DVB-T2

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Список стандартов цифрового телевизионного вещания
Стандарты DVB (Европа)
DVB-S (Цифровое спутниковое ТВ)
DVB-T (Цифровое эфирное ТВ)
  • DVB-T2
DVB-C (Цифровое кабельное ТВ)
DVB-H (Мобильное ТВ)
  • DVB-SH (спутниковое/мобильное)
Стандарты ATSC (Северная Америка/Корея)
ATSC (Цифровое эфирное ТВ)
ATSC-M/H (Мобильное ТВ)
Стандарты ISDB (Япония/Латинская Америка)
ISDB-S (Цифровое спутниковое ТВ)
ISDB-T (Цифровое эфирное ТВ)
  • 1seg (Мобильное ТВ)
ISDB-C (Кабельное ТВ)
SBTVD/ISDB-Tb (Бразилия)
Китайские стандарты цифрового телевизионного вещания
DMB-T/H (эфирное/мобильное)
ADTB-T (эфирное)
CMMB (мобильное)
DMB-T (эфирное)
Стандарты DMB (Корейское мобильное ТВ)
T-DMB (эфирное)
S-DMB (спутниковое)
MediaFLO
Кодеки
Видеокодеки
Аудиокодеки
Диапазон частот
п·о·р

DVB-T2 (англ. Digital Video Broadcasting — Second Generation Terrestrial) — второе поколение стандарта DVB-T, европейского стандарта эфирного наземного цифрового телевидения. DVB-T2 призван увеличить на 30—50% ёмкость сетей эфирного наземного цифрового телевидения по сравнению с DVB-T при той же инфраструктуре сети и частотных ресурсах.

DVB-T2 технологически несовместим с DVB-T.

Техническое описание[править | править вики-текст]

DVB-Т2 принципиально отличается как архитектурой системного уровня (МАС-уровня — Media Access Control), так и особенностями физического уровня, вследствие чего приёмники DVB-T несовместимы с DVB-T2.

В DVB-T2 используется OFDM модуляция с большим количеством поднесущих, обеспечивающая устойчивый сигнал. Подобно DVB-T, DVB-T2 предусматривает большое количество различных режимов, это делает DVB-T2 очень гибким стандартом. Для выполнения коррекции ошибок в DVB-T2 применяется такое же кодирование, которое было выбрано для DVB-S2. Сочетание кодирования с низкой плотностью проверок на чётность (LDPC) и кодирования Боуза — Чоудхури — Хоквингема (БЧХ) обеспечивает очень устойчивый сигнал и превосходное качество в условиях с высоким уровнем шумов и помех.

Имеется несколько опций таких параметров, как число несущих, длительность защитного интервала и размещение пилот-сигналов. Это позволяет снизить до минимума долю служебной информации для любого заданного канала передачи. Новый метод, названный «поворот сигнального созвездия» обеспечивает существенный прирост устойчивости в сложных эфирных условиях. Для обеспечения требуемых условий приёма (например, комнатная антенна/антенна на крыше) предусмотрен механизм раздельной настройки устойчивости сигнала в пределах канала для каждой предоставляемой службы. Тот же самый механизм позволяет настроить передачи так, чтобы дать возможность приёмнику экономить энергию посредством декодирования только одной программы, а не всего пакета программ.

Ключевые особенности характеристик DVB-T2:

  • увеличенная не менее чем на 30% пропускная способность и улучшенные характеристики SFN по сравнению с DVB-T;
  • определяемая службой устойчивость передачи;
  • передача программ на мобильные и стационарные приёмники;
  • широкое использование инфраструктуры DVB-T;
  • снижение эксплуатационных расходов на стороне передачи за счёт уменьшения отношения пиковой мощности к средней мощности.

Улучшения, предусмотренные в DVB-T2:

  • модуляция OFDM с дополнительными режимами IFFT;
  • кодирование LDPC обеспечивает эффективную защиту от ошибок;
  • использование и интеграция базовой структуры кадра DVB-S2;
  • поворот сигнального созвездия с Q-задержкой;
  • передача MISO;
  • уменьшение пик-фактора.

DVB-T2. Обзор технологии

Характеристики[править | править вики-текст]

Для DVB-T2 были разработаны следующие характеристики:

  • Модуляция OFDM с группами QPSK, 16-QAM, 64-QAM или 256-QAM.
  • OFDM режимы 1k, 2k, 4k, 8k, 16k, 32k и "32k ext". Длина символа для режима 32k составляет около 4 мс.
  • Относительные длины защитных интервалов: 1/128, 1/32, 1/16, 19/256, 1/8, 19/128 и 1/4. (Для режима 32k максимум 1/8)
  • FEC с каскадным применением корректирующих кодов LDPC и БЧХ.
  • DVB-T2 поддерживает частотные полосы пропускания канала: 1.7, 5, 6, 7, 8 и 10 МГц. Причём, 1,7 Мгц предназначена для мобильного телевидения
  • передача в режиме MISO (англ. Multiple Input, Single Output) с использованием схемы Аламоути, то есть приёмник обрабатывает сигнал от двух передающих антенн

Сравнение DVB-T и DVB-T2[править | править вики-текст]

В следующей таблице приведено сравнение доступных режимов в DVB-T и DVB-T2.[1]

DVB-T DVB-T2
Коррекция ошибок (FEC) Свёрточный код + Код Рида — Соломона
1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8
LDPC (Low Density Parity Check) + BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)
1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6
Режимы модуляции QPSK, 16-QAM, 64-QAM QPSK, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM
Защитный интервал 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 1/4, 19/256, 1/8, 19/128, 1/16, 1/32, 1/128
Размерность ДПФ 2k, 8k 1k, 2k, 4k, 8k, 16k, 32k
Рассредоточенные пилот-сигналы 8 % от общего числа 1 %, 2 %, 4 %, 8 % от общего числа
Непрерывные пилот-сигналы 2,6 % от общего числа 0,35 % от общего числа
Полоса пропускания 6; 7; 8 МГц 1,7; 5; 6; 7; 8; 10 МГц
Макс. скорость передачи данных (при ОСШ 20 дБ) 31,7 Мбит/с 45,5 Мбит/с
Требуемое ОСШ (для 24 Мбит/с) 16,7 дБ 10,8 дБ

Максимальная скорость передачи данных при ширине полосы 8 МГц, 32K поднесущих, с защитным интервалом 1/128, схема размещения поднесущих PP7: [2]

Модуляция Скорость кода Максимальная
скорость цифрового
потока, Мбит/с
Длина Т2-кадра,
OFDM-символов
Число кодовых
слов в кадре
QPSK 1/2 7,4442731 62 52
3/5 8,9457325
2/3 9,9541201
3/4 11,197922
4/5 11,948651
5/6 12,456553
16-QAM 1/2 15,037432 60 101
3/5 18,07038
2/3 20,107323
3/4 22,619802
4/5 24,136276
5/6 25,162236
64-QAM 1/2 22,481705 46 116
3/5 27,016112
2/3 30,061443
3/4 33,817724
4/5 36,084927
5/6 37,618789
256-QAM 1/2 30,074863 68 229
3/5 36,140759
2/3 40,214645
3/4 45,239604
4/5 48,272552
5/6 50,324472

Структура системы[править | править вики-текст]

Обобщённая схема обработки передаваемых сигналов в системе DVB-T2.

Стандарт DVB-T был предназначен исключительно для передачи транспортного потока MPEG-TS, но в отличие от DVB-T, в DVB-T2 заложена возможность передачи нескольких независимых разных по природе и структуре транспортных потоков. Каждый цифровой поток помещается в свой магистральный поток — так называемый канал физического уровня PLP (англ. Physical Layer Pipe). Для этого введена функция предварительной обработки входных данных.

Входная предварительная обработка[править | править вики-текст]

Создание канала физического уровня (PLP), который может содержать один из следующих потоков:

  • транспортный поток (TS) — последовательность пакетов фиксированной длины
  • обобщённый инкапсулированный поток (GSE) — пакеты переменной или фиксированной длины, которая указана в заголовках этих пакетов
  • обобщённый непрерывный поток (GCS) — последовательность пакетов без указания их длины или максимальной длиной 64 кбит.
  • обобщённый поток, объединённый в пакеты фиксированной длины (GFPS) — формат для совместимости с DVB-S2, может быть заменен на GSE

Входная обработка[править | править вики-текст]

Данные собираются в группы, называемые потоковыми (англ. Baseband) кадрами (BB-кадры), определяемых параметрами модуляции и кодирования (MODCOD), в версиях «нормальной» или «короткой» длины. Возможна передача одного или нескольких потоков PLP

Однопоточный PLP (режим 'A'):

Многопоточный PLP (режим 'B')

  • Адаптации режима
    • Входной интерфейс
    • Синхронизация входного потока
    • Компенсирующая задержка
    • Удаления нулевых пакетов
    • Кодирование CRC-8
    • Добавление BB-заголовка
  • Адаптация потока
    • планирование PLP
    • задержка кадра
    • внутриканальная сигнализация
    • скремблирование BB
Структурная схема системы DVB-T2.

Кодирование и модуляция с битовым перемежением (BICM)[править | править вики-текст]

  • Прямая коррекция ошибок (FEC): каждый BB-кадр превращается в FEC-кадр из Nldpc битов, путём добавления данных о чётности. Нормальные FEC-кадры содержат 64800 бит, в то время как короткие FEC-кадры содержат 16200 бит. Отношение эффективного кодирования 32 208/64 800 (1/2), 38 688/64 800 (3/5), 43 040/64 800 (2/3), 48 408/64 800 (3/4), 51 648/64 800 (4/5), 53 840/64 800 (5/6)
    • Внешнее кодирование: код Боуза — Чоудхури — Хоквингема (БЧХ), способен исправить 10 или 12 ошибок в FEC-кадре. Используется для вычисления чётности данных информационного поля. Полином генератора БЧХ имеет 160-ю, сто шестьдесят восьмую или сто девяносто вторую степень.
    • Внутреннее кодирование: код с малой плотностью проверок на чётность (LDPC)
  • Битовое перемежение
  • Демультиплексирование битов по ячейкам кодовых слов
  • Преобразование Грея ячеек кодовых слов в сигнальное созвездие: используются преобразования QPSK (4-QAM), 16-QAM, 64-QAM или 256-QAM.
  • Вращение созвездия и циклическая квадратурная (Q) задержка: дополнительно, поворот созвездия против часовой стрелки может достигать 30 градусов. Кроме того, квадратурной (мнимой) части ячеек циклически сдвигается на одну ячейку
  • Перемежение ячеек
  • Временное перемежение — применяется для устойчивости к импульсным помехам, различные компоненты информации перемежаются с периодом около 70 мс.

Формирование кадра[править | править вики-текст]

Передаваемый поток организуется в суперкадры, которые состоят из кадров DVB-T2 (до 255) и частей кадра перспективного расширения (FEF). FEF используют для резервирования места для информации, которая может появится в будущем и передаваться в OFDM.

  • Преобразование ячеек: ячейки преобразуются в OFDM символы. Кадр DVB-T2 состоит из:
    • символа P1 — используется для синхронизации
    • одного и более символов P2 — передает параметр конфигурации сигнализации L1
    • символов регулярных данных — содержат данные PLP (существует три вида: общие PLP, PLP типа 1 и PLP типа 2), вспомогательные потоки и фиктивные символы для заполнения
    • символа закрытия кадра (для некоторых параметров)
  • Частотное перемежение : случайное чередование делается на каждого символа OFDM (кроме P1)

Генерация OFDM[править | править вики-текст]

  • Режим MISO (англ. multiple input single output — много входов, один выход) введён для одночастотных сетей: предварительная обработка Аламоути дополнительно применяется к парам ячеек OFDM-символов.
  • Внедрение пилот-сигнала и резервирование ложного тона. Добавляются три класса пилот-тонов: постоянные (с фиксированным положением), рассеянные (циклически движущееся положение) или краевые (граничное положение). Есть 8 различных конфигураций для рассеянного пилот-тона (PP1 … PP8). Кроме того, ряд фиктивных поднесущих не модулировано и зарезервировано, чтобы уменьшить динамический диапазон выходного сигнала DVB-T2 (это уменьшает нелинейные искажения в усилителях мощности во время передачи).
  • Обратное дискретное преобразование Фурье (IDFT): классическое IDFT используется для перехода из частотной области во временную область, смещая положение поднесущих относительно средней несущей частоты. Доступно от 1k (1024) до 32k (32768) поднесущих. Существует также расширенный режим, который позволяет заполнить дополнительные данные в доступной полосе пропускания, используя больше активных поднесущих и сокращая количество нулевых поднесущих защитного диапазона.
  • Уменьшение отношения пиковой мощности к средней (PAPR) — повышает КПД передатчика по мощности.
  • Добавление защитного интервала: циклический префикс вставляется перед символом IDFT, чтобы выделить сигнал при наличии эхо-сигналов в канале передачи. Допускаются интервалы длиной от 1/128 до 1/4 от длины IDFT .
  • Добавление символа P1: символом P1 является отдельно созданным символом 1k OFDM, всегда вставляется в заголовке кадра. Она передает несколько бит информации (распространение, скремблирование и DBPSK модуляцией), служит для синхронизации (по времени и по частоте) и идентификации потока на приёмной стороне.
  • Цифро-аналоговое преобразование (ЦАП) : отсчёты DVB-T2 преобразуется в аналоговый комплексный BB-сигнал (I и Q). Частота дискретизации зависит от пропускной способности выделенной полосы частот. Например, при ширине канала 8 МГц, интервал дискретизации комплексных отсчётов 7/64 мкс.

Сервисные возможности[править | править вики-текст]

Цифровой телевизионный ресивер BBK SMP125HDT2 (стандарты DVB-T и DVB-T2) c функцией мультимедийного проигрывателя файлов высокого разрешения и записи цифрового эфира на внешний носитель. Подключение к телевизору через RCA или HDMI. Управление с пульта. Модель чипсета ALI3812.
Ресивер цифрового эфирного телевидения (стандарты DVB-T и DVB-T2) c функцией мультимедийного проигрывателя и цифрового «видеомагнитофона» (запись на внешний жёсткий диск или флеш-накопитель). Подключение к телевизору через RCA или HDMI.

DVB-T2 позволяет предоставлять различные цифровые сервисы и услуги:

В списке представлены все цифровые сервисы и услуги DVB-T2. Многие цифровые сервисы и услуги являются интерактивными.

Приём цифрового сигнала DVB- T2[править | править вики-текст]

Приём цифрового сигнала DVB-T2 осуществляется эфирной коллективной или индивидуальной (наружной или комнатной) антенной, подключаемой к различным приёмникам:

Использование[править | править вики-текст]

Карта использования систем наземного цифрового телевидения в мире

Европа[править | править вики-текст]

  • Великобритания: один мультиплекс (HDTV), пробный запуск в декабре 2009 года, полностью запущен в апреле 2010 года.
  • Италия: один мультиплекс, пробный запуск в октябре 2010 года.
  • Швеция: два мультиплекса, полный запуск в ноябре 2010 года.
  • Финляндия: пять мультиплексов, пробный запуск в январе 2011 года, полностью — в феврале 2011 года.
  • Испания: два мультиплекса, полный запуск в 2010 году.

Россия[править | править вики-текст]

Распоряжением Правительства РФ № 287-р от 3 марта 2012 года единственным для России стандартом эфирного наземного цифрового телевидения является только DVB-T2.[3][4]

16 марта 2012 года 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.[5]

Распоряжением Правительства РФ от 24 мая 2010 года № 830-р единственным исполнителем работ в рамках Федеральной целевой программы «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009—2015 годы» определена «Российская телевизионная и радиовещательная сеть» (РТРС).[6] Государственным оператором РТРС организовано вещание двух мультиплексов в стандарте DVB-T2 — РТРС-1 и РТРС-2.[7][8] Данные пакеты каналов являются бесплатными, не закодированными и открытыми для приёма (FTA), система условного доступа не применяется.[9][10] В соответствии со стандартом DVB-T2 реализованы бесплатные, социальные цифровые сервисы и услуги: телевидение стандартной чёткости (SDTV), цифровое радио, стереозвук, субтитры, телетекст, телегид, синхронизация времени и даты с цифровым телевещанием.

Украина[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]