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191008 차세대 방송 표준화 현황 @ 특허청 국제지식재산연수원

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2019.10. 08. 10:00~14:00
심사관신기술교육 44차 교육 ‘차세대 비디오코딩 및 방송기술 표준화 동향’ @ 특허청 국제지식재산연수원


- 방송 표준 종류 및 현황 : 8K-UHDTV, 5G-Broadcast, 시스템의 IP화,
- ATSC 3.0 표준 관련 주요 이슈 등 : UHD모바일 방송 추진, 재난경보방송 시범서비스 개시


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191008 차세대 방송 표준화 현황 @ 특허청 국제지식재산연수원

  1. 1. [출처] https://www.nytimes.com/2019/07/10/magazine/streaming-race-netflix-hbo-hulu-amazon.html 해외 유료구독형 OTT 현황 (2019년 10월 현재) Disney+ 11월 12일
  2. 2. 해외 유료구독형 OTT 현황 (2019년 10월 현재) https://uk.movies.yahoo.com/wells-fargo-on-disney-this-force-awoke- 172048243.html?guccounter=1&guce_referrer=aHR0cHM6Ly93d3cuZ29vZ2xlLmNvbS8&guce_referrer_sig=AQAAAKOtCOsW81ZNEXKJrOnkLEnmufprSqe1vjHoRXoFp6GDGN0uZTCcUU7bJgIZb27Vb- HQNbLlpIxr9dNCCNf3Jdr8WrvQb36GCyUK8bZGRjr6m_U45xZuYvvcxu-Vi6FyAaA7Gx2D0Kcqipp8vffR6HkCS4izJ46qZNtr8Obu62Vx
  3. 3. 우리나라 유료구독형 OTT 현황 (2019년 10월 현재)
  4. 4. 우리나라 유료방송 플랫폼별 점유율 [출처] netmanians 9월 10일 합병승인 10월 1일 합병승인 23.92% 24.54% 37.36% * 단, 합계는 2018년 하반기 유료방송 가입자 수 및 시장점유율 기준
  5. 5. 과학기술정보통신부 보도자료 / 2018년 하반기 유료방송 가입자 수 및 시장점유율 발표 우리나라 유료방송 플랫폼별 점유율 ‘17년 11월 가입자점유율 추월
  6. 6. http://www.mediatoday.co.kr/news/articleView.html?idxno=144376 우리나라 유료방송 플랫폼별 점유율 74,52565,331 69,629
  7. 7. 차세대 방송 표준화 현황 심사관신기술교육 44차 교육 ‘차세대 비디오코딩 및 방송기술 표준화 동향’ @ 특허청 국제지식재산연수원 2019.10. 08. 10:00~14:00 KBS한국방송 미디어송출부 전성호 팀장/공학박사 - 방송 표준 종류 및 현황 : 8K-UHDTV, 5G-Broadcast, 시스템의 IP화, - ATSC 3.0 표준 관련 주요 이슈 등 : UHD모바일 방송 추진, 재난경보방송 시범서비스 개시
  8. 8. [미국] ATSC 3.0 본방송 준비 한창 Phoenix, Dallas, Chicago, Cleveland 지역 중심 [유럽] 5G-Broadcast 실험방송 방송표준과 통신표준의 완전한 융합 Cuba (DTMB) Colombia (DVB-T2) [중국] 차세대 방송표준 개발중 [일본] 2020 도쿄하계올림픽 지상파를 포함하는 8K-UHD 표준화 한창 2019.10.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
  9. 9. 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 9 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.
  10. 10. 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
  11. 11. 미국은 현재 ATSC 3.0 본방송 준비가 한창 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.)
  12. 12. 글로벌 방송미디어 표준 단체
  13. 13. 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 PG802워크샵, 2019년9월
  14. 14. Planning Team 4– Future Video Technologies Planning Team 5– Automotive Applications Planning Team 6– Global Recognition of ATSC3.0 Technology Group 3 S31: System Requirement A/300: ATSC 3.0 System S32: PHY Layer A/321: System Discovery and Signaling A/322: Physical Layer Protocol A/323: Dedicated Return Channel For ATSC 3.0 A/324: Scheduler / Studio to Transmitter Link S33: Management and Protocols A/330: Link-Layer Protocol A/331: Signaling, Delivery, Synchronization, and Error Protection A/332: Service Announcement A/333: Service Usage Reporting A/334: Audio WatermarkEmission A/335: Video WatermarkEmissio n S34: Applications andPresentation A/341: Video A/342: Audio A/343: Captions and Subtitles S36: Security A/360: Security and Service Protection S37: Conversion and Redistribution S38: Interactive Environment A/344: Interactive Content S39: ATSC 1.0 TG3 AHG TG3-6:DASH-IF TG3-9:Interlayer Communications in the ATSC 3.0 Ecosystem TG3-10: EmergencyAlerts 북미 ATSC 3.0 표준화 그룹 조직도 A/336: Content Recovery in Redistribution Scenarios A/337: Application EventDelivery A/338: Companion Device [출처] ATSC 공식 홈페이지
  15. 15. 중국 지상파 방송표준 및 상용화 [출처] FOBTV Meeting@ IBC 2019 Main Profile follows 3GPP 5G broadcast to ensure the success of the industry High profile is an improved version of DTMB 2022.02.
  16. 16. DVB-T표준 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 PG802워크샵, 2019년9월
  17. 17. 유럽 DVB 표준 그룹 조직도 Study Mission 기술수요조사 및 시장분석 보고서를 기반으로, Commercial Module이 구성되고 System Requirement 도출 해당 요구사항을 달성하는 기술 상세 표준화는 Technical Module에서 작업하고, 최종적으로 Steering Board의 승인을 거침. [출처] https://www.dvb.org/about/structure
  18. 18. 2019년 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)
  19. 19. 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
  20. 20. (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
  21. 21. (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
  22. 22. (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
  23. 23. 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
  24. 24. 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.
  25. 25. [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)
  26. 26. 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
  27. 27. 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
  28. 28. 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
  29. 29. 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
  30. 30. UHDTV 제작 표준Video 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
  31. 31. 비압축 제작신호의 IP화: SMPTE ST.2100
  32. 32. 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
  33. 33. 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
  34. 34. [참고] 각종 케이블 형태 동축 케이블 기반 광 케이블 기반 HDMI 케이블 기반 주로 BNC 커넥터 https://ajakorea.com/products/12g_solution/
  35. 35. 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 Q22018 Q22017 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
  36. 36. DVB-5G-SM (Study Mission) 표준화 작업 및 3GPP 대응 계획 [출처] DVB-5G Study Mission Call Note 3GPP 표준화 일정과 유럽 프로젝트 기반 문서
  37. 37.  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 • 고정형・이동형 방송 서비스 • 실내외 어디서나 직접수신 가능 고정형 방송 수신 이동형 방송 수신 UHDTV • IP 기반 양방향・맞춤형 서비스 • 다양한 부가콘텐츠, 진보된 재난알림 서비스 제공 재난 알림 서비스 (리치미디어, 긴급재난 등) UHD 비디오 다시보기 시청자 맞춤형 부가서비스 (ESG, 자막, 타켓 광고 등) 진화된 부가서비스 • FHD 대비 4배 선명한 화질 • 현장감・몰입감 창출 실감 방송 2K FHD 5.1ch 4K UHD 22.2ch 3840 2160 초고화질 TV 시청자 친화적 수신환경 ATSC 3.0 기반 지상파 UHDTV 방송의 특징
  38. 38. 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) 보호대역(2MHz) 통합공공 ⇩ (10MHz) 모바일 통신 ⇩ (20MHz) 보호대역(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 ) 38 2019년 현재, UHD방송 채널 분배
  39. 39. 39 [출처] KBS, MBC, SBS, 국민행복 700플랜, 2013년 11월 [출처] 대한민국 주파수 분배표 2019년 이후, UHD방송 채널 분배 계획(안)
  40. 40. 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 20202019 2021 20272024 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
  41. 41. 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.
  42. 42. 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
  43. 43. 전국 UHD주조 연차별 구축 계획: 연주소 + 송신소 팔공 현종 일월 학가 조항 안동국 포항국 대구총국 587 MHz 647 MHz 701 MHz
  44. 44. ATSC 1.0 1.3 ~ 52.2 Mbps 우리나라 기술기준 27Mbps@17dB AWGN 최신 표준인 ATSC 3.0은 수신 신호 품질에 따른 전송효율 [bits/s/Hz]이 높다.
  45. 45.  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 45 (1) LDPC+BCH (2) Non-Uniform Constellation 최신 표준인 ATSC 3.0은 수신 신호 품질에 따른 전송효율 [bits/s/Hz]이 높다.
  46. 46. UHDTV ATSC3.0 송신기 HEVC 비디오 인코더 ATSC3.0 송신기 IP 다중화기 콘텐츠보호 부호화기 HEVC 비디오 인코더 GPSPTP • PTP = Precision Time Protocol • GPS = Global Positioning System PTP4K-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.
  47. 47. 47 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.
  48. 48. 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.
  49. 49. 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
  50. 50. 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
  51. 51. ○ 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
  52. 52. 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 UHDAEAT & 16-QAM 5/15 256-QAM 8/15
  53. 53. UHD재난경보방송: 시내 버스에 장착된 특수수신기 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
  54. 54. UHD재난경보방송: 시내 버스에 장착된 특수수신기 (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
  55. 55. UHD재난경보방송 : 시범서비스 개시행사 (9/23, 서울용산 드래곤시티)
  56. 56. ATSC 1.0 (현 DTV 방송) ATSC 3.0 (UHD 방송) ATSC1.0 표준과 ATSC3.0 표준 비교: 전송 프로토콜의 IP 규격으로 진화
  57. 57. 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
  58. 58. 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
  59. 59. UHD-ESG 서비스 확대: YouTube 생중계 링크, 재난대처요령 등 http://www.weather.go.kr/weather/warning/safetyguide_earthquake.js p
  60. 60. (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
  61. 61. ATSC 3.0 표준을 기반으로 5G 통신망이 결합된 신규 서비스 발굴 [출처] SKT Insight 보도자료
  62. 62. ATSC 3.0 표준을 기반으로 5G 통신망이 결합된 신규 서비스 발굴 [출처] SKT Insight 보도자료
  63. 63. ATSC 3.0 표준을 기반으로 5G 통신망이 결합된 신규 서비스 발굴 2019년 6월 3일, 제주테크노파크 SKT 시연 https://www.sktinsight.com/116140
  64. 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 실외
  65. 65. 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)
  66. 66. 채널 자동 전환(Service Following) 기술 (3) 완전 음영 지역에서 LTE/WIFI 자동 전환 66 ATSC 3.0 지상파 직접수신 시청자 수신기 LTE 통신망 지상파 수신영상 LTE/5G 수신영상 지상파 수신영상 음영지역 끊김 (터널/지하) ATSC3.0 방송망7-1 UHDTV LTE/5G 이동통신망 LTE/5G 수신영상 끊김없는 시청 가능
  67. 67.  도심 내 인위적 난시청 또는 지상파 서비스 영역 확장을 위한 핵심기술 동일채널 중계기 적용 전 동일채널 중계기 적용 후 67 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
  68. 68.  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 68 끊김없고 빈틈없는 서비스 커버리지 확보를 위한 노력 공시청 신호처리기
  69. 69.  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 69 [11] 끊김없고 빈틈없는 서비스 커버리지 확보를 위한 노력 홈 게이트웨이
  70. 70. 70 LCX cable above the train RF Combiner FM Repeater DMB Repeater UHD antenna FM/DMB antenna UHD Repeater Indoor antenna RFDivider RF Combiner 끊김없고 빈틈없는 서비스 커버리지 확보를 위한 노력 지하철 역사 / 객차 선로 구간 방송구역 확장
  71. 71. UHD antenna 75ΩRFCable 끊김없고 빈틈없는 서비스 커버리지 확보를 위한 노력 민방위 지하 대피 구역 등 방송구역 확대 목동 한국방송회관 지하주차장
  72. 72. 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.
  73. 73. 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
  74. 74. https://emf.kca.kr/html/elecBusiness/class.do?menuCd=FM0802 전자파의 분류와 주용도 이동통신지상파 방송 신호가 멀리 가고, 구석구석 휘어진다. 신호가 멀리 못가고, 직진성이 강하다. 길이가 긴 안테나가 필요하다 안테나 길이가 짧아도 수신이 잘 된다. 10cm100cm 1cm
  75. 75. 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.
  76. 76. 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
  77. 77. 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
  78. 78. The BBC & 5G : ① Using 5G in production https://www.bbc.co.uk/rd/blog/2019-03-5g-production-media-broadcasting
  79. 79. 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
  80. 80. The BBC & 5G : ① Using 5G in production https://twitter.com/globaltimesnews/status/1134281902934724608 5G Base Station
  81. 81. https://tech.ebu.ch/groups/5gcp The BBC & 5G : ① Using 5G in production
  82. 82. 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
  83. 83. 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
  84. 84. 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
  85. 85. [참고] 일본 NHK 기술연구소, 무선전송용 카메라 기술 기술 스펙에서 눈 여겨 봐야할 값은, 주파수 42GHz 주파수대역폭 125MHz 전송지연시간 25ms 이내
  86. 86. 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
  87. 87. DTV 3G/4G 이동통신 5G 이동통신 5G 이동통신 3G/4G 이동통신UHDTV DMBFM
  88. 88. 우리나라 5G 서비스 주파수 대역: 3.5GHz & 28GHz
  89. 89. 3G/4G 이동통신 5G 이동통신 3.5GHz 28.0GHz
  90. 90. above6GHz above52.6GHz 3GPPRelease17 https://cdn.everythingrf.com/live/5G%20bands%20snapshot_636543792416696911.PNG
  91. 91. 미국 주파수 600MHz 경매 결과, 70MHz 대역폭 가격은 12조원 https://auctiondata.fcc.gov/public/projects/1000
  92. 92. 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
  93. 93. 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
  94. 94. 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
  95. 95. 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.
  96. 96. The BBC & 5G : ② Streaming high quality AR, VR and 360˚ video https://www.bbc.co.uk/rd/projects/5g-mobile-virtual-augmented-realityhttps://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'
  97. 97. 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
  98. 98. 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.
  99. 99. 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
  100. 100. 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
  101. 101. 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.
  102. 102. The BBC & 5G : ③ Delivering live radio to rural locations 2013년부터 연구개발 시작
  103. 103. 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+)
  104. 104. The BBC & 5G : ③ Delivering live radio to rural locations Qualcomm, Huawei, EVS and Intellicore 년부터 연구개발 시작
  105. 105. 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.
  106. 106. 영국의 5G Rural First 프로젝트의 다양한 적용 분야 https://5g.co.uk/news/connected-cow-app/4782/
  107. 107. 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.
  108. 108. [참고] BBC Sounds = BBC 통합(웹, 모바일, 전용단말) 오디오 서비스 https://www.bbc.co.uk/sounds 실시간 방송 비실시간 방송
  109. 109. 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
  110. 110. 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
  111. 111. The BBC & 5G : ③ Delivering live radio to rural locations https://tech.ebu.ch/groups/fdhttps://tech.ebu.ch/groups/ctnmob
  112. 112. 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.
  113. 113. The BBC & 5G : ③ Delivering live radio to rural locations https://tech.ebu.ch/groups/fdhttps://tech.ebu.ch/groups/ctnmob
  114. 114. 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
  115. 115. 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)
  116. 116. 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.
  117. 117. 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
  118. 118. 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 = 64kmWendelstein Ismaning = 뮌헨의 관악산 송신소5kW 7kW [출처] Rhode and Schwarz, NEWS Magazine, 221/19
  119. 119. 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
  120. 120. 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
  121. 121. Qualcomm社, FeMBMS 핵심 특허를 기반으로 다시 한 번 방송시스템 도전?
  122. 122. 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
  123. 123. 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
  124. 124. 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 AccessUE ? 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)
  125. 125. 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
  126. 126. 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
  127. 127. 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
  128. 128. 앞으로 주목할 방향성: 8K-UHDTV과 5G-Modem의 결합 [출처] 삼성전자 보도자료 TCL / 5G+8K 75인치 QLED TV 일본 SHARP / 5G + 8K 120인치 LCD TV

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