지금 이 순간

1. 개요

 - 지상파 UHDTV 방송 송수신 정합 표준은 북미 지 상파 디지털 TV 방송 규격 표준화 기구인 ATSC에 서 제정한 ATSC3.0 CS(Candidate Standard) 규격 기반으로 국내 실정에 맞는 지상파 UHDTV 방송 서 비스를 제공하는 데 필요한 송수신 규격을 정의 중

 - 지상파 UHD 방송표준은 다중 PLP 기반 OFDM 전송방식을 채택

 - 기존 8-VSB 대비 약 30% 이상의 전송효율이 향상될 예정

 - 따라서 현재 ATSC 8-VSB 전송방식을 채택한 국가에 적용된 방송망 설계규칙에 따라 CNR 14.9dB 근방 (AWGN 전송채널환경)에서 전체 25~27Mbps의 데이터 전송량 확보가 가능할 것으로 기대

2. DVB-T2 보다 ATSC 3.0 장점

현재 국내에서는 유럽식인 DVB-T2 방식을 지상파 잠정 표준으로 사용하고 있지만, 올 연말께 완성될 ATSC 3.0이 표준방식으로 채택될 가능성이 높은 것으로 점쳐지고 있다. 미국식인 ATSC 3.0은 인터넷프로토콜(IP) 데이터를 전송 할 수 있기 때문에 국내 - 는 물론 해외에서도 유럽식인 DVB-T2 방식 보다 각광받고 있다.

유럽식인 DVB-T2는 지난 2009년 HDTV 방송용으로 완성된 표준으로 이미 여러 나라가 사용 중이다. 때문에 전문가들은 아직 완성되지 않은 ATSC3.0보다 안정적이라는 평가를 내놓고 있다.

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반면 미국식인 ATSC 3.0은 전송효율을 향상시키고 요구사항이 충족된다면 UHD방송의 고정수신 및 HD방송의 이동수신 서비스, 하이브리드 방송, 개인화 및 양방향 서비스, 스펙트럼을 유연하게 사용할 수 있다.

기술인 ATSC 3.0이 유럽식보다 전송 속도가 빠르고 IP친화적이기 때문에 급부상하고 있다.

3. 지상파 UHDTV 방송서비스 개념도

 4. 지상파 UHDTV(ATSC 3.0) 계층별 주요 기술

 물리계층은 직교 주파수 분할 다중 (OFDM), 저도 패리티 검사 부호(LDPC code), 불균일 성상도(Non-Uniform Constellation) 등의 차세대 전송 방식 기술을 채용하여 기존 디지털 TV 의 물리 계층 전송 용량보다 약 30% 이상을 더 전 송할 수 있어 HEVC 비디오 코덱, 실감 오디오와 연계하여 실질적인 고화질 프리미엄 UHDTV 방송 서비스가 가능하다. 응용계층은 기존 지상파 디지 털 TV 방송 송수신 정합 규격의 MPEG2-TS 대신 IP(Internet Protocol) 기반 UHDTV 방송 시스템 을 구축하여 IP 기반 UHDTV 방송 서비스를 가능 하게 하기 위해 제정되어 있어 IP망 간의 이종 서비 스(Hybrid Service), 고정 및 이동 단말에서의 방송 수신을 용이하게 제공할 수 있는 특징을 가지고 있 다. 또한, UHD 콘텐츠의 불법 유통을 방지하기 위 한 콘텐츠 보호 기술 및 3DTV 서비스를 제공할 수 있는 특징

물리적인 하나의 전송 채널인 6MHz 대역폭에 서 기존의 디지털 TV의 전송 용량이 19.4Mbps 인 반면, 본 표준은 동일 또는 유사한 환경에서 약 25Mbps의 데이터 전송이 가능하다. 지상파 UHDTV 방송 송수신 정합 표준의 HEVC 비디오 코덱이 기존 디지털 TV의 비디오 코덱 대비 약 2배 의 압축 효과가 있음을 감안하면 전체적으로 약 2.6 배의 데이터를 더 전송할 수 있는 셈이다. 현재 기 준 통상적으로 하나의 UHD 방송 서비스를 위해서 는 20~25Mbps 정도가 요구되므로 현재 기준으로 도 하나의 UHD 방송 서비스가 충분히 가능하게 된 다. 또한, 향후 2~3년 내 HEVC 압축 장비의 성능 발달되어 하나의 UHD 방송 서비스를 위해 요구되 는 데이터 전송 용량이 15Mbps 정도로 낮아질 것 으로 예상됨에 따라 하나의 UHDTV 방송 서비스에 Full HD 방송 서비스를 추가하여 댁 내에서의 무료 보편적 UHD 방송 서비스뿐만 아니라 댁 외 이동형 수신이 가능한 다양한 장소에서의 무료보편적 Full HD 방송 서비스의 소비가 동시에 가능할 것으로 전망

5. ATSC 3.0 시스템 구성도

 - Headend system 구성 예

6. 지상파 UHDTV(ATSC 3.0) 방송시스템 블록도

7. SHVC 영상 코덱과 LDM 전송 방식을 결합한 시나리오

8. 지상파 UHD/모바일HD 융합형 3DTV 서비스

 - 계층적 비디오 부호화(spatial scalable video coding, 이하 계층적 비디오 부호 화)가 적용된 UHD/모바일HD 융합형 3DTV 서비 스 개요도

http://www.zdnet.co.kr/news/news_view.asp?artice_id=20150828145207&type=det&re

1. 개요

2. 다중접속방식의 진화

3. CSMA

4. CSMA/CD

  가. 작동방식

  나. CSMA/CD 네트워크 사이즈 제한

  다. 재전송 알고리즘

1. 개요

 - LAN과 같이 많은 호스트의 사용자가 하나의 회선에 동시에 접근하면 신호가 겹쳐서 신호가 손상되거나 신호자체가 소실될 가능성이 있음

 - 각 호스트가 동시에 자주 네트워크를 접속할수록 또는 호스트에서 전송할 데이터가 많아질수록 이러한 충돌도 증가하게 됨

 - 이러한 충돌을 피하면서 많은 양의 프레임을 전송하기 위해서는 매체접근제어 메커니즘이 필요함

 - CSMA/CD는 매체 접근제어 메커니즘 중의 한 방법으로 IEEE 802.3으로 표준화 되었으며, 일반적으로 이더넷이라 불리고 있음

2. 다중접속방식의 발전

 - CSMA(Carrier Sense Multiple Access)/CD(Collision Detection)는 호스트가 채널의 상태를 감지해 충돌을 피하는 매체접근방식임

 - 초기의 다중접근방식(MA:Multiple Access)은 두개 이상의 장치가 동시에 매체에 접근할 확률이 매우 낮은 것으로 보고 전송 전 통신 채널을 Listen하지 않는 간단한 방식  

                   Pure ALOHA Protocol

                             Station이 전송할 Frame이 생기면 바로 전송

                             ACK를 기다림

                             ACK 오면 성공, 그렇지 않으면 재전송

                             Backoff limit에 이를 때까지 재전송이 반복되면, Frame 전송을 포기

                   Slotted ALOHA Protocol

                             Pure ALOHA Protocol을 보완한 프로토콜, 캐리어를 센스하지 않는 점은 Pure ALOHA와 동일하지만 각 스테이션간 동기화 기법을 적용하여 ALOHA 네트워크의 Throughput을 2배로 증가시킴

  - 다음에 등장한 CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 방식은 호스트가 전송하기 전에 회선의 상태를 점검, 사용되지 않은 상태임을 확인하고 전송을 시작

  - CSMA 방식에 충돌을 검출하는 기능을 추가하는 것이 바로 CSMA/CD 방식임(유선 링크의 경우 충돌을 확인할 수 있기 때문에 사용가능한 방식, 유선 Ethernet LAN에서 사용하는 프로토콜)

  - 무선 네트워크에서는 충돌을 감지하기 힘들기 때문에 CSMA/CD 방식을 사용할 수 없다. 따라서 충돌을 회피하는 CSMA/CA 방식 사용

3. CSMA

  - 각 노드들이 프레임을 전송하려고 공유 매체에 접근하기 전에, 먼저 매체가 사용 중인지 확인(Carrier Sensing)하며 다중 접속(Multiple Access)하는 방식

  가. 작동 방식

     - 패킷의 송출을 개시하기 직전에, 채널이 사용 중인가(Busy) 또는 아닌가(Idle)를 반송파 검출(Carrier Sense)에 의하여 조사

     - Listen before Talk(Transmission)

  나. CSMA에서 채널획득방식(채널이 사용 중이거나 휴지 상태일 때 어떻게 행동하느냐에 관한 방식)  

     - Non-persistent, 1-persistent, p-persistent 방식이 있음

     1) 1-persistent

         - 충돌되지 않으리라는 확률 1을 갖고 사용 중이지 않은 것을 감지하자마자 즉시 매체에 접근하여 데이터 프레임 송출

         - 충돌 위험이 가장 높음, 채널사용률이 낮은 대신에 대기시간은 짧음

     2) Non-persistent

         - 반드시 충돌할 것이라고 비관하여 비록 사용 중이지 않은 것을 감지하여도 임의의 시간만큼 무조건 기다린 후 매체 접근

         - 충돌 위험은 적어지나, 회선효율이 떨어짐(대기시간이 길어짐)

    3) p-persistent

         - 사용 중이지 않은 것을 감지하면 전체 중 확률 p가 충돌되지 않을 것으로 판단하여 매체에 접근하고, 의심을 갖는 나머지 확률 q(=1-p)는 단위시간만큼 기다린 후 매체에 접근

         - Non-persistent 처럼 충돌을 줄이고, 1-persistent 처럼 대기시간을 줄이고자 하는 타협안임

4. CSMA/CD 

  - CSMA/CD 방식은 CSMA 방식에 충돌을 처리하는 절차를 더한 것 

  - 유선 인터넷 LAN에서 사용하는 방식

  가. 동작과정

     - 회선 감지: 호스트는 데이터를 전송하기 전에 회선이 사용 중인지 점검함, 회선이 사용 중이면 임의의 시간만큼 기다린 후 다시 회선의 사용 유무를 점검함(신호의 세기를 통하여 busy/idle 상태를 구분)

     - 데이터 전송: 회선이 사용되지 않는 것이 확인되면 데이터를 전송함

     - 충돌 발생: 데이터 전송 중 충돌이 검출되면 충돌 발생 사실을 모든 호스트에 간단한 통보신호를 보냄

     - 대기 후 재전송: 충돌이 발생하면 임의의 시간동안 대기한 후 다시 데이터를 다시 전송함

  나. CSMA/CD 네트워크 사이즈 제한

    - 노드 A가 프레임 전송 후 노드 B에 거의 도달하기 전 노드 B는 프레임 전송을 시작

    - 충돌이 발생, 충돌을 감지한 노드 B는 전송을 즉각 멈추고 잼신호 전송

    - 노드 A는 약 2T 시간 후에 충돌 감지

    - 노드 A가 아주 짧은 프레임을 약 2T 시간 내에 전송하였다면 노드 A는 프레임이 충돌없이 전송되었다고 판단함

    - 패킷이 충돌없이 전송되었음을 확인하기 위해서, 호스트는 반드시 패킷 전송이 끝나기 전에 충돌을 검출할 수 있어야 한다

    - 전송 중에 충돌을 감지하기 위한 프레임의 최소길이는 전파되는 시간의 최소 2배 이상이어야 함

    - 802.3에서 망최대 길이는 2500m, 가장자리의 두 스테이션 사이의 왕복전파지연시간은 51.2㎲

    - for 10Mbps의 경우, 51.2㎲*10Mbps=512bits(64byte)

 다. 재전송 알고리즘

    - 스테이션은 충돌이 발생하면 지속해서 전송을 재시도함

    - 그런데 재시도할 때마다 backoff 하는 시간은 매번 2배씩 증가함

    - 그리고 16번 충돌이 계속해서 발생하면 전송을 중지하고 에러가 발생했다고 보고함

http://nenunena.tistory.com/67