대역 주파수 분배도표 Channel 56 ( 768 MHz ) Channel 53 ( 707 MHz ) Channel 52 ( 701 MHz) Channel 54 ( 756 MHz ) Channel 55 ( 762 MHz ) 27 2019년 현재, UHD방송 채널 분배
28. 28 [출처] KBS, MBC, SBS, 국민행복 700플랜, 2013년 11월 [출처] 대한민국 주파수 분배표 2019년 이후, UHD방송 채널 분배 계획(안)
29. 연차별 주요 업무 계획 (장기) UHD방송은 정부에서 수립한 DTV 전환 계획에 따라, 연차별 마일스톤이 정해져 있음. 총국/지역국 UHD주조 구축 ATSC 1.0 DTV Switch-Off 서비스 커버리지 95% 수준 달성 2018 2020 2019 2021 2027 2024 700MHz 주파수대역 470–698MHz DTV 주파수대역 단, KBS1, MBC, 지역민방 해당 KBS2, EBS는 전국 단일 주파수 방송망 KBS2, EBS KBS1, MBC, 지역민방 DTV 중계소 주파수 재배치 전국 TVR 본격 구축 2022
30. ATSC 1.0 (현 DTV 방송) ATSC 3.0 (UHD 방송) ATSC3.0 표준은 IP프로토콜을 사용하므로, 통신망과 연동이 쉽다.
31. ATSC 3.0 서비스 정보 추출 방법 ▪ ATSC 3.0 표준에서 최상위 시그널링은 LLS(Low-Level Signaling)이며, 고정 IP [224.0.23.60:4937]로 전송 됨. Wireshark 상에서 해당 패킷을 디코딩 해보면, 아래와 같이 SLT 정보를 확인할 수 있음. <BroadcastSvcSignaling slsDestinationIpAddress=“239.255.8.28” slsDestinationUdpPort=“5000” > 이 정보를 통해 AEAT 메시지에 연계된, 방송망을 통해 전송되는 값이 있음을 파악할 수 있음. Service-List Table
32. ATSC 3.0 서비스 정보 추출 방법 ▪ ATSC 3.0 표준에서 최상위 시그널링은 LLS(Low-Level Signaling)이며, 고정 IP [224.0.23.60:4937]로 전송 됨. Wireshark 상에서 id=0x04에 해당 패킷을 디코딩 해보면, 아래와 같이 AEAT 정보를 확인할 수 있음. <AEAT priority=“0” > 을 통해 테스트메시지임을, <AEAText>경보방송 테스트입니다. ~ </AEAText> 을 통해 실제 발령된 메시지를 확인할 수 있음. 이 때, 재난메시지는 암호화 되지 않은 평문으로 송출된다. <Media url="KBS2_aeatimage.png" contentType="image/png" contentLength="24892"/>을 통해 재난메시지와 연계된 PNG 확장자의 이미지파일이 존재함을 알 수 있다. 이 때, 해당 파일은 별도로 전송되는 239.255.8.28:5000을 통해 획득된다. Advaned Emergency Alert Table
33. ATSC 1.0 (DTV) ATSC 3.0 (UHDTV) Multiple Frequency Network 다중주파수방송망 Single Frequency Network 단일주파수방송망 계룡산 581MHz (32) 식장산 485MHz (16) 우암산 593MHz (34) 768MHz (56) 계룡산 우암산 식장산 8-VSB OFDM ATSC3.0 표준은 단일 주파수 방송망(SFN)을 지원해, 주파수 효율이 높다.
34. 수준 – SFN(7/ 8) 20 성능 테스트 실적 1차년도 Single 타입 송신기를 Hot-Standby 송신기로 개조하여 UHD 실험국 환경 구축, 안정성 테스트 및 운용 적합성 검증(‘18.12.) - 3차년도 필드테스트 추진 계획 수도권 ATSC 3.0 전파환경 조사 및 SFN 중첩 환경 성능분석을 위한 필드테스트(‘18.10.) (실험국 안정성 확인) <KBS 백련 중계소 사이트 및 안테나> /21 Transmission Sites 10 수행 결과물의 질적 수준 – SFN(7/ 8) 20 추진실적 및 우수성 백련 중계소 실험국 구축 수도권 ATSC 3.0 이동수신 성능 테스트 ATSC 3.0 권역별 SFN 실험방송 계획 실적 1차년도 Single 타입 송신기를 Hot-Standby 송신기로 개조하여 UHD 실험국 환경 구축, 안정성 테스트 및 운용 적합성 검증(‘18.12.) - 3차년도 필드테스트 추진 계획 수도권 ATSC 3.0 전파환경 조사 및 SFN 중첩 환경 성능분석을 위한 필드테스트(‘18.10.) (실험국 안정성 확인) <Hot-Standby 송신기> <KBS 백련 중계소 사이트 및 안테나> Single 타입 송신기 (1차년도) 남산(송) 관악(송) 광교(송) 계양(송) 백련(중) 장위(중) 불광(중) 성남(중) 용문(송) 2021년 현재, 수도권 UHDTV 수신환경 개선 및 방송망 확장사업 추진
35. 전국 UHD주조 연차별 구축 계획: 연주소 + 송신소 팔공 현종 일월 학가 조항 안동국 포항국 대구총국 587 MHz 647 MHz 701 MHz
36. ▪ ATSC 3.0 물리 계층 표준은 최신의 전송방식 기술을 채용하여 기존 ATSC 1.0 DTV 보다 약 30% 이상 전송 용량 증가 Higher Capacity Less Robust Lower Capacity More Robust ATSC 1.0 HDTV 19.39 Mbps@15 dB 36 (1) LDPC+BCH (2) Non-Uniform Constellation 최신 표준인 ATSC 3.0은 수신 신호 품질에 따른 전송효율 [bits/s/Hz]이 높다.
37. KBS2 UHDTV 온에어 신호 RF 계측기로 측정한 화면: UHF CH56 768MHz Non-Uniform Constellation
38. UHDTV ATSC3.0 송신기 HEVC 비디오 인코더 ATSC3.0 송신기 IP 다중화기 콘텐츠보호 부호화기 HEVC 비디오 인코더 GPS PTP • PTP = Precision Time Protocol • GPS = Global Positioning System PTP 4K-UHD 콘텐츠서버 1.3 ~ 52.2 Mbps IP 광케이블 전용망 마이크로웨이브 자영망 시그널링 서버 2K-HD 콘텐츠서버 PTP 콘텐츠보호 부호화기 단일주파수방송망 차량 또는 스마트단말 실내직접수신 7-1 7-2 ✓ 7-1 UHD 채널과 7–2 UHD모바일 채널이 전송 다중화 (Physical Layer Multiplexing) 되어 온에어 중 ✓ 7-1 채널과 7-2 채널은 영상 품질만 다른 동일 콘텐츠 재난재해 경보서버 ATSC3.0 브로드캐스트 게 이트웨이 ATSC 3.0 표준 하나로 고정수신, 이동수신을 모두 지원한다.
39. 39 1. DTV와 DMB 송신 시설은 각각 별도의 투자가 필요 고정수신과 이동수신 서비스 커버리지 편차 발생 DTV/DMB 기간국 6 DTV 간이국 13 DTV/DMB 간이국 9 북감악 남산 계양산 관악산 광교 용문산 파평 하점 인천 송학 만월 광명 안산 운중 성남 송정 용인 이동 안성 화도 동두천 포천 가능 천보산 소흘 진접 불광 장위 백련 ATSC 1.0 T-DMB 2. DTV와 DMB 송신 시설에 비해, 기간국은 2배(최대 5kW) 중계소는 10배(최대 900W) 높은 송신전력 확보 가능 3. DTV와 DMB 수신 성능 보다 낮은 Fading Margin(dB) 요구 ToV C/N(dB) 기준 T-DMB = 6.4dB @ AWGN 11.3dB @ Rayleigh UHD모바일 = 5.51dB @ AWGN 7.58dB @ Rayleigh 4dB 차이 2dB 차이 KBS기준 ATSC 3.0 표준 하나로 고정수신, 이동수신을 모두 지원한다.
40. ATSC 1.0 15.5 dB @ ToV PLP0/Subframe0 PLP1/Subframe1 UHDTV 2.4 Mbps 17.0 Mbps High Quality UHD-MOBILE Available UHD Available Bootstrap Preamble Time Frequency Frame Subframe 0 Subframe n-1 . . . Subframe 0 PLP#0 Subframe 1 PLP#1 Robust Reception 5.5 dB @ ToV 고정수신용 4K-UHD와 이동수신용 2K-HD를 6MHz 대역 내에 함께 보내는 2-Subframe 구조로 본방송 중 ATSC 3.0 표준 하나로 고정수신, 이동수신을 모두 지원한다.
41. 차세대 지상파 플랫폼으로서 UHD 방송 (2015.12.) ▪ 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)
42. KBS는 ATSC 3.0 도입에서부터 기술개발, 본방송시스템 구축, 혁신서비스 제안 및 검증, 필드테스트에 이르는 전과정에 기여하고 있습니다. 2018년 2월 평창동계올림픽 ATSC 3.0 시연
43. U.S. antenna penetration grows 38% in 2020 미국은 ATSC 3.0 NextGen TV 도입을 통해 지상파 직접수신을 통한 콘텐츠 도달률이 크게 향상되었음. 차세대 지상파 ‘플랫폼’으로서 ATSC 3.0 방송 미국에서는 2020년 5월부터 현재까지 차근차근 본방송 지역을 넓혀가고 있습니다.
44. 지상파 차세대 방송서비스 시연회: 배경
45. 지상파 차세대 방송서비스 시연회: 성과 및 의의 정부 관계부처 합동 보도자료 제주특별자치도 보도자료 과기정통부 최기영 장관 “지상파 방송사 뿐만 아니라 방송장비산업의 성장을 위해서도 차세대 지상파 방송의 성장동력 마련을 적극 지원하겠다.” 방통위 한상혁 위원장 “방송의 공공성을 강화하면서도 방송 산업이 성장할 수 있도록 지상파 방송사의 혁신 기반 마련을 적극 지원하겠다.” 제주특별자치도 원희룡 지사 “대한민국 방송기술 발전에 제주가 역할하겠다.” “제주도도 적극적으로 협력해 나가겠다.”
46. 지상파 차세대 방송서비스 시연회: 공공 프로젝트 구 분 개념도 다채널MMS /모바일/IBB 지상파 VoD 서비스 향상된 재난경보 서비스
47. 지상파 차세대 방송서비스 시연회: 민간 프로젝트 구 분 개념도
48. 지상파 차세대 방송서비스 시연회: 차량탑승/실외 구 분 개념도 다채널MMS /모바일/IBB [이동수신] ATSC3.0-5G 끊김 없는 이동방송 향상된 재난경보 서비스
49. 결론: ATSC 3.0 표준 하나로 비디오/오디오/데이터 서비스 모두 가능 HD1 HD2 FM 라디오 DATA 30Mbps 2.5Mbps 2.5Mbps 1.0Mbps 192kbps 보이는 라디오 1Mbps 전체 채널 이동수신을 위한 부가적인 오버헤드 제주실증 시연회 구성 전시장 실내, 실외차량 동시 수신 ATSC 1.0 ATSC 3.0
50. KBS1 DTV 송신망 각 채널별 Radio 송신망 DMB 송신망 KBS2 DTV 송신망 UHDTV 고정수신 이동수신 결론: ATSC 3.0 표준 하나로 비디오/오디오/데이터 서비스 모두 가능 UHD KBS1채널 UHD KBS2채널
51. 뉴스 본문 헤드 라인 UHD 방송 시연… “지상파 혁신 기반 적극 지원” 차세대 지상파 서비스 시연… 방송 미래 바꾼다 "유료 방송 가입 않고도 지상파서 다양한 채널 본다" 제주서 차세대 지상파 방송 서비스 실증 연구 방송3사 보도내용
52. 주요 일간지 보도내용 뉴스 본문 헤드 라인 조선일보 ATSC 3.0 기반 지상파 방송 제주서 시연 SKT,5G·AI기술로미국서초고화질 방송서비스 시작 서울경제 SKT 5G 융합 기술 시연 현장에 지상파 대표들 총출동한 이유는 SKT,4KUHD콘텐츠대중화시킬 기술선보여 지상파UHD방송편성,광고수익원확대방안모색 뉴스1 "차세대 방송 기술이 여기에“ 제주서 'ATSC 3.0' 방송 기술 시연 과기부장관·방통위원장 등실내외기술시연참관 "지상파방송사 혁신기반마련적극지원할것"
53. 『UHD 혁신서비스(다채널/모바일) 시범방송 추진 TF』 ATSC 3.0 4K-UHD Encoder ATSC 3.0 2K-UHD Encoder ATSC 3.0 IP-MUX ATSC 3.0 Broadcast Gateway ATSC 3.0 EXCITER ATSC 3.0 공시청 신호처리기 공청(물리)채널 13번 KBS1 UHD KBS 파노라마+1R 13-3 KBS1 HD KBS NEWS24 HIDDEN 13-2 Down- Scale 13-1 KBS1 UHD KBS NEWS24 KBS 파노라마+1R End-to-End Delay = 2,500ms 13-1 13-2 13-3
54. 고정수신용 PLP 이동수신용 PLP KBS DOKDO+1R KBS1 HD KBS NEWS24 KBS1 UHD 13.574 Mbps 7.745 Mbps 2.0Mbps 4.0Mbps 2.0Mbps 13.0Mbps 32k-FFT 64k-LDPC 1024QAM 10/15 SP8_2 CTI 512 21.35dB@AWGN 8k-FFT 16k-LDPC 64QAM 8/15 SP4_2 CTI 1024 10.56dB@AWGN Modulation Code Rate (16200 LDPC, AWGN) 2/15 3/15 4/15 5/15 6/15 7/15 8/15 9/15 10/15 11/15 12/15 13/15 QPSK -5.55 -3.73 -2.32 -1.30 -0.33 0.56 1.38 2.20 2.94 3.82 4.70 5.76 16QAM -2.15 0.35 1.99 3.16 4.45 5.51 6.51 7.58 8.59 9.74 10.81 12.09 64QAM 0.35 2.85 4.65 6.30 7.93 9.29 10.56 11.83 13.13 14.52 15.86 17.33 256QAM 2.27 4.78 7.19 8.93 10.91 12.57 14.25 15.80 17.45 19.08 20.78 22.55 Modulation Code Rate (64800 LDPC, AWGN) 2/15 3/15 4/15 5/15 6/15 7/15 8/15 9/15 10/15 11/15 12/15 13/15 QPSK -6.23 -4.32 -2.89 -1.70 -0.54 0.30 1.16 1.97 2.77 3.60 4.49 5.53 16QAM -2.73 -0.25 1.46 2.82 4.21 5.21 6.30 7.32 8.36 9.50 10.57 11.83 64QAM -0.26 2.27 4.15 5.96 7.66 8.92 10.31 11.55 12.88 14.28 15.57 17.03 256QAM 1.60 4.30 6.57 8.53 10.61 12.10 13.91 15.55 17.13 18.76 20.44 22.22 1024QAM 3.23 6.17 8.77 11.07 13.46 15.30 17.46 19.45 21.35 23.43 25.52 27.62 4096QAM 4.58 7.85 10.73 13.45 16.04 18.22 20.69 23.05 25.55 28.11 30.34 32.83 [참고] 방송 서비스별 기술수신성능 - ATSC1.0 15.0dB @AWGN - HD-DMB 8.0dB @AWGN - T-DMB 6.4dB @AWGN 21.319 Mbps 『UHD 혁신서비스(다채널/모바일) 시범방송 추진 TF』
55. 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 2019년 9월부터 UHD주조정실에서 KBS1 및 KBS2 UHD채널을 통해 지진, 태풍, 폭설, 호우, 사회재난 5대 재난 서비스 중
56. UHD-IBB 서비스 시청 기본조건 UHDTV에 인터넷을 연결하면, 양방향 서비스를 즐길 수 있습니다. IBB 서비스
57. 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. ✓ 서비스 동작 예시는 아래 YouTube 영상 참고 https://youtu.be/kHDpWppMkiw ✓ 프로그램 맞춤형으로 서비스 아이템 변경 가능 최근에는 스포츠경기 ‘멀티앵글＇서비스 제공 중 4/24(토) 프로야구 2TV 「SSG:키움」 (고척) 3/20(토) 여자프로배구 1TV 「흥국생명:IBK기업은행」 (계양)
58. *A : 여러 전달망 Switch를 통과하면서, 신호가 제때 안정적으로 전달되는지 관찰 필요 . Packet_Release_Time()으로 단간단간 SFN Delay를 정확히 계산할 수 있음. . RTP Sequence를 추적함으로써, Packet Drop 검출 가능 *B : CISCO 스위치 자체의 이상 유무를 중앙에서 통합 관제하여, 장애를 즉각 감시하고 조치 목적 *C : 입력 신호가 정상이더라도, GPS SYNC 이상으로 또는 Exciter 처리시간 이상 급등으로 MUTE 발생 가능 SFN으로 잘 묶이지 않게 되면, RSSI[dBm]은 높지만 MER[dB] 품질이 나빠지는 증상 관찰됨. 주 Exciter GPS 주 Broadcast Gateway Microwave (Wireless) IP Network (Wireline) PTP [ UHD주조 ] [ UHD송신소 ] 예비 Broadcast Gateway IP-MUX IP Changeover IP Changeover IP1 예비 Exciter IP2 [A] Network Delay Packet Drop 관리 [C] RF MUTE 관리 STLTP 모니터링 장치 STLTP 모니터링 장치 [B] 네트워크 스위치 장애 관리 전국 UHD-SFN 통합 모니터링 시스템 구축 A/78a: ATSC Recommended Practice: Transport Stream Verification, TR 101 290: Measurement Guidelines for DVB Systems 와 같이 ATSC 3.0 표준을 위한 모니터링 가이드라인 문서 작업을 TTA WG8027에서 진행 중.
59. [과기정통부 국책과제] UHD 재난경보방송 STLTP 모니터링 시스템 시제품 개발 모니터링 데이터 수집 서버, 실시간 현황판
60. [과기정통부 국책과제] UHD 재난경보방송 STLTP 모니터링 시스템 시제품 개발 모니터링 데이터 수집 서버, 실시간 현황판
61. [과기정통부 국책과제] UHD 재난경보방송 STLTP 모니터링 시스템 시제품 개발 PTP에 동기화된 DSTP/STLTP 모니터링 장치 GPS에 동기화된 STLTP/RF 모니터링 장치
62. [과기정통부 국책과제] UHD 재난경보방송 STLTP 모니터링 시스템 시제품 개발 PTP에 동기화된 DSTP/STLTP 모니터링 장치 GPS에 동기화된 STLTP/RF 모니터링 장치
63. PLP 간 서비스 자동전환 방송망-방송망 간 자동전환 (방송권역 이동시) 방송망-통신망 간 자동전환 (방송망 절대음영지역 이동시)
64. 채널 자동 전환(Service Following) 기술 (1) SFN 권역 내 UHD모바일 채널 자동 전환 64 고정수신용 UHD 신호 이동수신용 HD 신호 실내 Bootstrap Preamble Time Frequency Frame Subframe 0 Subframe n-1 . . . 7-2 PLP#0 7-1 PLP#1 PLP 간 서비스 자동전환
65. 채널 자동 전환(Service Following) 기술 (2) SFN 권역 이동시 채널 자동 전환 65 서울 대전 대구 부산 지상파UHD 방송권역 KBS1FM 방송권역 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 서울에서 부산까지 경부고속도로를 타고 내려간다고 했을 때, KBS1FM은 6번 가량, UHD모바일은 7번 가량 주파수를 바꿔야만 끊김없는 시청이 가능함. KBS1, MBC, 지역민방 (KBS2, EBS는 해당없음) 방송망-방송망 간 자동전환 (방송권역 이동시)
66. 채널 자동 전환(Service Following) 기술 (3) 완전 음영 지역에서 5G/WiFi 자동 전환 66 지상파 직접수신 ATSC 3.0 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 방송망-통신망 간 자동전환 (방송망 절대음영지역 이동시)
67. 지상파 전송 기술의 오늘과 내일: ATSC 1.0, ATSC 3.0, 5G/WiFi연동 ATSC 1.0 ATSC 3.0 2K-HD 4K-UHD 8K-UHD 19.39Mbps 19.39Mbps MPEG-2 HEVC 19.39Mbps @ VVC? Channel Bonding MIMO 주파수 대역폭 2개를 묶어서 사용 전송률 증가 수평/수직 이중편파를 사용하여 전송률 증가 2021.05.현재 38.78Mbps @ SHVC 고화질화 = 대형스크린 타깃 화소수 4배 압축효율 4배 5G/WiFi 양방향 IP망과 연동하여 전송률 증가
68. 지상파 8K-UHD 전송을 가능케 하는 기술: (1) 5G/WiFi 연동 지상파 직접수신 단독 ATSC3.0 방송망 8K-UHD 5G/WiFi 통신망 Base Layer Scalable HEVC Encoder 4K-UHD 지상파 직접수신 + 5G/WiFi 동시수신 8K-UHD Enhancement Layer
69. channels may be located at any channel frequency, not necessarily adjacent to each other. The use of channel bonding is optional, but when it is used it shall conform to the description in this Annex. Channel bonding shall not be used with MIMO. Other features are compatible with channel bonding, including but not limited to LDM, PAPR reduction, MISO and so on. Channel bonding is processed transparently, such that the output stream on the receiver side is equal to the corresponding input stream on the transmitter side. Figure K.1.1 shows a simple block diagram of a channel bonded system. Bit Interleaved and Coded Modulation (BICM) Framing & Interleaving Framing & Interleaving Bit Interleaved and Coded Modulation (BICM) Waveform Generation Waveform Generation Input Formatting Stream Partitioning RF Channel 1 RF Channel 2 Cell Exchange Figure K.1.1 Simple block diagram of channel bonding. All data packets of a PLP transmitted in channel bonding mode shall pass through a common input formatting block (i.e., utilizes same L1D_plp_id value on all RF channels), where the Baseband Header of the Baseband Packet is inserted. L1D_rf_id can be used in combination with L1D_plp_id to uniquely identify the partitioned stream for each RF channel. When channel bonding is used, the Baseband Header extension counter shall always be used (see Section 5.2.2.3.1 for details). This allows for correct reordering of the packets from different RF channels at the receiver side even in the presence of different delays on each RF channel. The ordering of Baseband Packets shall be ATSC S32-230r72 Revision of Physical Layer Protocol, Annex K 20 213 Figure K.1.2 shows the transmitter side processing for channel bonding, with formatting stage showing Baseband Header insertion followed by stream partitioni Baseband framer & scrambler Stream Partitioning BICM BICM Input Stream Packets 1 3 2 4 6 5 Input Formatting Baseband Header 1 2 3 5 4 3 Baseband Packets 5 4 3 1 2 3 Figure K.1.2 Transmitter side processing for channel bonding. Channel bonding is possible in two operation modes, which can be L1D_plp_channel_bonding_format as described in Table 9.23. The first mode is Bonding and is described in Section K.2, the second is Channel Bonding with SNR is described in Section K.3. K.2 PLAIN CHANNEL BONDING For plain channel bonding, the cell exchange stage in Figure K.3.1 shall be disabl two transmitter chains shall operate without any interaction after stream partitionin For plain channel bonding, each RF channel may use different parameter se bandwidth, modulation, coding, FFT, guard interval length, and so on. Each effectively handled as a standalone signal. When bonded RF channels are configured with different BICM parameters bonded PLP, the Baseband Packets for that channel-bonded PLP may have a diffe each of those bonded RF channels. When creating a Baseband Packet for a channe the Input Formatting block shall use the Baseband Packet length corresponding t bonded PLP’s BICM parameters for the RF channel over which that Baseband processed and transmitted. In order to limit the memory size of the reconstruction circuit at the recei balancing is applied in the stream partitioner for plain channel bonding: The Bas shall be assigned to the two different modulation and encoding chains of the 지상파 8K-UHD 전송을 가능케 하는 기술: (2) Channel Bonding Cell exchange Si,1 Si,2 gi,1 gi,2 From BICM stages To TI of RF1 To TI of RF2
70. 지상파 8K-UHD 전송을 가능케 하는 기술: (3) MIMO MIMO MAP DeMultiplexer Cells for Tx 1 ... Bit Interleaved FEC Frames Even Bit to IQ Mapping Odd Bit to IQ Mapping Cells for Tx 2 Stream Combining X2i(Tx1) X2i+1 (Tx2) S2i(Tx1) S2i+1 (Tx2) IQ Polarization Interleaving Y2i(Tx1) Y2i+1 (Tx2) Phase Hopping Z2i(Tx1) Z2i+1 (Tx2) MIMO Precoding 수평편파 수직편파 [편파 MIMO 기술 + Precoding]을 사용하는 이유는? ✓ 송신기-수신기 간 거리가 수 km에 달하기 때문에, Tx Correlation을 낮게 확보(0에 가깝게)하기가 어려움 ✓ 편파 고유의 Orthogonality를 활용하는 것이 방송환경에서 성능 확보하는 데 유리
71. 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 독일 5G Media2Go 기반 표준
72. 3GPP 표준화 일정과 유럽 프로젝트 기반 문서 [참고] http://www.3gpp.org/news-events/3gpp-news/1905-embms_r14 Release 14 LTE Advanced Pro Release 15 5G Non-Standalone Release 16 5G Standalone 2020 Q2 2018 Q2 2017 Q4 3GPP Release 14에는 기존 eMBMS 요소 기술들이 방송 서비스에 보다 적합하도록 향상됨 독일 5G-TODAY 기반 표준 EU 5G-Xcast 기반 표준 Release 13 LTE Advanced Release 12 LTE Advanced MBMS operation on-Demand (MooD) Single-Cell Point-to-Multipoint (SC-PTM) Multicast-Broadcast Single-Frequency Network (MBSFN) 2015 Q1 2016 Q1 Extended Cyclic Prefix = { 16.7, 33.3 } μs 기존 현재 Larger Cyclic Prefix = 200 μs (비교) ATSC 3.0 지상파UHD 본방송 파라미터 = 222 μs 지상파DMB 본방송 파라미터 = 246 μs Dedicated eMBMS carrier 온에어 방송만으로 송신 가능 Receive-only Mode (ROM) SIM카드 없이도 수신 가능 즉, 단말기만 있으면 통신사 가입 없이도 방송 시청 가능 eMBMS API 지원 개발자들이 다양한 앱 개발을 쉽게 할 수 있도록 API 제공 Google에서는 Android 8.1 (오레오) 버전부터 지원 Release 17 5G Standalone 2022 Q3
73. 5G Broadcast 표준 동향 : 2020년은 5G-Broadcast 표준 채택의 해 2019.06. 2020.06. 2021.09. Release 15 Release 16 Release 17 Phase 1 Phase 2 2019.04.03. 23:00 우리나라 세계최초 5G 상용서비스 개시 2020.02. 현재 5G 기술 표준 작업이 일단락되는 때 5G Broadcast 채택 5G Broadcast 개선 보다 유연한 SFN 송신기 간격 지원 100 μs (30km) 추가 이동 수신 최대 250km/h까지 지원 300 μs (90km) 추가 Roof-top 고정 수신용 (+2.7ms) Release 14 : Enhancements for TV Services (enTV) Release 16 – LTE-based 5G Terrestrial Broadcast Long Cyclic Prefix = 200 μs (60km) (비교) ATSC 3.0 지상파UHD 본방송 파라미터 = 222 μs 지상파DMB 본방송 파라미터 = 246 μs Dedicated eMBMS carrier 온에어 방송만으로 송신 가능 Receive-only Mode (ROM) SIM카드 없이도 수신 가능 즉, 단말기만 있으면 통신사 가입 없이도 방송 시청 가능 eMBMS API 지원 개발자들이 다양한 앱 개발을 쉽게 할 수 있도록 API 제공 Google에서는 Android 8.1 (오레오) 버전부터 지원 방송표준과 동일한 SFN 송신기 간격 확보 가능 전송효율 증가 Downlink-Only 상황에 맞춰 시그널링 최소화, 즉 오버헤드 감소 독일국책과제 기반 표준 EU국책과제 기반 표준 개선
74. 5G Broadcast 관련, 주요 OFDM 전송파라미터 변경 추이 Subframe Type ∆𝒇 (kHz) SCRB Tcp (us) Tu (us) ISD (km) CP Overhead Resource Overhead Unicast 15 12 4.7 / 5.1 66.7 - - - Unicast w/ Extended CP 15 12 16.7 66.7 eMBMS 15 12 16.7 66.7 5 20 12.5 eMBMS Release-14 7.5 24 33.3 133.3 10 20 12.5 1.25 144 200 800 60 20 16.6 eMBMS Release-16 2.5 72 100 400 30 20 25 0.370 486 300 2,700 90 10 16.6 ~ 8.3 Note that a Resource Block (RB) in LTE is 180 kHz wide in frequency and one slot long in time. * SCRB = Subcarriers per Resource Block
75. Simplified Architecture for TV Services over 3GPP eMBMS
76. 5G 최신 표준(Release 16)은 이미 방송 직접수신 기능 지원
77. 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 600/700MHz 수신안테나 내장됨
78. (참고) https://www.t-mobile.com/coverage/lte-band-compatible-devices [참고] 미국 600MHz ~ 700MHz 주파수대역 명칭
79. 5G NR operating band Uplink (UL) operating band BS receive/UE transmit FUL_low to FUL_high Downlink (DL) operating band BS transmit/UE receive FDL_low to FDL_high Duplex mode n28 703-748 (45) 758-803 (45) FDD n71 663-698 (35) 617-652 (35) FDD n83 703-748 n/a SUL * 방송표준방식 및 방송업무용 무선설비의 기술기준 [별표 13] 지상파 디지털 텔레비전 방송용 채널(제9조제3항 관련) 5G NR operating band Uplink (UL) operating band 지상파 방송용 채널번호/주파수대[MHz] Downlink (DL) operating band 지상파 방송용 채널번호/주파수대[MHz] n28 52,53 698-704,704-710 54,55,56 753-759,759-765,765-771 n71 46,47,48, 49,50,51 662-668,668-674,674-680, 680-686,686-692,692-698 38,39,40, 41,42,43,44 614-620,620-626,626-632 632-638,638-644,644-650,650-656 n83 52,53 698-704,704-710 n/a Supplementary Uplink * 관련문서 3GPP TS 38.101 NR; User Equipment (UE) radio transmission and reception; Parts 1 to 4 * For FR1(Frequency Rang designation 1), transmission bandwidth configurations of 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70 (only for gNB). 80, 90 MHz and 100 MHz are allowed. 5G NR 주파수 대역과 지상파 방송 주파수 대역 비교
80. 독일 국책과제 5G-TODAY 프로젝트 @ Munich BBC에서는 2013년부터 5G-Broadcast 기술 연구 시작 독일 국책과제 Ismaning (5kW) Wendelstein (7kW) 송신기 간격 = 64km Wendelstein Ismaning = 뮌헨의 관악산 송신소 7kW 5kW
81. 독일 국책과제 5G-TODAY 프로젝트 (최종결과발표회) 발표기관 내용 분류 R&S Introduction to 5G Broadcast 송신기제조사 IRT 5G Today results 독일국책연구기관 BR 5G Broadcast experience in content delivery 독일 공영방송사 R&S Rohde & Schwarz technical solution and 3GPP specifications 송신기제조사 ABS /CBN China adopts 5G Broadcast (Winter Olympic Games Project) 중국국책 연구기관/중국방송사 Globo Rio de Janeiro welcomes 5G Broadcast (Globo Plans for 5G Broadcast) 브라질 민영방송사 발표기관 내용 분류 BT Sports Content storms – Challenges of concurrent viewing of popular content 영국 민영방송사 Qualcomm A chipset vendors view on 5G Broadcast 수신칩 제조사 R&S Business Models unleashed by 5G Broadcast 송신기제조사 패널토의 Where do you see 5G Broadcast in 5 years time? - 1일차 프로그램 2일차 프로그램
82. Rohde & Schwarz 주최, 5G Broadcast World (2021.03.04.) [출처] https://www.rohde-schwarz.com/my/solutions/broadcast-and-media/events/5g-broadcast-world_252550.html
83. 독일 국책과제 5G Media2Go 프로젝트 @ Stuttgart Heilbronn 송신기 간격 = 45km Sttutgart 독일 국책과제 5G Media2Go (2020.10.01.~ 2022.09.30.) . 실험주파수 : UHF 40번(622~630MHz) Sttutgart 송신소 (Fernsehturm Stuttgart) 독일공영방송(ARD계열) 독일제조업체
84. The BBC & 5G : BBC에서는 2013년부터 5G-Broadcast 기술 연구 시작 2013년부터 연구개발 시작
85. 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.
86. 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.
87. 영국 5G-VISTA 프로젝트: 5G-Broadcast @ London [출처] https://uk5g.org/discover/testbeds-and-trials/project-vista/
88. 모두가 주목하는 5G-Broadcast 기술: 유럽에서 활발히 필드테스트 중 (출처) EBU tech-i magazine - Issue 43 - March 2020
89. [출처] https://www.5g-mag.com/post/new-explainer-lte-based-5g-broadcast 모두가 주목하는 5G-Broadcast 기술: 유럽에서 활발히 필드테스트 중
90. ABU(아시아-태평양 방송 연맹) 2020 정기총회 (2020.11.24.~25.)
91. 중국 필드테스트 현황: R&S 송신기 + Qualcomm 수신칩 활용
92. 중국 5G-Broadcast 필드테스트 동향: Release 17 5G New Radio 기반 필드테스트 테스트 단말 서비스 시나리오 비디오 서비스, 공공안전, V2X(vehicle to anything) 등 실험용 주파수 대역 758~768MHz (NR operating band n28: DL 758~803MHz) UL 703~748MHz 테스트 모드 차량 내부에서 테스트 단말로 측정 MCS index == 4 (Spectral efficiency = 0.6016) RANK == 1 (SISO) 최대 수신기 속도 80km/h 송신기 Downlink-Only Mode 수신기 Read Only Mode 테스트 영상 1Mbps@H.264, 576x720 의의 일반 5G 기지국 장치를 ‘고출력 송신기’로 활용, ‘상용 수신기’를 테스트 단말로 사용 5G 통신망과 Unicast/Multicast/Broadcast 간 Dynamic Switching도 가능할 것으로 기대됨. HiSilicon Kirin 990 Chipset
93. 중국 5G-Broadcast 필드테스트 동향: Release 17 5G New Radio 기반 필드테스트 -106dBm부터 영상 끊기기 시작 South route South-East route East route 240W 안테나 설치 높이 207m
94. 중국 5G-Broadcast 필드테스트 동향: 4x4 송수신 기반 정합 검증 [출처] CBN, Ericsson and UNISOC successfully test 700MHz capability for 5G rollout https://www.ericsson.com/en/news/2021/3/700mhz-for-5g-in-china Beijing Lab ✓ Interoperability Development Testing (IoDT) MBMS-GW BM-SC MCE xMB-U xMB-C 5G Broadcast Transmitter 5G Broadcast Receiver 4T4R Wireless Network Equipment 700MHz Band n28 600 Mbps 이상 전송 가능 5G CPE with an embedded 5G chipset 칭화유니 자회사 중국 2위 반도체 설계업체
95. 전세계적으로 Time-to-Market을 위한 필드테스트는 필수 [출처] Qualcomm (2021.05.) Pioneering 5G Broadcast: Building on multiple generations of cellular broadcast technology leadership
96. 북감악(중) 시설 관리 총괄 : 남산송신소 북감악(중) 실험국 운영 : KBS방송장비인증센터 실험국 허가, 관리 : 기술기획부(송신기획) 판문점 Camp Casey 그래서 우리도 ATSC 3.0 / 5G Broadcast 실험국을 구축하였습니다.
97. 경기 파주시 적성면 객현리 산 182 (감악산) 북감악 UHD실험국 구축: 수직/수평 이중편파 MIMO 안테나 설치 완료
98. KBS 북감악(중) 실험국 ~2021.11.15까지 수평편파 5kW 공중선 구성도 MIMO안테나 2단 3면(0,270,315) 북감악 UHD실험국 구축: 수직/수평 이중편파 MIMO 안테나 설치 완료
99. 북감악 UHD실험국 구축: 수직/수평 이중편파 MIMO 안테나 설치 완료 MIMO Patch 이중편파 2단 3면 구성 0°, 270°, 315° 10.5dBi
100. ✓ 현재는 국책과제 개발 결과물 ATSC 3.0 MIMO 송신기가 설치되어 있음. • 북감악중계소 3층 • (주)클레버로직 모델명 : CLA3-MM1000N • 공중선전력 300W • 주파수 CH56 (765 ~771MHz) • MIMO Patch 이중편파 • ANT1 : 수평 • ANT2 : 수직 H V 전면부 후면부 ANT1 수평편파 ANT2 수직편파 전면제어부 (TCU) 랙 상단 급전선 연결부 EXCITER HPA 1&2 MASK FILTER 북감악 UHD실험국 구축: 수직/수평 이중편파 MIMO 안테나 설치 완료
101. ✓ 추후 국책과제 개발 결과물 5G Broadcast 송신기가 설치 예정임. 북감악 UHD실험국 구축: 수직/수평 이중편파 MIMO 안테나 설치 완료 5G-Broadcast Modulator 5G-Broadcast Receiver VLC Player VLC Player TX Antenna RX Antenna RF Signal Analyzer 국책과제 ‘5G와 방송망(ATSC 3.0) 연동 전송 기술 개발‘ 개념도
102. ITU-R 권고/보고서에 5G Broadcast 기술 채택 작업 진행 중 ✓ 2021년 3월 WP6A 정기회의에서 5G Broadcast 방식을 ‘System 5L’로 정의하고 관련 권고/보고서 개정하기로 함. 관련 문서에 대해서는 차기회의에서 계속 논의키로 하며, ‘22년 3월 회의에서 SG6에 상정하는 것을 목표로 함. ITU-R 권고 BT.2016 ITU-R 보고서 BT.2295 ITU-R 보고서 BT.2049
103. [결론] UHD+5G 동시 전송 기술, 모든 단말기에서 직접수신이 가능한 빈틈없는 방송 시청 환경을 만들 수 있습니다. 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’