Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

180525 ATSC 3.0 A/324 표준 상세 분석 @ 강남 TOZ 컨퍼런스센터

675 views

Published on

TTA 중소중견기업 ICT표준/기술 자문 사업 (3차)

Published in: Technology
  • Be the first to comment

180525 ATSC 3.0 A/324 표준 상세 분석 @ 강남 TOZ 컨퍼런스센터

  1. 1. KoreanBroadcastingSystem| TechnicalResearchInstitute ATSC 3.0 A/324 표준 상세 분석 Scheduler / Studio to Transmitter Link 2018.05.25.(금) 15:30 ~ KBS 미래기술연구소 전성호 TTA 중소중견기업 ICT표준/기술 자문 사업 (3차)
  2. 2. 세계 각국의 지상파 방송 표준 2016.12.현재 [source] www.dvb.org/news/worldwide ATSC ISDB-T DVB-T/T2 DTMB Cuba (DTMB) Colombia (DVB-T2)
  3. 3. 미래부/방통위 “지상파 UHD 방송 도입을 위한 정책방안” Ⅰ. 지상파 UHD 방송 개념 및 동향 2015. 12. 29.
  4. 4. 4 UHDTV 서비스를 위한 주파수 배치 현황 Asia Pacific Telecom (APT) 700 MHz FDD plan (Band 28) KBS1 52 EBS KBS2 5MHz 698 704 710 718 728 753 759 765 771 773 783 803 [MHz] 806 PS (Public Safety )-LTE PS (Public Safety )-LTE Guard band Guardband Guardband Guardband Mobile Broadband Uplink ↑ Mobile Broadband Downlink ↓ 748 2MHz 3MHz8MHz CH51 ATSC DTV 0 C V KBS1 MBC KBS2SBS EBS
  5. 5. 연차별 지상파UHD 방송망 확장 계획 (1/2) 5 2017 May 31 Dec. 28 Seoul Daegu Gangneung Ulsan Busan (a) Phase 1 / May 2017 (b) Phase 2 / December 2017 Wonju Daejeon Gwangju Seoul Roll-out Plan
  6. 6. 6 서울 경기도 900 W 900 W 2 kW 5kW 2 kW 2 kW 인천 5 kW [Source] ITU-R Report BT.2343, Collection of field trials of UHDTV over DTT networks [Note] 2018년 5월 현재, 서울/수도권 송신시설 구축 현황 900 W
  7. 7. 7 [Note] 2018년 5월 현재, 광역권 송신시설 구축 현황 [Source] ITU-R Report BT.2343, Collection of field trials of UHDTV over DTT networks 구분 일 정 UHD방송지역 주요 송신소 지역채널 (K1,M,민방) 수도 권 1 단 계 수도권 관악산, 남산, 광교산, 용문산 KBS1(52), MBC(55), 민영방송(53) 광역 시권 2 단 계 대전광역권 식장산, 계룡산 KBS1(52) , MBC(55), 민영방송(53) 광주광역권 무등산 KBS1(52) , MBC(55), 민영방송(53) 대구광역권 팔공산 KBS1(52) , MBC(55), 민영방송(53) 부산광역권 황령산 KBS1(52) , MBC(55), 민영방송(53) 강 원 강릉권(영동) 괘방산 KBS1(52) , MBC(53), 민영방송(55) 원주권(평창) 태기산 KBS1(19) , MBC(22), 민영방송(34) 울산광역권 무룡산 KBS1(49) , MBC(29), 민영방송(39)
  8. 8. 연차별 지상파UHD 방송망 확장 계획 (2/2) (c) Phase 3 / 2020~2021 ATSC 1.0 DTV Switch-Off 중계소 구축 지속 서비스 커버리지 95% 수준 달성 중계소 주파수 재배치 ATSC 1.0과 ATSC 3.0 시스템 간 동일채널, 인접채널 혼신보호비 도출 2018 20202019 2021 20272024 700 MHz frequency band 470 – 698 MHz DTV band
  9. 9. 2018년 1월 9일, ATSC 3.0 표준 완료 공식 선언
  10. 10. 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
  11. 11. 수신 신호 품질에 따른 전송효율 [bits/s/Hz] ATSC 1.0 1.3 ~ 52.2 Mbps 우리나라 기술기준 27Mbps@17dB AWGN
  12. 12. (참고) 통신표준과 비교 [bits/s/Hz]
  13. 13. ATSC 3.0 Broadcast Gateway 설정값 정리표
  14. 14. ATSC 1.0 (현 DTV 방송) ATSC 3.0 (UHD 방송) 변조방식 8-VSB OFDM 제공 서비스 고정HD 고정UHD 및 이동HD 방통융합서비스 재난재해 긴급경보서비스 영상압축 MPEG-2 HEVC, SHVC 음성압축 AC-3 AC-4, MPEG-H 전송다중화 - TDM, FDM, LDM 오류정정부호 TCM + RS LDPC + BCH 전송용량 19.39 Mbps 1.3~52.2 Mbps (GI7_2048 기준) 프로토콜 TS IP ATSC1.0 표준과 ATSC3.0 표준 비교 (1/3) 기술 구성 요소
  15. 15. 전송다중화(Physical Layer Multiplexing) 종류 Frequency Time Layer/Power Mobile Segment Main Segment Main Segment Frequency Time Layer/Power Main Frame Mobile Frame Mobile Frame Mobile Frame Main Frame Frequency Time Layer/Power Main Layer Mobile Layer TDM FDM LDM Time Division Multiplexing 시간 분할 다중화 Layer Division Multiplexing 계층분할 다중화 Frequency Division Multiplexing 주파수 분할 다중화
  16. 16. ATSC 1.0 (현 DTV 방송) ATSC 3.0 (UHD 방송) ATSC1.0 표준과 ATSC3.0 표준 비교 (2/3) 전송 프로토콜
  17. 17. IP 표준에 기반을 둔 ATSC 3.0 Exciter 제어 화면 예 (a) KBS 수도권 NEC(ProTV) 엑사이터 (b) 광역권 R&S 엑사이터
  18. 18. 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
  19. 19. Single Frequency Network (SFN) 단일 주파수 방송망 GwanakNamsan 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
  20. 20. 진화된 부가 서비스 오직 직접수신 시청자들을 위한 UHD 양방향 서비스 플랫폼, TIVIVA https://tiviva20.pooq.co.kr/ (a) TIVIVA 시청 시간대와 선호하는 장르, 인물, 주제 등의 빅데이터를 수집하여, 라이프스타일의 매 순간을 고려한 카테고리를 추천합니다. (b) 즐겨보는 예능 모음, 관심 있는 셀러브리티 콘텐츠 등 관심 테마 콘텐츠를 인공지능으로 자동 큐레이션합니다. #라이프스타일 #큐레이션 시청이력이 누적될수록 더 똑똑한 추천이 제공됩니다!
  21. 21. [참고] ESG 서비스, TIVIVA 서비스 구조도 HEVC Encoder IP Multiplexer Scrambler for Contents Protection HEVC Encoder PTP ATSC3.0 Broadcast Gateway Coordinated Universal Time (UTC)PTP 4K-UHD Content TIVIVA (UHD Hbb) 2K-HD Content PTP Scrambler for Contents Protection 9-1 9-2 ESG Application Signaling Table지상파연합플랫폼 위탁운영 TIVIVA 서버 접속 주소 전달 방송3사 공통 KBS MBC SBS 각 방송사에서 편성표, 비디오 클립 등 ESG 서버로 입력 방송3사 공통
  22. 22. 오직 직접수신 시청자들을 위한 UHD 양방향 서비스 플랫폼, TIVIVA UHD 채널 (9-1, 7-1, 11-1, 6-1)에 접근하면, 수 초 후에 우측 하단에 TIVIVA 포털에 접속할 수 있는 아이콘이 등장 이를 클릭하면 TIVIVA 포털에 진입 진화된 부가 서비스
  23. 23. 오직 직접수신 시청자들을 위한 UHD 양방향 서비스 플랫폼, TIVIVA https://tiviva20.pooq.co.kr/ (a) TIVIVA 시청 시간대와 선호하는 장르, 인물, 주제 등의 빅데이터를 수집하여, 라이프스타일의 매 순간을 고려한 카테고리를 추천합니다. (b) 즐겨보는 예능 모음, 관심 있는 셀러브리티 콘텐츠 등 관심 테마 콘텐츠를 인공지능으로 자동 큐레이션합니다. #라이프스타일 #큐레이션 시청이력이 누적될수록 더 똑똑한 추천이 제공됩니다! 진화된 부가 서비스
  24. 24. Improved Service with the Internet TIVIVA 2.0 평창동계올림픽 특별관 운영 평창동계올림픽 특별관 메인 화면
  25. 25. Improved Service with the Internet TIVIVA 2.0 평창동계올림픽 특별관 운영 전경기 스트리밍 일정 지나간 경기 다시보기 전경기 실시간 스트리밍
  26. 26. Typhoon, Earthquake, … etc ATSC 3.0 UHDTV ATSC 3.0 Set-Top Box ATSC 3.0 UHD Signal Typhoon, Earthquake, … etc ATSC 3.0 Smart-phone Wake-up 2 bits at Bootstrap 발전된 재난재해경보방송진화된 부가 서비스 An example of an advanced emergency alert that would display during a television program on the new ATSC 3.0 Next Generation television technology. Alerts can be dismissed or the viewer can opt to get more detailed information.
  27. 27. ATSC 3.0 방송망을 활용한 재난 재해 방송 27 ATSC3.0 Transmitter HEVC Encoder ATSC3.0 Transmitter IP Multiplexer Scrambler for Contents Protection HEVC Encoder GPSPTP ATSC3.0 Broadcast Gateway SFN Coordinated Universal Time (UTC)PTP 1.3 ~ 52.2 Mbps Microwave (Wireless) IP Network (Wireline) SLS/LLS Generator PTP Scrambler for Contents Protection DSTP Data Source Transport Protocol STLTP AEAS 첫번째 비트 수신기를 깨울 것인가? 두번째 비트 전달해야 하는 새롭거나, 업데이트된 재난정보메시지가 있는가?
  28. 28. Bootstrap Preamble Time Frequency Frame Subframe 0 Subframe n-1. . .4.5MHz (2048+550) C-A-B B-C-A B-C-A B-C-A 0.5ms 2.0ms Symbol0 Symbol1 Symbol2 Symbol3 0.5ms 2.0ms ATSC3.0 EAS 시그널링 : 부트스트랩 내 1번, 2번 심볼에 각각 1비트 씩 삽입 가능 예) 00, 01, 10, 11 ‘00’은 재난이 없는 상태, ’01, 10, 11’의 경우 Wake Up 기능(재난 발생 시 수상기 긴급 ON)이나 재난관련 기타 수상기 동작설정이 가능 ATSC3.0 EAS(Emergency Alert System) EAS bit ATSC 3.0 방송망을 활용한 재난 재해 방송 28
  29. 29. 송신기 3대와 Broadcast Gateway 1대 IBC KBS KBS 광교 남산 관악산 GPS ATSC3.0 Exciter GPS ATSC3.0 Exciter GPS Broadcast Gateway PTP  SFN은 모든 장비들이 “똑같은 시계를 사용(동기화)” 해야 한다. = GPS 신호 또는 PTP 시간을 기준으로 삼음 결론적으로, 국제원자시 TAI 시각에 시각 동기화  모든 송신기들은 입력 신호 중 Timing Data Packet과 Preamble Data Packet을 Parsing하여 그 값과 동일하게 송신기를 설정해야 한다. = 반드시 STL Interface 사용으로 송신기 설정 개별 송신기에서 송신파라미터 설정 안 됨 ∴ 모든 송신파라미터 설정은 Broadcast Gateway에서만! GPS ATSC3.0 Exciter SFN 조건 #2 똑같은 시간 SFN 조건 #1 똑같은 데이터 SFN 조건 #3 똑같은 주파수 * PTP = IEEE1588v2 PTP(Precision Time Protocol)
  30. 30. 이제 본격적으로 A/324 문서 안으로 들어가보시죠!
  31. 31. Single Transmitter or SFN of Transmitters Studio Infrastructure Broadcast Gateway System Manager Studio Entities Quasi-static Configuration Delivery Metadata Content and Signaling Studio Interface STL Interface Configuration Interface A/324 Figure 1.1 In-scope interfaces description. RTP/UDP/IP BBP RTP/UDP/IP MMT/ROUTE A System Manager can be anything from a web-page based setup screen with manual data entry to a fully automated system; its scope is control of an overall facility or system. A/324 A/321, A/322A/330, A/331 A/330
  32. 32. A/324 Figure B.1.1 Simple ALP encapsulation. ATSC 3.0 Link-Layer Protocol Transport Protocol (ALPTP) Studio to Transmitter Link Transport Protocol (STLTP) Broadcast Gateway A/V Encoder 1) A/V ROUTE or MMTP RTP/UDP/IP Multicast 2) Signaling ROUTE or MMTP RTP/UDP/IP Multicast 3) Non-Real Time Data ROUTE RTP/UDP/IP Multicast 4) ALP RTP/UDP/IP Multicast comprised of 1, 2, and 3 Signaling Generator NRT Management IP HUB Multiplexer IP HUB 1 2 3 4 4 1 2 3 Data Source Transport Protocol (DSTP) 우리나라의 경우 MMT/ROUTE Studio Entity Broadcast Gateway
  33. 33. ATSC 3.0 End-to-End Chain 구축 UHDTV 주조정실 송신소 ATSC 3.0 탑재 UHDTV UDP/IP RF
  34. 34. UHDTV ATSC3.0 Transmitter HEVC Encoder ATSC3.0 Transmitter IP Multiplexer Scrambler for Contents Protection HEVC Encoder GPSPTP 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 국제원자시(TAI) 기반으로 동작하는 SFN 송신 장치 Block Diagram of ATSC 3.0 End-to-End Chain AEAS
  35. 35. 송신계통 간략 구성도 ATSC3.0 Exciter ATSC3.0 Exciter GPS ATSC3.0 Broadcast Gateway Microwave (Wireless) IP Network (Wireline) PTP 단일 주파수 방송망 Single Frequency Network (SFN) STLTP Monitoring Professional Receiver (RF Monitoring) STLTP Monitoring [ UHD주조 ] [ UHD송신소 ] 2017년 12월 기준, Bootstrap Preamble Time Frequency Frame Subframe 0 Subframe n-1. . . Single Frame PLP#1 Single Frame PLP#2 Mobile HD 1채널 UHD 1채널 IP-MUX
  36. 36. 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
  37. 37. 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 Technology), Chapter 17. Fundamentals of Time and Frequency
  38. 38. [참고] 윤초 Leap Seconds 8 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
  39. 39. 9 [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
  40. 40. 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 ExciterPulse 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
  41. 41. Q) 왜 시각정밀도는 ns까지 필요한 건가요? Elementary period = 시간축에서 Sampling rate 시간축에서 한 점을 표현하는 데 필요한 절대 시간 0 50 100 150 200 250 300 -3 -2 -1 0 1 2 3 Time samples Real(orimaginary)value 개별적인 디지털 값들을 elementary period 속도로 아날로그 파형으로 찍어내면 Elementary period에 해당되는 대역폭이 결정됨. 여기 점들을 T=7/48us 속도로 Digital-to-Analog Conversion (DAC)를 하면 6MHz 신호가 되는 것이고, .T=7/64us 속도로 DAC 하면 8MHz 신호가 되는 것임. Elementary period
  42. 42. Q) 왜 시각정밀도는 ns까지 필요한 건가요? 6MHz 표준에 따르면, 한 샘플의 Elementary period T = 144.7ns 임. 1μs 오차로, 약 9샘플의 오차 발생 즉, Bootstrap이 발사되는 시각은 ns 단위로 정의될 수 밖에 없음. Bootstrap_Timing_Data() Frame 0 발사시각 2018-01-01 07:41:08 674 074 074 Frame 0Frame 1 ms μs ns Bootstrap_Timing_Data() Frame 1 발사시각 2018-01-01 07:41:08 927 777 777 ms μs ns
  43. 43. ECC Decoding & STLTP Demultiplexing STL RcvrSTL Xmtr IP UDP RTP IP UDP RTP STLTP Formatting & ECC Encoding STL Pre-Processor PLPs Configuration Mgr /Scheduler ALPTP Receiver ALPTP Formatting IP UDP RTP ALPs ALP Generation ALPs DataSources ALPTP STLTP STL Link IP/UDP/RTP Microwave/Satellite/Fiber ATSC A/330 ALP & A/331 Signaling, etc. Transport Layer System Manager Preamble Information Timing & Mgt Information STLTP ATSC A/321 & A/322 Physical Layer Coded Modulation Input Formatting Framing/ Structure Waveform Generation Timing Manager B U F F E R Preamble Parser B U F F E R Buffer Broadcast Gateway DSTP Broadcast Gateway w/Internal ALP Gen. Figure 4.1 High-level overview of system configuration.
  44. 44. ENENSYS Broadcast Gateway Configuration Manager 예시 Rohde & Schwarz Exciter Configuration Manager 예시 Configuration Manager /Scheduler
  45. 45. Broadcast Gateway Configuration Manager 역할 Configuration Manager /Scheduler
  46. 46. [SFN 조건 #1] 똑같은 데이터 [출처] A/322: (Doc. S32-230r66) Physical Layer Protocol, March 21, 2017 Input Formatting 중앙 집중화 TDM FDM TFDM=TDM+FDM BBP 생성 전송 다중화 시그널링
  47. 47. [참고] PLP와 Subframe Bit Interleaved and Coded Modulation (BICM) Framing & Interleaving OverTheAir(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 8K 32K
  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 현재, 고정수신용 4K-UHD와 이동수신용 2K-HD를 6MHz 대역 내에 함께 보내는 2-Subframe 구조로 본방송 중
  49. 49. Bit Int’lFEC Mapper LDM MIMO TimeInt’l OFDM Framer/ Preamble Inserter Freq Int’l Pilot/ Tone Reserve MISO IFFT PAPR GI Bootstrap/ Spectrum Shaping D/A ≤1sec Network Comp. Buffers Preamble Parser PLPs PLPs PLPs PLPs Timing Manager B U F F E R B U F F E R PLPs PLPs PLPs GNSS Time PHY Fr PHY Fr PHY Fr PHY Fr PHY Fr PHY Fr PHY Fr PHY Fr TAD PLP DemuxSMPTE ST 2022-1 ECC Decoder SMPTE ST 2022-1 ECC Encoder PLP Mux STL RcvrSTL Xmtr IP UDP RTP IP UDP RTP IP UDP RTP IP UDP RTP IP Packetizers Baseband Packetizers PLPsPLPs Scheduler Timing and Mgt Generator Preamble Generator ALP Demux ALP Mux IP UDP RTP ALPs ALP Encapsulation ALPs DataSource DataSource DataSource DataSource Scrambler PLPs ALP Payload (ALPTP) STL Payload (STLTP) IP (ROUTE/MMT), TS, Generic Data In DSTP Payloads From/To System Manager (BXF) To/From Data Sources (MDCoIP) STL Link IP/UDP/RTP Microwave/Satellite/Fiber ALP Packets Baseband Packets Preamble Data Packets Timing Data Packets Timing Data Preamble Data Timing Instructions Configuration Instructions Emission-Formatted PreambleData Legend 1 Phy Frame Delay (≤5secs) ALP Buffers ALPs LLS Ind. Configuration Mgr STL Payload (STLTP) EAS Trig. Broadcast Gateway w/External ALP Gen Broadcast Gateway w/Internal ALP Gen IP UDP RTP Figure 4.2 System architecture. Data Source Transport Protocol (DSTP) ATSC 3.0 Link-Layer Protocol Transport Protocol (ALPTP) Studio to Transmitter Link Transport Protocol (STLTP) MMT ROUTE
  50. 50. Figure 8.1 ALP buffer latency 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. 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.
  51. 51. Q) ALP 패킷은 왜 안보이는 건가요?  우리나라에서는 바깥쪽 점선까지를 Broadcast Gateway 기능으로 사용 중.  즉, ALP 패킷 생성(ALP Encapsulation)은 Broadcast Gateway 내부에서만 작동하므로, Broadcast Gateway 입출력에서 관찰되지 않음.
  52. 52. 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
  53. 53. A330: 5. ALP PACKET FORMAT [SFN 조건 #1] 똑같은 데이터 header_mode segmentation_concatenation
  54. 54. 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
  55. 55. A/322 Figure 4.1 Block diagram of the system architecture for one RF channel. BICM Framing and Interleaving Framing and Interleaving OverTheAir(OTA)Interface MIMOMAP MIMOPrecoding FEC BIL BICM FEC BIL MAP TIMEINT. FRAME/ PREAMBLE FREQ.INT. TIMEINT. FRAME/ PREAMBLE FREQ.INT. Waveform Generation MISO IFFT GUARDINT. PILOTS PAPR Waveform Generation MISO IFFT GUARDINT. PILOTS PAPR Input Formatting ENCAP. BBFRAMING SCHEDULING Input Formatting ENCAP. BBFRAMING SCHEDULING BOOTSTRAPBOOTSTRAP LDMCombinig
  56. 56. A/322 Figure 5.1 Block diagram of input formatting. Figure 5.2 Block diagram of baseband formatting. Input Formatting Data Control Information Encapsulation and Compression Scheduler Encapsulation and Compression Encapsulation and Compression ... ... Data Data Baseband Packets for PLP0 Baseband Packets for PLP1 Baseband Formatting Baseband Packets for PLPn ... ... Baseband Formatting Baseband Formatting ALP Packets for PLP0 ALP Packets for PLP1 ALP Packets for PLPn Baseband Formatting Baseband Packet Construction Baseband Packet Header Addition Baseband Packet Scrambling ALP Packets for PLPn Baseband Packets for PLPn
  57. 57. A/322 Figure 5.3 Baseband Packet structure showing Header, Payload and mapping example of ALP packets to a Baseband Packet. Figure 5.4 Baseband Packet Header structure details. Base Field Optional Field Extension Field ALP Packet ALP Packet ALP Packet ALP Packet ALP Packet Baseband Packet PayloadHeader ... ... 1 or 2 byte(s) 1 or 2 byte(s) Base Field Optional Field Extension Field Payload
  58. 58. Base Field Optional Field Extension Field PayloadHeader Extension (0-31 bytes) No Extension Mode 1 or 2 byte(s) 1 or 2 byte(s) 1 byte (8bits) Base Field Optional Field Extension Field Payload 1 byte (8bits) 1 byte (8bits) 1 byte (8bits) MODE (1b) 0 1 Pointer (LSB) (7b) Pointer (LSB) (7b) Pointer (MSB) (6b) OFI (2b) 00 01 10 11 Short Extension Mode Long Extension Mode No Optional Field, no extension field EXT_TYPE (3b) EXT_LEN (5b) EXT_TYPE (3b) EXT_LEN (LSB) (5b) EXT_LEN (MSB) (8b) Extension (0-full BBP) Mixed Extension Mode NUM_EXT (3b) EXT_LEN (LSB) (5b) EXT_LEN (MSB) (8b) Extension (0-full BBP) A/322 Figure 5.3 Baseband Packet structure showing Header, Payload and mapping example of ALP packets to a Baseband Packet. Figure 5.4 Baseband Packet Header structure details.
  59. 59. A/322 Figure 6.1 Block diagram of BICM. Figure 6.2 Structure of FEC Frame when BCH or CRC is used as Outer Code. BICM FEC Inner Encoder (LDPC) Outer Encoder (BCH, CRC, none) Bit Interleaver (BIL) Mapper Baseband Packets for PLPn Cells for PLPn FEC Frames for PLPn FEC Frame Mouter MinnerKpayload Ninner Nouter Baseband Packet (FEC Frame payload) Inner Code Parity Outer Code Parity
  60. 60. IP UDP RTP IP UDP RTP Section 8.3.4 Section 8.2.1 Tunneled Packet Header BBP Fragment Base Band Packet (BBP) Preamble PreambleIP 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 [SFN 조건 #1] 똑같은 데이터 Outer Stream and Inner Stream at Broadcast Gateway [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
  61. 61. [SFN 조건 #1] 똑같은 데이터 Outer Stream and Inner Stream at Broadcast Gateway BaseBand Packet
  62. 62. 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.
  63. 63. 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.
  64. 64. [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
  65. 65. [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
  66. 66. 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
  67. 67. 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
  68. 68. Q) STL-FEC Packet를 활성화시키면, Wireshark 상에서 패킷을 분석해보면, 설정하지 않은 UDP Port 번호가 관찰됩니다. (a) FEC 적용 전 (b) FEC 적용 후
  69. 69.  (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.
  70. 70. 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.
  71. 71. PT = 97 패킷보다 길이가 16Byptes 많음 --> FEC Packet RTP Header: RFC 3550 vs STLTP (Tunnel Packet) Payload Type = 96
  72. 72. 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
  73. 73. Unicast로 보낸다면, Gateway가 SFN 내에 속한 송신기를 모두 개별 관리해야 함. IBC KBS KBS 광교 남산 관악산 ATSC3.0 Exciter ATSC3.0 Exciter Broadcast Gateway ATSC3.0 Exciter S D STL Inner Stream Gateway에서 설정 Unicast의 경우, 송신기 개별 IP IP1 ATSC3.0 Exciter ATSC3.0 Exciter ATSC3.0 Exciter IP3 IP4 IP5 IP6 IP7 IP8 STL Outer Stream
  74. 74. Multicast로 보낸다면, Gateway가 SFN에 속한 송신기를 하나의 Group으로 묶어 관리 IBC KBS KBS 광교 남산 관악산 ATSC3.0 Exciter ATSC3.0 Exciter Broadcast Gateway ATSC3.0 Exciter S G STL Inner Stream Gateway에서 설정 Multicast 의 경우, Group IP 설정. SFN 내 모든 장치들이 공유하는 IP Broadcast Gateway (IP1, G) (IP2, G) ATSC3.0 Exciter ATSC3.0 Exciter ATSC3.0 Exciter IP3 IP4 IP5 IP6 IP7 IP8 IP 2 G STL Inner Stream IP 1 G STL Inner Stream 송신기에서는 (S,G) 정보를 바탕으로 IP Filtering 실시
  75. 75. [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/nsecSTL Inner: Timing & Management Packet_Release_Time ()
  76. 76. [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.
  77. 77. [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.
  78. 78. [SFN 조건 #2] 똑같은 시각 L1B_time_info_flag L1D_time_sec L1D_time_msec L1D_time_usec L1D_time_nsec
  79. 79. [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.
  80. 80. [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()
  81. 81. Q) 왜 시각정밀도는 ns까지 필요한 건가요? Elementary period = 시간축에서 Sampling rate 시간축에서 한 점을 표현하는 데 필요한 절대 시간 0 50 100 150 200 250 300 -3 -2 -1 0 1 2 3 Time samples Real(orimaginary)value 개별적인 디지털 값들을 elementary period 속도로 아날로그 파형으로 찍어내면 Elementary period에 해당되는 대역폭이 결정됨. 여기 점들을 T=7/48us 속도로 Digital-to-Analog Conversion (DAC)를 하면 6MHz 신호가 되는 것이고, .T=7/64us 속도로 DAC 하면 8MHz 신호가 되는 것임. Elementary period
  82. 82. Q) 왜 시각정밀도는 ns까지 필요한 건가요? 6MHz 표준에 따르면, 한 샘플의 Elementary period T = 144.7ns 임. 1μs 오차로, 약 9샘플의 오차 발생 즉, Bootstrap이 발사되는 시각은 ns 단위로 정의될 수 밖에 없음. Bootstrap_Timing_Data() Frame 0 발사시각 2018-01-01 07:41:08 674 074 074 Frame 0Frame 1 ms μs ns Bootstrap_Timing_Data() Frame 1 발사시각 2018-01-01 07:41:08 927 777 777 ms μs ns
  83. 83. [SFN 조건 #2] 똑같은 시각 ATSC3.0 Broadcast Gateway Microwave (Wireless) IP Network (Wireline) T 주조 T 관악 T 계룡 T 황령 ATSC3.0 Transmitter ATSC3.0 Transmitter ATSC3.0 Transmitter Tbootstrap Maximum Network Delay (MND) Modulation delay (processing time) + SFN delay offset Δ 1 Δ 2 Δ NSTL network delay between studio and exciter IBC KBS KBS 관악 계룡 황령
  84. 84. MND 설정 전체 송신기들의 값을 수집한 후에, 가장 큰 값을 기준으로 적정한 값을 선정하여 주조 내 Broadcast Gateway 에서 MND 값 설정 예정
  85. 85. (참고) SFN Delay 확인 결과: 광역권 괘방산 = 697.313ms (단, 3월 30일 현재 계산 결과 부정확. 추후 업데이트 필요) R&S Exciter 펌웨어 V3.0 기준
  86. 86. [SFN 조건 #2] 똑같은 시각 송신기는 알아야하는데, 수신기는 몰라도 되는 정보 [출처] A/324: (Doc. S32-266r18) S32-Scheduler / Studio to Transmitter Link, November 14, 2016. seconds shall carry a value equal to the 22 least significant bits (LSBs) of the seconds portion of the Bootstrap_Timing_Data described in Table 8.3. a-milliseconds_pre shall carry a 10-bit value identical to the value contained in the 3rd through 12th MSBs of the nanoseconds field of the Bootstrap_Timing_Data(), described in Table 8.3. Note that the a- millisecond_pre value is used in the RTP Header Timestamp only as an identifier of the Reference Emission Time of the Frame in which its contents belong; consequently, the somewhat longer Period of an a-millisecond_pre relative to precisely one millisecond is immaterial for this use. STL Outer
  87. 87. A/324 표준에 따르면, (8.5.1. Frequency Accuracy) Carrier Frequency accuracy shall be +/–0.5Hz per transmitter with a cumulative differential error of zero. Use of GPS as a time base will allow this to be true. [SFN 조건 #3] 똑같은 주파수 시간 정밀도는 장치내부 Clock 품질이 결정 (Note 1) 10MHz 클럭 기준 [출처] https://www.meinbergglobal.com/english/specs/gpsopt.htm
  88. 88. [미래창조과학부고시 제2016-105호, 2016.9.30.] 방송표준방식 및 방송업무용 무선설비의 기술기준 제13조(지상파 초고화질 텔레비전방송) ② 지상파 초고화질 텔레비전방송용 무선설비 등의 기술적 조건은 다음 각 호와 같다. 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 [SFN 조건 #3] 똑같은 주파수
  89. 89. ATSC3.0 Broadcast Gateway ATSC3.0 Exciter 1TV를 기준으로 설명하면 다음과 같습니다. Broadcast Gateway에서 Source IP에 100.111.9.100 번을 적습니다. Destination IP에는 Multicast IP를 적는데, 239.255.9.50을 적습니다. Port 번호는 5000을 적습니다. Broadcast Gateway에서 Exciter로 전달되는 패킷 페이로드(Payload)에는 Baseband packet, Preamble packet, Timing & Management Packet이 섞인 상태로 담겨 전달됩니다. 때문에, Exciter에서 Broadcast Gateway 패킷을 정상적으로 수신하기 위해서는 (좌측 화면과 같이) Source IP와 Multicast IP 설정해야만 합니다. Baseband Packet, Preamble Packet Timing & Management Packet Source IP Destin. IP Port Num. STLTP 총정리
  90. 90. 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 ExciterIP2
  91. 91. timestamp_min() timestamp_max() the earliest time the latest time RTP Header: RFC 3550 vs DSTP 00000 Multicast address 239.0.0.0 through 239.255.255.255
  92. 92. A/331 Section 6. Low Level Signaling Multicast address 239.255.0.0 ~ 239.255.255.255
  93. 93. timestamp_min() timestamp_max() the earliest time the latest time RTP Header: RFC 3550 vs ALPTP 00000 from 80 (0x50) through 95 (0x5f) LMT ‘0’ RDT ‘1’ * LMT : Layer Mapping Table, RDT : ROHC-U Description Table Multicast address 239.0.0.0 through 239.255.255.255
  94. 94. RTP Header: RFC 3550 vs STLTP (Preamble) 0000 239.0.51.48:30064 RTP Header Timestamp only as an identifier of the Reference Emission Time of the Frame 0 0 77 (0x4d)
  95. 95. STLTP (Preamble) Stream Packet Payload A/322 L1-Basic Signaling()
  96. 96. STLTP (Preamble) Stream Packet Payload A/322 L1-Detail Signaling()
  97. 97. RTP Header: RFC 3550 vs STLTP (Timing & Management) 0000 239.0.51.48:30065 RTP Header Timestamp only as an identifier of the Reference Emission Time of the Frame 0 0 76 (0x4c)
  98. 98. STLTP (Timing & Management) Stream Packet Payload 239.0.51.48:30065 Bootstrap Preamble Time Frequency Frame Subframe 0 Subframe n-1. . . wakeup_control() in DSTP Bootstrap#0 Bootstrap#0 Bootstrap#1 Bootstrap#1 Bootstrap#1,2 Bootstrap#3 Bootstrap#2 A/322 annex J A/324 Section 9.3.2 4 LSBs of the seconds value of the TAI time
  99. 99. Exciter 기능 개념도: Bootstrap Bootstrap Preamble Time Frequency Frame Subframe 0 Subframe n-1. . . [출처] A/321: ATSC Standard: System Discovery and Signaling 4.5MHz (2048+550) C-A-B B-C-A B-C-A B-C-A 0.5ms 2.0ms 2K-FFT 00 = 6 MHz 2 (6MHz) FFT size, guard interval, pilot pattern, L1-Basic mode (for preamble) bootstrap_major_version = 0
  100. 100. RTP Header: RFC 3550 vs STLTP (Tunnel Packet) 0 0 97 packet_offset This field redefines the RTP SSRC_ID field [6]. Under [8], this field can be assigned any value and is to be ignored by the receiver. In this application, if the marker bit equals ‘1’, this field shall define the payload offset of the first Tunneled Packet. The field shall indicate the number of bytes after the RTP header before the first IP packet starts within the tunneled payload. If the Tunneled Packet starts immediately after the header, then packet_offset shall be ‘0’.
  101. 101. RTP Header: RFC 3550 vs STLTP (Tunnel Packet) IP/UDP 상황 => Decode as ‘RTP’
  102. 102. packet_offset Marker = 1 = Tunnel Packet RTP Header: RFC 3550 vs STLTP (Tunnel Packet) Payload Type = 97
  103. 103. packet_offset = 0 RTP Header: RFC 3550 vs STLTP (Tunnel Packet) Marker = 0 Payload Type = 97
  104. 104. Broadcast Gateway에서 SFN Delay Offset 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. num_xmtrs_in_group shall indicate the number of transmitters to which data is addressed in the Per_Transmitter_Data () ‘for’ loop. The value can be less than the total number of transmitters in the network, in which case data addressed to groups of transmitters shall be sequenced in order across multiple Timing & Management Data packets. tx_time_offset shall indicate the emission time offset of the transmitter to which it is addressed relative to the Bootstrap reference emission times of all frames. The transmitter time offset shall be expressed in units of positive or negative integer steps of 100 ns and shall be a two’s complement signed integer binary number having a range from –32,768 through +32,767 decimal, representing time offsets from –3,276.8 through +3,276.7 microseconds. [3] SFN 네트워크 구축과 Delay 조정
  105. 105. Broadcast Gateway에서 SFN Delay Offset 적용 (예제) ATSC3.0 Broadcast Gateway Microwave (Wireless) IP Network (Wireline) ATSC3.0 Transmitter ATSC3.0 Transmitter ATSC3.0 Transmitter IBC KBS KBS 1011 2765 3324 num_xmtrs_in_group = 3 (하나의 게이트웨이에서 관리하는 송신기 3개) Per_Transmitter_Data () 송신기 개별 설정값 전체를 포함하는 표 xmtr_id tx_time_offset 1011 10 2765 0 3324 100 모든 송신기는 SFN 내의 송신기 설정값을 수신합니다. 그 값들 중에서, 내 아이디와 일치하는 값만 선택하여, Exciter에 설정합니다. 즉, TxID = 1011 번 송신기는 SFN Delay Offset를 10(=1us)으로 설정합니다.
  106. 106. 동일한 데이터를 보내야만 하는 SFN 조건을 만족하면서, 송신기별로 서로 다른 데이터를 보내기? Guard interval (CP length) *ITU-R SG6 Document 6A/394 Rapporteur Group on Single Frequency Networks (SFN) design and implementation * Advanced Television Systems Committee Document A111:2009
  107. 107. TxID Signal Generation 필요할 때만 TxID 삽입 ON 필요 없을 때는 TxID OFF 송신기 식별 부호 송신기별로 서로다른 고유한 식별부호(Sequence) 할당
  108. 108. 110 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 TxID Sequence 0 1 0 1 0 1 …. TxID Sequence 0 1 0 1 0 1 …. -1 1 -1 1 -1 1 …. -0.031 0.031 -0.031 0.031 -0.031 0.031 …. BPSK Modulation TxID Injection Level 1 → 1 0 → -1 Injection Level 9, 12, 15, …, 42, 45 30dB Injection Level 적용시 송신기 식별 부호 생성
  109. 109. 두 신호가 얼마만큼 닮았는지 확인해보는 방법Cross-Correlation 송신기 식별 부호 검출 [출처] Sung-Ik Park, et. al, ATSC 3.0 Transmitter Identification Signals and Applications, IEEE TRANSACTIONS ON BROADCASTING, VOL. 63, NO. 1, MARCH 2017.
  110. 110. TxID Sequence 예제 관악 x1 남산 x2수신신호
  111. 111. CrossCorrelation( 관악 x1, 남산 x2 ) CrossCorrelation( 남산 x2, 관악 x1 ) TxID signal Cross CorrelationTxID Sequence 예제 CrossCorrelation( 수신신호, 관악 x1 ) CrossCorrelation( 수신신호, 남산 x2 )
  112. 112. 관악 Sequence 광교 Sequence 용문 Sequence 1.0 10km 0.9 15km 0.8 25km 0.6 30km 측정점 남산 Sequence 필드테스트에서 TxID 측정하기 거리 차이 => 빛의 속도 나눠서 시간으로 변환 => Elementary period로 나눠서 tap 수로 환산 4개의 Sequence 합
  113. 113. 수신점에서의 채널 분석 결과 남산- 수신점 관악산- 수신점 광교- 수신점 용문- 수신점
  114. 114. 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).
  115. 115. Broadcast Gateway에서 TxID 적용 ENENSYS사 Broadcast Gateway 설정 화면 (예) (예) TxID=3342 인 Exciter가 Gateway에서 설정한 SFN Delay Offset 값을 추출하는 방법 1) 우선, Gateway로부터 들어오는 Multicast Packet을 수신한다. 2) SFN Delay Offset은 Timing&Management Packet 내에 그 값이 적혀 있으므로, Port 번호 30065 패킷을 추출한다. 3) 수신된 내용 중 TxID = 3342 에 해당하는 SFN Delay Offset 값을 확인한 뒤, 장치에 그 값 그대로 설정한다.
  116. 116. 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.
  117. 117. 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.
  118. 118. (a) (c) Omni-directional Antenna 3 m Above Ground ATSC 3.0 IMAS (b) 9 m Above Ground (d) ATSC 3.0 Professional Receiver
  119. 119. TxID 검출 필드테스트에서는 여러 TxID가 검출되는 ‘클레버로직 수신기’ 사용 => 측정차에 기 탑재됨 광명 이케아 앞
  120. 120. TxID 검출 필드테스트에서는 여러 TxID가 검출되는 ‘클레버로직 수신기’ 사용 => 측정차에 기 탑재됨 상암동 하늘공원
  121. 121. TTA WG8027(RF 정합 테스트 실무반) 2018.04.20 현재 (예) KBS2 계룡산 송신소 1 6 00 매체, 충남, 송신소일련번호

×