ATSC 3.0 기반 지상파 방송의 변화와 안정적 운영 방안 : 지상파 방송을 중심으로 :Changes in ATSC 3.0-based Terrestrial Broadcasting and Stable Operation Plan

변영수

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자료유형: 학위논문

저자정보: 변영수 (인천대학교, 인천대학교 정보기술대학원)

지도교수: 이병주

발행연도: 2024

저작권: 인천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수10

초록· 키워드

ATSC 3.0 기반 지상파 방송의 변화와 안정적 운영 방안 - 지상파 방송을 중심으로 - 1960년 흑백방송을 시작으로 지상파 방송이 시작되었고, 2001년 디지털 방송 도입 이래로 새로운 지상파 방송을 위한 주변 환경 및 시청자의 요구와 방송기술 진화로 보다 선명하고 실감나는 초고해상도(Ultra High Definition, UHD) 방송 환경 이 조성됨에 따라 차세대 방송서비스에 대한 시청자들의 관심과 인식이 높아지고 있다. KBS, MBC, SBS 국내 지상파 방송 3사는 2017년 5월 Advanced Television Systems Committee standard 3.0 version(ATSC 3.0) 전송기술표준을 기반으로 세계 최 초로 지상파 방송을 시작하였으며, 서울 수도권을 시작으로 단계적으로 서비스 커 버리지를 확대하고 있다. 지상파 UHD 방송은 HD 방송보다 4배 이상 섬세하고 또 렷한 화면과 입체적 음향 등을 제공하는 초고화질 실감방송이다. IP 기반 네트워크 환경에서도 다양한 부가서비스 구현과 시청자 중심 친화적인 지상파 수신환경을 제 공할 것으로 기대되는 차세대 방송서비스다. 2019년 11월 시작된 코로나19 시작으로 미디어 시장도 변화를 불러왔다. 이동 이 줄고, 개인 미디어의 시청이 늘어나고 있다. 특히 국내 온라인 동영상 서비스 (Over The Top, OTT) 넷플릭스, 웨이브, 티빙 등 시장이 급격히 증가했다. 미디어 환경변화로 지상파 방송의 경쟁력은 갈수록 약화되고 있다. 시청자 중심에서 소비 자 중심으로 변화 되었고, 이동성 강화로 TV 미디어에서 모바일 미디어로 옮겨갔 다. 모바일 중심으로 변하는 핵심은 유튜브가 되었고 콘텐츠 플레이어 중심에서 크 리에이터 중심으로 이동하는 시장흐름에 직면해 있다. 그동안 지상파 UHD 방송은 고화질에 집중되어 단순 화질만 높인 채로 방송되 었다. ATSC 3.0 방송 규격을 활용하면 UHD 방송과 다양한 부가서비스가 가능하 다. 지상파 방송사는 과학기술정보통신부와 방송통신위원회, 관련 연구소 등과 협력 해 검증을 실시했고, 관련 승인을 받아 진정한 UHD 혁신서비스를 시청자에게 제공 할 수 있게 되었다. UHD 혁신서비스는 ATSC 3.0 표준을 기반으로 다채널, 모바일, 양방향 방송을 제공하는 UHD 방송 부가서비스다. UHD 혁신서비스 중 지상파 다채널(Multi Mode Service, MMS) 방송은 UHD 부 가서비스로 하나의 6MHz 주파수대역 내에서 여러 개의 TV, 라디오 채널을 동시 송 출하는 서비스로, 안테나 직접수신을 하고 있는 UHD TV에서 2개 채널을 시험방송 을 하였고, 현재는 9-1 채널을 확장하여 1개 추가 채널이 시청 가능하다. ATSC 3.0 수신기가 장착된 차량에서는 추가된 1개 채널을 이동하면서 시청 가능하다. UHD 혁신서비스 제공으로 UHD 방송에 대한 시청자 선택권을 확대하고 UHD 주파수를 활용, 별도의 인프라 투자 없이 ATSC 3.0 수신기가 내장된 차량이나 모바일 기기 등을 통해 이동 중에도 시청할 수 있다. 이를 통해 재난전문채널 서비스에 대비하 고 이동형 서비스가 강화된다. ATSC 3.0 기반의 서비스는 지상파 방송망과 함께 인터넷망을 사용하고 IT 기반 방송서비스 기술 및 다음 세대 방송통신시스템 으로의 전환 등 새로운 융·복합 기 술들을 적용하고, 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있다. 시청자들의 요 구와 UHD TV 보급 확대로 UHD 방송 시작 10년 후인 2027년에 고선명(High Definition, HD) 방송 종료를 목표로 시설, 장비 투자 및 콘텐츠 투자를 진행하고 있 다. UHD 주조정실에서는 안정적인 방송망을 운영, 관리할 수 있도록 24시간 영속 적으로 방송서비스를 위한, 전국 단위로 분배되는 지상파 UHD 신호 흐름을 국내 표준규격을 토대로 실시간으로 관제할 수 있는 ‘전국 SFN 통합관제 시스템’을 구축 하여 온에어(Radio Frequency, RF) 신호흐름, UHD IP신호(Studio Transmitter Link, STL) 모니터링, 단일주파수방송망(Single Frequency Network, SFN) 모니터링을 하여 구간별 장애 상황을 신속하게 분석하고 조치 운영하고 있다. 본 논문에서는 KBS UHD 주조정실의 최근 2년간 방송 장애 유형을 분석하고 이에 따른 시스템 보강 및 장비 보강 내용과, 주조정실 주요 장애사례와 조치내용 을 분석하여 안정적으로 UHD 주조정실 운영을 목적으로 작성하였다.

Terrestrial broadcasting began with black-and-white broadcasting in 1960, and since the introduction of digital broadcasting in 2001, clearer and more realistic Ultra High Definition(UHD) broadcasting has emerged due to the surrounding environment and viewer demands for new terrestrial broadcasting and the evolution of broadcasting technology. As the environment is created, viewer interest in next-generation broadcasting services is increasing.
KBS, MBC, and SBS, the three domestic terrestrial broadcasting companies, began the world''s first terrestrial broadcasting based on the Advanced Television Systems Committee standard 3.0 version(ATSC 3.0) transmission technology standard in May 2017, and gradually expanded service coverage starting from the Seoul metropolitan area. I''m doing it. Terrestrial UHD broadcasting is an ultra-high-definition realistic broadcasting that provides a detailed and clear picture and three-dimensional sound four times more than HD broadcasting. It is a next-generation broadcasting service that is expected to provide a variety of additional services and a viewer-friendly reception environment in an IP-based network environment.
So far, terrestrial UHD broadcasting has focused on high definition and has been broadcast with only the image quality improved. UHD broadcasting and various additional services are possible by utilizing the ATSC 3.0 broadcasting standard. Terrestrial broadcasters conducted verification in cooperation with the Ministry of Science and ICT, the Korea Communications Commission, and related research institutes, and received relevant permission, making it possible to provide truly innovative UHD services to viewers. UHD Innovation Service is a UHD broadcasting supplementary service that provides multi-channel, mobile, and interactive broadcasting based on the ATSC 3.0 standard.
Among the UHD innovative services, terrestrial multi-channel(Multi Mode Service, MMS) broadcasting is a UHD supplementary service that simultaneously transmits multiple TV and radio channels within a single frequency band of 6MHz. A test broadcast was conducted on 100 channels, and currently, channel 9-1 has been expanded and one additional channel can be viewed. In vehicles equipped with an ATSC 3.0 receiver, you can watch one additional channel while moving. By providing UHD innovative services, viewers can expand their options for UHD broadcasting and utilize UHD frequencies to watch on the go through vehicles or mobile devices with built-in ATSC 3.0 receivers without separate infrastructure investment. Through this, disaster specialized channel services are prepared and mobile services are strengthened.
ATSC 3.0-based services use the Internet network along with the terrestrial broadcasting network, accommodate new convergence technologies such as IT-based broadcasting service technology and the transition to the next-generation broadcasting communication system, and can use limited frequency resources efficiently.
Due to viewer demands and the expansion of UHD TV distribution, we are investing in facilities, equipment, and content with the goal of ending HD broadcasting in 2027, 10 years after the introduction of UHD broadcasting.
In order to operate and manage a stable broadcasting network, the UHD main control room operates a ''nationwide SFN integrated monitoring system'' that can control the terrestrial UHD signal flow distributed nationwide in real time for broadcasting services 24 hours a day based on domestic standards. It is being built to quickly analyze failure situations for each section and take action.
In this paper, we analyzed the types of broadcasting failures in the KBS UHD main control room over the past two years, strengthened the system and reinforced equipment accordingly, and analyzed major failure cases and measures taken in the main control room for the purpose of stably operating the UHD main control room.

#지상파방송 #UHD TV #ATSC 3.0 전송기술 #혁신서비스 #Terrestrial broadcasting #UHD TV #ATSC 3.0 transmission technology #innovative service

국문초록 ⅰ
목 차 ⅲ
표 목 차 ⅴ
그림목차 ⅵ
약 어 ⅸ
제 1 장 서 론· 1
1.1. 연구의 배경과 필요성· 1
1.2. 연구의 목적 · 3
1.3. 논문의 구성 · 4
제 2 장 ATSC 3.0 혁신서비스 소개와 시험방송 6
2.1. 지상파 방송의 변화 6
2.2. UHD TV 서비스를 위한 주파수 배치 현황· 7
2.3. ATSC 3.0 혁신서비스 7
2.3.1. 다채널 시험방송· 8
2.3.2. 모바일 서비스 15
2.3.3. 양방향 IBB부가서비스 · 17
2.3.4. 재난정보 데이터 서비스 20
제 3 장 UHD 주조정실 역할 및 장애유형 분석 28
3.1. 주조정실 개요 28
3.2. 주조정실 송출 소재 30
3.3. 주조정실 운영업무 · 32
3.4. 주조정실 방송신호 · 33
3.4.1. 베이스밴드 구성 34
3.4.2. 헤드앤드 구성 35
3.4.3. 부가서비스 구성 36
3.4.4. UHD 비디오와 오디오 신호 37
3.5. 방송신호 전송 39
3.6. 주조정실 방송장애 유형 분석 및 조치 내용 40
3.7. 주조정실 방송장애 유형 분석 결과 · 43
제 4 장 ATSC 3.0 기반의 전국 방송 관리시스템 구현 44
4.1. UHD 통합관제 시스템 · 44
4.2. 전국 SFN 통합관제 시스템 46
제 5 장 방송장애 사례 분석으로 안정적 운영 방안 51
5.1. 지역 분배망 장애 사례 52
5.2. APC 송출운행 다운로드 장애 55
5.3. SFN 장애 · 56
5.4. 전송망 장애 · 59
5.5. 향후 주조정실 안정적 운영 방안 62
제 6 장 결론 및 제언 · 63
참고문헌 65
Abstract 67

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