200727 ATSC 3.0 표준 기반 UHD-SFN 방송망 구축/운용/관리 & 5G-Broadcast 기술 개발 동향 @ 방송기술교육원

2020년도 지상파 방송 기술 인력양성 사업 중 Digital Head-End Master (송출ㆍ송신) Class @ 한국방송회관 10층 방송기술교육원 강의실

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1. ATSC 3.0 표준 기반 UHD-SFN 방송망 구축/운용/관리 2020. 7. 27.(월) 14:00~18:00 KBS 미디어송출부 전성호 팀장/공학박사 2020년도 지상파 방송 기술 인력양성 사업 중 Digital Head-End Master (송출ㆍ송신) Class @ 한국방송회관 10층 방송기술교육원 강의실 Korean BroadcastingSystem | Department of MediaTransmission
2. 수업 내용
3. [미국] ATSC 3.0 본방송 시작 Las Vegas, Dallas-Fort Worth, Pittsburgh [유럽] 5G-Broadcast 실험방송 방송표준과 통신표준의 완전한 융합 Cuba (DTMB) Colombia (DVB-T2) [중국] 차세대 방송표준 개발중 [일본] 지상파를 포함하는 8K-UHD 표준화 한창 2020.07.현재 브라질 인도 2016.12.현재 통신은 이미 글로벌 단일 표준 (이탈리아) 2017년부터 HEVC/DVB-T2 단말기만 판매 (프랑스) 프랑스하계올림픽 목표로 2024년 1분기까지, HEVC/DVB-T2 전환완료. 세계 각국의 지상파 방송 표준 & 차세대 방송 준비 현황
4. 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 4 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) 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.
5. 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. NextGen DTMB 전송기술 압축기술
6. 미국은 현재 ATSC 3.0 본방송 시작 FOBTV Meeting @ IBC 2019 2020년 본방송을 준비하고 있는 지상파 방송국 설비는 69개소에 달하며, 이는 미국 인구기준 71.4%를 담당함. 미국은 600MHz 주파수 대역도 경매를 통해 5G 이동통신용으로 할당을 마쳤으며, 그 결과 해당 대역을 사용하는 지상파방송국들의 주파수 재배치가 2020년 7월까지 이뤄질 예정임. 미국 CTA에서는 ATSC 3.0 표준을 기반으로 방송되는 TV에 대해 NextGen TV라고 이름 붙이고, 관련 LOGO를 발표함. (2019.09.26.)
7. Band 71 617 - 652 MHz (downlink) 663 - 698 MHz (uplink) 기존 UHF TV 채널 38 – 51 번 downlink uplink AT&T downlink only 600MHz 수신 안테나 내장 미국 주파수 재배치 결과로 600MHz 수신안테나 스마트 단말에 내장됨
8. 미국은 현재 ATSC 3.0 본방송 시작 [출처] https://www.atsc.org/nextgen-tv/deployments/
9. 글로벌 방송미디어 표준 단체
10. 북미 ATSC 표준 및 상용화 상용화 표준 비상용화 표준 표준 `95 ◆ `96 ◆ `09 ◆ `12 ◆ `13 ◆ ATSC 3.0 `18 ◆ 상용화 ATSC 1.0 ATSC 3.0 3DTV ANALOG 방송 (~2009.06.) `11 ◆ • HD Transmission • Fixed Reception • Robustness • Band efficiency • Mobility • 3D Broadcasting • IP Hybrid • Interactivity • 2nd Screen • UHD Transmission • Fixed and Mobile • IP and HTML • Including ATSC 2.0 Features • Security • Non backward compatibility 표준 특징 VSB ATSC1.0 E-VSB 이동방송 표준화 (M/H 표준화 되면서 폐기) 이동방송 표준 ATSC 2.0 ATSC 1.0 기반 IP hybrid, 비실시간전송, interactivity application `04 ◆ `20 ◆ A/153 Part 2 M/H ’17.05. 세계최초 우리나라 지상파UHD 본방송 개시 `17 ◆ 2018.01 @ CES ATSC 4.0? [출처] TTA PG802 워크샵, 2019년9월
11. 북미 ATSC 표준 및 상용화 2018년 1월 9일, ATSC 3.0 표준 완료 공식 선언
12. DVB-T 표준 DVB-3DTV 상용화 Digital SD 다채널 방송 DVB-T2 Analog 방송 (~2011) • SD Transmission • Mobility • UHD Transmission • IP and HTML • Security (USB type) • IP linear Services 표준 특징 DVB-5G? DVB-UHDTV(4K) DVB-I Digital HD 다채널 방송 (T/T2, MPEG2/H.264/HEVC 국가별 조합) DVB-IPTV DVB-C2 DVB-CI+ HbbTV DVB-S2 `97 `04 `09 `11 `12 `13 `16 `20 ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ DVB-H DVB-NGH DVB-8K? 유럽 DVB 표준 및 상용화 지상파기반 이동방송 표준 상용화 표준 비상용화 표준 • HD Transmission • Enhanced Mobility • 3D Broadcasting • IP Hybrid • Security [출처] TTA PG802 워크샵, 2019년9월
13. 2020년 7월 현재, DVB 주요 표준 작업 : DVB-I [출처] https://www.dvb.org/standards/dvb-i [BlueBook A176] DVB-mABR (Multicast Adaptive Bit Rate) [BlueBook A168] DVB-DASH (Low Latency Mode)
14. 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
15. (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
16. (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
17. (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
18. 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
19. 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.
20. [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)
21. 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
22. 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 2020.07. 표준화 완료 H.265/HEVC 대비 50% 전송률 절감
23. 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
24. 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
25. 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
26. 비압축 제작신호의 IP화: SMPTE ST.2100
27. 비압축 제작신호의 IP화: SMPTE ST.2100 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
28. 비압축 제작신호의 IP화: SMPTE ST.2100 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
29. [참고] 각종 케이블 형태 동축 케이블 기반 광 케이블 기반 HDMI 케이블 기반 주로 BNC 커넥터 https://ajakorea.com/products/12g_solution/
30. 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
31. 차세대 지상파 ‘플랫폼’으로서 UHD 방송 ▪ 재난정보방송/안전 정보 고지 방송 ▪ 맞춤형 서비스 등 새로운 부가서비스 ▪ 모바일 서비스 ▪ IP 기반의 양방향 • 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 확 바뀐 재난재해경보 방송 서비스 (AEAT)
32. ATSC 3.0 물리계층 ▪ ATSC 3.0 물리 계층 표준은 다양한 전송 용량과 수신 성능을 제공 ATSC 1.0 물리계층 ATSC 3.0 물리계층 Field Sync 1 Payload Field Sync 2 Payload Frame Frame • • • Bootstrap Preamble Subframe 0 Subframe n -1 • 단일 비트율 / 단일 서비스 커버리지 • RS-CC 채널 부호화 기술 • 8-VSB 변조기술 • Single-Carrier Waveform • MPEG2-TS • 다양한 비트율 및 서비스 커버리지 제공 • BCH-LDPC 채널 부호화 기술 • QPSK and 16- 64- 256- 1024- 4096- Non-Uniform Constellation QAM 변조기술 • 8, 16, 32K FFT OFDM Multi-carrier Waveform • MMT / Route 기반 IP • 다양한 동시 방송을 위한 서비스 다중화 (TDM,FDM,LDM) 기술 32
33. ATSC 1.0 전송률 계산식
34. ATSC 1.0 전송률과 ATSC 3.0 전송률 비교
35. ATSC 3.0 물리계층 ▪ 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 35 [8] (1) LDPC+BCH (2) Non-Uniform Constellation
36. KBS1 DTV 송신망 각 채널별 Radio 송신망 DMB 송신망 KBS2 DTV 송신망 UHDTV 고정수신 이동수신 하나의 송신기로 고정UHD, 이동HD, 라디오 서비스를 동시 전송 할 수 있습니다. UHD KBS1채널 UHD KBS2채널 2019년 11월, KBS는 북감악실험국 대출력(5kW) 송신을 통해 현재 판매중인 UHDTV에서 서비스 가능함 확인
37. 재난경보방송에 특화된 UHD 방송망을 통해 현재 온에어 중입니다. 현재 DTV 방송의 경우, 재난경보 메시지를 TV 영상에 CG 형태로 송출 → TV 시청 중에만, 고정수신 상황에서만 TV 수상기를 통해서만 재난메시지 확인 가능 → 재난메시지 전파확산에 제약 조건 많음. 고정형 방송 수신 UHDTV [출처] http://science.kbs.co.kr/
38. 재난경보방송에 특화된 UHD 방송망을 통해 현재 온에어 중입니다. 국민 시청자들의 스마트폰에 직접 재난 문자를 전달하여 신속하게 재난정보를 전파하고 있음. 기존 단순한 텍스트 메시지에서, 현재는 웹주소를 클릭하면 상세한 부가정보까지 쉽게 확인 가능 클릭 이동형 방송 수신 통신망의 경우,
39. ◦ ATSC3.0 재난정보 제공기능을 활용하여 UHD방송신호를 통해 TV, 스마트폰, 전광판, 디지털 사이니지 등에 긴급 재난정보 표출 ◦ 기존 텍스트 형태 뿐만 아니라 리치미디어(이미지, 동영상 등) 형태 재난정보 제공 가능 ◦ 과기부는 UHD 재난경보 고도화 사업을 통해 매체별로 분산된 국가 재난정보 알림서비스를 통합 추진 [UHD 방송망 기반 재난경보 고도화 서비스 개념도] [UHD 재난경보 서비스 추진 보도자료(2018.12.14)] UHD재난경보방송 : 사업개요
40. 2005 2006 2010 2019 2013 2016 긴급재난문자 (CBS) ‘96 도입 ‘11 도입 재난방송온라인시스템 DMB 재난경보 UHD 재난경보 ‘01 도입 ‘08 도입 ‘05 도입 ‘17 도입 이통3사 DMB 재난경보 DMB사업자 방송사업자 재난방송 via DTV, 라디오 지상파 UHD 재난경보 재난관리 책임기관 홍수통제소 재난문자방송 지방자치단체 재난예경보 재난 상황실 과학기술정보통신부 전광판, 버스 등에서 재난경보 받는다 http://www.msit.go.kr/web/msipContents/contentsView.do?cateId=mssw311&artId=1448871 -지상파 초고화질(UHD) 방송을 통해 보다 빠른 재난알림 환경 구축-
41. UHD주조: 헤드앤드 & 재난경보방송 기능 확장 ATSC3.0 Transmitter IP Multiplexer GPS PTP ATSC3.0 Broadcast Gateway Microwave (Wireless) IP Network (Wireline) Contents Protection PTP ESG/LLS Manager AEAT .23 HEVC Encoder Scrambler for Contents Protection HEVC Encoder 9-1 4K-UHD PTP Scrambler for Contents Protection 9-2 UHD모바일 .24 239.255.9.25 .26 Closed Caption CP-KEY ESG TTML 신규도입(교체) 기존장치 업그레이드 Emergency Alert System 기존장치 변동 없음. Signaling Server (Encoder) DSTP Data Source Transport Protocol STLTP Studio-to-Transmitter Link Transport Protocol LLS IP-C/O 예비 주 IP-C/O 예비 주 ATSC3.0 Broadcast Gateway PTP 재난경보용 모니터링 장치 재난경보용 모니터링 장치 UHD주조정실 ATSC3.0 UHDTV 재난경보용 모니터링 장치 2대/채널 1TV 2대/개소/채널 TX-A/B 2대/채널 분배용 스위치 주/예비 STLTP (PTP) STLTP&RF (GPS) STLTP&RF (GPS) CC-ENC Headend IP디코더
42. UHD 재난경보방송 시스템 구성 과기정통부 재난발령 시스템 기상청 EEWS Web Server Signal & ESG Server (주) UHD 재난경보 시스템 (Aircode) UHD 재난메시지 수신모듈 (KIT Valley) UHD EAS 모듈 T-CAP Signal & ESG Server (예비) AEAT+NR T AEAT+NRT IP-MUX (주) IP-MUX (예비) UHD 주조
43. serviceCategory가 4,5,6인 경우는 Hidden 채널이 아니더라도 (hidden=“false”) 별도 독립채널을 구성하지를 않음. UHD 재난방송 시그널링 예시
44. UHD 재난방송 메시지 발송 이력
45. Frame Bootstrap Preamble Subframe 0 Subframe 1 AEAT (TEXT, IMAGE) PLP 0 (1Mbps) PLP 1 (17Mbps) PLP 0 PLP 1 UHD재난경보방송 : 전송 파라미터 구성 4K UHD AEAT & 16-QAM 5/15 256-QAM 8/15
46. UHD재난경보방송 특수수신기 (온품社 제조) 수신 채널은 KBS1(52), KBS2(56), SBS(53) 중에 설치자의 판단에 따라 설정 UHD재난의 범위는 (2019년 08월 현재) 지진, 태풍, 폭설, 호우, 사회재난 5대 재난에 한정됨 (기존) 버스 전면부 디지털 시계 위치
47. UHD재난경보방송 특수수신기 (온품社 제조) (기존) 버스 전면부 디지털 시계 위치 Standalone 모드에서는, 자체 LCD를 통해서 전광판 모드에서는, HDMI 출력을 통해서 외부 디스플레이에 재난메시지 표출 재난메시지는 한글, 영어 일본어, 중국어 순?으로 음성을 TTS(Text-to-Speech) 기능을 통해 자동 생성 후 단말기 내장 스피커로 알림 재난발령
48. UHD재난경보방송 : 시범서비스 개시행사 (9/23, 서울용산 드래곤시티)
49. 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
50. ATSC 1.0 (현 DTV 방송) ATSC 3.0 (UHD 방송) ATSC1.0 표준과 ATSC3.0 표준 비교: 전송 프로토콜의 IP 규격으로 진화
51. UHD BC/BB 하이브리드 서비스: ESG 서비스 (좌) BC채널과 BB채널을 통해 전달되는 ESG 분량 (우) ATSC 3.0 프로토콜 스택과 ESG 표준 위치 Broadcast Broadband KBS1 KBS2, MBC, 지역민방
52. 송출운행 시스템 편성제작 주조 CMS 시스템 Management ESG CMS 연동 모듈 SMR용 MCMS 시스템 CDN TV Signal&ESG Encoder IPMUX On Air 예고영상 전송 과거핫클립 맛집정보 제작(PC) 맛집정보 jpg 방송사 공동 통합 BroadBand 시스템 통합 BB 연동 모듈 Signal & ESG Management 대표 이미지 업로드, 맛집정보 URL 제공 UHD서비스: BC/BB-ESG 서비스: 구성도
53. 프로그램 핫클립 (과거 프로그램 화제의 부분을 TV에서 간편하게 확인) 데일리프로그램(‘2TV 생생정보’) TV출연 정보(맛집, 여행지 정보 등) 예고 영상 (방영할 프로그램이 궁금할 때 예고 하 이라이트 바로 클릭 ~) 편성 스케쥴 조회 (HDTV에서도 제공되는 편성표를 UHD에서는 보다 강화된 멀티미디어 콘텐츠로 확인) UHD BC/BB 하이브리드 서비스: 현재 ESG에서 제공되는 서비스
54. UHD-ESG 서비스 확대: YouTube 생중계 링크, 재난대처요령 등 http://www.weather.go.kr/weather/warning/safetyguide_earthquake.js p
55. UHDTV에 인터넷을 연결하면, 양방향 서비스를 즐길 수 있습니다. UHD-IBB 서비스 시청 기본조건
56. 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 4월 13일부터 KBS1 UHD채널에서 ‘재난정보 부가서비스’ 전국 온에어 서비스 개시 UHDTV에 인터넷을 연결하면, 양방향 서비스를 즐길 수 있습니다. KBS1 채널 단독 서비스 중 방송
57. (출처) 2019.6.4(화) ETRI 차세대 방송기술 워크샵, 제주테크노파크 ATSC 3.0 표준을 기반으로 5G 통신망이 결합된 신규 서비스 발굴 방송망과 통신망이 결합된 하이브리드 방송
58. ATSC 3.0 표준을 기반으로 5G 통신망이 결합된 신규 서비스 발굴 [출처] SKT Insight 보도자료
59. ATSC 3.0 표준을 기반으로 5G 통신망이 결합된 신규 서비스 발굴 [출처] SKT Insight 보도자료
60. UHD 방송망과 5G 이동통신망을 연동하면 무궁무진한 서비스로 새로운 시장이 열립니다. 차량용 단말기를 대상으로 . 통신비 부담 없는 지도 업데이트 . 자율주행을 위한 끊김 없는 안전 정보 . 차량 내에서 콘텐츠 소비를 촉진하는 환경 KBS-SKT 협력하여 UHD+5G 융합 서비스 주도적으로 발굴
61. 채널 자동 전환(Service Following) 기술 (1) SFN 권역 내 UHD모바일 채널 자동 전환 61 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 실외
62. 채널 자동 전환(Service Following) 기술 (2) SFN 권역 이동시 채널 자동 전환 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)
63. 채널 자동 전환(Service Following) 기술 (3) 완전 음영 지역에서 LTE/WIFI 자동 전환 63 ATSC 3.0 지상파 직접수신 시청자 수신기 LTE 통신망 지상파 수신영상 LTE/5G 수신영상 지상파 수신영상 음영지역 끊김 (터널/지하) ATSC3.0 방송망 7-1 UHDTV LTE/5G 이동통신망 LTE/5G 수신영상 끊김없는 시청 가능
64. ▪ 도심 내 인위적 난시청 또는 지상파 서비스 영역 확장을 위한 핵심기술 동일채널 중계기 적용 전 동일채널 중계기 적용 후 64 KBS SFN Transmitter 1 SFN Transmitter 2 SFN Transmitter 3 Shadowing Area Shadowing Area KBS SFN Transmitter 1 SFN Transmitter 2 SFN Transmitter 3 RF-to-RF OCR RF-to-RF OCR 끊김없고 빈틈없는 서비스 커버리지 확보를 위한 노력 방송망 확장을 위한 동일 채널 중계기(DOCR) 개발
65. ▪ 공동주택 단지 내에 마스터 안테나를 통해 수신된 UHD 신호를 벽면 단자를 통해 댁내까지 전달 Outlet for receiving terrestrial TV Direct Reception Headend Office In-building coaxial network Weak Received Signal ATSC 3.0 Remodulator Strong Transmitted Signal UHDTV 65 끊김없고 빈틈없는 서비스 커버리지 확보를 위한 노력 공시청 신호처리기
66. ▪ ATSC 3.0 신호를 수신하여 컴패니언 스크린으로 재송신 System Block Diagram of the Home Media Gateway 2 shows a block diagram of the home media gateway’s erface. The hardware for implementing ATSC 3.0 modules comprises four tuners, demodulators, and a ntroller, which is the most widely used peripheral ; ethernet and wireless interfaces are added to the function. A separate driver drives each of these nts, especially the demodulator and USB controller, re operated with the loading of separate firmware. s can receive broadband (internet) signals as well as t signals. The radio frequency (RF) signals transmitted receiver are output as digital data through a ation circuit on the front, while the processors on the ess digital data [7]. main interface of ATSC 3.0 home media gateway. Fig.3. Experimental test-bed configuration for the home media gateway. IP (Additional Information) RF (ATSC 3.0) IP Router HDMI 4K Display Smart Phone / Tablet PC Display ATSC 3.0 Middleware WiFi Module OTT Box ATSC 3.0 Middleware LAN Module Wireless Transmission Home Gateway Wired Transmission ATSC 3.0 Demodulator Module 66 [11] 끊김없고 빈틈없는 서비스 커버리지 확보를 위한 노력 홈 게이트웨이
67. 67 LCX cable above the train RF Combiner FM Repeater DMB Repeater UHD antenna FM/DMB antenna UHD Repeater Indoor antenna RF Divider RF Combiner 끊김없고 빈틈없는 서비스 커버리지 확보를 위한 노력 지하철 역사 / 객차 선로 구간 방송구역 확장
68. UHD antenna 75Ω RF Cable 끊김없고 빈틈없는 서비스 커버리지 확보를 위한 노력 민방위 지하 대피 구역 등 방송구역 확대 목동 한국방송회관 지하주차장
69. 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 ) 69 2020년 7월 현재, UHD방송 채널 분배
70. 70 [출처] KBS, MBC, SBS, 국민행복 700플랜, 2013년 11월 [출처] 대한민국 주파수 분배표 2019년 이후, UHD방송 채널 분배 계획(안)
71. 2020년 7월 27일 현재, 지상파UHD를 즐길 수 있는 방법 (방법 1) 고정 수신시, 4K-UHD 시청 가능 지향성 안테나 무지향성 안테나 (방법 2) 이동 단말 수신시에는, UHD-Mobile 시청 가능
72. ATSC 3.0 UHD 안테나는 여기에 연결 케이블방송, 벽면의 공청 안테나 포트는 여기에 연결 (방법 1) 대형 화면 사이즈, 큰 UHDTV로 고정 4K-UHD 시청하기 ① 가전제품 매장에 간다. ② 마음에 드는 UHDTV를 하나 구입한다. 단, UHF 대역 수신안테나 반드시 구입 ③ UHDTV라고 적힌 부분에 안테나와 TV를 정확히 연결 액자형 안테나
73. (방법 2) 이동 단말 수신시에는, UHD-Mobile 시청 가능 현재 향후 T-DMB와 같이 스마트단말이나 차량용 네비게이션 등에 ATSC 3.0 칩이 내장될 것으로 예상 현재는 실험용이나 시연용으로만 UHD-Mobile 단말기 구입 가능. 단말기 가격도 비쌈.
74. 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
75. 구 분 방송권역 도입일정 방송사 1단계 수도권 2017.5월 KBS, MBC, SBS, (EBS) 2단계 5대광역시권 강원권(일부) 2017.12월 부산KBS, 부산MBC, KNN 광주KBS, 광주MBC, 광주방송(KBC) 대구KBS, 대구MBC, 대구방송(TBC) 대전KBS, 대전MBC, 대전방송(TJB) 울산KBS, 울산MBC, 울산방송(UBC) MBC강원영동(강릉), 원주MBC – 평창/횡성군 일원 G1 강원민방 – 강릉/평창 일원 3단계 전국 시군권 2020년 전주KBS, 전주MBC, 전주방송(JTV) 제주KBS, 제주MBC, 제주방송(JIBS) 청주KBS, 청주MBC, 청주방송(CJB) 춘천KBS, 춘천MBC, G1(강원민방)-춘천 일원 창원KBS, MBC경남, 원주MBC-원주시 일원 2021년 강릉KBS, MBC강원영동(삼척), 목포KBS 목포MBC 순천KBS, 여수MBC, 안동KBS, 안동MBC 원주KBS, 진주KBS, 충주KBS, 충주MBC 포항KBS, 포항MBC, OBS경인TV ※ 전국적으로 UHD방송 도입 10년 후인 2027년에 HD방송 종료 추진 지상파UHD방송 도입일정 (지상파UHD방송 도입을 위한 정책방안, 2015.12월)
76. 전국 UHD주조 연차별 구축 계획: 연주소 + 송신소 팔공 현종 일월 학가 조항 안동국 포항국 대구총국 587 MHz 647 MHz 701 MHz
77. 식장산 5kW 계룡산 2kW 우암산 가엽산 흑성산 원효봉 두태산 금수산 대전총국 대전문화방송 TJB대전방송 KBS청주총국 MBC충북 CJB청주방송 충주국 충청남도 충청북도 충북 혁신 도시 34, 37, 40 22, 27, 30 36, 37, 38 21, 33, 36 시군권 방송망 구축 계획(안)
78. 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.
79. 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) 광명(중) 성남(중) 용문(송) 2018년/2019년 수도권 UHDTV 수신환경 개선 및 방송망 확장사업 추진
80. 방송망 확장 전후의 수신레벨 비교 불광 계양 광명 관악 광교 남산 KBS 장위 백련
81. [참고] 실측데이터로부터 IDW 공간보간을 적용하여 지도 위에 표시 불광 계양 광명 관악 광교 남산 KBS 장위 백련 불광 계양 광명 관악 광교 남산 KBS 장위 백련 [측정경로] [공간보정 Spatial Interpolation]
82. ▪ 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 82 (1) LDPC+BCH (2) Non-Uniform Constellation 최신 표준인 ATSC 3.0은 수신 신호 품질에 따른 전송효율 [bits/s/Hz]이 높다.
83. http://www.law.go.kr/admRulLsInfoP.do?admRulSeq=2100000061050 [과기정통부 고시] 방송표준방식 및 방송업무용 무선설비의 기술기준
84. “북미 ATSC3.0 표준” “TTA, 지상파 UHDTV 방송 송수신 정합 표준” “방송표준방식 및 방송업무용 무선설비의 기술기준” 지상파UHD에 대한 기술기준 : 제13조
85. ▪ 개정 의미 ◦ 기존 DTV의 경우 발전기 등 예비전원 설치에 따른 공간 및 비용 부담으로 간이국 출력이 최대 90W로 제한됨 ◦ 기술기준 개정으로 인해 UHD는 간이국이라고 하더라도 최대 1kW 미만의 출력까지 적용 가능 - 수도권 UHD 간이국 사례 : KBS 장위 UHD방송보조국(900W) MBC 백련산UHD방송보조국(900W) SBS 불광UHD방송보조국(900W) 지상파UHD에 대한 기술기준 : 제4조
86. 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 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. 시그널링 서버
87. 87 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.
88. 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.
89. [참고] PLP와 Subframe 89 [출처] A/322: (Doc. S32-230r55) ATSC Proposed Standard: Physical Layer Protocol Bit Interleaved and Coded Modulation (BICM) Framing & Interleaving Over The Air (OTA) Interface Waveform Generation Input Formatting S-PLP 시스템 기본 구조 Bootstrap Preamble Time Frequency Frame Subframe 0 Subframe n-1 . . . Single Frame PLP#1 • UHD 1채널 전송용 M-PLP/Subframe 시스템 구조 Bootstrap Preamble Time Frequency Frame Subframe 0 Subframe n-1 . . . Single Frame PLP#1 • UHD 2채널 전송용 • M-PLP 물리계층 다중화 적용 (TDM, FDM, LDM) PLP#2 PLP #1 PLP #1 PLP #2 Multiple S-PLP/Subframe 시스템 기본 구조 PLP #1 PLP #2 Bootstrap Preamble Time Frequency Frame Subframe 0 Subframe n-1 . . . Single Frame PLP#1 Single Frame PLP#2 Mobile HD 1채널 UHD 1채널 • 전체 전송 프레임 비율을 조정하여 전송률[Mbps] 결정 • 하나의 Frame 내에서는 FFT 사이즈 고정. 즉, 모바일HD와 고정UHD 서비스를 위한 이동속도 차이를 위해서는 FFT 사이즈를 서로 달리 설정해야 하는데, 이 경우 반드시 Subframe을 쪼개야만 함. 32K 16K 32K
90. 2018.09.10(월) ~ 12(수) 3일간 MBC 측정차 ETRI 측정차 KBS 측정차 SBS 측정차 7-2채널 우상단 “UHD모바일채널 실험방송 실시 중” 표시 고정 UHD / 이동 HD 동시 방송 : 서울/수도권 UHD모바일방송 필드테스트
91. 서울~안성 KBS1 KBS2 HD-DMB SBS Single-PLP 2-Subframe 2-Subframe FER/BER 구분 파랑 : 수신양호 빨강 : 수신불량 송신시설은 HD-DMB가 더 많음에도, 수신 성능은 UHD 단독 전송이 더 우수 고정 UHD / 이동 HD 동시 방송 : 측정 경로 지점에서의 양시청 유무
92. UHD 무선국 검사 기준 : 방송표준방식 및 방송업무용 무선설비의 기술기준 1. 주파수허용편차는 470㎒ 미만 주파수대에서 백만분의 1 이내이고 470㎒ 이상 주파수대에서 백만분의 0.3 이내일 것. 다만 단일주파수망(SFN)으로 구성하는 경우 이규정 값에 불구하고 ±2.1Hz 이내로 할 것  DMB 부반송파 간격(1kHz)의 1%가 10Hz 임  ATSC3.0 부반송파 간격(32K FFT에서 210.9375Hz)의 1%가 2.1Hz 임 2. 전파의 형식은 D7W를 사용하고 점유주파수대폭의 허용치는 6㎒ 이내일 것 3. 안테나공급전력 허용편차는 ±5퍼센트 이내일 것 4. 대역외 발사강도는 ~ 5. 스퓨리어스영역에서 불요발사는 ~ 6. 첨두전력대 평균전력비는 송신기의 첨두전력억압을 실행하지 않은 상태에서 시간율 99.9%로 13 ㏈를 초과하지 않을 것 7. 변조오류율(MER)은 27 ㏈ 이상일 것
93. UHD 52 UHD 53 UHD 54 UHD 55 UHD 56 698 704 710 718 728 753 759 765 771 773 783 803 [MHz] 806 PS (Public Safety )-LTE PS (Public Safety )-LTE Guard band Guard band Guard band Guard band Mobile Broadband Uplink ↑ Mobile Broadband Downlink ↓ 748 2MHz 3MHz 8MHz CH51 ATSC DTV CH50 ATSC DTV 5MHz 4. 대역외 발사강도는 다음 조건을 만족할 것 가. 안테나공급전력이 25 W를 초과하는 경우 [별표 20] 대역외 발사강도의 허용범위 (제13조제2항4호가목(4) 관련) -31.6 @ 2.93 DVB-T ITU-R 권고 BT.1206 참조 -83.0 @ 3.20 -95.0 @ 4.50 -126.0 @ 10.08 -120.0 @ 9.0 구간 기울기 동일 Mobile Broadband 영향을 고려하여 6dB 추가 마진 적용 [dB] [MHz] 51.4 12.0 25.0 (1) 채널번호가 51번 이하인 경우 (2) 채널번호가 52번, 53번, 55번 및 56번인 경우 UHD 무선국 검사 기준 : 대역외 발사강도
94. UHD 52 UHD 53 UHD 54 UHD 55 UHD 56 698 704 710 718 728 753 759 765 771 773 783 803 [MHz] 806 PS (Public Safety )-LTE PS (Public Safety )-LTE Guard band Guard band Guard band Guard band Mobile Broadband Uplink ↑ Mobile Broadband Downlink ↓ 748 2MHz 3MHz 8MHz CH51 ATSC DTV CH50 ATSC DTV 5MHz [별표 20] 대역외 발사강도의 허용범위 (제13조제2항4호가목(4) 관련) -31.6 @ 2.93 DVB-T ITU-R 권고 BT.1206 참조 -83.0 @ 3.20 -95.0 @ 4.50 -126.0 @ 10.08 더 급한 구간 기울기 Mobile Broadband 영향을 고려하여 좌우 스펙트럼 비대칭 [dB] [MHz] 51.4 12.0 31.0 -95.0 @ 4.50 -126.0 @ 8.0 -126.0 @ 10.08 -95.0 @ 4.50 Guard Band (2) 채널번호가 52번, 53번, 55번 및 56번인 경우 (3) 채널번호가 54번인 경우 4. 대역외 발사강도는 다음 조건을 만족할 것 가. 안테나공급전력이 25 W를 초과하는 경우 UHD 무선국 검사 기준 : 대역외 발사강도
95. 국내 ATSC1.0과 ATSC3.0 대역외 발사강도 기준 비교 ※ 주1) 국내DTV(ATSC1.0기반, 8-VSB)의 측정대역폭은 500kHz로 규정하고 있어 UHD와 동일하게 4kHz 변환 주2) 국내UHD은 ATSC3.0기반의 방식을 말함 -31.6 dB @ ±3MHz -68 @ ±3~3.5 -131 dB @ ±9 -31.6 dB @ ±3MHz -83 @ ±3.2 -95 @ ±4.5 -120 @ ±9 윤덕원, 박재훈, 이원철, "700MHz 대역에서 LTE와 UHD간 전파간섭 분석 연구,“ 한국통신학회 2017년도 동계종합학술발표회
96. 국내 ATSC1.0과 ATSC3.0 대역외 발사강도 기준 비교
97. 97 주파수 기준값 분해 대역폭 비고 9 ㎑ 이상 174 ㎒ 미만 -36 ㏈m 100 ㎑ (그림1) 174 ㎒ 이상 400 ㎒ 미만 -82 ㏈m, P < 25 W 인 경우 -126 ㏈, 25 W ≤ P < 1,000 W 인 경우 -66 ㏈m, 1,000 W ≤ P 인 경우 4 ㎑ (그림2) 400 ㎒ 이상 718 ㎒ 미만 -36 ㏈m 100 ㎑ (그림1) 718 ㎒ 이상 960 ㎒ 미만 -76 ㏈m, P < 25 W 인 경우 -120 ㏈, 25 W ≤ P < 1,000 W 인 경우 -60 ㏈m, 1,000 W ≤ P 인 경우 4 ㎑ (그림2) 960 ㎒ 이상 1,000 ㎒ 미만 -36 ㏈m 100 ㎑ (그림1) 1,000 ㎒ 이상 4.5 ㎓ 미만 -30 ㏈m 100 ㎑ (그림1) ※ 비고 : 표 중 P는 송신기의 안테나공급전력을 말한다. [별표 22] 스퓨리어스영역 불요발사의 허용범위 (제13조제2항제5호 관련) 5. 스퓨리어스영역에서 불요발사는 별표 22과 같이 다음 조건을 만족할 것 UHD 무선국 검사 기준 : 스퓨리어스영역 불요발사
98. 98 1kW 이상의 경우, 주파수 [MHz] 기준값 [dBm] 100 ㎑ 100 ㎑ 100 ㎑ 4 ㎑ 4 ㎑ -36 ㏈m -66 ㏈m -36 ㏈m -60 ㏈m -36 ㏈m -30 ㏈m 100 ㎑ [별표 22] 스퓨리어스영역 불요발사의 허용범위 (제13조제2항제5호 관련) UHD 무선국 검사 기준 : 스퓨리어스영역 불요발사
99. [별표2] 성능검사 99 검사방법ㆍ기준 및 성적 구분 검사항목 검사방법 검사기준 및 성적 개 별 적 용 지상파 방송국 지상파 초고화질 텔레비전 방송용 대역외 발사 지정채널 이외에서 방사되는 스펙트럼을 디지털 스펙트럼 분석기로 측정하여 기준치 이내인가 확인 설비규칙 제20조의 규정에 적합하지 아니 하는 경우에는 “부적합”으로 한다. 스퓨리어스 스퓨리어스영역에서 방사되는 스펙트럼을 디지털 스펙트럼 분석기로 측정하여 기준치 이내인가 확인 설비규칙 제20조의 규정에 적합하지 아니 하는 경우에는 “부적합”으로 한다. 첨두전력대 평균전력비 첨두전력대 평균전력비가 첨두전력억압을 행하 지 않은 상태에서 기준치 이내인가 확인 (기준치 : 13 ㏈ 이하) 설비규칙 제20조의 규정에 적합하지 아니 하는 경우에는 “부적합”으로 한다. 변조오류율 변조오류율(MER)이 27 ㏈이상인가 확인 설비규칙 제20조의 규정에 적합하지 아니 하는 경우에는 “부적합”으로 한다. 마스크 필터 응답 특성 스펙을 수검시 제출 [중앙전파관리소 고시] 무선국 및 전파응용설비의 검사업무 처리 기준
100. 32k-FFT 기준 PAPR DVB-T2 PAPR 곡선 UHD 무선국 검사 기준 : 첨두전력대 평균전력비 (PAPR)
101. 검사방법ㆍ기준 및 성적 구분 검사항목 검사방법 검사기준 및 성적 개 별 적 용 방 송 국 및 무 선 표 지 국 원격제어 및 감시장치 허가신청서등을 대조 설비규칙의 규정에 적합하지 아니하는 경우에는 “부적합”으 로 한다. 의사공중선 의사공중선비치여부확인 설비규칙 제14조 내지 제24조의 규정에 의하여 비치하지 아 니한 경우에는 “부적합”으로 한다. 예비장치 예비장치설치여부확인 설비규칙 제14조 내지 제24조의 규정에 의하여 설치하지 아 니한 경우에는 “부적합”으로 한다. 채널번호 단, 가상채널을 별도로 표기한다 지상파텔레비전방송국을 식별할 수 있는 ID BSID 지상파 UHD 송신기를 식별할 수 있는 ID TxID [중앙전파관리소 고시] 무선국 및 전파응용설비의 검사업무 처리 기준 [별표1] 대조검사
102. TSID(ATSC1.0) BSID(ATSC3.0) Transport Stream Identifier Broadcast Stream Identifier IP-MUX
103. 지상파 가상 채널 테이블 (TVCT, Terrestrial Virtual Channel Table) <표 III-1> TSID 할당 방법
104. ATSC3.0 방송국 식별부호 : BSID ▪ UHD BSID(Broadcast Stream ID) ◦ LLS(Low Level Signaling) 의 일종인 SLT(Service List Table) 시그널링 정보에 포함되어 송출 ◦ BSID는 방송국 별로 고유한 정보로서, UHD 방송국 허가 및 무선국 검사 기준에 해당 ◦ 기존 DTV TSID(16진수)를 10진수 변환하여 사용(2016년, 미래창조과학부) [SBS UHDTV방송국 허가증] * LLS(Low Level Signaling) : 서비스 리스트(SLT), PLP별 링크 및 시스템 시간 등 서비스를 수신하기 위해 가장 먼저 처리해야 하는 시그널링 정보
105. ATSC3.0 방송국 식별부호 : BSID
106. Q&A 방송국 & 송신소, 방송보조국 / 기간소(국), 중계소, 간이국 [전파법 시행령] 15. "연주소"란 방송사항의 제작ㆍ편성 및 조 정에 필요한 설비와 그 종사자의 총체를 말한다. [방송표준방식 및 방송업무용 무선설비의 기술기준]
107. Q&A 방송국 & 송신소, 방송보조국 / 기간소(국), 중계소, 간이국 제2장 송신시스템 I. 일반사항 가. 용도별 1) 송신소 연주소에서 전송받은 프로그램을 직접 송신하는 곳으로 1개 연주소에 1개 송신소가 존재하며, 비교적 연주소에 근접하고 링크(M/W)구성이 용이한 장소에 위치한다. 2) 중계소 주로 연주소에서 멀리 떨어진 곳으로, 송신소 전파가 수신되지 않는 지역을 대상으로 방송하기 위한 설비를 갖춘 곳을 말하며, 연주소 또는 송신소로부터 링크를 구성하여 프로그램을 전송 받 는다. 3) 간이중계소 송신소나 중계소의 전파가 수신되지 않는 지역을 대상으로, 송･중계소 또는 타간이중계소로부 터 On-Air되는 전파를 수신하여 채널을 변경하여 중계한다. DTVR(FMR)이라 부르며, 대상지역이 좁아 출력은 보통 500W(100W)이하가 된다. 4) 소출력 중계기 소규모 난시청지역 해소를 위해 건물 옥상, 전주 등에 전주 등에 설치하여 낮은 출력(10㎽/㎒ 이하)의 동일채널로 송수신하는 중계기이다.
108. Q) UHDTV 기술 기준이 되는 전송률? 27Mbps ㈜ 1. 지상파 초고화질 텔레비전방송을 하는 방송국의 방송구역 전계강도 기준 송신 조건은 변조방식 256QAM, FEC 부호율 10/15 (64K LDPC), FFT 크기 32K, 심벌간 보호구간 1/16(GI7_2048), 파일럿패턴 SP12_2(Dx, Dy = 12, 2), 최소 신호대잡음비 20㏈(라이시안 채널), 유효 데이터전송률 27 Mbps 등 표준방식에 따른다. 2. 지상파 초고화질 텔레비전방송을 하는 방송국의 방송구역 전계강도 기준은 6 ㎒ 주파수 대역폭에서 유효 데이터전송률 27 Mbps 이하인 경우에 적용한다. 3. 다만, 위의 경우에서 유효 데이터전송률이 27 Mbps를 초과할 경우에는 위 표 의 전계강도에 제1호의 기준 송신조건 중 최소 신호대잡음비 20 ㏈(라이시 안 채널)와의 차이만큼 증가한 기준 값을 방송구역 전계강도로 적용한다. [과기정통부 고시] 방송구역 전계강도의 기준. 작성요령 및 표시방법 양시청 전계강도 정의
109. [과기정통부 고시] 방송구역 전계강도의 기준.작성요령 및 표시방법 양시청 전계강도 정의 109 방송국 방송구역전계강도(㏈㎶/m) 비 고 고잡음지역 중잡음지역 저잡음지역 표준방송을 하는 방송국 77 74 71 초단파 방송을 하는 방 송국의 전계강도 측정 은 지상 4m 높이를 기준으로 한다. 초단파방송을 하는 방송국 70 60 48 지상파 디지털 텔 레비전방송을 하 는 방송국 LOW VHF 28 안테나 높이는 지상 9m 높이를 기준으로 한다. HIGH VHF 36 UHF 41 지상파 초고화질 텔레비전방송을 하는 방송국 ㈜ (신설) LOW VHF 38 HIGH VHF 40 UHF 45 지상파 이동멀티미디어방송을 하는 방송국 45 안테나 높이는 지상 2m 높이를 기준으로 한다. 1. 방송구역 전계강도의 기준 가. 잡음등급별 방송구역 전계강도의 기준 ㈜ 1. 지상파 초고화질 텔레비전방송을 하는 방송국 의 방송구역 전계강도 기준 송신조건은 변조방식 256QAM, FEC 부호율 10/15 (64K LDPC), FFT 크기 32K, 심벌간 보 호구간 1/16(GI7_2048), 파일럿패턴 SP12_2(Dx, Dy = 12, 2), 최소 신호대 잡음비 20㏈(라이시안 채널), 유효 데이터 전송률 27 Mbps 등 표준방식에 따른다. 2. 지상파 초고화질 텔레비전방송을 하는 방송국의 방송구역 전계강도 기준은 6 ㎒ 주파수 대역 폭에서 유효 데이터전송률 27 Mbps 이하인 경우에 적용한다. 3. 다만, 위의 경우에서 유효 데이터전송률이 27 Mbps를 초과할 경우에는 위 표의 전계강 도에 제1호의 기준 송신조건 중 최소 신 호대잡음비 20 ㏈(라이시안 채널)와의 차 이만큼 증가한 기준 값을 방송구역 전계 강도로 적용한다.
110. 110 [참조 문서] ITU-R Rec. BT.2033 ITU-R Rep. BS.1203 RRC-006 안테나높이 10m(고정수신) [과기정통부 고시] 방송구역 전계강도의 기준.작성요령 및 표시방법 양시청 전계강도 정의
112. dBm, dBμV, dBμV/m E(dBµV) = P(dBm) + 106.9897 (50Ω) + 108.7506 (75Ω) P = V2/ R (옴(Ohm)의 법칙) V에 대해서 정리하고 양변에 10log10을 취하면, 10log 10 (P) = 10log 10 (V2) - 10log 10 (R) 따라서, 10log 10 ((V/106)2) = 10log 10 (P/103) + 10log 10 (R) [dBW] [dBV] [dBmW] [dBμV] E(dBµV) – 120dB = P(dBm) -30 + 10log 10 (50) 10log 10 (75) 10log 10 (50) = 16.9897, 10log 10 (75)=18.7506 이므로 E(dBµV) = P(dBm) + 90 + 16.9879 + 90 + 18.7506
113. dBm, dBμV, dBμV/m E(dBµV/m) = E(dBµV) + 20log 10 f(MHz) – G(dB) - 29.7707 (50Ω) - 31.5316 (75Ω) E(dBµV/m) = E(dBµV) + AF(dB) Antenna Factor(AF)란? 1m 안테나에 1V 전압을 만들어 내기 위해 요구되는 전계강도 E(dBµV)에 제곱 성분이 있기 때문에, 20log10을 포함하고 있음. 따라서, AF 양변에 20log 10 을 취하면, Intrinsic Impedance c(m/s) = 299.792458 x 106 빛의 속도 G(dB) = 수신 순이득 f (MHz) = 중심 주파수 Z=50Ω 29.7707 Z=75Ω 31.5316 [참고] http://www.softwright.com/knowledgebase/faq/what-is-the-difference-between-dbu-dbm-dbuv-and-other-field-intensity-units/
114. dBm, dBμV, dBμV/m E(dBµV/m) = P(dBm) + Lc(dB) – Gr(dBi) + 106.9897 + 20log 10 f(MHz) - 29.7707 (50Ω) = P(dBm) + Lc(dB) – Gr(dBi) + 108.7506 + 20log 10 f(MHz) - 31.5316 (75Ω) 송신소 E(dBµV/m) 전계강도 Lc(dB) 케이블 손실 P(dBm) 수신레벨 Gr(dBi) 수신안테나 이득 안테나 입력에서의 유효 수신레벨 P(dBm)+Lc(dB)-Gr(dBi) 유효 수신레벨을 전계강도(dBµV)로 변환 안테나 팩터를 적용하여 전계강도(dBµV/m)로 변환 https://transition.fcc.gov/oet/info/documents/reports/SHVERA/SHVERA-FCC-05-
115. IP 표준에 기반을 둔 ATSC 3.0 Exciter 제어 화면 예 (a) KBS 수도권 NEC(ProTV) 엑사이터 (b) 광역권 R&S 엑사이터
116. Constellation 변조성상점 확인 MER 변조오류율 계측값 확인 [참고] DekTec사, ATSC 3.0 계측용 수신기 화면
117. [참고] MER 해석 방법: 문제점 파악 Quadrature Error (Phase Error) Gain Compression 주로 고출력증폭기HPA 특성이 나빠져서 발생 Phase Jitter (Phase Noise) AM-PM AM-AM Amplitude Imbalance (Gain Error) Coherence Interference [출처] Tektronix 기술문서, Delivering digital video to the home System Noise (Non-coherent Interference) 전형적으로 무선 채널을 겪고 들어온 심볼
118. Figure 8.1 ALP buffer latency The second buffer accommodates a delay of up to one second to enable synchronization of frame emission timing in the Physical Layer when the delivery delay to each of the Transmitters in a Network is different. Q) 송신계통에서의 딜레이 요소 2군데: Buffer The first buffer inserts at least one Physical Layer frame of delay in the STL Pre-Processor to enable sending Preamble information for a given Physical Layer frame to Transmitters prior to arrival of the data to fill that Physical Layer frame.
119. (질문) 필드테스트 측정을 해보면, 700MHz 하위대역 52번, 53번이 상위대역 55번, 56번보다 항상 전계강도가 센 것처럼 측정됩니다. 이유가 뭔가요? 119 측정대상 대기 중의 전계강도 (dBμV/m) 송신소 측정기 dBμV 단위로 계측 안테나 이득 G (지향 패턴에 따른 + 주파수 특성에 따른) (예) 안테나 지향 패턴 (예) 안테나 주파수 특성 시스템 로스 L (커넥터 결합손실 + 케이블 길이 손실) E(dBµV/m) = E(dBµV) + L + 20log10 f(MHz) – G(dB) - 29.7707 (50Ω) - 31.5316 (75Ω) 안테나 주파수 응답특성 편차 때문입니다.
120. (1) 700MHz 전용 LPDA 안테나
121. (1) 700MHz 전용 LPDA 안테나 움푹 파인 부분이 깊을수록 (=낮은 값일수록) 수신신호를 잘 받아들인다는 의미 낮은 값일 수록 유리 700MHz 대역 안테나 수신특성 양호
122. (3) 스펙트럼 옴니안테나
123. (3) 스펙트럼 옴니안테나 700MHz 대역 안테나 수신특성 불량
124. (4) 스펙트럼 LP안테나
125. (4) 스펙트럼 LP안테나 700MHz 대역 안테나 수신특성 불량
126. ATSC 3.0 6MHz 신호 가우시안 백색잡음 AWGN (Additive White Gaussian Noise) ATSC 3.0 6MHz 신호 ATSC 3.0 6MHz 간섭신호 ToV C/N 동일채널 Co-channel 혼신보호비 ATSC 3.0 6MHz 신호 ATSC 3.0 6MHz 간섭신호 인접채널 Adjacent Channel 혼신보호비 (질문) ToV C/N과 혼신보호비(Protection Ratio)는 같은 개념인가요? 다른 개념인가요? 양시청을 보장하기 위한 최소 요구값이라는 점에서는 유사하나 간섭원이 전혀 다르기 때문에 다른 개념 ToV = Threshold of Visibility
127. ATSC1.0 표준과 ATSC3.0 표준 비교 (3/3) 방송망 구성 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
128. Single Frequency Network (SFN) 단일 주파수 방송망 Gwanak Namsan Frequency 701MHz Field Strength Improvement Coverage of TX#1 MFN Coverage of TX#2 MFN Coverage owing to SFNG Frequency 701MHz Signal Overlapping Area ATSC3.0 (a) (b) Obstacle 신호 중첩 지역에서의 전계 강도 상승 효과 여러 방향으로부터 신호가 수신됨으로, RF 신호 수신 안정성 향상
129. ▪ SFN을 구성하기 위해서는 모든 SFN 송신기들이 동일한 주파수 채널로 동일한 콘텐츠를 동일한 발사 시간에 송신해야 함 Broadcast Gateway (BGW)를 통한 중앙집중식 데이터 전달 03 02 01 동일한 주파수 채널 동일한 콘텐츠 정밀도 높은 Local Oscillator 사용 PTP/GPS 기준 클럭 신호 사용하여 nano- seconds 수준으로 정밀하게 TAI 시각에 동기화 129 단일주파수방송망(SFN)을 구축하기 위한 3가지 조건 동일한 발사 시각
130. [출처] A/324: ATSC S32-266r29 Scheduler / Studio to Transmitter Link, 5 December 2017 Single or Multiple Transmitters Studio Infrastructure Broadcast Gateway System Manager Studio Entities Quasi-static Configuration Delivery Metadata Content and Signaling Studio Interface STL Interface Configuration Interface 본사/총국에 설치하는 장비 각 송신소에 설치하는 장비 RTP/UDP/IP BaseBand Packet RTP/UDP/IP ALP RTP/UDP/IP BBP RTP/UDP/IP MMT/ROUTE A/324 A/321, A/322 A/330, A/331 A/330 Broadcast Gateway와 SFN 송신기들이 연결된 ATSC 3.0 전체 시스템 구성도
131. ATSC 3.0 기반 지상파 UHD 전송 기술 표준 문서번호 문서 이름과 의미 A/321 System Discovery and Signaling ATSC3.0 전송 프레임 시작점 정의 A/322 Physical Layer Protocol 입력된 BBP 스트림을 OFDM 방식으로 송신하는 Exciter 동작 규격 정의 A/324 Scheduler / Studio to Transmitter Link 입력된 ALP 스트림을 BBP로 가공하고, 다수 개의 SFN 송신기를 제어하기 위한 Broadcast Gateway 동작 규격 정의 A/325 Recommended Practice: Lab Performance Test Plan 수신 성능을 실험실 수준에서 평가하기 위한 측정 항목, 실험 절차 정의 A/326 Recommended Practice: Field Test Plan 수신 성능을 필드테스트를 통해 평가하기 위한 측정 항목, 실험 절차 정의 A/327 Recommended Practice: Guidelines for the Physical Layer Protocol ATSC 3.0 물리계층 표준의 상세 설명과 수신기 기준 성능값 정의
132. A330: ALP (ATSC Link layer Protocol) 기능 및 구조 ALP Encapsulation IP Header Compression IP ATSC 3.0 PHY Link Layer Signaling MPEG-2 TS Future Extension TS Overhead Reduction ATSC3.0 Exciter Multiplexer & LLS Generator Broadcast Gateway [SFN 조건 #1] 똑같은 데이터 [출처] A/330: (Doc. S32-169r6) Link-Layer Protocol, 19 August 2016
133. 5.2.1 Mapping ALP Packets to Baseband Packets [출처] A/322: (Doc. S32-230r66) Physical Layer Protocol, March 21, 2017 [SFN 조건 #1] 똑같은 데이터 [출처] A/330: (Doc. S32-169r6) Link-Layer Protocol, 19 August 2016 6MHz Bandwidth
134. IP UDP RTP IP UDP RTP Section 8.3.4 Section 8.2.1 Tunneled Packet Header BBP Fragment Base Band Packet (BBP) Preamble Preamble IP UDP RTP * Tunnel Packet Payload Fixed-size Tunnel Packet Tunneled Packet Stream Tunnel Packet Header Figure 8.3 Detail T&M IP UDP RTP Section 8.3.1 T&M • • • • • • Broadcast Gateway 내부 Broadcast Gateway 외부출력 패킷 송신기도 알고, 수신기도 알아야 하는 정보 송신기는 알아야하는데, 수신기는 몰라도 되는 정보 실제 오디오/비디오 데이터 [출처] A/324 표준, Figure 8.4 Tunneled Packet packing details **Maximum Transmission Unit (MTU) BaseBand Packet Preamble Packet Timing & Management Packet 239.0.51.48:30000+plp_id 239.0.51.48:30064 239.0.51.48:30065 SFN 구축 조건 (1) - 동일한 데이터 : Outer Stream and Inner Stream
135. ATSC3.0 Broadcast Gateway ATSC3.0 Exciter Baseband Packet Preamble Timing & Management Baseband Packet 모바일HD = PLP0 UHD = PLP1 UDP Port = 30000 UDP Port = 30001 UDP Port = 30064 UDP Port = 30065 Q) 3가지 종류의 패킷은 어떻게 구분하는 걸까요? 그 해답은 UDP 패킷의 Port 번호에 있습니다. Exciter에서는 UDP 포트 번호에 따라서 패킷 종류를 분류한 뒤, 신호 처리를 하게 됩니다. Baseband Packet, Preamble Packet Timing & Management Packet Source IP Destin. IP Port Num. 단, Exciter 내부에서 일어나는 과정이기 때문에 별도의 설정은 필요 없고, 특별히 관찰되는 것도 없습니다.
136. Baseband Packet Preamble Timing & Management Baseband Packet 모바일HD = PLP0 UHD = PLP1 UDP Port = 30000 UDP Port = 30001 UDP Port = 30064 UDP Port = 30065 Q) 3가지 종류의 패킷은 어떻게 구분하는 걸까요? Baseband Packet은 실제 오디오와 비디오 데이터를 전송하는 부분인데, PLP(Physical Layer Pipe)라는 단위로 전송됩니다. 즉, 현재의 설정에서는 PLP0에 모바일HD 채널(9-2)가, PLP1에는 UHD채널(9-1)이 전송됩니다. 이 떄, UDP Port 번호는 ‘30000+PLP번호’로 결정됩니다. 따라서, PLP0의 Port 번호는 30000, PLP1은 30001이 됩니다. Preamble 패킷은 포트번호가 30064로 고정입니다. Timing & Management 패킷은 30065번입니다. 즉, Gateway에서는 패킷 종류에 따라서 고유한 UDP Port 번호를 부여하여 전송하면, Exciter에서는 UDP Port 번호에 따라서 패킷을 분류한 뒤 그에 맞는 신호 처리를 하게 됩니다.
137. roadcast Gateway SFN Interface X SFN TP Sender BBP (STL TP) RTP/UDP/IP Exciter for SFN STL TP DEMUX SFN TP Receiver PLPs Timing Manager Per PLP Buffer Preamble Parser Bootstrap BICM Framing & Interleaving Waveform Generation PLPs PLPs Over-The-Air (OTA) Interface 전송파라미터 설정 OK! 전송파라미터 설정 NO! ATSC3.0 송신계통 장비 상세 구성도: Exciter 30065 30064 30000 +PLP_ID 30065
138. [SFN 조건 #1] 똑같은 데이터 [출처] A/324: (Doc. S32-266r18) S32-Scheduler / Studio to Transmitter Link, November 14, 2016. 전송 과정에서의 발생된 오류로부터 데이터를 보호 = STL-FEC 기능 Broadcast Gateway Exciter
139. [참고] SMPTE 2022-1 FEC 적용에 따른 Latency와 Overhead 예시 D (Row) L (Column) (L,D)=(4,4) Data Stream Packet을 모으는 양이 많을수록, - 지연시간(Latency)는 증가함 - 오버헤드(Overhead)가 줄어들어 전송용량 증가량은 낮음
140. STL-FEC 설정 확인 (a) 수도권 NEC(ProTV) 송신기 화면 (b) 광역권 R&S 송신기 화면 Datarate 부분의 전송률이 IP 회선의 최대 전송률을 초과하지 않도록 (D,L)값을 설정하는 것이 중요
141. STL-FEC 설정 예 (L,D)=(8,5) (L,D)=(10,4) 전송률 증가율 = = 32.5% 8+5 40 전송률 증가율 = = 35.0% 10+4 40
142. Q) STL-FEC Packet를 활성화시키면, Wireshark 상에서 패킷을 분석해보면, 설정하지 않은 UDP Port 번호가 관찰됩니다. (a) FEC 적용 전 (b) FEC 적용 후
143. ✓ (D,L)값은 각각 255 이내에서 어떤 조합이라도 가능 ✓ 다만, L값이 4 이상(크거나 같을 경우), 반드시 2D-FEC만으로 동작해야 함. 데이터 스트림 UDP Destination Port Number = N 첫번째 FEC 스트림 UDP Destination Port Number = N+2 두번째 FEC 스트림 UDP Destination Port Number = N+4 UDP Source Port Number 는 모두 동일 Q) STL-FEC Packet를 활성화시키면, Wireshark 상에서 패킷을 분석해보면, 설정하지 않은 UDP Port 번호가 관찰됩니다.
144. FEC 패킷임을 나타내기 위해, “FEC Header”가 RTP Extension Header 부분에 들어감. 결과적으로, 16bytes 패킷 길이가 늘어남 Q) STL-FEC Packet를 활성화시키면, Wireshark 상에서 패킷을 분석해보면, 설정하지 않은 UDP Port 번호가 관찰됩니다.
145. PT = 97 패킷보다 길이가 16Byptes 많음 --> FEC Packet RTP Header: RFC 3550 vs STLTP (Tunnel Packet) Payload Type = 96
146. IGMPv3 SSM(Source Specific Multicast) SSM에서는 Multicast Channel이 Group Address G 뿐만 아니라, Source의 IP Address S의 조합으로 식별됨. (S,G) = (100.111.9.100, 239.255.9.30) 채널과 (S,G) = (100.111.9.150, 239.255.9.30) 채널은 서로 다른 Multicast Group으로 인식 SSM은 232/8(232.0.0.0 – 232.255.255.255) Class D Address Range를 사용하도록 규정 라우터에서의 SSM Forwarding Table은 (S,G)마다 다르게 유지 및 관리 인터넷할당번호관리기관 [SFN 조건 #1] 똑같은 데이터 동일한 소스의 데이터를 여러 송신기가 동시에 받을 수 있게 함 Exciter 입력 부분에 쓸데없는 패킷 유입을 막아 Overflow 발생 차단
147. ENENSYS Broadcast Gateway Configuration Manager 예시 Rohde & Schwarz Exciter Configuration Manager 예시 Configuration Manager /Scheduler
148. 주 Exciter GPS 주 Broadcast Gateway Microwave (Wireless) IP Network (Wireline) PTP 송신 계통 구성도 [ UHD주조 ] [ UHD송신소 ] SYSTEM -> NETWORK / IP2 DATA INTERFACE 예비 Broadcast Gateway IP-MUX IP-Guardv2 IP 100.111.9.xx 동일하게 설정 IP-Guardv2 IP1 예비 Exciter IP2
149. UHDTV ATSC3.0 Transmitter HEVC Encoder ATSC3.0 Transmitter IP Multiplexer Scrambler for Contents Protection HEVC Encoder GPS PTP ATSC3.0 Broadcast Gateway SFN Coordinated Universal Time (UTC) PTP 4K-UHD Content 1.3 ~ 52.2 Mbps Microwave (Wireless) IP Network (Wireline) SLS/LLS Generator 2K-HD Content PTP Scrambler for Contents Protection HEVC Encoder PTP 2K-HD Content Scrambler for Contents Protection CDN Single Frequency Network Mobile Reception Indoor Reception 9-1 9-2 9-3 AEAS 국제원자시(TAI) 기반으로 동작하는 ATSC 3.0 End-to-End 시스템
150. ▪ 연주소-송신소 간 시각동기화를 위해 PTP/GPS 클럭 사용 • ATSC 3.0 Exciter • GPS Clock (TAI) UHD 송신소 • HEVC/MPEG-H AAC Encoder • ATSC 3.0 Signaling Server • ATSC 3.0 IP Multiplexer • ATSC 3.0 Broadcast Gateway • IEEE 1588v2 PTP Clock (TAI) UHDTV 주조정실 • ATSC 3.0 UHDTV • Mobile HD Receiver (Dongle) UHD 수신기 STL RF 150 국제원자시(TAI) 기반으로 동작하는 ATSC 3.0 End-to-End 시스템
151. Q) 브로드캐스트 게이트웨이에서 송신기로 PTP 기준 시각 정보를 전달해 줘야하는 것 아닌가요? PTP는 양방향으로 정밀한 시각을 맞추는 프로토콜 GPS는 단방향으로 정밀한 시각을 맞추는 프로토콜 ✓ GPS 위성안에는, TAI와 동기가 맞춰진 정밀시계가 탑재되어 있음. ✓ 내부 클럭을 기준으로 기준 시각을 매초 발사함. (예) 세슘 원자시계 3000만년에 1초의 오차 24개 상시 운용 위성 + 예비위성으로 구성 ✓ PTP Grandmaster는 상시 TAI와 동기가 맞춰진 상태
152. Q) 브로드캐스트 게이트웨이에서 송신기로 PTP 기준 시각 정보를 전달해 줘야하는 것 아닌가요? PTP는 양방향으로 정밀한 시각을 맞추는 프로토콜 GPS는 단방향으로 정밀한 시각을 맞추는 프로토콜 (단점) 정밀도를 보장하는 거리가 제한적 (단점) 정밀도를 보장하기 위해서는 오랜 시간 동기화가 필요 [출처] Michael A. Lombardi(National Institute of Standards and Techn Chapter 17. Fundamentals of Time and Frequency
153. [참고] 윤초 Leap Seconds, 2020년 7월 현재 153 TAI – GPS = 19 sec TAI – UTC = 37 sec GPS - UTC = 18 sec GPS는 1980년 1월 6일 00:00 기준으로 시각 정의 GPS -> 국제지구자전국(IERS, International Earth Rotation and Reference Systems Service) 에서 윤초 발표
154. 154 [참고] 국제원자시계, 우리나라 원자시계 1997년 : 현대의 시간으로서의 1초는 절대 영도 상태의 세슘 원자의 바닥 상태의 두 전자 준위 사이의 전이에 해당하는 복사선이 가지는 주기의 9,192,631,770회 지속시간 2004년 : 시간의 단위인 초의 정의로서 세슘 원자 외에 루비듐 원자를 이용할 수 있다는 권고안이 채택 2012년 노벨물리학상
155. Absolute Time Synchronization = Relative Time + UTC(시분초) [질문] Absolute / Relative 시각 동기화 방식이란? Relative Time Synchronization = GPS 1PPS 신호와 장치내부 1PPS를 일치시키는 방식 GPGGA GPS위성 Exciter 시각,위도,경도 등 정보를 보냄 114455.532,3735.009,N,12701.6446,E ... GPS위성 Exciter Pulse Per Second 11시 44분 55초 532 11시 44분 55초 532 GPS 위성이 매초 발사하는 Pulse 신호 Exciter 내부에서 기준으로 삼는 Pulse 신호 Pulse Per Second (특징) Pulse 신호를 잘게 쪼개어 1초 이하의 ms.μs.ns 정밀도 시각 동기를 맞추는 데 사용 (장점) GPS 위성 데이터를 Decoding 할 필요 없음 (단점) 1초 이상의 시각 오차 발생 여부를 파악할 수 없음 (특징) Relative 동기 방식에 더해, GPS 위성이 주기적으로 보내주는 시각과 Exciter 시각을 함께 보정함. (장점) 시분초 단위의 전체시각을 정확하게 맞출 수 있음. => SFN 방식을 사용한 방송망 구성에 필수 오 차 GPS PPS Exciter PPS
156. [질문] Absolute / Relative 시각 동기화 방식이란? (a) 수도권 NEC(ProTV) 송신기 화면 (b) 광역권 R&S 송신기 화면 각 송신기 Absolute SFN 상태인 경우, 설정 예
157. ▪ PTP : 네트워크 간 정확한 동기화를 위한 양방향 프로토콜 (주조시스템 사용) ▪ GPS : 위성 신호의 시간 정보를 이용한 단방향 프로토콜 (송신기 사용) 9 Function ① Adjust delay time GPS Clock 1PPS Clock 1PPS BTS BTS I P Network Transmitter Receiver Transmitter cessing Time Receiver Processing Time Receiver Buffer Network Delay Delay Jitter adjust delay time to 6 0 0 0 μ s eceiver buffer absorbs the delay jitter. ommon clock makes it possible to adjust delay time. Broadcasting Station Function ① Adjust delay time GPS Clock 1PPS Clock 1PPS BTS BTS I P Network Transmitter Receiver Transmitter Processing Time io Receiver Processing Time Receiver Buffer Network Delay Delay Jitter Receiver buffer absorbs the delay jitter. Common clock makes it possible to adjust delay time. Broadcasting Station Function ① Adjust delay time GPS Clock 1PPS Clock 1PPS BTS BTS I P Network Transmitter Receiver Studio Receiver buffer absorbs the delay jitter. Common clock makes it possible to adjust delay time. Broadcasting Station PTP Generator 157 Transmitter 2 Transmitter 3 ATSC 3.0 Broadcast Gateway SFN 구축 조건 (3) - 동일한 발사 시각 Transmitter 1
158. [SFN 조건 #2] 똑같은 시각 Packet Release Time + MND = Bootstrap Emission Time = Preamble Time ATSC3.0 Broadcast Gateway Microwave (Wireless) IP Network (Wireline) ATSC3.0 Transmitter IBC KBS KBS Processing Delay Dynamic Delay SFN Static Delay STL Inner: Timing & Management Bootstrap_Timing_Data () STL Outer RTP Header Timestamp STL Inner: Preamble L1B_time_info_flag & L1D_time_sec/msec/usec/nsec STL Inner: Timing & Management Packet_Release_Time ()
159. ▪ MND ≧ 실제 네트워크 딜레이 + 송신기 프로세싱 딜레이 : RF On ▪ MND < 실제 네트워크 딜레이 + 송신기 프로세싱 딜레이 : RF Mute 송신기 3 프로세싱 딜레이 지연 시간 실제 네트워크 딜레이 3 송신기 2 프로세싱 딜레이 지연 시간 실제 네트워크 딜레이 2 송신기 1 프로세싱 딜레이 지연 시간 실제 네트워크 딜레이 1 Network 1 Network 2 Network 3 Transmitter 1 Transmitter 2 Transmitter 3 Packet Release Time RF Emission Time • • • Packet 3 Packet 2 Packet 1 Packet N BGW 시그널링 39 num_emission_tim 6 uimsbf num_xmtrs_in_group 6 uimsbf xmtr_group_num 7 uimsbf maj_log_override 3 bslbf num_miso_filt_codes 2 bslbf tx_carrier_offset 2 tcimsbf reserved 6 for (i=0; i<6; i++) ‘1’ } Bootstrap_Timing_Data () { for (i=0; i<=num_emission_tim; i++) seconds 32 uimsbf nanoseconds 32 uimsbf } } Per_Transmitter_Data () { for (i=0; i<=num_xmtrs_in_group; i++) { xmtr_id 13 uimsbf tx_time_offset 16 tcimsbf txid_injection_lvl 4 uimsbf miso_filt_code_index 2 bslbf reserved 29 for (i=0; i<29; i++) ‘1’ } } Packet_Release_Time () { pkt_rls_seconds 4 uimsbf pkt_rls_a-milliseconds 10 uimsbf reserved 2 ‘11’ } Error_Check_Data () { crc16 16 uimsbf } } ATSC 3.0 Broadcast Gateway 2018 Scheduler / Studio to Transmitter Link 5 January 2018 Table 8.3 Timing and Management Stream Packet Payload Syntax No. of Bits Format Timing & Management_Packet (TMP) () { Structure_Data () { length 16 uimsbf version_major 4 uimsbf version_minor 4 uimsbf maj_log_rep_cnt_pre 4 uimsbf maj_log_rep_cnt_tim 4 uimsbf bootstrap_major 4 uimsbf bootstrap_minor 4 uimsbf min_time_to_next 5 uimsbf system_bandwidth 2 uimsbf bsr_coefficient 7 uimsbf preamble_structure 8 uimsbf ea_wakeup 2 bslbf num_emission_tim 6 uimsbf num_xmtrs_in_group 6 uimsbf xmtr_group_num 7 uimsbf maj_log_override 3 bslbf num_miso_filt_codes 2 bslbf tx_carrier_offset 2 tcimsbf reserved 6 for (i=0; i<6; i++) ‘1’ } Bootstrap_Timing_Data () { for (i=0; i<=num_emission_tim; i++) seconds 32 uimsbf nanoseconds 32 uimsbf } } Per_Transmitter_Data () { Exciter 시그널링 ATSC 3.0 Exciter • • • Frame 3 Frame 2 Frame 1 Frame N ATSC S32-230r72 Revision o 9.3 Syntax and Semantics for L1-Detail D The syntax and field semantics of the L1 following subsections. The names of sign Table 9.8 L1-De Syntax L1_Detail_signaling() { L1D_version L1D_num_rf for (L1D_rf_id=1 .. L1D_num_rf) { L1D_bonded_bsid reserved } if (L1B_time_info_flag != 00) { L1D_time_sec L1D_time_msec if (L1B_time_info_flag != 01) { L1D_time_usec if (L1B_time_info_flag != 10) { L1D_time_nsec } } } for (i=0 .. L1B_num_subframes) { if (i > 0) { Maximum Network Delay (MND) 159 SFN 구축 조건 (3) - 동일한 발사 시각
160. Packet Release Time + MND = Bootstrap Emission Time = Preamble Time ATSC3.0 Broadcast Gateway Microwave (Wireless) IP Network (Wireline) ATSC3.0 Transmitter IBC KBS KBS Processing Delay Network Delay STL Inner: Timing & Management Packet_Release_Time () STL Inner: Timing & Management Bootstrap_Timing_Data () STL Outer RTP Header Timestamp STL Inner: Preamble L1B_time_info_flag & L1D_time_sec/msec/usec/nsec Dynamic Delay SFN 구축 조건 (3) - 동일한 발사 시각 / Exciter 상에서 SFN Delay 확인
161. [SFN 조건 #2] 똑같은 시각 STL Inner: Timing & Management 송신기는 알아야하는데, 수신기는 몰라도 되는 정보 num_emission_tim shall indicate the number of sequential Bootstrap emission reference times that are contained within the Bootstrap_Timing_Data() ‘for’ loop. Up to 64 values may be indicated. The values shall range from 0 thru 63, and shall be expressed as the number of values carried in the packet minus 1. At least the next Bootstrap reference emission time shall be carried and shall be carried in index 0 of the ‘for’ loop. seconds shall carry a value equal to the 32 least significant bits (LSBs) of the seconds portion of the UTC time value of the associated Bootstrap reference emission time, as expressed using the Precision Time Protocol (PTP) defined in [13] and [14]. nanoseconds shall carry a value equal to the nanoseconds portion of the UTC time value of the associated Bootstrap reference emission time. It shall be expressed as a 32-bit binary value having a range from 0 through 999,999,999 decimal.
162. [SFN 조건 #2] 똑같은 시각 STL Inner: Timing & Management 송신기는 알아야하는데, 수신기는 몰라도 되는 정보 num_emission_tim = 10 인 경우, Gen. time = Packet_Release_Time() L1D_time = Bootstrap_Timing_Data()
163. [SFN 조건 #2] 똑같은 시각 STL Inner: Preamble 송신기도 알고, 수신기도 알아야 하는 정보 [출처] A/324: (Doc. S32-266r18) S32-Scheduler / Studio to Transmitter Link, November 14, 2016. [출처] A/322: (Doc. S32-230r66) Physical Layer Protocol, March 21, 2017 L1B_time_info_flag – This field shall indicate the presence or absence of timing information in the current frame, and the precision to which it is signaled according to Table 9.4.
164. [SFN 조건 #2] 똑같은 시각 STL Inner: Preamble 송신기도 알고, 수신기도 알아야 하는 정보 [출처] A/324: (Doc. S32-266r18) S32-Scheduler / Studio to Transmitter Link, November 14, 2016. [출처] A/322: (Doc. S32-230r66) Physical Layer Protocol, March 21, 2017 L1D_time_sec – This field shall indicate the seconds component of the time information. The time information shall indicate the precise time at which the first sample of the first symbol of the most recently received bootstrap was transmitted, shown as the time information position in Figure 9.1. L1D_time_sec shall contain the 32 least significant bits of PTP seconds of the time information.
165. [SFN 조건 #2] 똑같은 시각 L1B_time_info_flag L1D_time_sec L1D_time_msec L1D_time_usec L1D_time_nsec
166. ▪ ATSC 3.0 Gateway shall determine RF emission time, and pass control messages so that it can create Timing and Management Data Packets to be sent to the transmitters [A/324] 166 SFN 구축 조건 (3) - 동일한 발사 시각
167. ▪ SFN 송신기 설치 간격은 수신 신호의 OFDM 보호 구간을 넘지 않도록 설계 Network without SFN Gain 167 Network with SFN Gain OFDM 심볼 데이터 보호구간 딜레이 송신기 간격 송신기 간격 OFDM 심볼 데이터 보호구간 딜레이 Guard Interval 192 384 512 768 1024 1536 2048 2432 3072 3684 4096 4864 Maximum Delay [us] 27.78 55.56 74.07 111.11 148.15 222.22 296.30 351.85 444.44 527.78 592.59 703.70 Relative Distance [km] 8.32 16.65 22.21 33.31 44.42 66.63 88.84 105.50 133.26 158.25 177.68 211.00 ATSC 3.0 보호 구간 패턴 SFN 구축 조건 (3) - 동일한 발사 시각 / 송신기 타이밍 조정
168. ▪ SFN 송신기 설치 간격은 수신 신호의 OFDM 보호 구간을 넘지 않도록 설계 SFN 딜레이 오프셋 감소 경우 SFN Network Design Simulation Amplitude [dB] Delay Time [us] 0 50 200 150 100 -50 -100 -150 -200 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 Amplitude [dB] Delay Time [us] 0 50 200 150 100 -50 -100 -150 -200 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 OFDM 보호구간 딜레이 조 절 전 딜레이 조 절 후 Amplitude [dB] Delay Time [us] 0 50 200 150 100 -50 -100 -150 -200 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 Amplitude [dB] Delay Time [us] 0 50 200 150 100 -50 -100 -150 -200 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 OFDM 보호구간 딜레이 조 절 전 딜레이 조 절 후 SFN 딜레이 오프셋 증가 경우 딜레이 오프셋 조절 전 딜레이 오프셋 조절 후 SFN 손실 발생 SFN 이득 발생 168 SFN 구축 조건 (3) - 동일한 발사 시각 / 송신기 타이밍 조정
169. [참고] 우리나라 SFN 구축 사례 T-DMB 송신기 간격 = 73.74894 km
170. 170 SFN 구축 조건 (3) - 동일한 발사 시각 / 송신기 타이밍 조정 ▪ 송신시설 구축 완료 후에는, 필드테스트를 통해 SFN 커버리지 최적화를 고려한 송신기별 SFN 딜레이 오프셋 조정 필요
171. ▪ SFN 딜레이 오프셋 최적화를 위한 TxID 분석기술 CIR Analysis 171 TxID Analysis Transmitter 3 Transmitter 2 Transmitter 1 CIR 분석기 Amplitude [dB] Delay Time [us] 0 50 200 150 100 -50 -100 -150 -200 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 Transmitter 3 Transmitter 2 Transmitter 1 TxID 분석기 Amplitude [dB] Delay Time [us] 0 50 200 150 100 -50 -100 -150 -200 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 지상파UHD 송신기식별부호(TxID)
172. [ATSC3.0] 송신기 식별부호(TxID) ▪ SFN 방식에서는 각각의 송신기 신호를 구별하기 위해 별도의 식별부호 삽입 필요. 예) DMB : TII (Transmitter Identification Information) ATSC3.0 에서는 송신기 식별부호를 TxID(Transmitter Identification)로 명명 ◦ 1st Preamble Symbol 구간에 ‘Gold Code Sequence’ 형태로 삽입 ◦ TxID 입력 : 송신기 설치 완료 후 익사이터 제어화면을 통해 TxID 4자리 입력 ◦ TxID 활성화 : 시간영역에서 워터마크 방식으로 삽입. 선택적으로 ON/OFF 가능 - ① STL 모드 : 스케줄러에서 TxID 삽입레벨 조정, ② 매뉴얼 모드 : 각각의 익사이터에서 TxID 삽입레벨 직접 조정 ◦ TxID 할당규칙 KBS MBC 민방 [TxID의 필요성(SBS UHD 신호측정 사례)]
173. 2018.11.30.(금) ‘지상파UHD 송신기식별부호(TxID) 할당 가이드라인’ 시행 송신소 TxID를 Broadcast Gateway 및 Exciter에 올바르게 적용하고 정상 동작 유무 확인(송수신 정합) 필요
174. Broadcast Gateway에서 TxID 적용 ENENSYS사 Broadcast Gateway V1.4.1 설정 화면 (예)
175. [ATSC3.0] 송신기 식별부호(TxID) 삽입레벨 ▪ UHD TxID 적용 시 적정 삽입레벨 선택 필요 ◦ 수신기(수상기)에서 TxID는 노이즈로 인식 ⇒ TxID 검출 성능과 Preamble Data 수신성능 간 ‘Trade-Off’ 관계 ◦ 삽입레벨은 -9dB~-45dB까지 선택 가능 [TxID 설정 권장값(TTA, 지상파 UHD 송신기 식별부호 (TxID) 할당 가이드라인)] [삽입레벨에 따른 Preamble Decoding 성능 변화] 출처 : TTA, 지상파 UHD 송신기 식별부호(TxID) 할당 가이드라인 S.I.Park, W. Li, J. Lee, Y. Wu, X.Wang, S. Kwon, B.Lim, H.M.Kim, N. Hur, L. Zhang, and J. Kim, “ATSC3.0 Transmitter Identification Signals and Applications,”, IEEE Trans. Broadcast. Vol63, no.1, pp. 240-249, March 2017
176. Broadcast Gateway에서 TxID 적용 STL Inner: Timing & Management 송신기는 알아야하는데, 수신기는 몰라도 되는 정보 [출처] A/324: (Doc. S32-266r18) S32-Scheduler / Studio to Transmitter Link, November 14, 2016. txid_address shall indicate the address of the transmitter to which the following values are being sent and shall correspond to the seed value used by the TxID code sequence generator of that transmitter. The value of the address shall be an unsigned integer binary number having a range of possible values from 0 through 8191 decimal. txid_injection_lvl shall indicate the Injection Level of the TxID signal below the average power of the Preamble symbols emitted by the transmitter to which its value is addressed. The Injection Level shall indicate the value in dB listed in A/322 Table N.3.1 for the TxID Injection Level Code included in the txid_injection_lvl field (or Off for code value 0000).
177. TxID 설정 필드테스트 시, 필요한 경우에만 삽입하고, 나머지 시간에는 꺼두는 것이 기본 운용 지침 (a) Override Injection Level 체크 시, 개별 송신소에서 직접 삽입 레벨을 입력할 수 있음 (b) Enable TxID 체크 시, Transmitter ID와 일치하는 Broadcast Gateway에서 설정한 값을 그대로 셋팅함.
178. TxID 설정 필드테스트 시, 필요한 경우에만 삽입하고, 나머지 시간에는 꺼두는 것이 기본 운용 지침 (a) Manual 모드인 경우, 개별 송신소에서 직접 삽입 레벨을 입력해야 함. (b) STL 모드인 경우, Broadcast Gateway에서 설정한 값을 그대로 셋팅함.
179. TxID 검출 TxID 검출을 위해서는, ‘DekTec 수신기’나 ‘클레버로직 수신기’를 사용 ① TxID 번호 입력 빨간색 = CIR 파란색 = TxID 검출 결과 CIR 상 3개의 Peak가 뜨는데, 관찰하고자 하는 송신기 TxID임을 확인할 수 있음.
180. ▪ Transmitter Center Frequency shall be maintained at the nominal Center Frequency ±0.5Hz, with a long-term-averaged error of zero [A/324] Oscillators available for Meinberg GPS Receivers / Time Servers: TCXO, OCXO, Rubidium TCXO OCXO LQ OCXO SQ OCXO MQ OCXO HQ OCXO DHQ Rubidium (only available for 3U models) short term stability (τ = 1 sec) 2·10-9 1·10-9 5·10-10 2·10-10 5·10-12 2·10-12 2·10-11 accuracy of PPS (pulse per sec) < ±100 ns < ±100 ns < ±50 ns < ±50 ns < ±50 ns < ±50 ns < ±50 ns phase noise 1Hz -60dBc/Hz 10Hz -90dBc/Hz 100Hz -120dBc/Hz 1kHz -130dBc/Hz 1Hz -60dBc/Hz 10Hz -90dBc/Hz 100Hz -120dBc/Hz 1kHz -130dBc/Hz 1Hz -70dBc/Hz 10Hz -105dBc/Hz 100Hz -125dBc/Hz 1kHz -140dBc/Hz 1Hz -75dBc/Hz 10Hz -110dBc/Hz 100Hz -130dBc/Hz 1kHz -140dBc/Hz 1Hz < -85dBc/Hz 10Hz < -115dBc/Hz 100Hz < -130dBc/Hz 1kHz < -140dBc/Hz 1Hz < -80dBc/Hz 10Hz < -110dBc/Hz 100Hz < -125dBc/Hz 1kHz < -135dBc/Hz 1Hz -75dBc/Hz 10Hz -89dBc/Hz 100Hz -128dBc/Hz 1kHz -140dBc/Hz accuracy free run, one day ±1·10-7 ±1Hz (Note1) ±2·10-8 ±0.2Hz (Note1) ±5·10-9 ±50mHz (Note1) ±1.5·10-9 ±15mHz (Note1) ±5·10-10 ±5mHz (Note1) ±1·10-10 ±1mHz (Note1) ±2·10-11 ±0.2mHz (Note1) accuracy, free run, 1 year ±1·10-6 ±10Hz (Note1) ±4·10-7 ±4Hz (Note1) ±2·10-7 ±2Hz (Note1) ±1·10-7 ±1Hz (Note1) ±5·10-8 ±0.5Hz (Note1) ±1·10-8 ±0.1Hz (Note1) ±5·10-10 ±5mHz (Note1) accuracy GPS-synchronous, average 24h ±1·10-11 ±1·10-11 ±1·10-11 ±5·10-12 ±1·10-12 ±1·10-12 ±1·10-12 accuracy of tim e free run, 1 day ± 4.3 ms ± 865 µs ± 220 µs ± 65 µs ± 22 µs ± 4.5 µs ± 1.1 µs accuracy of tim e free run, 7 days ± 128 ms ± 32 ms ± 9.2 ms ± 2.9 ms ± 1.0 ms ± 204 µs ± 34 µs accuracy of tim e free run, 30 days ± 1.1 s ± 330 ms ± 120 ms ± 44 ms ± 16 ms ± 3.3 ms ± 370 µs accuracy of tim e free run, 1 year ± 16 s ± 6.3 s ± 4.7 s ± 1.6 s ± 788 ms ± 158 ms ± 8 ms temperature depandant drift f r ee run ±1·10-6 (-20...70°C) ±2·10-7 (0...60°C) ±1·10-7 (-10...70°C) ±5·10-8 (-20...70°C) ±1·10-8 (5...70°C) ±2·10-10 (5...70°C) ±6·10-10 (-25...70°C) Oscillator Optio n s 180 SFN 구축 조건 (3) - 동일한 주파수 채널
181. ▪ 제13조 (지상파 초고화질 텔레비전 방송) ② 지상파 초고화질 텔레비전방송용 무선설비 등의 기술적 조건은 다음 각 호와 같다 1. 주파수 허용편차는 470㎒ 미만 주파수대에서 백만분의 1 이내이고 470㎒ 이상 주파수대에서 백만분의 0.3 이내일 것 2. 다만 단일주파수망(SFN)으로 구성하는 경우 이규정 값에 불구하고 ±2.1Hz 이내로 할 것 • ※ DMB 의 주파수 허용편차 : 10 kHz (Subcarrier Spacing 1kHz의 1%) • ※ UHD 의 주파수 허용편차 : 2.1 Hz (32k FFT subcarrier Spacing 210.975 Hz의 1%) 181 무선국 검사규격 SFN 구축 조건 (3) - 동일한 주파수 채널
182. 송신시설 구축 완료 후에는, 필드테스트를 통해 광역권 커버리지를 고려한 전송 파라미터 최적화 필요!
183. 전송률 높아짐 6MHz
184. 2018.09.10(월) ~ 12(수) 3일간 서울/수도권 UHD모바일방송 필드테스트 MBC 측정차 ETRI 측정차 KBS 측정차 SBS 측정차 7-2채널 우상단 “UHD모바일채널 실험방송 실시 중” 표시
185. (방법1)과 (방법2)에 대한 전송파라미터와 서울/수도권 필드테스트 결과 온에어 채널 KBS1(52) KBS2(56) MBC(55) SBS(53) 방법 2 (9-1 ETRI) 1 (7-2 KBS) 1 (11-2 MBC) 1 (6-2 SBS) 제어 정보 FFT Size 8K 8K 8K 8K Preamble Pilot 4_1 4_1 4_1 4_1 L1-Basec/Detail FEC Mode 1/1 Mode 1/1 Mode 1/1 Mode 1/1 UHD 모바일 FFT 8K 8K 8K 8K Guard Interval GI6_1536 GI6_1536 GI6_1536 GI6_1536 Pilot Pattern 4_2 4_2 4_2 4_2 Pilot Boost 1 1 1 1 Modulation 64-QAM 16-QAM 16-QAM 16-QAM Code rate 7/15 7/15 8/15 7/15 FEC Type BCH + 64K-LDPC BCH + 16K-LDPC BCH + 16K-LDPC BCH + 16K-LDPC Time Interleaving CTI CTI CTI CTI CTI Depth 1024 1024 1024 1024 전송용량[Mbps] 11.589 2.43 2.55 2.33 ToV SNR[dB]@Rayleigh 11.10 7.21 8.63 7.21 필드테스트 MER[dB]@ESR5 14 9 9 9
186. (참고) 측정의 실제: 수신기 최소 입력 전계강도 측정 186 양시청 수신화면 확인 Attenuator 감쇄를 높여가면서 측정 수신전계강도 수신기 최소 입력 전계강도
187. (참고) 측정의 실제: 양시청 신호 대 잡음비 ToV C/N 측정 187 양시청 수신화면 확인 노이즈를 삽입해가면서 측정 수신전계강도 양시청 신호 대 잡음비 추가 삽입 노이즈 -53dBm 설정 수신신호 제거 후 노이즈 레벨 측정
188. *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 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 [B] RF MUTE 관리 STLTP 모니터링 장치 STLTP 모니터링 장치 [B] 네트워크 스위치 장애 관리 NMS 장치 전국 UHD-SFN 통합 모니터링 시스템 구축
189. HEVC 인코더 ATSC3.0 Transmitter IP Multiplexer Contents Protection GPS PTP ATSC3.0 Broadcast Gateway PTP ≤ 30 Mbps Microwave (Wireless) IP Network (Wireline) 시그널링 인코더 PTP DSTP STLTP 재난경보 서버 PTP에 동기화된 DSTP/STLTP 모니터링 장치 GPS에 동기화된 STLTP/RF 모니터링 장치 RF MUX-IN 모니터링 데이터 수집 서버, 실시간 현황판 MUX-IN DSTP 분배망 스위치 STLTP 송신소 스위치 STLTP RF 국책과제 용역개발 & 국책과제 송신소 또는 주조에 설치 네트워크 회선망에 설치 전국 UHD-SFN 통합 모니터링 시스템 관련 개발 범위
190. [2019년 과기정통부 국책과제] UHD 재난경보방송 STLTP 모니터링 시스템 시제품 개발
191. [2019년 과기정통부 국책과제] UHD 재난경보방송 STLTP 모니터링 시스템 시제품 개발
192. UHD+5G 동시전송 개념 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’
193. 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
194. KBS 북감악(중) 실험국 ~2020.11.16까지 4Dipole 0, 270, 1기, 13.81dBi 수평편파 5kW 공중선 구성도 MIMO안테나 2단 3면(0,270,90)
195. 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
196. 5G Broadcast 표준 동향 : 2020년은 5G-Broadcast 표준 채택의 해 2019.06.09 2020.07.03 2022.Q4 Release 15 Release 16 Release 17 Phase 1 Phase 2 2019.04.03. 23:00 우리나라 세계최초 5G 상용서비스 개시 2020.07. 현재 5G 기술 표준 작업이 일단락되는 때 5G Broadcast 채택 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
197. 5G 스마트폰(Release 16)은 앞으로 직접수신 TV 시청이 가능해 질 것이다. (표준작업을 주도하는 기관) Qualcomm Huawei, HiSilicon EBU, BBC, IRT Shanghai Jiao Tong University 2G 3G 4G 5G
198. Band 71 617 - 652 MHz (downlink) 663 - 698 MHz (uplink) 기존 UHF TV 채널 38 – 51 번 downlink uplink AT&T downlink only 600MHz 수신 안테나 내장 5G 스마트폰(Release 16)은 앞으로 직접수신 TV 시청이 가능해 질 것이다.
199. 5G-Broadcast 단독 전송시 5G-Broadband 단독 전송시 5G-Broadcast/Broadband 동시 전송시 5G-Broadcast 송신단/수신단 구조
200. BBC 5G 프로젝트 : The BBC & 5G https://www.bbc.co.uk/rd (2019.07.13.현재) https://canvas-story.bbcrewind.co.uk/sites/bbc-rd-5g-mobile-network/ BBC에서 생각하는 5G 모바일 기술이 가지고 있는 잠재력을 바탕으로 실제 시청자들에게 새로운 경험을 선사하기 위한 기술 개발, 제작자들이 새로운 방식으로 프로그램 제작에 접목할 수 있는 방법 등 과거부터 지금까지 진행하고 있는 프로젝트를 총 정리한 포털사이트 BBC 5G 과거에서부터 지금까지 프로젝트를 통해서 미래 활용 전략에 대해서 함께 고민해본다.
201. 전송용량이 충분히 증대되기 위해서는? Shannon Capacity 공식 신호의 대역폭 최대전송속도 [bits/s] 신호전력/잡음전력 단말기 가까이에 기지국이 있어서, 센 신호로 통신하게 되면 신호품질은 좋아짐 단, 비선형(Non-linear)적으로 증가함. 주파수대역폭을 많이 확보할수록 선형(Linear)적으로 전송용량이 증가함 y=x
202. 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
203. The BBC & 5G : ① Using 5G in production 현장의 영상을 본사 NQC로 전송할 때, 현재는 광케이블 전용회선, ENG/SNG, 심지어 녹화파일을 하드디스크에 저장하여 오토바이 퀵으로 보내는 방식을 사용하고 있음. 앞으로 전송용량이 충분히 증대되고, 데이터를 전송하는 데 딜레이가 점점 줄어들게 되면, 5G 모바일 네트워크를 통한 영상 전송 비중이 확대될 것으로 예상됨.
204. The BBC & 5G : ① Using 5G in production https://www.bbc.com/news/av/business-48463651/live-bbc-broadcast-over-5g-network-on-launch-day-fails 2019년 5월 30일 05:15 *영국EE(이통1위 사업자) 5G 네트워크 사용 Covent Garden에서 현장 연결 https://www.visitlondon.com/things-to-do/london- areas/covent-garden/things-to-do-covent-garden Covent Garden *참고 : 2019년 4월 3일 밤 11시, 우리나라 세계최초 5G 상용화 개통
205. The BBC & 5G : ① Using 5G in production https://www.bbc.com/news/av/technology-48458282/rory-s-first-5g-live-broadcast 2019년 5월 30일 08:24
206. The BBC & 5G : ① Using 5G in production https://www.bbc.co.uk/rd/blog/2019-03-5g-production-media-broadcasting
207. https://community.fs.com/blog/5g-network-pushes-25g-market.html 4G-LTE와 비교해, 10x 더 많은 전송용량을, 1/10 수준의 딜레이로 보낼 수 있음. 최대 100Mbps/user 1ms 이내 100만명/km2
208. The BBC & 5G : ① Using 5G in production https://twitter.com/globaltimesnews/status/1134281902934724608 5G Base Station
209. https://tech.ebu.ch/groups/5gcp The BBC & 5G : ① Using 5G in production
210. The BBC & 5G : 네트워크 슬라이싱 (Network Slicing) http://it.chosun.com/site/data/html_dir/2019/05/24/2019052403594.html 높은 전송률, 낮은 딜레이, 안정적인 연결성에도 불구하고, 대역폭을 불가피하게, 다른 사용자들과 나눠 쓸 수 밖에 없어 트래픽이 몰릴 경우 원하는 전송용량 품질이 확보되지 않음. ‘네트워크 슬라이싱’ 기술을 적용하여, 사용자가 몰리거나, 트래픽이 몰리더라도 ‘무선전용망’을 5G 네트워크 내에 구축할 수 있어, 일정한 서비스 품질을 유지할 수 있다. https://www.mk.co.kr/news/print/2019/353582 www.koit.co.kr/news/articlePrint.html?idxno=75720
211. MNG (Mobile NewsGathering) 장치에는 5G USIM이 장착될 것이다. https://www.liveu.tv/lu600 For several years we have also been using a technology known as ‘bonded cellular’ which takes a number of 3G or 4G connections and groups them together to provide enough bandwidth to send a live video feed over mobile networks. These bonded cellular units have revolutionised workflows in newsgathering by allowing journalists and crews go live from anywhere with suitable coverage using a simple backpack or camera mounted device to encode and relay video without the need for large vehicles and lots of cables. - BBC R&D “Unlocking the Potential of 5G for Content Production” MNG 한 대당, 각 통신사별 LTE 2회선씩, 총 6개 회선(USIM) 사용
212. 5G를 활용하는 무선제작 사례는 점차 늘어나게 될 것으로 예상됨. https://teradek.com/blogs/articles/first-5g-live-sports-broadcast-a-huge-success-with-teradek-s-bond-backpack
213. [참고] 일본 NHK 기술연구소, 무선전송용 카메라 기술 기술 스펙에서 눈 여겨 봐야할 값은, 주파수 42GHz 주파수대역폭 125MHz 전송지연시간 25ms 이내
214. 위성을 통한 SNG(Satellite NewsGathering) 시스템의 경우는? 우리나라의 경우도 14.2GHz 주파수 대역에 10MHz 대역폭으로 SNG 운용중 https://www.nhk.or.jp/strl/publica/nenpou-h23/nenpo2011.pdf Recommendation ITU-R SA.1414-2 (07/2017) Characteristics of data relay satellite systems 2.0-2.5 GHz 3.4-3.6 GHz 10.0-10.68 GHz Report ITU-R BT.2069-6 (02/2015) Tuning ranges and operational characteristics of terrestrial electronic news gathering (ENG), television outside broadcast (TVOB) and electronic field production (EFP) systems 13.4-13.8 GHz 22.55-23.55 GHz
215. DTV 3G/4G 이동통신 5G 이동통신 5G 이동통신 3G/4G 이동통신 UHDTV DMB FM
216. 우리나라 5G 서비스 주파수 대역: 3.5GHz & 28GHz
217. 3G/4G 이동통신 5G 이동통신 3.5GHz 28.0GHz
218. above 6 GHz above 52.6 GHz 3GPP Release 17 https://cdn.everythingrf.com/live/5G%20bands%20snapshot_636543792416696911.PNG
219. 미국 주파수 600MHz 경매 결과, 70MHz 대역폭 가격은 12조원 https://auctiondata.fcc.gov/public/projects/1000
220. https://ieeexplore.ieee.org/document/6042301 J. G. Andrews, F. Baccelli and R. K. Ganti, "A Tractable Approach to Coverage and Rate in Cellular Networks," in IEEE Transactions on Communications, vol. 59, no. 11, pp. 3122-3134, November 2011. 기지국을 많이 만들면, 신호 간섭으로 신호 품질이 더 떨어지지는 않을까? No! 실제 기지국 분포 Poisson Point Process (PPP) The probability of coverage does not depend on the base station density λ. It follows that both very dense and very sparse networks have a positive probability of coverage when noise is negligible. 실제 기지국 분포를 수학적으로 모델링 한 후, 기지국 밀도에 대한 수식을 유도
221. 5G 기지국을 점점 더 많이 구축할수록, 신호 품질은 나날이 증가될 것이다. http://m.ddaily.co.kr/m/m_article/?no=182507 https://coverage.kt.com/web/popup5gInfo
222. The BBC & 5G : 스몰셀 (Small-cell) 따라서, 마치 기존 SNG/ENG를 쓰는 것처럼 5G 단말기와 송신기 간에 장애물이 없이 연결되는 환경(LoS)에서 통신이 가능해진다. 5G 기지국은 높은 주파수 대역을 사용하기 때문에 직진성이 강해, 시야에 잡히는 범위 내에 촘촘하게 설치된다. 또한, 스몰셀(Small Cell) 구조로 기지국이 설치되기 떄문에, 단말과 기지국 간의 거리가 4G-LTE보다 짧아진다. 지구국-위성 간 거리는 35,786 km
223. The BBC & 5G : ② Streaming high quality AR, VR and 360˚ video 현재는 대부분의 연산(Computation)을 높아진 CPU & GPU 성능을 가진 스마트 단말기에서 처리 배터리 소모가 높고, 실시간의 느낌을 주기 위해서는 제한된 시간에 연산을 마쳐야 하므로 앞으로 통신 딜레이가 1ms 수준이 되면, 단말에서는 연산에 필요한 기본 정보를 서버로 전달하고, 연산능력이 월등히 뛰어난 컴퓨팅 서버에서 고속 연산된 결과를 단말에 다시 보내주는 형태로 진화. 사용자는 ‘실시간’이라고 느낄 정도로 AR 서비스를 즐길 수 있고, 중앙서버에서 개인 맞춤형 서비스가 가능해 짐.
224. The BBC & 5G : ② Streaming high quality AR, VR and 360˚ video https://www.bbc.co.uk/rd/projects/5g-mobile-virtual-augmented-reality https://www.bbc.co.uk/rd/projects/360-video-virtual-reality 5G Smart Tourism 프로젝트의 일환으로 1단계(2018.12.), 2단계(2019.03.)로 추진하였음. Scene from a 360 video research shoot 'Easter Rising: Voice of a Rebel'
225. The BBC & 5G : ② Streaming high quality AR, VR and 360˚ video https://www.bbc.co.uk/rd/blog/2019-02-5g-mobile-augmented-reality-bath (Phase 1) 2018.12.10 ~ 17. 저녁시간 . 미리 준비된 Streaming 360 Video를 5G Mesh Network을 통해 전송 . 동시에 20명까지 접속 가능하며, 지급된 단말기로 정해진 포인트에서 시청 정해진 포인트 지급용 단말기 60GHz mmWave Mesh Network 을 설치하여, 600Mbps 대역폭에 30ms 이내의 딜레이를 지원. 실제 시연 때는, 1ms 이내 딜레이 유지 AR app onto 20 Samsung S8 phones 4k x 2k 360-degree video @ H.264 10Mbps
226. The BBC & 5G : ② Streaming high quality AR, VR and 360˚ video (Phase 1) 2018.12.10 ~ 17. 저녁시간 . 미리 준비된 Streaming 360 Video를 5G Mesh Network을 통해 전송 . 동시에 20명까지 접속 가능하며, 지급된 단말기로 정해진 포인트에서 시청 4k x 2k 360-degree video @ H.264 10Mbps The app tells the story of three periods: the mythical discovery of the hot springs by King Bladud, the Baths falling into disrepair when the Romans left, and the renovation in Victorian times.
227. The BBC & 5G : ② Streaming high quality AR, VR and 360˚ video https://www.bbc.co.uk/rd/blog/2019-04-5g-latency-bandwidth-augmented-reality (Phase 2) 2019.03.10 ~ 17. 저녁시간 . 1단계 테스트 교훈 (1) 단말기에서 실시간 렌더링 품질이 떨어짐. (2) 배터리 소모가 심각. 15분 정도면 방전 . 단말기 위치를 서버로 전송하면, (Remote Rendering) 서버에서는 각 단말에 맞춘 영상을 가공하여 전송 l 정해진 포인트 University of Bristol H.264 10 virtual graphics- drawing PCs 60GHz Mesh Network @ The Roman Baths NVIDIA Capture SDK Round-trip Delay = Handheld VR ~200ms [참고] Head-mounted VR ~50ms Android MediaCodec The Roman Baths University of Bristol
228. The BBC & 5G : 모바일 엣지 컴퓨팅 (Mobile Edge Computing) http://www.newstomato.com/ReadNews.aspx?no=888766 5G 네트워크에서는 데이터가 수집되는 지점(Edge)에 컴퓨팅 성능이 좋은 자원들을 설치하여, 데이터를 즉시 수신, 분석하고 처리하기 때문에 중앙집중형태의 처리 방식보다 지연시간을 크게 줄일 수 있다. Round-trip Delay 최소요구조건 Handheld VR ~200ms Head-mounted VR ~50ms
229. The BBC & 5G : ③ Delivering live radio to rural locations 현재는 FM, DMB, DTV, 그리고 UHD 모두 전송 표준이 달라서, 각 서비스별 수신기를 별도로 확보해야만 서비스를 누릴 수 있고, 신규 서비스를 도입하기 위해서는 늘 표준화의 과정이 수반되어야 함. 앞으로는 5G 수신칩이 탑재된 단말기 하나면 모든 서비스를 누릴 수 있고, 다양한 서비스는 IP 기반으로 유연하게 수용할 수 있음.
230. The BBC & 5G : ③ Delivering live radio to rural locations 2013년부터 연구개발 시작
231. 유럽에서는 2013년부터 Tower-Overlay Network, HPHT-LPLT 개념으로 차세대 방송 기술 개발을 시작함. 이 때부터 방송과 통신이 융합되는 형태로 개발 방향을 잡음. 실험용 수신기를 바탕으로 프랑스 파리 에펠탑에서 실시한 온에어 필드테스트 결과 Tower overlay over LTE-Advanced+ (TOoL+)
232. The BBC & 5G : ③ Delivering live radio to rural locations Qualcomm, Huawei, EVS and Intellicore 년부터 연구개발 시작
233. The BBC & 5G : ③ Delivering live radio to rural locations https://www.bbc.co.uk/rd/blog/2019-03-5g-rural-first-network-orkney 영국 5GRuralFirst 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.
234. 영국의 5G Rural First 프로젝트의 다양한 적용 분야 https://5g.co.uk/news/connected-cow-app/4782/
235. 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.
236. [참고] BBC Sounds = BBC 통합(웹, 모바일, 전용단말) 오디오 서비스 https://www.bbc.co.uk/sounds 실시간 방송 비실시간 방송
237. https://www.bbc.co.uk/rd/projects/broadcast-wifi The BBC & 5G : ③ Delivering live radio to rural locations https://www.bbc.co.uk/rd/blog/2017-10-3gpp-mobile-tv-standards-embms-entv
238. The BBC & 5G : ③ Delivering live radio to rural locations 2012~현재까지 https://www.bbc.co.uk/rd/projects/dynamic-adaptive-streaming-ip-multicast-dasm https://www.bbc.co.uk/rd/projects/low-latency-live-streaming-mpeg-dash [연구 중인 방식] Multicast streaming [현재 주로 사용하는 방식] CDN assisted Unicast streaming UDP 프로토콜 기반 이론적으로 Zero-RTT 고유한 패킷 식별자(Connection UUID) 사용 2018년부터 기존 프로젝트에 Low Latency에 강화된 기술 연구 시작
239. The BBC & 5G : ③ Delivering live radio to rural locations https://tech.ebu.ch/groups/fd https://tech.ebu.ch/groups/ctnmob
240. The BBC & 5G : ③ Delivering live radio to rural locations 5G 표준화가 한창 진행 중이므로, 5G Broadcast 기능을 지원하는 상용 장비가 없음. 이에, BBC 기술연구소에서 자체적으로 5G-Broadcast 기술 시연에 필요한 송신기 및 수신기 일체를 개발함.
241. The BBC & 5G : ③ Delivering live radio to rural locations https://tech.ebu.ch/groups/fd https://tech.ebu.ch/groups/ctnmob
242. The BBC & 5G : (4) Creating the hardware that enables us to test https://www.bbc.co.uk/rd/blog/2019-04-5g-broadcast-modulator-modem 송신기 수신기
243. The BBC & 5G : 전송방식으로써 방송과 통신의 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)
244. 독일 국책과제 5G-TODAY 프로젝트 연구목적 3GPP Release 14 표준을 기반으로 하는 LTE-Broadcast 기반 송신기/수신기 개발 및 검증을 위한 필드 테스트 연구비 지원 Bavarian Research Foundation 연구기간 2017.07.01 ~ 2019.10.31. (총 38개월) 참여기관 IRT(독일연구기관), KATHREIN, ROHDE&SCHWARZ(제조사) 협력기관 BR(Bayerischen Rundfunks, 독일 ARD 계열 공영 방송사), Telefonica Europe(영국 및 독일지역 이동통신사) 프로젝트 주요 성과 European Championships 2018 기간에 LTE-Broadcast 기술 시연 IBC 2018 기간에 LTE-Broadcast 기술 시연 실제 방송 환경을 반영하여 대출력 송신소 두 군데 구축, 이를 SFN 형태로 구성 기존까지는 실험실 수준에서 시제품 단말기로만 테스트를 했다면 이제부터는 제대로 된 송신기로 대출력 송신소를 구축하고, 나아가 이를 SFN 형태로 구성하였다는 것은 실제 본방송 도입에 대한 의지가 반영되었다고 판단됨.
245. 독일 국책과제 5G-TODAY 프로젝트 : European Championships 2018 시연 [참고] https://lab.irt.de/towards-5g-broadcasting-a-showcase-around-european-championships-2018/ LTE-Broadcast 기능이 탑재된 TV 수상기와 스마트폰 단말기 LTE-Broadcast 테스트베드 구성
246. 독일 국책과제 5G-TODAY 프로젝트 : 필드테스트 계획 (2019년 2분기) 필드테스트 송신기 R&S에서 제작. SDE900과 TCE901로 구성됨. 실험 주파수 유럽 UHF채널 56번 (750~758MHz) 실험국 사이트 독일 뮌헨 인근에 SFN으로 구축 Ismaning (7kW) Wendelstein (5kW) 송신기 간격 = 64km Wendelstein Ismaning = 뮌헨의 관악산 송신소 5kW 7kW [출처] Rhode and Schwarz, NEWS Magazine, 221/19
247. 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
248. 전세계 테스트베드 구축동향: R&S 송신기 활용, 중국 필드테스트 계획 [출처] https://www.ibc.org/publish/china-unveils-new-5g-broadcast-trials/4268.article
249. Qualcomm사 Snapdragon 800 계열 칩셋에서 eMBMS (LTE-Broadcast) 기능 지원 우리나라 KT에서는 Qualcomm Snapdragon 칩셋 기반으로 LTE-Broadcast 망 연동성 테스트를 완료하였고, 서비스를 위한 Broadcast Middleware도 개발함 우리나라 삼성전자에서는 Qualcomm Snapdragon 850 칩셋을 탑재하고 Windows가 구동되는 노트북을 출시함 → 잠재적으로 SIM-free 모드로 LTE-Broadcast 수신 가능 단말로 활용 가능 인텔 칩셋 탑재 없이 Qualcomm 칩셋으로만 CPU 역할 수행하는 제품이라는 데 의의가 있음
250. 5.55 MHz @ 719MHz (UHF CH55) OFDM CP = 92.25 μs MediaFLO by Qualcomm 2007년 본방송 개시 2011년 3월 27일 방송 종료 https://en.wikipedia.org/wiki/MediaFLO
251. Qualcomm社, FeMBMS 핵심 특허를 기반으로 다시 한 번 방송시스템 도전?
252. 2019.12.02. 2020.04.01. 합병완료 Deutsche Telekom 자회사 대주주 Softbank 총 260억 달러 (약 28조원)
253. EU 국책과제 5G-Xcast 프로젝트 연구목적 3GPP 5G 기술을 기반으로 하는 Broadcast 요소 기술 개발과 표준화 활동을 통해서 채택될 수 있도록 대응 사실상 DVB-T2 후속 방송표준과 통신이 완전히 결합되는 형태의 유럽향 지상파 방송 기술 개발 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
254. EU 국책과제 5G-Xcast 프로젝트 : 3군데 테스트베드 운영 각 테스트베드는 중점적으로 검증하는 서비스가 있으며, 이론적으로 연구된 결과물을 실제화(Time-to-Market) 하는 데 필요한 기반 기술을 조기에 구현
255. Scenario s ▪ Scenario 3: Enable linear and non-linear Services on a joint network consisting of 5G LPLT cells and of 5G Br oadcast HPHT sites ※ 출처: DVB-5G Study Mission Call MNO 4G/5G DVB Broadcast Head End Broadcast SFN + Cellular 5G Network Slices 5G Access UE ? Multicast Unicast 5G Core for Service Offload Option 1: Service offload B2b relati on between MN O and BNO Reg ulatory??? Common 5G core Option 2 (primarily for mobile/automotive): Use 5G in case no coverage of HPHT (similar to WiFi offload) Common 5G core orseparated? DVB 5G-SM (Study Mission)
256. 무선통신기술이 발전할수록, 더 높은 안정성(Ultra-Reliable)을 바탕으로, 더 신속하게(Low Latency), 더 많은 데이터(High Rate)를 전송할 수 있게 된다. https://sktelecom.com/advertise/press_detail.do?idx=4503 6세대 7세대 2019.07.19. 과학기술정보통신부 '6G 인프라 핵심기술개발 사업' 공청회
257. 무선통신기술이 발전할수록, 더 높은 안정성(Ultra-Reliable)을 바탕으로, 더 신속하게(Low Latency), 더 많은 데이터(High Rate)를 전송할 수 있게 된다. 언제까지? 우리 감각이 세상을 느끼는 것과 똑같아 질 때까지 발전은 계속될 것이다. SPOTV
258. 무선통신기술이 발전할수록, 더 높은 안정성(Ultra-Reliable)을 바탕으로, 더 신속하게(Low Latency), 더 많은 데이터(High Rate)를 전송할 수 있게 된다. 언제까지? 가상현실이 진짜와 같은 현실이 될 때까지 발전은 계속될 것이다. https://www.uplus.co.kr/ent/fiveg/5GServiceDetailBaseball.hpi https://www.sktinsight.com/116852
259. 앞으로 주목할 방향성: 8K-UHDTV과 5G-Modem의 결합 [출처] 삼성전자 보도자료 TCL / 5G+8K 75인치 QLED TV 일본 SHARP / 5G + 8K 120인치 LCD TV