Communication and Broadcasting Convergence of FTTH Network 2005. 06. 29 이형섭 광대역통합망연구단 1
목차 ---------------------------------------------- 1. FTTH 의방송서비스개요 2. FTTH 의 Overlay 방송 3. Overlay 의 Reverse 전송 4. FTTH 의 Inband 방송 5. 맺음말 2
FTTH 개요 Fiber 제공 망구성 서비스제공 방송융합 서비스 FTTH 는 Fiber 를가정댁내까지공급 가입자당최소 100Mbps 제공 Home Run TDMA PON (B-PON/E-PON/G-PON) WDM PON TPS(Triple Play Service) 의통합제공 IP-TV 방식으로 HD 급제공 ( 통신사업자의방향 ) CATV 및위성 RF 방식의방송 (CATV 사업자 / 소규모 ISP) TPS 제공 Broadband 데이터 VOICE 제공 초고속 Internet 서비스 VOD, EOD 등의 On Demand 서비스제공 음성은기존동선활용, 데이터만 Fiber 에수용 음성전화패킷방식으로전환시통합구조로 Fiber 를통해제공 3
FTTH 의개발진행방향 PON 기반으로구축 광선로및유지보수비용절감 가입자에게높은대역폭제공 저가의 Ethernet PON 상용화 서비스 Provisioning 이우수한 WDM PON 개발 속도경쟁을벗어나서비스를통한 Revenue 확보 통신과방송의융합 홈네트워크와의연계 Interactive 서비스제공 가입자장치의저가화 DSL/HFC 단말과가격경쟁 4
PON 기반 FTTH 기술 방식 B-PON E-PON G-PON WDM-PON MAC 프로토콜 ATM Ethernet GFT (ATM or Ethernet) MAC 과독립적 전송형태 Cell (53 Byte) Ethernet (64~1514 Byte) Generic Frame (125us 프레임 ) MAC 계층에의존 링크전송속도 155~622Mbps 100Mbps /1Gbps 622Mbps ~2.5Gbps 파장속도에의존 가입자당 대역폭 분기수에의존분기수에의존분기수에의존파장속도와동일 상향전송방식 TDMA TDMA TDMA WDMA 제공서비스 PoTS, 데이터, 영상 VoIP, 데이터, 영상 POTS, VoIP, 데이터, 영상 Any-type 특징 POTS 서비스 QoS 서비스지원 IP 와접목이용이 저렴한구성가격 보안기술필요 ATM/Ethernet 수용 POTS 전화서비 QoS 서비스지원 Dedicated 대역 통신보안이보장 통신용량의확대수용용이 5
통신방송시장의동향 영역 2002 년 2003~6 년 2007 년 특징시장특징시장특징시장 다채널 TV (Video) 아날로그 CATV 디지털위성보급 영역내경쟁 디지털 CATV 디지털위성활성 SD 급 VOD 영역간부분경쟁 초고속 인터넷 (data) xdsl, Cable Modem 영역내경쟁 HD/SD 급 VOD 영상서비스인터넷 TV, VoIP FTTH 도입 영역간부분경쟁 통합서비스 ( 고품질방송 + 고품질데이타 + 고품질음성 ) 무한경쟁 유선전화 (Voice) 시내 / 시외 / 국제사업자분류 영역내경쟁 시내전화사업자유화및 VoIP 로매출축소 영역간부분경쟁 Digital 기반의 Multimedia Full Service 로진화 6
가입자망의통신방송융합 전송기술 PON (FTTH) AON (FTTC) B-PON E-PON W-PON ADSL 622Mbps (TDM) 1Gbps (TDM) Ethernet VDSL 2Mbps 10Mbps 20Mbps 50Mbps 1Gbps (Dedicate) 100Mbps 방송기술 Overlay Inband CATV Analog IP(Unicast) VOD 위성 Digital (SD) IP(Multicast) SD ( 시범 ) Digital (HD) SD/HD (40 채널 ) HD (100 채널 ) 년도 7 2000 2002 2004 2006 2008
가입자망의방송서비스 구분 HFC AON VDSL FTTH 방송기술 제공방송 서비스 RF 방송 IP 방송 IP 방송 IP 방송 (Inband) RF 방송 (Overlay) CATV (5~780MHz) IP-TV IP-TV IP-TV CATV(5~780MHz) 위성 (950~2050MHz) 데이터서비스 Cable Modem 이용 DOCSIS MAC Ethernet VDSL Modem 이용 ATM/Ethernet ATM/Ethernet 가입자대역폭 하향 :40Mbps 상향 :5Mbps 100Mbps 50Mbps 1Gbps 인입케이블 Coaxial UTP STP Fiber 상하향데이터통신대역폭부족 유지보수비용증가 전송거리에따른제공 저가형광송수신모듈요구 기술이슈 셀영역세분화요구 Multicast 방송패킷 QoS 제공 대역폭변화 Multicast 방송패킷 QoS 제공 8
FTTH 의방송서비스방법 기술 제공방송 특징 Overlay 방송 지상파방송 CATV 방송위성방송 방송과통신이다른파장으로 WDM 다중화방송신호가변환기능없이 RF 신호로전송가입자망장치에서방송신호의통합이가능가입자당별도의파장다중화기능장치가요구 Inband 방송 IP-TV (Multicast) 방송과통신이 TDM 다중화되어전송방송신호가패킷으로변환되어전송패킷변환을위한별도의 Headend 기능장치가요구별도의가입자장치불필요통신방송융합으로인한엄격한 QoS 보장기술요구양방향방송서비스기능구현이용이 9
1. FTTH 의방송서비스개요 2. FTTH 의 Overlay 방송 3. Overlay 의 Reverse 전송 4. FTTH 의 Inband 방송 5. 맺음말 10
Overlay 방송방식의구조 2 파장다중화 Optical Fiber RF 아날로그 파장역다중화 2 1 Internet 1 OLT 통신패킷 ONT 장단점 - 광 RF송신모듈, 링크다중및분배모듈, 광 RF수신모듈이요구 - 데이터통신과 CATV 다채널방송서비스를단일광가입자망으로구성 - 가입자댁내의방송서비스방법이기존방법과동일응용서비스 - 인터넷통신망과 CATV 방송망의통합 - 아파트주거지역의공청방식을통한 CATV 및위성방송동시서비스제공 - PON 분배망을이용한 FTTH형통신방송융합서비스 11
Overlay 적용방송서비스 제공가능한방송서비스 지상파방송, CATV 방송, 위성방송 파장다중화방법 RF 방송신호별로광신호로변환하여파장다중화하는방법 CATV 방송 / 위성방송 / 지상파의전달파장이다름 RF 신호에서다중화하고이를광신호로변환하는방법 CATV 방송 / 위성방송 / 지상파가단일파장으로전달 지상파방송 전광변환 지상파방송 CATV 방송 전광변환 파장다중 다파장 CATV 방송 RF 다중 전광변환 단일파장 위성방송 전광변환 위성방송 12
단일파장 Overlay 방송의특징 CATV 방송과위성방송을 RF 대역에서결합또는분리하여통합방송서비스를제공 단일광신호로 CATV 와위성방송을동시수용 3 파장으로데이터와통합방송서비스를제공 방송신호 Frequency Spectrum Upstream 5~42MHz Down stream 54~870MHz Down stream 950~2050MHz 데이터방송 (6MHz) 방송 (27MHz) 방송 (36MHz) CATV 방송 5~870MHz 위성방송 950~2050MHz 13
E-PON 의 Overlay 방송서비스구조 1*16 Splitter OLT 방송모듈 WDM 3 Wavelength EPON Splitter ONU/ONT CATV WDM Coupler O/E Converter STB HDTV 위성방송 CATV 방송 백본망 하향방향 1550 nm Optic Amplifier E/O Converter 하향데이터 1490nm WDM Coupler WDM Coupler E-PON MAC 상향데이터 1310nm OLT 데이터 E-PON MAC ONU/ONT Overlay 방송신호 : 1550nm 상향데이터 : 1310nm 하향데이터 : 1490nm 14
Overlay 방송링크인터페이스및 Optical 규격 SNI (a) B-OLT D-OLT WC (b) (c) (d) (e) ODN WC B-ONT ONT (f) UNI WDM Coupler (b) -0.5 db Optical Fiber (c) (0.4dB/Km) Splitter (ODN, d) 5 Km -2 db 1*8-10 db WDM Coupler (e) Total Optical Loss -13 db 5 Km -2 db 1*16-13 db -16 db -0.5 db 10 Km -4 db 1*8-10 db -15 db 10 Km -4 db 1*16-13 db -18 db 15
Overlay 방송서비스의문제점 CATV 방송표준에따른상향채널의구축이어려움 상향 RF 신호를위한전송채널이없음 HFC 망의데이터전송을위한케이블모뎀적용이불가 수동소자분기수에따른신호세기의변화 수신부의신호레벨조정이요구되는경우발생 별도의서비스기능모듈요구 OLT 방송송신모듈 /ONT 방송수신모듈 16
1. FTTH 의방송서비스개요 2. FTTH 의 Overlay 방송 3. Overlay 의 Reverse 전송 4. FTTH 의 Inband 방송 5. 맺음말 17
CATV 망의데이터서비스 변복조전송속도 구분하향상향 대역폭 6MHz(17 채널 ) 1.6MHz(23 채널 ) 변조방식 64QAM 256QAM QPSK 16QAM 전송속도 27Mbps (459M) 40Mbps (680M) 2.5Mbps (57.5M) 5Mbps (115M) 변복조전송의특징 CMTS와 CM 사이의통신방식은 DOCSIS Handshake 방식 다수 CM 수용은 TDMA 또는 ATDMA(DOCSIS 2.0) 방식적용 가입자수에따라통신을위한제어신호변화 Cell 내가입자수가많으면전송속도저하 18
CATV 망의하향서비스전송채널 CATV Headend Forward Head end AMP Combiner 방송채널신호데이터신호 광송신기 Modulator DIvider Internet (Cable Modem) Server Ethernet Switch Up converter CMTS NMS Management system 광수신기 HFC 전송로 Cable Modem Hub 1 STB 2 Internet Router Reverse Monitor 19
CATV 망의상향 (Reverse) 서비스전송채널 CATV Headend Forward Head end AMP Combiner 방송채널신호데이터신호 광송신기 Modulator DIvider Internet (Cable Modem) Server Ethernet Switch Up converter CMTS NMS Management system 광수신기 HFC 전송로 Cable Modem Hub 1 STB 2 Internet Router Reverse Monitor 20
위성방송의서비스망구성도 Sky life( 방송 ) 와 KT VDSL( 데이터 ) 제휴구조 Headend 방송채널신호데이터신호 AMP STB Management system Server Internet 전화선 Internet Router PSTN VDSL Modem Server Ethernet Switch DSLAM 21
위성방송서비스의특징 데이터통신은별도의사업자가제공 방송과통신이분리 Internet 및 VOD등통신서비스는통신사업자가제공 Reverse 채널의제공방법이미약 방송서비스에대한 Reverse 제어신호로전화망을이용 가입자에대하여단순한제어기능만수행 양방향방송서비스의어려움 CAS 에의한서비스제어 CAS 및 STB 를통해가입자별상이한서비스제공 방송국에 CAS Master 기능 /STB에 CAS Slave 기능탑재 22
E-PON 에서의상향서비스제공 CATV 방송의 Reverse 경로제공 RF 가아닌상향데이터통신경로를이용 CATV STB 에서기능수정이요구 RF 대신 Ethernet 으로상향경로를변경 STB는 HFC 의 OCAP 표준수용이요구 HFC 망의데이터전송시스템을 E-PON 으로적용 CMTS 시스템대신에 OLT CM 시스템대신 ONT 위성방송의 Reverse 경로제공 전화망대신상향으로데이터통신경로를이용 상향데이터의전송속도향상 양방향방송서비스제공이용이 23
E-PON 망의상향서비스전송채널 Headend 방송채널신호데이터신호 AMP Reverse 채널은 E-PON 과 동일하게 IP 데이터로구현 PON 가입자망 가입자 Splitter ONU Management system Server Internet Internet 1 ONT 2 데이터 : 2 λ 3 OLT OLT 방송모듈 Splitter STB λ 3 1 Server ONU Ethernet 으로 전송경로변환 24
1. FTTH 의방송서비스개요 2. FTTH 의 Overlay 방송 3. Overlay 의 Reverse 전송 4. FTTH 의 Inband 방송 5. 맺음말 25
Inband 방송방식의구조 방송망 패킷다중화 Optical Fiber 방송패킷 패킷역다중화 1 Internet OLT 통신패킷 ONT 장단점 - 현재 Internet 망에서신호전송을위한별도의장치가불필요 - 양방향 (interactive) 통신을이용한차별화된방송서비스가능 - 방송서비스를위한가입자 STB 장치및프로토콜이요구 - 신호전송을위한시스템의 QoS 제어기능이요구응용서비스 - 인터넷통신망을통한디지털방송서비스제공 - 양뱡향방송서비스제공 - FTTH/FTTC 형통신방송융합서비스 26
VOD 형태의 Inband 방송서비스 가입자별 Store and Play 형태의방송 개인별선택방송 모든 unicast 패킷을분석하여 QoS 처리 방송서비스를위한일정수준의 QoS 제공방법이요구 켄텐츠를하나의 IP에보내는방식, 원하는사람에게만정보제공 다수 client에각각제공 => 중복전송으로네트워크효율저하 CP Local Network Internet Local Network 27
다채널실시간형태의 Inband 방송서비스 다채널동보성의 IP-TV 방송 다수를대상으로단방향의항상 casting 되는형태 일정대역폭을보장하는것이요구 실시간 End-to-End 의 QoS 제공이필요 다채널방송수용을위하여 IP Multicast 프로토콜을이용 현재가장활발하게연구되고있는방법 IP 백본망에서효율적인전송방식 Multicast-enabled Local Network CP Multicast-enabled Local Network Multicast-enabled Internet 28
Inband 방송서비스프로토콜 L3 QoS 제공 Int-Serv (RSVP) Diff-Serv : IP 망에서가장효과적인전송방식 MPLS L2 QoS 제공 802.1p/Q (VLAN) CoS 를이용 상위실시간전송 RTP, RTCP, RTSP IP Multicast PIM-SM (Protocol Independent Multicast-Sparse Mode) 지원 IGMPv2 지원 L2 스위치에서 IGMP Snooping 를지원 29
Inband 방송을위한전송구조 Program Provider IP 백본망 인터넷사용자 MPEG2 RTP Edge Router 백본 Router Edge Router MPEG2 RTP UDP UDP IP(IGMP) IP IP IP IP IP(IGMP) 전송 MAC 전송 MAC 전송 MAC 전송 MAC 전송 MAC 전송 MAC IP 멀티캐스트전송 Unicast / Multicast IP 멀티캐스트전송 30
FTTH 를이용한다채널방송서비스망구조 PP RF 방송 방송센터 방송신호 Headend Compression Encoding IP encapsulation Server AAA CAS DRM PON 가입자망 Splitter IGMP Snooping ONU 가입자 IP QoS 방송네트워크 (CDN,Multicast 등 ) PIM-SM IGMP (join/leave) IGMP Snooping ONT STB STB IP ISP(Multicast) IP OLT/ Router/ Ethernet Switch Splitter ONU IGMP Snooping Server Multicast QoS Central Office 31
다채널방송서비스의보완사항 서비스구간내의무결성보장 가입자까지 layer3 및 multicast 프로토콜이요구 서비스제공을위한인증기능이요구 서비스제공을위한전체네트워크의상태파악및관리기능이요구 다채널방송의채널선택반응이지연 leave 및 join 시간이서비스연결에따라불규칙 Multicast 에대한 QoS 제공필요 서비스트래픽상태에따라 QoS 제공상태가변함 모든전달트래픽에대하여 QoS 제공유무분석이요구 우선순위가높은제어트래픽이많이발생 32
1. FTTH 의방송서비스개요 2. FTTH 의 Overlay 방송 3. Overlay 의 Reverse 전송 4. FTTH 의 Inband 방송 5. 맺음말 33
맺음말 FTTH 를통한모든방송서비스의제공이가능 현재방송사업자가제공하는 CATV/ 위성 / 지상파등의방송을동시에전달 통신사업자가제공하고자하는 IP-TV 방송의서비스제공이가능 FTTH는통신방송융합의경제적인방법 단일광케이블로통신과방송을융합 CATV 방송을제공하기위한 coaxial 구축이불필요 구축장비의단순화에따른운용관리비용이절감 34
맺음말 FTTH 활성화를위하여법적인규제완화필요 기술적보다는법적인규제로활성화지연 양방향 CATV 디지털방송은 OPCAP 표준의준수가필수 광케이블을통한 CATV 및위성방송의서비스는현규제대상 네트워크를이용한 IP-TV 방송제공역시규제대상 FTTH를통한단계별통신방송융합서비스제공 서비스제공의기술적문제가없는 Overlay 방송을 1단계적용 IP 방송은 Multicast QoS 등의기술적문제를보완하여 2 단계로적용 35
감사합니다. 36