Файл: Мультимедиа технологии.pdf

123
 Ошибки BER - 10
-11
…-10
-13
 Ошибки MER, db < 35.
Главным преимуществом стандарта DVB-T2 (T2) по сравнению с DVB-
T1 (T1) является то, что на одной несущей передатчика можно будет передавать три программы телевидения высокой четкости и дополнительные независимые каналы физического уровня PLP. Таким образом, количество передаваемых каналов увеличится. Мощность передатчиков снизится в 5–8 раз. Увеличивается QAM до 256. Полоса приема телевизоров останется прежней – 8 МГц.
6.3 Американский стандарт цифрового телевидения ATSK
Основной технической задачей цифрового телевидения ATSC была передача HDTV-программы с заданной помехоустойчивостью в наземном радиоканале с ограниченной полосой частот 6 МГц. В стандарте ATSC в качестве критерия качества видеоизображения вводится понятие «порога видимости» (ПВ), определяемое пороговым значением отношения сигнал/шум на входе приемника. Так, для системы эфирного вещания 8-VSB теоретическим порогом определена величина С/Ш = 14,9 дБ, что примерно на 20 дБ ниже величины ПВ для аналогового телевидения.
6.4 Японский стандарт цифрового телевидения ISDB-T
В системе ISDB-T используется принцип многочастотной модуляции с передачей цифрового потока на OFDM несущих в нескольких полосах частот
(так называемая частотно сегментированная передача – BST-OFDM).
Система ISDB-T может быть использована в каналах ТВ-вещания UHF- диапазона с полосами B = 6, 7 или 8 МГц. Оригинальным свойством системы является разделение каждого канала вещания на сегменты, в каждом из которых передаются BST-OFDM-кадры, содержащие заданное число транспортных пакетов стандарта MPEG-2, зависящее от вида модуляции несущих, скорости сверточного кода и используемых режимов работы.

124
6.5 Китайский стандарт цифрового телевидения DTMB
Стандарт цифрового вещания DTMB обеспечивает возможность эфирной передачи мультимедийных данных и воспроизведения ТВ-сигналов на малоразмерных приемниках. Говоря о качестве китайского DTMB- стандарта, можно с уверенностью заявить, что он имеет технические преимущества перед другими стандартами наземного цифрового телевидения
США, Европы, Японии. Китайский DTMB-стандарт называется системой D, и является четвертым по международным стандартам. Этот стандарт введен позже, чем три предыдущие, но с использованием новейших технологий, чтобы обеспечить значительное превосходство уровня производительности.
DTMB-стандарт отличается от других тремя преимуществами:
 более стабильной работой системы;
 большой информационной емкостью;
 большим охватом территории.
Это доказано независимо от испытательной лаборатории, будь то на
Кубе, в Перу или других странах.
Система DTMB обеспечивает цифровое вещание программ ТВЧ (не поддерживается при мобильном приеме), телевидения стандартной четкости
(стандарты кодирования источников контента MPEG-2, MPEG-4/ H.264 и др.), а также мультимедийное вещание, фиксированный или мобильный прием сигналов как внутри помещений, так и вне их (скорость передачи от
4,813 до 32,486 Мбит/с). Возможна работа в многочастотной и одночастотной сетях, в каналах, смежных с каналами аналогового ТВ- вещания, а также в каналах с полосами частот 6 и 7 МГц.
Здесь предварительная коррекция ошибок осуществляется с использованием внешнего кодера BCH, формирующего укороченный код из кода BCH (1023, 1013), и внутреннего кодера LDPC с тремя возможными скоростями: 2/5 – LDPC (7488, 3048); 3/5 – LDPC (7488, 4572); 4/5 – LDPC
(7488, 6096). Основные параметры обработки сигналов в системе приведены в таблице 2. Основные результаты испытаний системы DTMB показали, что

125 технологии канального кодирования, используемые в системе DTMB, обеспечивают коэффициент ошибок в цифровом сигнале на приеме менее
1х10
-12
Таблица 6.2. Основные параметры системы DTMB
Наименование параметров
Значение параметров
Номинальная полоса канала связи
8 МГц
Используемая полоса частот
7,56 МГц (TDS-OFDM)
Число несущих
C=1 или С=3780
Вид используемого созвездия
64-QAM, 32-QAM, 16-QAM, 4-QAM,
4-QAM-NR
Активная часть длительности символа
500 мкс.
Разность несущих при С=3780 2000 Гц (режим 4К)
Длительность защитного интервала
1/9 (55,6 мкс.),1/6 (78,7 мкс.), ¼ (125 мкс.)
Общая длительность символа
555,6; 578,7; 625 мкс.
Внутреннее канальное кодирование
LDPC
Скорости внутреннего кодирования
2/5 (5748,3048),3/5 (7488,4572), 4/5
(7488,6096)
Внешнее канальное кодирование
BCH (762, 752)
Рандомизация данных
Порождающий генераторный полином 1+x
14
+x
15
Сигнализация о параметрах передачи
(TPS)
32 несущих TPS, модуляция 4-QAM
Полезная скорость передачи
От 4,81 до 32,49 Мбит/c.

126 повышения качества звучания, HDTV устанавливает для телевидения новые стандарты качества изображения и звука.
Применение цифрового телевидения обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с аналоговым телевидением:
 повышение помехоустойчивости трактов передачи и записи телевизионных сигналов;
 уменьшение мощности передатчиков;
 существенное увеличение числа ТВ программ, передаваемых в том же частотном диапазоне;
 повышение качества изображения и звука ТВ приемниках;
 создание ТВ систем с новыми стандартами разложения изображения
(телевидение высокой четкости);
 расширение функциональных возможностей студийной аппаратуры;
 передача в ТВ сигнале различной дополнительной информации;
 создание интерактивных ТВ систем, при пользовании которыми зритель получает возможность воздействовать на передаваемую программу
(например, видео по запросу);
 функция «В начало передачи»;
 архив ТВ-передач и Запись ТВ-передач;
 выбор языка и субтитров.
Недостатки цифрового телевидения:
 резко ограниченная территория покрытия сигнала, внутри которой прием возможен. Но эта территория при равной мощности передатчика больше, чем у аналоговой системы;
 замирания и рассыпания картинки на «квадратики» при недостаточном уровне принимаемого сигнала.
Оба «недостатка» являются следствием преимуществ цифровой передачи: цифровой сигнал принимается качественно на 100 % или не принимается вовсе.

127
Зачем переходить на цифровое телевидение
Аналоговое вещание имеет ограничение четкости в 480p, из-за чего на современных телевизорах оно показывает в низком качестве. Цветовое эфирное телефидение транслирует в более высоком разрешении 720p и качество изображения более высокое.
Рис. 6.2 – Различие по качеству передачи аналогово и цифрового телевидения
С 2019 года произошло полное отключение аналогового вещания федеральных каналов, и они будут доступны только в цифровом формате.
Ввиду перехода на более современное телевидение, которое уже подключено у многих, поддержка менее качественного формата вещания не имеет смысла.
Цифровое ТВ работает по такому же принципу, что и аналоговое вещание – сигнал от вещателя через наземные ретрансляторы распространяется по местности, и принимается антеннами.
У него есть отличительные характеристики, а именно:
Рабочий диапазон вещания. Цифровое телевидение работает в UHF- диапазоне.
Цифровой стандарт. Передаваемое изображение предварительно сжимается в двоичный код и для вывода в привычном виде необходим дешифратор. Эфирное телевидение работает в стандарте DVB-T2, что очень важно знать при выборе декодера.

128
HD-качество. У изображения в цифре более высокое разрешение, которому должна соответствовать матрица экрана. В остальном принцип работы полностью повторяет таковой для аналогового формата.
С технической стороны у схемы цифрового эфирного ТВ есть несколько отличий от аналогового вещания:
1. Высокое качество изображения. Это касается как формата, так и четкости.
2. Дециметровый стандарт вещания. Для приема сигнала цифрового ТВ требуется антенна, работающая в дециметровом диапазоне. Она принимает сигналы с длиной излучения от 10 до 100 см, что соответствует частотному диапазону от 0.3 – до 3 ГГц. Приемник аналогового сигнала не подойдет и потребуется купить новую антенну.
3. Кодирование сигнала. По причине технической сложности передачи информации на высокой скорости в беспроводном режиме цифровое изображение предварительно кодируется в DVB-T2 формат, в котором в сжатой форме отправляется на ретранслятор.
Полученный антенной цифровой сигнал требуется предварительно декодировать. В современных телевизорах для этого присутствует ТВ-тюнер с внешним разъемом DVB-T2. При его отсутствии требуется промежуточное устройство. В качестве него используется цифровой ресивер (приставка).
Узнав принцип работы можно рассмотреть, какой цифровое ТВ лучше.

129
Рис 6.3 Принципы передачи при аналоговом и цифровом способе вещания
Исходя из характеристики цифрового телевидения, можно составить список необходимых устройств для подключения: УКВ-антенна. Приемник должен принимать и передавать на кабель качественный сигнал, поступающий излучением дециметровых волн. Это может быть только цифровая или всеволновая антенна. T2-тюнер. Устройство расшифровки двоичного сигнала в привычный вид для последующего вывода на экран.
Телевизор. Для просмотра эфирного телевидения в HD-качестве разрешение его экрана должно соответствовать или превышать 720 пикселей.
6.7 Стандарт DVB
DVB (Digital Video Broadcasting) – семейство стандартов цифрового телевидения разработанных консорциумом DVB и стандартизированных
Европейским институтом телекоммуникационных стандартов.Стандарты разработаны для различных способов передачи цифрового сигнала:

130 наземного (фиксированного и мобильного), спутникового, кабельного (как классического, так и IPTV).
В 1994 году были приняты основные положения стандарта DVB-С (C -
Cable – кабель, т.е. стандарт цифрового телевизионного вещания по кабелю), и стандарта DVB-S (S – Satellite – спутник, т.е. стандарт спутникового цифрового телевизионного вещания). Работа над стандартом наземного (т.е. обычного, эфирного) телевизионного вещания DVB-Т (Terrestrial – наземный), была закончена позже, в 1996 году. В таблице 5.2 приведена краткая классификация стандартов DVB.
Таблица 6.3 Описание стандартов цифрового ТВ
Название группы
Описание
DVB-S
Передача компрессированного видео и аудио через ИС3.
DVB-S2
То же, что DVB-S, с возможностью использовать дополнительные типы модуляции с увеличением пропускной способности канала связи в несколько раз.
DVB-C
Передача компрессированного видео и аудио, а также дополнительной информации через кабельные телевизионные сети.
DVB-T
Передача компрессированного видео и аудио, а также дополнительной информации через сети наземного эфирного телевидения (стационарный прием).
DVB-T2
То же, что DVB-T, с использованием новых режимов модуляции и канального кодирования, что увеличивает пропускную способность канала связи по сравнению с DVB-T в два раза. Данный стандарт не совместим с DVB-T.
DVB-H
То же, что DVB-T, только для подвижного приема (на сотовые телефоны).
DVB-IPDC
Способ представления информации для мобильного телевидения DVB-H (в общем случае – для передачи по сетям
IP).
При внедрении семейства стандартов DVB реализуются следующие преимущества:

131 1) Существенная экономия частотного ресурса. В одном физическом канале размещаются 4-8 (16) ТВ программ, это означает, что для передачи
60-ти программ потребуется всего около 10-ти каналов.
2) Существенно повышается качество транслируемых программ.
Действительно, трансляция аналоговых сигналов неизбежно влечет за собой снижение их качества в части неизбежного накопления искажений (шумы, интермодуляционные искажения, фоновая помеха, наводимые сигналы, кросс-модуляция и т.д.). Цифровые же сигналы сохраняют свое качество вне зависимости от протяженности магистрали.
3) Появляется возможность значительно увеличить зону обслуживания
СКТ за счет более низкого шумового порога (обычно в пределах 26...36 dB).
Расчеты показывают, что возможно увеличение зоны обслуживания в 10 и более раз.
4) Появляется возможность эффективного кодирования пакетов программ, сформированным по тем или иным экономическим соображениям, что позволяет операторам СКТ получать дополнительные прибыли за счет формирования платных каналов.
Распоряжением Правительства РФ от 3 марта 2012 года единственным для России стандартом эфирного наземного цифрового телевидения является только DVB-T2. Решением Государственной комиссии по радиочастотам для вещания стандарта DVB-T2 приняты к использованию радиочастоты метрового (174-230 МГц) и дециметрового диапазонов частот (470-790 МГц) на 6-12 и 21-60 каналах соответственно.
В России РТРС (Российская телевизионная и радиовещательная сеть) в стандарте DVB-T2 предоставляет первый мультиплекс (РТРС-1) и готовит к запуску второй мультиплекс (РТРС-2).
Мультиплексы являются бесплатными, не закодированными и открытыми для приема. С 5 июня 2013 года в г. Хабаровске осуществляется вещание программ первого мультиплекса в стандарте DVB-T2. В составе первого мультиплекса 10 телевизионных и 3 радиовещательных программы

132
(Первый канал, НТВ, Россия-1, Россия-2, Вести-24, Россия-К, Петербург 5- ый канал, Карусель, ОТР, ТВ-Центр).
Основные характеристики стандарта DVB-T
 диапазон рабочих частот – 470–862 МГц.;
 выходная мощность передатчиков – 10..10 000 Вт.;
 ошибки BER - 10
-11
…-10
-13
 ошибки MER, db < 35.
Главным преимуществом стандарта DVB-T2 (T2) по сравнению с DVB-
T1 (T1) является то, что на одной несущей передатчика можно будет передавать три программы телевидения высокой четкости и дополнительные независимые каналы физического уровня PLP. Таким образом, количество передаваемых каналов увеличится. Мощность передатчиков снизится в 5–8 раз. Увеличивается QAM до 256. Полоса приема телевизоров останется прежней – 8 МГц.
На рисунке 6.4 представлена стандартная схема ЦТВ.
В ней показаны блоки перевода из аналогового сигнала в цифровой с помощью АЦП. Процедуры сжатия информации кодирования реализуются устройствах – кодеках аудио и видео информации. Процедуры помехоустойчивого кодирования – кодек модулятора. Все процедуры в обратном порядке производятся на приемной стороне. Единственный элемент в ЦТВ, который имеет особое назначение – это мультиплексор.