Technologie rozsiewcze telewizji cyfrowej Podstawowa terminologia w dziedzinie telewizji cyfrowej Radosław Tyniów
DTV Digital Television ogólna nazwa emisji sygnału telewizyjnego za pomocą techniki cyfrowej Istnieje kilka różnych sposobów nadawania i odbioru telewizji cyfrowej: poprzez sieć naziemnych nadajników, znany jako naziemna telewizja cyfrowa DTT (Digital Terrestrial Television) przy wykorzystaniu sieci kablowych (DVB-C) przy wykorzystaniu sieci satelitarnych (DVB-S) możliwe jest również nadawanie telewizji cyfrowej poprzez techniki bezprzewodowe jak MMDS, WiMax... kolejnym rozwiązaniem jest IPTV, która umożliwia odbiór telewizji przez specjalny odbiornik wykorzystując protokół internetowy IP
SDTV Standard Definition Television telewizja standardowej rozdzielczości rozdzielczość obrazu telewizyjnego zbliżona jest do rozdzielczości telewizji analogowej nie posiada przypisanych proporcji ekranu dla formatu 4:3 najczęściej stosowana jest rozdzielczość 720 576 pikseli HDTV High Definition Television telewizja wysokiej rozdzielczości standard przeznaczony do przekazu obrazów o wysokiej jakości w formacie 16:9 Rozdzielczości HDTV: 720p - 1280x720 pikseli 1080i / 1080p - 1920x1080 pikseli Oznaczenia: i (interlaced) - obraz z przeplotem (na zmianę wyświetlane są linie parzyste i nieparzyste) p (progressive scan) - obraz ze stałym skanowaniem (lepsza ostrość obrazu) jeden program HDTV wymaga kilkukrotnie większych przepływności niż program SDTV mniejsza liczba możliwych do przesłania programów telewizyjnych w jednym multipleksie cyfrowym
Kompresja sygnału cyfrowego określony ciąg operacji wykonywanych nad sygnałem cyfrowym, prowadzący do zmniejszenia (na ogół znacznego) ilości przesyłanych danych cyfrowych przy zachowaniu akceptowalnego poziomu jakości przekazywanej informacji nieskompresowana wizja wymaga przepływności rzędu 648Mb/s (telewizja standardowej rozdzielczości, 720x576x32x50) Kompresja może być bezstratna -jeżeli nie zmniejsza ilości właściwej informacji w przekazywanym sygnale stratna - jeżeli w jej wyniku informacja niesiona w sygnale jest tracona bezpowrotnie (dotyczy to tej części przekazywanej informacji, która jest dostrzegana lub słyszana słabo lub w ogóle przez organ wzroku lub słuchu)
MPEG Motion Pictures Expert Group ekspercka grupa ds. obrazów ruchomych rodzina standardów kompresji sygnałów cyfrowych, przewidzianych pierwotnie do kompresji sygnałów cyfrowych niosących informację o ruchomych obrazach, rozszerzona później także na standardy służące do kompresji cyfrowych sygnałów fonicznych z bardziej znanych standardów MPEG wyróżnia się: MPEG-1 (Video CD), MPEG-2 (telewizja cyfrowa SDTV, DVD), MPEG-4 ASP (popularne implementacje to DivX i Xvid), MPEG-4 - znany także jako MPEG-4 part10/avc/h.264 (telewizja cyfrowa SDTV, HDTV) AVC (Advanced Video Coding) - standard kompresji sekwencji wizyjnych o bardzo małych przepływnościach, przyjęty w roku 2003 jako 10 część standardu ISO MPEG-4 oraz jako rekomendacja ITU-T H.264. Efektywność kompresji kodera AVC dzięki wprowadzeniu nowych rozwiązań jest o wiele większa niż poprzednich standardów głównym konkurentem kodeka H.264/AVC jest kodek WMV firmy Microsoft, przyjęty przez amerykańskie stowarzyszenie SMPTE jako standard VC-1, oraz kodek AVS opracowany przez konsorcjum stworzone przez rząd chiński
DVB-T,, DVB-T2 Digital Video Broadcasting - Terrestrial standard telewizji cyfrowej DVB nadawanej naziemnie system transmisji cyfrowych strumieni audio/wideo przy użyciu COFDM czyli kodowanej transmisji OFDM do kompresji audio/wideo przyjęto standard MPEG-2, istnieje także możliwość wykorzystania standardu MPEG-4/H.264 możliwość budowy sieci SFN kanały telewizyjne (8MHz, 7MHz) w zakresach TV: III / IV / V odbiór stacjonarny, przenośny, mobilny w 2006 roku rozpoczęto prace nad następną generacją DVB-T, dzięki zastosowaniu nowych technik np. modulacji, standard DVB-T2 będzie zapewniał większe przepływności pojawienie się na rynku nowego standardu oczekiwane jest w 2009 roku. DVB-C Digital Video Broadcasting - Cable standard systemu telewizji cyfrowej DVB przeznaczony do stosowania w sieciach kablowych
DVB-H,, DVB-H2 Digital Video Bradcasting - Handheld jest odmianą systemu DVB-T, dostosowaną do małych urządzeń przenośnych np. telefonów komórkowych, palmptopów zmodyfikowana wersja DVB-T, zawierająca rozwiązania techniczne pozwalające pokonać bariery techniczne związane z zasilaniem i jak największym wydłużeniem żywotności baterii urządzeń mobilnych DVB-H pozwala na odbiór programów telewizyjnych oraz transmisję danych wykorzystując jako kanał zwrotny sieć telefonii komórkowej, można uzyskać interaktywność systemu kanały telewizyjne (5,6,7,8 MHz) w zakresach TV: IV/V w 2007 roku rozpoczęto badania nad systemem DVB-H2 i powinny się one zakończyć w 2008 roku DVB-S,, DVB-S2 Digital Video Broadcasting - Satellite standard systemu telewizji cyfrowej DVB przeznaczony do stosowania do emisji satelitarnych. W 2005 roku stworzono następną generację DVB-S2.
DVB-SH Digital Video Bradcasting - Satellite Services to Handheld Devices jest hybrydowym (satelitarno-naziemnym) standardem opracowanym na bazie DVB-H oraz Satellite Digital Radio (ETSI SDR) Na system składają się dwa komponenty: satelita geostacjonarny zapewniający pokrycie na zewnątrz budynków oraz wewnątrz budynków w terenach słabo zurbanizowanych komponent naziemny składający się z sieci małej mocy przekaźników zapewniających odbiór wewnątrz budynków na obszarach zurbanizowanych Zakres częstotliwości - pasmo S (2170-2200 MHz) DMB Digital Multimedia Broadcasting system transmisji multimediów (radio, TV, dane) do małych urządzeń przenośnych np. telefonów komórkowych wywodzi się z DAB-u, który powstał w ramach projektu badawczego Unii Europejskiej (Eureka 147) DMB opracowano w Korei Południowej w ramach międzynarodowego projektu IT transmisja w tym systemie może odbywać się poprzez satelitę (S-DMB) lub naziemnie (T- DMB) kanały o szerokości 1,7 MHz w pasmach VHF oraz L (1452-1492 MHz)
OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) system transmisji kanałowej wykorzystuje dużą liczbę wolnych modulatorów w wąskich podkanałach zamiast jednego szybkiego modulatora w całym kanale każdy modulator ma przydzielony własny podkanał wraz z częstotliwością nośną aby uniknąć wzajemnych zakłóceń, nośne są ortogonalne w stosunku do siebie każda nośna jest cyfrowo modulowana strumieniem danych czas trwania każdego symbolu jest stosunkowo długi, możliwe jest więc wstawianie pomiędzy symbole użyteczne dodatkowych symboli tzw. przedziałów ochronnych (ang. guard intervals), dzięki czemu mogą być eliminowane interferencje między symbolowe możliwość tworzenia sieci jednoczęstotliwościowych SFN technika transmisyjna OFDM zapewnia odporność na sygnały wielodrogowe, odporność na zaniki i zakłócenia oraz odbiór w ruchu zastosowanie: transmisja szerokopasmowa wizji i dźwięku, transmisje multimedialne do odbiorców w trudnych warunkach odbioru (odbicia, ruch), systemy DVB-T, DVB-H, T-DMB, DVB-SH, WiMax
Multipleks (MPX) zespolony strumień danych cyfrowych składających się z dwóch lub więcej strumieni zawierających dane o programach radiowych, telewizyjnych i usługach dodatkowych, mieszczący się w określonym kanale telewizyjnym Set-top top-box (STB) urządzenie pośredniczące, umożliwiające odbiór sygnałów cyfrowej telewizji, a także innych usług świadczonych w ramach DVB, za pomocą standardowego odbiornika telewizji analogowej
MFN Multi Frequency Network sieć wieloczęstotliwościowa jest typem sieci radiowej, w której sygnał nadawany jest przez wiele nadajników wykorzystujących pewna liczbę różnych częstotliwości w odróżnieniu od sieci SFN, sąsiednie nadajniki nie mogą pracować na takiej samej częstotliwości możliwość powtórzenia kanału pojawia się gdy są one oddalone od siebie o tzw. odległość separacyjną, po przekroczeniu której zakłócenia spadają do akceptowalnego poziomu SFN Single Frequency Network sieć jednoczęstotliwościowa jest to sieć rozsiewcza, w której wiele nadajników jednocześnie nadaje ten sam sygnał na tej samej częstotliwości zastosowanie techniki OFDM wraz z przedziałem ochronnym umożliwia sumowanie sygnałów z wielu nadajników efektywniejsze wykorzystanie widma radiowego (w porównaniu do tradycyjnych sieci MFN), poprzez zmniejszenie ilości częstotliwości/kanałów niezbędnych do nadawania jednego programu
Plan GE06 plan i zasady wykorzystania zasobów widma częstotliwości fal radiowych przez cyfrowe naziemne służby rozsiewcze w zakresach częstotliwości 174-230 MHz i 470-862 MHz Planowanie stacjami określony kanał przypisany jest do nadajnika z określoną lokalizacją oraz parametrami takimi jak moc, wysokość zawieszenia anteny nadawczej itd. Planowanie allotmentami określony kanał przypisany jest do zdefiniowanego obszaru, w którym powinno być zapewnione pokrycie sygnałem oraz ochrona przed zakłóceniami. Lokalizacje nadajników oraz ich parametry nie muszą być znane na etapie planowania, muszą być natomiast określone podczas konwersji allotmentu na jeden (MFN) lub wiele (SFN) nadajników RN Reference Network sztuczna sieć składająca się z nadajników o hipotetycznych parametrach, służąca oszacowaniu możliwości odbioru na obszarze objętym taka siecią RPC - Reference Planning Configurations konfiguracja opisująca implementacyjne aspekty techniczne takie jak typ odbioru, struktura sieci, jakość pokrycia, minimalna wartość do odbioru sygnału
Typy odbioru Odbiór r stacjonarny (FX) kierunkowa antena odbiorcza zamontowana jest na poziomie dachu. Dla służb rozsiewczych zakłada się ze antena zawieszona jest na wysokości 10 m npt Odbiór r przenośny ny: na zewnątrz (PO) - odbiór na zewnątrz budynków, na noszonym odbiorniku z wbudowaną lub dołączoną anteną umieszczoną na wysokości nie mniejszej niż 1.5 m npt wewnątrz budynku, na parterze (PI) - odbiór na noszonym odbiorniku z wbudowaną lub dołączoną anteną umieszczoną na wysokości nie mniejszej niż 1.5 m nad poziomem podłogi, w budynku z oknem w zewnętrznej ścianie Odbiór r mobilny (MO) odbiór w ruchu z anteną odbiorczą umieszczoną na wysokości nie mniejszej niż 1.5 m npt
Dywidenda cyfrowa są to zasoby częstotliwości w paśmie VHF (III zakres TV: 174-230 MHz) i w paśmie UHF (IV i V zakres TV: 470-862 MHz) zwolnione i udostępnione po całkowitym wyłączeniu telewizji analogowej, z pominięciem częstotliwości niezbędnych do zapewnienia cyfrowego przekazu dla aktualnej analogowej oferty programowej Switchover proces przejścia w radiodyfuzji z nadawania analogowego na cyfrowe, zakończony wyłączeniem emisji analogowej Simulcast(ing) równoległa emisja tych samych programów w systemie analogowym i cyfrowym Switchoff zakończenie emisji analogowej
IPTV (ang. Internet Protocol Television) jest to system, w którym telewizja cyfrowa jest dostarczana do odbiorcy przy wykorzystaniu protokołu internetowego IP poprzez infrastrukturę internetową każdy odbiornik STB (ang. Set-Top-Box) posiada własny unikalny adres IP, na który przesyłany jest strumień wideo z serwera strumień wideo najczęściej zakodowany w formacie MPEG-2, MPEG-4 lub innych formatach stosowanych do realizacji mediów strumieniowych w sieci Internet, takich jak WindowsMedia WMV lub RealVideo
Dziękuję za uwagę Kontakt: r.tyniow@uke.gov.pl