DIMA

UHD 방송서비스 현황

광운대학교

유 지 상

2014. 6. 24

DIMA

목 차

미래 방송 서비스 전망

UHDTV 방송 현황

UHDTV 기술 표준화 현황

DIMA

미래 방송 서비스 전망

DIMA

TV 미디어의 진화

Analog Digital/HDTV : 1년 여 경과

아날로그 지상파 방송 종료, 2012년 12월

U.S.A.(June 12, 2009), Japan(July 24, 2011)

국내 주파수 재배치 ’13년 10월 16일 완료 (약 6개월 경과)

Post-HDTV Service

3DTV, UHDTV

다시점, 파노라마, 홀로그래픽

Mono

TV

Color

TV HDTV

3DTV - S3D

- Multi-view 3D

UHDTV - 4K

- 8K 1920’s 1950’s 2000’s

2010’s

DIMA

방송 플랫폼의 진화

2013

Cable TV 1995

Satellite TV 2003

IPTV 2009

지상파방송

대한방송 개국 HLKZ TV

1956 KBS 개국 1961

TBS 개국 1964

MBC 개국 1969

OTT Service Netflix, Hulu, Amazon, D-go, Youtube

지 상 파

……

SBS 개국 1991

……

방송사통폐합 1980

DIMA

TV의 진화

PDP TV

1998

LCD TV

2001

LED TV

2008

OLED TV

2013

HD TV

1998

UHD TV

2012

Smart TV

2010

3D TV

2009

자료출처

HDGuru (hdguru.com)

LED TV Reviews (www.ledtvreviews.com)

투명 접히는 형태 ………..

Curved TV

2014

DIMA

Digital Dividend 1

아날로그 방송이 종료된 ‘12년 12월 이후 발생한 700MHz 대역의 여

유주파수

698~806MHz 대역으로 108MHz 대역폭, 채널 52번부터 69번까지

790-862MHz : 유럽, 아프리카

전환 전 ATV

(2~4CH)

ATV

(5~6CH)

ATV. DMB

(7~13CH)

ATV , DTV

(14~60CH)

DTV

임시대역

(61~69CH)

전환 후 DTV

예비

(2~4CH)

DTV

예비

(5~6CH)

DMB, DTV

예비

(7~13CH)

DTV

(14~51CH)

여유대역

(52~69CH)

54 72 76 f88 174 216 470 752 806 [MHz]

54 72 76 f88 174 216 470 698 806 [MHz]

DIMA

Digital Dividend 2

모바일 광개토플랜 (‘12년 1월 20일, 방송통신위원회)

700MHz 중 40MHz를 하위대역(728~748MHz)과 상위대역(783~803MHz),

각각 20MHz씩 분할하여 통신으로 할당하는 것으로 통신용 40MHz와 보

호대역 13MHz로 이미 배정

나머지 55MHz도 30MHz와 25MHz로 나눠 배치함으로써 대출력인 방송

과 소출력의 이동통신이 혼재하기 매우 어려운 상황

’13년 12월 31일 모바일 광개토플랜 2 발표, 미래창조과학부

'23년까지 1190㎒폭의 추가 주파수를 확보, '15년에 210㎒폭 할당

698 728 748 758 783 803 806

미정(30㎒) 통신↑(20㎒) 보호

대역

(10㎒) 미정(25㎒) 통신↓(20㎒)

보호

대역

(3㎒)

DIMA

국민행복 700 플랜 1 한류 콘텐츠를 통한 창조경제 육성과 난시청 없는 무료보편 UHD 방송 서비스 구현으

로 국민 행복 증진

지상파 UHD 방송 단계별 도입 목표

지상파 UHD 방송 인프라 투자계획

※출처 : 김상진, “‘국민행복 700플랜’ 실현, 문제는 주파수”, Broadcasting culture, Feb. 2014

DIMA

국민행복 700 플랜 2

지상파 UHDTV 추진을 위한 700㎒ 주파수 소요대역 계획안

※ 출처 :김상진, ‘국민행복 700플랜’ 실현, 문제는 주파수’, Broadcasting culture, Feb. 2014

지상파 주파수 반납계획 (밴드플랜 2안일 경우)

※ 출처 :김상진, ‘국민행복 700플랜’ 실현, 문제는 주파수’, Broadcasting culture, Feb. 2014

DIMA

UHD TV 방송 현황

DIMA 12

HDTV(2K:1,920x1,080)가 제공하는 화질보다 4배에서 16배 선명한 초고선명 비디오(4K:3,840x2,160 ~ 8K:7,680x4,320)와 다채널(10 채널 이상) 오디오 재현으로 사실감과 현장감을 체험할 수 있는 실감방송

UHD-1 (4K: 3,840x2,160)

HD (2K: 1,920x1080)

UHD-2 (8K: 7,680x4,320)

UHDTV 방송 정의 1

DIMA 13

규격 데이터 량

HD 1,920x1,080, YUV4:2:0, 8bits, 30fps 746Mbps

4K UHD

(UHD-1)

3,840x2,160, YUV4:2:0, 8bits, 30fps 3Gbps(HD의 약 4배)

3,840x2,160, YUV4:2:2, 10bits, 30fps 5Gbps(HD의 약 7배)

3,840x2,160, YUV4:2:2, 10bits, 60fps 10Gbps(HD의 약 14배)

3,840x2,160, YUV4:4:4, 12bits, 60fps 18Gbps(HD의 약 24배)

3,840x2,160, YUV4:4:4, 12bits, 120fps 36Gbps(HD의 약 48배)

8K UHD

(UHD-2)

7,680x4,320, YUV4:2:0, 8bits, 30fps 12Gbps(HD의 약 16배)

7,680x4,320, YUV4:2:2, 10bits, 30fps 20Gbps(HD의 약 27배)

7,680x4,320, YUV4:4:4, 12bits, 60fps 72Gbps(HD의 약 96배)

7,680x4,320, YUV4:4:4, 12bits, 120fps 144Gbps(HD의 약 192배)

UHDTV

4K (UHD-1) 8K (UHD-2)

화면당 화소수 3,840x2,160 7,680x4,320

화면 주파수 120, 60, 60/1.001, 50,

30, 30/1.001, 25, 24, 24/1.001

화소당 비트수 24~36bits

샘플링 형식 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0

오디오 채널 수 10.1~22.2

표준 수평 시야각 55 100

UHDTV 방송 정의 2

DIMA

UHDTV 방송 기술

부호화

획득/제작

4K UHD 단말/디스플레이

4K UHD 압축

4K UHD 카메라/편집

전송

디스플레이

• MPEG-2 MPEG-4 AVC|H.264 HEVC (1/50압축) (1/100 압축) (1/200 압축) • NEC, 60p 10bit 실시간 인코더 개발, VC-8150

• 방송매체 별 전송 고도화 • 방통융합을 통한 하이브리드화

• CES2013/NAB2013 시연을 통해 대규모의 4K Display 출시 - 39인치 부터 최대 110인치 LCD 출시

• 캐논/소니/Red/JVC 등 UHD급(4K) 카메라 출시 • NAB2013에서 소니/캐논은 4K UHD 제작 워크플로우 출시 • NAB2013에서 20~30인치 모니터링용 4K 디스플레이, 스위처 등 4K 제작관련 장비 시연

4K UHD 전송

4K UHD 실감미디어 서비스를 위한 국내외 기술 개발 경쟁 치열

14

DIMA

전세계 UHD 방송 서비스 현황

UHD 실감미디어 서비스를 위한 기술 검증 및 실험방송 확대

15

* SES - ‘12.9 : AVC/H.264 기반 - ‘13.4 : HEVC/H.265 기반(20Mbps로 부호화)

* 지상파 실시간 60p실험방송 (‘14.4)

* 케이블 상용방송(’14.4, 세계최초)

DIMA

국내 방송 서비스 동향 1

(지상파) ’12년 10월부터 유럽 HD표준인 DVB-T2에 HEVC를 활용하여 실험방송 실시

’14년 4월 5일 오후 2시 울산 동천체육관에서 열리는 ‘2013~2014 KB 국민카드 프로농구’ 챔피

언결정전 3차전을 지상파 방송을 이용해 4K 60프레임 UHD TV로 실시간 중계 방송

지상파

16

구 분 기 간 세부내용

UHD 실험방송

1차 송출 ’12. 9월~12월

o 유럽방식 기술테스트(DVB-T2, CH66)

o 고효율 압축 방식(HEVC) 전송 테스트

o 일반 UHD 콘텐츠(30p) 전송 테스트

UHD 실험방송

2차 송출 ’13. 5월~10월 o 고화질 UHD 콘텐츠(60p) 전송 테스트

UHD 3차 실험방송 ’14. 4월~12월

O KBS CH66, SBS CH 53(5월 20일 이후), MBC

CH52(5월 초 개국방송)

O SFN 방식, DVB-T2

DIMA

국내 방송 서비스 동향 2

(케이블) ‘13년 7월부터 5대 MSO가 일반 가입가구를 대상으로 표준화된 방송규격에 의한 UHD 시범방송 실시

*셋톱박스 없이 UHDTV에 내장된 쾀튜너로 수신, **사업자가 자체 개발한 S/W로 수신

‘14년 디지털케이블TV쇼 행사(4월10일)와 연계하여 UHD 전용채널인 UMAX 개국 및 상용서비스 개시 선포

티브로드 : 인천아시아 게임을 위한 ’14. 4월말까지 UHD 제작 시스템 구축 시작

(위성) ’12년 10월 MPEG-4 활용 실험방송, ’13년 8월부터 HEVC 활용 실험방송(천리안위성) 실시 중이며 ’14년 6월부터 상용위성을 통한 실험방송 실시 예정

(IPTV) '12년 8월~10월까지 각 사별로 상용망을 통한 실험방송 실시

유료방송(케이블, 위성, IPTV)

17

구분 송출권역 수신방식(STB 없음)

티브로드 종로․중구, 서대문 Clear QAM방식*

(LG UHDTV) 씨앤앰 강남, 서초

CMB 영등포

CJ헬로비전 양천, 해운대 PC 기반 S/W 방식**

(삼성 UHDTV) 현대HCN 서초

DIMA

국내 방송 서비스 도입일정

현행 방식으로도 충분한 전송용량 확보(케이블 38Mbps, 위성 75Mbps, IPTV

100Mbps)가 가능하므로 UHD방송 도입이 조기에 가능

※ HEVC를 추가하는 케이블 방송 기술 기준 개정 완료 (’13.10월)

(콘텐츠) 홈초이스는 UHD 전용채널(U-max)을 등록하고 ’14년 4월 10일에 개국

UHD 콘텐츠 200시간 분량을 확보하여 1일 20(4x5)시간 방송 예정

UHDTV 보유 가입자 대상 한시적 무료 프로모션 후 프리미엄 상품으로 전환 예정

(투자계획) ‘17년까지 케이블업계는 총 6,488억원, 위성방송은 총 1,682억원,

IPTV업계는 총 4,434억원을 투자할 계획

유료방송사업자

18

구 분 콘텐츠 시설투자 단말장치 네트워크 기술개발 합 계(억원)

케이블 406 403 1,941 3,565 174 6,489

위성 171 85 1,211 135 80 1,682

IPTV 415 148 1,356 2,490 25 4,434

DIMA

국외 방송 서비스 동향 1

세계 UHD시장 선점을 위해 시범방송, 콘텐츠 확보 등 적극추진

NHK 는 ‘12년 ABU(아시아-태평양방송연맹) 서울 총회에서‘14년(브라질 월드컵)

4K 시험방송, ’16년(리우 올림픽) 4K 본 방송 및 8K 시험방송, ‘20년(도쿄 올림픽)에

는 8K 본 방송 계획(위성․케이블) 발표

※ 주파수 문제로 지상파 UHD방송은 계획이 없으나 NHK, 후지TV 등 지상파와 위성을 겸영

하는 방송사업자가 많아 약 60%의 가구가 위성을 통해 UHD 시청 가능

방송사‧가전사 등이 포럼을 구성(’13.5)하여 4K UHD 콘텐츠 확보 추진

※ 지상파(NHK등 6사), 위성방송(3사), 가전(6사, Sony등) 등 총 21개사가 참여 中, 포럼 산하

의 콘텐츠 위원회가 UHD 콘텐츠 제작, 프로그램 편성 및 조달 등을 추진

일본은 NHK, 민영방송사, 전자업체 등 21개사 참여하여 2013년 3월 4K UHD 전용 방송

국 개설

스카파JSAT 실험방송 실시, ’15년 상용화 방송 예정

NTT-plala(IPTV 사업자) 4K VOD 실험서비스, ’14년 2월

일본

19

DIMA

국외 서비스 동향 2

UHD방송에 가장 적극적인 DirecTV(위성방송사업자)는 ’14년 중순 UHD방송을

위한 위성 추가발사 및 ’15년 상반기 본 방송 계획

‘14년 Comcast(케이블․인터넷사업자)는 ’14년 상반기에 스트리밍 방식으로

UHD 콘텐츠 서비스 예정(실시간 방송 서비스 계획은 확인된 바 없음)

싱클레어방송그룹 계열 WNUV-TV(지상파)는 FCC의 허가를 받아 볼티모어 지

역에서 '13.2월에 DVB-T2 방식의 UHD 실험방송을 개시하였으며 ‘14.3월까지

실시 예정(ch40번으로 새벽1시~5시 사이에 실시)

미국

20

DIMA

국외 서비스 동향 3

영국의 BskyB, 독일의 Sky Deutshland 등 위성방송사는 ‘14년부터 위성을 통한

UHD방송을 도입할 계획임을 발표

(기술표준) 신규 압축기술(HEVC) 표준화는 ’13.1월 완료, 전송표준의 경우 지상

파는 새로운 표준 검토 중이며 케이블·위성은 기존방식으로 UHD 전송가능

주) 지상파 HDTV 표준(2009년)이나, 지상파 UHD로서의 활용 방안을 연구 중

유럽 (영국)

21

구분 지상파 전송표준 케이블 전송표준 위성 전송표준

미국 ATSC 3.0('15.12월 완료예정) Opencable DVB-S2

유럽 DVB-T2주) DVB-C

DIMA

국외 서비스 동향 4

‘14프랑스의 HD포럼(방송사, 제조사 등으로 구성된 비영리법인)이 지상파

UHD 도입 및 700㎒대역 반납을 위한 향후 로드맵*을 발표

* '16년에 DVB-T2 / HEVC를 통해 UHD를 도입하고, ’21년까지 DVB-T2 / HEVC로 완전 전환 완료한 후 700

㎒대역을 반납

** HD포럼이 로드맵을 마련하여 프랑스 정부에 제안하였고, 현재 정부에서 검토 중

CSA(시청각최고평의회) : 방송사업면허교부권, 방송정책규제기관

• ’15까지 MPEG-2 기술 중단 10개의 SDTV 채널을 MPEG-4기반의 HDTV 채널로 전환

• ’18 DVB-T2(‘09)와 HEVC로 전환 시작하여 ’20 기준으로 DVB-T(‘97)와 MPEG-4 최종 종료

DGMIC(미디어문화산업총국) : 디지털 전환 관련 정책

• 700MHz대역을 ’15년 11월까지 모바일 브로드밴드 사업자에 경매하겠는 계획 결정

• 아직 공식적 입장 밝히고 있지 않음

※ 출처: 지상파 UHD 방송도입방안연구, 김국진/최정일 2013년 11월

700MHz 대역 경매하기로 결정, ’14. 4. 3

국가 안보와 방어를 위한 군사 프로그램 법안에서 700MHz 대역 경매로

발생한 대금을 방위산업에 투자(프랑스 관보)

유럽(프랑스)

22

DIMA

국외 서비스 동향 5

’13년 1월부터 EUTELSAT(프랑스 통신위성 운영업체)은 DVB-S2/8PSK 방식으

로 ‘13년 1월부터 4K UHD 위성방송 서비스 중(3,840x2,160@50p 영상포맷)

스페인 UHDTV 지상파 방송서비스 실험방송

13. 2월 25일부터 28일간 Abertis Telecom은 DVB-T2 방식을 기반으로 실험

룩셈부르크 SES는 소니와 4K UHD 위성 생방송 시연

’12년 9월 IBC : AVC/H.264 코덱 기반

’13년 4월 : HEVC/H.265 코덱 기반, 20Mbps 부호화

유럽

23

DIMA

UHD 서비스 현황: 스트리밍 & Packaged Media 1

<4K Player를 이용한 서비스>

’12년 12월 Red의 Redray 4K Cinema Player 출시

100시간 분량의 1TB 드라이브, 영상 해상도-4,096x2,160 DCI, 3,840x2,160 4K-UHD

클라우드를 이용하는 Distribution Platform인 ODEMAX와 연계하여 디지털 시네마 서비스 실시

’13년 1월 CES에서 삼성은 4K UHD 업스케일링 기능을 지원하는 Blu-Ray 3D Player 발

표

’13년 1월에 BDA(Blu-ray Disc Association)는 ’12년 말부터 4K UHD 비디오를 지원하는

BD 확장 규격 연구 중이라고 발표

’13년 2월에 Sony는 PlayStation 4에서 4K 해상도의 사진 및 비디오 출력을 지원하기로

발표 (’13년 11월 출시 예정)

’13년 7월에 Sony는 4K UHD Media player 출시 (임대 $7.99, 구매 $29.99)

Sony의 4K UHDTV에서만 재생 가능

’14년 이후 상용서비스 전개 예상

24

DIMA

UHD 서비스 현황: 스트리밍 & Packaged Media 2

<4K 스트리밍 / 다운로드 서비스> Netflix

House of Cards 시즌2 24/25/29.97/30/50/50.94

Amazon Instant 5편의 코미디와 드라마 파일럿 프로그램 제작

Youtube VP9을 이용한 4K 동영상 스트리밍 서비스 최대 4,096×3,072 해상도(12.6 M pixels, 화면비 4:3)의 영상을 업로드 할 수 있고, 다운로드

후 재생할 수 있음(’10년 ~)

M-GO Technicolor와 Dreamworks Animation 조인트 벤쳐 삼성전자 UHD 스마트 TV 4K 콘텐츠 제공 3Mbps 대역폭으로 시청이 가능

Direct TV Comcast

’14년 이후 상용서비스 전개 예상

25

DIMA

UHDTV 기술 표준화

DIMA

UHDTV 방송 표준 기술 범위 인터페이스 기술

비압축 UHD 콘텐츠 저장 포맷 기술

UHDTV AV 신호규격

AV부호화 기술

다중화 기술 DCATV/위성/지상파 기반 변복조, 채널 부호화 및 전송 프로토콜 기술

IPTV기반 전송프로트콜 기술

DCATV/위성/IPTV/지상파 기반 송수신 정합 규격

UHDTV AV 품질측정 권고안 압축된 UHD 콘텐츠 저장포맷 기술

획득/저장 부호화/다중화 전송

단말 (STB) 디스플레이/스피커

표 2> 3,300만화소 촬상소자 특징

시제품 촬상소자 종래의 소자

광학포맷 2.5인치 1.25인치

수광면크기 수평 29.8mm

수직 16.4mm

수평 16.6mm

수직 9.2mm

유효화소수 7680x4320 3840x2160

화소크기 3.8um각 4.2um각

신호출력방식 저압차동방식

(LVDS)

저전압CMOS

(LVCMOS)

신호출력수 12bit 16병렬 10bit 16병렬

주사방식 순차주사 순차주사

매체별 수신

역다중화/복호화

제작

케이블/위성/지상파/IPTV

Player

27

DIMA

UHD 관련 국제 표준화 기구

28

출처 : DVB-EBU UHDTV Fact Findings Workshop(‘13.5)

DIMA

국제 표준화 현황: 전송기술 (지상파)

DVB (유럽) DVB-T2 까지 표준이 완료된 상태이며, 4K-UHDTV 스트림 전송이 가능한 전송률을 확

보하고 있음

ATSC (미국) 현재 ATSC 3.0 표준화가 진행 중이며 ’15년 말 개발 완료 계획

29

전송기술 표준승인

년도 주요기술

전송율 (6MHz 대역폭 기준)

DVB-T 1997년 QPSK, 16QAM, 64QAM/RS+Convolutional code 3.73~23.75 Mbps

DVB-T2 2009년 256QAM추가/LDPC 3.73~37.73 Mbps

전송기술 표준승인

년도 주요기술 및 현황

전송율 (6MHz 대역폭 기준)

ATSC 1996년 8-VSB/RS+TCM 19.39 Mbps

ATSC 2.0 진행 중 전송기술 관련 변경사항 없음

(NRT 데이터방송규격, M/H 규격 추가) 19.39 Mbps

ATSC 3.0 2015년 12월

기존 ATSC 전송방식과 역호환성 을 고려하지 않고, 전송효율을 향상시키는 기술을 이용하여 4K-UHDTV, Mobile HDTV, Hybrid Service를 위한 방송 규격 개발을 주요 목표로 표준화 진행 중

-

DIMA

국제 표준화 현황: 전송기술 (케이블 & 위성)

DVB(케이블) DVB-C2 까지 표준이 완료된 상태이며, 4K-UHDTV 스트림 전송이 가능한 전송률을 확

보하고 있음

DVB (위성) 기존 DVB-S2 표준 기반으로 UHDTV 방송서비스에 적합한 위성전송기술인 DVB-S2x

표준화가 2013년 하반기 완료 예정

30

전송기술 표준승인

년도 주요기술

전송율 (6MHz 대역폭 기준)

DVB-C 199x년 16- to 256-QAM/RS 최대 39 Mbps

DVB-C2 2009년 16- to 4096-QAM/LDPC+BCH 최대 62 Mbps

Future extension

2015년 이후 16384-QAM 72 Mbps

65536-AQAM 83 Mbps

전송기술 표준승인

년도 주요기술

전송율 (36MHz 대역폭 기준)

DVB-S 1997년 QPSK/CC+RS 43 Mbps

DVB-S2 2004년 8PSK,32APSK/LDPC+BCH 67 Mbps (8PSK 사용 기준)

130 Mbps (32APS 사용 기준)

DVB-S2x 2013년 64APSK 175Mbps (64APSK 사용 기준)

DIMA

국내 표준화 현황

차세대방송표준포럼 실감방송분과위원회 UHDTV WG (2008.02~)

UHDTV 응용시나리오 및 요구사항 논의 (2008년)

국내 UHDTV 영상신호 규격안을 마련하여 TTA 제출 (2009년)

TTA 디지털TV프로젝트그룹(PG802)에서 논의를 거쳐 국내 UHDTV 영상신호 규격 제정(2010.12)

ITU-R BT.2020 국제 표준을 반영하여 개정(2013년 말)

차세대 오디오 WG (2009.05 ~) 국내 UHDTV 오디오 신호 규격을 마련하여 TTA 제출 (2011년 초)

TTA 디지털TV프로젝트그룹(PG802)에서 국내 UHDTV 오디오신호 규격 제정(2011년 12월)

TTA

PG802

“UHDTV 서비스 시나리오 및 고려사항 정의” 기술분석서 (2013.10)

UHDTV RF전송 기술 실무반 및 UHDTV 코덱/시스템 실무반 구성(2013.08)

지상파 4K-UHDTV 송수신정합규격 표준 개발 중(2014.06 완료 예정)

PG803 케이블기반 서비스 시나리오 및 요구사항 정의 완료(2012.12)

케이블기반 UHDTV 송수신정합규격(전용채널) 표준 개발 완료 (2013.08)

PG805 초고화질(UHD) 디지털 위성방송 송수신정합(TTAK.KO-07.022, ’13.12월)

TTA의 UHD 영상신호, 오디오신호 표준을 준용하고 비디오 코덱은 HEVC를 적용

31

DIMA

향후 전망

기술은 계속해서 진화, 미디어는 3D와 UHD 같이 실감형으로 진화할 것임

TV 단말의 활용도가 넓어짐

다양한 OTT 서비스 (인터넷 활용)

UHD-Zoo (삼성), 박물관 활용 등

UHD 이용자 행태도 방송 분야보다 영화와 인터넷, 개인용 미디어 등에서 마

니아 중심의 이용행태를 보임

방송 부분의 새로운 서비스는 시작이 어려움

제조사와 방송사업자 동시에 참여하는 콘텐츠 제작

UHD급 방송 장비 교체(막대한 자금, Revenue 창출?)

디지털 전환 이후 범 정부 차원의 방송 정책 필요