DVB-T , сокращение от Digital Video Broadcasting – Terrestrial , является стандартом консорциума DVB на базе Европы для вещательной передачи цифрового наземного телевидения , который был впервые опубликован в 1997 году [1] и впервые транслировался в Сингапуре в феврале 1998 года. [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Эта система передает сжатый цифровой звук , цифровое видео и другие данные в транспортном потоке MPEG , используя кодированную ортогональную частотную модуляцию (COFDM или OFDM) модуляцию. Это также формат, широко используемый во всем мире (включая Северную Америку) для электронного сбора новостей для передачи видео и звука с мобильного новостного транспортного средства на центральную точку приема. Он также используется в США операторами любительского телевидения .
Основы
Вместо того, чтобы передавать один носитель данных на одном радиочастотном (RF) канале, COFDM работает путем разделения цифрового потока данных на большое количество более медленных цифровых потоков, каждый из которых в цифровом виде модулирует набор близко расположенных соседних поднесущих частот. В случае DVB-T есть два варианта количества носителей, известных как 2K-режим или 8K-режим. Фактически это 1705 или 6817 поднесущих, которые находятся примерно на расстоянии 4 кГц или 1 кГц друг от друга.
DVB-T предлагает три различные схемы модуляции ( QPSK , 16QAM , 64QAM ).
DVB-T был принят или предложен для цифрового телевизионного вещания многими странами (см. карту), используя в основном каналы VHF 7 МГц и UHF 8 МГц, тогда как Тайвань, Колумбия, Панама и Тринидад и Тобаго используют каналы 6 МГц. Примерами могут служить Freeview Великобритании .
Стандарт DVB-T опубликован как EN 300 744, Структура кадрирования, кодирование каналов и модуляция для цифрового наземного телевидения . Он доступен на веб-сайте ETSI , как и ETSI TS 101 154, Спецификация по использованию видео- и аудиокодирования в вещательных приложениях на основе транспортного потока MPEG-2 , в которой подробно описывается использование DVB методов кодирования источника для MPEG-2 и, в последнее время, H.264/MPEG-4 AVC , а также систем кодирования звука. Многие страны, принявшие DVB-T, опубликовали стандарты для их внедрения. К ним относятся D-book в Великобритании, итальянский DGTVi, [9] ETSI E-Book и страны Северной Европы и Ирландия NorDig.
DVB-T был впоследствии развит в более новые стандарты, такие как DVB-H (Handheld), который оказался коммерческим провалом и больше не используется, и DVB-T2 , который был первоначально завершен в августе 2011 года.
DVB-T как цифровая передача доставляет данные в серии дискретных блоков со скоростью символов. DVB-T - это метод передачи COFDM , который включает использование защитного интервала. Он позволяет приемнику справляться с ситуациями сильного многолучевого распространения. В пределах географической области DVB-T также допускает работу одночастотной сети (SFN), где два или более передатчиков, передающих одни и те же данные, работают на одной частоте. В таких случаях сигналы от каждого передатчика в SFN должны быть точно выровнены по времени, что достигается с помощью синхронизирующей информации в потоке и синхронизации на каждом передатчике, привязанном к GPS .
Длина защитного интервала может быть выбрана. Это компромисс между скоростью передачи данных и возможностями SFN . Чем длиннее защитный интервал, тем больше потенциальная область SFN без создания межсимвольных помех (ISI). Можно эксплуатировать SFN, которые не удовлетворяют условию защитного интервала, если самопомехи правильно спланированы и отслеживаются.
Техническое описание передатчика DVB-T
Далее со ссылкой на рисунок следует краткое описание блоков обработки сигнала.
Кодирование источника и мультиплексирование MPEG-2 (MUX): сжатое видео, сжатый звук и потоки данных мультиплексируются в потоки программ MPEG (MPEG-PS). Один или несколько MPEG-PS объединяются в транспортный поток MPEG (MPEG-TS); это базовый цифровой поток, который передается и принимается телевизорами или домашними приставками (STB). Допустимые скорости передачи данных для транспортируемых данных зависят от ряда параметров кодирования и модуляции: они могут варьироваться от примерно 5 до примерно 32 Мбит/с (полный список см. на нижнем рисунке).
Сплиттер: два разных MPEG-TS могут передаваться одновременно, используя технику, называемую иерархической передачей . Она может использоваться для передачи, например, сигнала SDTV стандартной четкости и сигнала HDTV высокой четкости на одном и том же носителе . Как правило, сигнал SDTV более надежен, чем сигнал HDTV. На приемнике, в зависимости от качества принимаемого сигнала, STB может декодировать поток HDTV или, если уровень сигнала недостаточен, он может переключиться на поток SDTV (таким образом, все приемники, которые находятся поблизости от места передачи, могут заблокировать сигнал HDTV, тогда как все остальные, даже самые дальние, могут по-прежнему принимать и декодировать сигнал SDTV).
Адаптация MUX и рассеивание энергии: MPEG-TS идентифицируется как последовательность пакетов данных фиксированной длины (188 байт). С помощью техники, называемой рассеиванием энергии , последовательность байтов декоррелируется .
Внешний кодер: к передаваемым данным применяется первый уровень исправления ошибок с использованием недвоичного блочного кода , кода Рида-Соломона RS (204, 188), позволяющего исправлять максимум до 8 неправильных байтов для каждого 188-байтового пакета.
Внешний перемежитель : сверточное перемежение используется для переупорядочивания передаваемой последовательности данных таким образом, что она становится более устойчивой к длинным последовательностям ошибок.
Внутренний кодер: Второй уровень исправления ошибок задается проколотым сверточным кодом , который часто обозначается в меню STB как FEC ( прямое исправление ошибок ). Существует пять допустимых скоростей кодирования: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 и 7/8.
Внутренний перемежитель: последовательность данных снова перестраивается, чтобы уменьшить влияние пакетных ошибок. На этот раз принята техника блочного перемежения с псевдослучайной схемой назначения (это на самом деле выполняется двумя отдельными процессами перемежения, один из которых работает с битами, а другой — с группами битов).
Mapper: Цифровая битовая последовательность отображается в базовую полосу модулированной последовательности комплексных символов. Существует три допустимых схемы модуляции : QPSK , 16- QAM , 64-QAM.
Адаптация кадра: сложные символы группируются в блоки постоянной длины (1512, 3024 или 6048 символов на блок). Генерируется кадр длиной 68 блоков, а суперкадр строится из 4 кадров.
Пилотные и TPS-сигналы: для упрощения приема сигнала, передаваемого по наземному радиоканалу , в каждый блок вставляются дополнительные сигналы. Пилотные сигналы используются во время фазы синхронизации и выравнивания, в то время как сигналы TPS (сигнализация параметров передачи) передают параметры передаваемого сигнала и однозначно идентифицируют ячейку передачи. Приемник должен иметь возможность синхронизировать, выравнивать и декодировать сигнал, чтобы получить доступ к информации, хранящейся в пилотных сигналах TPS. Таким образом, приемник должен знать эту информацию заранее, а данные TPS используются только в особых случаях, таких как изменение параметров, повторная синхронизация и т. д.
Модуляция OFDM: Последовательность блоков модулируется в соответствии с техникой OFDM , используя 1705 или 6817 несущих (режим 2k или 8k соответственно). Увеличение количества несущих не изменяет битовую скорость полезной нагрузки, которая остается постоянной.
Вставка защитного интервала: для уменьшения сложности приемника каждый блок OFDM расширяется, копируя перед собой свой собственный конец ( циклический префикс ). Ширина такого защитного интервала может составлять 1/32, 1/16, 1/8 или 1/4 от исходной длины блока. Циклический префикс требуется для работы одночастотных сетей, где могут существовать неустранимые помехи от нескольких сайтов, передающих одну и ту же программу на одной и той же несущей частоте .
ЦАП и входной каскад: цифровой сигнал преобразуется в аналоговый сигнал с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), а затем модулируется на радиочастоту ( VHF , UHF ) входным каскадом ВЧ . Занимаемая полоса пропускания предназначена для размещения каждого отдельного сигнала DVB-T в каналах шириной 5, 6, 7 или 8 МГц . Частота дискретизации базовой полосы, обеспечиваемая на входе ЦАП, зависит от полосы пропускания канала: она составляет выборок/с , где — полоса пропускания канала, выраженная в Гц.
Техническое описание приемника
Приемная приставка STB использует технологии, которые являются дуальными тем, которые используются при передаче.
Входной каскад и АЦП: аналоговый радиочастотный сигнал преобразуется в базовый сигнал и преобразуется в цифровой сигнал с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП).
Синхронизация по времени и частоте: цифровой сигнал базовой полосы ищется для определения начала кадров и блоков. Любые проблемы с частотой компонентов сигнала также исправляются. Свойство, что защитный интервал в конце символа также размещается в начале, используется для поиска начала нового символа OFDM. С другой стороны, непрерывные пилоты (чье значение и положение определяются в стандарте и, таким образом, известны приемнику) определяют смещение частоты, которому подвергается сигнал. Это смещение частоты может быть вызвано эффектом Доплера , неточностями в часах передатчика или приемника и т. д. Обычно синхронизация выполняется в два этапа, либо до, либо после БПФ, таким образом, чтобы разрешить как грубые, так и точные ошибки частоты/времени. Шаги до БПФ включают использование скользящей корреляции на полученном сигнале времени, тогда как шаги после БПФ используют корреляцию между сигналом частоты и последовательностью несущих пилота.
Выравнивание частоты : пилотные сигналы используются для оценки функции передачи канала (CTF) для каждых трех поднесущих . CTF выводится в оставшихся поднесущих с помощью интерполяции. Затем CTF используется для выравнивания полученных данных в каждой поднесущей, как правило, с использованием метода Zero-Forcing (умножение на обратную CTF). CTF также используется для взвешивания надежности декодированных данных, когда они предоставляются декодеру Витерби.
Восстановление: поскольку существуют созвездия QAM, закодированные Греем, восстановление выполняется «мягким» способом с использованием нелинейных законов, которые преобразуют каждый бит в полученном символе в более или менее надежное нечеткое значение в диапазоне от -1 до +1.
Внутреннее деинтерливинг
Внутреннее декодирование: использует алгоритм Витерби с длиной трассировки, большей, чем та, которая обычно используется для базового кода со скоростью 1/2, из-за наличия проколотых («стертых») битов.
Внешнее деинтерливинг
Внешнее декодирование
Адаптация MUX
Демультиплексирование MPEG-2 и декодирование источника
Страны и территории, использующие DVB-T или DVB-T2
Болгария ( H.264/MPEG-4 AVC , FEC=2/3, защитный интервал – 1/4, 64 QAM. Официальное одновременное вещание началось в марте 2013 года, полный переход был осуществлен 30 сентября 2013 года.) [16] [17]
Италия (использует H.264/MPEG-4 AVC для SD и HD, а также ограниченное внедрение HEVC ). MPEG-2 прекращен в декабре 2022 года. Переход на DVB-T2 точно не указан по состоянию на 2023 год.
Польша (использует DVB-T2 с HEVC , за исключением MUX3, принадлежащего государственной компании TVP , которой по-прежнему разрешено использовать видео H.264/AVC для передач SD и HD до конца 2023 года; см. DVB-T в Польше )
Румыния DVB-T использовался только экспериментально в двух городах и постепенно выводится из эксплуатации. Официальным стандартом наземного вещания в Румынии является DVB-T2 , и его реализация началась в 2015 году.
Швейцария (осталась одна региональная станция DVB-T. Наземное национальное телевещание восстановлено с использованием DVB-T2 около Австрии, скоро около Франции) [21]
Турция (использует DVB-T2 . Лицензия на вещание выдается только государственным каналам TRT . [22] [23] )
Иран (использует DVB-T MPEG-4/H.264/AAC SD :720x576i HD :1920x1080i); с 2020 года переход на DVB-T2 H.265/HEVC с HD 1080p 50 – см. Телевидение в Иране )
Ирак (запущен в регионе Курдистан-Ирак компанией MIX Media 31 декабря 2011 г., используется MPEG-4)
Малайзия (7 каналов DVB-T на 2 транспондерах во время испытаний, окончательная система использует DVB-T2 по всей стране, 17 телеканалов и 14 радиоканалов на 2 транспондерах в диапазоне UHF, аналоговое вещание отключено 31 октября 2019 года. Использует видео H.264 и аудио AAC)
DVB-T/T2 отключен в Швейцарии и фламандской части Бельгии. ЕС планирует отключить DVB-T/T2 в своих государствах-членах к 2030 году. [ необходима цитата ]
Швейцария : Швейцарская общественная телерадиовещательная компания SRG SSR прекратила работу сети DTT 3 июня 2019 года. Региональная станция из Женевы продолжила вещание. Позднее на востоке страны была активирована антенна DVB-T2 для ретрансляции швейцарского телевидения австрийским кабельным операторам. Аналогичная трансляция планируется для покрытия Большой Женевы.
Смотрите также
ATSC (Комитет по передовым телевизионным системам, Североамериканский стандарт)
Цифровое аудиовещание (видео с низкой скоростью передачи данных, подходящее для подвижных приемников)
^ "ETSI EN 300 744 – Цифровое видеовещание (DVB); Структура кадра, кодирование каналов и модуляция для цифрового наземного телевидения" (PDF) . Европейский институт стандартов в области телекоммуникаций . Октябрь 2015 г. стр. 66. Архивировано (PDF) из оригинала 26 марта 2016 г.
^ "DATAONE LIMITED RESPONSE TO CONSULTATION PAPER ON DATACASTING" (PDF) . Управление по развитию инфокоммуникационных медиа, Сингапур . Архивировано (PDF) из оригинала 5 февраля 2020 г.
^ "ТЕЛЕТРАНСЛЯЦИЯ ДЛЯ СИНГАПУРА – 3 марта 1998 г." (PDF) . 8 октября 1999 г. Архивировано (PDF) из оригинала 8 октября 1999 г. Получено 5 февраля 2020 г.
^ "Advent Television запускает первую в мире цифровую наземную службу в Сингапуре" (PDF) . 8 октября 1999 г. Архивировано (PDF) из оригинала 8 октября 1999 г. Получено 5 февраля 2020 г.
^ «Будущее за цифровым вещанием, и это будущее с Advent Television». 11 апреля 2001 г. Архивировано из оригинала 11 апреля 2001 г. Получено 5 февраля 2020 г.
^ "Пресс-релиз – 27 апреля 1998 г." (PDF) . 4 июня 2000 г. Архивировано (PDF) из оригинала 4 июня 2000 г. Получено 5 февраля 2020 г.
^ "S'pore тестирует формат цифрового телевидения". The Business Times . 5 марта 1998 г. стр. 4.
^ "SBA планирует запустить цифровое телевидение после опробования систем". The Straits Times . 9 марта 1998 г. стр. 30.
^ "DGTVi – Per la Televisione Digitale Terrestre" (на итальянском). Архивировано из оригинала 2008-04-19 . Получено 2008-07-30 .{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
^ DVB.org Архивировано 20 марта 2011 г. на Wayback Machine , официальная информация взята с сайта DVB
^ "About – DVB". Архивировано из оригинала 1 сентября 2013 года . Получено 26 июня 2016 года .
^ «Колумбия приняла европейский стандарт для наземного цифрового телевидения» . Эль Эспектадор (на испанском языке). 28 августа 2008 г. Архивировано из оригинала 13 апреля 2019 г. . Проверено 28 августа 2008 г.
^ «Цифровое телевидение не было добавлено в всю Колумбию и CNTV, и я изменил норму» . Эвалуамос (на испанском языке). 21 июля 2011 г.
^ "Панама принимает DVB-T". DVB.org . 19 мая 2009 г. Архивировано из оригинала 3 сентября 2013 г. Получено 26 июня 2016 г.
^ "Цифровое телевидение". NURTS (оператор телебашни). Архивировано из оригинала 1 декабря 2012 года . Получено 17 декабря 2012 года .
^ "Digital Ísland" (на исландском). fjarskiptahandbokin.is. Архивировано из оригинала 31 августа 2009 года . Получено 27 октября 2009 года .
^ "Россия принимает DVB-T2". Advanced-Television.com . 29 сентября 2011 г.
^ "ETV: trial DVB-T2 network" (на сербском). Архивировано из оригинала 16 апреля 2012 года . Получено 22 марта 2012 года .
^ "Швейцария отключит цифровое наземное телевидение 3 июня 2019 года". 6 декабря 2018 года.
^ "Профиль TRT Курумсал - TRT Курумсал" .
^ "RTÜK | Sayısal Yayıncılık Nedir?".
^ [1]
^ "100,000 лайков – Oqaab достигает более 1 миллиона домохозяйств с телевизором". Oqaab.af . 31 марта 2015 г. Архивировано из оригинала 23 марта 2016 г. Получено 26 июня 2016 г.
^ abcdefgh Хоукс, Ребекка (19 мая 2014 г.). «Samart присматривается к рынку Ближнего Востока для смартфонов с поддержкой цифрового телевидения». Rapid TV News . Получено 26 июня 2016 г.
^ «PERSYARATAN TEKNIS ALAT DAN PERANGKAT PENERIMA TELEVISI SIARAN DIGITAL BERBASIS STANDAR ЦИФРОВОЕ НАЗЕМНОЕ ВИДЕОВЕЩАНИЕ – ВТОРОЕ ПОКОЛЕНИЕ» (PDF) . КомИнфо.go.id . Министерство связи и информационных технологий (Индонезия) . Архивировано (PDF) из оригинала 31 марта 2014 года . Проверено 1 апреля 2017 г.
^ Хоукс, Ребекка (26 февраля 2014 г.). «Телевидение Кувейта выбирает технологию Harris DVB-T2». Rapid TV News . Получено 11 апреля 2014 г.
^ "Кыргызтелеком запускает DVB-T2 и DVB-S2". DVB.org . 7 ноября 2014 г. Архивировано из оригинала 19 апреля 2016 г. Получено 7 апреля 2016 г.
^ "北朝鮮で4局が地上デジタル放送を実施中、ASUS ZenFone Go TVで確認" . blogofmobile.com (на японском языке). 8 сентября 2019 года . Проверено 24 июня 2020 г.
^ Уильямс, Мартин (17 марта 2013 г.). «Отчет: КНДР тестирует цифровое телевидение». North Korea Tech – 노스코리아테크 . Архивировано из оригинала 23 сентября 2019 г. . Получено 25 сентября 2019 г. .
^ "Катар переходит на DVB-T2". DVB.org . 11 декабря 2013 г. Архивировано из оригинала 26 сентября 2019 г. Получено 12 апреля 2014 г.
^ "Tajikistan Confirms DVB-T2 Adoption". DVB.org . 4 февраля 2014 г. Архивировано из оригинала 29 декабря 2016 г. Получено 7 апреля 2016 г.
^ Mochiko, Thabiso (26 ноября 2010 г.). «BusinessDay – State U-turn on Nyanda’s digital-TV signal plan». BusinessDay.co.za . BDFM Publishers. Архивировано из оригинала 30 ноября 2010 г. Получено 26 ноября 2010 г.
^ Этерингтон-Смит, Джеймс (3 января 2011 г.). "DVB-T2 выбран в качестве стандарта цифрового телевидения". MyBroadband.co.za . Получено 3 января 2011 г.
Ссылки
Стандарт ETSI : EN 300 744 V1.5.1, Цифровое видеовещание (DVB); Структура кадрирования, кодирование каналов и модуляция для цифрового наземного телевидения , доступно в разделе загрузки публикаций ETSI (откроется поисковая система документов ETSI; чтобы найти последнюю версию документа, введите строку поиска; для загрузки PDF-файла требуется бесплатная регистрация.)