В рубрику "Кодирующее оборудование" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Денис Кустов
Технический эксперт ФГУП
"НИИ телевидения", г. С.-Петербург
В июне 2008 года исполнилось уже 10 лет с тех пор, как на постсоветском пространстве начались работы по практическому внедрению цифрового эфирного телевещания. За это время было организовано несколько опытных зон стандарта DVB-T (Нижний Новгород, Москва, С.-Петербург), реализованы платные системы эфирного вещания. Развернуты системы одночастотного вещания во Владивостоке, Курске, Кургане и Мордовии, проводятся испытания данного режима вещания в Тверской области. В 2010 году в Москве стартовали проекты цифрового мобильного вещания в стандарте DVB-H. Тестовые включения цифрового оборудования проводились и в других странах СНГ, в частности в Казахстане, Узбекистане. Некоторые страны Балтии закончили переход на стандарт DVB-T. В июне 2007 года был реализован первый проект платного наземного цифрового вещания в Карагандинской области в Республике Казахстан.
В этих проектах активно применяются как хорошо себя зарекомендовавшие традиционные технологии DVB-T/-S/MPEG-2, так и современные стандарты DVB-S2, MPEG-4 (H.264/AVC).
Стандартизация спецификации цифрового эфирного вещания началась в марте 1997 года с выходом первой редакции стандарта DVB-T. За 13 лет были опубликованы пять редакций стандарта EN 300 744, а осенью 2009 года появился новый стандарт канального кодирования и модуляции DVB-T2. По состоянию на май 2010 года существуют основные спецификации, описывающие цифровые эфирные технологии вещания (табл. 1).
Разработка метрологической базы РФ началась в 2001 году под эгидой Министерства связи и информатизации РФ. В работах принимали участие предприятия трех ведомств Министерства связи и информатизации РФ, Роспрома и Минпечати РФ. Результатом данных работ явилось создание более 20 проектов стандартов.
В табл. 2 приведены российские стандарты (проекты стандартов), в которых отражена проблематика построения систем цифрового эфирного вещания.
Необходимо отметить, что в этих нормативных документах не прописан стандарт DVB-T2. И если при внедрении цифрового телевидения в РФ планируется организация передачи программ высокой четкости, то целесообразно разработать новые стандарты на цифровое наземное вещание.
Появление в 2005 году и последующее активное внедрение стандарта DVB-S2 принесло операторам спутниковой связи и вещания коммерческий успех. В настоящее время все больше операторов используют эту технологию для подачи программ на российские и зарубежные спутники. Особенно она популярна у провайдеров сервиса телевидения высокой четкости. Оборудование станций подачи программ большинства производителей является апгрейдируемым и позволяет, заказав начальную конфигурацию для работы в режиме DVB-S на скорости, например, 5 Мсимв/c, потом, по мере необходимости, активировать софт-лицензию для работы в DVB-S2, например в режиме АСМ на скоростях более 45 Мсимв/с. Это очень удобно для операторов. Более доступным по стоимости стало приемное оборудование, как абонентское, так и профессиональное.
Некоторые алгоритмы канального кодирования, успешно использовавшиеся в DVB-S2, были применены и в стандарте эфирного вещания DVB-T2.
Отметим наиболее важные отличия последнего по сравнению со стандартом DVB-T (табл. 3):
Как видно из табл. 3, данная спецификация по сравнению с классической еще более адаптивна к задачам, решаемым операторами эфирного вещания, таким как: покрытие определенной территории наибольшим количеством телерадиопрограмм, цифровое вещание на территории со сложным рельефом, вещание на движущиеся объекты, где скорость передачи информации не является основным требованием. Кроме этого, можно сделать вывод, что даже в режимах 2К и 8К новая технология вещания не обеспечивает совместимости с приемными устройствами стандарта DVB-T и при ее внедрении в перспективе замене подлежит весь приемный парк.
В табл. 4 приведены сравнительные характеристики двух технологий DVB-T и DVB-T2 при одинаковых условиях распространения (гауссовый канал). При этом характеристики DVB-T взяты из реально существующей цифровой системы, работающей в Великобритании. Как видно из таблицы, выигрыш в скорости передачи информации от использования технологии DVB-T2 в данном случае составляет более 40%.
Важнейшим условием успешного внедрения нового стандарта является появление элементной базы для массовых приемных устройств. Фирма Sony разработала чип демодулятора CXD2820R для приемников сигналов стандарта DVB-T2. Данная микросхема совместима со стандартами DVB-T2, DVB-T и со стандартом цифрового кабельного телевидения DVB-C. У ведущих производителей современной элементной базы компаний NXP Semiconductors и STMicroelectronics также имеются решения по демодуляции сигналов DVB-T2.
На прошедшей в сентябре 2010 года в Амстердаме выставке IBC 2010 кроме современной элементной базы были представлены оборудование и законченные решения, поддерживающие стандарт DVB-T2.
Наиболее полная линейка измерительного оборудования нового стандарта была представлена компанией Rohde & Schwarz. Многостандартная измерительная платформа SFU является универсальным средством контроля параметров в телевизионных системах DVB-T/T2, DVB-H и др. Прибор позволяет формировать тестовые сигналы различных стандартов, и в сочетании с измерительными приборами (демодуляторами и анализаторами) оператор сети может проконтролировать все самые необходимые параметры (измерять уровень сигнала, отношение сигнал – шум, визуализировать констелляционную диаграмму, спектр сигнала и др.).
Особый интерес у представителей российских компаний-интеграторов вызвал портативный анализатор R&S®ETL. Он работает как с традиционным DVB-T, так и с сигналами стандарта DVB-T2 и позволяет производить необходимые измерения, предусмотренные в международных рекомендациях, в том числе в одночастотных сетях ТВ-вещания. Также компания производит и стационарные приборы для анализа сигналов DVB-T2.
У французской фирмы Enensys также имеются решения для нового стандарта. Это модулятор DVB-T2 cерии NetMod и портативный анализатор DiviDual T2MI Multi Plp. Модулятор NetMod имеет возможность работы в синхронных (SFN) сетях цифрового ТВ-вещания.
Интересное решение демонстрировалось на стенде компании DekTec – PCI-приемник с функцией анализа DTA-2135-T2. Данная плата позволяет принимать сигнал нового стандарта, а также при применении фирменного программного обеспечения измерять и визуализировать параметры.
Ведущие производители цифрового каналообразующего оборудования представили решения по формированию радиосигнала стандарта DVB-T2 на базе модуляторов PT2082 (Pro Television Technologies RF ) и POWER4-T2 (Team-Cast ). Аппаратное решение по формированию сигнала DVB-T2 представила также итальянская фирма Screen Service.
DVB-T2 передатчики фирмы Harris были испытаны в опытной зоне цифрового вещания в стандарте DVB-T2 в Республике Казахстан. Эти испытания показали в целом очень хорошие результаты – была достигнута существенно большая зона покрытия, чем в классическом стандарте DVB-T и реализована передача программ стандартной и высокой четкости в наиболее скоростных режимах работы стандарта DVB-T2. Для оценки зоны обслуживания цифрового передатчика и параметров использовалось измерительное оборудования фирмы Rohde & Schwarz.
На рынке абонентского оборудования стандарта DVB-T2 активность проявляют несколько фирм: Pace, Humax, Kaon, TechniSat, Fortis и некоторые другие.
Общим функционалом приставок данных фирм является поддержка двух стандартов компрессии МPEG-2 и MPEG-4 (H.264/AVC), профиля и уровня телевидения высокой четкости (HDTV). В некоторых приставках, например в корейских Fortis, реализована поддержка MPEG-5, встроен жесткий диск или имеется интерфейс его подключения, добавлен интерфейс USB. Представлены также гибридные модели DVB-S/DVB-T2. Добавление дополнительного функционала привело к тому, что практически все приставки DVB-T2 перешли в более высокую ценовую категорию.
На данный момент самая интересная для российского рынка "бюджетная" (без поддержки телевидения высокой четкости и дорогих дополнительных опций) приставка стандарта DVB-T2 серийно не производится. Зарубежные фирмы-производители даже не анонсируют появление таких моделей. Однако имеется информация о намерениях некоторых российских производителей бытового оборудования для цифрового телевидения выпускать бюджетные модели приставок стандарта DVB-T2.
На выставке были представлены и цифровые телевизоры DVB-T2. Производитель телевизоров – фирма VESTEL одной из первых интегрировала цифровой демодулятор DVB-T2 и декодер в свои телевизоры. Некоторые японские фирмы также начали интеграцию цифровых тюнеров в свои серийные модели телевизоров.В последнее время в различные вещательные системы активно внедряется высокоэффективный стандарт компрессии МPEG-4. Применение данного стандарта позволяет существенно увеличить эффективность кодирования видеоинформации относительно MPEG-2 и решить задачу качественного кодирования ТВ-программ стандартной четкости на скоростях цифрового потока менее 2 Мбит/с.
Новое поколение оборудования компрессии обеспечивает решение следующих задач:
В настоящее время ведущими мировыми производителями успешно выпускается профессиональное оборудование кодирования, поддерживающее MPEG-4.
Сочетание новой технологии канального кодирования DVB-T2 и MPEG-4 существенно повышает привлекательность цифрового ТВ для операторов многопрограммного эфирного ТВ-вещания, так как это позволяет значительно увеличить количество передаваемых программ в одном частотном канале шириной 8 МГц. Это особенно важно для увеличения темпов внедрения в Российской Федерации цифрового эфирного вещания, учитывая существующие трудности с частотным обеспечением.
При применении комбинации MPEG-2/DVB-T в полосе частот 8 МГц можно передать пакет из 9–11 ТВ-программ стандартной четкости или 2–3 программ высокой четкости. При этом максимальное количество ТВ-программ в пакете зависит от типа контента (новости, спорт, анимация, фильмы и др.) и от эффективности применения функции статистического ремультиплексирования. При использовании стандарта компрессии MPEG-4 и стандарта DVB-T количество программ стандартной четкости в пакете увеличивается до 15–16.
Прежде всего выигрыш от внедрения DVB-T2 могут получить операторы цифрового эфирного вещания, которые в настоящее время жестко конкурируют с существующими операторами аналогового кабельного ТВ (имеющими, как правило, в сети по 40-50 каналов) и в комбинации MPEG-4/ DVB-T2 сумеют довести количество программ в пакете до рекордных 19–20 ТВ-программ в стандартной полосе частот. Имея 2–3 эфирные частоты, оператор может построить конкурентоспособную систему платного ТВ. Особенно это актуально для небольших городов Российской Федерации и стран СНГ, где внедрение технологии позволит решить вопрос организации качественного многопрограммного вещания в условиях ограниченного частотного ресурса и где переход на эфирную цифру гораздо более актуален по сравнению с большими мегаполисами, в которых хорошо развиты широкополосные кабельные сети и системы непосредственного спутникового приема.
Необходимо выделить очевидные преимущества от внедрения технологии DVB-T2:
Однако имеются и некоторые сложности с активным внедрением стандарта DVB-T2:
Несмотря на очевидные преимущества технологии DVB-T2, успешные результаты в тестовых зонах вещания и прогнозируемые большие объемы выпуска абонентских устройств в системах цифрового ТВ-вещания, в ближайшем будущем (2012–2013 годы) в Российской Федерации не следует ожидать вытеснения традиционного DVB-T более эффективными стандартами канального кодирования.
Очевидно, что темпы внедрения новой эфирной технологии будут зависеть от развития элементной базы нового стандарта, то есть от сроков появления и стоимости массового чипа-демодулятора сигналов данного стандарта и соответственно появления дешевых абонентских приемных устройств.
Опубликовано: -2010
Посещений: 38282
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Кодирующее оборудование" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
