"Mission-Critical Push-To-Talk" 또는 "Mission-Critical PTT" 개요 (MCPTT)

"Mission-Critical Push-To-Talk" 또는 "Mission-Critical PTT"는 PTT 제품 기능을 말하며, 공공 안전 미션 크리티컬 음성 커뮤니케이션 (Public Safety Mission-Critical Voice Communication)의 요구 사항을 충족합니다. 여기에는 높은 가용성/안정성, 낮은 대기 시간, 그룹 통신 및 1대1 통신의 지원, 통화자 식별, 장치간 직접 통신, 비상 통신, 깨끗한 음질 등이 포함됩니다.

"MCPTT"라는 용어는 일반적으로 3GPP의 "Mission Critical Push-To-Talk (MCPTT) over LTE"기능을 가리키는데 주로 사용됩니다. 이것은 3GPP Release 13의 일부인데, 2016년 3월에 완성되었습니다. "MCPTT 서비스"및 "MCPTT 솔루션"과 같은 문구는 3GPP의 MCPTT 표준을 준수하는 서비스 또는 솔루션을 나타내는데 사용됩니다.

MCPTT Service over LTE의 잇점

상업용 LTE 네트워크는 원래 소비자 및 비즈니스 사용자의 요구에 의해 추진되었지만, 진화하는 MCPTT 표준은 공공 안전 기관이 Mission-Critical Communication을 위한 LTE 기술 발전을 극대화할 수 있게 해줍니다. LTE를 통한 MCPTT 서비스는 다음과 같은 다양한 이점을 제공합니다.

• 모바일 광대역 기능
• 모든 모바일 음성 및 광대역 데이터 응용프로그램을 위한 단일 장치
• LTE 및 스마트폰 운영 체제를 실행하는 장치용으로 설계된 상황별 인식 및 기타 공공 안전 응용프로그램의 통합
• 비용 절감 및 규모의 경제
• 전국 네트워크 커버리지
• 용량 확장성
• 기관간 상호 운용성
• 번성하는 생태계

MCPTT 표준

MCPTT 표준화 노력은 계속되어 왔으며 앞으로도 계속될 것입니다. 3GPP의 관점에서 MCPTT의 공식적인 노력은 공식적으로 Release 12에서 시작되었으며 Release 13에서 획기적인 이정표를 달성했으며 Release 14 및 15로 계속됩니다. Release 12는 LTE를 통한 공공 안전 통신의 두가지 중요한 기능인 Proximity Services (ProSe ) 및 그룹 통신 시스템 인에이블러 (GCSE : Group Communication System Enabler)를 포함합니다. Release 13은 Mission-Critical Push-To-Talk (MCPTT), ProSe (Proximity Services) 개선 사항, Multimedia Broadcast Multicast Services (MBMS) 개선 사항, Isolated E-UTRAN Operation (IOPS)를 포함하는 Mission-Critical Voice Communication over LTE의 기술 규격을 제공합니다. Release 14 및 15는 Mission-Critical Video 및 Data를 처리합니다.

3GPP만이 MCPTT 표준을 정의하는 유일한 표준 기관은 아닙니다. 상업용으로 준비된 MCPTT의 기본 사양은 실제로 Open Mobile Alliance (OMA)에서 만들어졌습니다. 이 기본 사양은 "Push to Communicate for Public Safety (PCPS) Version 1.0"이라고 하며 OMA의 Push-to-talk over Cellular (PoC) 사양을 기반으로 합니다. OMA의 PoC v2 표준은 2011년에 발표되었습니다. PCPS v1.0은 공공 안전 통신을 위한 PTT 요구 사항, 아키텍처, 인터페이스 및 프로토콜 표준을 포함합니다. OMA PCPS는 Release 13에서 MCPTT의 기초 역할을 하기 위해 3GPP에 라이선스되었습니다. OMA에 추가하여, 미국 공공 안전 전기 통신 협의회 (NPSTC), 유럽 전기 통신 표준 협회 (ETSI), 공공 안전 통신 협회 (APCO), FirstNet, Home Office 등은 MCPTT 표준에 대해 3GPP와 협력했습니다.

■ Proximity Services (ProSe) : 물리적 근접성 및 최적의 장치간 통신에서 모바일 기기 검색을 가능하게 합니다. ProSe는 두가지 주요 요소로 구성됩니다. 물리적으로 근접한 사용자의 네트워크 지원 (Network-Assisted) 검색과 네트워크를 통한 감독의 유무에 관계없이 그러한 사용자간의 직접 통신 촉진과 같은 두가지 주요 요소로 구성됩니다. 기본적인 ProSe는 3GPP Release 12에서 다루어졌지만 Release 13은 공공 안전 사용을 위한 발전 및 장치간 통신 (그룹 통신 포함)과 관련된 ProSe의 향상된 기능을 제공합니다.

■ GCSE (Group Communications System Enabler) : 일-대-복수 호출 및 발송 동작과 같은 효율적이고 동적인 그룹 통신 동작에 대한 기본 요구 사항을 지원합니다.

■ Mission Critical PTT : 사용자가 Mission-Critical 환경에서 LTE를 통한 PTT 통신에 참여할 수 있게 해줍니다. 규격은 통화 유형, 플로어 제어, 우선 순위 (Priority), 우선권 (Pre-emption), 성능, 그룹 관리, Off-Network 사용, 보안, Non-LTE PTT 시스템과의 상호 작용 등을 포함합니다.

■ MBMS (Multimedia Broadcast Multicast Services) : 셀 내 및 코어 네트워크 내에서 그룹 통신 (GCSE)을 위한 브로드 캐스트 및 멀티 캐스트 서비스를 효율적으로 제공할 수 있습니다. MBMS 액세스는 Release 12의 응용프로그램에서 사용할 수 있습니다. Release 13에서 MBMS 향상 (향상된 MBMS 또는 eMBMS라고도 함)에는 서비스 연속성이 포함되며 네트워크에서 정의된 서비스 영역을 인지할 필요가 없도록 응용프로그램의 독립성이 강화되었습니다.

■ Isolated E-UTRAN Operation for Public Safety (IOPS) : 중앙 매크로 코어에 백홀 연결없이 로컬 PTT 통신 및 데이터 서비스를 제공하기 위해 독립형 모바일 LTE MCPTT 네트워크를 구축합니다. IOPS는 로컬 EPC 기능이 eNodeB와 함께 위치한다고 가정합니다.

Enhanced Television Services over 3GPP eMBMS

Release 14에서 3GPP는 모바일 네트워크가 새롭고 향상된 방식으로 텔레비전 서비스를 제공할 수 있도록 하는 기능을 추가했습니다. 텔레비전 및 콘텐츠 제공 업체는 이제 표준화된 인터페이스를 통해 직접 서비스를 제공할 수 있습니다. 이 시스템의 많은 개선점에는 더 높은 라디오 방송 범위, 무료 방송 서비스 및 디지털 비디오 신호의 트랜스페어런트 모드 (Transparent Mode) 전송이 포함됩니다.

릴리스 14의 발전으로 eMBMS (LTE를 통한 향상된 멀티미디어 브로드캐스트 (Multimedia Broadcast) 및 멀티캐스트 시스템 (Multicast System)) 및 유니캐스트 (Unicast)를 통해 모바일 장치 및 고정 TV 세트 모두에 대한 텔레비전 서비스에 대한 지원이 향상될 수 있습니다. 미디어 전달 및 제어, 개선된 방송 지원을 위한 라디오 기능 향상 및 무료 공중 수신 전용 서비스 제공을 위한 시스템 향상과 같은 모바일 네트워크 운영자와 서비스 제공 업체 및 3GPP 시스템 자체간의 표준화된 인터페이스가 포함됩니다.

HD (고화질) 화질의 텔레비전 서비스는 스마트폰 및 태블릿과 같은 모바일 장치의 전용 응용프로그램을 통해 널리 사용할 수 있습니다. 주로 모바일 광대역 유니캐스트 연결을 통해 수행되지만 서비스는 연결을 제공하는 이동 통신 사업자와 독립적으로 개별적으로 관리됩니다. 이러한 응용프로그램은 개별적으로 연결되어 상호 작용, 개인 설정 및 콘텐츠 선택을 허용합니다. 이제 Release 14 3GPP 기능을 통해 모바일 네트워크 운영자는 방송사 및 컨텐츠 제공 업체에 추가 기능 및 제어 기능을 제공할 수 있습니다. 대형 스크린을 사용하는 고정 TV 세트에 이르기까지 전통적인 지상파 TV 서비스는 현재 고품질의 HD 및 UHD (고화질) 해상도뿐만 아니라 HDR (High Dynamic Range)로 발전하여 더 나은 화질을 제공합니다. 텔레비전 서비스는 또한 상호 연결되고 상호 작용합니다.

3GPP eMBMS 무선 인터페이스의 효율성 및 유연성을 향상시키고 컨텐츠 제공 업체, 방송사 및 모바일 네트워크 운영자에게 시스템 아키텍처 및 미디어 형식 유연성을 향상시키기 위해 여러 가지 수정이 이루어졌습니다.

주요 3GPP eMBMS 무선 인터페이스 개선 사항은 3GPP TS 36.211, TS 36.212 및 TS 36.213에서 볼 수 있습니다.

■ 높은 스펙트럼 효율로 더 큰 ISD (Inter-Site Distance) 지원 : 15km ISD를 커버하도록 설계된 200us Cyclic Prefix (CP)를 허용하는 더 큰 CP 적용. 옥상에 장착된 안테나로 2bps/Hz의 목표 스펙트럼 효율이 기대됩니다. 33us CP를 가진 중간치도 추가되었습니다. 이를 통해 자동차 지붕 장착형 안테나 수신과 같은 다양한 기기 유형을 지원할 수 있습니다.

■ 전용 또는 혼합 eMBMS 캐리어 : 최대 100% 브로드캐스트 리소스 할당을 사용하는 단일 캐리어에서 혼합 유니캐스트 및 브로드캐스트 서비스를 허용하고 전용 캐리어에 대한 자체 시스템 정보 및 동기화 신호를 허용합니다.

■ 새로운 서브프레임 유형 : 이전 릴리스와 관련하여 eMBMS 전송의 오버 헤드를 줄이기 위해 유니캐스트 제어 영역이 없는 새로운 유형의 MBSFN (Multicast-Broadcast Single-Frequency Network) 서브프레임 지원.

■ 공유 eMBMS 방송 : 운영자는 공유 eMBMS 컨텐츠 배포 플랫폼으로 eMBMS 네트워크를 통합할 수 있습니다. 이는 서로 다른 네트워크에서 동일한 컨텐츠를 동시에 브로드캐스팅하지 않기 때문에 적용 범위와 대역폭 효율성이 향상됩니다.

Release 14는 또한 3GPP eMBMS 시스템 아키텍처 및 미디어 형식의 향상된 기능을 포함합니다.

■ 수신 전용 모드 (ROM) :이 모드는 SIM 카드 또는 3GPP 가입이 없는 장치가 3GPP eMBMS TV 서비스의 하위 집합에 액세스할 수 있게 합니다. 이 모드는 eMBMS의 범위를 기존 TV 수신기로 확장하는 것과 관련이 있습니다. 3GPP TS 24.116 수신 전용 모드를 위한 MBMS 서비스의 3단계 측면, 3GPP TS 24.117 세부 사항을 위한 TV 서비스 구성 관리 객체 및 수신 전용 모드를 위한 서비스 공표를 위한 TS 26.346을 참조합니다. 미디어 전달 이외에도 광대역 연결을 사용하는 가입자는 SIM이 있을때 상호 운용성을 위해 독립적  유니캐스트와 결합된 강화된 풍부한 서비스를 즐길 수 있습니다. 고정식 TV 세트는 광대역 연결을 통합하여 TV 생방송과 관련된 대화형 서비스를 활성화하는 등 동일한 혜택을 누릴 수 있습니다.

■ 무료 방송 서비스 : 수신 전용 모드의 특정 응용프로그램은 eMBMS를 통한 무료 방송 콘텐츠 방송을 활성화하는 것입니다 (3GPP TS 24.116 참조). 제공되는 서비스는 모바일 가입자가 아닌 사람들을 포함하여 모두가 수신할 수있는 방식으로 배포될 수 있습니다. 이것은 대중 방송 요구 사항을 지원하기 위해 모바일 방송의 적용 가능성을 확대합니다. 최신 3GPP 규격은 또한 470-790MHz 스펙트럼 범위에 관한 유럽 연합의 결정에 따라 작동할 수있다. eMBMS 지원 장치 및 기존 TV 수신기에서의 수신을 위해 옥상 안테나 사용과 함께 무료 방송 및 유료 TV 서비스의 효율적인 배포가 크게 향상되었습니다.

■ xMB 인터페이스 : eMBMS 시스템 기능에 대한 액세스를 단순화하기 위해 컨텐츠 제공 업체와 방송 사업자는 표준 xMB (방송 어플리케이션 프로그래밍) 인터페이스를 통해 TV 서비스를 구축할 수 있습니다. 이 인터페이스는 제어용 xMB-C와 미디어 콘텐츠를 BM-SC에 제공하기 위한 xMB-U를 포함합니다. 자세한 내용은 3GPP TS 29.116 및 TS 33.246을 참조하면 됩니다. 3GPP는 모바일 시스템 서비스로 eMBMS-operation-on-Demand (MooD) 또는 유니캐스트 폴백 (Unicast Fallback : TS 26.346 참조).

■ API : 새로운 eMBMS 응용프로그래밍 인터페이스 (MBMS-API)는 주로 웹 및 사용자 응용프로그램 개발자에게 도입되어 복잡한 eMBMS 절차에 대한 액세스를 단순화했습니다. API는 eMBMS 클라이언트에서 콘테츠 수신 응용프로그램까지 UE (모바일 시스템 사용자 장비)에 존재하며 xMB를 통해 관련 정보를 제공 받아 응용 프로그램에 서비스를 제공합니다. 이는 일반적인 모바일 응용 프로그램과 컨텐츠 공급자가 eMBMS/방송 배포와는 별도로 직접 연결을 설정하는 OTT (Over The Top) 서비스 접근 방식를 배제하지 않습니다. 또한, 제3자 애플리케이션에 의한 서비스에 대한 액세스를 단순화하기 위해, MBMS URL 방식이 MBMS 서비스의 수신을 트리거하기 위한 엔트리 포인트로서 기능하도록 정의되었다. 자세한 내용은 3GPP TS 26.347을 참조하면 됩니다.

■ 미디어 형식 : UHD 텔레비전을 지원하기 위해 Release 14는 미디어 코덱 및 형식을 방송 TV용으로 정의된 값으로 업그레이드하고 정렬했습니다. 자세한 내용은 3GPP TS 26.116를 참조하면 됩니다. HDR 지원은 Release 15에 추가됩니다.

■ eMBMS 트랜스페어런트 모드 (Transparent Mode) 전송 : 이 새로운 eMBMS 전달 운영 모드가 추가되어 TV 형식이 DASH 및 ISO 기반 미디어 파일 형식을 기반으로하는 3GPP 미디어 계층 서비스로 제한되지 않습니다 (TS 26.247 참조). Release 14는 현재 TV 방송 조직에서 정의한 외부 콘텐츠 형식도 지원합니다 (예 : DVB 및 ATSC 3.0 시스템). 이를 통해 TV 방송사는 IP를 통한 MPEG-2 TS 사용을 포함하여 트랜스코딩하지 않고도 eMBMS 전송을 통해 네이티브 형식으로 컨텐츠를 제공할 수 있습니다. 또한 기존의 TV 수신기 (예 : 기존 MPEG-2 TS 수신기 및 기타 장비)를 재사용할 수 있습니다.

3GPP eMBMS는 TV 서비스 지원을 향상시키기 위해 상당량의 시스템 및 아키텍처 업데이트를 수행했습니다. 이러한 기능은 방송 사업의 특정 측면에 대해 과거에 제기된 우려를 직접적으로 해결합니다. 지붕형 및 차량 장착 안테나의 높은 스펙트럼 효율, 네트워크 공유 및 향상된 유연성은 배치 및 작동 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 무료 방송 수신 전용 서비스는 공공 방송용으로 예상되는 서비스 제공 모델과 일치합니다. 이러한 원동력을 통해 MNO 및 방송사는 새로운 TV 서비스 및 애플리케이션을 유연하게 구축하고 더 넓은 범위의 장치로 서비스 범위를 확대할 수 있습니다.