The Status of 3DTV Broadcasting in Korea

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경희 연
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1 UHD 방송서비스 현황 광운대학교 유 지 상

2 목 차 미래 방송 서비스 전망 UHDTV 방송 현황 UHDTV 기술 표준화 현황

3 미래 방송 서비스 전망

4 TV 미디어의 진화 Analog Digital/HDTV : 1년 여 경과 아날로그 지상파 방송 종료, 2012년 12월 U.S.A.(June 12, 2009), Japan(July 24, 2011) 국내 주파수 재배치 13년 10월 16일 완료 (약 6개월 경과) Post-HDTV Service 3DTV, UHDTV 다시점, 파노라마, 홀로그래픽 Mono TV Color TV HDTV 1920 s 1950 s 2000 s 3DTV - S3D - Multi-view 3D UHDTV - 4K - 8K 2010 s

개국 1991 Cable TV 1995 Satellite TV 2003 IPTV 2009

5 방송 플랫폼의 진화 지 상 파 지상파방송 대한방송 개국 HLKZ TV 1956 KBS 개국 1961 TBS 개국 1964 MBC 개국 1969 방송사통폐합 1980 SBS 개국 1991 Cable TV 1995 Satellite TV 2003 IPTV OTT Service Netflix, Hulu, Amazon, D-go, Youtube

6 TV의 진화 PDP TV 1998 HD TV 1998 LCD TV 2001 LED TV 2008 Smart TV 2010 OLED TV 2013 Curved TV D TV 2009 UHD TV 2012 투명 접히는 형태.. 자료출처 HDGuru (hdguru.com) LED TV Reviews (

7 Digital Dividend 1 아날로그 방송이 종료된 12년 12월 이후 발생한 700MHz 대역의 여 유주파수 698~806MHz 대역으로 108MHz 대역폭, 채널 52번부터 69번까지 MHz : 유럽, 아프리카 전환 전 전환 후 ATV (2~4CH) ATV (5~6CH) ATV. DMB (7~13CH) ATV, DTV (14~60CH) DTV 임시대역 (61~69CH) f [MHz] DTV 예비 (2~4CH) DTV 예비 (5~6CH) DMB, DTV 예비 (7~13CH) DTV (14~51CH) 여유대역 (52~69CH) f [MHz]

8 Digital Dividend 2 모바일 광개토플랜 ( 12년 1월 20일, 방송통신위원회) 700MHz 중 40MHz를 하위대역(728~748MHz)과 상위대역(783~803MHz), 각각 20MHz씩 분할하여 통신으로 할당하는 것으로 통신용 40MHz와 보 호대역 13MHz로 이미 배정 나머지 55MHz도 30MHz와 25MHz로 나눠 배치함으로써 대출력인 방송 과 소출력의 이동통신이 혼재하기 매우 어려운 상황 13년 12월 31일 모바일 광개토플랜 2 발표, 미래창조과학부 '23년까지 1190MHz폭의 추가 주파수를 확보, '15년에 210MHz폭 할당 미정(30MHz) 통신 (20MHz) 보호 대역 (10MHz) 미정(25MHz) 통신 (20MHz) 보호 대역 (3MHz)

9 국민행복 700 플랜 1 한류 콘텐츠를 통한 창조경제 육성과 난시청 없는 무료보편 UHD 방송 서비스 구현으 로 국민 행복 증진 지상파 UHD 방송 단계별 도입 목표 지상파 UHD 방송 인프라 투자계획 출처 : 김상진, 국민행복 700플랜 실현, 문제는 주파수, Broadcasting culture, Feb. 2014

10 국민행복 700 플랜 2 지상파 UHDTV 추진을 위한 700MHz 주파수 소요대역 계획안 지상파 주파수 반납계획 (밴드플랜 2안일 경우) 출처 :김상진, 국민행복 700플랜 실현, 문제는 주파수, Broadcasting culture, Feb 출처 :김상진, 국민행복 700플랜 실현, 문제는 주파수, Broadcasting culture, Feb. 2014

11 UHD TV 방송 현황

12 UHDTV 방송 정의 1 HDTV(2K:1,920x1,080)가 제공하는 화질보다 4배에서 16배 선명한 초고선명 비디오 (4K:3,840x2,160 ~ 8K:7,680x4,320)와 다채널(10 채널 이상) 오디오 재현으로 사실감과 현장 감을 체험할 수 있는 실감방송 HD (2K: 1,920x1080) UHD-1 (4K: 3,840x2,160) UHD-2 (8K: 7,680x4,320) 12

13 UHDTV 방송 정의 2 UHDTV 4K (UHD-1) 8K (UHD-2) 화면당 화소수 3,840x2,160 7,680x4,320 화면 주파수 120, 60, 60/1.001, 50, 30, 30/1.001, 25, 24, 24/1.001 화소당 비트수 24~36bits 샘플링 형식 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0 오디오 채널 수 10.1~22.2 표준 수평 시야각 규격 데이터 량 HD 1,920x1,080, YUV4:2:0, 8bits, 30fps 746Mbps 3,840x2,160, YUV4:2:0, 8bits, 30fps 3Gbps(HD의 약 4배) 3,840x2,160, YUV4:2:2, 10bits, 30fps 5Gbps(HD의 약 7배) 4K UHD 3,840x2,160, YUV4:2:2, 10bits, 60fps 10Gbps(HD의 약 14배) (UHD-1) 3,840x2,160, YUV4:4:4, 12bits, 60fps 18Gbps(HD의 약 24배) 3,840x2,160, YUV4:4:4, 12bits, 120fps 36Gbps(HD의 약 48배) 7,680x4,320, YUV4:2:0, 8bits, 30fps 12Gbps(HD의 약 16배) 8K UHD 7,680x4,320, YUV4:2:2, 10bits, 30fps 20Gbps(HD의 약 27배) (UHD-2) 7,680x4,320, YUV4:4:4, 12bits, 60fps 72Gbps(HD의 약 96배) 7,680x4,320, YUV4:4:4, 12bits, 120fps 144Gbps(HD의 약 192배) 13

UHDTV 방송 기술 4K UHD 실감미디어 서비스를 위한 국내외 기술 개발 경쟁 치열 4K UHD 단말/디스플레이 CES2013/NAB2013 시연을 통해 대규모의 4K Display 출시 - 39인치 부터 최대 110인치 LCD 출시 디스플레이 획득/제작 4K UHD 카메라/편집 부호화 4K UHD 압축 전송 MPEG-2 MPEG-4 AVC H.

14 UHDTV 방송 기술 4K UHD 실감미디어 서비스를 위한 국내외 기술 개발 경쟁 치열 4K UHD 단말/디스플레이 CES2013/NAB2013 시연을 통해 대규모의 4K Display 출시 - 39인치 부터 최대 110인치 LCD 출시 디스플레이 획득/제작 4K UHD 카메라/편집 부호화 4K UHD 압축 전송 MPEG-2 MPEG-4 AVC H.264 HEVC (1/50압축) (1/100 압축) (1/200 압축) NEC, 60p 10bit 실시간 인코더 개발, VC K UHD 전송 방송매체 별 전송 고도화 방통융합을 통한 하이브리드화 캐논/소니/Red/JVC 등 UHD급(4K) 카메라 출시 NAB2013에서 소니/캐논은 4K UHD 제작 워크플로우 출시 NAB2013에서 20~30인치 모니터링용 4K 디스플레이, 스위처 등 4K 제작관련 장비 시연 14

15 전세계 UHD 방송 서비스 현황 UHD 실감미디어 서비스를 위한 기술 검증 및 실험방송 확대 * 지상파 실시간 60p실험방송 ( 14.4) * 케이블 상용방송( 14.4, 세계최초) * SES : AVC/H.264 기반 : HEVC/H.265 기반(20Mbps로 부호화) 15

16 국내 방송 서비스 동향 1 지상파 (지상파) 12년 10월부터 유럽 HD표준인 DVB-T2에 HEVC를 활용하여 실험방송 실시 14년 4월 5일 오후 2시 울산 동천체육관에서 열리는 2013~2014 KB 국민카드 프로농구 챔피 언결정전 3차전을 지상파 방송을 이용해 4K 60프레임 UHD TV로 실시간 중계 방송 구 분 기 간 세부내용 UHD 실험방송 1차 송출 12. 9월~12월 o 유럽방식 기술테스트(DVB-T2, CH66) o 고효율 압축 방식(HEVC) 전송 테스트 o 일반 UHD 콘텐츠(30p) 전송 테스트 UHD 실험방송 2차 송출 13. 5월~10월 o 고화질 UHD 콘텐츠(60p) 전송 테스트 UHD 3차 실험방송 14. 4월~12월 O KBS CH66, SBS CH 53(5월 20일 이후), MBC CH52(5월 초 개국방송) O SFN 방식, DVB-T2 16

17 유료방송(케이블, 위성, IPTV) 국내 방송 서비스 동향 2 (케이블) 13년 7월부터 5대 MSO가 일반 가입가구를 대상으로 표준화된 방송규격에 의 한 UHD 시범방송 실시 구분 송출권역 수신방식(STB 없음) 티브로드 씨앤앰 CMB 종로 중구, 서대문 강남, 서초 영등포 Clear QAM방식* (LG UHDTV) CJ헬로비전 양천, 해운대 PC 기반 S/W 방식** 현대HCN 서초 *셋톱박스 없이 UHDTV에 내장된 쾀튜너로 수신, **사업자가 자체 개발한 S/W로 수신 14년 디지털케이블TV쇼 행사(4월10일)와 연계하여 UHD 전용채널인 UMAX 개국 및 상용서비스 개시 선포 티브로드 : 인천아시아 게임을 위한 14. 4월말까지 UHD 제작 시스템 구축 시작 (위성) 12년 10월 MPEG-4 활용 실험방송, 13년 8월부터 HEVC 활용 실험방송(천리안위 성) 실시 중이며 14년 6월부터 상용위성을 통한 실험방송 실시 예정 (IPTV) '12년 8월~10월까지 각 사별로 상용망을 통한 실험방송 실시 (삼성 UHDTV) 17

18 국내 방송 서비스 도입일정 유료방송사업자 현행 방식으로도 충분한 전송용량 확보(케이블 38Mbps, 위성 75Mbps, IPTV 100Mbps)가 가능하므로 UHD방송 도입이 조기에 가능 HEVC를 추가하는 케이블 방송 기술 기준 개정 완료 ( 13.10월) (콘텐츠) 홈초이스는 UHD 전용채널(U-max)을 등록하고 14년 4월 10일에 개국 UHD 콘텐츠 200시간 분량을 확보하여 1일 20(4x5)시간 방송 예정 UHDTV 보유 가입자 대상 한시적 무료 프로모션 후 프리미엄 상품으로 전환 예정 (투자계획) 17년까지 케이블업계는 총 6,488억원, 위성방송은 총 1,682억원, IPTV업계는 총 4,434억원을 투자할 계획 구 분 콘텐츠 시설투자 단말장치 네트워크 기술개발 합 계(억원) 케이블 ,941 3, ,489 위성 , ,682 IPTV ,356 2, ,434 18

19 국외 방송 서비스 동향 1 일본 세계 UHD시장 선점을 위해 시범방송, 콘텐츠 확보 등 적극추진 NHK 는 12년 ABU(아시아-태평양방송연맹) 서울 총회에서 14년(브라질 월드컵) 4K 시험방송, 16년(리우 올림픽) 4K 본 방송 및 8K 시험방송, 20년(도쿄 올림픽)에 는 8K 본 방송 계획(위성 케이블) 발표 주파수 문제로 지상파 UHD방송은 계획이 없으나 NHK, 후지TV 등 지상파와 위성을 겸영 하는 방송사업자가 많아 약 60%의 가구가 위성을 통해 UHD 시청 가능 방송사 가전사 등이 포럼을 구성( 13.5)하여 4K UHD 콘텐츠 확보 추진 지상파(NHK등 6사), 위성방송(3사), 가전(6사, Sony등) 등 총 21개사가 참여 中, 포럼 산하 의 콘텐츠 위원회가 UHD 콘텐츠 제작, 프로그램 편성 및 조달 등을 추진 일본은 NHK, 민영방송사, 전자업체 등 21개사 참여하여 2013년 3월 4K UHD 전용 방송 국 개설 스카파JSAT 실험방송 실시, 15년 상용화 방송 예정 NTT-plala(IPTV 사업자) 4K VOD 실험서비스, 14년 2월 19

20 국외 서비스 동향 2 미국 UHD방송에 가장 적극적인 DirecTV(위성방송사업자)는 14년 중순 UHD방송을 위한 위성 추가발사 및 15년 상반기 본 방송 계획 14년 Comcast(케이블 인터넷사업자)는 14년 상반기에 스트리밍 방식으로 UHD 콘텐츠 서비스 예정(실시간 방송 서비스 계획은 확인된 바 없음) 싱클레어방송그룹 계열 WNUV-TV(지상파)는 FCC의 허가를 받아 볼티모어 지 역에서 '13.2월에 DVB-T2 방식의 UHD 실험방송을 개시하였으며 14.3월까지 실시 예정(ch40번으로 새벽1시~5시 사이에 실시) 20

21 국외 서비스 동향 3 유럽 (영국) 영국의 BskyB, 독일의 Sky Deutshland 등 위성방송사는 14년부터 위성을 통한 UHD방송을 도입할 계획임을 발표 (기술표준) 신규 압축기술(HEVC) 표준화는 13.1월 완료, 전송표준의 경우 지상 파는 새로운 표준 검토 중이며 케이블 위성은 기존방식으로 UHD 전송가능 구분 지상파 전송표준 케이블 전송표준 위성 전송표준 미국 ATSC 3.0('15.12월 완료예정) Opencable 유럽 DVB-T2 주) DVB-C DVB-S2 주) 지상파 HDTV 표준(2009년)이나, 지상파 UHD로서의 활용 방안을 연구 중 21

22 국외 서비스 동향 4 유럽(프랑스) 14프랑스의 HD포럼(방송사, 제조사 등으로 구성된 비영리법인)이 지상파 UHD 도입 및 700MHz대역 반납을 위한 향후 로드맵*을 발표 * '16년에 DVB-T2 / HEVC를 통해 UHD를 도입하고, 21년까지 DVB-T2 / HEVC로 완전 전환 완료한 후 700 MHz대역을 반납 ** HD포럼이 로드맵을 마련하여 프랑스 정부에 제안하였고, 현재 정부에서 검토 중 CSA(시청각최고평의회) : 방송사업면허교부권, 방송정책규제기관 15까지 MPEG-2 기술 중단 10개의 SDTV 채널을 MPEG-4기반의 HDTV 채널로 전환 18 DVB-T2( 09)와 HEVC로 전환 시작하여 20 기준으로 DVB-T( 97)와 MPEG-4 최종 종료 DGMIC(미디어문화산업총국) : 디지털 전환 관련 정책 700MHz대역을 15년 11월까지 모바일 브로드밴드 사업자에 경매하겠는 계획 결정 아직 공식적 입장 밝히고 있지 않음 출처: 지상파 UHD 방송도입방안연구, 김국진/최정일 2013년 11월 700MHz 대역 경매하기로 결정, 국가 안보와 방어를 위한 군사 프로그램 법안에서 700MHz 대역 경매로 발생한 대금을 방위산업에 투자(프랑스 관보) 22

23 국외 서비스 동향 5 유럽 13년 1월부터 EUTELSAT(프랑스 통신위성 운영업체)은 DVB-S2/8PSK 방식으 로 13년 1월부터 4K UHD 위성방송 서비스 중(3,840x2,160@50p 영상포맷) 스페인 UHDTV 지상파 방송서비스 실험방송 13. 2월 25일부터 28일간 Abertis Telecom은 DVB-T2 방식을 기반으로 실험 룩셈부르크 SES는 소니와 4K UHD 위성 생방송 시연 12년 9월 IBC : AVC/H.264 코덱 기반 13년 4월 : HEVC/H.265 코덱 기반, 20Mbps 부호화 23

24 UHD 서비스 현황: 스트리밍 & Packaged Media 1 14년 이후 상용서비스 전개 예상 <4K Player를 이용한 서비스> 12년 12월 Red의 Redray 4K Cinema Player 출시 100시간 분량의 1TB 드라이브, 영상 해상도-4,096x2,160 DCI, 3,840x2,160 4K-UHD 클라우드를 이용하는 Distribution Platform인 ODEMAX와 연계하여 디지털 시네마 서비스 실시 13년 1월 CES에서 삼성은 4K UHD 업스케일링 기능을 지원하는 Blu-Ray 3D Player 발 표 13년 1월에 BDA(Blu-ray Disc Association)는 12년 말부터 4K UHD 비디오를 지원하는 BD 확장 규격 연구 중이라고 발표 13년 2월에 Sony는 PlayStation 4에서 4K 해상도의 사진 및 비디오 출력을 지원하기로 발표 ( 13년 11월 출시 예정) 13년 7월에 Sony는 4K UHD Media player 출시 (임대 $7.99, 구매 $29.99) Sony의 4K UHDTV에서만 재생 가능 24

25 UHD 서비스 현황: 스트리밍 & Packaged Media 2 14년 이후 상용서비스 전개 예상 <4K 스트리밍 / 다운로드 서비스> Netflix House of Cards 시즌2 24/25/29.97/30/50/50.94 Amazon Instant 5편의 코미디와 드라마 파일럿 프로그램 제작 Youtube VP9을 이용한 4K 동영상 스트리밍 서비스 최대 4,096 3,072 해상도(12.6 M pixels, 화면비 4:3)의 영상을 업로드 할 수 있고, 다운로드 후 재생할 수 있음( 10년 ~) M-GO Technicolor와 Dreamworks Animation 조인트 벤쳐 삼성전자 UHD 스마트 TV 4K 콘텐츠 제공 3Mbps 대역폭으로 시청이 가능 Direct TV Comcast 25

26 UHDTV 기술 표준화

2mm 유효화소수 7680x4320 3840x2160 화소크기 3.8um각 4.

27 UHDTV 방송 표준 기술 범위 인터페이스 기술 비압축 UHD 콘텐츠 저장 포맷 기술 UHDTV AV 신호규격 AV부호화 기술 다중화 기술 DCATV/위성/지상파 기반 변복조, 채널 부호화 및 전송 프로토콜 기술 IPTV기반 전송프로트콜 기술 표 2> 3,300만화소 촬상소자 특징 획득/저장 제작 부호화/다중화 전송 시제품 촬상소자 종래의 소자 광학포맷 2.5인치 1.25인치 수광면크기 수평 29.8mm 수직 16.4mm 수평 16.6mm 수직 9.2mm 유효화소수 7680x x2160 화소크기 3.8um각 4.2um각 디스플레이/스피커 신호출력방식 저압차동방식 (LVDS) 저전압CMOS 단말 (STB) (LVCMOS) 신호출력수 12bit 16병렬 10bit 16병렬 케이블/위성/지상파/IPTV 주사방식 순차주사 순차주사 매체별 수신 역다중화/복호화 Player DCATV/위성/IPTV/ 지상파 기반 송수신 정합 규격 UHDTV AV 품질측정 권고안 압축된 UHD 콘텐츠 저장포맷 기술 27

28 UHD 관련 국제 표준화 기구 출처 : DVB-EBU UHDTV Fact Findings Workshop( 13.5) 28

29 DVB (유럽) 국제 표준화 현황: 전송기술 (지상파) DVB-T2 까지 표준이 완료된 상태이며, 4K-UHDTV 스트림 전송이 가능한 전송률을 확 보하고 있음 전송기술 표준승인 년도 주요기술 전송율 (6MHz 대역폭 기준) DVB-T 1997년 QPSK, 16QAM, 64QAM/RS+Convolutional code 3.73~23.75 Mbps DVB-T2 2009년 256QAM추가/LDPC 3.73~37.73 Mbps ATSC (미국) 현재 ATSC 3.0 표준화가 진행 중이며 15년 말 개발 완료 계획 전송기술 표준승인 년도 주요기술 및 현황 전송율 (6MHz 대역폭 기준) ATSC 1996년 8-VSB/RS+TCM Mbps ATSC 2.0 진행 중 전송기술 관련 변경사항 없음 (NRT 데이터방송규격, M/H 규격 추가) Mbps ATSC 년 12월 기존 ATSC 전송방식과 역호환성 을 고려하지 않고, 전송효율을 향상시키는 기술을 이용하여 4K-UHDTV, Mobile HDTV, Hybrid Service를 위한 방송 규격 개발을 주요 목표로 표준화 진행 중 - 29

30 국제 표준화 현황: 전송기술 (케이블 & 위성) DVB(케이블) DVB-C2 까지 표준이 완료된 상태이며, 4K-UHDTV 스트림 전송이 가능한 전송률을 확 보하고 있음 전송기술 표준승인 년도 주요기술 전송율 (6MHz 대역폭 기준) DVB-C 199x년 16- to 256-QAM/RS 최대 39 Mbps DVB-C2 2009년 16- to 4096-QAM/LDPC+BCH 최대 62 Mbps Future extension 2015년 이후 QAM AQAM 72 Mbps 83 Mbps DVB (위성) 기존 DVB-S2 표준 기반으로 UHDTV 방송서비스에 적합한 위성전송기술인 DVB-S2x 표준화가 2013년 하반기 완료 예정 전송기술 표준승인 년도 주요기술 전송율 (36MHz 대역폭 기준) DVB-S 1997년 QPSK/CC+RS 43 Mbps DVB-S2 2004년 8PSK,32APSK/LDPC+BCH 67 Mbps (8PSK 사용 기준) 130 Mbps (32APS 사용 기준) DVB-S2x 2013년 64APSK 175Mbps (64APSK 사용 기준) 30

31 국내 표준화 현황 차세대방송표준포럼 실감방송분과위원회 TTA UHDTV WG ( ~) UHDTV 응용시나리오 및 요구사항 논의 (2008년) 국내 UHDTV 영상신호 규격안을 마련하여 TTA 제출 (2009년) TTA 디지털TV프로젝트그룹(PG802)에서 논의를 거쳐 국내 UHDTV 영상신호 규격 제정( ) ITU-R BT.2020 국제 표준을 반영하여 개정(2013년 말) 차세대 오디오 WG ( ~) 국내 UHDTV 오디오 신호 규격을 마련하여 TTA 제출 (2011년 초) TTA 디지털TV프로젝트그룹(PG802)에서 국내 UHDTV 오디오신호 규격 제정(2011년 12월) PG802 UHDTV 서비스 시나리오 및 고려사항 정의 기술분석서 ( ) UHDTV RF전송 기술 실무반 및 UHDTV 코덱/시스템 실무반 구성( ) 지상파 4K-UHDTV 송수신정합규격 표준 개발 중( 완료 예정) PG803 케이블기반 서비스 시나리오 및 요구사항 정의 완료( ) 케이블기반 UHDTV 송수신정합규격(전용채널) 표준 개발 완료 ( ) PG805 초고화질(UHD) 디지털 위성방송 송수신정합(TTAK.KO , 13.12월) TTA의 UHD 영상신호, 오디오신호 표준을 준용하고 비디오 코덱은 HEVC를 적용 31

32 향후 전망 기술은 계속해서 진화, 미디어는 3D와 UHD 같이 실감형으로 진화할 것임 TV 단말의 활용도가 넓어짐 다양한 OTT 서비스 (인터넷 활용) UHD-Zoo (삼성), 박물관 활용 등 UHD 이용자 행태도 방송 분야보다 영화와 인터넷, 개인용 미디어 등에서 마 니아 중심의 이용행태를 보임 방송 부분의 새로운 서비스는 시작이 어려움 제조사와 방송사업자 동시에 참여하는 콘텐츠 제작 UHD급 방송 장비 교체(막대한 자금, Revenue 창출?) 디지털 전환 이후 범 정부 차원의 방송 정책 필요

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<32303133303832392DB9DFC1A6B9AE28BCF6C1A4292E687770> 2013 한국방송학회 세미나 디지털 전환 이후 지상파방송의 활성화를 위한 전략과 과제 일시 2013년 8월 29일(목) 오후 3시~6시 장소 서울 광화문 프레스센터 19층 기자회견장 주최 한국방송학회 후원 방송인총연합회 2013 한국방송학회 세미나 디지털 전환 이후 지상파방송의 활성화를 위한 전략과 과제 일시: 2013년 8월 29일(목) 오후 3시~6시