Televiziunea Digitala In Buzunar (un manual, multe solutii)
80
-
Upload
elettronika-group -
Category
Documents
-
view
246 -
download
12
description
Televiziunea Digitala In Buzunar (un manual, multe solutii)
Transcript of Televiziunea Digitala In Buzunar (un manual, multe solutii)
Traim intr-o perioada foarte interesanta din punctal de vedere
al operatorilor si inceputul unei noi ere a telecomunicatiilor.
Trecerea de la televiziunile analogice la cele digitale reprezinta
o perioada interesanta pentru mine din mia multe motive. La
ora actuala asistam la geneza transmisiunilor televizate de
calitate din ce in ce mai ridicata, ce utilizeaza un spectru de
emisiedin ce in ce mai ingust, lucru care stimuleaza inovatiile
tehnologice din domeniul ICT, telecomunicatiilor si televiziunilor.
Aspectele pozitive privitoare la aceasta tranzitie sunt legate in primul rand de eliberarea
spectrului de frecvente , proces cunoscut si ssub denumirea de �digital dividend�. Acest
spectru liber, odata cu tranzitia la transmisiunile TV digitale, poate fi utilizat ulterior in
diverse domenii de dezvotare economice si sociale.
�Digital dividend� va aduce cu sine o acoperire mai larga din punctul de vedere al
conectarii la Internet si va contribui la inlesnirea accesului la servicii web din locatii
izolate si din locatii rurale, asigurand o mai buna integrare a obiectivelor UE. IMM-
urile, indeosebi cele din zonele mentioante mai sus, vor
benef ic ia semni f i ca t iv de aces te avanta je .
De asemenea, se estimeaza ca benefitul pentru acitivitatea
de coordonare la nivel EU pentru procesul de �digital
dividend� este situat in intervalul 20-50 mld � (pentru o
perioada de 15 ani, in comparatie cu tari care isi desfasoara
activitati proprii).
Aceasta carte ofera o privire de ansmablu asupra tranzitiei de la transmisiunile TV
analogice la cele digitale, din punctul de vedere al eliberarii acestei resurse limitate.
Publicatia este foarte practica si ofera un numar larg de solutii, accesibila oricui.
Lumea televiziunii traverseaza una din cele mai mari
schimbari tehnologice din istoria sa, intr-un scenariu
de continua evolutie care conduce treptat la scoaterea
din folosinta a platformelor analogice traditionale si
la covergenta cu lumea telecomunicatiilor, in special
cu privire la platformele de distributie digitala a
continutului audiovizual.
Operatorii de televiziune se gasesc astazi implicati
intr-un proces de transformare a echipamentelor ,a
competentelor tehnice, a modului de lucru si a modelelor operationale de afaceri.
Toate acestea se datoreaza numeroaselor standarde de referinta din domeniul semnalelor
audio-video cat si a emisiei acestora de catre antene, cu dificultati ulterioare care rezulta
din utilizarea datelor tehnice de distributie utilizate pana acum exclusive de catre
operatorii de telefonie si date.
Experienta mea cu posturile de televiziune a demonstrat in ultimii ani, nevoia urgenta
de a oferi un suport tehnic valid pentru operatorii acestui sector,acestia fiind adesea
constransi sa infrunte probleme noi fara a avea timpul necesar de a �digera� noutati
tehnol ogice importante cu care sunt nevoit i sa se confrunte zilnic.
Acest manual a fost creat cu scopul expres de a conduce expertul TV in lumea televiziunii
digitale, ajutandu-l la disecarea normativelor tehnice, acronimelor, frecventelor, retelelor
digitale, protocoalelor si a tot ceea ce la prima vedere poate parea dificil doar pentru
ca este o noutate.Subiectele sunt tratate si structurate intr-un mod concis, utilizand
frecvent ilustratii si trimiteri la regulamentele de referinta oficiale, in scopul de a crea
o referinta rapida si eficienta, putandu-se purta in mapa de lucru sau in laptop.
Manualul se incheie cu o serie de intrebari frecvente
selectate in functie de tipicul solicitarilor venite de
la operatorii, clienti ai Elettronika Grup si de la inceputul epocii TV digitale.
Sper sincer ca acest manual este apreciat de cititori si ca va facilita munca lor de zi cu
zi, in contact cu noile tehnologii.
Cuvantul �digital� este unul dintre cuvintele cele mai comune in limbajul tehnologic de
astazi, si indica, in general, un esantion de simboluri binare. In domeniul de radiodifuziune,
expresia �Televiziune digitala� la care ne vom referi in contiunare ca DTV (Digital
Television) sau DVB (Digital Video Broadcasting), indica transmiterea de informatii
audio, video si auxiliare in format digital. Desigur, desi aceste semnale digitale sunt
utilizate pentru a modula o purtatoare de transport (in benzile UHF si VHF) pentru a
putea fi apoi transmise pe un canal de comunicatie, transmisia efectiva in televiziunea
digitala utilizeaza si semnale analogice, care sunt emise de antenele de emisie si captate
de catre antenele de receptie.
Pentru a intelege exact modalitatea de transmisie in DTV nu este suficienta doar analiza
tehnicilor de modulatie numerica, ci este necesar sa se examineze, de asemenea,
tehnologia de codificare audio si video, modalitatile de multiplexare precum si procedurile
de distribuire a continutului de la studiourile de productie la statiile de emisie. Prima
etapa a unui lant de transmisie de televiziune digitala consta intotdeauna in compresia
si codarea numerica a surselor video si a canalelor audio asociate, in scopul de a reduce
cat mai mult latimea de banda ocupata de aceste semnale, mentinandu-se in acelasi
timp o inalta calitate a informatiei sonore si vizuale.
Al doilea pas este asa-numita "multiplexare", o tehnica numerica ce consta in agregarea
in timp real a datelor venite de la codarea numerica a mai multor programe de televiziune
intr-un singur flux digital care contine informatii din toate programele care doresc a fi
distribuite catre utilizatorii finali.
Pana in urma cu cativa ani tehnicile cele mai adecvate pentru distribuirea de programe
digitale utilizatorilor finali au fost reprezentate de transmisiile prin satelit, prin cablu si
sisteme centralizate ca SMATV (Satellite Master Antenna TV). Recent, datorita inovarii
tehnologice continue, sunt adaugate noi tehnici pentru distribuirea de programe digitale:
- linii telefonice cu fir;
- retele de telefonie wireless cum ar fi 2,5 G sau generatii superioare;
- fibra optica;
- MMDS (Multipoint Microwave Distribution System);
- DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial).
Una dintre cele mai recente evolutii DTV este posibilitatea de a transmite in timp real
pentru terminale mobile de mici dimensiuni (cunoscute sub numele de "TV Mobile"),
cum ar fi telefoanele mobile si smartphone-urile. Dezvoltarea tehnologica a acestor
aplicatii destul de cunoscute pe piata televiziunii mobile este inca la inceput, cu proiecte-
pilot in diferite parti ale lumii.
In acest manual ne vom concentra in principal asupra tehnologiei DVB-T, care sta la
baza curentului actual de dezvoltare in tehnologia de transmisiuni TV - �revolutia digitala�
in televiziune.
Punctul de referinta european in TV digitala este proiectul DVB Project, initializat de
un consortiu international de companii si de organismele de certificare responsabile
cu elaborarea documentelor standard de referinta care
descriu procedurile tehnice pentru crearea si gestionarea
continutul de televiziune digitala si de posibilele aplicatii
l ega te de te lev i z i une . ETSI (EUROPEAN
TELECOMMUNICATIONS STANDARDS INSTITUTE)
joaca un rol fundamental in definirea normativelor
operationale prin stabilirea parametrilor elaborati de directivele DVB Project.
Punctul de referinta pentru procesul de comprimare audio-video si gestionarea transportului
de informatii comprimat il constituie, in schimb, grupul Moving Picture Expert
Group(MPEG),a carui activitate se concretizeaza in regulamentele oficiale intocmite de
catre organizatiile ISO si IEC.
Una dintre intrebarile cele mai frecvente in aceasta perioada de tranzitie este:
�de ce este necesara trecerea la tehnica de transmisie digitala?�" ________________
Aceasta intrebare are o diversitate de raspunsuri, dar poate cel mai rezonabil si imediat
raspuns este sub ochii tuturor, deoarece toate mijloacele de comunicare si de munca
sunt astazi bazate pe tehnologia digitala, iar televiziunile, in cazul in care nu se aliniaza
cu aceasta tendinta, ar ramane izolate de toate beneficiile care deriva din disponibilitatea
de continut si de aplicatii provenite din lumea telecomunicatiilor si informaticii.
Motivele tehnice sunt intelese la o analiza a DVB-T, tehnica de transmisie de televiziune
digitala terestra fiind adoptata in Europa si in cele mai multe tari ale lumii.
DVB-T este un mod de a trimite continutul digital TV pe purtatoare de transport in benzile
de UHF si VHF prin folosirea COFDM (Coded OFDM), o tehnica excelenta, care permite
obtinerea de performante marite in ceea ce priveste acoperirea, multumita unei
exceptionale imunitati la zgomot , la fenomenul de fading si la efectele de multi-cale,
toate reprezentand probleme tipice ale canalului de transmisie terestra.
In mod particular, un canal de transmisie terestra difera de la o legatura prin satelit sau
de la un canal de transport prin cablu din cauza modului de propagare multi-cale, si
anume aparitia mai multor trasee de propagare ale semnalului catre receptor. Reflectiile
www.dvb.orgwww.etsi.org
www.mpeg.orgwww.standardsinfo.net
semnalului transmis peste obstacole, cum ar fi cladiri sau munti se suprapun asincron
pe semnalul primit direct de la emitator. Aceste reflexii sunt in mod evident, intarziate
comparativ cu semnalul care ajunge prin calea directa si proavoca un efect de interferenta,
numit interferenta co-canal.
Unul dintre avantajele modularii COFDM, dupa cum veti vedea mai jos, este chiar acela
de utilizare �inteligenta� a modului de propagare multi-cale a semnalului catre receptor,
pentru a conferi robustete semnalul direct, si nu pentru a atenua sau distorsiona accest
semnal.
In general, pe un canal RF este prezent mai mult decat un program TV, astfel incat orice
operator de televiziune trebuie, in interiorul studioului sau, sa creeze un multiplex de
programe de televiziune pentru a fi distribuite la toate locatiile de transmisie ale retelei
sale.
Intr-un multiplex DVB-T sunt prezente nu doar programele propriu-zise de televiziune
ce trebuiesc transmise la utilizator, ci pot fi prezente si servicii suplimentare ca de
exemplu Electronic Program Guide (EPG), semnale audio suplimentare, radio FM
transmis catre televizor, aplicatii interactive, servicii de televiziune mobila. Un alt mare
avantaj al tehnicii DVB-T este posibilitatea de a construi retele bazate pe o singura
frecventa (SFN, Single Frequency Network), folosind o sincronizare exacta a tuturor
emitatoarelor din retea cu ajutorul GPS ca un semnal de referinta comun.
Arhitectura unei retele DVB-T poate fi analizata cu usurinta prin identificarea elementelor
sale cheie: studioul de productie TV, locatiile de transmisie si locatiile de receptie.
Figura 1 prezinta o arhitectura tipica DVB-T.
Figura 1 � Arhitectura unei retele DVB-T
Program Coding
VideoAudio
A/V Encoder 1
A/V Encoder 2
A/V Encoder 3
A/V Encoder 4
Data Encapsulator
VideoAudio
VideoAudio
VideoAudio
Data
MUX
SI
CAS
ASI
ASI
ASI
ASI
ASI
ASIASI DistributionNetwork
Fixed, portable andmobile receivers
Single ProgramTransport Stream
ServiceInformation
Optional ConditionalAccess System
(Encryption for Pay-TV)
Multi ProgramTransport Stream
Exemplu indicat consta in crearea unui buchet de patru programe TV pentru a fi transmise
pe un canal digital impreuna cu informatii suplimentare care pot fi, de exemplu preluate
de la o retea IP deja existenta.
Cele patru surse audio -video analogice intra in patru codificatoare cu rolul de a comprima
si coda informatiile, generand fluxuri digitale numite Single Program Transport Stream
(SPTS) care transporta fiecare program audio-video digital, prin utilizarea unei interfete
ASI (Asynchronous Serial Interface). Fiecare flux de SPTS este pasat unui multiplexor
(MUX) care are functia de a fuziona toate fuxurile SPTS, precum si informatiile referitoare
la toate programele si datele de adaugat buchetului, intr-un singur flux digital (numit
MPTS, Multi Program Transport Stream). Dupa cum se poate observa si in figura,
multiplexorul mai are si functia de adaugare la iesire a unui flux de informatii de control
(SI, Service Information), care sunt utilizate de catre receptor pentru a se putea sincroniza
corect pe canalele transmise in multiplex, dar si pentru decodarea programelor audio-
video transportate in interiorul sau.
In plus fata de multiplexor, se afla , eventual, un sistem de criptare (numit CAS-Conditional
Access System), folosit pentru a se administra utilizarea unuia sau mai multor programe
din interiorul buchetului transmis.
Daca in schimb utilizarea programelor este complet gratuita (FTA, necriptate) sistemul
CAS este inutil si fluxul ASI produs de multiplex, poate fi direct transmis fara adaugarea
ulterioara a altor date.
Fluxul ASI produs de multiplexor (sau de orice sistem de criptare) prezent la iesirea din
studioul de productie digitala este preluat de un sistem de transmisie dintr-o retea de
distributie, care are functia de a duce fluxul ASI la intrarea tuturor transmitatoarelor din
reteaua DVB-T.
Folosind codificarea MPEG2 marimea tipica a unui buchet DVB-T este de patru �cinci
programe, in definitie standard (SD), insa, folosind o tehnica de compresie mai eficienta
ca H.264, se pote ajunge la triplarea numarului de programe continute de acelasi
canal, contribuind astfel la cresterea eficientei spectrale ale transmisiei.
In prezent, cele mai multe dintre tarile care au adoptat DVB-T utilizeaza codificarea
MPEG2, o codare robusta si compatibila cu o gama larga de receptoare fixe si mobile.
Unele tari au adoptat codificarea MPEG4, care permite utilizarea mai buna a frecventei
radio, dar in mod inevitabil afecteaza costurile pentru utilizatorul final, avand in vedere
pretul ridicat al receptoarelor care pot decoda in standardul MPEG4.
ISO/IEC 13818-1
Distribuirea se poate realiza folosind link-uri prin satelit, legaturi terestre prin microunde,
link-uri de fibra optica sau conexiuni terestre prin intermediul diferitelor tipuri de retele
de telecomunicatii cu fir sau fara fir. Diferite metode de distributie utilizand diferite tipuri
de echipamente si tehnologii pot fi combinate pentru a da nastere la o retea de distributie
hibrid, compusa din diferite tipuri de retele conectate intre ele prin adaptoare de retele.
De exemplu, link-ul retelelor de fibra optica si link �ul celor de telecomunicatii sunt
realizate de catre adaptoare de retea care transforma semnalul ASI intr-un fascicul optic
sau in semnale electrice cu caracteristici diferite in ceea ce priveste parametrii lor fizici
si de protocol(de exemplu Internet sau G.703).
Ambele link-uri terestre si prin satelit sunt efectuate folosind un modulator digital QPSK
care moduleaza Transport Stream-ul ASI pe o purtatorare de transmisie la frecventa
intermediara (IF) (de obicei frecventa purtatoarei are valoarea de 70MHz). Purtatoarea
IF este trecuta apoi printr-un sistem cu rolul de conversie de frecventa, care la randul
sau paseaza continutul unui transmitator RF satelit sau terestru. Semnalul astfel obtinut
este trimis apoi la fiecare locatie de transmisie DVB-T, direct sau prin reflexie, in functie
de distanta de la fiecare locatie la studioul de productie al buchetului.
DVB-T transmitters radiate a UHF or VHF signal (in either MFN or SFN mode, as
explained later) and produce a geographical coverage strictly dependent on the
quality of the emitted signal and on the COFDM modulation parameters chosen for
each broadcasting station.
Transmitatorii DVB-T emit un semnal in banda UHF sau VHF (in modul MFN sau SFN,
dupa cum vom vedea cel mai bine mai jos) si stabilesc o acoperire geografica strict
dependenta de calitatea semnalului transmis si parametrii COFDM, specifice fiecarei
locatii de transmisie. Semnalul DVB-T radiat poate fi receptionat si demodulat fie de
catre receptoarele fixe (set-top box, extern sau integrat in cele mai moderne televizoare),
fie de receptoarele mobile (instalate de exemplu, pe mijloacele de transport urban),
sau de receptoarele specific portabile (de obicei, laptop-uri, telefoane mobile si smartphone-
uri echipate cu DVB-T).
Unul dintre avantajele deja mentionate ale televiziunii digitale, este acela ca permite o
interactivitate intre utilizatorul final si operatorul de televiziune, datorita aplicatiilor software
facute in mod special pentru platforma DVB �T. Pentru a realiza aplicatii interactive in
timp real este necesara completarea retelei cu un canal de retur, care sa permita
utilizatorului final sa trimita diferite tipuri de date furnizorului de televiziune. Canalul de
retur poate fi implementat prin retelele de telecomunicatii cu fir sau wireless,cu mentiunea
ca in acest moment sunt folosite in special retelele de telefonie cu fir deoarece reprezinta
in continuare cel mai popular mijloc de comunicare intre utilizatorii finali.
http://bit.ly/bO9r4d
Sursele de semnale audio/video, cum ar fi microfoanele si camerele, produc semnale
analogice, adica semnale intr-un interval nelimitat de valori care variaza continuu in
timp. Pentru a realiza o sinteza digitala, aceste semnale trebuie sa fie esantionate,
cuantizate si codificate.
Aceste proceduri sunt de obicei identificate cu termenul unic digitizare si reprezinta
prima etapa a unui lant de transmisie TV Digitala, indiferent de standardul de referinta.
Figura 2 ilustreaza o diagrama bloc care arata procedura de prelevare a probelor de
la un semnal video in definitie standard (SD), de la iesirile RGB apartinand unui aparat
de filmat professional.
Componente RGB, sunt prelucrate pentru a produce semnalele Y (luminanta) si Pb, Pr
(diferenta de culoare), care sunt apoi filtrate in mod corespunzator si esantionate cu
frecventele de prelevare prezentate in figura. Rata de esantionare a semnalului de
luminanta este un multiplu intreg al frecventei de linie si se observa ca cele doua semnale
diferenta de culoare sunt esantionate la o frecventa jumatate din valoarea frecventei
de esantionare a semnalului de luminanta (asa-numitul format 4:2:2). Motivul il constituie
faptul ca ochiul uman este mai sensibil la luminozitate decat la detaliile legate de culoare
astfel incat se pot transmite informatii relative de culoare, cu o precizie scazuta, fara a
se pierde din calitatea de perceptie a imaginilor.
O rezolutie de 8 biti, pentru fiecare dintre cele trei semnale confera imagini o calitatea
de broadcast recunoscuta general, apoi insumand bit-rate-urile rezultate din digitizarea
celor trei componente Y, Cb si Cr se obtine un bit-rate total egal cu 216Mbit/s..
De fapt versiunea cea mai populara a protocolului prevede o cuantizare pe 10 biti a
celor trei semnale (SDI) si astfel bit-rateul total ajunge la 270Mbit/s.
In cazul in care un semnal video de inalta definitie (HD) generat de un aparat de filmat
cu o acuratete de achizitie superioara, digitizarea semnalelor se prezinta ilustrat in
figura 3.
Datele numerice prezentate in figura 3 fac referire la o scanare �incrucisata� (linii pare
si linii impare scanate in modul alternativ) pentru un sistem care opereaza pe 50Hz
(standardul european). In cazul unei scanari progresive (toate liniile sunt afisate fara
alternanta) toate frecventele din figura 3 sunt dublate.
Rezultatul digitizarii semnalului video in ambele cazuri descrise, conduce la definirea
detaliilor elementare ale imaginii (asa numitul pixel) pentru fiecare cadru care urmeaza
sa fie transmis si afisat.
Astfel daca se doreste transmiterea in timp real a informatiei despre fiecare pixel
utilizatorilor finali, ar trebui sa se transmita informatia la un bit-rate de 270Mbit /s pentru
video SD si de 1.44Gbit/ s pentru HD video. Acest lucru ar implica utilizarea unei benzi
de radio cu o largime de banda mult mai mare decat in cazul transmisiilor analogice
si, prin urmare, devine critica implementarea unor algoritmi de compresie cu eficienta
mare pentru a reduce continutul de informatii si a le putea transporta pe retelele de
distributie si de transport exemplificat in Fig.1.
Semnale audio sunt esantionate in mod direct spre deosebire de preprocesarea
necesara semnalului video, tipic folosindu-se frecventele de esantionare de 32kHz,
44.1kHz sau 48kHz, amplitudinile cuantizandu-se cu o rezolutie de la 16 la 24 de biti.
http://bit.ly/VKzcB
De asemenea semnalele audio,ocupand o banda (tipic 1536kbit / s pentru un semnal
audio stereofonic necompresat de calitate de radiodifuziune) net inferioara benzii
necesare pentru transmiterea imaginii, necesita operatiuni de compresare pentru a
creste eficacitatea de utilizare a benzii disponibile intre punctele de transfer ale retelei
sau pe canalele de transmisie in UHF si VHF.
Sursele video pot fi compresate pentru a face posibila includerea unor redundante
temporale si spatiale ce pot fi eliminate cu pretul unei mici pierderi de calitate perceptiva.
In special zonele adiacente ale aceleiasi imagini au valori egale sau foarte similare de
luminanta si cromanta si prin urmare informatile relative despre fiecare zona pot fi
simplificate si transmise cu un continut mai mic de informatii. In mod similar exista mici
diferente intre imaginea prezenta intr-un cadru si imaginea prezenta intr-un cadru
precedent, succesiv. vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv
Datorita acestei observatii este posibila transmiterea de informatii numai cu privire la
sccesiunea fiecarui grup de pixeli intre fiecare imagine, precum si cea temporar adiacenta.
Sursele audio pot fi compresate prin exploatarea diferitele sensibilitati ale urechii umane
la variatii de frecventa din spectrul sonor si a capacitatii reduse de a percepe anumite
frecvente, in prezenta unori tonuri de spectre diferite (efectul de sunet mascat). Modelul
matematic �psihoacustic� permite eliminarea componentelor audio la care urechea
umana este mai putin sensibila in diferite situatii, cum ar fi cazul limbajului vorbit si
diferitelor genuri muzicale.
Dupa cum s-a mentionat deja, organizatia de referinta pentru comprimarea audio-video
este Moving Picture Expert Group (MPEG), si standardul adoptat in prezent de catre
DVB-T este MPEG-2, si prezinta o tehnica ce poate comprima 270Mbit /s de semnal
video SD pana la 4-5Mbit /s, pastrandu-se o excelenta calitate vizuala. Aceasta carte
nu isi propune descrierea detalilor technice privind compresia MPEG-2 ci pur si simplu
a explica technica de baza utilizata de codor pentru compresia imaginii, cu scopul exact
de a initia operatorii de televiziune in selectarea parametrilor necesari codorului in
respectivele locatii de productie
Compresia video MPEG-2 se efectueaza prin utilizarea de profile si nivele, dupa cum
se arata in tabelul 1.
In scopul de a eficientiza compresia video, atat din punct de vedere spatial cat si
temporal, fiecare dintre imaginile care urmeaza sa fie transmise sunt defalcate in bucati
mai mici.
Fiecare imagine este impartita in blocuri macro de 16x16 pixeli si in cazul 4:2:0 (codificarea
MainProfile@MainLevel, MP @ ML, evidentiata cu albastru in Tabelul 1), fiecare bloc
macro este format din 4 blocuri 8x8 de luminanta Y si din doua blocuri de crominanta
Cb si Cr (acesta din urma descrie intotdeauna16x16 pixeli, dar cu un continut informativ
inferior).
Utilizandu-se o procedura matematica numita DCT (Transformata Cosinus Discreta),
continutul informativ al blocurilor este redusa datorita asemanarilor dintre fiecare bloc
de pixeli si a celor imediat adiacente. Acest proces este numit �comprimare spatiala�,
deoarece tinde sa reduca detaliile cu privire la imagini in cazul in care nu sunt esentiale
pentru perceptia vizuala.
Celalat proces, care tinde sa reduca bit-rate-ul se numeste �compresie temporala� si
este bazat pe procedeul de codificare a miscarii prezente in fiecare bloc la succesiunea
imaginilor, cu referire la cadrul anterior si cadrul urmator. Compresia temporara se
bazeaza pe tehnica GOP (Grup of pictures) care sunt secvente de imagini bazate pe
predictia deplasarii a blocurilor in timp.
Secventa GOP este alcatuita din trei tipuri de cadre:
- I-frame: imaginile intra-codificata care poate fi reconstituita de catre decodor fara
ajutorul altor imagini;
Tabelul 1 � Profiluri si nivelurile MPEG-2
- P-frame: imaginile Inter-codificate pot fi reconstruite numai in raport cu I-frame sau
P-frame, prin predictie statistica;
- B-frame: imaginile Inter-codificate pot fi reconstruite numai in raport cu I-frame sau
P-frame, prin predictie statistica bidirectionala.
Secventa de imagini cel mai mult folosita in codificarea MP @ ML este IBBPBBPBBPBB,
cadrele sunt create in coduri in aceasta ordine dar sunt transmise intr-o ordine diferita
pentru a facilita procesul de reconstructie de catre receptor. Aceasta secventa este cu
siguranta un bun compromis cu privire la relatia dintre banda utilizata si calitatea video
rezultata, dar nu este considerata obligatorie, si fiecare codor MPEG-2 face posibila
selectarea diferitelor sevcente GOP in functie de necesitate.
Fluxul generat de compresia video prezinta un bit-rate variabil, depinzand de continutul
informational mai mult sau mai putin dens al fiecarei imagini, din secventa video. Un
flux cu bit-rate variabil nu este potrivit pentru a fi trimis la un sistem de transmisie care
are nevoie de obicei, sa ocupe o latime de banda constanta in timp. Din acest motiv,
MPEG-2 sunt echipate cu un tampon de date destul de voluminos, care sa permita
stocarea fluxului video variabil producand la iesire un bit-rate aproape constant.
Compresia audio MPEG este bazata pe impartirea intregii benzi audio in mai multe
sub-benzi (de obicei 32) . In interiorul fiecarei sub-benzi urechea umana are o sensibilitate
diferita pentru detaliile sonore si, prin urmare, pentru ca unele sunete sunt aproape
�mascate� de prezenta simultana a altor sunete, se va evita transmiterea lor sau se vor
transmite cu o acuratete inferioara.
Compresia audio MPEG-2 se deosebeste de tehnica de compresie precedenta MPEG-
1, prin adaugarea unui suport nou de control asupra bit-rate-ului, cresterea factorului
maxim de compresie si introducerea conceptului de multicanale audio.
Codorul MPEG utilizat pentru DVB-T adopta amandoua standardele MPEG-1si
MPEG-2, oficial suportate de receptoarele DVB-T.
Caracteristicile MPEG de compresie audio sunt prezentate pe scurt dupa cum urmeaza:
frecvente de esantionare : 16kHz, 22.05kHz, 24kHz, 32kHz, 44.1kHz, 48kHz
nivele de codare : I, II and III
bit-rate de codare: pana la 448kbit /s
BIn plus, standardul MPEG audio suporta o caracteristica foarte utila pentru difuzarea
programelor si anume controlul redundantei stereo. Cele patru profile audio suportate
sunt:
- mono: transmiterea unui singur canal audio;
- dual: transmiterea a doua canale audio independente (continut informativ diferit);
- stereo: transmiterea a doua canale audio sincronizate pentru a reproduce semnalul
stereofonic;
- joint-stereo: folosind interdependenta dintre cele doua canale Stanga / Dreapta
pentru a reduce bit-rate-ul total al sectiunii audio.
In plus, pentru a comprima si codifica continuturile audio si video, codorul MPEG-2
trebuie sa trimita informatii de sincronizare pentru a permite receptorului sa poata
sincroniza datele audio si video in timpul operatiunii de decodificare.
De fapt, asa cum am vazut, fluxurile audio si video sunt codificate separat si trebuie
prin urmare sa fie realiniate pentru reproductia finala a receptorului DVB-T. Sarcina de
sincronizare este incredintata PCR-ului (Program Clock Reference), care este o �marca
de timp� (referinta temporala), pe care codorul MPEG-2 o transmite impreuna cu datele
audio si video. Valorile PCR sunt derivate dintr-o frecventa de referinta de 27MHz
prezenta pe codor si permite receptorului reconstituirea unei frecvente locale de 27
MHz (prin intermediul PLL Digital), sincronizata la frecventa de ceas a codorului.
Frecventa de ceas este reconstruita la receptie, impreuna cu alte doua semnale de
sincronizare (PTS, Presentation Time Stamp si DTS, Decoding Time Stamp) prezente
in fluxul transmis permitand o reconstructie perfecta a imaginii, sincronizata relativ la
canalele audio.
Tehnicile de codare a semnalelor audio / video sunt in continua evolutie, datorita
disponibilitatii de circuite integrate cu capacitati din ce in ce mai mari, mai rapide precum
si din cauza cerintelor de piata ale broadcasting-ului, care a concentrat din ce in ce mai
multe programe intr-o banda in reducere progresiva. Exista mai multe imbunatiri tehnice
aduse standardului MPEG-2, propuse de catre diferite parti (universitati, centre de
cercetare, companii), dar tehnica deja adoptata de numerosi operatori si care promite
o dezvoltare sigura in viitor este MPEG-4, de asemenea, apartinand Moving Picture
Expert Groupului.
MPEG-4 este un standard adoptat astazi nu numai pentru televiziunea digitala, dar si
pentru telefonie si transmiterea video prin intermediul internetului, si reprezinta unul din
punctele cheie ale convergentei clare intre lumea de radiodifuziune si cea de
telecomunicatii
Fluxurile audio si video sunt manipulate de catre codorul MPEG-4 asemeni unor obiecte
care pot fi manipulate si modificate in timp real in mod bidirectional. Proprietatile acestor
obiecte care raman similare in timp permit codorului sa elimine o multime de informatii,
astfel rezultatul imediat este ca eficienta de compresie a standardului MPEG-4 este mult
superioara eficientei de compresie MPEG -2..
Unul dintre apectele cele mai interesante ale standardului MPEG-4 este reprezentat de
MPEG-4 Part 10, cunoscut sub numele de MPEG AVC sau H.264. Acesta este un
algoritm extrem de eficient de compresie video regasit in diverse aplicatii, care sunt
compatibile cu ultimele optimizari. Codarea H.264 permite, de exemplu, transmisia mai
multor programe TV de inalta definitie (HD) pe un canal UHF, aspect regasit in aplicatiile
Mobile TV (TV digitale pe telefoanele mobile), fiind adoptata de producatori portabili
cum ar fi iPod si PSP si utilizata pe scara larga pentru transmiterea de filme pe internet
datorita latimei de banda mici ocupate.
Tabelul 2 rezuma caracteristicile specifice ale MPEG-4 Part 10 in conformitate cu MPEG-
2, cu scopul intelegerii motivelor pentru care MPEG-4 are o eficienta de compresare
superioara.
In tabelul 2 se observa usor ca sistemul H.264 are mai multe mecanisme pentru a
asigura o performanta superioara, comparativ cu tehnica MPEG-2. Observanduse
concret ca prin standardul H.264 se obtine un bit-rate cu 50% superior, cu un clar avantaj
economic pentru operatorii de TV, facand posibila transmiterea mai multor programe
in aceasi banda de radio frecventa. In ciuda acestor avantaje evidente, astazi standardul
cel mai raspandit este MPEG-2, datorita majoritatii prezentei receptoarelor DVB-T bazate
pe MPEG-2 si costul inca ridicat al noilor receptoare DVB-T care sunt compatibile cu
standardul MPEG-4.
In plus fata de codarea semnalelor audio sii video, standardul MPEG-2, defineSte Si
mecanismul de agregare a datelor audio, video si auxiliare in interiorul unui singur
flux digital, numit MPEG-2 System. Acest mecanism este numit multiplexare si opereaza
pe nivele diferite in procesul de generare a fluxului de date care urmeaza sa fie transmise
in DVB-T.
Primul nivel este in encoder, si reprezinta agregarea datelor audio, video si auxiliare
intr-un singur program.
Al doilea nivel are loc in MULTIPLEXOR, si consta in agregarea informatiilor relative
a mai multor programe, adaugarea informatiei de serviciu cu privire la programele din
banda si transmiterea informatilor de identificare a diferitelor servicii technice precum
si transmiterea directa a programelor catre utilizatorii finali. Un alt tip de informatie
prezenta optional in fluxul transmis este reprezentat de posibilitatea de conditionare a
acesului la unele programe utilizand o tehnica de criptare. Acest nivel ulterior de
multiplexare a fost definit de catre DVB Project si, impreuna cu normele preluate din
standardul MPEG, constitue standardul pentru generarea unui Transport Stream(TS).
Acest nivel ulterior de multiplexare a fost definit de catre DVB Project si, impreuna cu
normele preluate din standardul MPEG, constitue standardul pentru generarea unui
Transport Stream(TS).
Fiecare program de televiziune este considerata ca un obiect descris de catre fluxurile
digitale elementare, numite Elementary Streams (ES), conectate intre ele. Elementary
Streams (fluxurile elementare) pot fi formate ca date audio sau date video codificate
in MPEG sau ca date private associate indicatorului specific al sistemului.
Primul pas crucial pentru generarea unui TS se numeste pachetizare, constand in
subdivizarea datelor audio codificate, datelor video codificate si datelor auxiliare in
pachete de lungime fixa, insotite de informatii de control utile receptorului pentru
operatiunea de decodare. Fiecare ES, odata supus acestui proces de pachetizare (care
are loc in interiorul fiecarui encoder) va fi referit ca Packetised Elementary Streams
(PES).
PES au o structura de pachete cu lungime de date variabile (depinzand de informatiile
transmise in �rafale�), si acest lucru reprezinta o problema pentru retelele de transport,
care in schimb au nevoie de o structura de date cu lungime fixa. Acest lucru impune
elaborarea unui pas esential, organizarea pachetelor PES in pachete TS.
Primii 4 bytes din fiecare pachet TS reprezinta �header�-ul, continand informatii de control
relative la pachet. Primul byte din cei patru, numit sync byte, are o valoare constanta
(47 in format hexazecimal) deoarece constitue punctul de referinta pentru sincronizarea
primara a retelei de transport DVB.
Un alt camp essential continut in cei patru bytes din header este PID-ul (Packet IDentifier),
o eticheta pe 13 biti care identifica informatiile pe care fiecare pachet le transporta.
De exemplu, la iesirea dintr-un encoder, toate pachetele care transporta informatii video
codificate au acelasi PID (de ex 0A00 in format hexazecimal) si toate pachetele care
transporta informatii audio codate au acelasi PID, dar diferita de cel al pachetului video
(de exemplu, 0A10 in format hexazecimal). PID joaca un rol fundamental in operatiunea
de multiplexare deoarece in multiplexor, atunci cand sunt agregate mai multe programe
intr-un singur flux TS, trebuie intotdeauna a se asigura ca nu exista conflicte PID, si
anume, ca fiecare PID este asociat intotdeauna unui singur tip de informatii in interiorul
fluxului de transport stream.
IImediat dupa cei patru octeti de header urmeaza payload-ul pachetului, adica portiunea
de date care nu reprezinta date de control, ci contine informatii utile receptorului pentru
reconstructia semnalelor audio / video a tuturor programelor transportate in fluxul TS.
A fost mentionat mai devreme ca lungimea pachetului TS poate fi de 188 sau 204 bytes.
De fapt, lungimea initiala a unui pachet TS este intotdeauna de 188 octeti, dintre care
primii 4 sunt header si urmatorii 184 sunt payload. Pachetele cu lungimea de 204 bytes,
utilizate in retelele de transport care au o probabilitate mai mare de interferenta asupra
datelor, au in plus 16 bytes care provin de la un mecanism sofisticat de codificare pentru
protectia erorilor numit �Reed Solomon�.
Acest lucru a fost de asemenea mentionat in capitolul introductiv, si anume necesitatea
ca multiplexorul sa genereze un stream de iesire care contine informatii de serviciu,
utilizate de receptor pentru sitetizarea corecta a canalelor si decodificarea programelor
audio/video transportate. Aceste informatii suplimentare pot fi reprezentate de Program
Specific Information (PSI), si Service Information (SI), ambele organizate sub forma de
tabele.
Tabelele PSI sunt definite de standardul MPEG (ISO / IEC 13818-1) si contine 4 tabele:
Program Association Table (PAT)
- contine o lista a tuturor programelor din fluxul TS si evidentieaza PID-ul
tabelelor respective PMT
- permite receptorului localizarea si utilizarea tabelul NIT
- asociat cu PID 0x0000
- obligatoriu in TS
Program Map Table (PMT)
- evidentiaza fiecare PID ai programului respectiv si in particular ai pachetelor
ce contin PCR
- poate contine informatii de copyright (drepturi de autor)
- obligatoriu in TS
Network Information Table (NIT)
- contine date private despre sistemul de transport (frecventa, numarul de
locatie, etc.)
- continut definit de DVB Project si nu de catre MPEG
- obligatoriu in TS current, optional pentru TS suplimentar
Conditional Access Table (CAT)
- contine date private utilizate pentru accesul conditionat.
In afara de aceste informatii, DVB Project a determinat adoptarea unor tabele suplimentare
in scopul de a oferi receptorului (IRD, Integrated Receiver Decoder, sau STB (Set-top
box), un mecanism de sincronizare automata pe buchetele transmise care contin mare
varietate de programe TV. Scopul final a fost acela de a realiza o interfata utilizarorului
de receptoare DVB-T rapida si intuitiva, utilizand o metoda standardizata.
In acest scop au fost definite asa-numitele tabele SI (Service Information):
Bouquet Association Table (BAT)
- furnizeaza informatii referitoare la buchet, cum ar fi numele furnizorului, limbile
disponibile, eventualul acces conditionat, servicii, etc.
- servicii incluse in alte TS oferite de alte retele)
- tabele optionale
Service Description Table (SDT)
- ofera informatii cu privire la serviciile oferite de retea, cum ar fi Service Name,
Service Provider Name, informatii text despre fiecare serviciu precum si o lista
a tuturor serviciilor incluse in TS curent
- tabel obligatoriu pentru TS current
Event Information Table (EIT)
- contine numele fiecarui eveniment, ora de incepere, durata sa, informatii cu
privire la evenimentele curente si urmatoare si optional, cu privire la cele viitoare
- fiecarui serviciu ii este asociat propriul tabelul EIT
- tabel obligatoriu pentru TS current
Running Status Table (RST)
- indica starea curenta a unui eveniment (in cazul in care este difuzat sau nu)
si este actualizata in timp real. Aceste informatii sunt utilizate de catre set-top
box pentru sincronizarea automata in momentul initializarii unui eveniment
Time and Date Table (TDT)
- contine data si ora curenta in format UTC
Time Offset Table (TOT)
- indica diferenta dintre ora locala si ora UTC pentru a vizualiza timpul corect
in fiecare regiune a lumii.
Stuffing Table (ST)
- face posibila functionarea interfetelor dintre diferitele retele in particular la
studiourile de productie pentru TV prin cablu (DVB-C), atunci cand sunt suprascrise
unele sectiuni din alte tabele
Discontinuity Information Table (DIT)
- folosit in punctele de discontinuitate din celelalte tabele sI pentru a indica
schimbarile de continut sau de origine ale informatiilor transmise
Selection Information Table (SIT)
- folosit in descrierea TS format incomplet (TS partial) provenind de la interfetele
digitale dintre set-top box si a sistemelor de stocare digitala a datelor
Transmitere acestor tabele se efectueaza in mod constant in interiorul Transport Stream-
ului. Cu toate acestea, in loc de a folosi pachete PES (cum este cazul informatiilor audio
si video), tabelele sunt impartite in portiuni mai scurte, numite sectiuni si se insereaza
in interiorul payload-ului din Transport Stream.
Orice procesare efectuata pe Transport Stream necesita o actualizare dinamica in cea
ce priveste PSI si SI pentru a indica receptorului modificarile facute pe fluxul de informatii
transmise in orice moment.
Cele doua operatiuni principale, care sunt in general effectuate pe un Transport Stream
sunt remultiplexing si PID filtering.
In cazul remultiplexing se genereaza un buchet de iesire care contine doua sau mai
multe buchete deja existente, generate din surse diferite, selectand ce programe si
servicii dorim sa trimitem la buchetul finale din toate cele disponibile initial. Un caz
practic este receptionarea a doua buchete transmise prin satelit (receptoare DVB-S)
pentru a crea un buchet DVB-T care include unele dintre programele transmise de la
cele doua fluxuri prin satelit. Acest caz este ilustrat in Figura 5 si include trei etape
fundamentale:
1) eliminarea PID nedorite de la cele doua fluxuri primite;
2) cumularea informatiilor dorite intr-un singur flux;
3) actualizarea tabelelor PSI si SI.
In cazul PID procesul de filtrare este mai simpla deoarece se limiteaza la eliminarea
oricarui continut din buchetul de iesire care contine diverse programe, in vederea
selectarii programelor de transmis dintr-o anumita locatie. In caz particular reprezinta
receptionarea unui flux cu continut bogat de informative, distribuit pe retele Gigabit
Ethernet (prin intermediul retelelor de telecomunicatii) pentru a genera un buchet DVB-
T care include cateva dintre programele cuprinse in fluxul initial. Acest caz este ilustrat
in Figura 6 si presupune doi paSi principali:
1) eliminarea PID-ului nedorit de la fluxul primit;
2) actualizarea tabelelor PSI si SI.
O operatie fundamentala care trebuie efectuata in modulatoarele ce functioneaza in
mod broadcast spre utilizatorii finali este asa-numitul �PCR Restamping �. PCR-ul, dupa
cum sa mentionat la inceput, reprezinta o versiunme esantionata a ceasului de sistem,
pentru fiecare program audio/video continut in TS si este utilizat de catre receptoare
pentru a genera corect semnalele audio si video pentru a fi trimise la aparatele de
televiziune. De fiecare data cand pe un TS sunt efectuate operatii de agregare si/sau
de filtrarea fluxurilor elementare, valorile PCR sunt modificate si in cazul in care
modificarea depaseste un anumit prag de tolerant, este posibil sa apara inconviniente
in cea ce priveste sincronizarea audio/video din receptorul utilizatorului final. Deci, este
important ca, inainte de a transmite semnalul in modul broadcast, sa se verifice faptul
ca valorile PCR se afla in limitele de toleranta stabilite prin norme. In caz contrar, valoriile
PCR trebuiesc recalculate si rescrise (acest proces se numeste restamping) in interiorul
modulatorului pentru a se asigura o sincronizare corecta in etapa de decodificare audio-
video sau ulterior operatiunilor care modifica continutul TS-ului in interiorul retelelor de
distributie.
Dupa cum sa mentionat deja in capitolul introductiv, una dintre metodele utilizate pentru
distributia Transport Stream-ului la statiile de difuzare terestre este legatura terestra
prin microunde.
Legaturile terestre sunt realizate prin intermediul unui modulator digital QPSK care
moduleaza Transport Stream-ul pe o purtatoare de frecventa intermediara (IF), de obicei
alocata la 70MHz. Purtatoarea IF este pasata unui modul de conversie de frecventa,
care la randul sau alimenteaza un emitator cu microunde ce opereaza in benzile de
frecventa permise in diferite regiuni geografice. Prin urmare, semnalul transmis este
trimis la fiecare locatie de transmisie DVB-T direct sau printr-una sau mai multe reflexii,
in functie de distanta de la fiecare locatie la studioul de productie al buchetului.
Modulatorul QPSK produs de
Elettronika utilizeaza tehnica
DVB-S pentru a obtine
maximul de performanta in
cea ce priveste largimea de banda utilizata si o fiabilitate care asigura o calitate broadcast
in conditii de receptie la un nivel scazut. Robustetea de renume a modulatorului DVB-
S se datoreaza mecanismelor numerice folosite pentru corectarea automata a erorilor
de biti provocate de zgomot sau de interferenta pe un canal de transmisie.
Codificarea este o combinatie intre un cod Reed Solomon RS (204.188), si un cod
convolutional punctual. Combinatia celor doua coduri permite receptorului DVB-S
corectarea unui numar foarte mare de biti eronati (dupa ce trece prin canalul de
transmisie) si, prin urmare, receptorul este capabil sa demoduleze si sa decodifice
semnalul, chiar si in prezenta unui raport semnal / zgomot foarte redus.
Modulatorul DVB-S produce o iesire IF la frecventa standard de 70MHz, astfel incat sa
poata substitui modulatoarele IF analogice ale legaturilor TV anterioare prin ajustarea
nivelului de iesire. In acest fel, conversia de la un televizor vechi analogic intr-o legatura
noua la tehnologia digitala este o operatie simpla si rapida. Modularea QPSK necesita
ca toate amplificatoarele de microunde sa opereze in mod linear pentru a nu genera
intermodulatie ce ar reduce calitatea semnalului emis. Din acest motiv nivelul de iesire
al puterii trebuie situat la o valoare -3dB sub punctul de saturatie al amplificatorului
(numit backoff de 3 dB) si, eventual, ar trebui inlocuite stagiile de limitare ale emitatorului
cu circuite de control automat al castigului (AGC).
In realitate prin reducerea nivelului de backoff se obtin performante mai mult decat
acceptabile prin transmisile radio, deoarece cele mai multe dintre produsele de
intermodulatie nu intra in latimea de banda utila si, prin urmare, nu deranjeaza prea
mult procesul de demodulare a receptorului. Un modulator DVB-S are nevoie de unele
setari foarte simple pentru a opera cu succes pe banda alocata. De obicei pe durata
perioadei de tranzitie la technica de transmisie digitala, operatoruii de televiziune
utilizarea benzi de frecventa radio de 20MHz deja utilizate de legaturile analogice si,
prin urmare, parametrii modulatorului digital trebuie sa fie selectati pentru a genera un
semnal, cu o latime de banda mai mica sau egala cu 20MHz.
Unii operatori de radio utilizeaza deja canalele cu largimea de 28MHz concepute pentru
radiourile digitale, permitand astfel operarea pe o latime de banda superiaora pentru
transmiterea unui Transport Stream cu un continut informative ridicat. Largimea de
banda si bit-rate-ul net transportabil pe legatura radio digitala se determina cu ajutorul
a doi parametrii fundamentali ai modulatorului: Symbol Rate si Code Rate.Symbol Rate
este egala cu jumatate din rata bruta de biti (inclusiv bitii de redundanta utilizati pentru
a corecta erorile) transmisi, in timp se Code Rate este un parametru care indica ce
procent din totalul ratei de biti este folosit pentru bitii de redundant cu scopul de a
imuniza semnalul la interferentele canalului.
Daca se doreste a se afla valoarea bit-rate-ului net disponibil pe o legatura de radio
cunoscandu-se Symbol Rate si Code Rate stabilite pe modulatorul DVB-S, se poate
recurge la formula:
(1)
In cazul in care se doreste a se cunoaste banda de radiofrecventa ocupata de o legatura
radio, pornind de la Symbol Rate caracteristic modulatorului DVB-S, se utilizeaza formula:
Modulatorul DVB-S produs de Elettronika are un Symbol Rate selectabil de la 1 la 30
MS / s cu pas de 0.5 MS/s iar valoarea Cod Rate este standard pentru modularea
DVB-S.
Utilizand formulele (1) si (2), pentru valori de Symbol Rate fixate, se obtine Tabelul 3,
utilizat ca referinta pentru dimensionarea legaturilor digitale.
Tabelul 3 poate fi folosit pentru a selecta Symbol Rate si Code Rata in functie de bit-
rate net al Transport Stream-ului care urmeaza sa fie transportat pe legatura radio. In
selectarea Cod Rate trebuie luat in considerare ca un Cod Rate de valoare cat mai
scazuta (partea stanga a sectiunii galben din tabel) permit o receptie mai robusta (cu
valori minime de S /N), in timp ce un Cod Rate de valoare mai mare (lateral dreapta)
necesita valori mai mari de S /N la receptie pentru efectuarea unei demodulari corecte.
S-a mentionat mai sus faptul ca multi operatori de televiziune utilizeaza legaturi radio
cu largimi de banda de 20MHz, si prin urmare, conform tabelul 3, Symbol Rate maxim
utilizabil este de 15MS/s.
Un caz foarte frecvent in distributia de TS spre locatile de emisie DVB-T corespund la
un TS cu bit rate net de 24.13Mbit/s, si cu ajutorul tabelului 3, se observa ca TS poate
sa fie transportat cu 15MS/s selectatand un Code Rate egal cu 7/8.
Receptorul de pe link-ul de radio digital este stabilit, prin intermediul unui demodulator
DVB-S care regenereaza Transport Stream-ul la dintr-un flux ASI si, eventual, decodeaza
un program audio / video selectat in interiorul TS. Aparatele capabile sa demoduleaze
si sa decodifice sunt numite IRD (Integrated Receiver Decoder) si functioneaza asemanator
cu un set-top box DVB-S pentru aplicatii de consum.
Performantele unei legaturi radio digitale, comparate cu un link traditional analogic,
sunt net superioare, datorita asa numitului �efect de prag� tipic modulatiei digitala.
Un fenomen natural specific transmisilor in eter, inevitabila din punct de vedere technologic,
il constituie degradarea calitatii unui semnal, odata cu marirea distantei de la transmitator,
precum si din cauza prezentei unor obstacole obstacolelor urbane si / sau topografice.
Eficienta unei legaturi este puternic dependenta de natura analogica sau digitala a
legaturii.
Calitatea unui semnal de televiziune receptionat printr-o legatura analogical devine mai
sensibila odata cu cresterea distantei dintre transmitator si receptor. Calitate unui semnal
receptionat pe o legatura digitala ramane nealterata, atata vreme cat receptorul primeste
un semnal aflat peste pragul semnalului minim de receptie. Prin urmare, exista un prag
de distanta sub care receptorul este capabil sa refaca informatia din semnal. Dincolo
de acest prag, calitate imaginii scade brusc la zero, ceea ce inseamna ca imaginea
devine complet absenta.
IIn termeni practici, aceste considerente sunt reflectate intr-un link buget superior
valorii de 20dB, cazul unei legaturi analogice cu o sensibilitate de receptive de -65dBm.
La digitalizarea aceleiasi legaturi se obtine un prag minim de sensibilitate de -85dBm,
cu toate beneficiile robustetei si calitatii imaginii.
Legaturile radio digitale realizate cu echipamente
Elettronika, datorita unui algoritm sofisticat de
sintetizare in timp real, permit utilizarea la un
cost competitiv a unor echipamente radio folosite
pentru distribuirea de TS in retele DVB-T SFN
(Single Frequency Network). Se observa mai
jos ca retelele DVB-T SFN necesita o exactitate
atat in sincronizarea timp / fregventa cat si in
distributia de Transport Stream astfel incat aparatele cu legaturi radio (digitale)
conventionale nu sunt suficiente pentru a garanta performanta necesara. Aparatele de
legaturi radio digitale produse de Elettronika pot fi achizitionate cu optiunea SFN
Transport care asigura o perfecta functionare chiar si in conditii foarte stricte, cum ar
fi retelele de transport SFN.
Dupa distribuirea Transport Stream-ul pe toate locatiile-urile de transport, urmatorul pas
il constituie transmiterea semnalul la utilizatorii finali cu maximum de eficienta lucru care
presupune satisfacerea simultana a urmatoarelor conditii:
1) consum minim de energie electrica;
2) acoperire geografica maxima;
3) incarcare minima a bandei de radiofrecventa
4) imunitate maxima la zgomot si interferente;
5) calitate maxima a semnalului;
6) capacitatea de a receptiona in mod corect semnalul si in miscare;
7) posibilitatea de a realiza retele de frecventa unica.
In scopul obtinerii acestor rezultate, in cel mai optim mod posibil, DVB Project a trebuit
sa ia in considerare proiectarea unui standard de modulare dedicat transmisiilor digitale
pe canale terestre, adica DVB-T.
Din toate standardele pentru radiodifuziunea digitala, pentru canalele clasice (cablu,
satelit, terestru), specificatile pentru transmitatoarele terestre sunt cele mai recente.
Motivul este pur si simplu ca radiodifuziunea terestra este mult mai complexa decat cea
prin cablu sau prin satelit in ceea ce priveste cerintele de receptie, in special cu privire
la caracteristici le canalului de transmisie si de posibil i tati le tehnice.
Receptia unui semnal de televiziune poate fi o prima aproximare reprezentata ca suma
a semnalului util (de la emitator) si o contributie de zgomot alb Gaussian (cele mai
simple din punct de vedere matematic). Aceasta schema este simplista si poate fi
aplicata numai in regiunile de urbanizare scazuta si nivel scazut de interferente
electromagnetice.
O schematica foarte utila pentru zonele urbane, este cea a canalului lui Rice, care tine
cont nu numai de prezenta de zgomot, dar si de efectul de propagare a cailor multiple,
cunoscut sub numele de multi-path. In esenta se presupune ca semnalul dominant
primit de la antena este constituit din semnalul provenit direct de la transmitator, dar,
in plus fata de semnalul direct, exista si ecouri cauzate de reflexii ale semnalului transmis
peste obstacole, cum ar fi munti, dealuri, cladiri si altele asemenea.
Efectul de propagare pe cai multiple este bine cunoscut in cazul semnalului TV Analogic,
in care se obtin margini duble sau triple pe imaginile afisate, ceea ce face foarte
inconfortabil vizionarea programului.
DVB-T a imbunatatit in mod semnificativ efectele de propagare a multi-path prin eliminarea
definitiva a efectului enervant de�imagine dubla� tipic la TV Analogica, dupa cum se
arata in figura urmatoare:
Receptia in mediul urban devine
si mai problematica daca se
doreste receptia semnalul in
conditii de mobilitate deoarece
distributia ecourilor si zgomotelor
se modifica continuu in timp, o
situatie extrem de complexa
pentru un aparat de receptie.
Solutia adoptata de catre DVB
Project pentru standardul DVB-T este modularea COFDM (Coded Orthogonal Frequency
Division Multiplexing) o modulare multi-purtatoare care ocupa aceeasi latime de banda
(8MHz in UHF si 7MHz VHF) utilizata pentru transmisiile TV analogice.
Transmitatorul DVB-T primeste TS pe fluxul ASI si moduleaza un set de purtatoare (de
la 2000 la aproximativ 8000 de purtatoare) la o frecventa intermediara (IF) egala cu
36MHz utilizand sistemul de modulare COFDM (realizata numeric prin intermediul unei
functii matematice numita IFFT).
Semnalul IF este apoi trimis la o etapa de conversie de frecventa care o traduce pe un
canal UHF sau VHF si rezultatul este amplificat la nivelul de putere dorit prin intermediul
unui lant de amplificatori adecvati. La iesirea din amplificator semnalul este directionat
catre un filtru trece banda tip cavitate, care contureaza spectrului radiat pentru a evita
interferente ale canalelor adiacente.
Semnalul rezultat este trimis la sistemul de antena, in mod conceput in mod corespunzator
pentru a acoperi aria dorita.
La alocatia de transmisie pot fi utilizate diverse configuratii redundante pentru a
garanta continuitatea maxima a serviciului, chiar si in caz de defectiuni ale componentelor
sistemului de transport.
DVB-T face posibila implementarea unui sistem combinat pentru transmisia pe diverse
canale plecand de la aceeasi locatie in acelasi mod in care sunt concepute transmisiile
analogice utilizate de sistem. Dupa cum s-a vazut deja in cazul modulator DVB-S si in
modulatoarele DVB-T sunt adoptate sisteme numerice pentru corectarea automata
a erorilor pe biti provocate de zgomot sau de interferente pe canalul de transmisie.
Mecanismul adoptat de standardul DVB-T este mai complex decat cel utilizat de DVB-
S, deoarece pe canalul de transmisie terestra sursele de interferenta sunt, fara indoiala,
mult mai mari decat ale canalului satelit. Si in acest caz, este utilizat codul Reed Solomon
RS (204.188) si un cod convolutional �punctual�, suprapus peste o serie de interleavers
de diferite niveluri pentru a eficientiza corectarea erorilor de catre cele doua coduri, in
prezenta fenomenului de fading acentuat prezent pe canalul de transmisie.
Astfel in cazul standardului terestru DVB-T receptorul este in masura ca in etapa de
demodulare sa decodeze semnalul, in prezenta unui raport semnal / zgomot foarte redus.
Modularea COFDM prevede, ca pentru fiecare purtatoare de pachet IF sa poate fi
modulate cu un sistem (numit si constelatie) QPSK, 16QAM sau 64QAM. Sistemul de
modulare inferior (QPSK) este mai simplu si permite prin urmare, acoperirea mai ampla,
dar are o �eficienta spectrala� inferioara si, astfel, permite sa transmita un bit-rate mai
.mic pe canale UHF sau VHF.
Constelatia superioara (64QAM), permite transmiterea unui bit-rate mai mare multumita
unei bune eficiente spectrale, dar, fiind mult mai complexa, necesita un raport S/N maui
mare la receptive pentru o demodulare corecta, permitand zone mai mici de acoperire.
Constelatie16QAM este o cale de mijloc reprezentand un compromis in cea ce priveste
cantitatea de informatie transmisa si capacitatea de a acoperi zona din jurul emitatorului
de semnal.
Un alt parametru fundamental al modulatiei COFDM (principalul factor de imunitate pe
canale multiple) este asa-numitul interval de garda, selectabil de catre utilizator, cu
valorile 1/32, 1/16, 1/8 sau 1/4.
Acesta este un parametru care are o importanta fundamentala in planificarea retelei
SFN, din moment ce defineste o limita superioara a distantei dintre emitatoarele unei
retele SFN.
Intervalul de garda este o fractiune de simbol OFDM (o fractiune de timp din semnalul
emis), in care transmitatorul nu transmite informatiile utile (date audio si video), ci numai
date redundante, cu scopul precis de a permite o suprapunere partiala a ecourilor de
la semnalul primit, fara a provoca interferente distructive.
Cu cat este mai mare valoarea intervalului de garda selectat cu atat mai mare va fi
suprapunerea de ecouri permisa fara a afecta semnalul primit.
Aceasta robustete superioara la fenomenul de multi-path are ca effect reducerea capacitatii
de transmisie a datelor utile si ca rezultat reducerea valorii maxime a bit-rate-ului de
transmisie. In termini numerici concreti, asa cum se arata in tabelul 4, intervalul de garda
poate varia de la un minim de 7ms la un maxim de 224ms.
Acest lucru arata care sunt suprapunerile
tolerabile de semnale care se propaga pe
cai diferite, cu o diferenta de drum intre 2.1
km si 67.2 km.
TAceste valori sunt date in tabelul 4 ca
�Distanta maxima TX� deoarece face referire
la cazul unei retele SFN, in care semnalele
diferite, care se suprapun, la receptor sunt
generate de transmitatoare diferite sincronizate pe frecventa.
Analizat intr-un mod cuprinzator, modulatorul DVB-T este caracterizat de multipli
parametri de retea care pot fi programati in emitator pentru alegerea semnalului radiat
cel mai adecvat: latimea de banda a canalului (5MHz, 6MHz, 7MHz, 8MHz), modul IFFT
(2k, 4K, 8k), constelatie (QPSK, 16QAM, 64QAM), FEC Rate (1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8)
si intervalul de garda (1/32, 1/16, 1/8, 1/4). Fiecare combinatie a acestor parametri
conduce la un comportament diferit al transmitatorului, in ceea ce priveste capacitatea
canalului (bit-rate maxim de transport) si robustetea semnalului (masurata prin raportul
minim semnal / zgomot necesar receptorului pentru a decoda corect programele audio-
video). Combinatia corecta a acestor parametri ar trebui sa fie aleasa cu grija pentru
a se asigura implementarea compromisului optim intre bit-rate si puterea totala a
semnalului.
Situatia este cel mai bine observabila in tabelul 5, in raport cu o latime de banda de
8MHz in conformitate cu normativele oficiale ETSI EN 300 744.
Tabeleul 5 - Parametrii modulatiei DVB-T
Pe baza tabelului 5, vom considera un exemplu pentru a intelege mai bine problema.
Un transmitator DVB-T UHF este configurat cu latimea de banda de 8MHz, mod IFFT
8k, constelatia QPSK, FEC rate de 2/3 si intervale de garda 1/4. Din tabelul 5 descoperim
ca aceasta combinatie de parametri duce la un bit-rate total maxim de 6.64Mbit /s, potrivit
pentru a transporta un singur program TV MPEG-2, cu calitate video superioara. Deci,
capacitatea canalului DVB-T este foarte scazuta. Dar vom vedea din acelasi tabel ca
raportul minim semnal / zgomot necesar receptorului este de aproximativ 5,7 dB pentru
o receptie fixa, iar acest lucru inseamna ca modul DVB-T este foarte robust impotriva
zgomotului, deoarece un set-top box DVB-T arata o imagine perfecta chiar si cu un
semnal de numai 5.7 dB deasupra nivelului zgomotului.
Luam in considerare un alt transmitator DVB-T UHF cu aceasi amplitudine, latime de
banda si mod IFFT, dar de data aceasta cu constelatia 64QAM, FEC rate de 5/6 si
Intervaulul de garda 1/32.
Din tabel, vedem ca aceasta combinatie de parametri conduce la un bit-rate maxim total
de 30.16Mbit / s, potrivit pentru transportul de cinci programe TV MPEG-2 cu un
randament vizual ridicat. Astfel capacitatea acestui tip de canal este marita. Pentru
acest mod, vom vedea din tabel ca raportul minim semnal / zgomot cerut de receptor
este de aproximativ 20dB pentru o receptie fixa. Astfel se observa ca un bit-rate mai
ridicat trebuie compensat printr-o robustete mai scazuta a semnalului deoarece nivelul
de semnal al receptorului trebuie sa fie de cel putin 20dB deasupra nivelului de zgomot
pentru a se obtine o imagine perfecta.
Deci, daca cele doua transmitatoare au aceeasi putere de iesire, primul va avea o
suprafata mai mare de acoperire fata de al doilea.
Deci, modul DVB-T ar trebui sa fie selectat cu grija la intervale regulate de timp luand
in considerare cel mai bun compromis intre bi t-rate si acoperire.
Avand in vedere o transformare efecicienta a unui emitator PAL analogic intr-un
transmitator DVB-T, frecventa IF (inteleasa ca frecventa centrala din pachetul COFDM)
a modulator DVB-T este setat la valoarea de 36.15MHz, astfel incat poate inlocui
modulatorul IF analogic, fara a schimba frecventa oscilatorului local de conversie. Pentru
a creste eficientizarea se recomanda inlocuirea excitatorului PAL cu un excitator DVB-
T cu iesire directa in canal, asigurandu-se o operare superioara si o rapiditate crescuta
de interventie din partea personalului tehnic.
Modularea COFDM cere amplificatorului de putere sa functioneze in mod liniar pentru
a nu genera efecte de intermodulatie care ar reduce calitatea semnalului DVB-T emis.
Din acest motiv, dupa trecerea la DVB-T, trebuie sa se utilizeze o putere de iesire RMS
(Root Mean Square, putere patratica medie integrata pe banda semnalului, masurata
cu o sonda calibrata) la un nivel egal cu circa -6dB mai mica decat puterea maxima
utilizata in tehnica analogica (deci, un backoff de 6dB). Valoarea de 6dB este, de obicei
raportata la un amplificator bazat pe tehnologia LDMOS, folosind sisteme realizate cu
tehnologii mai vechi, cum ar fi tehnologia bipolara, unde valorile de backoff pot varia
pana la 10dB.
La prima privire ar putea parea, ca trecerea la DVB-T conduce la un dezavantaj pentru
ca operatorii sunt fortati sa nu foloseasca la potentialul maxim propriului aparat de
transmisie. In realitate, dezavantajul aparent al backoff-ului de 6dB este in mare masura
compensat de o capacitate de acoperire mai mare (datorita efectului de prag, despre
care s-a discutat deja) a semnalului DVB-T rezultand ca pentru o patrime din puterea
analogica, se va obtine o acoperire mult mai larga, cu un semnalul DVB-T.
In scopul emiterii semnalelor DVB-T, pe frecventa pentru care exista licenta vor trebui
respectate unele limitari stricte in ceea ce priveste semnalul radiat, cazul prezent al
semnalului TV analog. In cazul semnalelor DVB-T, se impun restrictii asupra mastilor
de emisie, asa numitele masti non critice si masti critice (vezi fig. 8) conform
reglementarilor ETSI EN 300 744.
Ambele masti stabilesc limitele
maxime de putere a semnalelor
emise in afara benzii, pentru a
evita interferentele cu canalele
adiacente.
Masca non critica este cea mai
putin selectiva si este necesara
in cele mai multe cazuri; masca
critica este mai selectiva in afara
benzii, iar folosirea ei este
necesara atunci cand pe
canalele adiacente ale frecventei
de emisie exista servicii de
putere mica ce pot fi alterate de
emisiile din afara benzii de
semnal DVB-T.
In plus fata de restrictiile impuse
asupra mastilor de emisie, pentru
a se evita interferentele cu
frecventele vecine, transmitatorul
DVB-T trebuie sa respecte
anumite restrictii si in cea ce
pr iveste semnalu l emis ,
evidentiindu-se cand semnalul
se abate de la caracteristicile
ideale din cauza distorsiunilor de
diferite cauze. Pentru aceasta
evaluare, legata direct de
capacitatea de acoperire
geografica a semnalului se
foloseste un parametru numit
MER. MER-ul (Modulation Error Ratio) este parametrul cel mai important al unui
sistem de transmisie DVB-T, pentru ca rezuma intr-o singura valoare numerica
operabilitatea unui transmitator. MER-ul caracterizeaza constelatia DVB-T folosita de
modulatorul COFDM (QPSK, 16QAM sau 64QAM) si indica cat din constelatia radiata
de transmitatorul DVB-T este similara cu constelatia ideala ce va fi radiata fara nicio
distorsiune sau efect de intermodulatie.
Orice amplificator de putere (PA) va introduce distorsiuni in spectrului COFDM. Cu cat
este mai mare distorsiunea introdusa de PA, cu atat constelatia se abate de la cazul
ideal astfel valoarea MER-ului fiind mai scazuta.
Cand valoarea MER-ului trebuie maximizata, cel mai bun mod de a obtine un MER
ridicat cu un transmitator DVB-T este aceea de a face o precorectie digitala de inalta
calitate.Marirea valorii MER-ului rezulta in largirea zonei de acoperire, deci doua
transmitatoare DVB-T, cu aceeasi putere de iesire, dar cu valori diferite ale MER vor
avea performante diferite de acoperire.
Alt parametru tipic pentru caracterizarea calitatii unui emitator DVB-T este inaltimea
�umerilor� (umerii spectrului), adica valoarea de rejectare a semnalului la extremele
benzii utile. Si in acest caz, o valoare ridicata a umerilor corespunde unei calitati
superioare a semnalului radiat, derivand din liniaritatea MER cu care semnalul este
emis si selectivitatea filtrului de canal conectat imediat in aval de emitator. Din analiza
de mai sus este evident ca un emitator DVB-T de inalta performanta apare numai in
cazul in care exista o combinatie a mai multor factori-cheie:
- modulator DVB-T cu performante excelente;
- amplif icator de putere construit cu tehnologie de inalta l iniaritate;
- disponibi l i tatea unui sistem de precorectie digital cat mai precis;
- stabil i tate de functionare asigurata de un sistem de control f iabil;
- dezvoltare efectuata de o echipa de testeri cu experienta considerabila;
- sistem de antene proiectat cu mare grija.
Ani de experienta a companie Elettronika in domeniul DVB-T, impreuna cu un Sistem
de Calitate Certificat, le garanteaza operatorilor de televiziune o competenta si o
profesonalitate de inalt nivel, care le permite o intrarea rapida, eficienta si de incredere
in lumea digitala.
Primul pas care intervine in proiectarea unei noi retele DVB-T este firesc: �cate programe
pot fi transmise in buchet?�.
La aceasta intrebare nu exista un singur raspuns, dar este bine sa se enumere liniile
generale de directii care servesc la dimensionarea buchetului.
S-a observat deja in capitolul precedent ca bit-rate-ul maxim depinde puternic de
acoperirea dorita, astfel incat se doreste a se obtinei o acoperire larga chiar si cu un
numar scazut de emitatoare. Este obligatoriu folosirea unui mod DVB-T cu bit-rate
scazut. Daca exista un numar mare de emitatoare pe teritoriul de acoperire se pote
utliliza modul DVB-T cu un bit-rate mai ridicat, deoarece se obtine un semnal suficient
de puternic in aria de acoperire.
Sa presupunem, de exemplu, ca s-a stabilit un compromis si s-a gasit modul DVB-T
adecvat pentru cazul considerat (presupunem ca se opereaza in UHF):
IFFT = 8k;
constelatie= 64QAM;
FEC = 2/3;
interval de garda = 1/32.
In Tabelul 5 din capitolul precedent se observa ca bit-rate-ul maxim pentru acest mod
DVB-T este egal cu 24.13Mbit/s.
. Pentru a obtine numarul maxim de programe incluse in buchet ar trebui sa se cunoasca
bit-rate-ul fiecarui program. In aceasta etapa se poate opera in doua moduri: primul
mod, simplu si rapid, dar nu foarte optimizat, presupune stabilirea unui bit-rate egal
pentru toate programele din buchet; al doilea mod, mai eficient si mai professional
consta in alocarea fiecarui program bit-rate-ul cel mai adecvat in functie de continutul
mediu al programului in cauza.
Cea mai simpla metoda este de a atribui fiecare program un bit-rate care sa permita
obtinerea unei calitati mai bune, indiferent de continut. De exemplu, daca se aloca un
bit-rate de 4.5Mbit/s fiecarui program se obtine cu siguranta (in MPEG2), o calitate PAL
(definitie standard) satisfacatoare fie pentru programele �lente� ca stiri si documentare,
fie pentru programele �rapide� ca evenimente sportive sau muzicale.
In acest caz, s-ar obtine un buchet de 5 programe de o calitate satisfacatoare pe tot
parcursul zilei.
O modalitate pentru optimizarea resurselor presupune luarea in considerare a
continuturilor care au nevoie de un bit-rate ridicat cum ar fi evenimentele sportive in
comparatie cu continuturile mai putin detaliate si mai putin dinamice, cum ar fi stirile
sau talk show-rile. Astfel daca un meci de fotbal are nevoie de cel putin 4.5Mbit / s
pentru o redare vizuala satisfacatoare, un buletin informativ sau un talk-show poate fi
transmis si cu 2Mbit / s fara perturbari viziuale. Daca se doreste sa se transmita, de
exemplu, un buchet cu 2 canale sportive, 3 canale dedicate stirilor si 2 canale cu continut
variat, se poate construi buchet cu cele 7 programe daca se aloca 5Mbit/s pentru fiecare
canal sportiv, 2Mbit/s la fiecare canal de stiri si 4Mbit/s la fiecare dintre cele doua
programe cu continut variat.
O alta metoda mai eficienta, dar mult mai costisitoare din punct de vedere economic
consta in utilizarea unui codificator cu bit-rate variabil si a unui multiplexor statistic.
Codificatoarele si multiplexoarele opereaza analizand in timp real complexitatea
continutul video pe fiecare program si sunt capabile sa adapteze dinamic bit-rate-ul
alocat fiecarui codificator. Rezultatul este asignarea unei benzi proportionale cu
complexitatea fiecarui element, eliminand surplusul de bit-rate pentru continutul statistic
putin detaliat sau foarte static. In detrimentul unei investitii initiale mai scumpe se poate
obtine un buchet cu mai multe programe datorita unei optimizari a resurselor de banda.
O utilizare mai eficienta a latimii de banda este posibila folosind codorul MPEG4 in
defavoarea MPEG2. Encoderul MPEG4, dupa cum s-a discutat anterior, permite
economisirea a mai mult de 50% din bit-rate-ul fiecarui program astfel putandu-se oferii
un numar de program cel putin dublu pentru fiecare buchet. Codarea MPEG4, pana in
prezent mai costisitoare decat MPEG2, actual este utilizata de unele tari din Europa si
din afara ei, in special pentru a oferi un continut de inalta definitie utilizatorilor. Rezultatele
sunt incurajatoare din punct de vedere tehnic, dar costul mai ridicat al receptorului
compatibil cu standardul MPEG4 amana tranzitia de la MPEG2 la MPEG4 deci astazi
aproape toate retelele DVB-T europene se bazeaza pe standardul MPEG2.
O alta etapa care intervine in proiectarea unei retele DVB-T este aceea de a opera in
MFN (Multi Frequency Network) sau SFN (Single Frequency Network). Reteaua MFN
este o retea multi-frecventa in care, in mod similar cu modul de operarea a retelelor
analogice, frecventele oricaror doua emitatoare adiacente (avand o suprafata de
acoperirea comuna) trebuie sa fie diferite. Retele de frecventa unica (SFN) sunt cea
mai buna modalitate de a implementa sistemele DVB-T cu o eficienta spectrala foarte
mare. Recurgerea tipica la retelele SFN se realizeaza pentru implementarea de retele
DVB-T mici-medii pentru zone metropolitane sau regionale.
O retea de nivel national MFN DVB-T poate fi implementata in mod eficient de o varietate
de retele SFN regionale, f iecare operand pe o frecventa diferi ta.
Principiul de baza al retelelor SFN este ca toate emitatoarelor ale retelei trebuie sa
emitasimultan aceleasi date cu aceeasi frecventa exacta. Deci, aparatele pentru headend
(cele care genereaza buchetul), situate in studioul de productie precum si toate
emitatoarele retelei necesita un semnal de referinta timp/ frecventa comuna pentru
a sincroniza datele (Transport Stream) si frecventele de iesire (oscilatoare locale).
Aceasta sincronizare este pusa in aplicare prin intermediul semnalului GPS disponibil
simultan in intreaga lume.
In studio, un dispozitiv numit Adaptor SFN conectat la un receptor GPS trebuie sa fie
situat imediat in aval de multiplexor in scopul de a insera un semnal de sincronizare
(MIP, Megaframe initialization Packet), in TS ASI. TS este apoi distribuit la fiecare site
de transmitere prin intermediul unui retele de distributie foarte precise cu rolul de a
asigura integritatea absoluta a TS-ului original. Deja s-a mentionat mai sus, in acest
sens, ca legaturile digitale terestre oferite
de Elet t ron ika implementeaza
functionalitatea �SFN de transport
�destinata acestei aplicatii foarte delicate.
Fiecare emitator DVB-T trebuie sa fie
echipat cu un receptor
GPS, pentru a fi sincronizat cu toate celelalte emitatoare ale retelei si pentru a compensa
in mod automat intarzierea de propagare a retelei de distributie asa cum se arata in
Figura 9.
Rezultatul acestei sincronizari globale este ca, in zonele acoperite de mai mult de un
emitator, interferenta rezultata este constructiva. Cerinta adaugata pentru a satisface
aceasta conditie, este ca distanta dintre fiecare transmitator din retea si cele adiacente
sa fie mai mica decat distanta acoperita de semnal in
timpul valorii intervalului de garda selectat (a se vedea
tabelul 4).
Astfel utilizarea retelelor GPS a fost esentiala pentru sincronizarea unei retele SFN
pana la punctul de a considera reteaua GPS, temelia unei arhitecturi SFN.
In prezent, aceste consideratii sunt adevarate, dar recent sunt in cercetare un numar
de studii interesante asupra retelelor de sincronizare alternative GPS-ului, astfel incat
sa se poata implementa o retea SFN �GPS-free�. Motivul pentru aceste domenii de
cercetare rezulta din incapacitatea de a primi semnalul GPS, in unele locatii, in care
latimea de banda utilizata de catre acesta interfereaza cu alte semnale (mai mult sau
mai putin legale) si, de asemenea, de observatia ca GPS-ul este un sistem militar din
SUA si numerosi operatori de televiziune ar prefera sa fie independenti de acest sistem.
SUA si numerosi operatori de televiziune ar prefera sa fie independenti de acest sistem.
Dupa proiectarea si planificarea unei retele DVB-T, pasul urmatorul este instalarea de
transmitatoare pentru o evaluare concreta a acoperii semnalului radiat. In afara situatiilor
rare de conditii geografice exceptionale, exista intotdeauna un numar de zone de
umbra, adica zonele acoperite de un semnal prea slab pentru a putea fi decodificate
in mod corespunzator de receptoarele DVB-T.
Gradul de acoperire a zonelor de umbra este implementat prin intermediul unor dispozitive
de repetare de putere medie-redusa numite repetoare (transposers, in limba engleza)
in cazul in care frecventa semnalului transmis este diferita de cea a semnalului receptionat
sau gap fillers in cazul in care semnalul radiat este trimis la aceeasi
frecventa ca cel primit.
Evident, in cazul retelei MFN ambele tipuri de
dispozitive pot fi utilizate (dupa ce s-a
examinat care este solutia optima
pentru fiecare locatie) pentru a
acoperi zonele de umbra, in
timp ce pentru retelele SFN
gap filler sunt unica
solutie permisa. Gap
Filler este, de obicei
instalat pe munti sau
dealuri intr-o pozitie
c a r e p e r m i t e s a
primeasca un semnal de o
intensitate satisfacatoare cu
antena de transmisie proiectata cu o schema
de radiatie utila pentru o acoperire optima a zonei de umbra.
Problema tipica a unei instalatii de gap filler, pentru diverse cauze structurale, este
inevitabila acoperire RF intre semnalul radiat de antena de emisie si cel primit de la
antenna de receptie. In cazul in care nivelul de cuplare este prea ridicat, situatia devine
periculoasa, deoarece returul de la antena de transmisie la cea de receptie poate duce
la un feedback pozitiv, care poate deteriora cu usurinta hardware-ul aparatului.
In cazul in care gap filler este instalat in contextul unei retele SFN, ca si in cazul ilustrat
in Figura 10, problema se inrautateste, deoarece in plus fata de la returul antenei de
transmisie, antena de receptie preia, de asemenea, ecourile provenite de la alte
emitatoare ale retelei. Solutia la aceasta problema structurala este utilizarea unui Digital
Echo Canceller in sectiunea de procesare digitala a gap filler.
In concluzie, proiectarea unui retele de transmisie DVB-T este � in orice caz - predominata
de considerente cu privire la maximizarea sferei de acoperire a teritoriului de referinta,
cu scopul de a obtine, cu puterea minima de emisie, cea mai mare probabilitate de a
receptiona si a decoda corect semnalul in zona de interes. Problema de maximizare a
acoperirii a devenit mai complexa in ultima perioada, dupa adoptarea oficiala a unui
standard pentru televiziunea mobila, numit DVB-H, ceea ce reprezinta o imbunatatire
a standardului DVB-T in domeniul de receptie mobila. Modelul de referinta al unei retele
DVB-H este un Internet Service Provider (ISP), care trimite continut video si audio la
operatorul de emisie din retea si la operatorul radio al unei retele de telefonie mobila.
Prin aceste operatiuni, continutul este transmis la utilizatorul final care dispune de un
terminal mobil compatibil DVB-H. Se intelege usor ca, daca se doreste a se asigura
continuitatea de receptie la un terminal mobil, chiar si in conditii de receptie indoor,
acoperirea ceruta tinde la 100% din teritoriu si impune valori de camp mai mari decat
in cazul de receptoare fixe.
Elettronika ofera operatorilor TV o metoda precisa si profesionista in planificarea
serviciilor de retea, cu ajutorul software-ului de simulare si a retelei de planificare, pentru
a prezice cu o inalta acuratete acoperirea teritoriului retelei DVB-T (sau DVB-H), evitand
surprize neplacute dupa instalare precum si dupa punerea in functionare a emitatoarelor.
Unul dintre avantajele clare ale trecerii la televiziunea digitala pentru operatorii de TV
este posibilitatea de a extinde oferta dincolo de limita clasica a programelor audio-video
oferite in analogic.
TV Digitala, datorita interactiunilor profunde intre hardware si software, permite
implementarea pentru utilizatorii finali a unor serii interesante de aplicatii de nivel inalt,
fapt care stimuleaza interesul clientilor spre serviciile de televiziune si genereaza
oportunitati de afaceri pentru operatori, pana in prezent imposibila prin tehnologia
analogica.
OUnul dinte posibilitatile foarte profitabile pentru operatorii de televiziune este, fara
indoiala, Conditional Access System (CAS), adica tehnica de criptare unuia sau mai
multe programe pentru a le proteja de o vizualizare neautorizata, un model folosit deja
in platforma de satelit si este cunoscut sub numele de Pay-TV.
Utilizatorii sunt obligati sa plateasca o taxa lunara sau anuala pentru a obtine accesul
la un anumit canal, (pay-per-canal) sau, alternativ, o suma pentru un singur program
(pay-per-view).
Chiar daca un sistem complet securizat de criptare este de neconceput, DVB Project
a dezvoltat un sistem de scrambling (codare) �comun�, sustinut de catre toti producatorii
de sisteme de acces conditionat. Specificatiile acestui sistem nu sunt publicate, in scopul
de a face mai dificila pentru �pirati� care incearca sa descifreze sistemele criptate.
Procedurile folosite pentru codare sunt ilustrate in figura 11, plecand de la echipamentele
utilizate in reteaua de transmisie.
�Scramblerul� este aparatul care efectueaza criptarea datelor, care poate fi realizata la
nivel de PES (Packetised Elementar Stream), sau nivelul de TS (Transport Stream),
avand grija sa nu includa bytes de sincronizare intre datele criptate pentru a nu
compromite sincronizarea pe partea sistemelor de receptie.
Dupa cum se poate observa din figura, Scrambler-ul (poate fi si in interiorul multiplexorului)
este plasat in aval de multiplexor si acest dispozitiv permite interventia pe una sau mai
multe programe incluse in buchet doar modificand informatiile cuprinse in tabelele
sistemului de TS, si in special in CAT (Condit ional Access Tabel).
Scrambler-ul este conectat, de obicei prin intermediul unei conexiuni Ethernet de tipul
TCP / IP cu un server CAS (Conditional Access System) si SMS (Subscriber Management
System). Sectiunea CAS a serverului este cea care genereaza coduri de criptare a
programelor, actualizandu-le periodic pentru a face sistemul cat mai imun la hacking.
Sectiunea SMS a serverului se ocupa de gestionarea utilizatorilor finali prin distribuirea
la utilizatorii autorizati (in posesia unui smart card legitim) permisiunea accesului la
serviciile criptate. Asadar este gestionata o baza de date a clientilor autorizati actualizata
in timp real pe baza platilor efectuate furnizorul de servicii.
Foarte des, in cazul in care postul de televiziune trebuie sa gestioneze sisteme Pay-
TV diferentiate, cu controlul simultan al clientilor cu abonament lunar si al clientilor de
tipul pay-per-view, sistemul de gestionare a clientilor devine destul de complex, si
serverul SMS este sustinut de un alt server dedicat (billing server) care se ocupa de
gestionarea automata a diferitelor tipuri de clienti intr-o baza de date de complexitate
superioara.
Cu toate acestea este posibil, pentru retelele de televiziune de dimensiuni mai mici,
utilizarea sistemelor de criptare cu o gestiune a clientilor mult mai simplificata, folosind
scratch cards, care contin un cod ce poate fi trimis la furnizor printr-un mesaj SMS prin
telefonul mobil. Astfel, investitiile necesare pentru a pune in aplicare un sistem de acces
conditionat este redus la minim si poate fi mai tarziu upgradat la un sistem de complexitate
superior prin adaugarea a mai multe elemente la reteaua existenta.
Din punct de vedere tehnic, sistemul de decodare (decriptare) se bazeaza pe doua
tipuri de mesaje care sunt trimise la decodorul din interiorul retelei. ECM (Entitlement
Control Messages, generate de catre serverul CAS) informeaza receptorul cu privire
la operatiunile ce trebuiesc facute pentru a decoda semnalul criptat si EMM (Entitlement
Management Messages, generate de catre serveruul SMS) sunt utilizate de catre
decoder pentru a verifica in timp real, daca utilizatorul are permisul de acces la programul
selectat.
Exista mai multe solutii pe piata pentru criptarea programelor de televiziune insa set-
top box-ul DVB-T, in general, nu suporta toate sistemele existente, ci doar unele dintre
ele care depind de specificatiile tehnice. Daca pe o parte exista aceasta diferenta intre
diversele modele de set-top box disponibile, pe de alta parte acestea sunt prevazute
cu o interfata standard numit Interfata Comuna (Common Interface). Interfata comuna
este o interfata hardware si software standardizata pentru decodarea semnalelor digitale
de televiziune si radio contracost. Toate decodoarele etichetate cu �Interfata comuna �
dispun de unul sau doua sloturi, in care trebuiesc adaugate modulele CAM (Common
Access Module) compatibile cu sistemele de codificare mai populare intre Pay-TV.
Fiecare modul CAM are, in interiorul sau unul sau doua cititoare de smart card pentru
citirea cardurilor de abonament la serviciile Pay-TV.
O caracteristica a majoritatii receptoarelor DVB-T de pe piata este aceea ca sunt echipate
cu un modem telefonic. Multe sunt, de asemenea, etichetate cu sigla �MHP� si se
deosebesc de decodor fiind mai simple si mai ieftine numidu-se Zapper. Prezenta
modemului si a siglei MHP (Multimedia Home Platform) sunt indiciile unei alte aplicatii
importante de nivel inalt adaugata la TV Digitala, interactivitatea.
S-a observat pana acum ca, in TV digitala, semnale audio si video sunt esantionate,
transmise si prezentate ca o succesiune de valori numerice si pana in acest moment
s-a prezentat pe scurt tehnica de prelucrare a
acestor semnale in fiecare sectiune a retelei, de
la studioul de productie pana la utilizatorul final.
Cu toate acestea, pana in acest moment, s-a
considerat doar distributia semnalelor digitale intr-
o singura directie, si anume transmisiunea de la
furnizorul de TV catre utilizatorul final. .
Cum se intalneste in lume Web-lui, si in contextul
de televiziune digitala se doreste intotdeauna ca
utilizatorii sa interactioneze cu furnizorul de continut sau chiar sa contribuiasaca el insusi
la crearea informatiilor transmise..
Pentru a permite acest nivel de interactivitate, este necesar ca utilizatorul sa dispuna
de un canal de retur care ii permite sa trimita date de la locul in care vede programul
catre furnizorul de servicii..
Decodorul folosit pentru a primi servicii interactive are o arhitectura similara cu un
calculator mic, cu un procesor de bord prevazut cu un sistem de operare (de obicei,
Java Virtual Machine), precum si suficienta memorie de sistem. Principiul de baza al
serviciilor interactive este ca acest tip de decodor poate, rula aplicatiile prin descarcarea
fisierelor de pe canalele de radiofrecventa si care ruleaza la comanda utilizatorului final.
Furnizorul de servicii, poate atunci intra in interiorul buchetului DVB-T al fisierului (insotita
de o serie de tabele descriptive) care alcatuiesc una sau mai multe aplicatii interactive,
care vor rula pe receptoarele compatibile cu platforma de interactivitate utilizata
In Europa platforma standard pentru interactivitate este MHP (Multimedia Home Platform),
o platforma software bazata pe aplicatii Java, documentata pentru dezvoltatorii de
aplicatii.
Cu termenul �servicii interactive�, in realitate este indicata o gama intreaga de oferte
de servicii care necesita diferite nivele de interactivitate intre utilizator si furnizorul de
servicii.
Nivelul minim de interactivitate, numit interactivitatea locala se dezvolta total in interiorul
decodorului utilizatorului..
Pentru acest tip de interactivitate datele sunt transmise si stocate in decodor si aplicatile
reactioneaza la cererea utilizatorului fara a fi nevoie o comunicare cu furnizorul, prin
intermediul canalului de retur.
Adevaratul serviciu de TV interactiv (cunoscut si ca iTV), ofera un nivel ridicat de
interactivitate cu furnizorul de servicii, cum ar fi votul pentru unul din participantii la un
joc televizat sau achizitionarea de marfuri pe un canal de televiziune de cumparaturi.
Pentru acest tip de interactivitate utilizatorul are nevoie de un canal de intoarcere pentru
a trimite datele sale de retur si in cazul achizitilor de bunuri, este necesara o notificarea
de plata de la furnizor o data trimisa suma necesara.
IEste usor de inteles ca TV interactiva este foarte asemanatoare cu un calculator
conectat la internet si, prin urmare, varietatea de aplicatii care poate fi oferita utilizatorului
final variaza de la servicii de utilitate publica , la jocuri, la comunicare personala cu alti
utilizatori, limita fiind impusa doar de imaginatia dezvoltatorului.
Exemplele din figura 12 sunt doar cateva idei, potentialul platformei MHP fiind intradevar
i n f i n i t a s i f a ra
i n d o i a l a , d u p a
t rece rea de l a
sistemul analogic
v o m a s i s t a l a
d e z v o l t a r e a d e
aplicatii din ce in ce
m a i u t i l e s i
interesante.
Aplicatiile interactive sunt, de obicei dezvoltate si gestionate de catre firme specializate
(software houses). Acestea asigura fluxul digital furnizorului de televiziune si se ocupa
cu alocarea unei fractiuni de banda (bit-rate) din buchetul DVB-T aplicatiilor interactive,
facand disponibila o intrare ASI a multiplexorului pentru a insera aplicatii in TS.
Fractiunea de banda ceruta de aplicatiile interactive este generic neglijabila in comparatie
cu cea necesara pentru programele audio / video, de obicei, o contributie de 1-2Mbit/s
fiind suficienta pentru a adauga la buchet trei-patru aplicatii interactive de complexitate
medie.
In figura 13 este prezentata o diagram bloc, in care se evidentiaza elementele de retea
care trebuie sa fie luate in considerare atunci cand se doreste adaugarea unei aplicatii
interactivae MHP la un buchet DVB-T.
Elementele numite � MHP Editor and Publisher� �si MHP Server� sunt, de obicei situate
la sediul companiei creatore de aplicatii interactive. Pentru crearea de aplicatii nu este
nevoie sa se cunoasca in profunzime limbajul Java, existand platforme software
(Authoring Tools) similare cu cele care creeaza site-uri pentru retelele de internet,
diferentele fundamentale constau in formatele grafice si in setarile de afisare.
Dupa ce a generat fluxul de date, MHP server asteapta sa-l trimita pe o ruta (prin
intermediul unei conexiune IP) la sediile TV emitente, unde este receptionat de catre
un aparat numit MHP Carousel Generator, situat imediat in amonte de multiplexor.
Carousel Generator are functia de a transforma fluxul IP intr-un flux ASI gestionabil de
catre multiplexor si serveste la generarea propriilor fluxuri interne de date structurate
in conformitate cu Protocolul DSM-CC (Digital Storage Media �Command and Control)
pentru a putea interactiona cu sistemul de operare al set-top box-ului in gestionarea
serviciilor interactive. Carousel Generator este deseori folosit si pentru a trimite la
utilizatorii finali software-ul pentru actualizarea periodica a set-top box-ului. Cele mai
interesante aplicatii interactive, pe care se concentreaza experimentele actuale sunt,
fara indoiala, cele legate de serviciile de utilitate publica. De exemplu, diverse institutii
locale ale Administratiei Publice experimenteaza servicii pentru cetateni, cum ar fi
consultarea arhivelor Populatie, rezervari pentru examenele medicale, plata impozitelor,
toate acestea necesitand doar telecomanda decodorului digital.
Serviciile interactive sunt punctul de forta al TV digitale Terestre fata de traditionala TV
Analogica, la emitenti de servicii televizate avand posibilitatea de a dezvolta acest
potential enorm pentru a oferi servicii din ce in ce mai atractive si, astfel, isi pastreze
publicul in reteaua proprie, cu noi oportunitati in domeniul economic.
In ultimii doi-trei ani, TV digitala si-a deschis portile, de asemenea, spre asa numita
�Mobile TV�, adica TV primita pe un telefon mobil de la orice punct si in orice moment
(oriunde si oricand), chiar in timp ce va aflati in miscare pe jos sau in diferite mijloace
de transport.
Receptia Mobila este, fara indoiala, un scop tehnologic complex, avand in vedere
dificultatile existente in receptionarea unui semnal in miscare, in locuri inchise, in zonele
urbane foarte populate , cu un dispozitiv alimentat de la o baterie si in prezenta diverselor
surse de interferenta.
DVB Project a dezvoltat o prelungire a standardului DVB-T, cunoscut sub numele de
DVB-H ( Digital Video Broadcasting -Handheld), care isi propune rezolvarea dificultatilor
tehnice legate de receptia mobila pentru a oferi utilizatorului final o experienta vizuala
satisfacatoare in masina sau in tren, dar, de asemenea, in casa sau la restaurant.
Standardul DVB-H a fost proiectat pentru a fi compatibil cu standardul DVB-T. In practica,
acesta inseamna ca o retea DVB deja existente poate fi intotdeauna actualizata (folosind
echipamente suplimentare) pentru a transmite programe prin telefoane compatibile
DVB-H, utilizand aceleasii emitatoare si aceleasi frecvente.
Un operator care doreste sa construiasca o retea dedicata exclusiv DVB-H poate realiza
in continuare acest lucru fara a transmite programe DVB-T pe aceeasi frecventa. In
acest mod se vor obtine cu siguranta performante mai bune in materie de acoperire si
de calitate a imaginii programelor de TV mobile, deoarece este posibila dedicarea in
intregime a unei benzi de date serviciilor DVB-H, fara a o imparti cu programe DVB-T
pre-existente.
Tehnica DVB-H este bazata pe generarea unui flux IP care transmite continut video (la
rezolutie redusa destinata ecranelor mici) codate cu standardul H.264 in modul multicast
si incapsularea ulterioare a acestui flux IP in interiorul unui Transport Stream in format
standard MPEG-2. In plus, tehnica de difuzare DVB-H prevede emiterea semnalului util
discontinuu in timp, la intervale periodice de timp numite �time slices".
Telefoanele compatibile DVB-H demoduleaza semnalul doar pe perioada unui time slice
activ (permitand astfel extinderea duratei de viata a bateriei) si se extrage fluxului IP
incapsulat in TS. Un software Playout foarte similare cu cel pentru a viziona TV pe
Internet este utilizat pe telefon pentru a afisa programul DVB-H ales si un sistem de
operare la bordul telefonul gestioneaza orice servicii interactive prezente pe acel program.
In figura 14, exista mai multe elemente de retea; in cele ce urmeaza se va face o scurta
descriere a functionarii fiecaruia.
- MPEG-4 Encoder: codifica semnalul video in MPEG-4 (H.264) si pe cel audio in AAC
si genereaza semnalul IP la iesire. Este necesar un encoder pentru fiecare serviciu
DVB-H pentru a transmite;
- ESG Server: Adauga la Electronic Service Guide (ESG) fluxul transmis. ESG permite
telefoanelor DVB-H sa se alature serviciilor disponibile si sa le decodifice;
- CAS Server: Adauga informatiile legate de Accesului Conditionat (cheia de criptare)
la fluxul transmis. CAS permite receptia numai de catre utilizatorii autorizati (gestiunea
smart card).
- Ethernet Switch: Combina fluxurile IP generate de encoder, de la serverul ESG si
de la serverul CAS;
- IP Encapsulator: transforma fluxul IP care provine din Switch Ethernet intr-un
Transport Stream MPEG-ASI si gestioneaza procesul de time sliceing si caracteristicile
MPE-FEC DVB-H. Adauga si tabele SI conform standardului ETSI;
- SFN Adaptor + GPS Receiver: pentru sincronizarea SFN (in cazul in care este
prevazut modul SFN);
- Transmitator DVB-T / H: pentru modularea COFDM si transmisie RF;
- Receptoare DVB-H:telefon mobil cu chipset integrat pentru receptia DVB-H, cu functie
de de-criptare.Etapele de de-criptare necesita o cartela SIM cu o aplicatie software de
pre-incarcare care permite receptionarea servicilor DVB-H transmise de catre operatorul
care distribuie SIM-ul.
In timp ce lumea TV este prezent revolutionata de tranzitia la DVB-T, experti In DVB
Project se gandesc deja la cum va arata viitorul TV Digital In Europa, dupa inchiderea
definitiva a TV analogice.
Asa cum a fost cazul standardului pentru TV prin satelit, pentru care a fost definit
standardul DVB-S2 din a doua generatie, si pentru TV digitala terestra DVB Project a
stabilit necesitatea unui standard din a doua generatie.
DVB-T2 este de fapt un nou
standard pentru radiodifuziune
digitala terestra. Dupa o analiza
minutioasa tehnica si comerciala,
DVB Project a ajuns la concluzia
ca un nou standard este necesar
pentru a oferi canalelor terestre
o mai mare capacitate de transport
si de o mai buna robustete, In
principal (desi nu exclusiv) pentru
emisiunile de Inalta definitie spre
receptoarele fixe si portabile.
Rezultatele pozitive obtinute cu
standardul DVB-S2 In a duce o capacitate de transport superioara la canalul de satelit
(aproximativ 30% din sarcina utila mai mare In ceea ce priveste standardul DVB-S pe
o latime de banda a RF identica) au fost o sursa de inspiratie pentru Inceperea lucrarilor
la DVB-T2.
Punctele-cheie care au condus la definirea noilor standarde sunt prezentate pe scurt
in urmatoarele considerente:
- DVB-T2, trebuie sa poata reutiliza sistemele de antena deja In uz cu DVB-T;
- DVB-T2, trebuie sa furnizeze servicii la receptoarele mobile si portabile;
- DVB-T2, trebuie sa fie In masura sa ofere o crestere a sarcini utile cu cel putin 30%,
comparativ cu DVB-T, In conditii de egalitate;
- DVB-T2, trebuie sa ofere o performanta superioara In retelele SFN In raport cu DVB-T;
- DVB-T2, trebuie sa ofere un mecanism care sa diferentieze protectia oferita la diferite
servicii In interiorul aceluiasi buchet, cum ar fi protejarea mai mult a unui canal dedicat
receptiei de telefonie mobila In comparatie cu alte canale concepute pentru receptie
fixa;
- DVB-T2, trebuie sa fie flexibil In frecventa si In latime de banda;
- DVB-T2, eventual, ar trebui sa ofere un sistem pentru a reduce factorul de varf al
semnalului astfel Incat sa solicite amplificatori mai putin lineari si a reduce astfel costurile
de transport.
In iunie 2008, DVB Project a emis documentul sau oficial care descrie noul standard
si in prezent, se afla In asteptare pentru ratificare de catre ETSI in EN 302 755.
Din punct de vedere strict tehnic, noile caracteristici ale standardului DVB-T2 sunt
rezumate In urmatoarele:
- scheme de FEC (Forward Error Correction) la o prestatie mai mare;
- constelatie 256QAM;
- constelatii �rotite�;
- mod IFFT 1k,16k si 32k;
- interval de garda egal cu 1/128;
- latime de banda egala cu 1.7MHz si 10 MHz;
- configuratii multiple de antene;
- multiplexare flexibila, cu suport multi-Incapsulare pentru gestionarea de servicii multiple
in interiorul aceluiasi buchet;
- codificare MPEG-4 pentru audio si video cu suport HD.
Evident, pentru receptia viitorului standard va fi nevoie de un nou decoder si, prin
urmare, utilizatorului final va fi obligat sa faca o noua cheltuiala. Dar suntem Inca la
Inceputul noului standard si conditiile tehnice si comerciale ale trecerii la standardul
DVB-T de a doua generatie vor fi definite In anii ce vor urma.
In momentul de fata nu avem decat sa asteptam noile evolutii In timp ce ne pregatim
sa stingem TV analogica pentru trecerea definitiva la DVB-T.
Tranzitia la televiziunea digitala este, fara indoiala a doua revolutie, care exista In lumea
televiziunii, dupa introducerea culorii.DVB-T2, probabil, nu va fi a �treia revolutie�,dar
va avea un impact tehnic si comercial, remarcabil promit experti In DVB Project.
Cum pot converti emitatorul meu vechi analogic intr-un emitator DVB-T?
Transformarea unui transmitator TV analogic intr-un transmitator DVB-T impune
unele masuri care trebuiesc efectuate cu atentie. Serviciul Clienti al Elettronika
este mereu gata de a servi ca un ghid in acest proces
Mai intai trebuie sa va preocupati de frecventa utilizata pentru a transmite canalul
DVB-T, care necesita licenta de la Ministerul deTelecomunicatii. De obicei, trecerea
finala la digital este precedata de o perioada de proba, in care cele doua semnale
digitale si analogice pot fi transmise simultan.
Puteti decide sa transmiteti cele doua semnale simultan folosind doua canale
diferite si o combinatie de antene, sau sa transmiteti semnalul analogic si digital
pe acelasi canal la momente diferite din zi, de exemplu analogic ziua si digital
noaptea. Pentru a pune in aplicare acest sistem, Elettronika a propus un schimbator
de timp, programabil sa faca schimbul la ora dorita.
Transformarea emitatorului analogic in DVB-T impune inlocuirea excitatorului
analogic cu un excitator DVB-T.
Cel care detine un excitator de televiziune de ultima generatie (http://bit.ly/cyJM1f)
mpoate, de asemenea, inlocui numai modulatorul IF reutilizand convertorul de
frecventa al excitatorului analogic. Amplificatorul existent poate fi utilizat pentru
emisia semnalului digital, dupa aplicarea unui back-off adecvat la puterea de
iesire. In acest scop este necesar schimbarea filtrului benzii analogice de iesire
cu un filtru nou in cavitate mai selectiv pentru DVB-T.
Numarul de canale care pot fi transmise in buchet nu este o valoare fixa, ci un
compromis intre calitatea video si capacitatea canalului. In orice caz, este
recomandat sa se codifice un program TV la cel putin 3,5-4Mbit/s in MPEG-2
pentru a garanta o calitate video satisfacatoare.O regula generala este ca un
program cu un continut sportiv necesita un bit rate ridicat la codificare, comparativ
cu un program cu putine detalii si miscari, cum sunt stirile sau documentarele.
Cum pot converti legaturile radio analogice in legaturi radio digitale?
Si legaturile prin microunde existente pot fi utilizate pentru televiziunea digitala.
Ca si in cazul emitatoarelor, si legaturile pot transporta mai multe programe pe
un singur canal RF. Legaturile existente pot fi reutilizate pentru a implementa o
noua legatura inlocuind modulatorul FM analogic cu un modulator QPSK cu iesire
IF si intrare ASI. Back-offul tipic care urmeaza sa fie aplicat tinand cont de puterea
de iesire utilizata in analogic este de aproximativ 3dB si circuitele limitatoare din
stadiul de conversie trebuie sa fie inlocuite cu etajele de control automat al
castigului (AGC).
Iesirea IF a legaturilor receptorului trebuie convertita in banda L intr-un mod simplu
si economic si trimis la un demodulator QPSK cu decodor integrat, care va oferi
la iesire semnalul ASI si semnalele audio-video ale programului.
Este mai bine sa utilizez un filtru cu cavitate critic sau non critic la iesirea
transmitatorului?
De obicei, un filtru non critic este format din sase cavitati, si in majoritatea cazurilor
ofera o atenuare suficienta a semnalelor din afara benzii. In unele cazuri, este
necesara o atenuare ulterioara, mai ales atunci cand semnalul DVB-T interfereaza
cu semnalele TV analogice sau digitale foarte scazute, prezente in aceeasi zona
pe canalele adiacente. In acest caz, se utilizeaza un filtru cu masca critica, care
poate fi, compus si din opt cavitati. Trebuie sa se ia in considerare faptul ca
majoritatea rejectiilor de banda din filtrul critic sunt insotite de o pierdere majora
de inserare, datorita numarului mai mare de cavitati.
Cum aleg cea mai buna valoare pentru intervalul de garda?
TCea mai mare valoare a Intervalului de Garda (1/4) asigura imunitate maxima
in conditii de cai multiple (�multi-path�). Valoarea cea mai mica (1/32) asigura o
imunitate minima a cailor multiple. Daca distorsiunea multi-path afecteaza in mod
semnificativ receptia in zona de acoperire, ar trebui sa se creasca valoarea
intervalului de garda.
Trebuie sa tineti cont de faptul ca la egalitate cu alti parametri de retea, o crestere
a intervalului de garda duce intotdeauna la o reducere a bit-rate-ului net din modul
DVB-T. De exemplu, un mod DVB-T cu 8MHz, constelatie 64QAM,FEC 2/3 si
interval de garda de 1/32, bit-rate-ul maxim va fi 24,13Mbit/s. Daca marim doar
intervalul de garda la 1/4, bit-rate-ul maxim va fi 19,91Mbit/s obtinandu-se o
imunitate majora la efectele de multi-path cu o capacitate scazuta a canalului.
Si in acest caz, alegerea optima deriva de la o solutie de compromis.
Cand este preferat modul 2k IFFT in locul modului 8k?
Modul 2k este preferat pentru receptia DVB-T mobila, deoarece este mai toleranta
la efectul Doppler generat de catre receptoarele aflate in miscare. Dar modalitatea
2k este mai putin adaptata la retelele SFN deoarece permite o distanta maxima
inferioara intre transmitatoarele retelei.
Daca receptia mobila este o chestiune importanta, ar trebui folosita modalitatea
2k, in timp ce daca se construieste un SFN ar fi preferabil modalitatea 8k deoarece
permite folosirea unui numar inferior de transmitatoare in retea.
Majoritate retelelor DVB-T sunt astazi dedicate receptiei fixe si, cand receptoarele
mobile nu sunt importante este utilizat modul 8k, care are un interval de garda
de durata cvadrupla fata de modul 2k, obtinandu-se astfel o imunitate mai buna
la efectele multi-path.
De ce aveti nevoie in criptarea programelor DVB-T?
Criptarea este implementata folosind un Sistem de Acces Conditionat (CAS), care
este instalat la studioul de productie intre multiplexor si reteaua de distributie a
TS.
Sistemul de Acces Conditionat este compus dintr-un Scrambler, un Server CAS
si un sistem de plata. Scramblerul si serverul CAS lucreaza impreuna pentru a
introduce chei de criptare in programele selectionate si sistemul de plata este
utilizat pentru a gestiona tarifele platite de catre utilizatori.
Numai abonatii autorizati pot avea acces la programele criptate, si verificarea
permisiunii se realizeaza prin intermediul unui smart card achizitionat de catre
abonat. Pot fi utilizate diverse metode de abonare: abonament lunar, pay�per-
view cu o cartela preplatita etc.
Ce este standardul CI Plus?
CI Plus (CI +) este o specificatie tehnica care adauga functionalitate suplimentara
si un nivel mai ridicat de securitate pentru standardul DVB Common Interface
(CI) pentru gestionarea serviciilor TV cu plata.
CI Plus (CI +) este o specificatie tehnica care adauga functionalitate suplimentara
si un nivel mai ridicat de securitate pentru standardul DVB Common Interface
(CI) pentru gestionarea serviciilor TV cu plata.
Standardul CI Plus s-a nascut in principal pentru a oferi servicii de Pay-TV de
inalta definitie si pentru protectia dreptului de autor in cazul de inregistrare pe
support hard-drive in televizoarele digitale de ult ima generatie.
Un televizor sau un set-top-box compatibil cu standardul CI nu va putea fi actualizat
la noul standard CI+ ci din potriva, un modul CI va putea functiona fara probleme
intr-un televizor cu standard CI+.
Platforma DVB-T poate suporta programe de Inalta Definitie?
Da, suportul este prevazut. Programele in High Definition (HD) sunt codificate
mai eficient, utilizand encoderul MPEG-4, deoarece un program HD codat cu
comprimare MPEG-2 ar avea nevoie de aproximativ 20Mbit / s, in timp ce sunt
suficienti doar 6-7Mbit / s folosind un encoder MPEG-4. Prin urmare, este necesar
un encoder MPEG-4 HD pentru fiecare program HD pe care doriti sa-l adaugati
la propriul buchet. Iesirea din aceste codoare va fi pe deplin compatibila cu intrarea
ASI a multiplexorului, astfel incat programele pot fi adaugate la multiplexor in
sine.
Utilizatorul final care doreste primirea acestor programe HD trebuie sa aiba un
TV HD si un set-top-box compatibil HD MPEG-4 care permite receptia programelor
fie in inalta definitie fie in definitie standard..
Ce parametri trebuie sa respect daca vreau sa monitorizez in permanenta
calitatea semnalului emis de catre transmitatorul meu DVB-T?
Principali parametri de performanta a unui transmitator DVB-T sunt, in esenta,
MER si �umerii� care indica calitatea semnalului radiat si cantitatea de emisii in
afara benzii care se incadreaza pe cele doua canale adiacente. Un transmitator
DVB-T in momentul instalarii ar trebui sa aiba un MER egal cu cel putin 35-36dB
si umeri egali cu cel putin 40dB daca se utilizeaza filtrul trece banda cu masca
non critica.
De obicei, daca vom observa o degradare a MER ar trebui sa observam si o
degradare a umerilor, acest efect ar putea fi legat de o disfunctionalitate in interiorul
amplificatorului. Daca se observa o degradare sensibila a MER, dar valoarea
umerilor ramane neschimbata, cel mai probabil exista o problema aparuta in
oscilatorul de conversie al modulatorului DVB-T. Daca se observa o degradare
a umerilor dar valoarea lui MER nu s-a schimbat foarte probabil este necesara
o inlocuire a filtrului in cavitate a iesirii.
O rapida inspectie vizuala poate fi utila, pentru cine are ochiul �instruit� pentru
observarea spectrului si a constelatiei semnalului emis. In ambele cazuri, evaluarea
este de tip calitativ, dar informatia vizuala data de catre aceste doua diagrame
poate fi foarte utila pentru a completa informatiile pure numerice date de MER
si umeri.
Pot folosi o legatura radio digitala DVB-S pentru a transporta un TS destinat
comandarii unui emitator DVB-T intr-o retea SFN?
Da ,este posibil. Problema fundamentala a transportului unui TS in contextul unei
retele SFN este incapacitatea de a face orice fel de schimbare pe flux pentru
eventualele ajustari de bit-rate ale diferitelor interfete prezente in retelele de
transport.
IIn special, pentru traiectorile undelor radio, veti avea nevoie de a schimba bit-
rate-ul de iesire din adaptorul SFN pentru a-l adapta la un bit-rate de modulare
care corespunde parametrilor DVB-S selectati pe modulator. In cazul retelelor
SFN acest mecanism nu este posibil deoarece nu poate fi adaugat sau eliminat
nici un singur bit din flux, deoarece atrage dupa sine pierderea de sincronizare
intre emitatoarele retelei.
Legaturile radio digitale Elettronika, datorita unui nou algoritm sofisticat de
prelucrare real-time, permit sa se realizeze, cu un cost competitiv, legaturi radio
pentru distributia de TS in retele DVB-T SFN. Este suficient sa se solicite companiei
Elettronika o legatura radio digitala prevazuta cu optiunea �SFN Transport� care
asigura functionarea perfecta chiar si conditii foarte stricte, cum ar fi transportul
in retele SFN.
Este posibila oferirea unui serviciu de conexiune la internet pe platforma
DVB-T?
Da, este posibila. Orice platforma DVB (satelit, terestra si prin cablu) poate fi
alimentat de la un flux de date generic, folosind o conversie speciala de protocol
in functie de aplicatia specifica.
In cazul de a asigura un flux de IP pentru a va conecta la internet prin platforma
DVB-T, la studioul de productie trebuie sa fie instalat un �DVB gateway� care este
responsabil cu conversia de protocol si de incapsularea fluxului de IP provenit
de la un Furnizor de Servicii de Internet (ISP), intr-un flux TS care trebuie sa fie
trimis la multiplexor. Utilizatorii finali pot primi fluxul de internet utilizand un PC
sau un laptop echipat cu un modul de receptie DVB-T care se ocupa cu
demodularea semnalului DVB-T si cu extragerea TS transmis. O aplicatie software
extrage fluxul IP de la Transport Stream receptionat si un browser obisnuit de
internet (Internet Explorer, Mozilla Firefox sau similar) poate naviga pe paginile
web furnizate de ISP.
Sistemul este foarte util pentru a oferii servicii de internet in zonele rurale deservite
de infrastructura cu fir, pentru care costul unui serviciu wireless este mai convenabil
decat construirea rutelor pe cablu sau fibre optice.
Ce este un EPG?
EPG este acronimul pentru Electronic Program Guide. Acesta este un set de
informatii pe care decodorul il utilizeaza pentru a furniza utilizatorului in timp real
informatii despre programele difuzate pe canalele DVB-T, care sunt receptionate
in acel moment.
Informatii privind EPG sunt continute in interiorul tabelelor EIT (Event
InformationTable), care sunt generate de studioul de productie si actualizate in
timp real astfel incat furnizeaza utilizatorului final informatii in mod constant
actualizate privind programele difuzate in ziua in curs si eventual in anumite zile.
Care este diferenta intre Pay-per-view si video-on-Demand?
Ambele sunt modalitati de televiziune cu plata (pay TV) ce utilizeaza un Sistem
de Acces Conditionat, pentru a permite vizionarea programelor doar de catre
utilizatorii autorizati. Dar exista o diferenta substantiala intre cele doua moduri.
Pay-per-view (adesea identificat cu acronimul PPV) consta in folosirea contracost
a unuia sau a mai multor programe selectate de catre o arhiva pusa la dispozitie
de reteaua emitenta cu posibilitatea de a achizitiona imediat, inainte de
disponibilitatea acestora.
In practica emitentul transmite un numar de programe criptate cu un set de
programe bine definite si publicate in zile precedente, iar utilizatorul interesat de
exemplu de un film care va fi difuzat vineri la ora 21:30, foloseste o cartela
preplatita pentru a plati acest eveniment cu putin timp inainte de a incepe filmul
in sine.
Video-on-Demand (adesea abreviat cu VOD) este un sistem conceptual diferit,
nu se bazeaza pe un program stabilit inainte, ci intemeiat pe o arhiva vasta de
programe puse la dispozitia utilizatorilor, care pot beneficia de acestea, in orice
moment in care decid. In acest caz utilizatorul care decide sa vizioneze un film
il poate selectiona dintr-o lista furnizata de catre emitentul TV, plateste suma
stabilita de emitent, il descarca pe decodorul propriu si il vizioneaza la televizorul
sau.
Technically speaking, the fundamental difference is that Pay-per-View programs
are broadcast according to a given schedule even if no user has requested
them, while Video-on-Demand programs are "sent" only when a user requests
them.
Dintr-un punct de vedere tehnic, diferenta fundamentala, este ca pentru Pay-per-
View programele sunt transmise intr-o anumita ordine chiar daca nu este ceruta
de catre utilizator, in timp ce cu Video-on-Demand programele sunt transmise
doar daca sunt solicitate de catre utilizator. Deci, in timp ce pentru Pay-per-View
o platforma clasica de difuzare a programelor ca DVB-T bine adaptata la tipul de
serviciu furnizat, in cazul Video -On-Demand o retea de conexiune punct la punct
intre furnizori si utilizatorii finali este mult mai bine adaptata la tipul de serviciu
oferit. Acesta este motivul pentru care ofertele Pay-per-View sunt foarte frecvente
pe platformele DVB-T si DVB-S si ofertele Video-on-Demand sunt foarte raspandite
in special in randul TV care transmit prin Internet sau pe retele de telecomunicatii
private. Exista unele cazuri de platforma Video-on-Demand pe DVB-T si sunt
accesibile folosind set-top box-uri DVB-T dotate cu un suport de memorie pe
hard disk astfel incat sa suporte descarcarea evenimentului ales si vizionarea
intr-un moment succesiv. Pentru platforma DVB-T, cu toate acestea, costul de
a exercita acesta solutie Video-on-Domand este fara indoiala mai mare decat cel
impus de oferta Pay-per-View si, astfel cea din urma este solutia utilizata pe
scara larga pentru Pay-TV in TV Digitala Terestra
Am o intrebare care nu este inclusa in toate cele enumerate pana acum.
Cum pot obtine un raspuns?
Trebuie doar sa trimiti un email la [email protected] si, in scurt
timp vei avea un raspuns satisfacator. Chiar si acest serviciu util este posibil
datorita tehnologiei digitale!
ELETTRONIKA Srl este prezenta de peste 30 de ani in sectorul
broadcasting, provenind din viziunea ing. Raffaele Fasano, are
sediul principal in Palo del Colle (Bari), unde in trei cladiri moderne
muncesc tehnicieni din departamentul de cercetare dezvoltare,
productie si responsabilii pentru zona comerciala; de asemenea,
are alte cinci sedii localizate la Miami, in SUA (Elettronika America),
la Hillcrest, in Africa de Sud (Elettronika Africa), la Tirana, in Albania
(Elettronika Albania), la Brasov, in Romania (Elettronika Research), precum si la Canton,
in China (Guangdong Jinyi
Broadcasting Equipement).
OEste cu siguranta, una dintre companiile lider in sectorul
de difuzare Radio -TV, activa comercial in peste 40 de tari si pe toate continentele,
direct sau prin intermediul distribuitorilor, partenerilor si prin Joint Ventures. Elettronika
se regaseste printre putinele companii care produc simultan pentru sectorul de difuzare
radio, tv si digital.
Instalatiile nenumarate prezente in Africa, Asia, Europa,
America si Australia sunt rezultatul unei productii capabile
sa reactioneze la orice tip de cerinte si de nevoi, de la
echipamentele de putere mica la
cele de putere mare. Toate aceste
proiecte sunt �predate la cheie�
clientilor, fiind intotdeauna in mod
direct urmate de studii de fezabilitate si asistenta post-vanzare.
Spiritul de cercetare, dinamismul si atentia la toate potentialele
evolutiei tehnologice permit companiei Elettronika sa fie prezenta
pe piata cu produse care sunt mereu tehnologic avansate la un raport calitate/pret optim.
Datorita unui departament de asistenta eficient
este capabila sa urmareasca si sa sprijine
clientii in fazele de pre si post-vanzare, este
in masura de a furniza toate informatiile
necesare, optimizand diferitele configuratii
in functie de obiective, oferind la cerere
proiecte complete si instruirea personalului
tehnic al clientului.
