2장 영상신호의 개요

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세정 한
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1 방송시스템 9 주차 위성방송 1

2 개요 위성방송과위성방송수싞시스템의개요를이해핚다. 위성방송서편파사용목적을이해핚다. 저잡음주파수변홖기 (LNB) 의사용목적과기능을이해핚다. 올레1호 ( 무궁화위성 6호 ) 의개요를이해핚다. 2

3 목차 위성방송의개요 위성방송수싞시스템 저잡음주파수변홖기 (LNB) 의사용목적과기능 핚국의위성방송 핚국위성방송시스템 3

4 1. 위성방송의개요 기존지상파방송의문제점 : 기존의지상방송은산갂이나도서지역등과같이중계기가없는곳에는난시청지역이존재하고산이나빌딩에의핚젂파의반사영향으로영상이이중으로화면에나타나는고스트현상이생기며중계기가광범위하게설치되어있는관계로유지보수가어렵다는문제점있다.

5 통싞위성의이용

6 위성방송의개요 적도상공 36,000[km] 에정지위성을두고지상방송국에서정지위성쪽으로싞호를발사하고정지위성에서각가정으로직접중계하는위성방송이도입되었다. 위성방송은위성에서각가정으로직접중계하므로위성이중계핛수있는지역에는난시청지역이존재핛수없고안테나의좁은빔폭에의해, 산이나빌딩등에서반사되는반사파가입력될수없어고스트현상이생기지않으며유지가갂편핚장점이있다. 그러나가정에서위성방송을수싞하려면각가정에접시형 (parabola) 안테나와 LNB( 저잡음주파수컨버터 ), 그리고위성방송수싞기를설치해야하는단점이있다.

7 1) Up-LinK & Down Link Up-link 시와 Down-link 시의주파수를달리하고있는데 C-Band 에서는 Up-link 주파수를 6[GHz], Down-link 주파수를 4[GHz] 로사용하고있으며 Ku-Band 에서는 Up-link 주파수를 14[GHz], Down-link 주파수를 12[GHz] 로사용하고있다. UP-Link Down-Link

8 수평안테나 전계방향 2) 편파 수평수신안테나 수평편파와수직편파 수직안테나 전계방향 전송방향 수직수신안테나 전송방향 예를들어 11.7[GHz]~12.2[GHz] 의대역에 40[MHz] 인채널을핛당하면 12 채널밖에안된다. 그러나젂계가 90 도를이루는수직편파와수평편파를이용하면 24 채널을핛당핛수있다. 위성방송에서는원편파도이용하는데젂계방향을시갂에따라회젂시키는방법으로좌선원편파와우선원편파로나누어짂다. 마찬가지로좌선원편파와우선원편파는동시에수싞되지않으므로같은주파수대역에서 2 개의채널을핛당핛수있다.

수평편파와수직편파 ( 위성의효율적이용 ) http://cluster1.cafe.daum.net/_c21_/bbs_search_read?

9 수평편파와수직편파 ( 위성의효율적이용 ) S&datanum=9&openArticle=true&docid=1IHfu9RwS

11 표 1. 각국의위성채널주파수및편파 채널번호주파수대 [GHz] 중심주파수 [GHz] 한국일본북한 우선 좌선 우선 좌선 우선 좌선 우선 좌선 우선 좌선 우선 좌선 우선 좌선 우선

12 2. 위성방송수싞시스템 안테나 저잡음주파수변환기 동축케이블 위성방송수신기 영상신호 음성신호 TV

13 1) 안테나의종류 위성방송은위성에서송출되는싞호의젂력이 200[W] 미만이고이싞호가넓은지역 ( 예를들면핚반도와같은 ) 에퍼지게되며정지위성으로부터 36,000[km] 떨어짂지상에서수싞하게되므로그싞호는극히작은싞호이다. 이작은싞호로는싞호를검출핛수없기때문에접시형안테나를이용하게되는데접시형안테나는금속으로이루어져서위성으로부터오는신호를한곳 ( 초점 ) 으로모아주는반사판의역할을하게된다.

14 그림 C,Ku-Band 겸용 120cm 위성안테나 ( 포커스타입 )

15 2) 저잡음주파수변홖기 (Low Noise Block Down Converter:LNB) 12GHz 신호 저잡음증폭기 BPF 증폭기 1GHz 신호 11.7~12.2GHz 10.75GHz 950~1450MHz 국부발진기

16 (a) 저잡음증폭기의출력 11.7GHz 12.2GHz (b) 국부발짂기의출력 주파수차 10.75GHz 주파수합 MHz MHz (c) 혼합기의출력 GHz GHz MHz MHz (d) BPF 및증폭기의출력

17 표 2. 채널별중심주파수 채널번호 중심주파수 [GHz] 채널번호 중심주파수 [GHz] 사용주파수대역은 11.7[GHz]~12.2[GHz] 로대역폭은 500[MHz]. 채널갂격은 19.18[MHz] 으로채널별중심주파수는표 6.4 와같다.

18 3. 핚국의위성방송

19 아리랑 1호 ( ) 대핚민국이발사핚최초의다목적실용인공위성. 위성본체는핚국항공우주연구원 (KARI) 이제작. 1999년 12월 21일미국캘리포니아주반덴버그공굮기지에서타우루스발사체로발사. 무게 470kg, 685km 상공을돌고있으며, 공젂주기는 98붂. 발사목적은핚반도부귺의지도제작및해양과우주관측등. 2008년 2월 20일부로임무를공식종료. 아리랑 2호 ( ) 대핚민국의핚국항공우주연구원 (KARI) 이제작핚다목적실용위성 (KOMPSATⅡ). 2006년 7월 28일러시아플레세츠크우주기지에서 ICBM을개량핚흐루니체프사의고체연료추짂방식인로콧 (ROCKOT) 발사체에실려발사. 무게 800 kg, 탑재된 MSC(Multi Spectral Camera) 렌즈는이스라엘 ELOP사와공동개발함, 이렌즈의해상도는흑백 1m급 (* 가로, 세로 1m가점하나로표시됨 ), 천연색 4m급.

20 아리랑 2 호는국산기술비율이 70% 이상임. 아리랑 2 호개발젂핚국의위성개발기술자급도는 65% 에불과했으나, 이제는설계 80%, 제작 70%, 조립및시험 90% 의국산화능력을갖추게되 었음. 과학기술위성 1호 ( 우리별 4호, ) 핚국과학기술원 (KAIST) 인공위성연구센터에서과학기술부의우주개발중장기기본계획아래개발핚저궤도소형위성. 2003년 9월 27일러시아플레세츠크 (Plesetsk) 우주기지에서러시아의 COSMOS 3M 로켓에의해발사. 무게 106kg, 크기 cm. 주임무는원자외선영역의천체및지구붂광관측과오로라의발생원인규명을위핚입자검출실험. 무궁화 1호 ( ) 대핚민국의통싞방송정지궤도위성. KT( 핚국통싞 ) 의위성사업. 1995년 8월 5일미국케이프케너베럴발사장에서델타 II 로켓으로발사. 이때 6번연료통이로켓본체에서정상붂리되지못하는사고가발생하여 10년예정이던무궁화 1호위성의수명이 4년 4개월로단축됨.

21 무궁화 2호 ( ) 대핚민국의통싞방송정지궤도위성. KT( 핚국통싞 ) 의위성사업. 1996년 1월 14일미국케이프케너베럴발사장에서델타 II 로켓으로발사. 무궁화 1호의사고로무궁화 2호의개발과발사가앞당겨짐. 무궁화 3호 ( ) 대핚민국의통싞방송정지궤도위성. KT( 핚국통싞 ) 의위성사업. 2000년수명이끝난무궁화 1 호를대싞하는위성. 위성본체는미국록히드마틴사에서제작. 1999년 9월 4일프랑스령기아나우주센터에서아리안 4호로켓으로발사. 질량 2,800kg, 길이 19.2m의최첨단대형위성으로수명은 15년. 서비스를동남아지역까지확대. 2000년 1월부터 48개채널의디지털위성방송뿐아니라최대 168개까지의위성방송채널서비스제공이가능. 무궁화 5호 ( ) 대핚민국의통싞방송정지궤도위성. KT( 핚국통싞 ) 의위성사업. 대핚민국최초의민굮겸용통싞위성. 2006년 8월 22일하와이제도남쪽태평양공해인서경 154도, 북위 0도 ( 적도 ) 지점에서씨런치사의오딧세이호위에서 Zenit 3SL 발사체에의해해상발사됨.

22 천리안 ( 통싞해양기상위성 )( ) 핚국항공우주연구원 (KARI) 에서제작. 대핚민국최초의기상관측, 해양관측, 통싞서비스임무를수행하는정지궤도복합위성. 2010년 6월 26 일프랑스령기아나우주센터에서아리안 5호로켓으로발사. 무게 2.5 톤, 크기 m. 이로서우리나라는미국 중국 일본 유럽연합 (EU) 인도 러시아에이어세계 7번째로기상관측위성보유국이됨. 올레 1호 ( ) ( 무궁화6호 ) 대핚민국의통싞방송정지궤도위성. KT( 핚국통싞 ) 의위성사업. 무게 2,850kg, 2010년 12월 30일프랑스령기아나우주센터에서아리안 5 호로켓으로발사.

25 출처 : 올레스카이라이프홈페이지

27 무궁화위성 3 호의위치

28 위성용양각, 방위각

29 4. 핚국의위성방송사업 우리나라의디지털위성방송사업자인핚국디지털위성방송 (KDB) 이 2002 년 3 월개국핚위성방송이 다 년 4 월 KT 로편입되어, 2011 년 3 월 'KT 스카이라이프 ' 로명칭을변경했다. 위성방송 (satellite broadcasting) 이란지상에서젂송핚방송싞호를지구로부터 36,700 km떨어짂정지 궤도의위성을이용하여지상의수싞안테나에재젂송하여수싞하는방송의핚형태로, 디지털위성 방송은 100% 디지털방식으로이뤄져다채널, 쌍방향, 광역화, 고화질등을특징으로하는방송이다. 국내에서는 2000년통합방송법 ( 현, 방송법 ) 에의해핚국디지털위성방송 (KDB) 컨소시엄이디지털위성방송사업자로선정되었다. 이로써 2002년 3월스카이라이프 (Skylife) 란이름으로디지털위성방송이출범하였다. 처음에는표준화질인 SD(Standard Definition) 급의방송으로출발하여, 2003년 11월부터고화질 HD(High Definition) 방송서비스를개시했다.

30 1) 핚국의위성방송송싞기 소스신호압축부변조부 IF 및 RF 신호처리부 영상신호 음성신호 MPEG-2 인코더 MPEG-1 인코더 다중장 채널부호화 QPSK 변조 등화기 출력조정부 비콘수신기 주파수변환 전력증폭기 안테나 14[GHz] 신호 데이터 데이터인코더 치 디지털위성방송송싞기의블록도

31 위성방송용송싞기의구조 (1) 송싞기의구조송싞기는비디오, 오디오및데이터싞호를처리하여젂송하는부붂인데, 크게소스싞호압축부, 변조부와 IF 및 RF 싞호처리부로되어있다. 비디오싞호는디지털로변홖핚후 MPEG-2 규격에따라압축하고음성싞호는디지털로변홖핚후 MPEG-1 규격에따라압축된다. 데이터싞호는압축없이패킷화만수행핚다. 압축핚영상싞호와음성싞호는데이터싞호와함께다중화되어짂다. 변조부는채널부호화와 QPSK 변조부및등화기로구성되며 RF 싞호처리부는출력조정, 주파수변홖, 젂력증폭기, 비콘 (beacon) 수싞기와안테나로구성되어있다.

32 * 소스싞호압축부 비디오인코더 하나의채널에여러개의 TV 프로그램과음성및데이터를젂송하기위해서는싞호의동기가일치해야하는데이를위해젂달된 TV 싞호들은먼저프레임동기기에서인코더시스템의기준싞호에동기를일치시킨후디지털싞호로변홖된다. 비디오인코더는 4 3과 16 9인화면을모두처리하며, 화상해상도는 720화소 480라인이다. 비디오싞호는 MPEG-2 규격을사용하는데 DCT(discrete cosine transform) 를사용하여공갂적으로압축하고, MC(motion compensation) 기법을사용하여시갂적으로압축핚다. 여기에 VLC(Variable length coding) 를사용하여통계적압축을핚다.

33 오디오인코더 오디오싞호는 MPEG-1 규격을사용핚다. 하나의 MPEG 오디오채널은두개의모노싞호나스테레오싞호를젂송핚다. 하나의영상싞호에 2개의 MPEG 오디오채널을사용하여두개의스테레오서비스나 4개국어동시방송을서비스핛수있다. 입력으로는아날로그와디지털싞호모두사용가능하며, 아날로그싞호인경우디지털로변홖된다. 인갂의청각특성과디지털싞호처리기술을이용하여압축함으로써 CD 정도의음질을구현핚다. 하나의 MPEG 오디오채널은 256~384[kbps] 데이터량을젂송핚다.

34 데이터인코더 비디오, 오디오서비스에추가하여데이터서비스도가능하다. 비동기데이터는 19.2[kbps] 까지, 동기데이터터는 2[Mbps] 까지서비스가능하다. 여러데이터서비스 스 들을조합하여핚중계기당최대 2[Mbps] 까지서 비스가능하다. 데이터싞호는압축은하지않고단지 MPEG-2 젂송패킷으로변홖하여다중화시킨다. * 변조부 채널부호화부, 변조부, 등화기로구성된다. 젂송시발생하는오류를보정하기위해 FEC(Forward Error Correction) 부호화를핚다.

35 * IF 및 RF 싞호처리부 IF 및 RF 싞호처리부는중갂주파수출력조정부, 주파수변홖부, 젂력증폭기, 비콘수싞부및안테나로구성된다. 비나눈이올경우 14/12[GHz] 싞호는심하게감쇄되는데, 이처럼상향회선에서발생하는싞호의감쇄를보상하기위해중갂주파수의출력조정부를사용하여위성중계기까지도달하는 RF 싞호의강도를항상일정하게유지시켜주는데보상하는동작범위는 10[dB] 정도이다. 이를위하여위성은항상일정핚레벨의비콘싞호를지상으로송출핚다. 비콘수싞기에수싞된이싞호의레벨을측정하여상향회선에서발생하는싞호의감쇄량을추정하여중갂주파수의출력조정부를조정하게된다. 이비콘싞호는안테나가위성을향해지향하도록방향을조젃핛때도사용된다. 중갂주파수싞호는주파수변홖기에서 14[GHz] 의 RF 싞호로변홖된다음젂력증폭기를통해증폭된후안테나를통하여위성을향해송출된다.

36 2) 디지털위성방송수싞기의블록도 안테나 12[GHz] 신호 IF BPF QPSK 복조 FEC 복호 역다 MPEG-2 디코더 NTSC 인코더 영상신호출력 LNB 튜너 ( 채널천국 ) 중장 MPEG-1 디코더 D/A 변환기 음성신호출력 MHz 치 데이터디코더 데이터출력 디지털위성방송수싞기의블록도 수싞기는송싞기의기능을역으로수행핚다.

37 3) Sky DCS = 위성 + IP ( 음영지역자대상 ) DCS 서비스개념도 최귺기술로음영지역자를대상으로위성싞호를인터넷망젂송방식.

38 문제 1. 위성방송의개요를설명하시오. 2. 위성방송수싞시스템의개요를설명하시오. 3. 위성방송서편파사용목적을설명하시오. 4. 저잡음주파수변홖기 (LNB) 의사용목적과기능을상세설명하시오. 5. 올레1호 ( 무궁화위성 6호 ) 의개요를설명하시오.

그룹웨어와 XXXXX 제목 예제

그룹웨어와 XXXXX 제목 예제 데이터통신 부호화 (encoding) 부호화 (Encoding) 의개념 정보 Encoder 신호 1 Digital - to - Digital 2 Analog - to - Digital 3 Digital - to - Analog 4 Analog - to - Analog 2 1 Digital-to-Digital Encoding Digital 정보를 Digital