II. 유럽 디지털 방송 표준 DVB

디지털 변화를 이끄는 선두 주자인 DVB 프로젝트는 디지털 TV방송을 위한 포괄적인 표준을 마련하기 위하여 추진되어졌으며 현재는 모든 방송 미디어를 포함하는 표준방식을 이루어 냈다. 이 시스템은 MPEG-2코딩과 멀티 방식을 기본으로 하고 방송에 적합할 수 있도록 몇 몇 부가적인 요소들이 더해진 구조를 가진다. 유럽 전역을 비롯한 기타 지역에서 시작될 DVB의 1세대 서비스는 일반적인 품질의 것이 될 것이지만 HDTV를 포함한 프로그램 공급업자들이 필요로 하는 데이터나 영상 음성 방식의 전송은 충분히 가능할 것으로 전망된다. 디지털 방송은 곧 시대의 대 변혁를 의미하며 이러한 변화는 과거의 아날로그 수신기로 인한 짧지 않은 과도기를 필요로 하게 될 것이다. 하지만 디지털 시대로의 변화는 그 미디어 자체의 뛰어난 특성을 볼 때 너무나도 당연한 것이며 단지 문제는 바로 유럽에서 시작된 DVB의 본격적인 서비스가 이루어지고 비중 있는 미디어로서의 제 자리를 잡는데 얼마나 많은 시간을 필요로 하는냐는 것이다.

1. DVB의 발전
 

DVB 관련 역사에서의 초석은 1980년 말 유럽에서 이루어졌다. EU의 RACE와 유레카 프로그램의 두 프로젝트는 고화질의 디지털 영상 압축을 위한 하이브리드- DCT코딩의 가능성을 입증하였다.

1990년 이전까지는 디지털 TV 방송은 비실용적이고 너무 고가의 시스템인 것으로 여겨져 왔으며 1991년에 와서야 방송 사업자들과 방송 장비 제조업자들은 디지털 TV의 연구 개발을 위한 전 유럽을 포함하는 기구 설립을 논의하였고 그 결과 유럽 디지털 방송의 미래를 준비할 기구 European Launching Group(ELG)이 설립되어졌다.

ELG는 유럽의 모든 미디어 관련 단체들 - 공영 방송과 민영 방송, 방송 장비 제조업체, 정부 조직을 포함하고 있으며 이 기구의 첫 산물로는 미래의 디지털 방송 분야를 다룰 포괄적인 제도의 제정을 들 수 있는데 이것이 바로 Memorandum of Understanding (MoU)이다.

MoU의 기본 취지는 지금까지 시도되지 않았던 영역에 대한 도전이자 이 사업 분야 참여 기업들의 미래에 있을 수 있는 이해 관계를 정리할 수 있도록 하는 것이었다.

DVB MOU는 디지털 방송을 위한 하나의 표준을 연구 개발하기 위한 근간을 마련하였으며 이는 지상파만이 아닌 위성 방송과 케이블 방송 그리고 MDS(multi distribution system)까지 포함하는 포괄적인 개념의 것이다.

MoU는 1993년 9월에 모든 ELG참여자들에 의해 조인되어졌는데 이것이 바로 DVB의 탄생이다. 그 후 DVB에 의해 유럽에서의 디지털 TV에 대한 연구 개발은 그 전성기를 맞게 된다.

이때를 즈음하여 디지털 TV 연구 그룹은 디지털 지상파 방송에 대한 가능성과 전망에 대한 연구를 시작하게 되었고 동시에 다양한 분야의 뉴미디어에 대한 연구 조사도 병행되어졌다

유럽에서 위성 방송과 케이블 방송 환경이 기술적이나 제도적 관점으로 보았을때 훨씬 복잡하지 않았던 이유로 1993년 당시에는 DVB 프로젝트의 우선 순위가 지상파보다는 위성방송이나 케이블 방송에 주어졌었고 이 때문에 DVB 프로젝트의 위성 시스템인 DVB-S와 케이블 시스템인 DVB-C가 95년과 96년에 시험을 거쳐 구체화되어질 수 있었다.

디지털 지상파 시스템인 DVB-T는 유럽 단위의 일련의 프로그램( HD-DIVINE, SPECTRE, dTTb 등)에 대한 몇 년의 연구개발을 통하여 지금 현재는 거의 마무리 단계에 올라 있다.

DVB 시스템에서의 음성과 영상의 코드화, 신호화는 MPEG-1, 2의 시스템의 방식으로 이루어지며 따라서 모든 방식의 전송 방식에 호환이 가능하다.

2 . 조직
 

DVB 조직은 30여개국에 걸쳐 200여개가 넘는 가입 회원을 가지고 있다.

 

1) General Assembly

회원은 MoU의 조인국들로 이루어지며 DVB내의 최종적인 결정이 이루 어지는 기구

2) Steering Board

• 일반적인 안건에 대한 결정을 내릴 수 있으며 DVB내의 다양한 이익 집단을 대표

• DVB 프로제트의 일일 성과를 관장하며 직속에 약 20여 개의 그룹을 가지고 있다.

• 4개의 모듈로 구성

- Technical Module 대부분의 기술적인 연구나 제안은 TM산하의 조직에 의해 이루어 진다.

- Commercial Module 새로운 서비스나 방식을 위한 모든 전송 시스템에 대한 상업적인 논의가 이루어진다.

- Promotion & Communication Module DVB를 세계적인 기구로 만들기 위한 전략을 수립 세계 전 지역으로 DVB의 메시지를 전달하기 위한 일련의 출판물 과 전시회 그리고 세미나 같은 학술행사를 계획 운영하는 기구

- Intellectual Property Right Module DVB 표준과 관련된 지적 재산권 문제를 다루는 기구

• Commercial module 이 우선 시스템에 대한 개괄적인 outline을 제시하고 후에 Technical module이 구체적인 방식을 연구 개발해 나아가는 형태로 DVB의 개발 활동이 이루어지며 이 결과를 Steering Board가 최종적으로 승인하게 된다.


< DVB의 조직 구성 >

 

3. DVB 시스템
 

MPEG-2 영상과 음성 그리고 데이터의 조합을 전송할 수 있는 방송 시스템이며 다음과 같은 제원을 갖는다.

• 공통된 MPEG2 전송 stream 멀티플렉서를 사용 - 시스템의 각 블록을 연결

• 공통된 Service Information 시스템을 사용 - 전송 시스템 및 방송 서비스에 관한 전보를 상세하게 제공

• 공통의 reed solomon forward error correction(RS FEC)을 사용

• 기타 다른 전송 미디어와의 호환을 위하여 demodulation and additional channel coding system을 이용

1) 1세대 서비스의 시스템
 

모든 DVB 시스템은 프로그램 공급자가 원하는 형태의 정보와 코딩 시 스템을 전송할 수 있어야 하는데 유럽의 위성 망이나 케이블 망을 위한 1세대 DVB 수신기는 MPEG-2 영상 신호를 MP/ML레벨로 디코딩하는 것은 물론 MPEG1 Layer2의 오디오 신호를 디코딩 할 수 있는 기 능을 가진다. 이는 곧 유럽의 1세대 DVB-S 서비스는 conventional line number와 디지털 스테레오 오디오 형태의 것이 될 것을 의미한다.

HDTV 방식도 검토되었지만 아직까지 유럽 내에서 만족할 만한 구체적 사업 계획이 제시되지 못한 상황이고 이러한 상황은 HDTV 방식의 수신 기나 스튜디오 장비들이 너무나도 고가의 것들이기 때문인 것으로 여겨 진다. HDTV 방송의 가능성은 치열한 경쟁 속의 유럽 내 방송 환경에서 는 조금은 긴 시간이 필요할 것으로 전망되어진다. 하지만 HDTV에 대한 수요가 충분하기만 하다면 DVB 시스템이 HDTV 방식의 신호를 전송할 수 있는 호환성을 가지고 있기 때문에 서비스가 불가능한 것만은 아니다.

그리고 보다 고품질의 동영상 서비스를 위해서는 인코더의 연구 개발 이 필수적이며 현재 보다 향상된 전송속도를 가진 인코더의 출현으 로 동화상 품질이 계속해서 개선되어지고 있는 상황이다.

출력되어지는 동화상의 품질은 시청거리와 영상 콘텐츠는 물론이지만 MPEG-2의 MP/ML 레벨 코딩에 의해 결정되어지는 경우가 많다. 필름 동영상은 초당 24개의 동작 위상이 존재하기 때문에 3Mbit/s의 속도이면 고품질의 동화상 복원이 가능하지만 현재의 기술 환경에서는 방송 카메 라에 의한 동영상은 원 신호에 충실한 복원을 위해서는 최소한 9Mbit/s 의 전송속도가 필요하게 되며 이는 시스템 설계에 있어서 좀 더 발전된 기술을 필요로 하고 있는 것이 사실이다.

앞으로 얼마나 많은 인코더 기술 개선이 이루어질지는 불분명하지만 5 년 이내에 전송 속도에 있어서 30%정도가 개선되어질 것으로 전망 되어진다.

현재 가능한 압축 방식으로는 3Mbit정도의 전송 속도의 일반적인 품질 의 TV서비스 제공이 가능하고 HDTV방식의 경우 일반 TV보다 약 4배 많은 정보 용량을 가지고 있으므로 동 품질의 서비스를 제공하기 위해서 는 약 15-20Mbit/s의 전송 속도를 필요로 하게 된다.

지금 현재는 미래 방송의 축이 될 MPEG-4 압축 기술에 대한 연구개발 이 한참 진행 중이며 이 압축 방식은 MPEG-2 방식에 비하여 3배 정도 의 전송 효율을 개선시키고 이는 결과적으로 고품질의 HDTV서비스를 약 5Mbit/s의 속도로도 가능하게 해준다.
 

< DVB 서비스의 구성 >

 

2) DVB-S : Satellite Digital Vide•Broadcasting
 

DVB-S 시스템은 위성 중계기 대역폭의 전 범위를 커버할 수 있도록 설계되어져 있을 뿐만 아니라 DVB 표준 그룹에서 가장 오래되고 안정되 어진 것이며 동시에 DVB 표준의 성공적인 사례를 이루는 핵심이라 고 말할 수 있다.

DVB-S는 단일 캐리어 시스템의 형태를 가지고 있으며 중앙에 실제로 이용되어지는 비트인 일련의 payload가 존재하고 그 주위를 신호 가 에러 발생에 보다 안정적이게 하고 payload를 방송 시스템 환경 에 보다 적합하게 하기 위한 일련의 layer들이 존재한다.

영상과 음성 그리고 기타 데이터들은 고정된 길이의 MPEG Transport Stream에 저장되어지며 이렇게 패킷화된 데이터는 payload를 형성한다.

현재 DVB-S 표준을 이용한 서비스가 6개 대륙에 제공되어지고 있다

• 프로세싱 단계

- MPEG-2 transport stream : TS 패킷 헤더에 위치하는 동기 바이 트가 보다 안정되고 규격화된 구조를 형성하기 위해 반전되어진 형 태로 정렬

- 버스트 에러의 영향을 줄이기 위해 패킷의 정보를 랜덤화

- reed solomon forward error correction 오버헤드가 패킷 정보에 첨가

이 오버헤드는 Outer Code라 불리는데 모든 DVB시스템에 공통되 게 사용되어지는 형태로 존재

다운스트림 에러를 교정하기 위한 용도

- convolutional coded FEC : 신호의 안정도를 서비스 제공자의 요구와 위성 중계기의 필요한 전력에 적합 하도록 배열 Convolutional Interleaving FEC layer - Inner Code라 일컬어지는 두 번째 error correction 시스템이 더해지는데 이는 서비스 제공자의 요구를 수용을 위한 것이다.

- QPSK 변조블록 : 최종신호는 Quadrature phase-shift keying을 이용한 위성 방송 캐리어 신호의 변조에 사용

프로그램 제공자들은 payload 크기와 Inner Code의 조합을 통하여 자신들 의 환경에 맞는 시스템을 가질 수 있다. 예를 들어 3/4 convolutional code 를 사용하는 36MHz(-1dB)중계기의 경우는 39 Mbit/s의 비트율이 가능하 게 된다.

39Mbits의 비트율이면 어떤 형태의 MPEG-2라도 전송이 가능하고 서비스 제공자는 멀티 채널 SDTV, 와이드 스크린 형태의 EDTV, HDTV로부 터의 정보를 멀티 미디어 방송 네트워크나 인터넷을 통하여 전송이 가능하다.

 

3) DVB-C : Cable Digital Vide•Broadcasting

DVB-C 케이블시스템은 DVB-S 위성시스템에 거의 같은 시스템 구조 를 가졌지만 변조 시스템은 QPSK 방식이 아닌 QAM 방식을 채택하고 있으며 inner code FEC가 필요하지 않게 된다.

시스템은 64QAM 방식을 기본으로 하고있으나 16QAM이나 32QAM 같은 낮은 레벨의 변조가 64QAM에 대하여 부가적으로 사용되어질 수 있을 뿐만 아니라 128QAM이나 256QAM같은 높은 레벨의 시스템도 물론 운용이 가능하다. 이러한 경우는 케이블 네트워크의 디코딩 능력에 따르는 용량 차이에 의해 변조 방식이 결정되어진다.

용량의 관점에서 보면 8 MHz 채널의 경우 64QAM 방식이 사용되어진 다면 인접 채널로의 스필오버가 전혀 없이 38.5Mbit/s의 처리 능력을 가지 게 됨으로 적당한 DVB-S FEC 코딩비율이 선택되어진다면 케이블 채널 용량도 위성 채널의 채널용량과 동일하게 될 수 있다.

위성 시스템의 경우 낮은 중계기의 전력이 QPSK와 같은 진폭변조 시스 템을 필요로 하고 케이블 시스템의 경우는 높은 전력을 필요로 하는 반면 대역폭이 작기 때문에 QAM 방식이 적합하다.

 

4) DVB-T : Terrestrial Digital Vide•Broadcasting
 

디지털 지상파 방송을 위한 DVB-T 시스템 방식은 1997년 2월 ETSI에 의해 승인되어졌고 본격적인 서비스는 유럽 내외 지역에서 1998년 에 실시될 예정이다.

디지털 지상파 방송을 위한 DVB-T 시스템은 DVB 전송 시스템 중에 서 가장 복잡한 구조를 가지고 있다.

다른 DVB 표준과 같이 MPEG-2의 영상과 음성 압축 방식을 채택하고 있으며 지상파 시스템에서 가장 차별화 된 점은 시스템의 큰 축이 잔향 잡음 하에서 신호의 안정성을 개선시켜주는 멀티 캐리어 변조 시스템을 사용한다는 것이다. 그 이유는 첫째 단일 주파수 망에서의 주파수에 대 한 재사용이 가능하며 둘째로 대부분의 수신이 작은 안테나에 의해 이루 어지므로 반사 잡음에 잘 대처할 수 있는 시스템이 필요로 하기 때문인 데 이러한 부분들은 OFDM시스템에 의해 해결되어질 수 있다.

 

• OFDM (orthogonal frequence division multiplexing) 방식

- Cocatenating error correction 방식을 사용

- 1705캐리어(2K)나 6817캐리어(8K) 사용 가능

* 2K 모드 : 단일 송신기 운용이나 상대적으로 좁은 지역의 단일 주 파수 네트워크에 적합

* 8K모드 : 단일 송신기의 운용 시스템과 광역의 단일 주파수 네트 워그에 적합

2K모드 방식과의 호환이 가능

* 2K와 2K/8K 두 종류의 수신기

- 다른 DVB 표준 시스템과 동일하게 RS outer coding과 외부 convolutional interleaving을 사용

- inner 코딩 방식은 DVB-S 표준 시스템과 동일

- OFDM프레임에서의 정보캐리어는 안정성에 대하여 비트율을 임의 로 조절하기 위해 QPSK변조 방식과 다양한 레벨의 QAM변조 방식 과 코딩율을 사용 가능

- 변조 시스템은 OFDM 방식과 QPSK/QAM방식을 호환하여 사용이 가능

- OFDM방식은 신호의 정보 내용을 포함하는 다수의 캐리어를 사용 DAB(digital audi•broadcasting)에서와 같이 OFDM의 큰 장점은 멀 티 경로 환경에 매우 적합하다는 것이다.

• DVB-T 표준의 발달은 DVB 계획의 Commercial Module에 의해 개 발되어지는 기기들에 근간을 두고 있다.

• DVB회원들은 Tecnical Module 내의 DTTV-SA연구 그룹을 통하여 DVB-T의 기술 발전에 기여하고 있다.

• 유럽의 개발 프로젝트인 SPECTRE, STERNE, HD-DIVINE, dTTb 등 여러 연구 프로그램들은 하드웨어 시스템과 DTTV-SA에 관련된 많은 연구 성과들을 만들어냈다

• OFDM의 멀티경로에 대한 좋은 특성 때문에 주파수가 중복된 네 트워크에 대해서도 운용이 가능할 수가 있다. 주파수 중복 지역인 경 우 낮은 주파수 신호는 마치 잔향 신호와 같이 여겨진다. 그러나 두 송신기가 서로 멀리 위치한다면 두 신호의 시간 딜레이는 커지고 따 라서 큰 가드 인터벌을 필요로 하게 된다.

• 유럽 내에는 디지털 지상파 방송에 대해 가능한 운용 환경은 3가지의 형태로 존재

- 인접 채널이나 여유 채널 같은 현재 사용되지 않는 채널을 이용한 서비스

- 좁은 지역의 SFN(single frequence network)을 이용한 서비스

- 광역 SFN을 이용한 서비스

• DVB-T 관련 개발자들이 풀어야 할 가장 큰 문제는 다양한 운용 환 경에 대해 시스템을 어떻게 설계해 나가야 하는 것이다. 만일 이러한 문제들이 성공적으로 해결된다면 DVB-T는 디지털 지상파 방송의 세 계 공통의 표준으로 자리 잡을 수 있을 것이다.

< DVB의 수신 시스템 >

 

5) DVB-CA : Conditional Access

디지털 방송 서비스는 방송의 새로운 영역을 개척해 나갈 것이고 그 속 에서 일반적인 그리고 특정 부분에 대하여 차별화된 많은 채널들 이 수용자의 눈을 끌기 위해 치열한 경쟁이 이루어질 것이다. 이러한 상 황 속에서 다양한 서비스에 대한 유료 채널 방식은 필연적인 것이고 이 러한 유료 방식의 표준에 대한 부분이 유럽 DVB 서비스에 있어서 작지 않은 문제로 떠오르고 있다.

가장 어려운 점은 기술적인 문제가 아니라 유럽 내 여러 국가들의 저작권 침해에 대한 제도가 모두 다르다는 점이다.

유럽 전체를 포괄하는 단일화된 저작권에 대한 제도가 합의되어지기 이전에는 유료 접속 방식은 안전할 수 없다는 것이 프로그램 공급업자들의 일반적인 의견이다.

모든 사업자들이 모두 동일한 유료 접속방식을 가진다는 것은 어려운 일이므로 유료 채널을 서비스하는 사업자들이 서로 공유할 수 있는 일련 의 시스템이 마련되어져야 할 것이고 이에 대하여 현재 두 가지의 시스 템이 제시되어지고 있다.

• Simulcrypt

- common scrambling algoorithm은 저작권 침해에 대한 가능성을 최소화시키기 위해 설계되어졌다.

- CA specialists'group에 의해 해당 표준은 기술적인 세부사항이 제 공되어지고 simulcrypt 기술은 서로 다른 CA시스템의 다양한 디코더 를 소유하고 있는 가입자들에게 동일한 프로그램을 전송할 수 있게 해줄 뿐만 아니라 서로 다른 CA시스템의 디코더끼리 전환을 가능하 게 해준다.

< Simulcrypt 시스템의 구조 >
 

 

• Multicrypt

- Common Interface란 표준 PCMCIA와 DVB수신기간의 인터페이스 를 일컫는다.

- 현재 가장 일반적으로 사용되어지고 있는 DVB-CI는 DVB 수신기에 대하여 상호 호환이 가능한 플러그-인 스마트 카드를 제공하는 형태를 하고 있다. 이러한 방식은 서로 다른 다양한 CA 기술을 하 나의 수신기에서 사용할 수 있도록 해준다.

또한 이 방식은 방송 사업자로 하여금 동일한 방송 시스템으로도 서로 다른 공급자의 프로그램들을 처리할 수 있는 모듈을 이용할 수 있게 해줌으로써 저작권에 대한 다양한 대처 방안을 제공해주는 역할을 한다.

6) DVB-SI (service information system)

DVB는 DVB신호를 보조하기 위한 개방된 Service Information System을 개발 연구해 왔으며 사용자가 디코더를 통하여 여러 사 업자에 의해 제공되어지는 다양한 서비스 환경에서 자신들이 필요로 하 는 정보를 찾을 수 있도록 하는 기능을 제공한다.

DVB IRD(integrated receiver decoder)가 자동으로 채널을 설정할 수 있도록 하기 위해 필요한 Key Data는 MPEG2의 PSI에서 사용 가능하 다. DVB-SI는 DVB IRD가 임의의 서비스에 자동적으로 튜닝할 수 있 도록 하며 또한 다양한 서비스들이 서로 상관된 하나의 목록으로도 검 색이 가능하게 해준다.

DVB 환경 하에서는 사용자는 자신의 IRD를 통하여 수백 개의 채널을 수용하게 될 것이고 이렇듯 다양한 채널의 홍수 속에서 가입자가 자신 의 필요에 의한 능동적인 검색을 할 수 있도록 해주는 기능이 바로 Electronic Program Guide인데 이 기술의 개발에 필수적인 요소를 바로 DVB-SI가 제공하여 준다.

DVB-SI는 가 프로그램 사업자의 기술적인 설명은 물론이고 서비스의 시간 일정 서비스명 구체적인 프로그램 일정 등 모든 정보를 제공하여야 만 한다.

DVB -SI 는 4가지의 SI 테이블에 기초하고 있다.

- NIT(network information table)

- SDT(service description information)

- EIT(event information table)

- TDT(time and date table)

 

7) DVB-Text : Teletext transmission transport system

MPEG 전송 stream내 고정된 형태의 teletext를 전송하는 시스템

8) DVB-CI : Conditional access common Interface

• conditional access module을 DVB수신기에 연결하는 기능 제공

• 멀티플렉스 레벨신호로의 엑세스를 필요로 하는 다른 기능의 단위와 연결 기능

• 현재는 양방향 방송 서비스를 위한 리턴 채널과 인터액티브 채널 시 스템에 대한 개발이 진행 중

9) DVB-MDS

현재 주목을 받고 있는 전송 시스템의 미래형태인 MDS(multi point distribution system)는 기본적으로 무선 케이블 시스템이다.

DVB Multi Distribution System는 시청자 가정으로의 직접 전송을 위 해 microwave주파수를 이용

지역에 따라 조금의 차이가 나는 몇몇 주파수 대역이 존재하고 각 주파 수대역은 서로 다른 특성을 가지고 있으며 이에 따르는 다소 다른 기술 적 해결을 필요로 한다.

• DVB-MC

- DVB-C 전송 시스템에 기초하였기 때문에 수신기가 케이블 전송과 microwave 전송망 모두 사용되어질 수 있다.

- 일반적으로 10GHZ이상의 주파수를 사용

• DVB-MS

- DVB-S 전송 시스템에 기초

- MMDS 주파수 콘버터가 장착된 위성 수신기에 의해서 DVB-MS 신호를 수신 가능

- 10GHZ이하의 주파수를 사용
 

10) Mobile DVB-T

• 이동중인 차량 내에서도 DVB-T 신호를 수신할 수 있는 시스템

• DVB-T가 연구 개발되어지기 시작한 시기에는 정지 또는 저속 이동일 경우에 한하여 시스템을 개발하였으나 수용자의 욕구에 대하여 고속 이동시의 DVB-T 수신 시스템을 개발

• Scattered pilot cell - DVB-T 신호가 주파수 반응속도가 낮은 채널 에서 수월하게 복조될 수 있도록 하기 위한 신호

• 낮은 반응 속도는 이동하는 물체에서 수신안테나로 신호를 수신하는 데 적합

수신기는 복조를 계속하기 위하여 변화한 값을 추적해야 하는데 이러한 원리를 채널 변화속도가 빠른 경우에도 적용하여 mobile DVB-T 시스템 개발

• 실제 시험에서 300Km/s가 넘게 이동하는 차량에서도 DVB-T 신호를 받아 디지털TV 시청이 가능
 

11) DVB MPH
 

DVB 표준은 양방향 형태의 멀티 미디어 서비스를 가정으로 제공해줄 수 있는 가장 완벽한 시스템이다

지금까지 setop box는 TV 서비스를 제공하는데 집중되어 왔던 것이 사실이고 그래서 양방향의 멀티미디어 서비스를 위해서는 또 다른 기술 개발을 필요로 하였는데 그 개념이 바로 MHP(multimedia home platform)이다.

MHP의 구성은 가정용 멀티미디어 장비와 네트워크 그리고 다양한 양방향의 미래형 서비스들을 포함한다.

DVB MHP ad-hoc 그룹은 멀티미디어 가정 네트워크의 핵심이 될 디지털 set-top box구성에 노력을 기울이고 있으며 방송 서비스와 리턴 서비스를 위한 채널은 API(application programming interface)의 이용을 통해서 이루어진다.

• 정의된 API 구성요소

DVB-SI API,

DSM-CC (distance storage media-command and control) API

MHEG-5 (multimedia & hypermedia experts group) API

MPEG-2 Section Filter API

12) DVB Multimedia Data Broadcasting Network
 

• DVB DBN은 멀티미디어 정보를 인터넷보다 1,000배정도 빠른 속도로 전송한다.

• DVB-S 데이터 방송은 수용자가 멀티미디어 정보를 영상과 CD 품질의 오디오를 다운로드 받을 수 있는 가장 빠르고 실용적인 방법이다.

• 정보를 수용자의 18인치 접시 안테나를 통하여 각 가정으로 제공하기 위해 DBS 사업자의 여유 위성 중계기를 사용

※ 안테나에 의해 수신된 정보는 DVB 호환용 PC보드와 연결된 동축케이블을 통하여 수용자의 PC로 입력되어진다.

• 양방향 통신일 경우에는 수용자의 모뎀이 공용 네트워크로 다시 다이 얼링을 하여 통신망을 형성

• 가입자 측에는 사용자의 정보 사용에 대한 요금 지불을 위한 conditional access 시스템이 구성되어져 있다.

• 임의 지역을 커버하는 하나의 위성은 한번의 송신으로부터 1초에 백 만 가입자가 정보를 수신할 수 있는 용량을 가진다.

※ 중계기 당 30Mbit/s 이상의 전송 속도가 가능하기 때문에 일반적인 하나의 CD-ROM의 정보를 유럽 내 전 지역으로 송신하는 데는 단지 3분 정도만 필요하게 된다.

• 위성을 통한 데이터 방송 서비스를 위한 대부분의 인프라가 형성되 어진 상태이기 때문에 본격적인 서비스를 위해서는 사업자와 가입자 로부터 약간의 부가적인 투자만 남겨 놓은 상태이다.

4. MPEG-2
 

1990년 초 세계 표준 제정 기관인 IEC와 ISO는 디지털 영상 압축방식을 개발하기 위한 프로그램을 설립하였고 이것이 바로 MPEG(moving picture

experts group)의 시작이 되었다. 초기 기술인 MPEG-1을 거쳐 발전된 MPEG-2는 동작 보상 DCT 압축 기술을 그 축으로 하고 있으며 DVB는 MPEG-2 방식을 디지털 방송에서의 큰 축이 될 수 있도록 세계 수준의 방식으로 이끌어냈다.

MPEG-2는 기존의 MPEG보다 압축 효율과 이용 범위가 향상

고화질, 고음질의 서비스 제공이 가능하며 미래의 고속 정보망에도 적합

영상 코딩 방식은 정보 stream 형태의 'syntax'를 갖는 MPEG2 vide•standard이고 음성 코딩의 경우는 MPEG Layer II audi•standard(MUSICAM)를 채택.

 

1) 압축 원리

모든 프레임을 개별적으로 압축하지 않고 인접 프레임간의 신호의 정보가 크게 차이나지 않는다는 점을 착안, 동작보상 방식을 이용하여 프레임 간의 차이점만으로 압축하는 방식

• 압축 프레임의 종류

- I 프레임

* 정화상으로 압축된 프레임

* 임의의 정보에 대한 접근을 위해 사용되어지며 이후 프레임의 압 축에 대한 기본값의 역할

* 다른 프레임과의 비교 없이 자신의 이미지에 대하여 정화상 압축

- P 프레임

* 연속하는 이미지들이 유사하다는 점을 이용하여 이전의 I프레임 과 P프레임의 정보를 이용하여 압축되어지는 프레임

* 이전의 화면에 대하여 정보의 차이값만 부호화하여 압축

- B 프레임

* 이전 이후의 I프레임과 P프레임의 정보를 모두 사용하여 압축을 하는 프레임

* MPEG 압축 방식에서 가장 높은 압축률을 가진다.

 

프레임의 구조와 상호 압축 관계

• GOP(group of picture)

- 압축의 기준이 되는 I 프레임으로 시작하는 일련의 화상들의 군

- 복호화시 일련의 프레임들의 출력 순서와 복호 순서는 일치되어지 지 않는다.

(B프레임을 복호할 경우 P프레임의 정보가 필요)

2) Profiles & Level
 

• MPEG-2 영상의 경우 일련의 압축 profile과 압축 level로 정의되어지며 이 조합에 의해 4가지의 포맷이 존재한다

• Main Profile이 Main Level와의 조합일 경우에는 라인 당 720 pixel 의 비트스트림을 가지지만 high level일 경우는 라인 당 1920 pixel을 가지게 된다.
 

Limited Definition
Standard Definition	main profile	main level	MP@ML
Enhanced Definition	"	"	MP@ML
Full HDTV	main profile	high level	MP@HL

 

 

(1) Profile

• MPEG-2 시스템에는 5가지의 profile이 존재

• 각 profile은 서로 다른 압축 도구들을 제공하며 상위의 profile은 보다 개선된 특성을 가진다.

* Simple Profile

* Main Profile : bi-directional tool이 추가되어 동일한 비트율에서 개선된 품질을 제공

simple profile에 대해서도 디코딩이 가능

* Scaleable Profile

- 코딩된 화상 정보가 base layer와 top-up 신호로 분리될 수 있게 하는 tool이 추가되어지고 이때 top-up 신호는 SN비나 또는 resolution을 개선시키는 기능을 가진다.

- scaleable 시스템에서는 최하위 layer가 보다 안정적으로 코딩이 되기 때문에 광역으로의 방송 서비스와 수신 환경이 불량한 지역에서의 서비스를 가능하게 한다.

- 위의 장점에도 불구하고 현실적으로는 수신기가 너무 복잡해지기 때문에 DVB에서는 채택되어지지 않는다. SNR Scaleable Profile : SN비 개선을 통한 방식 Spatially Scaleable Profile : resolution의 개선을 통한 방식

* High Profile

- 모든 tool에 line-simultaneous color-difference signal을 코딩할 수 있는 tool이 추가

- 비트율에 대하여 제한이 거의 없는 가장 발전된 형태의 super system

(2) Level

Level은 영상 신호의 원 포맷과 관련되어 있으며 이에 따라 다른 품질의 서비스가 제공된다.

- Low Level : 영상의 1/4 형태의 입력 format

- Main Level : 완전한 입력 프레임을 갖는 format

- High Level : 1920 sample/line의 high definition format

(3) Multiplex

• DVB 시스템을 이루는 기본 building block은 MPEG-2 데이터 패킷이며 이들의 전송 경로가 되는 것이 바로 Multiplex이다.

• multiplex는 데이터 패킷을 DVB container의 형태로 전송을 하며 각 container의 정보는 DVB-SI에 의해 구체적으로 제공되어진다.

• MPEG packet

- 188byte의 데이터를 포함하는 고정된 길이의 container

• MPEG은 디코더가 패킷 구조를 검색 해독할 수 있도록 하기 위한 Program Specific Information를 포함