SFN (Single Frequency Network)
최근 디지털 지상파 방송의 주파수 할당과 필드테스트 계획 등과 관련하여 단일 주파수 네트워크(Single Frequency Network：SFN)가 화제가 되고 있다. SFN은 귀중한 주파수 자원을 효율적으로 활용하는데 유용한 네트워크 구축 기술이지만 실용화까지는 검토해야할 과제가 아직 많이 남아 있다.
1. MFN와 SFN
서울의 라디오, TV 모두 현재의 방송 서비스의 기간은 남산 타워나 관악산 송신소를 기점으로 하는 지상에 설치한 송신 설비로부터 제공되는 아날로그 방식의 서비스로서 위성을 사용한 서비스와 구별하기 위하여 아날로그 지상파 방송으로 불리고 있다.
아날로그 방식에서는 남산 타워의 전파가 도달할 수 없는 다른 지역에서는 똑같은 KBS 텔레비전 프로그램을 방송하기 위하여 남산 타워와 다른 주파수의 채널로 서비스하는 송중계소가 있다. 이와 같이 가시청 구역 마다 채널을 바꾸어 방송하는 구조가 MFN(Multi Frequency Network：복수 주파수 네트워크)입니다. 만약 남산 타워와 송중계소가 같은 채널로 방송하면 양쪽 모두의 전파가 도착하는 지역에서의 수신 품질은 현저하게 낮아진다. 전국적인 방송을 위해서 수백개의 송신소가 설치되어 많은 주파수가 사용되고 있다.
한편, 1980년대 후반부터 유럽이나 일본에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：직교 주파수 분할 다중)이라 불리는 디지탈 전송 방식을 이용해 같이 인접하는 가시청 구역에서 같은 송신 주파수를 사용하는 기술이 검토되어 왔는데 이것이 SFN이다. 그 후 유럽이나 일본에서도 필드테스트를 거쳐 성능이 검증되고 있는 중이다.
2. SFN의 개요
OFDM은 디지털화된 정보를 전파로 전송하는 구조의 하나로, 1과 0의 디지탈 데이터를 여러개의 덩어리로 각각을 하나의 신호로서 전송한다. 복수의 송신소로부터 송신되는 신호가 동시에 수신되지만, 송신소로부터 수신기에 도달하는 신호의 시간차가 발생하여 방해가 된다. OFDM에서는 신호와 다음에 보내는 신호의 사이에 Guard Interval이라고 부르는 보호용 신호부분을 마련하고 있다. 지연이 작은 경우에는 데이터 검출에 있어 같은 종류의 신호를 수신할 수가 있어 정확하게 수신 할 수 있다. 그러나, 지연이 커지면 검출 구간에서 다른 종류의 신호가 동시에 수신되게 되어 올바르게 수신할 수 없게 된다. 이와 같이, Guard Interval을 넘지 않는 범위의 시간(DAB 모드1의 경우는 250μsec로 규정)에서 지연된 신호는 올바르게 수신 할 수 있는 것이다.
3. SFN 실현의 과제
■ SFN의 가시청 구역내에서의 수신 품질의 차이
MFN의 경우에 수신기는 하나의 전파만을 수신해 프로그램을 재생하는데 여기서 수신 품질은 원하는 수신해야 할 전파의 크기에 의해 거의 정해진다. 반면에 SFN의 수신 품질은 수신해야 할 전파와 방해하는 주파수의 전파 사이의 상호비율(D/U비)과 지연 시간에 의해 큰 영향을 받는다. 그 때문에 SFN의 가시청 구역내에서의 수신 품질 분포는 MFN의 경우보다 복잡하다.
■ 송신국의 운영
수신 품질이 수신해야 할 전파와 방해하는 전파 상호비율과 지연 시간에 의해 영향을 받기 때문에 송신국의 배치를 검토할 때 다음과 같은 점을 고려해야 한다.
- 다수 송신소의 지리적인 위치 관계
- 각 송신소의 송신 전력의 크기
- 수신 품질 열화가 큰 지역이나 빌딩사이지역 등을 커버하기 위한 재송신기(Repeater) 설치
