멀티미디어 방송 다중송출 서비스

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1. 개요
2. 역사 및 상용화 현황
- 2.1. 대한민국
- 2.2. 해외
3. 경쟁 기술
4. 기술 개요
- 4.1. MBMS 베어러 서비스
- 4.2. MBMS 사용자 서비스
5. 3GPP 기술 규격
- 5.1. MBMS 베어러 서비스 (배포 계층)
- 5.2. MBMS 사용자 서비스 (서비스 계층)
참조

1. 개요

멀티미디어 방송 다중송출 서비스(MBMS)는 이동통신망을 통해 멀티미디어 콘텐츠를 다수의 사용자에게 동시에 전송하는 기술이다. 2013년 버라이즌의 발표를 시작으로, KT는 2014년 세계 최초로 상용 서비스를 출시했으며, 버라이즌, AT&T, EE, 보다폰 등 여러 통신사들이 기술 배포 및 테스트에 참여했다. MBMS는 스트리밍 및 다운로드 방식을 지원하며, 3GPP 표준에 의해 기술 규격이 정의된다. 경쟁 기술로는 DVB-H/T, DMB 등이 있으며, 3GPP는 5G 네트워크에서의 LTE 기반 방송 및 IoT용 MBMS 사용자 서비스 등 기술 발전을 지속하고 있다.

2. 역사 및 상용화 현황

MBMS 기술은 3GPP 표준화를 거쳐 발전해 왔으며, 4G LTE 환경에서는 eMBMS(evolved MBMS)라는 이름으로 더욱 발전된 형태로 제공되고 있다. 2013년 버라이즌은 2014년에 미국 전역의 LTE 네트워크를 통해 eMBMS 서비스를 출시할 것이라고 발표했다.^[3] AT&T는 이후 2011년에 퀄컴으로부터 획득한 700MHz Lower D 및 E 블록 라이선스를 LTE 방송 서비스에 사용할 계획이라고 발표했다.^[4]

전 세계 여러 주요 통신 사업자들이 이 기술을 배포하고 테스트하기 위해 경쟁하고 있다. 선두 주자로는 미국의 버라이즌^[5], KT와 지오(Jio)^[6] (아시아), 최근에는 EE(EE (telecommunications))^[7]와 보다폰(Vodafone) (유럽)^[8]이 있다.

2014년 7월, 노키아는 LTE 방송을 사용하여 기존 디지털 TV를 대체하는 것을 시연했다.^[11] 그러나 일부 연구에서는 현재 버전의 LTE 방송이 이 사용 사례를 효율적으로 해결할 수 있는지에 대해 의문을 제기하기도 했다.^[12]

2. 1. 대한민국

KT는 2014년 1월 세계 최초로 eMBMS 기반 LTE 방송 상용 서비스를 출시했다.^[9] 이 솔루션에는 KT가 자체 개발한 eMBMS 베어러 서비스와 ENENSYS Expway 미들웨어가 탑재된 삼성 모바일 기기가 포함되어 있다.

2. 2. 해외

버라이즌은 2013년에 2014년에 미국 전역의 LTE 네트워크를 통해 eMBMS 서비스를 출시할 것이라고 발표했다.^[3] AT&T는 2011년에 퀄컴으로부터 획득한 700MHz Lower D 및 E 블록 라이선스를 LTE 방송 서비스에 사용할 계획이라고 발표했다.^[4]

전 세계 여러 주요 통신 사업자들이 이 기술을 배포하고 테스트하기 위해 경쟁하고 있다. 선두 주자로는 미국의 버라이즌^[5], KT와 지오(Jio)^[6] (아시아), EE(EE (telecommunications))^[7]와 보다폰(Vodafone) (유럽)^[8]이 있다.

2014년 2월, 버라이즌은 삼성 갤럭시 노트 3에 ENENSYS Expway의 eMBMS 사용자 서비스를 탑재하여 수퍼볼 XLVIII에서 LTE 방송의 잠재력을 시연했다.^[10] 같은 해 7월, BBC 연구 개발(BBC Research & Development)과 EE(EE (telecommunications))는 제20회 코먼웰스 게임 (스코틀랜드 글래스고)에서 화웨이와 퀄컴 장비를 사용하여 LTE 방송을 시연했다.^[13]^[14] 8월에는 에릭슨(Ericsson)과 폴코텔(Polkomtel)이 8월 30일 폴란드 바르샤바 국립 경기장에서 열린 2014년 세계 배구 선수권 대회 개막전을 수백 명의 손님에게 스트리밍하여 LTE 방송 기술을 성공적으로 테스트했다.^[15]

2015년 6월, BBC 연구 개발과 EE(EE (telecommunications))는 FA컵 결승전 (영국)에서 LTE 방송을 시연했다.^[16]^[17] 9월, 버라이즌은 INDYCAR 경주를 방송하여 eMBMS를 시연했다.^[18] 10월, 버라이즌은 Go90 eMBMS 서비스를 상업적으로 출시했다. Go90은 주문형 비디오(On-Demand) 및 실시간 TV를 유니캐스트와 방송 모두 제공하며, 10개 이상의 서로 다른 LTE 방송 모바일 기기를 지원한다.^[19]^[20]^[21] 버라이즌은 2018년 7월 31일에 Go90 서비스 운영을 중단했다.^[22]

2016년 2월, 아카마이(Akamai)는 모바일 월드 콩그레스 2016에서 ENENSYS Expway와 함께 LTE 네트워크를 통해 비디오 스트림을 전달하고 유니캐스트에서 방송으로 실시간 전환하는 것을 시연했다.^[23] 4월, 버라이즌, 텔스트라(Telstra), KT, EE(EE (telecommunications))는 LTE 방송 연합을 출범시켰다.^[24]

2019년 1월 현재, 글로벌 모바일 공급업체 협회(Global Mobile Suppliers Association)는 eMBMS에 투자한 41개의 통신 사업자를 확인했다(검토/테스트/시범 운영, 배포 또는 파일럿, eMBMS를 배포 또는 출시한 사업자 포함). 5개의 통신 사업자는 eMBMS를 배포했거나 eMBMS를 사용하여 일종의 상업 서비스를 출시했다고 밝혔다.^[1]

eMBMS를 지원할 수 있는 칩셋의 범위는 꾸준히 증가하고 있으며, 2018년 3월 이후 3개의 모바일 프로세서/플랫폼이 출시되었다. 글로벌 모바일 공급업체 협회(GSA)는 eMBMS를 지원하는 69개의 칩셋을 확인했으며, eMBMS를 지원하는 기기는 최소 59개다(일부의 경우 통신 사업자별 업그레이드 후).^[25]

3. 경쟁 기술

MBMS의 주요 경쟁 기술로는 DVB-H/DVB-T, DVB-SH, DMB, ESM-DAB, MediaFLO가 있다. 그러나 주파수 부족과 새로운 방송 인프라 구축 비용 때문에 이러한 기술 중 일부는 실행 가능하지 않을 수 있다. MediaFLO는 퀄컴(Qualcomm)의 자회사인 MediaFLO USA, Inc.와의 관계를 통해 미국에서 버라이즌 와이어리스(Verizon Wireless)에 의해 상용화되었지만, 2011년 초에 서비스가 중단되었다.^[26] DMB와 DVB-H의 시범 서비스는 독일에서 열린 2006년 축구 선수권 대회 기간 동안과 같이 1년 이상 진행되어 왔다.

화웨이의 독점 기술인 CMB는 멀티미디어 방송 멀티캐스트 서비스의 전신이다. 이는 3GPP R6에서 규정되었으며, 기존의 UMTS 인프라를 사용한다. 화웨이는 CMB가 기존의 UMTS 인프라와 실시간 스트리밍 애플리케이션 프로토콜을 기반으로 한다고 밝히고 있다.

가장 중요한 경쟁은 개별 비디오 피드를 유니캐스트 데이터 연결을 통해 사용자에게 스트리밍하는 서비스에서 비롯된다. 특정 상황, 특히 모든 사람이 동시에 동일한 스트림을 시청하는 전통적인 경우에는 효율성이 떨어지지만, 개별 스트리밍의 사용자 편의성이 모바일 미디어 스트리밍 시장의 대부분을 장악했다.

4. 기술 개요

MBMS는 MBMS 베어러 서비스와 MBMS 사용자 서비스로 구성되며, UTRAN(WCDMA, TD-CDMA, TD-SCDMA) 및 LTE(eMBMS)에서 제공된다.^[27] MOOD(MBMS On-Demand)는 LTE에서 유니캐스트와 브로드캐스트 간 동적 전환을 허용한다. MBMS는 고급 카운팅 방식으로 유니캐스트 채널과 브로드캐스트 채널 중 효율적인 시스템 사용을 결정한다.

eMBMS는 LTE 릴리스 9의 일부로 3GPP에서 표준화되었다. LTE 버전의 MBMS는 멀티캐스트-브로드캐스트 단일 주파수 네트워크(MBSFN)로, 브로드캐스트 전용 서비스를 지원하며 SFN 기반 OFDM 파형을 사용해 DVB-H, -SH, -NGH와 같은 다른 브로드캐스트 솔루션과 기능이 유사하다. 3GPP는 릴리스 14에서 eMBMS 사양을 개선했으며, 릴리스 16에서는 5G 네트워크에서 LTE 기반 방송 연구,^[28] 중요 서비스용 MBMS API 및 IoT용 MBMS 사용자 서비스를 포함한다.^[1]

4. 1. MBMS 베어러 서비스

MBMS 베어러 서비스는 유니캐스트 및 브로드캐스트 모드를 지원하며, IP 멀티캐스트 주소를 사용한다. 이는 코어 및 무선 네트워크의 전송 리소스를 공유하여 유니캐스트 베어러 서비스에 비해 효율성을 높인다.^[27] UTRAN MBMS는 셀/밴드당 800 kbit/s에서 1.7 Mbit/s를 제공하며, GERAN MBMS는 32 kbit/s에서 128 kbit/s를 제공한다.^[27]

4. 2. MBMS 사용자 서비스

MBMS 사용자 서비스는 기본적으로 MBMS 서비스 계층이며 두 가지 데이터 전달 방식을 제공한다.

'''스트리밍 전달 방식'''은 모바일 텔레비전 서비스와 같은 연속 전송에 사용할 수 있다. 애플리케이션 계층 FEC 코드를 사용하여 전송 신뢰성을 높일 수 있다.
'''다운로드 전달 방식'''은 "다운로드 및 재생" 서비스용이다. 신뢰할 수 없는 전달을 보상하기 위해 '''파일 복구''' 서비스를 제공할 수 있다.^[27]

5. 3GPP 기술 규격

MBMS는 3GPP(3세대 파트너십 프로젝트)에서 표준화되었으며, 1단계 표준은 UMTS 릴리스 6에서 찾아볼 수 있다. 릴리스 6은 2004년 3분기에 기능적으로 고정되었으므로 실제 네트워크 구현 및 MBMS를 지원하는 최초의 기능 모바일 단말기는 2007년 말까지 출시될 것으로 추정되었다.

eMBMS는 LTE 릴리스 9의 일부로 3GPP에서 표준화되었다. LTE 버전의 MBMS는 멀티캐스트-브로드캐스트 단일 주파수 네트워크(MBSFN)라고 하며, 브로드캐스트 전용 서비스를 지원하며 SFN(Single Frequency Network) 기반 OFDM 파형을 기반으로 하므로 DVB-H, -SH 및 -NGH와 같은 다른 브로드캐스트 솔루션과 기능이 유사하다. 릴리스 14에서 3GPP는 운영자 및 방송사가 기술을 배포하는 데 더욱 매력적으로 만들 수 있도록 eMBMS에 대한 사양을 개선했다. 릴리스 16에서 차세대 기술에 대한 3GPP의 작업에는 5G 네트워크에서 LTE 기반 방송에 대한 연구,^[28] 중요 서비스용 MBMS API 및 IoT용 MBMS 사용자 서비스가 포함된다.^[1]

5. 1. MBMS 베어러 서비스 (배포 계층)

MBMS 기능은 MBMS 베어러 서비스와 MBMS 사용자 서비스로 나뉜다. MBMS 베어러 서비스는 UTRAN(WCDMA, TD-CDMA 및 TD-SCDMA) 및 LTE(eMBMS라고도 함)에서 제공되도록 정의되었으며, 유니캐스트 및 브로드캐스트 모드를 포함한다.^[27] MOOD(MBMS On-Demand)는 구성된 트리거를 기반으로 LTE를 통해 유니캐스트와 브로드캐스트 간의 동적 전환을 허용한다. MBMS 베어러 서비스는 IP 흐름에 IP 멀티캐스트 주소를 사용하며, 유니캐스트 베어러 서비스(대화형, 스트리밍 등)에 비해 코어 및 무선 네트워크의 전송 리소스를 공유한다는 장점이 있다.^[27]

하나의 MBMS 패킷 흐름은 GGSN, SGSN 및 RNC에 의해 복제된다. MBMS는 고급 카운팅 방식을 사용하여 0, 1개 이상의 전용(유니캐스트) 무선 채널이 하나의 공통(브로드캐스트) 무선 채널보다 더 효율적인 시스템 사용을 유도하는지 여부를 결정할 수 있다.

UTRAN MBMS는 MBMS 베어러 서비스당 최대 256 kbit/s를 제공하고 셀/밴드당 800 kbit/s에서 1.7 Mbit/s 사이를 제공한다. 실제 셀 용량은 UE 기능에 따라 달라진다. GERAN MBMS는 32 kbit/s에서 128 kbit/s 사이를 제공하며, 최대 4개의 GSM 타임 슬롯을 다운링크 방향의 하나의 MBMS 베어러에 사용할 수 있다. 트래픽 슬롯당 실제 데이터 속도는 네트워크 치수에 따라 달라진다.

MBMS 베어러 서비스(배포 계층) 관련 기술 규격은 다음과 같다.

제목	설명
[http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/22146.htm 3GPP TS 22.146]	멀티미디어 방송/멀티캐스트 서비스 (MBMS); 단계 1
[http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/23246.htm 3GPP TS 23.246]	멀티미디어 방송/멀티캐스트 서비스 (MBMS); 아키텍처 및 기능 설명
[http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25346.htm 3GPP TS 25.346]	무선 액세스 네트워크 (RAN)에서 멀티미디어 방송/멀티캐스트 서비스 (MBMS) 도입; 단계 2
[http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25992.htm 3GPP TS 25.992]	멀티미디어 방송 멀티캐스트 서비스 (MBMS); UTRAN/GERAN 요구 사항
[http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36300.htm 3GPP TS 36.300]	진화형 유니버설 지상파 무선 액세스 (E-UTRA) 및 진화형 유니버설 지상파 무선 액세스 네트워크 (E-UTRAN); 전반적인 설명; 단계 2 (eMBMS는 15장 참조)
[http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36440.htm 3GPP TS 36.440]	E-UTRAN 내에서 멀티미디어 방송 멀티캐스트 서비스 (MBMS)를 지원하는 인터페이스에 대한 일반적인 측면 및 원칙
[http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/43246.htm 3GPP TS 43.246]	GERAN에서 멀티미디어 방송/멀티캐스트 서비스 (MBMS); 단계 2
[http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25803.htm 3GPP TR 25.803]	멀티미디어 방송/멀티캐스트 서비스 (MBMS)에 대한 S-CCPCH 성능

5. 2. MBMS 사용자 서비스 (서비스 계층)

MBMS 사용자 서비스는 기본적으로 MBMS 서비스 계층이며, 스트리밍 전달 방식과 다운로드 전달 방식의 두 가지 데이터 전달 방식을 제공한다.^[27]

'''스트리밍 전달 방식'''은 모바일 텔레비전 서비스와 같이 연속적인 데이터 전송이 필요한 서비스에 사용된다. 전송 신뢰성을 높이기 위해 애플리케이션 계층에서 FEC 코드를 사용할 수 있다.
'''다운로드 전달 방식'''은 "다운로드 후 재생"하는 방식의 서비스에 사용된다. 신뢰성이 보장되지 않는 데이터 전달을 보완하기 위해 '''파일 복구''' 서비스를 제공할 수 있다.

MBMS 사용자 서비스와 관련된 표준 문서는 다음과 같다.^[27]

표준 번호	표준 명칭
http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/22246.htm 3GPP TS 22.246	멀티미디어 방송/멀티캐스트 서비스 (MBMS) 사용자 서비스; 단계 1
http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/26346.htm 3GPP TS 26.346	멀티미디어 방송/멀티캐스트 서비스 (MBMS); 프로토콜 및 코덱
http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/26946.htm 3GPP TR 26.946	멀티미디어 방송/멀티캐스트 서비스 (MBMS) 사용자 서비스 가이드라인
http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/33246.htm 3GPP TS 33.246	3G 보안; 멀티미디어 방송/멀티캐스트 서비스 (MBMS) 보안
http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/32273.htm 3GPP TS 32.273	통신 관리; 과금 관리; 멀티미디어 방송 및 멀티캐스트 서비스 (MBMS) 과금

참조

_[1] 간행물 LTE Broadcast (eMBMS) Market Update – January 2019 https://gsacom.com/p[...] GSA 2019-01-07
_[2] 웹사이트 An Analysis of 14 Different LTE Broadcast Business Cases https://web.archive.[...] 2014-09-04
_[3] 뉴스 Verizon Eyes Broadcast Over LTE for Super Bowl 2014 https://www.pcmag.co[...] PC Magazine 2013-01-08
_[4] 뉴스 AT&T to use Lower 700 MHz D and E Block spectrum for LTE Broadcast http://www.fiercewir[...] FierceWireless 2013-09-24
_[5] 웹사이트 Verizon Delivers LTE Multicast Over Commercial 4G LTE Network in Indy http://www.verizonwi[...]
_[6] 웹사이트 RJIL to invest in LTE broadcast technology http://www.tele.net.[...]
_[7] 웹사이트 EE demos LTE Broadcast but commercial success will depend on partnerships http://www.totaltele[...]
_[8] 웹사이트 Europe Charges Ahead with LTE Broadcast trials - the Broadcast Bridge - Connecting IT to Broadcast https://www.thebroad[...] 2015-07-03
_[9] 웹사이트 Korea's KT launches LTE broadcast service http://telecoms.com/[...] 2014-01-27
_[10] 웹사이트 Verizon uses Super Bowl to show off LTE broadcast video http://www.cnet.com/[...]
_[11] 웹사이트 Nokia Networks first to trial LTE for national TV broadcasting http://nsn.com/news-[...]
_[12] 문서 Delivery of Broadcast Content over LTE https://tech.ebu.ch/[...]
_[13] 블로그 BBC Research & Development to Demonstrate 4G Broadcast for Commonwealth Games http://www.bbc.co.uk[...]
_[14] 뉴스 BBC, Huawei and EE unveil 4G broadcasting trial at Commonwealth Games http://www.techworld[...]
_[15] 웹사이트 Ericsson and Polkomtel test LTE Broadcast in Poland http://www.ericsson.[...] 2014-09
_[16] 블로그 4G Broadcast technology trial at Wembley 2015 FA Cup Final http://www.bbc.co.uk[...]
_[17] 웹사이트 EE and BBC trial 4G broadcast at FA Cup Final http://www.digitaltv[...]
_[18] 웹사이트 LTE Broadcast Launches in the US https://www.strategy[...]
_[19] 웹사이트 Verizon launches go90 mobile video service https://www.usatoday[...]
_[20] 웹사이트 Verizon's Mobile Video Service Go90 Launches to Public https://techcrunch.c[...]
_[21] 웹사이트 Verizon's Go90 to deliver free mobile TV service http://www.cnet.com/[...]
_[22] 웹사이트 Verizon is Shutting Down Go90, Its Ill-Fated Mobile Video Service https://variety.com/[...] 2018-06-28
_[23] 웹사이트 Akamai Showcases Mobile Innovation at Mobile World Congress 2016 | Akamai https://www.akamai.c[...]
_[24] 웹사이트 Verizon, Telstra, kt and EE launch LTE-Broadcast Alliance FierceWireless 2016-04-27
_[25] 간행물 LTE Broadcast – eMBMS – Snapshot https://gsacom.com/p[...] GSA 2019-07
_[26] 문서 MediaFLO
_[27] 간행물 Delivering content with LTE broadcast http://www.ericsson.[...] Ericsson Review 2013-02-11
_[28] 웹사이트 Technical explanation about LTE-based 5G Terrestrial Broadcast https://www.free2air[...]
_[29] 간행물 LTE Broadcast (eMBMS) Market Update – January 2019 https://gsacom.com/p[...] GSA 2019-01-07
_[30] 웹인용 An Analysis of 14 Different LTE Broadcast Business Cases https://web.archive.[...] 2020-01-26

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