[알림] 본 원고는 한국방송기술인연합회 ‘방송과 기술’ 2017년 6월호에 출판되었습니다.

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송신장비 동향

송신장비 동향은 [그림 3]과 같이 크게, ① 브로드캐스트 게이트웨이(Broadcast Gateway)와 송신기 엑사이터(Exciter) 같이 송신 계통에 직접 설치되는 장치와 ② 송신망 운용 및 관리를 위한 STLTP(Studio-to-Transmitter Link Transport Protocol) 모니터링 장치와 RF 모니터링 장치로 나눠볼 수 있다.

Broadcast Gateway와 Exciter

Broadcast Gateway

Broadcast Gateway 장비는 A/324 표준을 기반으로 구현되는 ‘SFN 송신기 제어기’이다. Broadcast Gateway에는 MMT/ROUTE 형태의 오디오/비디오 데이터와 시그널링 정보가 입력되고, 출력 신호는 마이크로웨이브망이나 유선 IP망을 통해서 각 송신소에 전달된다. 아직까지 후보표준(Candidate Standard) 단계인 A/324 문서는 현재 Maximum Network Delay(MND) 기능을 포함하는 몇 가지 기술에 대한 개정 작업이 논의 중에 있어서, 본방송 이후에도 지속적으로 기술 개정에 따른 펌웨어 업그레이드가 예상되고, 이에 따라 Exciter와의 정합에 있어서 문제가 발생하지 않는지 확인이 필요할 것으로 예측된다.

이번 KOBA 2017에는 [그림 4]과 같이, 3개 업체에서 Broadcast Gateway 장비를 전시하였다.

Exciter

Exciter 장비의 경우, A/321과 A/322 표준에 따라 구현되는 데, Broadcast Gateway 출력 신호를 STLTP를 통해서 입력받아서 RF 신호로 변환하는 장치이다. 본방송을 위한 1단계 수도권 송신기 구축 결과를 보면, KBS/MBC/SBS 모두 관악산 5kW, 남산 5kW, 광교 2kW 송신기를 설치하였고, MBC는 추가로 용문산 2kW, SBS는 여기에 더해 목동 900W 송신기를 설치하였다. 우리나라 기술기준에 따르면(‘방송표준방식 및 방송업무용 무선설비의 기술기준’제4조제1항, 방송국에는 방송중단사고를 예방하고 송신신호를 안정하게 공급하는데 필요한 예비송신장치 및 예비전원장치를 비치하여야 한다. 다만, 안테나공급전력이 1 ㎾ 미만인 경우는 제외한다.), 지상파 UHD 방송의 경우 1kW 이상 출력을 내는 송신소에는 안정적인 방송 신호 공급을 위해서 ‘예비장치’를 의무적으로 두도록 하고 있어서, 1kW 이상 송신소용과 1kW 미만 중계소용으로 UHD 송신기를 분류할 수 있다.

이번 KOBA 2017에는 [그림 5]과 같이, 3개 업체에서 고출력 송신기를 전시하였다.

STLTP 모니터링 장치와 RF 모니터링 장치

STLTP 모니터링 장치

STLTP 모니터링 장치의 경우, Broadcast Gateway 출력과 Exciter 입력 인터페이스를 분석, 모니터링 하는 데 사용되는데, 주조종실 출력에 연결하여 Broadcast Gateway 설정에 맞게 정확한 패킷이 생성되는지 분석하거나, 송신소 Exciter 입력부에 연결하여 주조종실에서 송신소 입력까지 전달망을 통해서 신호가 오류 없이 정상적으로 전달되고 있는지 모니터링하기 위해 사용된다. RTP/UDP/IP 패킷형태로 전달되는 STL 스트림의 경우, STL Outer 패킷과 그 속에 내용인 STL Inner 패킷으로 구분되며, STL Inner 패킷 내에는 실제 오디오/비디오 데이터가 전송되는 BB(Baseband) 패킷, 송신기 제어만을 위해 활용되는 Timing&Management 패킷, 그리고 송신기 설정과 수신기 복호를 위한 Preamble 패킷으로 구성된다.

이번 KOBA 2017에는 우리나리 마루이엔지와 텔레뷰, 2개 업체에서 장비를 전시하였다. (상세 내용은 ‘ATSC3.0 디코더/모니터링 시스템 동향’참고)

RF 모니터링 장치

RF 모니터링 장치의 경우, 송신소에서 출력된 RF 온에어 신호의 품질을 관찰하고, 전송 파라미터 등이 설정에 맞게 적용되었는지 확인하는 데 사용된다. RF 모니터링 장치의 경우, 송신소나 주조종실에 고정적으로 설치되거나, 필드테스트 측정차에 탑재되어 활용된다. 특히, 고정식 모니터링 용도로는 Preamble을 포함하는 전송 파라미터 항목을 빠짐없이 복원하여 표시해 주는지 확인이 필요하고, 필드테스트용 RF 모니터링 장치의 경우, 주요 물리계층 성능평가 지표인 수신레벨[dBm], 변조오류율(MER), 채널응답특성(CIR) 기능의 정밀도가 높은지, 이동 측정을 위한 모바일 수신 기능을 지원하는지, 그리고 SFN 정밀 분석을 위해, 송신기식별부호(TxID) 검출 기능 지원 여부를 반드시 확인한 뒤 도입해야 한다.

공시청용 UHD 신호처리기 동향

KBS/UHD Korea 전시장에는 공시청용 신호처리기가 전시되었다. 지상파 UHD 방송을 시청하기 위해서는 온에어 되는 RF 신호를 안테나를 통해서 직접 수신해야 하는데, 수신 환경에 좋은 개별가구에서는 안테나를 직접 ATSC 3.0 칩셋이 내장된 UHDTV에 연결해서 시청이 가능한 반면에, 그렇지 못한 세대에서는 시청이 어려울 수 있다. 이러한 경우를 대비해, 아파트와 같은 공동주택에서는 집집마다 벽면에 TV단자를 의무적으로 설치하도록 되어 있어, 수신 상태가 양호한 아파트 옥상에 안테나(Master Antenna)를 설치한 뒤, 수신된 신호를 처리하여 분배해 TV단자로 집집마다 넣어준다. 이 때, ‘수신신호를 처리’하는 장치를 공시청용 신호처리기라고 하며, 본방송을 앞두고 UHD 신호처리기가 처음으로 개발되어 전시되었다. 현재, 미래부 수신환경개선연구반을 통해서 여러 가지 형태의 ‘UHD 공시청 수신설비’에 대한 질적 기준에 대한 논의가 진행 중에 있고, 그 결과에 따라 인증 받은 상용 제품이 조만간 출시될 것으로 기대된다. 참고로, 국책과제를 통해서 ETRI/클레버로직에서 2018년 상반기에는 자체 신호품질 개선이 가능한 ‘재변조형’신호처리기도 출시될 것으로 예상된다.

이번 KOBA 2017에는 [그림 8]과 같이, 자체 신호품질 개선 효과는 없지만 채널 가변이 가능한 ‘IF형’과 채널 가변이 되지 않는 ‘700MHz 대역형’ 2개 업체에서 개발한 장비가 전시되었다.