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1. DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 정의


    방송위원회의 “DMB 등 디지털 방송에 관한 종합계획”에 의하면 DMB는 “CD 수준의 음질과 데이터 또는 영상서비스 등이 가능하고 우수한 고정 및 이동수신 품질을 제공하는 디지털방식의 멀티미디어 방송으로, 전송수단(지상파/위성)에 따라 지상파 DMB와 위성 DMB로 구분함.”으로 정의되어 있다. 따라서 다양한 디지털 컨텐츠(Video/Audio/Data)를 고정수신자 및 이동중인 휴대용 단말 보유가입자에게 경제적인 방송망을 통해 고품질로 제공하는 디지털 멀티미디어 방송서비스를 의미한다.

  

  * DMB와 기존 방송과의 차이점인 기술적 특성을 살펴보면 다음과 같다.

  

    ① CD수준의 음질 : 간섭, 중첩 등의 왜곡이 없는 순수한 음질을 제공한다.

    ② 손쉬운 프로그램 선택 : Text menu에서 선택하는 방식을 적용하였다.

    ③ 하나의 수신기 : 하나의 수신기로 음악과 데이터 서비스가 동시게 가능하다.

    ④ 프로그램 관련 데이터 전송 : 상세한 Text 정보를 Display할 수 있다.

    ⑤ 음악 및 데이터 서비스 : 취향별 음악 선정 및 부가가치가 높은 정보를 제공한다.

    



2. 지상파 DMB


1) 구현방식


    방송법상으로 지상파 방송사업자만이 해당되는데, 지상중계기를 이용하여 음악 및 영상서비스 등을 제공한다. 사용 주파수에 따라 기존의 AM/FM대역을 사용하는 “In-Band방식”과 새로운 주파수대역을 할당하여 사용하는 “Out of Band방식”으로 구분하며, “In-Band방식”에는 기존의 AM/FM 채널을 이용하는 미국의 IBOC(In Band On Channel)과 기존 FM의 인접 채널을 사용하는 IBAC(In Band Adjacent Channel)방식이 있다. “Out of Band방식”에는 유럽의 “Eureka-147”과 일본이 추진하는 “ISDB-T”이 있다.

 

   현재 비어 있는 브이에이치에프 12번 채널을 이용해 이동수신용 멀티미디어 방송을 하는 개념이다. 1개 채널을 쪼개면 3개의 블럭이 생기는데 1개 블럭당 비디오 2채널 혹은 비디오 1채널에 오디오 3∼4개 채널이 나올 것으로 예상하고 있다. 주로 차량에서의 이용을 염두에 두고 있으며 무료 방송을 목표로 하고 있다. KBS, MBC, SBS를 비롯해 CBS, YTN, 스카이라이프에 오디오 채널을 공급하고 있는 디지털스카이넷 등 모두 8개 업체가 사업을 준비중이다.


2) 기술 표준


    지상중계의 효율성을 주로 VHF(30~300MHz) 대역의 주파수 활용하며, 전파특성 및 고출력(수십KW)으로 인해 소수의 지상중계기 소요되는 장점이 있다. 1개 사업자의 대역폭은 약 1.5MHz 정도로, 1~2개의 동영상과 3~4개의 오디오, 데이터 방송의 구현이 가능하며, 7”이하의 TV, 휴대폰, PDA 등에 적합하다. 수신 비트율은 384Kbps 또는 526Kbps정도가 되며, 비디오 서비스 압축코드는 지상파 디지털TV의 MPEG-2 보다 압축효율이 뛰어난 MPEG-4를 적용한다. 전송방식은 많은 수의 반송파에 신호를 실어 보내는 직교주파수분할다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 적용하는데, 다중경로 전파에 강인함을 내재하고 있어 이동 수신에 유리하다.




 3) 지상파 DMB의 비디오 서비스 송출구조


  

[그림 2-1] DMB 시스템의 개념적인 송출구조


  [그림 2-1]은 DMB 시스템의 전체적인 전송구조를 보여주고 있다. FIC(Fast Information Channel) 데이터 서비스는 고속정보경로(FIC)를 통하여 교통정보나 위급경고 등의 서비스처럼 작은 대역으로 서비스가 가능한 데이터들을 전송할 수 있다. 다중제어 데이터는 DMB 시스템을 통하여 전송되는 서비스들의 다중화 정보를 담고 있다. 서비스 정보는 프로그램에 관련된 부가적인 정보들을 포함하는데 고속정보경로를 통하여 다중화 정보등과 함께 전송된다. 오디오 서비스는 CD급 음질의 오디오 서비스를 제공하기 위해 독립적인 채널을 통하여 전송된다. 데이터 서비스는 오디오 서비스의 노래가사 등과 같은 문자 데이터의 전송에 이용될 수 있다. 비디오 서비스는 자체적으로 동영상, 오디오 및 다중화 ? 동기화 정보를 포함해야하기 때문에 DMB 시스템의 입력으로 들어가기 전에 비디오 다중화기를 통하여 하나의 스트림으로 만들어진 후 DMB의 스트림 모드를 이용하여 하나의 서브채널로 전송된다. 여기에서 기본 오디오, 데이터 및 비디오 서비스는 주서비스 다중화기에서 주서비스채널(MSC : Main Service Channel)에 다중화 된 후, 전송프레임 다중화기에서 고속정보경로로 전송되는 데이터와 하나의 프레임으로 묶이고 물리적 채널을 통하여 전송된다. 참고적으로 수신제한 기능은 비디오 다중화기에서는 이루어지지 않고 만약 제한 기능을 사용한다면 DMB의 선택적 수신제한 스크램블러를 통하여 이루어진다.


4) 지상파 DMB의 비디오 다중화기의 개념적인 구조

[그림2-2] 비디오 다중화기의 개념적인 구조


  [그림 2-2]는 비디오 서비스를 위해 필요한 여러 스트림들을 다중화하여 하나의 스트림으로 만들어 주는 비디오 다중화기의 구조를 보여주고 있다. IOD(Initial Object Descriptor)는 관련된 모든 스트림의 첫 접근지점으로 OD(Object Descriptor)나 BIFS(Binary Format for Scene)의 ES_ID(Elementary Stream ID)를 알려주는 역할을 하고 OD는 객체를 구성하는 ES_ID를 알려주며 BIFS는 화면에 객체를 배치하는 주요 기능을 가진다. 또한 SLP (Synchronization Layer Packet)는 descriptor들을 포함해 멀티미디어 스트림의 동기화를 가능하게 해준다. 참고로 여기에 기술된 IOD/OD/BIFS 및 SLP는 MPEG-4 시스템에서 사용되는 요소들이다. 비디오 ES는 MPEG-4 AVC, 오디오 ES는 MPEG-4 BSAC를 통하여 각각 인코딩된 스트림들이다. (그림 2)의 가운데 부분에 있는 섹션 발생기, PES(Packetized Elementary Stream) 패킷화기, TS(Transport Stream) 다중화기는 MPEG-2 시스템에 사용되는 요소들로 섹션 발생기는 주로 다중화 정보를 관리하고 PES 패킷화기는 각 ES에 대하여 독립적인 스트림을 생성하면서 미디어 동기를 일치시키는 기능을 갖는다. TS 다중화기는 PES 및 섹션 정보를 하나의 스트림으로 묶어 전송에 용이하도록 하고 시스템의 동기를 맞추는 기능도 갖는다. RS(Reed-Solomon) 및 인터리버 부호기는 DAB 표준에서 사용되는 툴(tool)로서 에러에 강한 전송을 위해 사용되는 통신기술이다.

    

[그림 2-3] TS가 포함하는 14496 콘텐츠 접근의 예

  

  [그림2-3]은 실제로 인코딩된 멀티미디어 콘텐츠에 접근하기 위해 디코딩 관점에서 그 과정을 설명한다. 모든 과정의 첫 번째는 다중화 정보의 시작 지점인 TS 스트림의 PAT(Program Association Table)를 찾는 것이다. PAT에서 PMT(Program Map Table)의 위치를 알 수 있고 PMT에 사용자가 콘텐츠를 시청하기위해 필요한 모든 스트림의 위치가 기술된다. 그런데 기존에 MPEG-2 시스템이 사용될 때는 이 때의 스트림이 비디오나 오디오의 ES이지만 DMB 시스템에서는 그 사이에 MPEG-4 시스템이 존재하기 때문에 ES가 아닌 SLP 스트림이나 IOD/OD/BIFS 스트림과의 연결관계가 PMT에 기술되어진다. 따라서 PMT를 읽어 들인 이후에는 MPEG-4 시스템에서의 콘텐츠 접근 방법과 유사하다. 즉, PMT에 첫 위치에 IOD가 들어 있고 IOD 내부에 OD와 BIFS의 ES_ID를 알 수 있으며 나머지 PMT에 PID와 연결되는 스트림의 종류와 각각의 ES_ID정보가 포함되어 있다. IOD에서 추출해낸 ES_ID에 접근하기 위해 PMT의 IOD 이후의 부분들을 검색하여 ES_ID와 연결관계에 있는 PID를 찾고 그 PID의 스트림을 찾는다. 그 순서를 보면 IOD에 기술된 BIFS와 OD를 먼저 찾아서 화면 구성정보 및 해당 객체의 스트림에 관한 정보를 알아내고 OD를 구성하는 ES_ID에 해당하는 스트림을 찾아 디코딩하여 최종적인 콘텐츠를 볼 수 있다.


3. 위성 DMB


 1) 구현방식

 

    위성 DMB는 지상파 보다 훨씬 높은 대역인 극초단파(UHF)에 해당하는 2.535.2.655㎓대역에서 서비스가 이뤄진다. 지상파 DMB가 관악산 송신소에서 전파를 발사해 수도권을 커버한다면, 위성DMB는 대기권 밖의 위성에서 한반도를 향해 전파를 발사함으로써 단번에 전국방송이 가능한 점이 특징이다. 서비스 구성도[그림1]를 보면, 우선 지상에 구축된 위성DMB방송 센터에서 보도ㆍ뮤직비디오ㆍ스포츠ㆍ영화ㆍ드라마ㆍ가요ㆍ외국어ㆍ증권ㆍ교통ㆍ날씨 등 다채롭게 편성된 각종 콘텐츠를 Ku밴드 주파수(13.824.13.883㎓)를 통해 위성으로 쏘아 올린다. 이어 위성은 이를 DMB용으로 할당된 S밴드로 지상의 휴대폰, PDA 등의 이동단말기에 뿌려주는 것이다. 위성신호를 직접 받기가 여의치 않을 경우에는 `갭 필러(Gap Filler)'라는 지상의 중계기가 방송 신호를 중계함으로써 언제 어디서든 자유롭게 DMB서비스를 이용할 수 있다. 지상파 DMB의 한 개 멀티플렉스가 비디오 1.2개를 포함해 약 4개의 채널을 수용할 수 있는 데 비해 훨씬 다양한 서비스가 가능하지만 위성체를 띄워야 한다는 점에서 지상파에 비해 훨씬 많은 비용이 든다.

[그림 3-1] 위성  DMB 서비스 구성도


* 시스템A 방식 : 상향(Ku-band : OFDM), 하향(S-band : OFDM)

  시스템E 방식 : 상향(Ku-band : CDM), 하향(Ku-band, S-band : CDM)




2) 기술사항  


    위성을 통하여 주로 이동용 단말기(차량단말기, 이동전화형 단말기, PDA)에 서비스를 제공하게 되며, 위성신호 직접수신이 가능하도록 S밴드(2.535 ~ 2.655GHz)의 주파수를 활용하며, 음영지역은 지상중계기(Gap Filler)를 설치하여 해소한다. 전송방식에 따라 시스템A 방식, 시스템 Dh방식, 시스템E 방식이 있으나, 아래에는 시스템A, 시스템E방식에 대해 간단히 비교하였다.


 

구분

SystemA

SystemE

다중화/위성접속방식

TDM/FDMA 방식

주파수 효율 높음(0.5~1.1bits/Hz)

TDM/CDMA 방식

주파수 효율 낮음(0.4~0.7bits/Hz)

전송방식

OFDM

다중경로 페이딩에 강함

SFN 구성가능

위성중계기 전력효율 낮음

(7dB output back-off, 선형화기등 기술을 활용 극복 가능)

CMD

다중경로 페이딩에 강함

SFN 구성가능

위성중계기 전력효율 높음

(2dB output back-off)

지상 DAB잠정

표준과의 호환성

있음

RF를 제외한 부분 활용 가능

없음

위성 지상용이 별도로 존재

수신단말기

제작경험

지상용 DAB 수신기 제작 판매중

제작경험 없음(개발 중)

시장성

유럽, 캐나다 등 다수 국가 채택

일본만 채택



4. 위성TV방송(스카이라이프), DMB 비교

 

구  분

위성TV방송

지상파DMB

위성DMB

주파수

11~12GHz

174~216MHz

2.605~2.655GHz

전파특성

직진성

회절특성(장거리도달)

직진성

압축방식

MPEG-2

MPEG-4

MPEG-4

사업자

스카이라이프

지상파 방송사가 주도하는 컨소시엄

SKT와 KT가 각각 주도하는 컨소시엄

채널수

비디오 94

오디오 60

데이터 1

비디오 1~2

오디오 3~4

데이터 9

비디오 11

오디오 25

데이터 3

채널특성

전문편성, 다채널

전국동일채널

종합편성, 소수채널

전국채널, 지역채널

전문편성, 다채널

전국동일채널

  


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