Digital 방송 시스템

디지털 방송 아날로그 방식과 비교한 이점 주파수 이용효율(압축가능) 품질 및 전력효율 다른 매체와의 호환성 복원력이강하고 암호화에 용이 방송 사업자 측면 : 다채널화, 향상된 양질의 영상과 음성, 광폭TV 등 새로운 서비스, 수신의 향상

디지털 방송 특징 가용 능력의 증가 : 한 중계기당 10배의 TV프로그램도 가능 Network ability 가능 : PC, printer, CD-ROM등 장착가능 새로운 쌍방향 서비스 가능

디지털 방송 방송 스튜디오 - 수신자 고려해야 할 방송방식 프로그램 신호 표현 방법(MPEG2,MPEG4) 방송 스튜디오 - 수신자 고려해야 할 방송방식 프로그램 신호 표현 방법(MPEG2,MPEG4) 전달, 수신하는 방법(modulation:VSB,QAM,QPSK) 시청자에게 보여주고 들려주는 방법(HDTV,DOLBY)

디지털 방송 가능 경로 지상파 동축(CATV) 위성 DMB < Encoding> < Modulation> MPEG-2, MPEG-4 < Modulation> VSB(Vestigial SideBand) QAM, QPSK, OFDM

DTV 개념도

DTV 송신(ATSC:Advanced Television Standard Committee)

DTV 수신

화질 비교 SDTV방송 : 현행 디지털 위성방송과 유사 HDTV방송 : SDTV대비 화질 약 6배 증가. HDTV SDTV

오디오 비교 NTSC : 2 채널 (L,R) 스테레오 음성다중 DTV : 최대 5.1 채널 L, R, C, Rr, Rl, W

Creation of a Transport Stream

Video Stream Packetizing 다음페이지

SPTS / MPTS 제어기능 Single Program Transport Stream (Audio and Video PES) Streams supported by the MPTS

TS Packet Header

<TS Data Frame 구조 > ATSC 프레임 구조 <TS Data Frame 구조 >

ATSC BASEBAND DATA FIELD

< 8-VSB RF Spectrum > ATSC 스펙트럼 < 8-VSB RF Spectrum >

영상 압축 기술 TV의 화면은 정지화면이 1초에 30장씩 연속으로 보여 진다고 볼 수 있다. 그리고 한 장의 그림을 기준으로 Cut 화면을 제외하고는 같은 위치의 화소를 기준으로 앞·뒷장의 그림의 화소나 이웃하는 그림들의 화소가 휘도나 색상에 있어 큰 변화가 없는 걸 알 수 있다. 이런 특성을 이용하여 방송에서는 MPEG이라는 기술을 적용시키게 된다. 카메라에서 처음 얻어지는 디지털 영상물은 4:2:2포맷의 10bits 샘플링을 통해 꽤 많은 양의 Data를 갖게 된다. 여기서 4:2:2이라고 하는 것은 휘도신호(Y)가 색차신호(Cb, Cr)에 비해 사람의 눈에는 민감한 반면 상대적으로 색차신호가 둔감한 성질을 이용해 전송효율을 높이고자 영상데이터의 생성과정에서 색차신호의 일부를 생략하는 것인데, 이는 이후 MPEG과정에서는4:2:0포맷으로 바뀌게 되어 Data의 전송량을 한층 더 줄이게 된다. MPEG 엔코딩이라는 과정을 거쳐 Data를 획기적으로 줄인 결과 전송속도를 19.39Mbps로 전송이 가능

(Measure of Decoder Complexity) MPEG-2 Profile & Level Profile (Measure of Decoder Complexity) (Measure of Resolution) Level Simple Main 4:2:2 (4) SNR Special High 1920X1152 1920X1088 4:2:0 80Mbps (3) 300Mbps (5) 100Mbps 1440X1080 60Mbps (2) 720X576 15Mbps (1) 50Mbps 20Mbps Low 352X288 4Mbps Application Note 1 MP@ML SD급 ATSC 전송 2 MP@H1440L HD급 720p ATSC 3 MP@HL HD 1080i/1080p ATSC 4 4:2:2 Profile 10 ~ 20Mbps(SD급 네트워크용), 45Mbps(HD 분배용) 5 4:2:2 Profile at High SD 인프라에서 HD 분배용 (200 ~ 300Mbps) 표본화 4:1:1 샘플링 : 휘도신호 13.5MHz(4 X 3.375MHz), 색차신호 3.375MHz  색차신호 대역폭이 1.5MHz를 넘지 않는다. 4:2:2 샘플링 : 휘도신호 13.5MHz(4 X 3.375MHz), 색차신호 6.75MHz(2 X 3.375MHz) 4:4:4 샘플링 : 휘도/색차 신호 표본화 주파수 13.5MHz

세계 DTV 출하 전망 북미, 유럽, 한국, 일본 등 주요 국가의 DTV 판매 현황 2001 년에 390 만대(동 6.3%) 2002 년에는 620 만 대(동 9.9%)로 증가 2005 년에는 출하 규모가 2,000 만 대에 이르고 2007 년에는 5,800 만 대에 육박

미국 DTV 전망 2006 년에 방송의 완전 디지털화가 예정 그러나 현재까지는 시청 세대의 85%가 디지털 수신기를 보유하고 있어야 한다는 조건을 충족하기 어려우며, 따라서 지연이 불가피한 것으로 분석되고 있다. 이런 상황을 배경으로 지연을 최소화 하기 위해 미국 정부와 의회는 DTV 보급에 박차를 가하고 있다. FCC(연방통신위원회)는 가전 메이커에 대해 2007 년까지 모든 TV 에 대해 디지털 튜너를 내장하도록 의무화 하였고 의회도 디지털화 촉진을 위한 법안을 2003 년에는 입법화 하였다. 전국 165 개 도시에서 406 개의 상업 방송국과 195 개의 비상업 방송국 등 모두 601 개 방송국에서 디지털 방송을 실시하고 있으며, 전체 TV 시청 세대의 94%를 커버하고 있다.

EU 및 일본 영국 FreeView로 전환된 2002년 이후 DTV 수신기 보급이 본격화되어 2003년 9월 현재 210만대가 보급되었다. 모든 아날로그 시청자의 디지털 방송 수신하도록 저렴한 수신기 가격을 지상파 방송의 디지털 전환의 조건 일본 일본은 DTV 수신기 보급률 85%와 방송사의 지역내 커버율 100%를 조건으로 2011년을 아날로그 방송 종료시기로 결정 총무성은 한일간 디지털 TV의 전파 원경 및 상호혼신문제는 양국 정부간 긴밀한 협의를 통해 해결해나갈 예정

디지털방송 방식별 주요 규격 구분 방식명칭 압축규격 (V/A) 전송규격 변조방식 비트레이트 (Mbps) 데이터방송 규격 DTV (지상파) 미국 ATSC MPEG-2 / AC-3 8-VSB - 19.36 ACAP 유럽 DVB-T MPEG-2 / MPEG-2 BC COFDM QPSK 16/64QAM 3.74 ~ 23.5 DVB-MHP 일본 ISDB-T MPEG-2 AAC BST-OFDM 3.65 ~ 23.23 ARIB-BML 위성 DSS MPEG-1 레이어1, 2 고정 20 DVB-S MPEG-1 레이어 2 규정없음 ISDB-S BPSK 고정 42 ARIB-MHP CATV Open Cable 16VSB 64/256QAM 64QAM (27) 256QAM(39) OCAP DVB-C 64QAM ISDB-C PCM : 아날로그 NTSC 컬러 TV 경우 대역폭 4.2MHz  표본화 주파수를 현재의 4배 14.3MHz (샘플링 비트 수 8비트)  114.5MHz

국내 표준

국내 종합유선방송 현황

Analog – World TV standards NTSC PAL SECAM PAL/SECAM Unknown

Digital – World TV standards