아무도 들어보지 못한 GPS 대안 기술, BPS

 (jeffgeerling.com)
11P by GN⁺ | ★ favorite | 댓글 5개
  • BPS는 GPS를 대체할 수 있는 방송 기반 위치 결정 시스템으로, ATSC 3.0 신호를 활용하여 높은 정확도의 타이밍을 제공함
  • GPS와 BPS는 10ns 이내의 정밀한 동기화를 이루며, 방송 인프라를 활용한 새로운 시도임
  • 전력망, 통신, 방송 등 다양한 분야에서 타이밍 정확성이 중요하기 때문에, GPS 대체 수단으로 주목받는 중임
  • BPS는 미국 내 일부 TV 방송국에서 실험적으로 도입되고 있으며, 향후 ATSC 3.0의 주요 기능으로 확장될 가능성 있음
  • Intel의 TGPIO 기능을 통해 소비자용 메인보드에서도 정밀한 시간 동기화가 가능해지는 추세임

방송 전시회에서 발견한 새로운 타이밍 기술

  • NAB 쇼에서 방송 및 라이브 제작에 사용되는 시간 동기화 기술을 배우기 위해 방문함
  • PPS(Pulse Per Second) GPS 신호와 TV 방송 신호를 비교하는 데모 부스를 발견함
  • 해당 방송 신호는 ATSC 3.0 기반의 BPS(Broadcast Positioning System) 로, GPS와 10ns 이내의 시간 오차를 보임
  • 처음에는 생소했지만, BPS에 대해 알고 있는 일부 발표자들과 전문가들이 현장에서 소개 중이었음

BPS는 무엇인가?

  • BPS는 방송 신호를 활용해 정확한 시간 동기화를 제공하는 실험적 표준임
  • ATSC 3.0 신호를 기반으로 하며, 미국 내 약 1,700개 방송국이 업그레이드 가능성 보유
  • 현재는 소수의 방송국에서만 실험적으로 운용 중
  • GPS의 대체 수단으로서, 통신, 미디어, 전력망 등에 중요한 백업 역할 가능성 있음
  • GPS 신호는 재밍(jamming) 등의 공격에 취약한 반면, 방송 기반의 BPS는 지상 인프라를 이용하므로 보완재 역할 기대됨

ATSC 3.0과 BPS의 연결

  • ATSC 3.0은 IP 기반의 새로운 방송 표준이며, 일부 도시에서 'NEXTGEN TV' 이름으로 송출 중
  • BPS는 이 ATSC 3.0의 구조를 활용하여 정확한 시간 정보 전달을 시도하는 방식임
  • 현재까지는 테스트 단계이나, 향후 더 넓은 적용 가능성 탐색 중

하드웨어에서의 시간 동기화 예시

  • ASUS 부스에서 Intel CPU 기반의 소비자용 메인보드에 PPS in/out 기능이 내장된 것을 발견함
  • 이 기능은 TGPIO(Time-Aware GPIO) 라는 Intel 기술과 연결되며, 정밀한 타이밍 제어 가능
  • 향후 더 자세한 내용은 유튜브 채널에서 다룰 예정임

더 알아보기 위한 자료

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bju2000   [-]

일부 정류장에 UHD 재난정보 수신기가 설치된걸 봤는데 이것도 ATSC 3.0방식이면 BPS를 재대로 활용할수 있으려면 낮은 신호 감도에서도 수신이 가능해야 겠네요

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dbs0829   [-]

국내도 지방 도시에서는 커버되지 않는 곳들이 꽤 있는데, 다른 나라의 외곽도시는 더 심하지 않을까요?
GPS랑 커버링되는 영역이 다를 것 같다는 생각도 드네요.

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seunggi   [-]

왜 NTP 사용안할까 싶었는데 방송에서는 마이크로초 수준의 동기화가 필요하다네요.

ATSC 3.0 BPS vs. NTP 비교
기술 기반
• BPS: 방송 전파 기반 (ATSC 3.0 물리 계층 사용)
• NTP: 인터넷 기반 TCP/UDP 패킷
시간 정확도
• BPS: 수 마이크로초 (μs) 수준
• NTP: 수 밀리초 (ms) ~ 수십 밀리초
전달 경로
• BPS: 방송 송출 전파 (지상파 채널)
• NTP: 인터넷 (WAN/LAN)
지연/지터
• BPS: 거의 없음 (방송 동기된 전파)
• NTP: 변동 가능 (네트워크 품질 영향)
타이밍 소스
• BPS: GPS 등 고정밀 기준에서 방송국이 생성
• NTP: 서버마다 다름 (정확도 불균일)
동기화 대상
• BPS: 방송 수신기 (TV, 셋톱박스, 차량 등)
• NTP: 서버, 클라이언트, 일반 IT 장비
자체 위치 추정 기능
• BPS: 있음 (위치 + 시간 동기 가능, GNSS 대체 가능)
• NTP: 없음 (시간 동기만 가능)
오프라인 사용
• BPS: 가능 (방송 수신만 되면 작동)
• NTP: 불가능 (인터넷 연결 필요)

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kandk   [-]

삼각측량방식으로 위치를 판단함
거리를 알기위해 시간을 사용
시간을 알기위해 시간동기화가 필요
GPS 백업용으로 방송신호를 이용해 시간동기화 하겠다는 아이디어

상대적으로 긴 장파를 지원하기 위해 큰 안테나가 필요할거임
백업용으로는 사용할만할 듯?
근데 인터넷도 백업용으로 사용가능해서 효용이 있을지는? 백업에 백업용?

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GN⁺   [-]
Hacker News 의견

  • ATSC 3.0에서 GPS처럼 개인적으로 BPS 타이밍 신호를 받을 수 있기를 바라는 의견이 있음

    • ATSC 3.0은 마케팅 목적으로 사용자 활동을 감시하기 위한 전용 리턴 채널을 포함하고 있음
    • 방송 산업은 네트워크 투자 수익을 극대화하기 위해 지능형 미디어 전달과 유연한 서비스 모델이 필요함
    • 차세대 미디어 서비스에서 사용자 간 상호작용이 중요한 기능이 될 것이라는 연구 결과가 있음
    • 현재 실험 단계이며, 네바다에 있는 단 하나의 타워만 운영 중임
    • ATSC 3.0의 성공 여부에 따라 방송사들이 타이밍 장비를 추가하도록 장려할 계획임
    • GPS와 독립적으로 작동할 수 있는 시스템을 구축하는 것이 목표임
    • BPS의 장점은 건물 내부에서도 어느 정도 커버리지가 가능하고, GPS보다 방해에 강함
    • eLoran을 사용하여 네바다에서 라스베이거스 외곽의 송신 시설로 시간을 배포하는 데모가 있었음

  • ATSC 3.0은 4K를 지원하지 않으며, 새로운 하드웨어가 필요함

    • 소비자들이 새로운 TV나 변환기를 구매하도록 동기 부여가 부족하다는 의견이 있음
    • HD 라디오의 롤아웃과 비슷할 것이라는 느낌이 듦

  • 지상 기반 GNSS의 대안이 필요하다는 의견이 있음

    • 미국과 NATO 회원국들은 지상 기반 시스템을 중단했지만, 러시아와 중국은 유지 중임
    • GPS 방해와 스푸핑이 증가하고 있으며, 민간 항공에 대한 대책이 필요함

  • ATSC 3.0 없이도 상업용 DTV 송신에 사용되는 발진기의 단기 안정성이 충분하다는 의견이 있음

    • Rosum이 2005년에 이 기술을 사용했음

  • ATSC 3.0 채널은 암호화되어 있으며, 무료 방송 시청이 불가능해짐

    • 이 결정이 승인된 것이 유감이라는 의견이 있음

  • FM이나 TV 신호에 의존하는지, 아니면 프로토콜 수준의 아이디어인지 궁금해하는 의견이 있음

    • 기존 셀룰러 타워를 사용하면 새로운 라디오가 필요 없을 것이라는 의견이 있음
    • 셀 타워 삼각측량보다 정확한 이유와 실내 사용 시 다중 경로 문제에 대한 궁금증이 있음

  • HackADay의 관련 기사 링크 GPS Broken? Try TV!

  • 기존 안테나를 사용하는 타이밍 시스템 설계 시 셀룰러 기지국을 사용하는 것이 더 나을 것이라는 의견이 있음

    • 셀룰러 네트워크는 대부분의 지역을 커버하며 네트워크 시간을 제공함
    • 현대 셀룰러 수신기는 소프트웨어 정의 라디오로 채널 선택이 가능함

  • 방송 TV가 이 시스템의 기반으로 사용된 것에 놀라움을 표하는 의견이 있음

    • 방송 TV가 전 세계적으로 인기가 줄어들고 있다고 생각했음
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