Покупая новый телевизор, вы можете увидеть на упаковке или на наклейке на телевизоре обозначения типа DVB-T, DVB-T2, DVB-C и подобные. Многие думают, что это просто очередные дополнительные функции у телевизора, типа улучшение качество изображения, звука и т.п.. Более осведомленные из сокращения DVB (Digital Video Broadcasting) поймут, что это как то связанно с цифровым телевидением. Но что же означают эти сокращения и так ли они важны? На самом деле они очень важны и нужны, поскольку делают возможным просмотр цифрового телевидения без лишних приставок и лишних затрат. В этой статье я расскажу, что такое цифровое телевидение, DVB, какие стандарты DVB бывают и способы подключения цифрового телевидения.
Начнем с начала, и ответим на вопрос что такое цифровое телевидение и в чем плюсы его использования?
Цифровое телевидение (от англ. Digital Television, DTV) - технология передачи телевизионного изображения и звука при помощи кодирования видеосигнала и сигнала звука с использованием цифровых каналов (Википедия). Привычное нам телевидение называется "аналоговым". Его основной недостаток в том, что телесигнал при передаче может сильно терять в качестве из-за различных помех. Я думаю всем знакомо при просмотре телеканала- рябь, проблемы со звуком, зависимость качества (а иногда и количества) каналов от погодных условий и т.д. Цифровой сигнал защищен от этого, и на телеэкране мы видим изображение очень хорошего качества. Помимо качественной картинки вы получаете пятиканальный звук, думаю знатоки оценят. Плюс к этому, вы получаете дополнительную информацию EPG (электронная телепрограмма)- дает информацию о текущей программе, и теле-гид на неделю или две. Вообщем это следующий виток в развитии телевидения и грех им не воспользоваться.
DVB (Digital Video Broadcasting) - это семейство стандартов цифрового телевидения, разработанных международным консорциумом DVB Project. Первоначально появилось DVB-S (спутниковое телевидение, более подробно об этом речь пойдет ниже), но со временем цифровой сигнал стали распространять не только со спутника, но и через телевизионные кабели и эфирное телевидение. Поскольку все эти три направления: со спутника, телевизионного кабеля и эфирного сигнала отличались частотными каналами, способами модуляции и т.д., их решено было разделить на стандарты, так появились сокращенияDVB-T, DVB-C, DVB-S .
ИЛИ 
DVB-C (более новый DVB-C2 ) - Цифровое кабельное телевидение . Данный стандарт цифрового телевидения позволяет вам просматривать цифровые каналы, предоставляемые кабельным провайдером. Т.е. помимо аналоговых каналов ваш провайдер может параллельно предоставлять вам каналы в цифровом качестве и для их просмотра вовсе не обязательно покупать дополнительные приставки, поскольку большинство телевизоров поддерживает стандарт DVB-C. Стоит учесть, что у некоторых кабельных провайдеров цифровые каналы зашифрованы и для того, что бы их смотреть, необходимо приобрести карту доступа. Эта карта доступа вставляется либо в телевизор через CAM модуль (если таковая возможность есть в телевизоре), либо в приставку DVB-C.
ИЛИ 
ИЛИ 
Как вы можете заметить все стандарты подверглись модификации и появились следующие поколения (обозначается цифрой 2 на конце, например DVB-T, второе поколение DVB-T2). Это связано с тем, что прогресс не стоит на месте и мы хотим не просто цифровое телевидение, а цифровое телевидение в высоком качестве (высоком разрешение изображения). Следует учитывать поколение DVB используемое вашим телевизором, поскольку цифровое вещание работает в основном на втором поколении DVB. Т.е. если ваш телевизор поддерживает DVB-T, но не поддерживает DVB-T2, то вы не сможете просматривать эфирные цифровые каналы.
В чем основной плюс, наличия у телевизора поддержки различных цифровых стандартов?! Первое- это позволяет экономить деньги, поскольку, как я говорил ранее, не требуется покупка дополнительного оборудования или покупка будет стоит значительно дешевле, в случае с DVB-S, DVB-S2. Помимо этого вы будете пользоваться одним пультом от телевизора, что согласитесь значительно удобней чем двумя- от телевизора и цифровой приставки/ ресивера. Экономия места, поскольку нет необходимости использовать дополнительное оборудования.
Как вы можете заметить теперь цифровое телевидение доступно не только в крупных мегаполисах (для них доступны все три способа получить цифровое телевидение - DVB-T2, DVB-C, DVB-S2), но и удаленных деревнях (можно воспользоваться стандартами DVB-T2 или DVB-S2).
DVB-T2 - это стандарт цифрового телевидения. А приставка Т2 означает, что это второе поколение из общей группы. Он создавался на основе присутствующих стандартов поколения чтобы увеличить на 50% общую производительность телевизионных сетей. А вместе с тем и их качество и надежность. О том, что это - DVB-T2, и пойдет речь в этой статье.
Описание
Данный стандарт очень сильно отличается от предыдущих версий. А это значит, что приемники старых версий его не поддерживают. Для DVB-T2 характерны виды модуляции QPSK, 16 QAM, 64 QAM и 256 QAM. В зависимости от применения той или иной максимальная скорость цифрового потока может варьироваться от 7 до 50 мегабит в секунду.
В основе структуры системы лежит передача транспортного потока типа MPEG-TS. При этом через стандарт DVB-T2 можно передавать одновременно несколько потоков. Для этого была применена специальная система предварительной обработки данных.
Развитие
На заре появления телевидения самыми популярными стандартами были NTSC, Pal и SECAM. Они отвечали за кодирование цвета. В ходе развития телевизионных систем какие-то из них вымерли, а какие-то живут и используются до сих пор. С глобальным переходом телевидения на цифру и эти стандарты постепенно уходят в небытие.
Основной причиной перехода на цифровое телевидение послужила возможность сжатия данных по алгоритму MPEG, тем самым значительно увеличивая характеристики и качество передаваемого сигнала.
На сегодняшний день в мире имеются несколько общепринятых стандартов, характерных для каждого региона. DVB и производные используются в Европе, ATSC применяется в Америке, ISDB и DTMB, соответственно, в Японии и Китае.
Основные возможности цифрового DVB -T2
К ним относятся:
телетекст;
звук в формате Dolby Digital;
синхронизация даты и времени;
широкополосный доступ в интернет.
многоканальное мультиплексирование, то есть объединение в 1 цифровой пакет нескольких каналов;
отображение в режимах стандартной четкости, высокой четкости и сверхвысокой четкости;
отображение 3D-телевидения;
отображение видео по запросу;
Система приема сигналов формата DVB-T2
Принимать сигнал данного типа может специальная эфирная антенна, которая должна быть подключена к особым приемникам. Ими могут служить как телевизоры со встроенными модулями, так и отдельные DVB-T2-приставки или тюнеры. Их, как правило, нужно докупать отдельно.
Цифровой Что это означает?
При переходе на цифровое телевидение многие пользователи останавливаются перед выбором технических устройств для его отображения. Модуль DVB-T2 может как присутствовать в телевизоре, так и отсутствовать. При покупке стоит обращать внимание и на это в современных реалиях. Конечно, большинство инновационных моделей телевизоров уже имеют встроенный модуль DVB-T2. Что это дает на практике? Это означает, что при трансляции цифрового эфирного телевидения пользователю не потребуется докупать дополнительных устройств типа ресиверов или тюнеров.
Краткий обзор устройств для приема DVB-T2
На современном рынке присутствует масса устройства, которые поддерживают стандарт DVB-T2. Среди них есть уже готовые решения, которые идут сразу встроенными в телевизор или же в отдельном исполнении, так называемые тюнеры или ресиверы. Также их иногда еще называют цифровыми DVB-T2-приставками.
Телевизоры
Способностью работать с форматом DVB-T2 обладает линейка телевизоров Samsung, LG, Sony и многие другие. Особо расписывать характеристики телевизоров смысла нет, так как стандарт DVB-T2 ТВ в них либо присутствует, либо нет. Больший интерес вызывает обзор приставок.
BBK SMP 243 HDT2
Самый обыкновенный цифровой ТВ-тюнер. Выполнен в виде внешнего блока, который устанавливается рядом с устройством, например телевизором. Может работать как с новым стандартом цифрового телевидения DVB-T2, так и с более устаревшим DVB-T. Из особенностей можно выделить поддержку нескольких стандартов видео высокой четкости, среди которых имеются 720p, 1080i и 1080p. Имеется режим телетекста, таймер записи и отложенный просмотр. Для выводов аудио и видео данных присутствуют аудиовыход, HDMI и стандартный композитный. Стоимость устройства не превышает 1000 руб.
Oriel 794
Цифровой тюнер, поддерживающий режимы приема сигнала высокой четкости 720p и 1080p. Имеет выходы на аудио, HDMI, SCART и композитный. Обладает собственным дисплеем, на котором отображаются каналы и другая необходимая пользователю информация. Может отображать телетекст, если это поддерживается цифровым каналом. Умеет записывать видео и отображать его в режиме отложенного просмотра. Стоимость устройства колеблется в районе от 1200 до 1600 руб.
Avermedia Technologies Avertv Hybrid Volar T2
Внешний ТВ-тюнер с большим перечнем возможностей. Собственно, и стоимость его варьируется от 4500 до 4900 руб. Обладает, так же как и другие примеры, внешним дисплеем. Может записывать видео в стандарте MPEG 1 и 2. Поддерживает форматы видео высокой четкости 720p, 1080i и 1080p. Может подключаться и к налоговому телевидению со стандартами Pal, SECAM, NTSC. Для вывода данных используются аудиовыход, s-video выход и композитный. Функции телетекста, записи видео и режим отложенного просмотра присутствуют.
Данное устройство ориентировано в основном на использование на компьютерах. Поэтому имеются и системные требования, предъявляемые к ПК. Потребуется процессор не менее Pentium 4 с частотой 2 ГГц. Как минимум 256 MB оперативной памяти и порт USB, так как подключается тюнер именно с его помощью. Также необходим Direct X Версии 9, установленный в операционной системе.
Rombica Pro DVB-T2
Очень компактный DVB-T2-тюнер, который подключается к компьютеру. Поэтому выполнен в виде маленькой флешки. Умеет отображать видео в формате высокой четкости 720p, 1080i, 1080p. Также может записывать видео в различных форматах. Оснащен пультом дистанционного управления для переключения каналов с дивана. Стоимость устройства не превышает 3 тыс. руб.
Что дает переход на DVB-T2
Во-первых, стоит отметить отличное качество сигнала. В отличие от аналогового, цифровое телевидение либо есть, либо нет. Аналоговый же сигнал может обладать плавным переходом от хорошей картинки к плохой.
В одном и том же частотном ресурсе можно использовать намного большее количество каналов. В так называемом пакете теперь можно разместить несколько программ одновременно, от 6 до 18.
Отличительной особенностью сигнала стандарта DVB-T2 является тот факт, что он не подвержен зашумлению. То есть в тех областях, где аналоговый сигнал принимался с трудом, DVB -T2 будет работать гораздо эффективнее.
Появилась возможность транслировать канал в режиме высокой четкости HDTV. Качество такой картинки действительно потрясающее.
Стандарт DVB-T2 обладает еще одной интересной особенностью. Его можно принимать в движении. То есть и телевизоры с модулями DVB-T2 теперь можно устанавливать на транспортных средствах и принимать телевизионные каналы.
Заключение
Так что это - DVB-T2? Это новый инновационный стандарт, который в значительной мере увеличивает возможности передачи данных по телевизионным каналам. Высокая четкость, приемлемые уровни приема сигнала, более высокая скорость, меньшее количество оборудования для приема и много других полезных нюансов. С приходом DVB-T2 начинается новая эра телевидения. Осталось лишь дождаться полного перехода всех транслирующих компаний, а также пользователей на этот единый стандарт.
Стоит отметить, что в России освоение стандарта DVB-T2 идет значительными темпами. Многие провайдеры кабельного телевидения постоянно расширяют список каналов в формате HD. За ними постепенно переходят и телерадиокомпании. Теперь даже находясь в глубинке Российской Федерации можно использовать новые технологии для просмотра телевидения. На крайний случай можно использовать и спутниковую антенну с поддержкой DVB-T2.
DVB-T2 является вторым поколением европейского стандарта эфирного цифрового телевизионного вещания DVB-T.
Телевещание стандарта DVB-T2 производится с применением кодирования MPEG-4, скорость потока составляет до 50 Мбит/с. Цифровой формат обеспечивает стабильность картинки даже в условиях высокого шума и помех. Этим он принципиально отличается от аналогового формата, которому присущи системные искажения.
Примечание. Стандарт DVB-T2 – последний в семействе стандартов эфирного наземного цифрового телевещания DVB, потому что невозможна физическая реализация более высокой скорости передачи данных в единице спектра.
DVB-Т2 имеет принципиальные отличия от DVB-Т как относительно архитектуры системного уровня, так и на физическом уровне. Этим обусловлена несовместимость приемников DVB-T с DVB-T2.
Стандарт DVB-T2 обладает неоспоримыми преимуществами перед предшественником: он призван увеличить пропускную способность радиоканала на величину не менее 30%, при этом инфраструктуру существующих сетей и частотные ресурсы менять не нужно. Это позволит расширить число передаваемых телепрограмм на одном РЧ-присвоении, а также улучшить качество работы радиочастотных сетей.
Несмотря на то, что стандарт DVB-T2 является последователем DVB-T, он обладает улучшенным и расширенным функционалом. При сохранении таких основных идей обработки сигнала, как скремблирование, а также перемежение данных и кодирование, каждый из этапов усовершенствован и дополнен. Изменения не коснулись лишь модуляции OFDM (ортогональное частотное мультиплексирование).
Для инкапсуляции данных в системе DVB-T2 возможно применение транспортного потока не только MPEG, но и общего назначения (GSE). Это обеспечивает снижение объема передаваемых служебных данных и делает адаптацию потока к сети более гибкой. В сравнении со своим предшественником (DVB-T) у стандарта DVB-T2 отсутствует привязка к какой-либо структуре данных на уровне транспорта.
Отличия состоят также в использовании полосы. Если в стандарте DVB-T вся полоса задействована для передачи одного потока, то в DVB-T2 применяется т.н. концепция PLP. Данная аббревиатура расшифровывается как Physical Layer Pipes, или каналы физического уровня, и означает передачу нескольких логических каналов в одном физическом. Возможны 2 режима:
режим А – передача одного PLP;
режим B – передача нескольких PLP (или multiPLP). При данном режиме происходит одновременная передача нескольких транспортных потоков, при этом каждый из данных потоков помещается в свой PLP. Благодаря этому в одном радиочастотном канале возможно сосуществование услуг, которые передаются с различной степенью помехоустойчивости. Возможен выбор режима модуляции и режима помехоустойчивого кодирования индивидуально для каждого PLP. Другими словами, оператор для каждой программы в пакете может выбрать большую скорость передачи либо лучшую помехоустойчивость. Декодирует приемник лишь выбранный PLP, а сам на время передачи PLP, не интересующих пользователя, отключается. Этим обеспечивается энергетическая экономия.
Стандарт DVB-T2 имеет более сложную систему перемежения. Применяется битовое, частотное перемежение, а также дополнительно – временное. Осуществляется оно как внутри одного модуляционного символа, так и внутри суперкадра, что дает возможность увеличения устойчивости сигнала импульсным помехам, а также изменению характеристик передающего тракта.
Для стандарта DVB-T2 предусмотрено 8 способов размещения пилот-сигналов. То есть если для DVB-T число пилот-сигналов от общего числа несущих было 8%, то для системы DVB-T2 возможно варьирование данного значения: 1, 2, 4 и 8%. На схему размещения влияет величина защитного интервала.
Еще одно новшество стандарта DVB-T2 – вращение сигнального созвездия, что позволяет повысить помехоустойчивость системы.
Таким образом, ключевыми особенностями DVB-T2 являются:
по сравнению с DVB-T: не менее чем 30-процентное увеличение пропускной способности и улучшение характеристик SFN;
устойчивость передачи, определяемая службой;
передача программ как на мобильные, так и на стационарные приемники;
использование существующей инфраструктуры DVB-T;
уменьшение расходов по эксплуатации на стороне передачи благодаря уменьшению отношения «пиковая мощность/средняя мощность».
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.
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.
