위성수신시스템

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작성자 플래너스 댓글 0건 조회 61회 작성일 19-11-22 13:49

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II. 위성방송 수신방식 형태

1. DTH(Direct To Home) 방식

■ 무궁화 위성(3호)

○ 탑재 중계기

- Ku밴드(14/12GHz대역)에는 24개의 통신용 중계기와 6개의 방송용 중계기 탑재

- Ka밴드(30/20GHz대역)의 통신용 중계기 3개 추가 탑재

○ 연도별 위성 중계기 및 가용 TV채널수
종류 2001년 2002년 2003년 2004년 2005년
방송용 방송용
(방송채널) 5기
50채널 5기
50채널 6기
72채널 6기
72채널 6기
72채널
통신용 통신용
(방송채널) 2기
24채널 3기
36채널 3기
42채널 3기
42채널 3기
42채널
통신용
(부가서비스) 1기 1기 1기 1기 1기
총중계기
가용용량 8기 9기 10기 10기 10기
가용TV 채널수 74채널 86채널 114채널 114채널 114채널

* 중계기별 압축비율 : 2002년까지 방송용 10배, 통신용 12배/ 2003년부터 방송용 12배, 통신용 14배 적용


■ 개념

○ 수신안테나 구성



- 위성안테나

▪ 위성으로부터 수신되는 신호를 반사해 피드혼(Feedhorn)에 신호가 집중되도록 하는 역할

▪ 수신을 목적으로 하는 위성과의 거리나 방향에 따라 크기를 선택


- 피드혼(Feedhorn)

▪ 보통 접시안테나의 중앙에 삼각지지대로 고정되어 있는 부분으로서 필요한 극성(수평 또는 수직)을 선택해서 원하는 적절한 방송을 검출

▪ 위성으로부터 중계되어 접시형 반사체의 표면으로부터 반사되는 마이크로웨이브를 모으고, 노이즈를 제거해서 LNB에 전달하는 역할


- LNB(Low Noise Block Downconverter)

▪ Feedhorn에서 오는 마이크로웨이브 신호를 검출해서, 미약한 신호를 증폭시키고, carrier주파수를 낯추어서 동축케이블을 통해 실내의 위성방송 수신기에 입력될 수 있도록 해줌

▪ 컨버터라고도 하며 보통 피드혼(Feedhorn) 내부에 설치되어있음

○ 송출 주파수 대역과 안테나
주파수 밴드명 안테나 적정 직경
4~6 GHz C밴드 1.2m 이상
12~14 GHz Ku밴드 45cm 이상
20~30 GHz Ka밴드 Ku밴드 보다 작음

- 주파수가 높아질수록 더 작은 직경의 안테나의 사용이 가능하나, 최근 안테나 성능의 항상으로 그 직경이 전반적으로 작아지고 있음

- 높은 주파수를 사용할수록 다른 위성과 마이크로웨이브의 주파수 간섭의 영향을 덜 받지만, 대기상태에 더 큰 영향을 받는 약점이 있음


○ DBS(Direct Broadcast by Satellite)와 DTH

- 방송위성을 이용한 직접위성방송 즉, DBS와 통신위성을 사용하여 개개인의 수신자에게 위성방송 프로그램을 제공하는 서비스인 DTH로 개념이 분류되기도 함 (프로그램 전송을 위한 통신위성(CS)과 방송위성(BS)의 차이는 노이즈 간섭 제거기술의 발달과 안테나의 소형화로 구별이 점점 무의미해지고 있다)

- 1980년대 들어서면서 고출력의 Ku-밴드의 통신위성에서 사용하지 않는 나머지 주파수를 활용하여 방송서비스를 하기 시작하였는데, 이때 가정용의 작은 접시 안테나로 방송수신이 가능하게 되면서 본격적으로 DTH의 개념이 생겨남


■ 무궁화 위성의 앙각

○ 지역별 앙각 및 방위각
위치 경도(E) 위도(N) 무궁화 위성 (116도)
거리(km) 앙각(도) 방위각(도)
서울지역 126.92 37.52 37411.77 45.01 197.57
부산지역 129.10 35.13 37283.78 46.86 202.02
대구지역 128.63 35.87 37325.37 46.25 200.92
대전지역 127.41 36.33 37333.24 46.14 198.82
광주지역 126.92 35.31 37249.47 47.37 198.45
전주지역 127.14 35.83 37291.44 46.75 198.59
청주지역 127.48 36.33 37356.60 45.80 198.79
강릉지역 128.89 37.75 37469.18 44.20 200.50
춘천지역 127.72 37.88 37454.01 44.41 198.58
창원지역 128.69 35.22 37280.64 46.91 201.32
제주지역 126.50 33.48 37113.48 49.45 198.56
울 릉 도 130.89 37.49 37497.45 4380 203.60

- 위성방송 수신에 있어서 고층아파트가 밀집해 있는 경우 남향으로 양각 45도를 확보하기가 어려워 DTH방식의 난시청 문제가 발생

- 우리나라와 같이 방송을 수신할 수 있는 위성이 하나 밖에 없는 경우에는 방위각 확보는 문제시 되지 않음 (외국처럼 복수의 방송을 위한 위성으로 복수의 위성사업자가 서비스를 제공할 경우 하나의 수신기로 복수의 위성방송서비스를 받고자 할 때는 방위각 확보의 문제가 발생하기도 함)


■ 위성수신 음영(난시청) 발생의 실례

○ 남향 아파트의 경우



- 아파트동간 거리가 충분하지 않거나 20층 이상의 초고층의 경우(최근 재건축 아파트의 경우) 1~3층의 저층부에서 DTH 음영 발생

- 특히 1~2층의 경우 베란다 앞 정원수에 의한 음영이 나타남


○ 남향 + 동향 아파트 (ㄷ자 배치, ㅁ자 배치)

- ㄷ 자 배치

▪ 동향 건물인 경우 : 베란다에 안테나 설치시 DTH 수신이 불가능

※ 계단식 아파트의 경우 반대편 주방쪽 베란다가 있으면 주방 베란다 난간에 설치가 가능하나 실내 배선이 주방 또는 방을 거쳐 거실로 들어와야 하는 공사상 미관상 불편 발생

※ 복도식 동향 아파트의 경우에는 복도쪽에 안테나 설치가 현실적으로 곤란하므로 별도의 대안마련이 필요

▪ 동향 건물에 인접한 남향 건물의 경우 : 左前方 동향 건물에 의해 남서향 45도 양각이 가리게 되어 삼각형 모양의 음영지역이 발생하게 됨



- ㅁ 자 배치

▪ 동향의 베란다 쪽 음영과 함께 반대편 주방 베란다쪽에도 삼각형 모양의 음영이 추가 발생




■ 위성수신 음영지역에 대한 해결방안

○ DTH 음영지역

- 전문가의 의견에 따르면 DTH 음영세대가 아파트 세대수의 30%이상으로 추정됨

- 이는 위성방송 수신 인프라 구축에 있어 보편적 서비스 이념 실현에 커다란 걸림돌이 될 수 있음

- 이에 대한 적극적이고 합리적인 대응방안 모색 필요


○ 부분적 해결방안
  유형별 문제점 대 안 문제점
남향 불충분한 APT 동간 거리에 의한 저층부 음영 위성신호 수신이 가능한 위치에 공동수신 안테나를 설치, 저층부 음영가구별 단독배선 하는 방안 공동 안테나 설치(공간확보) 및 외벽 배선 시공에 대한 주민들의 반발 예상
정원 나무에 의한 음영은 그 범위가 크지 않을 것으로 예상되나 준공기간이 오래된 아파트 경우 4층 높이까지 나무에 의한 음영 발생 나무 높이 이상의 위치에 공동수신 안테나를 설치, 저층부 음영가구별 단독
배선하는 방안
동향 동향 아파트의 경우 기본적으로 베란다에 안테나 설치/수신이 불가능 함 (남서향 45˚ 앙각 확보 불가) 계단식의 경우 베란다 반대편 주방 또는 방쪽으로 딸린 베란다가 있을 경우 안테나 설치가 가능 반대편 베란다 시공의 경우 실내 배선공사가 주방이나 방을 가로질러야 하는 배선처리의 미관 문제가 발생
- 복도식의 경우 복도 외부에 안테나 설치는 현실적으로 불가(미관/기능상 문제)

- 공동안테나의옥상설치 및 단독배선 시공 옥상에서부터 배선시공에 따른 비용 문제 외에 외벽시공에 따른 주민들의 반발 예상

○ 근본적 해결방안

- 공청선로를 통한 위성방송수신

▪ 국내 방송수신 인프라 여건상 DTH 음영문제를 효율적으로 해결할 수 있는 가장 현실적인 방안

▪ 공수신 안테나를 세우고 기설치되어 있는 공동주택의 구내선로를 이용해 각 가구내의 셋탑박스까지 신호를 전달

- SCN(Satellite Cable Network)

▪ 위성방송의 수신 방식으로서의 개념이 아니라, 위성방송사업자가 PP의 입장에서 프로그램을 케이블사업자에게 제공하는 사업전략차원의 개념의 성격이 강함

▪ 위성방송신호를 케이블SO나 중계유선 등 기존의 유선망을 통해 제공하는 방식

▪ 유럽, 일본 등 외국에서 시행되고 있는데, 이는 사업자(위성방송사업자, 케이블사업자)간에 서비스를 공유한다라는 개념이 아니라 개별 PP와 케이블사업자간의 연계에 있어 위성이라는 매체를 활용하여 송출하는 개념임

  2. 공청선로를 통한 방송수신

■ DTH 음영지역 해소를 위한 최상의 방법

○ 방식

- 공동주택 또는 빌딩 등과 같이 외벽에 개별 안테나를 직접 설치하기 곤란한 경우 또는 설치할 필요성이 없는 경우,

- 위성방송 공동수신 가능한 마스터안테나를 건물옥상이나 H/E시설이 있는 장소에 설치한 후, 건물내의 기존 공청망 이용

- 안테나와 각 세대간의 셋탑박스를 연결하여 위성방송서비스를 제공하는 방식

○ 장점

- 아파트 위주의 집단거주형태를 가진 국내환경에서 위성방송 수신 인프라를 가장 효율적으로 구축할 수 있는 방식임

- DTH 음영지역으로 인해 발생하는 위성방송의 보편적 서비스 구현에서의 애로점을 해결할 대안적 수신방식


■ 기존 SMATV와의 차이점

○ 별개 방송사업자의 존재가 발생하지 않음

- 위성방송신호를 수신하는 다양한 방법중의 하나로 별개의 사업자라는 개념이 필요하지 않음

○ 제공 서비스

- 인터넷 홈쇼핑 등 방송통신 부가서비스 제공 않음

- 위성방송 서비스만을 제공

○ 관리형태

- 위성방송수신가구는 반드시 위성수신 셋톱박스를 각각 댁내에 설치를 해야하며, 이를 통해 위성방송사업자가 자신의 이용약관에 의거하여 수신가구를 직접 관리

- 시설관리업체는 단순히 시설의 설치와 유지 보수만을 대행


■ 공청선로를 통한 위성방송 수신의 필요성

○ DTH 음영지역 현황

- 국내 거주형태의 구조
구분 일반가구시장(만호) 업소시장
(사업체수)
단독주택 공동주택
주택수 429 720 약 292만
비율(%) 37.3 62.7
제공방식 DTH DTH/공청선로 이용

* 공동주택 : 아파트, 연립, 다세대, 주상복합

- 아파트를 중심으로 신규 공동주택은 매년 378천여 가구 증가 추세

- 국내 공동주택의 DTH 음영율
전국아파트(’99년) 음영가구수 음영율(%)
4,543,241 1,250,568 27.5

* 건설교통부 ’98년 아파트주거환경통계 근거로 추정 (4~6층 건물의 음영층 : 1층, 7~14건물: 1~2층, 15층 이상 건물: 1~3층)

○ 가입자 측면에서의 DTH와 공청선로 이용방식의 비용 비교
구분 공청선로 이용방식 DTH
안테나 필요없음
- 비용절감: 3만원/세대 안테나 1대/세대
-평균: 7만원
설치비 평균 3만원/세대
- 비용 절감 : 2만원 평균 5만/세대
초기시설구축비 SMATV-IF방식:
- 273만원/동(120세대 기준) .
절감효과 공청선로 이용방식으로 위성방송 가입시 세대 당 평균 비용 절감액: 5만원

○ 위성방송사업자 공청선로 이용방식 추진의 당위성




■ 기존 SMATV와 공청선로를 통한 위성방송 수신의 개념도




■ 공청선로를 통한 위성방송 수신방식의 종류

○ SMATV-IF방식

- 공동주택 동별 단위 시설교체 방식

- 장점

▪ 위성 안테나가 수신한 방송신호를 변조없이 그대로 가입자 가구까지 전송

▪ 위성방송 표준규격의 수신기를 사용하여 전송방식 단순

▪ 공청선로 대역을 750MHz에서 2,150MHz로 확장하기 용이함

▪ 증폭기, 분배기, 분기기 등 위성방송 규격제품 개발이 완료된 상태

▪ 표준공법 적용 가능

- 문제점

▪ 선로품질이 일정수준 이상 보장되어야 함

▪ 공청선로설비의 위성방송 규격제품(47~2,150MHz)로 대체 요망

- SMATV-IF방식 개념도




○ SMATV-DTM 방식

- 헤드엔드가 있는 아파트단지별로 신호변조를 통해 전송

- 장점

▪ QAM 압축방식 활용하여 공청선로 주파수 대역(5~750MHz) 부족해소
▪ 신호변조과정을 통해 공청설비 그대로 활용할 수 있음

- 문제점

▪ 위성 안테나의 신호의 복조, 재복조를 거쳐 전용 셋탑박스로 전송해야 함

▪ QPSK -> QAM신호변환장치(Transmodulator(H/E)) 및 QAM STB 사용필수(256 QAM-STB 기술개발 및 인증 필요)

- SMATV-DTM 방식 개념도







  3. SMATV방식(Satellite Master Antenna TV)

■ SMATV의 개념

○ 미국의 SMATV

- 케이블TV산업이 오래 전부터 발달한 미국 방송산업에서 자연발생적으로 생긴 사업유형

- 방송시설, 즉 수신기, 신호처리장치, 변조기가 갖춰진 시설을 적극적으로 활용해 케이블TV방송국처럼 방송을 전송하는 복합미디어다채널서비스(MMDS)의 일종으로, 이를 제공하는 업체는 방송법상의 별도의 사업자로 규정되어 있음

- 이를 운용하는 사업자는 공동주택의 댁내까지의 사설망을 구축하여 서비스를 제공하고 수신자를 직접 관리

- 위성방송뿐만 아니라 지역방송, 인터넷접속 서비스 등을 제공

○ 국내 SMATV 사업형태

- 국내 총가구수(약 1450만) 중 아파트나 연립주택 등 공동주택비율이 60%가 넘는데, 일정규모의 공동주택은 지상파TV 공청안테나와 구내선로를 의무적으로 설치하도록 되어있어 이를 이용한 단순공청 및 유료 공수신 환경이 비교적 잘 구비되어 있음

- 이 환경을 이용해 방송사업을 하는 사업자들은 크게 SO, 중계유선, SMATV사업자로 구분되는데, 이들은 공동주택의 관리사무소나 주민대표들이 공청안테나와 선로관리를 계약을 맺고 사업을 수행하는 위탁사업자로 볼 수 있음(가입자 댁내 셋탑박스 없음)


  III. 공청선로를 통한 위성방송 수신 관련 현안

■ 초기 SO의 공청결합방식(CAMA : CATV + MATV) 도입 실패의 시사점

○ 기존 공동주택의 경우



○ 신축 공동주택의 경우

- 궁극적으로는 위성방송시설 구축 법제화 필요

- 위성방송 시설구축 표준공법의 제시

- 공청선로설비를 위성방송용으로 교체하는 방식의 법제화 추진

○ 공청선로를 이용한 위성방송사업

- 공청선로를 이용한 위성방송사업은 합법적인 위성방송신호만을 공동주택 댁내의 셋톱박스에서 수신하는 방식을 채택

- 이는 위성방송 전용셋톱박스를 통해서만 가능하고 수신자 과금 및 관리도 이를 통해 위성방송사업자가 수행

- 이와 관련된 시설관리대행업자는 설치유지보수 관련 업무만을 하므로 방송업무와는 전혀 관계가 없음

- 합법적인 위성방송사업자의 공청선로를 이용한 수신방법의 성공적 구현으로 불법유사위성방송을 근절할 수 있는 방안이 정책적으로 강구되어야 함


  IV. 보론- SCN(Satellite Cable Network)

■ SCN방식 출현의 역사적 배경

○ 하늘개방 정책(Open Sky Policy)

- 미국 연방통신위원회(FCC)가 1972년에 채택한 위성통신시장의 자유화 정책

- 미국 내에서 추진되었던 통신전반에 걸친 규제 완화 정책중의 하나

- 이 정책으로 인해 케이블, 슈퍼스테이션 등의 유선텔레비젼이 비약적으로 보급됨

○ 최초의 SCN방식 채택 - HBO(Home Box Office)

- 자체방송을 다른 CATV 사업자에게 공급할 필요성을 인식한 뉴욕의 맨하탄 케이블비전사는 1974년에 프로그램공급 전문회사인 HBO를 설립

- 처음에는 VCR로 분배하였으나 그후 마이크로링크 회선, 다지점 분배 서비스(Multipoint Distribution Service: MDS) 등을 병용하게 되어 유료 케이블 가입자 대폭적으로 증가

- 1975년부터는 프로그램 공급에 위성을 이용하게 되어 유료케이블은 전국적인 공급망을 형성하게 되는 계기를 갖게 됨

○ SCN방식의 의의

- PP에서 SO로 프로그램 공급에서의 경제적 효율성 증대

- 지역 케이블사의 콘텐츠 확보 용이

- 가입자 영역 기반 효율적 확대


■ SCN의 개념

○ 연계주체

- 기본적으로 프로그램 공급자와 케이블사업자간의 연계를 통해 하나의 서비스를 제공하는 방식

- 이 두 주체를 연계하는 위성은 프로그램의 효율적인 송출을 위해 존재하는 하나의 매체수단임

○ 개념 도식



- (1) (실선)의 부분이 진정한 의미의 SCN 방식을 나타내는데, 프로그램 공급자의 프로그램 효율적 공급과 케이블지역사업자의 다양한 콘텐츠 공급을 가능케한 전송방식임

- (2) (점선)은 케이블 지역사업자의 효율적인 가입자 기반 확대를 가능케한 전송방식

○ 해외 SCN 사례


- 유럽
국가 사업자 자체/합작
제작 채널수 공급자(사업자형태)
s:위성, c:케이블, t:지상파 수신가구
영국 BSkyB 30채널 BSkyB (s) 540만
Ntl (c), Telewest (c)
ITV Digital (t) 450만
프랑스 Canal+ 22채널 Canalsatellite Numerique (s) 180만
NC Numerique (c) 80만
독일 Kirch 20채널 Premiere World (s) 130만
MediaVision (c) 100만

▪ 위 표에서 제시된 위성사업자들은 자체적으로 혹은 합작으로 다수의 프로그램을 직접 제작하고 있음

▪ 직접 제작한 프로그램을 위성-케이블-지상파의 루트를 통해 수신자에게 전달

▪ 유럽에서의 SCN방식의 구현도 결국에는 위성방송사업자가 프로그램공급자의 입장에서 자체프로그램을 공급함으로써 케이블사업자와 연계하는 형식을 취하고 있음


- 일본

▪ CS방송의 대표적인 사업자인 스카이퍼펙TV는 다른 나라의 경우와는 달리 채널사업자인 위탁사업자 중심으로 운영되고, BS방송은 NHK, WOWOW 등에 의해 운영되고 있음

▪ 일본은 위성방송 도입시기부터 케이블TV와 상호 시장을 육성해가면서 각각의 가입가구를 확대시키는 단계로, 경쟁과 동시에 상호 동반성장의 보완관계를 유지하고 있는데, 이는 채널사업자 중심으로 운영되는 일본의 위성방송사업자의 특수성에서 기인함


○ 국내위성방송사업자 입장에서의 SCN

- 국내위성방송사업자는 자체채널을 거의 운영하지 않고, 채널사용업자와의 관계에 있어서도 엄격하게 분리된 순수한 플랫폼사업자임

- SCN 방식을 구현하다면 플랫폼사업자가 아닌 PP의 지위로서 위성방송사업자가 케이블사업자와 사업적 전략에 의해서 연계하는 것임

- 개념상 SCN을 위성수신인프라 구축의 하나의 방식 즉 DTH의 대안으로 보기 힘들고, 가입자 기반이 전혀 없는 사업초기 단계에서의 국내위성방송사업자의 SCN방식 추진에는 어려움이 따르리라는 전망


※ 출처 - 한국디지털 위성방송, 위성방송 현안 관련 정책자료집 2001년 8월 자료 참조

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