Качество сигнала цифрового телевидения dvb t2. Почему скачет качество сигнала
Новый стандарт цифрового телевидения DVB-T2 в простых ответах на волнующие жителей области вопросы.
Что такое DVB-T2 ?
Это второе поколение европейского стандарта эфирного цифрового телевидения. Он существенно отличается от первого поколения DVB-T физическими характеристиками. Именно по этой причине приставки и телевизоры с приёмником DVB-T несовместимы с DVB-T2 . Стандарт второго поколения применяется в ряде стран Европейского cоюза, на Украине, в Белоруссии, Киргизии, Таджикистане и Армении.
В России DVB-T2 выбран в качестве стандарта цифрового эфирного телевидения в рамках Федеральной целевой программы «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009–2015 годы». ФГУП «Российская телевизионная и радиовещательная сеть», исполнитель программы, сформировало два бесплатных пакета (мультиплекса) из двух десятков каналов.
Чем отличается новый стандарт цифрового эфирного телевидения от старого?
За счет возможностей современного оборудования и более сложной математической обработки сигнала в новом стандарте, существенно увеличивается ёмкость сетей вещания, позволяя передавать больше информации в цифровом пакете. Стандарт предусматривает перспективы организации «местного» вещания. Поток DVB-T2 лучше защищён от помех. При условии освобождения частотного ресурса появляется возможность получать больше каналов в режимах высокой и сверхвысокой чёткости и даже смотреть 3d-телевидение.
Кроме того, уже сейчас при трансляции первого и второго мультиплексов телезрителям доступен новый сервис: «ТелеГид». В целом, DVB-T2 телевизор более приспособлен к реализации SMART-функций.
Зачем вообще нужны эти изменения, если меня всё устраивало и раньше?
Во-первых - чтобы быть уверенным в будущем. Цифровое телевидение уже пришло на смену аналоговому практически во всём мире. Стандарт DVB-T2 выбран в качестве основного для использования в России на самом высоком федеральном уровне, это означает, что в дальнейшем всё телевещание будет осуществляться именно на его основе.
Кроме того, современная жизнь напрямую зависит от информационных потоков, и не стоит игнорировать возможности передачи данных, предусмотренные стандартом DVB-T2 . Если раньше телевизор был лишь средством для просмотра нескольких телеканалов, то уже сегодня он объединяет в себе массу функций, от записи пропущенных программ до работы с интернетом.
В конце концов, несмотря на то, что аналоговое вещание каналов пока что доступно в полном объеме, окончательный переход на цифровое телевидение - лишь вопрос времени. Содержать устаревшие технологии аналогового телевещания слишком дорого, а новые технологии дают массу возможностей для улучшения качества жизни россиян.
Кого коснулся переход на новый стандарт вещания DVB-T2 ?
Перемены коснулись исключительно тех жителей региона, кто уже являлся абонентами цифрового телевидения и использовал оборудование предыдущего стандарта DVB-T . Телевизионные приставки, телевизоры со встроенными декодерами и компьютерные ТВ-тюнеры DVB-T несовместимы с новым стандартом, а трансляция мультиплексов в старом стандарте на территории Калининградской области была прекращена с середины января.
Однако, по статистике большинство жителей региона сегодня пользуются услугами кабельного либо спутникового телевидения, а также IP-TV . Этих абонентов переход на новый стандарт никак не коснулся. Лишь абоненты кабельных сетей в течение нескольких дней могли наблюдать редкие перебои в трансляции отдельных программ.
Какое оборудование требуется для просмотра каналов в новом стандарте?
Во-первых вам понадобится антенна - либо общедомовая на крыше, либо собственная комнатная.
Весьма вероятно, что ваш телевизор уже поддерживает принятые в России стандарты цифрового телевидения (стандарт DVB-T2 , сжатие MPEG-4 , режим Multiple PLP). Большинство ведущих мировых производителей поставляют в нашу страну такие телевизоры. Если вы только собираетесь покупать новый телевизор, обязательно убедитесь, что он поддерживает эти стандарты.
Если по какой-то причине ваш телевизор не совместим со стандартами цифрового телевидения, то вам необходимо приобрести приставку для приёма приема цифрового сигнала. Она также может называться цифровым эфирным ресивером или SetTopBox (STB). Стандарт приставки обычно написан на её передней части, убедитесь, что приставка поддерживает стандарт DVB-T2 .
Если вы хотите принимать одновременно сигнал цифрового телевидения и кабельные телеканалы, то вам понадобится так называемый сумматор ТВ-сигнала.
Важно знать, что ваша спутниковая антенна не позволяет пользоваться цифровым телевещанием, так как работает в совершенно ином стандарте. Кроме того, нужно отметить, что одна приставка не позволяет смотреть различные каналы цифрового телевидения на разных телевизорах.
Новый стандарт вещания - это дорого?
Нет, сейчас телевизоры и приставки DVB-T2 не дороже, чем оборудование старого стандарта. Кроме того, помните - федеральные мультиплексы гарантированно бесплатны для населения России, в отличие от кабельного, спутникового или интернет-телевидения. Стоимость необходимой приставки начинается от 1300 рублей.
Как настроить телевизор для приёма сигнала в стандарте DVB-T2 ?
Прежде всего стоит прочитать инструкцию к вашему телевизору и/или цифровой приставке, чтобы подключить оборудование. Также, возможно, вам понадобится активировать цифровой тюнер вашего телевизора (выбрав в соответствующем разделе меню настроек страну - Польша, Литва или Германия). Затем стоит запустить автоматический поиск каналов - в большинстве случаев встроенный индикатор уровня и качества сигнала позволит оптимально настроит вашу антенну для приёма цифрового телевидения.
Если вам потребуется ручная настройка цифровых телеканалов, то используйте следующие настройки: первый мультиплекс транслируется на 47 ТВК, частота 682 МГц, второй мультиплекс - на 30 ТВК, частота 546 МГц (РТПС Калининград).
Какие каналы можно смотреть в стандарте DVB-T2 ?
Сейчас в Калининградской области транслируются два мультиплекса (пакета): РТРС-1 и РТРС-2 .
Первый мультиплекс, транслируемый одновременно с пяти передающих станций на частоте 682 МГц, включает в себя каналы: «Первый канал», «Россия» (Россия-1), «Россия-2» (Россия-2 , спортивный канал), «НТВ», «Петербург - 5 канал», «Россия - Культура» (Россия-К), «Россия-24» (Россия-24), «Карусель», «Общественное телевидение России», «ТВ Центр».
Второй мультиплекс, транслируемый с передающей станции в Калининграде на частоте 546 МГц, включает каналы: «Рен-ТВ» , «Спас», «СТС», «Домашний», «ТВ3», «НТВ Плюс Спорт», «Звезда», «Мир», «ТНТ», «Муз ТВ».
магистрант
Аннотация:
В статье произведен обзор основных особенностей и преимуществ стандарта цифрового эфирного телевидения DVB-T2. Приведены количественные показатели выигрыша в производительности тех или иных параметров нового стандарта относительно старой версии DVB-T.
The article describes the main features and benefits of digital terrestrial television standard DVB-T2. Quantitative indicators of performance gain of certain parameters of the new standard with respect to the old version of DVB-T.
Ключевые слова:
эфирное телевидение, сигнал, информация.
terrestrial TV, signal, information
УДК 001.08
Современные цифровые технологии открывают обществу качественно новые возможности получения и передачи информации. Эфирное телевидение является одним из основных способов получения информации в настоящее время. Эфирное цифровое телевидение, в отличие от других видов цифрового телевидения, осуществляет доставку сигнала к потребителю без лишних проводов. Однако тут же возникает вопрос качественной доставки сигнала к потребителю в условиях жесткой ограниченности спектра и большого количества помех. Именно для решения данных проблем и был разработан стандарт DVB-T2.
У DVB-T2 есть несколько основных отличий от DVB-T. В частности, для инкапсуляции информации может применяться не только транспортный поток (ТП) MPEG-2, но и транспортный поток общего на-значения (generic transport stream). В ТП общего наз-начения используется переменный размер пакета, а не фиксированный, как в MPEG-2. Это позволяет сни-зить объем передаваемых служебных данных и сде-лать адаптацию транспорта к сети более гибкой. Кро-ме транспортных потоков могут также передаваться любые другие цифровые потоки. Таким образом, по сравнению с DVB-T привязки к какой-либо структуре данных на уровне транспорта более не существует.
Далее, введено распределение несущих COFDM меж-ду логическими потоками информации, так называемы-ми PLP (physical layer pipes - каналы физического уров-ня). В DVB-T вся полоса отдавалась для передачи одного транспортного потока. В DVB-T2 возможна одновре-менная передача нескольких транспортных потоков, каждый из которых помещается в свой PLP. Воз-можны два режима работы: с передачей одного PLP -"Режим А" и с передачей нескольких PLP - "Режим В".
Использование такого механизма может, в частнос-ти, позволить уменьшить энергопотребление абонен-тского устройства, поскольку оно может выключаться в тот момент, когда передаются PLP, не нужные або-ненту.
Для одночастотных сетей введен режим MISO (mul-tiple input single output - много входов, один выход), который позволяет достичь до 70% выигрыша в поло-се пропускания. Опыт эксплуатации одночастотных сетей показал, что даже при сложении синхронизиро-ванных сигналов результирующий спектр COFDM претерпевает искажения (в форме "провалов" огиба-ющей несущих COFDM). В результате, для компенса-ции этих "провалов", то есть сохранения требуемого отношения сигнал/шум, необходима более высокая мощность передатчиков. Режим MISO позволяет избе-жать этой неприятности. Основная идея здесь состо-ит в том, что передатчики в одночастотной сети в режиме MISО излучают не в точности один и тот же сигнал. Благодаря этому при сложении сигналов с разных передатчиков "провалов" огибающей не воз-никает и увеличение мощности передатчиков не требуется.
Еще одно новшество состоит во введении режима модуляции 256QAM - передачи 8 бит на несущей. Это позволяет увеличить емкость канала на треть. Казалось бы, такой режим приведет к гораздо более жес-тким требованиям к отношению сигнал/шум. Однако помехоустойчивость LDPC-кодов настолько высока, что они справляются с компенсацией ошибок, возни-кающих при использовании 256QAM, без увеличения отношения сигнал/шум.
Введен расширенный режим для количества несущих 8k, l6k и 32k. Он заключается в том, что в случае, когда нет строгих требований по совместимости со станци-ями в соседнем канале, можно добавить дополнитель-ные несущие с краев спектра COFDM. При увеличенном количестве несущих спектр имеет более крутой спад на краях, и добавление несущих не приводит к выходу за пределы допустимой маски формы спектра. Добавление несущих позволяет выиграть 1...2% емкости канала.
Также была реализована функция многоканального приема. Т2 включает факультативную возможность приема от двух передатчиков. В тех случаях, когда ресивер «видит» сигнал сразу от двух передатчиков, например, при приеме на ненаправленную антенну в небольшой одночастотной сети, его применение может значительно улучшить работу системы. Это кодирование совместно с изменением формата пилот-сигналов дает возможность без потерь разделить и отдельно декодировать сигналы, принятые из двух разных эфирных каналов. Причем наложение кода не ухудшает приема, если антенне доступен только один канал. Предварительные расчеты показали, что эта техника позволяет увеличить зону покрытия небольших одночастотных сетей до 30%.
Для защиты сигналов, то есть каждой несущей, используемой для передачи данного символа, от искажения в условиях многолучевого распространения введено дублирование конца каждого символа в защитном интервале, предшествующем передаче этого символа.
Длина защитного интервала выбирается в зависимости от расчетной протяженности эфирного тракта и других параметров сети передачи. Более длинные защитные интервалы требуются в одночастотных сетях, где сигналы с соседних передатчиков могут приходить на приемник со значительным запаздыванием относительно основного сигнала. Защитный интервал представляет собой надстройку, съедающую долю транспортного ресурса. В DVB-T эта надстройка может занимать до 1/4 общего объема передаваемых данных. Для возможности удлинить защитный интервал без увеличения его доли в общем объеме данных в Т2 были введены два новых режима - 16k и 32k - с соответствующем увеличением числа ортогональных несущих. То есть абсолютная величина защитного интервала сохраняется, но его доля в общем объеме снижается. Например в FFT равном 8k защитная надбавка составляет 25% длительности символа, а в режиме 32k только 6% длительности.
Таким образом, Т2 предлагает более широкий ряд размерностей FFT и защитных интервалов. А именно:
Размерности FFT: 1k, 2k, 4k, 8k, 16k, 32k;
Относительная длительность защитных интервалов: 1/128, 1/32, 1/16, 19/256, 1/8, 19/128, 1/4.
Максимальная длительность защитного интервала в Т2 достигается в режиме 32k при отношении защитной надбавки и длины всего символа 19/128. Длительность защитной надбавки при этом превышает 500 мкс, что вполне достаточно для построения крупной общегосударственной одночастотной сети.
Поскольку количество несущих возраста-ет в той же самой полосе частот, то увеличивается и ве-роятность межсимвольной интерференции. Для того чтобы она не быта слишком большой, необходимо со-ответственно увеличить длительность символа модуля-ции. Казалось бы, это не позволит повысить скорость передачи данных: одновременно с увеличением чиста несущих возрастает и время их передачи. Однако тре-бования к абсолютной длительности защитного интер-вала при этом не меняются, так как время прихода отра-женного сигнала от длительности символа никак не зависит. Защитный интервал 1/128 в режиме 32k будет иметь такую же абсолютную длительность t=28 мкс, что и 1/32 в режиме 8k, а значит, обеспечивать точно такую же защиту от отраженных сигналов. Применение новых защитных интервалов вместе с новыми значениями быстрого преобразования Фурье позволяет получить выигрыш 2... 17% емкости канала и увеличить расстояние между станциями.
В канальном кодировании в DVB-T использовались сверточные коды совместно с кодами Рида-Соломона. В DVB-T2 предлагается использование более эффектив-ных кодов LDPC вместо сверточных кодов и кодов ВСН вместо кодов Рида-Соломона.
Код с малой плотностью проверок на чётность (LDPC- Low-density parity-check code) - используемый в передаче информации код, частный случай блокового линейного кода с проверкой чётности. Особенностью является малая плотность значимых элементов проверочной матрицы, за счёт чего достигается относительная простота реализации средств кодирования.
Коды Боуза-Чоудхури-Хоквингема (BCH) составляют один из больших классов линейных кодов, исправляющих ошибки. Причем метод построения этих кодов задан явно. Для дополнительного снижения частоты ошибки используется внешний уровень кодозащиты ВСН, работающий при малой плотности ошибок. В большинстве режимов код позволяет исправлять до 12 ошибок, но в некоторых - до 8 или до 10 ошибок.
Эф-фективность этих кодов была известна давно, но ранее не удавалось
создать дешевую реализацию на базе мик-роэлектроники. Тестовая имитация работы помехозащиты на базе LDPC показала существенное повышение помехозащищенности по сравнению с защитой, используемой в DVB-T, то есть сверточным кодированием в сочетании с кодом Рида-Соломона. Выигрыш в уровне С/N за счет нового FEC может составлять до 3 дБ для типичного уровня ошибок и при одинаковой доле контрольных символов. По существу, это улучшение позволяет повысить пропускную способность канала примерно на 30%, например, за счет применения более высокого уровня констелляции.
Вводятся также изменения в схему перемежения. Практическое использование DVB-T показало недо-статочно хорошую устойчивость к импульсным поме-хам. В частности, в городской среде использование режима 64QAM с малыми значениями FEC (Forward Error Correction - Прямая коррекция ошибок) может ока-заться более эффективным, чем использование 16QAМ с большими значениями FEC.
В T2 используется три каскада перемежений. Это практически гарантирует, что искаженные элементы, в том числе при пакетных ошибках, после деперемежения в декодере будут раскиданы по LDPC FEC-кадру. Это должно позволить кодеру LDPC выполнить восстановление.
Перечислим эти каскады:
1) битовый перемежитель: рандомизирует биты в пределах FEC-блока;
2) временной перемежитель: перераспределяет данные FEC-блока по символам в рамках кадра Т2. Это повышает устойчивость сигнала к импульсному шуму и изменению характеристик тракта передачи;
3) частотный перемежитель: он рандомизирует данные в рамках OFDM-символа с целью ослабить эффект селективных частотных замираний.
Для противодействия импульсным помехам в DVB-Т2 дополнительно вводится временное перемежение, то есть различные компоненты информации переме-жаются по оси времени с периодом около 70 мс. То есть данные, перед передачей по каналу связи, переставляются в заданном порядке, а в приемной части восстанавливается исходный порядок, т.е. выполняется деперемежение. При этом пакетная ошибка, возникшая в канале связи, превращается в набор рассредоточенных во времени одиночных ошибок, которые проще обнаруживаются и исправляются с помощью кодов, исправляющих ошибки. Бла-годаря этому информация, потерянная в один период времени, может быть восстановлена с использовани-ем информации, передаваемой в другой период вре-мени.
В DVB-T перемежение осуществлялось только в пре-делах одного символа модуляции, и, следовательно, в течение только периода времени передачи этого сим-вола. Если информация вследствие помех в канале связи была утеряна в какой-то момент времени, то ее невозможно было восстановить на основании инфор-мации, переданной в другой момент времени.
В DVB-T2 система перемежения усложнена, вводит-ся перемежение по времени, что позволяет увеличить устойчивость передачи к импульсным помехам, кото-рые так характерны для больших городов. То есть ин-формация перемежается не только внутри одного символа модуляции, но и внутри одного суперкадра. Конечно, это требует от абонентского устройства на-личия большой оперативной памяти, где при обрат-ном преобразовании (de-interleaving) необходимо бу-дет хранить блок временного перемежения, или Т1-блок, а не один символ, как в DVB-T. В DVB-T2 вводятся две новые структуры, которые "отвечают" за перемежение - кадр перемежения и блок временного перемежения (Т1-блок). По сути, эти структуры определяют границы, в которых будет про-изводиться перемежение.
Кадр перемежения состоит из целого числа Т1-блоков. Число это можно изменять. Однако рекомендует-ся использовать комбинацию одного кадра перемеже-ния и одного Т1-блока, поскольку именно в этом случае перемежение будет выполняться в течение бо-лее длительного периода времени. Количество FEC-блоков в одном Т1-блоке может не быть постоянным. Каждый кадр перемежения проецируется на один или несколько Т2-кадров.
Часть несущих, так называемые пилотные несущие, или маркеры синхронизации служат для синхронизации тактовых частот модулятора и демодулятора, синхронизации несущих частот спектра, кадровой синхронизации, оценки состояния канала и уровня фазовых шумов. Различают непрерывные (continual) пилот-сигналы, передаваемые на одной и той же несущей, и распределенные (scattered), передаваемые на нескольких несущих, равномерно распределенных в спектре сигнала и меняющихся от символа к символу. Пилотные несущие модулируются специально формируемой псевдо случайной последовательностью. Для повышения помехоустойчивости они передаются с уровнем в 16/9 раза (примерно на 2,5 дБ) выше, чем остальные несущие.
В системах OFDM используются распределенные пилот-сигналы. Они представляют собой модулированные элементы, определенным образом разнесенные по несущим и во времени. Приемнику известны параметры модуляции пилот-сигналов, и он может использовать их для оценки состояния канала. В DVB-T каждый двенадцатый модулированный элемент является пилот-сигналом, то есть они занимают 8% в общем объеме данных. Эта пропорция используется при любых вариантах защитных интервалов, и размещения пилот-сигналов должно быть таковым, чтобы позволить выровнять сигналы с защитным интервалом 1/4. Однако для меньших защитных интервалов добавка пилот-сигналов в количестве 8% оказывается избыточной. В DVB-T2 определено восемь различных способов размещения - РР1...8 (РР - pilot pattern). Каждому варианту относительной длительности защитного интервала соответствует несколько возможных опций размещения пилот-сигналов. Они динамически выбираются в зависимости от текущего состояния канала, что позволяет оптимизировать их количество. Выбор опти-мального способа позволяет уменьшить количество пе-редаваемой служебной информации на 1...2%.
Более плотное размещение пилот-сигналов может использоваться для снижения требуемого уровня С/N на входе приемника или для улучшения синхронизации. В последнем случае пилот-сигналы модулируются псевдослучайной последовательностью.
Еще одно любопытное нововведение - вращающиеся созвездия (rotated constellation). После того как сигнал COFDM сформирован, производится "вращение" соз-вездия в комплексной плоскости. Чтобы продемонстри-ровать принцип, можно упрощенно изобразить эту схе-му только для четырех точек комплексной плоскости созвездия, то есть для режима QPSK как это показано на рисунке 2.6. Модуляционный символ поворачивается в комплексной плоскости на определенный угол, зависящий от числа уровней модуляции (29° для QPSK, 16,8° - для 16-QAM, 8,6° для 64-QAM и arctg (1/16) для 256-QAM). Более того, перед началом вращения квадратурная Q координата каждого модуляционного символа циклически сдвигается в рамках одного кодового слова т.е. берется из предыдущего символа этого слова, Q-компонента первого символа становится равной Q-компоненте последнего.
Исполь-зование вращающихся созвездий может дать выигрыш до 7,6 дБ в отношении сигнал/шум.
Значительную долю расходов на передачу составляет стоимость электричества, питающего передатчики. OFDM-сигналы характеризуются относительно высоким отношением пиковой и средней мощностей. В связи с этим в Т2 включены две технологии, позволяющие снизить это отношение примерно на 20%. А это, в свою очередь, существенно снижает расходы на электропитание.
Для уменьшения отношения пиковой мощности к средней (PAPR) предлагаются два способа - АСЕ (Active Constellation Extension - расширение активного созвездия) и TR (Tone Reservation - сохранение тона). Чем меньше значение RAPR, тем выше КПД передатчика по мощности. Оба способа могут использоваться одновре-менно, однако первый предпочтительнее для созвездий с меньшим количеством векторов (QPSK), второй - с большим (QAM). У каждого способа есть и недос-татки. Использование АСЕ приведет к сниже-нию отношения сигнал/шум на входе приемного устройства, а применение TR вызовет уменьшение емкости канала, так как предполагает использование части несущих для передачи специаль-ных корректирующих сигналов.
Спецификация Т2 включает два дополнительных инструмента, которые в перспективе можно будет использовать для расширения кадра. Во-первых, структура кадра Т2 предусматривает возможность введения сигнализации для еще несуществующих типов кадров, которые будут предназначены для пока еще не определенных типов сигналов
То есть содержание этих кадров FEF (Future Extension Frames) пока не определено, а определена только структура заголовка. Включение соответствующей сигнализации в спецификацию Т2 позволит ресиверам первого поколения распознать и проигнорировать FEF-фрагменты. Но забронированное уже сегодня место обеспечит обратную совместимость первых систем передачи с будущими, в которых эта сигнализация будет переносить информацию о новых типах содержимого.
Т2 также включает сигнализацию, необходимую для будущего применения частотно-временного деления на слоты (TFS - Time Frequency Slicing). Хотя основная спецификация предусматривает прием без применения TFS, в сигнализацию включены отметки, которые позволят будущим ресиверам, оснащенным двумя тюнерами, работать с TFS-сигналами. Такой сигнал будет занимать несколько радиочастотных каналов, и разные фрагменты каждой из услуг будут в общем случае передаваться на разных частотах. Ресивер будет скачками перестраиваться с канала на канал, собирая фрагменты данных, относящихся к принимаемой услуге. Это позволит формировать пакеты с размерами, значительно превышающими допустимые для одного радиочастотного канала, что, в свою очередь, даст возможность выигрыша за счет статистического мультиплексирования значительного количества каналов и гибкости частотного планирования.
Сравнивая основные параметры при передаче сигналов в стандартах DVB-T и DVB-T2, можно сказать, что устойчивость к помехам, качество картинки, скорость передачи сигнала и другие показатели у сигнала в стандарте DVB-T2 примерно в 1,48 раза лучше DVB-T. Также неоспоримым преимуществом нового стандарта является то, что емкость сетей цифрового телевидения увеличивается как минимум на 30 % при той же инфраструктуре сети и частотных ресурсах.
Библиографический список:
1 Локшин Б.А. Цифровое вещание: от студии к телезрителю. М.: Компания Сайрус Систем, 2001.
2 Ник Уэллс, Крис Нокс. DVB-T2: Новый стандарт вещания для телевидения высокой четкости // Теле-Спутник. 2008. №11.
3 Серов А.В. Эфирное цифровое телевидение DVB-T/Н. СПб.: БХВ-Петербург. 2010.
4 Шахнович И. DVB-T2 новый стандарт цифрового телевизионного вещания // Связь и телекоммуникации. 2009. №6.
5 Walter Fischer. Digital video and audio broadcasting technology. A practical engineering guide. Springer. 2010.
Рецензии:
2.12.2013, 21:18 Назарова Ольга Петровна
Рецензия
: Представлен анализ по стандартам. Рекомендуется к печати.
Печать
Это не очень распространенная неисправность, да и неисправностью ее не назовешь, имеется в виду когда скачет качество принимаемого сигнала DVB T2. Чаще всего это связано с положением кабеля от антенны к телевизору, условиями приема и еще рядом причин. Почему такое происходит, неискушенному в таких вопросах пользователю просто непонятно и такое поведение тюнера он может объяснить неисправностью приставки или антенны, но дело не в этом. Однако давайте по порядку.
Причины
С какой интенсивностью скачет сигнал dvb-t2, зависит от того на какой высоте кабель имеет такой горизонтальный участок и какой длинны, если он располагается у самой земли, то влияние наводок минимально. Понятно, что чем длиннее такой участок, тем сильнее будет гасится полезный сигнал. Чтобы избежать этого располагайте антенну недалеко от приставки, также помогает использование качественного кабеля.
Начинает прыгать сигнал цифрового ТВ и при его наклонном положении, например когда он спускается от конька крыши до стены. Стоит заметить известен случай, когда при наклонном кабеле ресивер после настройки показывал довольно длительное время, а с наступлением лета и жаркой погоды уровень сигнала стал скачкообразно меняется от 0 до 100, а сигнал качества держался на 5%.
Случались в практике случаи когда в городских условиях при рядом расположенной вышке использовалась для приема первого и второго мультиплекса активная комнатная антенна. Сигнал поступающий на тюнер был очень велик, что приводило к срабатыванию защиты и как следствие сигнал начинал скакать на цифровом тюнере.
Были и обратные случаи когда сигнал искусственно понижался. Здесь имеется в виду преграды в виде строений или деревья. При этом если между антенной и вышкой оказывается дерево, зимой прием отличный, а летом листва гасит сигнал и также возникали скачки его уровня. В данном случае достаточно сместить антенну. Кстати, по этой причине происходит срыв сигнала и на спутниковом ТВ, установленная тарелка несколько лет исправно показывала и вдруг стали происходить сбои, картинка рассыпается на квадратики. Оказалось дерево за эти годы выросло и стало закрывать тарелку от спутника.
Нюансов здесь много и влияние могут оказывать — погода, качество кабеля, дальность расположения вышки (мощность сигнала), поэтому разбираться в каждом случае, когда сигнал при приеме или настройке т2 начинает прыгать, нужно индивидуально, и не важно какая у вас приставка World Vision, Rolsen и т.д..
Избегайте скрутку провода в бухту, а также длинные участки с горизонтальным и наклонным положением кабеля, используйте в данных случаях.
Чтобы избежать наводок, кабель нужно размещать, подальше от силовых электрических проводов и избегать пересечений кабеля с силовыми линиями, а при пересечении делать его под прямым углом.
ТВ кабель проводить цельными кусками, если разрывов не избежать, то использовать специальные соединители с надежным контактом провода и экранированием, а не скрутки с изолентой.
Консорциум DVB (расположен в Европе) разработал технологию DVB-T2, как расширение существующего стандарта DVB-T для обеспечения более эффективного использования частотного ресурса за счет интеграции передовых технологий обработки сигналов. При использовании нового стандарта ожидается до 50% увеличения скорости передачи данных при работе в той же полосе частот.
Основные особенности DVB-T2
Спецификация разработана прежде всего для приема на фиксированные наружные антенны и имеет такие же характеристики частотного спектра, как и у DVB-T, что предполагает возможность обратной совместимости с существующей инфраструктурой вещания...
Как и DVB-T, DVB-T2 использует модуляцию OFDM (ортогональное частотное уплотнение) и предоставляет набор режимов с разным количеством несущих (1k, 2k, 4k, 8k, 16k, 32k, 16k раширенный, 32k расширенный) и созвездиями модуляции (QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM). Для защиты от ошибок DVB-T2 использует LDPC (проверка на чётность с низкой плотностью) и кодирование BCH (БЧХ — Боуза-Чоудхури-Хоквингхема). Новая техника, известная как повернутые созвездия, была введена для обеспечения дополнительной устойчивости в определенных условиях.
Стандарт DVB-T2 также требует внимательного обслуживания передающего оборудования. В частности в режиме 32k, генерируются высокие пики по мощности и, таким образом, сводится к минимуму эффективность усилителя (или он может даже выйти из строя). Для ограничения этих пиков без потери информации в спецификацию стандарта была введена специальная характеристика, называемая уменьшением PAPR (отношения пиковой мощности к средней).
Сравнение DVB-T2 и DVB-T
| DVB-T2 | DVB-T | |
|---|---|---|
| FEC | LDPC + BCH | CC + RS |
| Скорость кодирования | 1/2, 3/5 , 2/3, 3/4, 4/5 , 5/6 | 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 |
| Созвездие | QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM | QPSK, 16QAM, 64QAM |
| Защитный интервал | 1/4, 19/256 , 1/8, 19/128 , 1/16, 1/32, 1/128 | 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 |
| Размер FFT | 1K , 2K, 4K , 8K, 8K ext. , 16K , 16K ext. , 32K , 32K ext. | 2K, 8K |
| Распределенные пилот-сигналы | 1% , 2% , 4% , 8% от общего количества несущих | 8% от общего количества несущих |
| Непрерывные пилот-сигналы | 0,35% от общего количества несущих | 2,6% от общего количества несущих |
| Занимаемая полоса частот | 1,7 ; 5; 6; 7; 8; 10 МГц | 5; 6; 7; 8 МГц |
| Максимальная скорость | 50,34 Мбит/с | 31,66 Мбит/с |
Архитектура системы DVB-T2
Основным отличием между системами DVB-T2 от DVB-T является то, что мультиплексор должен быть подключен к T2 шлюзу. Этот T2 шлюз принимает один или несколько мультиплексов, то есть по одному на PLP, от мультиплексора и инкапсулирует их в немодулированные кадры. Далее T2 шлюз посылает этот контент модулятору DVB-T2 с помощью протокола интерфейса модулятора T2-MI.
Структура кадра DVB-T2
DVB-T2 заимствует концепцую PLP (или канала физического уровня), введенную в спецификации DVB-S2. PLP — это физический канал, который может передавать один или несколько сервисов. Каждый PLP может иметь различные скорости передачи данных и параметры защиты от ошибок. Например, можно разделить SD и HD сервисы на разные PLP. Другим примером является стандарт DVB-NGH (New Generation Handheld), который будет основан на возможности использования нескольких PLP для включения вещания мобильного телевидения поверх DVB-T2.
Стандарт DVB-T2 определяет несколько профилей:
При необходимости можно определить тип (1 или 2) для каждого PLP, а затем соединить в T2 кадре PLP разных типов.
T2 кадр начинается с преамбул P1 и P2. Ниже показана структура T2 кадра.
Интерфейс модулятора DVB-T2
T2 шлюз инкапсулирует данные в немодулированный (BaseBand) кадр. Эти BB кадры отправляются на DVB-T2 модулятор с помощью специального протокола интерфейса модулятора DVB-T2 MI, структура которого показана ниже.
Тестирование DVB-T2
Тестирование спецификации началось в Великобритании в июне 2008 года. BBC, вместе с вещательной сетью операторов Arqiva и National Grid Wireless, осуществил первую тестовую передачу в стандарте DVB-T2. В сентябре 2008 года на выставке IBC (Амстердам) на стенде DVB был показан ряд презентаций о последних технологиях, которые отмечали последнии достижения, сделанные консорциумом DVB в сфере цифрового наземного ТВ вещания (DTT). Посетители стенда впервые увидели HD контент, кодированный с помощью H.264, и поставляемый через действующую сквозную систему наземного ТВ вещания, используя технологии DVB-T2.
В первых демонстрациях DVB три HD канала вещались в одном мультиплексе, каждый кодировался со скоростью 11 Мбит/с последней версией кодера H.264. Сигнал декодировался последними разработанными BBC демодулятором и декодером H.264, а затем показывался на HD мониторе.
На второй презентации ENENSYS Technologies, NXP Semiconductors и Pace были отмечены за самые надежные характеристики оборудования DVB-T2. Целью этой сквозной демонстрации было показать, как стандарт позволяет обрабатывать вводимые шумы и интерференцию и в таких условиях успешно обрабатывать сигнал DVB-T2, обеспечивая отличный прием.
Первая действующая передача с несколькими PLP была выполнена во время PlugFest, организованным Mediabroadcast в июне 2010 года.
Технические испытания DVB-T2 в Великобритании
BBC и Ofcom работали над реализацией различных изменений, необходимых для модернизации первого мультиплекса в регионе Гранады. В эти работы входили и технические испытания DVB-T2, которые были направлены на проверку стандарта DVB-T2 и определение предпочтительного режима передачи для утверждения в Великобритании. Испытания, которые включали в себя как лабораторные тесты, так и передачи в эфире, также служили и для обеспечения сигналом DVB-T2 разрабатываемого приемного оборудования, которое также необходимо было протестировать.
Для этого передатчик был недавно установлен для тестового вещания в стандарте DVB-T2 с телевизонной башни Хрустального дворца. За этим последовало успешное завершение сквозных лабораторных тестов от источника сигнала к экрану приемника, что стало возможным благодаря тесному сотрудничеству между Arqiva и ENENSYS. ENENSYS предоставил аппаратный модулятор DVB-T2, работающий в режиме реального времени, который был подключен к передающему оборудованию Arqiva.
Эта амбициозная программа будет также поддерживать сообщество производителей DVB-T2, предоставляя тестовое эфирное вещание для тестирования и разработки новых продуктов. Прототипы приемников DVB-T2 в ближайшее время станут доступны и будут готовы для использования в пилотном техническом проекте в течение ближайших недель или месяцев.
Утверждение нового стандарта DVB-T2
Британский телекоммуникационный регулирующий орган Ofcom решил обновить один мультиплекс наземного цифрового телевидения (Multiplex B) для работы сервиса Freeview HD, используя стандарты DVB-T2 и MPEG-4. Модернизированный мультиплекс будет способен доставлять HD сервисы BBC, ITV и Channel4. Ожидается, что со временем будет возможна доставка шести HD сервисов. Первые сервисы были запущены во время цифрового перехода (DSO) 2 декабря 2009 года.
В Финляндии DNA Oy получила лицензию на работу двух мультиплексов DVB-T2. Испытание было начато в декабре 2009 года в городе Лахти. Запуск в Финляндии был выполнен в ноябре 2010 года.
В Италии Europa7 запустила семь HD каналов весной 2010 года.
В некоторых странах, например, в Австрии, Турции, Сербии, Чехии, Индии, ЮАР, Кении, Шри-Ланке, Сингапуре, Словакии, России, Таиланде, Вьетнаме,Малайзии, Австралии уже утвердили или серьезно рассматривают DVB-T2.
Глоссарий DVB-T2
| Аббревиатура | Расшифровка (англ.) | Расшифровка (рус.) |
|---|---|---|
| BB | BaseBand | Немодулированная, прямая (передача) |
| FEC | Forward Error Correction | Прямая коррекция ошибок |
| FEF | Future Extension Frame | Кадр будущего расширения |
| MISO | Multiple Input Single Output | Несколько входов — один выход |
| PAPR | Peak to Average Power Ratio | Отношение пиковой мощности к средней мощности |
| PLP | Physical Layer Pipe | Канал физического уровня |
| T2-MI | T2 Modulator Interface | Интерфейс модулятора T2 |
| TI Block | Time Interleaving Block | Блок временного перемежения |
| TFS | Time Frequency Slicing | Частотно-временное разнесение |
| LDPC | Low Density Parity Check | Проверка на чётность с низкой плотностью |
| BCH | Bose Chaudhuri Hocquengham | Кодирование Боуза-Чоудхури-Хоквингхема |
На сегодняшний день DVB-T2, скорее всего, можно назвать наиболее совершенной системой наземного цифрового телевидения в мире. В данной статье мы попробуем разобраться, как стандарту DVB-T2 удалось занять лидирующие позиции на мировом рынке эфирного цифрового телевещания, а также какие преимущества он имеет по сравнению со своим предшественником - стандартом DVB-T.
Что такое DVB-T2?
Стандарт DVB-T2 является наиболее совершенной системой наземного цифрового телевещания (DTT) в мире. Его характеризует большая устойчивость, гибкость и, по меньшей мере, на 50% большая эффективность в сравнении со всеми прочими DTT-системами. Данный стандарт поддерживает вещание в форматах SD, HD, Ultra HD, трансляцию мобильного телевидения, а также любую комбинацию из перечисленных выше форматов.
Истоки
В своё время наиболее широко распространенным в мире стал стандарт DVB-T. С 1997 года, когда он был официально утверждён в качестве действующего, более 70 стран мира развернули вещание DVB-T платформ, а сегодня 70 стран мира уже начали запуск мультиплексов в системе DVB-T2 либо официально одобрили этот стандарт.
По мере перехода стран Европы от аналогового к цифровому вещанию и росту дефицита частотного спектра, концерн DVB обрисовал общие коммерческие требования к разработчикам обновлённой версии стандарта, которая должна была обеспечить ещё более эффективное использование частотного ресурса. Система DVB-T2 смогла без особых проблем удовлетворить все эти требования, включая повышенную ёмкость, надёжность и возможность дальнейшего использования существующих антенн. Первая версия стандарта DVB-T2 была утверждена в 2009 году (версия EN 302 755), а в 2011 году появился усовершенствованный вариант системы, который, в частности, включает в себя новый подстандарт T2-Lite, предназначенный для нужд мобильного вещания и приёма ТВ-сигнала на портативные устройства.
Как это работает?
Стандарт DVB-T2, как и его предшественник, использует модуляцию OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов) с множеством поднесущих, способных передавать стабильный сигнал, а также имеет большое количество различных режимов, делающих данный стандарт чрезвычайно гибким. В системе DVB-T2 используется тот же тип кодирования коррекции ошибок, который применён в системах DVB-S2 и DVB-C2: речь идёт о комбинации типов кодирования LDPC (код с малой плотностью проверок на чётность) и BCH (код Боуза-Чоудхури-Хоквингема), обеспечивающих высокую стабильность сигнала. При этом система позволяет изменять число несущих, размеры защитных интервалов и пилот-сигналы, давая возможность оптимизировать накладные расходы для любого конкретного передаваемого канала.
В системе DVB-T2 используются также дополнительные новые технологии, в частности:
- Использование нескольких каналов физического уровня позволяет производить раздельную регулировку стабильности каждой из передаваемых программ в рамках канала для подстройки под требуемые условия приёма (к примеру, комнатная антенна или внешняя антенна). Кроме того, данная функция позволяет ресиверу экономить электроэнергию, декодируя лишь конкретную программу из мультиплекса, а не весь передаваемый пакет целиком.
- Кодирование Аламаути, представляющее собой метод разнесения передатчиков. Позволяет улучшить качество покрытия в небольших одночастотных сетях.
- Функция «Вращающиеся созвездия» (Constellation Rotation), обеспечивающая надёжность при использовании созвездий низкого порядка.
- Функция расширенных интервалов, включающая интервалы битов, времени, клеток и частот.
- Функция расширения рамок в будущем (FEF) - позволяет в будущем усовершенствовать стандарт при сохранении совместимости.
Как результат, система DVB-T2 может предложить гораздо большую скорость передачи данных, чем DVB-T, а также обеспечить большую стабильность сигнала. Для сравнения, две нижние строки в таблице показывают максимальные скорости передачи данных при фиксированном соотношении сигнал / шум и требуемое соотношение сигнал / шум при фиксированной (полезной) скорости передачи данных.
T2-Lite
Подсистема T2-Lite стала первым дополнительным профилем в стандарте, который был добавлен благодаря существованию принципа FEF. Данный профиль был официально представлен в июле 2011 года для поддержки мобильного вещания и приёма на портативные устройства, а также сокращения расходов на внедрение этих видов трансляций. Новый профиль представляет собой подсистему стандарта DVB-T2 с использованием двух дополнительных скоростей кодировки LDPC. Благодаря использованию в подсистеме только элементов, имеющих отношение к приёму на мобильных и переносных устройствах, а также ограничению скорости передачи данных до 4 Мбит/с на один канал физического уровня, сложность создания и внедрения нового чипсета была снижена на 50%. Использование принципов FEF позволяет передавать в одном частотном канале программы в T2-Lite и базовом T2 даже в случае, когда два профиля имеют различные показатели Быстрого преобразования Фурье (Fast Fourier transform, FFT) или различные защитные интервалы.
Завоевание рынка
Как и в случае с DVB-T, новый стандарт был предназначен не только для передачи программ на устройства, снабжённые внешними или комнатными антеннами, а также для приёма на ПК, лэптопах, автомобильных телевизорах, радиоприёмниках, смартфонах, донглах, а также прочих инновационных ресиверах. В странах, где уже действовали DVB-T платформы, стандарты DVB-T и DVB-T2 обычно в течение некоторого времени продолжают сосуществовать, а в тех странах, где как такового цифрового вещания не было, имеется уникальная возможность перейти сразу от аналогового вещания к цифровому стандарту DVB-T2, минуя этап внедрения DVB-T.
В настоящее время в продаже на мировом рынке имеется огромное количество DVB-T2-совместимых сет-топ-боксов и телевизоров, при этом цены на них уже упали до 25 долларов за самые дешёвые модели. Разница в цене между DVB-T и DVB-T2 совместимыми телевизорами уже не существенна.
Первой страной, в которой началось внедрение цифрового вещания в стандарте DVB-T2, стала Великобритания, где DVB-T2 вещание было запущено в марте 2010 года параллельно с уже существующими DVB-T платформами. В течение 2010-2011 годов DVB-T2 платформы были запущены в Италии, Швеции и Финляндии, и очень скоро в каждой из данных стран вещание в этом стандарте было организовано на общенациональном уровне.
В Украине запуск эфирного цифрового вещания в формате DVB-T2 начался осенью 2011 года. Строительством сети эфирных передатчиков занималась компания «Зеонбуд». В январе 2012 года сигнал эфирной цифры был закодирован системой условного доступа Irdeto Cloaked CA. В связи с этим рынок приемного оборудования был ограничен, а по итогам тендеров, проведенных в апреле и июле 2012 года, основными поставщиками цифровых сет-топ-боксов стали две компании - Strong и «Ромсат».
Однако в июле этого года Национальный совет по вопросам телевидения и радиовещания в своем новом составе повернул процесс цифровизации страны на 180 градусов, обязав провайдера национальной сети эфирного цифрового вещания «Зеонбуд» отключить кодирование сигнала. Таким образом, внедрение стандарта DVB-T2 на территории Украины приобретает новую окраску, и, скорее всего, в ближайшее время телевизионный рынок будет переполнен цифровыми телеприемниками по доступной цене, что собственно и простимулирует интерес населения к новому виду телевидения, а также позволит стране выполнить в срок взятые на себя обязательства по переходу на цифру к 17 июля 2015 года.
Отметим, что платные DVB-T2 платформы также были запущены за пределами Европы. Например, в Замбии, Намибии, Нигерии, Кении и Уганде, а в ряде других стран запуск вещания в данном стандарте ожидается в самое ближайшее время. Во многих уголках планеты в настоящее время проводится тестовое вещание в данном стандарте, и многие страны подумывают о принятии DVB-T2 в качестве стандарта эфирного цифрового вещания.