케이블기반케이블기반 융합서비스와융합서비스와 네트워크네트워크

(HSN 2006)(HSN 2006)

한국디지털케이블연구원한국디지털케이블연구원

2006. 2. 222006. 2. 22

-- 22 -- 2006. 2.222006. 2.22

1.1. 케이블기반케이블기반 융합서비스융합서비스

2.2. HFC HFC 망망 개요개요

3.3. 디지털디지털 케이블케이블 방송방송 : : OpenCableOpenCable, OCAP, OCAP

4.4. 초고속초고속 인터넷인터넷 : DOCSIS: DOCSIS케이블케이블 기반기반 융합융합 서비스서비스

5.5. 인터넷인터넷 전화전화 : : PacketCablePacketCable, PCMM, PCMM

6.6. NGNA (Next Generation Network Architecture)NGNA (Next Generation Network Architecture)

목목 차차

-- 33 -- 2006. 2.222006. 2.22

케이블기반케이블기반 융합서비스융합서비스

-- 44 -- 2006. 2.222006. 2.22

방송통신방송통신 융합융합 개요개요

방송통신은 양방향 디지털화, 네트워크 광대역화를 통한 기술발전과 수요 다양화와 함

께 단말기, 네트워크, 서비스, 사업자의 Convergence의 현상으로 융합 또는 영역의 구

분이 없는 서비스 제공하고 있음

Convergence 현상

• 공익성을 강조하는 1:N의 방송이 Interactivity를 지향하게 되고 산업성을 강조하는 1:1의 통신이Bandwidth를 요구함에 따라 융합 또는 영역의 구분이 없는 새로운 패러다임이 탄생하게 됨

• 융합의 사회적 Trend에 따라 서비스의 구조는 새로운 진입방향이 필요하게 되었음

DMBDTV STB

단말기의 융합 네크워크의 융합 서비스의 융합 사업자의 융합

• 데이터 방송• T-Communication• T-Commerce• 휴대폰 방송 수신

• 케이블 VOIP• 케이블 ISP• 기타 Bundling SVC• 인터넷 방송 등

• 커뮤니케이션:SMS• VOD, PVR• 네트웍 데이터 방송• 연동형 데이터 방송

• 통신사업자의 진입: 위성방송, 위성DMB• 방송사업자의 진입: DMC, 지상파DMB

-- 55 -- 2006. 2.222006. 2.22

방송통신방송통신 융합융합 TrendTrend

방송통신의 융합에 있어서 각 출발 산업 군의 특성에 따라 다양한 융합서비스가 생성되어짐을 예측할 수 있으며 사업 군끼리의 제휴/연합을 통한 통합형(Integrated), 지능형(Intelligent),대화형(Interactive) 서비스가 발생할 수 있음

융합환경 내 Positioning

Broadcasting

지상파

위성방송

인터넷방송DMB

• Communication• Interactivity

Con

tent

Pow

er

케이블방송

IP-TV

방송통신Convergence

• 인프라 환경의 융합에서 차츰 컨텐츠 중심으로 융합방식이 이동되는 것으로 예상되어짐에 따라다양한 방송통신 융합형 서비스가 요구 될 것임

• 컨텐츠의 발전에 따라 STB 및 인프라 환경의 변화를 주도할 것으로 예상됨

방송과 통신은 단말기 및 네트웍의 출발점과는

상관없이 융합의 지역으로 상호 이동하고 있음

단순한 결합에서 방송과 통신이 연동하는 환경으로

전개되고 있음

단말기 및 사용자의 요구, 네트웍에 따라 다양한

방법으로 융합되고 있음

영역의 이동이 아닌 영역의 확장으로 전개

-- 66 -- 2006. 2.222006. 2.22

Digital 케이블방송 양방향 데이터 방송

DTV 부가서비스

Interactive Service (iTV)

Walled Garden Enhanced TVVOD T-Commerce

• DTV

프로그램

채널서비스

HD 채널 운영

• SPOT광고:

프로그램

채널광고

• NVOD

• RVOD

• SVOD

• Infotainment

• Game

• TV-Communication

- Mail, SMS, Chat

• Finance

- 은행, 증권

• EPG

• 프로그램 연동형

부가서비스

- 퀴즈, 리서치 등

• 독립형 Ticker

• Interactive Adv.

• 독립형 쇼핑

• 홈쇼핑 Upgrade

• 연동형 쇼핑

• ISP

• VoIP

• PVR

• Home

Networking

디지털케이블방송디지털케이블방송 서비스서비스 사례사례

-- 77 -- 2006. 2.222006. 2.22

디지털디지털 케이블케이블TV TV 서비스서비스

VoD서비스(SD/HD)

• TV를 통해 다양한 동영상

컨텐츠 시청

• NVOD

• RVOD

• PPV

• VOD 패키지

디지털 방송(SD/HD)

• 110개 이상의 다채널 고화

질 컨텐츠 제공

• 음악방송 제공

• HD 채널 제공

• 국내 오픈케이블 기반의

표준

EPG 서비스

• 사용자 채널 검색을 위한전자 프로그램 안내

• Mosaic EPG

• Grid EPG

• Mini EPG

• Ticker EPG

데이터방송 서비스

• A/V 서비스 이외에 데이터형태로 컨텐츠 제공

• T-Information

• T-Communication

• T-Entertainment

• T-Commerce

• T-Education …

-- 88 -- 2006. 2.222006. 2.22

데이터방송데이터방송 서비스서비스

T-Information T-Communication

• News, 양방향 광고

• Weather,교통, 부동산 정보

• Education, 운세,

• Health, 영화 etc…

• Messenger

• Channel Chat

• T-Mail

• SMS

T-Entertainment

• 노래방

• Games

• 골프, 요리 레슨

• 바둑, 장기 etc…

-- 99 -- 2006. 2.222006. 2.22

데이터방송데이터방송 서비스서비스

T-Commerce & T-Banking

• Home Shopping

• Food Delivery

• T-Banking

• Stock Info

T-Government

• 민원 서류 발급

• TV 선거

• 의견수렴, 복지증진, 여론 형성

• 지역 소식 및 정보 전달

-- 1010 -- 2006. 2.222006. 2.22

HFCHFC망에서망에서 Triple Play Services Triple Play Services 디지털방송 : OpenCable 및 DOCSIS return path(DSG)를 사용 양방향 디지털방송 제공

(데이터 방송은 TV기반의 다양한 융합 서비스 제공)

케이블 전화 : DOCSIS 및 PacketCable 기반으로 QoS 보장 인터넷전화 제공

초고속 인터넷 : DOCSIS 기반으로 제공

가입자가입자서비스 제공자서비스 제공자

CableTVH/E

CableTVH/EPP

CMTSCMTSISP

RouterRouterApplicationServer

SSW, G/WSSW, G/WPSTN

VODServerVOD

ServerContentsLibrary

아날로그TV

인터넷

컨버터컨버터컨버터

CableModemCableCable

ModemModem

Telephone

DTV STBDTV STB

MTAMTA

디지털TV(데이터방송포함)

HFCHFC망망

TPS TPS 서비스서비스

-- 1111 -- 2006. 2.222006. 2.22

HFC HFC 망망 개요개요

-- 1212 -- 2006. 2.222006. 2.22

HFC(Hybrid Fiber Coaxial) HFC(Hybrid Fiber Coaxial) 구조구조

광케이블 구간(Star구조) : 분배센터(국사) → cell (이동전화 셀과 같이 분리됨)

동축케이블 구간 (Tree & Branch 구조) : Cell → 가입자 (공유구간)

HFCHFC망의망의 주파수주파수 대역대역 및및 특징특징 : : 무선통신망과 유사

주파수 사용대역의 구분 : 상·하향대역(물리적), 각 대역에서의 채널(논리적) • 상향대역 : 가입자 → 분배센터 (모뎀표준방식에 따라 다양하게 채널 구분)

• 하향대역 : 분배센터 → 가입자 (방송채널에 따라 6MHz 단위 채널 구분)

상·하향대역의 비대칭성

• 방송망으로 출발하여 하향대역 강점

• 통신속도 향상을 위해서는 상향 주파수 대역의 확대 필요(차선 확보 개념)

공유구조의 망이므로 통신장치에서 MAC protocol 필요

아날로그 신호 전송에 따른 신호의 분배결합이 쉬움

CellCell에서의에서의 frequency spectrumfrequency spectrum

CM CM 상향신호상향신호

Upstream 5Upstream 5--42MHz42MHz Downstream 54Downstream 54--750(870) MHz (6MHz channels)750(870) MHz (6MHz channels)

Freq. Freq. (MHz)(MHz)…

케이블케이블TV TV 신호신호 CM CM 하향신호하향신호

HFCHFC망의망의 구조와구조와 특징특징 요약요약

-- 1313 -- 2006. 2.222006. 2.22

PC

Digital Video

ISP

CAS,EPG,iTV

Servers

VideoServers

CMTS (DSG)

MPEG-2 Mux

VideoQAM

Switch

STB CM(DSG)

TV

HFC

VideoQAM

VoIPSSW, GW

Analog Video

Voice

5 42 54 870 MHz

상향대역

6 MHz

아날로그 방송 디지털방송

하향대역

CM

아날로그방송

6.0 MHz

디지털방송 케이블모뎀

DMC

케이블망의케이블망의 서비스서비스 전송구조전송구조

-- 1414 -- 2006. 2.222006. 2.22

○○ 광동축혼합망광동축혼합망 방식방식(Hybrid Fiber Coaxial(Hybrid Fiber Coaxial)- SO 분배센터 ∼Cell 중심인ONU 간 광케이블 (star구조)

- ONU ∼가입자간 동축케이블(Tree & Branch 구조)

○○ 망장치망장치 구성구성

- 광신호-RF신호 변환 장치인 ONU

- 동축구간은 능동소자인 증폭기(TBA)와 수동소자(Splitter, Tap-off 등)의 조합

- ONU, TBA에 전원공급을 위한 전원공급기

○○ HFCHFC망은망은 SOSO내내 서비스서비스 지역을지역을 여러여러 개의개의 CellCell로로 구분하여구분하여 시설시설

가가

입입

자자

증폭기증폭기(TBA)(TBA)

분기기분기기(Tap(Tap--off)off)

||←← 동동 축축 전전 송송 구구 간간 →→||||←← 광광 전전 송송 구구 간간 →→||

광송수신기

광광송송수수신신기기

(SO (SO 분배센터분배센터))

CATVCATV

인터넷인터넷

동축케이블동축케이블

ONUONUONU

전력공급기전력공급기전력공급기

Cell #N

방송 H/E방송방송 H/EH/E

CMTSCMTSCMTS

CATVCATV방송망방송망

인터넷인터넷

Cell #1

ONU :ONU :옥외형옥외형 광송수신기광송수신기

HFC HFC 가입자가입자 망망 구성도구성도

-- 1515 -- 2006. 2.222006. 2.22

- HFC망은 SO내 서비스 지역을 여러 개의 Cell로 구분하여 시설

- Cell별 독립된 망 (이동전화 셀과 같은 개념) ; 미국에서는 Fiber Node라 부름

- 가입자 증가에 따라 Cell을 분할하여 공유되는 가입자를 축소

인터넷인터넷

CATVCATV방송국방송국

Cell #2

인터넷인터넷

CATV CATV 프로그램프로그램 분배망분배망

HFC HFC 가입자망가입자망

SO SO ((분배센터분배센터))

HFCHFC망망 셀셀

HFCHFC망망 셀셀

HFCHFC망망 셀셀

SO SO ((분배센터분배센터))

동축전송구간동축전송구간

광전송구간광전송구간

ONUONU TBATBA

Cell #1

Cell #N

서비스서비스 지역지역(SO(SO권역권역) ) 및및 셀셀(Fiber node) (Fiber node) 구성구성

-- 1616 -- 2006. 2.222006. 2.22

구분구분 분배센터분배센터 ~ ONU~ ONU ONU ~ ONU ~ TapoffTapoff TapoffTapoff ~ ~ 가입자단말가입자단말

형태형태 Star 형 Tree & Branch 형 Tree & Branch

주파수대역주파수대역상향 : 5 ~ 200MHz

하향 : 54 ~ 750MHz/870MH

상향 : 5 ~ 42/65MHz

하향 : 54 ~

750MHz/870MH

좌동

케이블케이블 종류종류光 케이블

(Cell당 1~2코어 사용)

동축케이블

(규격 : 12C/17C)

동축케이블

(규격 5C/7C)

• 케이블TV용

- Upconverter

• 케이블TV용

- 컨버터

(셋탑박스)

전송장치전송장치

((능동능동, , 수동수동))

• 전송장치

- RF신호 결합기/분배기

- 광송수신기

- 광분기기

• 옥외 광송수신기(ONU)

• RF신호 전송장치

- 증폭기(TBA)

- 분기기 (Tapoff)

- 분배기, 방향성 결합기

• 전력관련 장치

- 전원공급기, 삽입기

• 상향필터(잡음제거용)

서비스용서비스용

장비장비

• 인터넷용

- CMTS

- Upconverter

- Router(Switch)

- • 인터넷용

- 케이블모뎀

시설시설 및및

관리주체관리주체SO 또는 NO SO 또는 NO

• 케이블방송 : SO

• 인터넷 : 자가(SO), 임대(ISP)

HFCHFC망망 구성장치구성장치

-- 1717 -- 2006. 2.222006. 2.22

구분구분 방송방송 인터넷인터넷 인터넷인터넷 전화전화

현재현재

상용망상용망

• 아날로그 방송 : PP망

(TDM기반)

• 디지털 방송 : DMC망

(MSPP기반)

• 전달망 : IP망

• 가입자망 : DOCSIS

1.x, 2.0 혼재

•• 인터넷기반과인터넷기반과 동일동일

•• 전달망전달망//교환망교환망 : : 임차임차

((전달망의전달망의 QoSQoS 미적용미적용))

향후향후

전달망전달망

(IP(IP기반기반))

• 현재와 동일

(DMC망의 노드 확장)

• IP망 동일 적용

• IP기간망 사업자 MPLS

적용시 사용

•• MSPP MSPP 기반기반 Voice Voice 전용전용

IPIP망망 구축구축 (QoS (QoS 보장보장))

향후향후

가입자망가입자망

(HFC)(HFC)

• 디지털 채널 전송대역 확대

- 870MHz 또는 1GHz

- 서비스별 주파수 배정

(디지털 전송대역 확대)

• DOCSIS 1.1 이상 QoS 적용 (TDMA / CDMA)

• PacketCable (전화전용), 또는 PCMM (멀티미디어) 적용

CMTS 고속화 (최소 100Mbps급 DOCSIS 3.0 적용)

• 최종적으로 All-IP화 추진 (미국의 NGNA 적용)

케이블케이블 기반기반 서비스의서비스의 네트워크네트워크 구성구성

-- 1818 -- 2006. 2.222006. 2.22

CableLabsCableLabs (1988, Cable Television Laboratories Inc.) : (1988, Cable Television Laboratories Inc.) : www.cablelabs.comwww.cablelabs.com미국내 SO를 주요 회원으로 하는 비영리 연구소

케이블모뎀 관련 CableLabs의 표준 규격을 ANSI, ITU-T에서도 수용(국제표준)

신기술 개발을 통해 SO의 경쟁력 있는 사업기회 제공 목표

단말장치 기술 공개로 소매시장에서 사용자가 저가의 단말장치 직접 구매 가능 목적

표준규격에 제정뿐만 아니라 인증 기관 역할 수행

위치 : 미국 콜로라도, 덴버

CableLabsCableLabs의 주요 표준 규격

OpenCable : Digital 케이블방송

DOCSIS(Data over Cable Interface Specification) : Cable Modem

PacketCable 및 PCMM(PacketCable Multimedia) : Cable 전화

그외 규격

• CableHome : 케이블 기반의 홈네트웍

• Go2Broadband : 인터넷 기반의 전자상거래

• VOD Metadata : 컨텐츠의 호환성 보장

• Digital Program Insertion : MPEG2 기반의 광고삽입 표준

HFCHFC망망 시스템의시스템의 표준표준 : : CableLabsCableLabs

-- 1919 -- 2006. 2.222006. 2.22

Digital CableDigital Cable방송방송 표준표준 : : OpenCableOpenCableHeadend System InterfaceCable Network Interface Standard(SCTE40/DVS313)가입자 장치 인터페이스

• OpenCable CableCARD Interface Specification• OpenCable CableCARD Copy Protection System Interface Specification

그외 middleware(OCAP), HD 및 추가 인터페이스 등 작업중임

Cable Modem Cable Modem 표준표준 : DOCSIS: DOCSISDOCSIS 1.0 : 케이블모뎀 최초 표준

DOCSIS 1.1 : 전화 등 부가서비스를 위한 QoS 보장

DOCSIS 2.0 : 상향대역 확장 및 새로운 변조방식

DOCSIS 3.0 : 100Mbps 이상 전송이 가능한 고속 케이블모뎀

Cable Cable 전화전화 표준표준 : : PacketCablePacketCable 및및 PacketCablePacketCable Multimedia(PCMMMultimedia(PCMM))PacketCable은 DOCSIS1.1을 기반으로 Primary 전화 서비스 및 QoS 보장형 서비스를 위한표준 규격

CPE(단말장치), CMTS, CMS(Call Managment Sever), PSTN 연결 요소로 구성

PacketCalble Multimedia : QoS가 보장되지 않는 device에서도 QoS 보장

전화서비스 뿐만 아니라 QoS 보장이 필요한 서비스 제공 목표

CableLabsCableLabs 주요주요 규격규격

-- 2020 -- 2006. 2.222006. 2.22

디지털디지털 방송방송 : : OPenCableOPenCable, OCAP , OCAP

-- 2121 -- 2006. 2.222006. 2.22

OpenCableOpenCable 개요개요

디지털방송 및 양방향 멀티미디어 서비스의 지원, 상호 운용성, 기존 미국시장에 시설된 GI, SA 장비

와의 호환성을 기본원칙으로 함

Settop box의 소매판매을 위해 가입자제어(Conditional Access) 및 컨텐츠 보호(Copy Protection)를

위한 보안기능과 데이터통신용 모뎀의 signaling 기능을 POD(Point of Deployment)라는 PCMCIA장치

로 만들어 Settop Box와 분리를 의무화(2005.1이후, by FCC)

POD가 Cable Card로 명칭이 바뀜

OpenCableOpenCable의의 Channel planChannel plan

방송대역 : 54~864MHz

• FAT(Forward Application Transport) : MPEG2 디지털방송 스트림

• NTSC Analog방송

대역외 채널(통신용 채널) :

• 방식 : DVS167/178(OOB mode, Legacy) 또는 DOCSIS(DSG mode) CM 사용

• FDC(Forward Data Channel, 하향) : 제어 및 액세스 메시지, EPG (Electronic Program Guide)

및 어플리케이션 데이터 전송

• RDC(Reverse Data Channel, 상향) : Settop Box → H/E로 모든 데이터를 전송

• 국내는 DSG only를 규격으로 인정하여, DOCSIS CMTS를 기반으로 양방향 구현

OpenCableOpenCable 개요개요 및및 채널채널

-- 2222 -- 2006. 2.222006. 2.22

OpenCableOpenCable 시스템시스템 구성도구성도

OpenCableOpenCable 시스템시스템 구성구성

•• Source (Source (수신수신) ) MPEG2 encoding MPEG2 encoding MPEG2 MPEG2 MuxingMuxing 신호변환신호변환(QAM) (QAM) HFCHFC망망 STBSTB

-- 2323 -- 2006. 2.222006. 2.22

Analog VideoAnalog Video

DOCSIS Data/DSG downDOCSIS Data/DSG down

DVS167/178 OOBDVS167/178 OOBDown 1ch Down 1ch Digital Video /ContentsDigital Video /Contents

DOCSIS Data/DSG upDOCSIS Data/DSG up

DVS167/178 OOB Up 1chDVS167/178 OOB Up 1ch

7070--130 MHz130 MHz

UpstreamUpstream

Downstream 54Downstream 54--750/864 MHz (6MHz channels)750/864 MHz (6MHz channels)

Freq. Freq. (MHz)(MHz)55--42 MHz42 MHz

……

OOB mode (legacy)OOB mode (legacy) DSG modeDSG mode구분구분

SCTE DVS 167 (SA)SCTE DVS 167 (SA) SCTE DVS 178 (Motorola)SCTE DVS 178 (Motorola) DOCSIS 1.x(CableLabs)DOCSIS 1.x(CableLabs)

UP Ch.UP Ch.

Down Ch.Down Ch.

1.544/3.088Mbps @1/2MHz1.544/3.088Mbps @1/2MHz(DQPSK(DQPSK--9090°° phase)phase)

256Kbps@192Kbps256Kbps@192Kbps(DQPSK)(DQPSK)

200/400/800K/1.6/3.2MH200/400/800K/1.6/3.2MHzz(QPSK/16QAM)(QPSK/16QAM)

1.544/3.088Mbps @1/2MHz1.544/3.088Mbps @1/2MHz(DQPSK)(DQPSK)

2.048Mbps @1.8MHz2.048Mbps @1.8MHz(DQPSK)(DQPSK)

6MHz6MHz(64/256QAM)(64/256QAM)

* * DQPSK : Differentially encoded QPSKDQPSK : Differentially encoded QPSK

디지털디지털 케이블방송의케이블방송의 주파수주파수 할당할당

-- 2424 -- 2006. 2.222006. 2.22

구구 분분 내용내용

InIn--Band (Digital)Band (Digital) QAM변조방식변조방식

OOB Up/DownOOB Up/Down QPSK 또는 DOCSIS 방식

주파수대역폭주파수대역폭(In(In--Band)Band) 6MHz

다중화방식다중화방식 MPEG-2 Transport

비디오비디오 압축방식압축방식MPEG-2 MP@ML (SD급)

MPEG-2 MP@HL (HD급)

오디오오디오 압축방식압축방식 Dolby AC-3

Security Module InterfaceSecurity Module InterfaceCableCard

(PCMCIA card)

Copy ProtectionCopy ProtectionAnalog : Macrovision CP적용

Digital : CableCard I/F 및 IEEE1394 CP적용

방송방송 ProtocolProtocolOOB SI(Service Information) : main

In-Band PSIP : Optional

Interactive Service Interactive Service

S/W Platform (Middle ware)S/W Platform (Middle ware)OCAP

In-Band : 방송 program 또는 Service data가 전송되는 채널

Out-Of-Band (OOB) : Head/end와 가입자 단말기간 통신용 채널

디지털디지털 케이블케이블 방송의방송의 기술기술 규격규격

-- 2525 -- 2006. 2.222006. 2.22

OCAP (OCAP (OpenCableOpenCable Common Application Platform)Common Application Platform)

OCAP OCAP 개요개요

OCAP은 디지털 방송 이외의 다양한 양방향 데이터방송을 제공하기 위한 미들웨어 규격

하드웨어와 OS (Operating System)에 독립적인 구조를 지원하여 서비스와 어플리케이션을 쉽게 적

용하고, 서비스 제공자 다양성을 보존하며 업그레이드에 대한 유연성을 제공

OCAP 기반의 어플리케이션

• Entertainments : EPG, IPPV, RVOD and NVOD, Game, etc

• Communications : TV_chat, SMS, TV_messenger, etc

• Commerce : TV_shopping, TV_banking, etc

• Well-being : Education, Health, TV-government, etc

OCAPOCAP 1.0 1.0 구조구조

-- 2626 -- 2006. 2.222006. 2.22

OCAP (OCAP (OpenCableOpenCable Common Application Platform)Common Application Platform)

매체별매체별 데이터방송데이터방송 표준표준

분류분류 ACAPACAP OCAPOCAP MHPMHP

국내표준국내표준 지상파지상파 방송방송

해외표준해외표준 미국미국((지상파지상파//케이블케이블)) 미국미국((케이블케이블)) 유럽유럽((위성위성))

약어약어•• Advanced CommonAdvanced Common

Application PlatformApplication PlatformOpenCable CommonOpenCable Common

Application PlatformApplication Platform

•• Multimedia Home PlatformMultimedia Home Platform

표준기구표준기구 •• ATSC/CableLabsATSC/CableLabs에서에서 표준작업표준작업 CableLabsCableLabs에서에서 표준표준 작업작업 •• DVBDVB에서에서 표준작업표준작업

케이블케이블 방송방송 위성위성 방송방송

데이터방송데이터방송 표준표준 관계관계

GEM (Globally Executable MHP)GEM (Globally Executable MHP)은은 MHPMHP에서에서 유럽유럽방송환경에만방송환경에만 쓰이는쓰이는 요소를요소를 제거하여제거하여 쉽게쉽게 MHP MHP 방방식이식이 적용적용 될될 수수 있도록있도록 상호상호 연동성과연동성과 확장성에확장성에 초초점을점을 두고두고 개발개발 된된 표준표준

MHPMHP는는 GEMGEM에에 유럽유럽 방송방송 환경환경 요소를요소를 추가된추가된 유럽유럽데이터방송을데이터방송을 위한위한 미들웨어미들웨어 규격규격

OCAPOCAP은은 GEMGEM에에 OpenCable OpenCable 환경환경 요소요소, , 케이블케이블 환경환경요소를요소를 추가하여추가하여 만든만든 케이블케이블 데이터데이터 방송을방송을 위한위한미들웨어미들웨어 규격규격

ACAPACAP은은 GEMGEM에에 지상파지상파 방송방송 환경환경 요소를요소를 추가하였추가하였으며으며, , 케이블케이블 환경을환경을 위해서위해서 OCAP OCAP 규격을규격을 수용하고수용하고선택사항으로선택사항으로 DASEDASE를를 일부일부 도입한도입한 지상파지상파 데이터데이터방송을방송을 위한위한 미들웨어미들웨어 규격규격

-- 2727 -- 2006. 2.222006. 2.22

(DMC 구성 및 역할)

• 1 Main DMC (수원)

• 3 Sub DMC (대구, 부산, 광주)

• 전국망을 통하여 디지털방송 및

각종 부가서비스를 SO로 송출

(망구성 현황)

• 전국 2ring 구성 (WDM)

• Sub ring은 10Gbps MSPP

• Sub ring 3Sub ring 3개개 SO SO 수용수용

대역폭대역폭 보장보장

Protection Protection 포함포함

상부링 10G Ring

하부링 일부 2.5G Ring

서남방송 전남동부방송

광주 서브 DMC

(광주방송)

한빛전주

대구 서브DMC (수성+동구방송)

부산 서브DMC

(서부산방송)

강서방송

남동케이블

한빛아이앤비

안양방송

천안방송

충남방송(서산)

기남방송

영동방송

강원방송연합방송

서대구방송

새로넷

영남방송

신라방송

푸른방송

대구방송

울산중앙

동서디지털

10G 강원링

10G

서울링

10G 경인링

10G 경기남부링

10G 충남링

10G 경북링

10G 대구1링

2.5G 울산링

10G 부산링

2.5G 전북링

10G 전남링

10G 대구2링

Main DMC (수원)원주방송

대전

DMCDMC망망 구성도구성도 ((예예))

-- 2828 -- 2006. 2.222006. 2.22

Internet

VOD Switch

HFC

Switch

CMTS

SO

MSPP

DTV+ Control DataDTV+ Control DataVODVOD

ISP+VOIPISP+VOIP

Sub DMC

10Gbps MSPP(DMC Sub ring)

To Main DMC(Digital TV)

QAM

HFC

HFC

(망구성 현황)

• 전국 2ring 구성 (WDM)

• Sub ring은 10Gbps MSPP

• Sub ring 3Sub ring 3개개 SO SO 수용수용

대역폭대역폭 보장보장

Protection Protection 포함포함

DMC SubDMC Sub--ring ring 구성도구성도

-- 2929 -- 2006. 2.222006. 2.22

초고속초고속 인터넷인터넷 : DOCSIS: DOCSIS

-- 3030 -- 2006. 2.222006. 2.22

표준규격표준규격 특특 징징 서비스서비스 측면의측면의 장점장점

DOCSIS 1.0DOCSIS 1.0

(1999(1999년년))

Cable Data System의

최초 상용화 표준

Bidirection 데이터 전송

고속의 Internet Access

DOCSIS 1.1DOCSIS 1.1

(2001(2001년년))

실시간 전송 (QoS 향상)

S/W Upgrade에 의한

DOCSIS 1.0 -> 1.1 가능

가입자별 차별화된 서비스

제공 가능

- VoIP 등 실시간 서비스

DOCSIS 2.0DOCSIS 2.0

(2002(2002년년))

상향 전송율 향상

- 6.4MHz / 30MBps

상향 RF 변조방식 변경에

따른 H/W Upgrade 필수

양방향 대칭형 서비스 가능

임펄스 잡음 대처 기능강화

로 안정성 향상

Web browsingWeb browsing과과 같은같은 단순단순 인터넷접속인터넷접속 서비스에서서비스에서 PTP, PTP, VoIPVoIP, On, On-- line Game line Game 같은같은

실시간실시간, , 고품질고품질 서비스의서비스의 요구요구 증가로증가로 장비의장비의 성능과성능과 기능기능 향상향상

DOCSIS DOCSIS 케이블모뎀케이블모뎀 VersionVersion별별 특징특징

-- 3131 -- 2006. 2.222006. 2.22

DOCSIS 2.0DOCSIS 2.0은은 1.x 1.x 대비대비 주파수주파수 대역의대역의 확장확장, , 고속변조고속변조 기술의기술의 적용으로적용으로 상향상향

대역의대역의 전송속도를전송속도를 향상시킴향상시킴

DOCSIS DOCSIS 케이블모뎀케이블모뎀 versionversion별별 기술비교기술비교

DOCSIS 1.xDOCSIS 1.x DOCSIS 2.0DOCSIS 2.0구분구분

UpstreamUpstream

5~42MHz(USA)

5~65MHz(Euro)

200,400,800KHz

1.6, 3.2MHz

QPSK, 16QAM

0.32~10.24Mbps

25dB 이상

DownstreamDownstream UpstreamUpstream DownstreamDownstream

FrequencyFrequency

RangeRange

88~860MHz(USA)

108~862(Euro)좌동

BandwidthBandwidth6MHz(USA)

8MHz(Euro)6.4MHz 추가

ModulationModulation 64/256QAM 32/64/128QAM 추가

Data RateData Rate30.34~42.88Mbps

40.44~57.20Mbps0.32~30.72Mbps

요구요구 C/NC/N 35dB 이상 좌동

DOCSIS 1.x

동일

-- 3232 -- 2006. 2.222006. 2.22

DOCSIS versionDOCSIS version DOCSIS 1.0DOCSIS 1.0 DOCSIS 1.1DOCSIS 1.1 DOCSIS 2.0DOCSIS 2.0 DOCSIS 2.XDOCSIS 2.X DOCSIS 3.0DOCSIS 3.0

ServicesServices

Broadband InternetBroadband Internet √√ √√ √√ √√ √√

VoIPVoIP √√ √√ √√ √√

Video Video conferenceingconferenceing √√ √√ √√

Entertainment videoEntertainment video √√

VoIPVoIP phone phone √√ √√ √√ √√

Residential gatewayResidential gateway √√ √√ √√ √√

Video phoneVideo phone √√ √√ √√

Mobile devicesMobile devices √√ √√

IP setIP set--top boxtop box √√

Mbps/nodeMbps/node 5,0005,000 5,0005,000 5,0005,000 5,0005,000 6,3006,300

Mbps/nodeMbps/node 8080 8080 170170 170170 450450

Consumer devicesConsumer devices

Cable ModemCable Modem √√ √√ √√ √√ √√

Downstream bandwidthDownstream bandwidth

Mbps/channelMbps/channel 4040 4040 4040 4040 200200

Upstream bandwidthUpstream bandwidth

Mbps/channelMbps/channel 10 10 10 10 3030 3030 100100

DOCSIS DOCSIS 케이블모뎀케이블모뎀 roadmap : roadmap : 출처출처-- CED magazine Jul 04CED magazine Jul 04

-- 3333 -- 2006. 2.222006. 2.22

인터넷인터넷 가입자가입자 현황현황 (05.12 (05.12 현재현재, , 정통부정통부 통계통계))

구 분 합계 xDSL케이블

모뎀아파트

LAN위성

KT

하나로텔레콤

두루넷

온세통신

드림라인

데이콤

파워콤

부가통신사업자(SO)

별정통신사업자

합 계

5,512,3165,512,316 726,786726,786 2,6872,6876,241,7896,241,789

2,773,2132,773,213

836,625836,625

353,001353,001

213,272213,272

99,72399,723

261,916261,916

1,154,5061,154,506

256,666256,666

926,396926,396 1,398,0591,398,059 448,758448,758 00

20,54620,546 816,079816,079 00

316,039316,039 36,96236,962 00

88,84888,848 124,424124,424 00

39,62139,621 49,19049,190 10,91210,912 00

176,060176,060 85,85685,856

9,5469,546 1,125,9421,125,942 19,01819,018 00

48,18048,180 41,20041,200 167,286167,286 00

12,190,711 6,556,6056,556,605 4,011,4174,011,417 1,620,0021,620,002 2,6872,687

-- 3434 -- 2006. 2.222006. 2.22

인터넷인터넷 전화전화 : : PacketCablePacketCable, PCMM, PCMM

-- 3535 -- 2006. 2.222006. 2.22

개요개요

대역폭 보장을 통한 실시간 통신 요구서비스 대응 (QoS보장)

• time slot을 할당 알고리즘을 개선

• 전화, 실시간 영상전송 등 서비스 고려

QoS 구현 방법

• 한 개의 케이블모뎀에 다양한 상, 하향 flow 허용 가능

• 1.0의 경우 Service 종류에 따른 ID만 지정 가능

• 상향대역 Unsolicited Grant Service, 하향대역 CIR(committed Information Rate) 활용

• 효율적 패킷 전송을 위한 다양한 트래픽 요구 처리 기능

­ Concatenation, Fragmentation, Payload Header Suppression

케이블망에서 QoS를 보장하기 위한 전송 구조 기반으로 사용

DOCSIS 1.1 DOCSIS 1.1 적용적용

전화용 PacketCable

디지털 케이블 셋탑박스 DSG

DOCSIS 1.1 (DOCSIS 1.1 (QoSQoS 보장보장))

-- 3636 -- 2006. 2.222006. 2.22

개요개요

케이블망에서 기본 전화서비스와 같이 항상 가용한 VoIP 서비스 제공 목표

DOCSIS 1.1 기반의 케이블모뎀과 CMTS, 전화서비스를 위한 CMS 등을 구성요소 정의

• PacketCable을 준수하는 EMTA 제한

• MGCP와 유사한 NCS(Network Based Call Signaling) 사용

2001년 초 부터 PacketCable 1.0 호환성 시험 진행

SCTE, IPCableCom 도 대부분의 PacketCable 규격 승인

주요주요 규격의규격의 내용내용 : MSO, : MSO, CableLabsCableLabs, , 제조사제조사 공동작업공동작업

Signaling for services

Media transport at variable QoS levels

Security

Provisioning of the client device

Billing

Network Management

PacketCablePacketCable

-- 3737 -- 2006. 2.222006. 2.22

PacketCablePacketCable의의 구조구조

HFC network(DOCSIS)

NCS EMTA (NID)

NCS EMTA

CM NCS S-MTA

CMTSHFC network

(DOCSIS)

CallManagement

Server(CMS)

CMTS

Managed IP Network

PSTN

OSSBack OfficeServers andApplications

-Ticket Granting Server

- DHCP Servers

- DNS Servers

-TFTP or HTTP Servers

- Provisioning Server

MGC(Media Gateway

Controller)

MG(Media Gateway)

SG(Signaling Gateway)

MG(Media Gateway)

SG(Signaling Gateway)

Announcement

Server

-- 3838 -- 2006. 2.222006. 2.22

PCMM (PCMM (PacketCablePacketCable Multimedia)Multimedia)

PCMMPCMM의의 장점장점

QoS가 보장되지 않는 단말장치(CPE)도 적용 가능 (SIP 단말, Game Consoles 등)음성서비스 이외 다른 서비스에 대해서도 QoS보장 방법 제시

PCMM PCMM 구현구현 장비장비

Allpication Manager :• 요구되는 서비스의 대역폭을 제어 하는 역할

• 게임 서버, SIP proxy 서버, CMS(Soft switch) 등Policy server

• Application Manager의 요구에 따라 대역폭을 할당 하는 역할 수행

• CMTS와 직접 통신 수행

PCMMPCMM의의 잠재적인잠재적인 서비스서비스Consumer Voice Services:

• Phone to STB, Music Streaming, Audio/Video IM, Gaming with Audio• Video Phone, IP Camera

Business Voice Services• Business voice services • Small/medium business, Branch office

Enhanced Endpoint Support• Standalone MTA, SIP Devices• Video phones

-- 3939 -- 2006. 2.222006. 2.22

PCMM PCMM 네트워크네트워크 구조구조

HFC network(DOCSIS)

MSO IPNetwork

Client

Application Server

Policy ServerCMTS

Record Keeping Server

DOCSIS

Cable Modem

-- 4040 -- 2006. 2.222006. 2.22

NGNANGNA(Next Generation Network Architecture)(Next Generation Network Architecture)

-- 4141 -- 2006. 2.222006. 2.22

미국미국 NGNA (Next Generation Network Architecture) NGNA (Next Generation Network Architecture) 개요개요미국 1-3위의 MSO인 Comcast, Time Warner, Cox communication 이 추진하는 일종의 BcN계획통합 멀티미디어를 위한 새로운 사업모델 정의 및 HFC기반의 네트웍 진화방향을 제시

향후 CableLabs를 통한 세부 기술 표준화 작업 진행 예정

보고서 구성 : 통합멀티미디어 구조, 가입자 단말장치, HFC망 구조, Head-end 구성 등

미국미국 NGNA NGNA 계획의계획의 시사점시사점HFC망 기반의 BcN 계획이라 할 수 있음

핵심핵심 기술기술 사항사항기간망 및 Head/End내 모든모든 통신망은통신망은 IPIP망을망을 기반으로 함 : ALL IP

대상서비스 : 비디오, IP멀티미디어, 홈네트웍, 디지털 광고 등 정의

가입자장치 : 통합비디오 단말기, Video NIU(아날로그 형식을 기존TV 수용), Non-Video CPE (PC)

HFCHFC망망 구조구조 : : 기존기존 HFCHFC망을망을 최대한최대한 활용하나활용하나, , 궁극적으로궁극적으로 midmid--split split 제안제안

Head/End : Head/End : 데이터용데이터용 CMTSCMTS의의 상상//하향하향 분리분리 HFCHFC망망 신호신호 전송용전송용 QAMQAM변조기의변조기의 집합형화집합형화(Edge(Edge--QAM)QAM)

기타 : 기존 디지털방송의 보안기능 수용 및 CMTS 보안 기능 통합

NGNA NGNA 계획계획 개요개요

-- 4242 -- 2006. 2.222006. 2.22

통합통합 Multimedia ArchitectureMultimedia Architecture

Major Network Segments and ElementsMajor Network Segments and Elements

-- 4343 -- 2006. 2.222006. 2.22

PC

Digital Video Feeds

ISP

CAS,EPG,iTV

Servers

VideoServers

swich

STB w/CM(DSG)

TV

PSTN

4~6Gbps100~150ch * 40Mbps/ch

Digital video(SD,HD)VOD/iTVVoice over IPMultiple data flows

HFC

5 42 54 870 MHz

상향대역

6 MHz

아날로그 방송 디지털방송

하향대역

광대역CM

Edge-QAMwith DOCSIS control

IPDOCSIS MAC

MPEG2-TSMulti-QAM/HFC

MPEG-2 Mux

아날로그방송

6.0 MHz

디지털방송

고속 케이블모뎀(채널Bonding)

미래미래 케이블망케이블망 서비스의서비스의 전송구조전송구조 : PHY: PHY

-- 4444 -- 2006. 2.222006. 2.22

서비스서비스 융합을융합을 위한위한 전송전송 구조구조 : H/E : H/E –– 가입자가입자 전송전송Baseline : MPEG2 TS over QAM (기존 디지털방송 전송 구조)Extended 1 : MPEG2 TS multiplexed with DOCSIS (ALL IP 이전의 통신방송 융합 구조)Extended 2 : Video & Data over IP/DOCSIS (ALL IP 전송 구조)

VideoStream

AudioStream

Data RTP and/or MPEG-TS Data

UDP/TCP UDP/TCP

IP IP

DOCSISMAC Layer DOCSIS MAC Layer

VideoStream

AudioStream

VideoStream

AudioStream

DOCSISData packet DOCSIS Data packet

MPEG-2 TS MPEG-2 TS MPEG-2 TS

QAM (RF 6MHz) QAM (RF 6MHz * n개) QAM (RF 6MHz * n개)

BaselineBaseline((디지털방송디지털방송))

Extended 1Extended 1((전송계층전송계층 통합통합 구조구조))

Extended 2Extended 2(ALL IP (ALL IP 전송전송))

HFCHFC망망 서비스융합을서비스융합을 위한위한 전송전송 구조구조 : protocol: protocol

-- 4545 -- 2006. 2.222006. 2.22

감사합니다감사합니다..

한국디지털케이블연구원한국디지털케이블연구원 연구센터연구센터

한운영한운영 ((wyhan@klabs.re.krwyhan@klabs.re.kr))