ATSC 3.0

ATSC 3.0は、先進テレビジョンシステム委員会（ATSC）によって作成された地上テレビジョン放送用のATSC規格のメジャーバージョンです。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

この規格は、 1秒あたり最大4K解像度（2160p） 、120フレームのビデオチャンネルに対応する高効率ビデオコーディング（HEVC） 、広色域、高ダイナミックレンジ、ドルビーAC-4、MPEG-H 3Dオーディオ、データキャスト機能、より堅牢なモバイルテレビサポートなど、新しい技術をサポートするように設計されています。[ 1 ] [ 4 ]これらの機能は、よりきめ細かな公衆警報やターゲット広告を可能にする手段としても予見されています。

ATSC 3.0の最初の大規模な導入は、2018年冬季オリンピックの準備として、2017年5月に韓国で行われました。2017年11月、FCCは、アメリカの放送局が自主的にATSC 3.0（「次世代テレビ」）を採用することを許可する規則を可決しました。ただし、フルパワー放送局は、免許を受けた都市で従来のATSC信号を介して番組の可用性を維持することが条件です。採用は放送業界によって主導されており、アナログNTSCからATSCへの強制的な移行はありません。その後、ジャマイカとトリニダード・トバゴ（どちらもアナログテレビから移行中）でも採用が行われており、ブラジルはISDB-T InternationalからATSC 3.0由来の標準への 移行を提案しています。

技術詳細

ブートストラップ

ATSC 3.0は、受信機が送信されている信号を検出して識別できるようにするブートストラップ信号を使用します。 [ 5 ]ブートストラップ信号は固定構成になっており、将来的に新しい信号タイプを使用できるようになります。[ 5 ]ブートストラップ信号は、受信機を起動して緊急人口警報を受信できるようにするための情報も伝送できます。[ 5 ]

物理層

ATSC 3.0 は、直交周波数分割多重(OFDM) 変調と低密度パリティ検査符号(LDPC) 順方向誤り訂正 (FEC)に基づく高効率物理層を使用します。 [ 6 ] 6 MHz チャネルでは、使用されるパラメータに応じてビット レートは1～57 Mbit/s の範囲で変化します。 [ 6 ] ATSC 3.0 は 64 の物理層パイプ (PLP) に制限されており、完全な納品製品ごとに 4 つの同時 PLP が推奨されます。[ 7 ]チャネル内の PLP はそれぞれ異なる堅牢性レベルを持つことができます。[ 6 ] PLP の使用方法の一例として、堅牢な PLP で HD ビデオを配信し、より高ビットレートの PLP でスケーラブル HEVC 層を使用してビデオをUHDに拡張するチャネルが挙げられます。[ 8 ]

オーディオ

ATSC 3.0はドルビーAC-4とMPEG-H 3Dオーディオをサポートしています。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

ビデオ

ATSC 3.0は、レガシーSDビデオ、インターレースHDビデオ、プログレッシブビデオの3つのビデオフォーマットをサポートしています。[ 12 ]レガシーSDビデオとインターレースHDビデオは、最大30fpsのフレームレートをサポートします。 [ 12 ]レガシーSDビデオとインターレースHDビデオは、既存のコンテンツとの互換性のために含まれており、HDR、HFR、WCGは使用できません。[ 12 ]

レガシーSDビデオ

レガシーSDビデオは最大720×480の解像度をサポートし、レベル3.1メインティアのHEVCメイン10プロファイルをサポートします。[ 12 ]

インターレースHDビデオ

インターレースHDビデオは、1ラインあたり1,920または1,440ピクセルの1080ラインインターレースビデオをサポートし、レベル4.1メインティアのHEVCメイン10プロファイルをサポートします。[ 12 ]

プログレッシブビデオ

プログレッシブビデオは、最大3840×2160のプログレッシブスキャン解像度と、レベル5.2メインティアのHEVC Main 10プロファイルをサポートします。[ 12 ]プログレッシブビデオは、最大120fpsのフレームレートとRec. 2020カラースペースをサポートします。[ 12 ]プログレッシブビデオは、ハ​​イブリッドログガンマ（HLG）と知覚量子化器（PQ）伝達関数を使用したHDRをサポートします。[ 12 ] [ 13 ]

安全

ATSC 3.0は、侵入防止とデジタル著作権管理（DRM）のために信号の暗号化をサポートしています。チューナーベンダーのNuvyyoは2017年に、これは放送局が放送信号を介してオンデマンドやペイパービューコンテンツなどの付加価値サービスをサブスクリプションベースで提供できるようにすることを意図していると述べていましたが、[ 14 ]米国の主要放送局は2023年にATSC 3.0放送信号の暗号化を開始しました。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

ATSC 3.0は、オーディオ信号とビデオ信号のデジタルウォーターマーキングをサポートしています。 [ 18 ] [ 19 ]

公共警報

米国を拠点とする高度警報対応ネットワーク連合（AWARN）は、埋め込み型リッチメディアとより細かいジオターゲティングをサポートする緊急警報システムを提供するために、データ放送やデジタルネットワークの相互運用性を含むATSC 3.0機能の使用を提唱しています。[ 20 ] [ 21 ]

2021年11月、AWARNとATSCは共同で、2021年度国防権限法で義務付けられているFCCの規則制定に関する追加通知[ 22 ]でATSC 3.0の警報機能について提起された質問に対するコメントを提出した。[ 23 ]

放送測位システム

ATSC 3.0の一部として、GPSのバックアップである放送測位システム（BPS）が提案されています。これは、GPSが故障した場合に放送エリアで位置情報サービスを提供するためです。[ 24 ]これは、ATSC 3.0を使用して地上にタイミング信号を送信します。このサービスは既存のインフラ上に展開でき、GPS妨害やスプーフィングの影響を受けません。[ 25 ]

アナログオーディオフォールバック

ATSC 1.0とは異なり、ATSC 3.0の定義では、チャネルの帯域幅を5.5MHz幅に狭めることにより、デジタル信号に加えてアナログオーディオサブキャリア（通称「フランケンFM」）の継続的な使用を可能にしています（ATSC 1.0では6MHzの帯域幅全体が必要です）。[ 26 ] 2021年6月10日、FCCはカリフォルニア州サンノゼのKBKF-LDに、NTSCアナログビデオ信号のオーディオサブキャリアと同じ周波数である87.75MHzでアナログFMオーディオサブキャリアを送信するための特別暫定権限（STA）を付与しました。 KBKF-LDの姉妹局であるWRME-LDは、 2021年7月13日の低出力アナログテレビ終了直前に、同様の特別な暫定権限を付与されました。STAは、物理チャンネル6に残る数十のアナログ低出力テレビ局に影響を及ぼします。これらの局は、NTSCサブキャリアを使用してFMラジオ局として運営されており、7月13日の期限であるデジタルへの移行に直面しています。デジタル信号は、標準のFMラジオにも、アメリカのデジタルラジオ規格であるHDラジオにも互換性がありません。KBKFは、STAの任期中に、90日と180日後に2回、FCCに干渉の問題を報告する必要があります。[ 27 ]最初の90日間の提出は、共有チャンネルスペースが成功したことを示しています。[ 28 ] FCCは、2023年7月の時点で、STAの下で運営されている局は、祖父条項の下でアナログオーディオサービスを引き続き使用できますが、他のテレビライセンスにアナログオーディオを追加することは許可しないと提案しています。[ 29 ]

歴史

2013年3月26日、高度テレビジョンシステム委員会はATSC 3.0物理層の提案募集を発表しました。この計画では、システムが3840×2160の解像度、60fps（4K UHDTV）のビデオをサポートすることが示されています。[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]

2014年2月、ロサンゼルスのテレビ局KLCS（PBSのメンバーである公共テレビ局）とKJLA （ LATVが所有および運営する商業民族放送局）の間で、 CTIAの支援と連邦通信委員会の承認を受けてチャンネル共有のトライアルが開始されました。テストでは、複数のHDおよびSDサブチャンネルを多重化し、現在のMPEG-2 / H.262とMPEG-4 AVC / H.264の両方のビデオコーデックを試しました。最終的に、ATSC-3.0ではH.264は考慮されず、代わりに新しいMPEG-H HEVC / H.265コーデックが使用され、変調には8VSBではなくOFDMが使用され、単一の6MHzチャンネルで28Mbit/s〜36Mbit/s以上のデータレートが可能になることが決定されました。[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]

2015年5月からその後6か月間、オハイオ州クリーブランドのFox系列局WJWの臨時デジタル移行送信機とアンテナが、 LGコーポレーションとGatesAirが推進する「Futurecast」ATSC 3.0規格の試験のため、全米放送事業者協会（NAB）によって使用された。[ 40 ] 2015年9月、ボルチモアとワシントンD.C.地域でのさらなる試験が、同じくFox系列局であるシンクレア・ブロードキャスト・グループのボルチモア局WBFFによって発表された。 [ 41 ] Futurecastシステムは、2014年10月にウィスコンシン州マディソンのABC系列局WKOWで放送時間外に試験されていた。[ 42 ] [ 43 ] ATSC 1.0/2.0の分散伝送システムの疑似単一周波数ネットワーク運用とは異なり、 WI9XXTの2つの送信機は真の単一周波数ネットワークとして動作します。[ 44 ]

2016年1月6日、ラスベガスの独立放送局KHMP-LDがUHF 18でATSC 3.0の高ダイナミックレンジ（HE-AACオーディオ付きスケーラブルHEVCビデオコーデックを使用）のさらなるテストを開始しました。後に、シンクレアのCW系列局KVCWが臨時テスト周波数（UHF 45）で同時放送を行い、このテストに参加しました。[ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]

2016年1月20日、LGエレクトロニクスなどが率いる韓国のワーキンググループは、ソウル放送公社（SBS）の木洞スタジオから冠岳山（クァナクサン）の送信機にIP伝送し、ATSC 3.0信号による4K解像度番組の「エンドツーエンド」放送を初めて実施した。放送局の技術ディレクターは、このテストの成功は「2017年2月に韓国がATSC 3.0を用いた地上波UHDテレビ商用サービスを開始する可能性を浮き彫りにする」と述べた。[ 48 ] [ 49 ]テスト放送の後、韓国の放送局は2017年2月にATSC 3.0サービスを開始する予定であると発表した。[ 50 ]

2016年3月28日、ATSC 3.0（システム検出およびシグナリング）のブートストラップコンポーネントが候補規格から最終規格にアップグレードされました。[ 51 ]

2016年6月29日、ノースカロライナ州ローリーのNBC系列局WRAL-TVは、オリジナルのATSC規格の試験における先駆的な役割で知られ、同局の番組を1080pで放送する実験的なATSC 3.0チャンネルと4Kデモループを放送開始した。[ 52 ] WRAL-EXはまた、 2016年夏季オリンピックと2018年冬季オリンピックの4K放送を実験的に実施した。[ 53 ] [ 54 ]

5G放送との比較

LTEをベースとしたIPベースの放送規格である5Gブロードキャストと比較して、ATSC 3.0は、帯域幅効率の大幅な向上と、将来を見据えた「ブートストラップ」信号の存在により、新たな物理レベル変調プロファイルの導入を可能にする点が高く評価されている。しかしながら、その他のほとんどの性能面では5Gブロードキャストが優位性を持つと考えられていた。[ 55 ]

ATSC 3.0を使用している国と地域

ブラジル

2022年1月、ブラジル地上デジタルテレビシステムフォーラムは、日本のISDB-T国際規格に代わるブラジルの次世代地上デジタルテレビ規格「TV 3.0」の一部として、主要なATSC 3.0技術の採用を推奨しました。 [ 56 ] [ 57 ]地上テレビはブラジルで大きな存在感を示しており、ブラジル地理統計研究所（IBGE）の調査では、88％の世帯が自宅で地上テレビを受信して​​いると回答しています。[ 58 ]ブラジル最大のネットワークであるTV Globoは、 2026年のFIFAワールドカップに間に合うようにTV 3.0を全国展開する計画を発表し、8Kサービスのデモンストレーションを実施しました。[ 58 ]

カナダ

2022年、トロント地域にハンバー工科大学がコールサインVBA257でATSC 3.0を使用した実験局を開設しました。 [ 59 ]

ジャマイカ

2021年12月、ジャマイカ放送委員会は、ジャマイカがアナログテレビからデジタルテレビへの移行の一環としてATSC 3.0を採用することを決定し、移行は2023年に完了する予定です。[ 60 ]テレビジョン・ジャマイカは同時に、カリブ海地域から初の正式会員としてATSCに加盟しました。[ 61 ]

2022年1月31日、テレビ・ジャマイカはキングストンで最初のATSC 3.0送信機を稼働させ、ジャマイカはカリブ海諸国で初めて、世界で3番目にATSC 3.0放送を開始する国となった。[ 62 ]モンテゴ・ベイの2番目の送信機は2022年7月に稼働を開始した。 [ 63 ]

韓国

2016年7月27日、韓国の未来創造科学部は、超高精細テレビの放送規格としてATSC 3.0を正式に承認しました。[ 64 ] 2017年1月6日、LGエレクトロニクスは、韓国で販売される2017年4KテレビにATSC 3.0チューナーを搭載すると発表しました。[ 65 ]

2017年5月31日、SBS、MBC、KBSは、ソウルや仁川などの韓国の主要市場で、フルタイムATSC 3.0サービスを正式に開始しました。必要な機器の入手に問題があったため、開始は2017年2月から延期されていました。[ 66 ] [ 67 ]

この移行により、韓国は世界で初めて地上波UHDフォーマットを導入した国となり、2018年平昌冬季オリンピックの4K放送が可能になった。[ 68 ] [ 69 ]

トリニダード・トバゴ

2023年1月、トリニダード・トバゴ電気通信庁（TATT）は、トリニダード・トバゴがアナログテレビからデジタルテレビへの移行の一環としてATSC 3.0を採用し、2026年に完了する予定であると発表しました。[ 70 ]

アメリカ合衆国

2017年2月2日、FCCは米国におけるATSC 3.0の導入を許可するための規則制定案（NPRM）を発行し、 [ 71 ]伝送義務、干渉、公益義務、同時放送、チューナー義務などの問題について意見を求めました。[ 72 ]全米民生技術協会（CTA）のゲイリー・シャピロ氏は、テレビチューナー義務は不要であり、市場主導で任意であるべきだと述べています。[ 73 ] 2017年2月24日、FCCはNPRMの2つの部分を全会一致で承認し、メーカーがATSC 3.0ハードウェアの生産を開始できるようにしました。[ 74 ]

2017年11月14日、パールコンソーシアム（コックスメディアグループ、グラハムメディアグループ、ハーストテレビ、グレイテレビ、ネクスターメディアグループ、EWスクリプスカンパニー、テグナインクなど、多くの大手放送コングロマリットで構成）は、2018年にアリゾナ州フェニックスをATSC 3.0移行のテスト市場として使用すると発表した。[ 75 ] 2日後、FCCは3対2の投票で、ATSC 3.0（「Next Gen TV」というブランド名で呼ばれる）の自主的な導入を認可する命令に賛成票を投じた。 ATSC 3.0サービスの導入を選択した放送局は、ATSC 3.0信号と「実質的に類似」した番組構成（ATSC 3.0の機能を活用した番組や広告を除く）を維持し、放送局の免許保有地域全体をカバーするATSC 1.0互換信号を維持しなければならない（FCCは、移行後の無線カバレッジの損失が5%以下であれば、移行の承認を迅速化すると述べている）。この条項は少なくとも5年間有効であり、フルパワー放送局がATSC信号を停止するにはFCCの許可を得る必要があるが、低パワー放送局は同時放送の要件から免除され、希望する場合はATSC 3.0に瞬時に切り替えることができる。[ 76 ] [ 77 ]

ATSC 1.0信号は、5年間の同時放送義務期間中、テレビ事業者による強制的な送信規則の対象となります。FCCは、テレビ事業者による3.0信号の自主的な送信は市場に委ねられると述べました。この命令では、放送局に対し、ATSC 3.0サービスへの移行について十分なオンエア通知を行うことが義務付けられています。[ 77 ] FCCは、消費者の段階的な移行を可能にするために、各放送局に2つ目のチャンネルを割り当てることはありません。代わりに、各市場の複数の放送局が協力し、単一の送信機に複数の劣化ATSC 1.0サービスを配置することが提案されています。同時に、放送局は残りの送信機をATSC 3.0送信用に共有します。消費者による十分な普及が見られた後、ATSC 1.0送信は廃止され、各放送局は自社の送信機で運用を再開できるようになります。特に人口密度の高い市場における周波数帯の再割り当てを考慮すると、このアプローチの複雑さがどのように克服されるかは不明です。[ 78 ]

FCCは2018年2月2日にATSC 3.0に関する最終規則を連邦官報に公表し、その30日後に正式に発効した。[ 79 ] 移行は任意であるため、FCCは新型テレビにATSC 3.0チューナーを搭載することを義務付けず、ATSC 3.0対応機器の配布に対する補助金プログラムも実施しない。[ 80 ] 米国のテレビ事業者連合であるアメリカテレビ連盟（ATA）は、「任意」の移行、互換性のための同時放送契約へのコミットメントの矛盾、ATSC 1.0視聴者に対するサービスの潜在的なダウングレード、そしてこれらの信号が再送信同意交渉にどのように影響するかを批判した。[ 81 ] MPEG-4エンコーディングを採用したATSC 1.0ライトハウスは、既存のテレビやチューナーとの下位互換性を維持しながら、ライトハウス信号でより多くのチャンネルを最大1080pの解像度で伝送できる可能性があると示唆されている。しかし、すべてのテレビやデコーダーボックス、特に旧モデルがATSC 1.0信号でMPEG-4ビデオをサポートしているわけではない。[ 82 ] [ 83 ]

米国で販売されるATSC 3.0対応製品に使用されている「NextGen TV」ブランドロゴ

パールによるATSC 3.0試験の一環として、フェニックスにあるユニビジョンのKFPH-CDは2018年4月9日にATSC 3.0放送局に転換され、ユニビジョンと他の複数の放送局で共有されることになった。ユニビジョンとシンクレア・ブロードキャスト・グループはダラスでも試験を計画しており、 KSTR-DTとKTXD-TVが空けた周波数帯を利用して、単一周波数ネットワークを用いたATSC 3.0伝送を試験する予定だった。[ 84 ] [ 85 ] 2019年9月26日、CTAはATSC 3.0規格に準拠した機器の宣伝のため、認証マーク「NextGen TV」（様式化は「NEXTGEN TV」）を使用すると発表した。 [ 86 ] [ 87 ]ラスベガスの主要ネットワーク系列局は、2020年5月26日に恒久的なATSC 3.0信号を開始した最初の放送局とな​​った。[ 88 ]

FCCの規制要件の性質上、初期のATSC 3.0「ライトハウス」局は、ネクスター、シンクレア、スクリップス、テグナなどの大手局所有グループとの共有契約を結び、公共テレビ局や独立系放送局とは提携していませんでした。例えば、バッファローでのATSC 3.0の開始時には、PBS加盟局のWNED-TVと独立系局のWBBZ-TVは除外されました。[ 89 ] 2021年12月、パールTVは初めて公共テレビ局とホストとして提携し、ワシントンD.C.にある歴史的に黒人が多く通うハワード大学とそのPBS局WHUT-TVとの提携を発表しました。同大学はNABと協力してATSC 3.0について議論するセミナーを開催し、データキャスト機能を使用してATSC 3.0ベースの遠隔学習プラットフォームを開発していました。[ 90 ] [ 91 ]

ATSC 3.0の消費者への普及は遅れている。その主な理由は、多くのテレビメーカーが内蔵ATSC 3.0チューナーをハイエンドモデルに限って搭載していること、ATSC 3.0のインタラクティブ機能への関心が薄いこと、消費者の間で同等の機能を提供するストリーミングプラットフォームへの関心が高まっていることなどである。[ 92 ]それでも、2025年2月にNABはFCCに請願書を提出し、2028年2月に上位55のメディア市場内のほとんどの放送局で開始し、2030年2月までに残りの放送局に移行するという2段階の強制移行を提案した。NABは、現在、80を超えるメディア市場で米国人口の約75％がサービスを利用可能であり、2024年に出荷される新しいテレビの10％でATSC 3.0チューナーが利用可能であると推定した。[ 93 ]

CTAのCEO、ゲイリー・シャピロ氏はこの提案を批判し、「テレビが稀有なデフレ商品である時代に、強制的な移行はコストの大幅な増加を招く」と述べた。[ 93 ]デジタル権利擁護団体の電子フロンティア財団（EFF）もこの提案に反対し、ATSC 3.0の暗号化とDRM機能は「100年前から続く普遍的にアクセス可能な番組制作システムから、民間が管理する独自の技術制限網への移行」になると主張した。[ 94 ]

プライバシー

米国の消費者擁護団体は、ATSC 3.0が広告主にターゲティング広告を掲載する機会を提供していることを指摘している。ターゲティング広告により、広告主はニールセン・メディア・リサーチなどの企業を介した間接的な視聴率の追跡ではなく、より直接的に視聴率を追跡できるようになる。FCCは、連邦取引委員会（FTC）のプライバシーに関するガイドラインを遵守するため、ターゲティング広告に関する決定を延期すると予想されている。[ 95 ]

DRM

無線信号を暗号化する機能は、無料放送の概念に反し、放送局による制限によってデジタルビデオレコーダーやプレイスシフト製品の利用を妨げる可能性があるとして批判を受けています。 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

特許訴訟

2023年10月、LGエレクトロニクスは、テキサス州東部地区連邦地方裁判所が、同社が同規格で使用される非均一コンステレーション（NUC）技術に関するコンステレーション・デザイン社（ATSC非加盟）の特許を侵害したとして、168万ドルの損害賠償を命じたことを受け、2024年モデル以降の米国製品にATSC 3.0チューナーを搭載しないことを発表しました。ATSCは、この状況の影響は「おそらく非常に限定的」であると述べています。[ 96 ]

参照

参考文献

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