Стандарти цифрового телебачення dvb t dvb c dvb t2. Стандарт DVB-C. Система цифрового ТБ мовлення

Цифровий тюнер: пропуск в світ якісного телебачення.

Що таке цифровий тюнер? Це електронний пристрій, що дозволяє отримувати і декодувати сигнал цифрового кабельного телебачення для подальшого перегляду програм на телевізорі. Таким чином, такі пристрої називають також декодерами або ресиверами. Старі моделі телевізорів оснащувалися лише аналоговим тюнером для прийому телесигналу з антени або кабелю, зараз же з'явилася можливість передавати цими способами цифровий сигнал набагато кращої якості.

Сучасні моделі телевізорів поставляються в продаж з вбудованими цифровими тюнерами, проте тюнер можна придбати і окремо. Тому за типом тюнери діляться на зовнішні  і внутрішні. Зовнішні тюнери можна підключати навіть до старих моделей телевізорів з ЕПТ трубкою, так як на виході тюнера сигнал перетворюється в звичайний аналоговий. Перевага такого тюнера - можливість змінити його на новий, більш сучасний (можливість швидкого поновлення).

Внутрішні тюнери знаходяться в корпусі телевізора, всі роз'єми для підключення зовнішніх пристроїв (DVD програвачів, ігрових приставок, акустичних систем) виведені на задню стінку, не займають додаткового місця, існує можливість оновлення програмного забезпечення (якщо телевізор підключається до інтернету - оновлення відбудеться автоматично і без зайвих витрат часу). існує також тв-тюнери для персональних комп'ютерів, Які використовуються для тих же цілей, що і тюнери для телевізійних приймачів. Тюнери для комп'ютерів можуть бути внутрішніми (монтуються в слоти материнської плати з висновком роз'ємів на задню панель системного блоку) і зовнішні, що підключаються, як правило, через інтерфейс USB. В основному управління такими тюнерами проводиться за допомогою встановленого на в операційній системі комп'ютера програмного забезпечення.

Зовнішні телевізійні тюнери випускають в основному прогресуючі і компанії, що розвиваються, такі як BBK, Mystery, Supra, IconBit. Слід зазначити, що такі тюнери не тільки виконують свою основну функцію в чистому вигляді. Практично завжди разом зі стандартним функціоналом пропонується безліч додаткових функцій, які роблять пристрій по суті мультимедійним домашнім центром. Тюнери вміють записувати телепередачі або будь-який вхідний сигнал на внутрішні або зовнішні носії, відтворюють практично всі відомі відео і аудіо формати з тих же носіїв. Підтримують «відкладене відтворення» і управління електронними програмами передач. Мають різні інтерфейси для підключення - HDMI, USB, SCART. Слід зазначити, що сучасний телевізійний цифровий тюнер дає друге життя телевізорів з аналоговими тюнерами, тобто це можливість зберегти улюблений телевізор, не змінюючи його на сучасний варіант. До того ж вартість тюнера в кілька разів нижче вартості нового телевізора.

Існує кілька стандартних маркувань цифрових тюнерів. Апарати з позначенням DVB-T, DVB-T2  приймають ефірне наземне цифрове телебачення, яке приймають колективні антени (в Росії з 2009 року). Тюнери з відміткою DVB-C  дозволяють отримувати і обробляти сигнал цифрових каналів операторів кабельного телебачення, в тому числі з підтримкою прийому каналів у форматі високої чіткості зображення (HD). позначення DVB-S,DVB-S2  говорить про те, що тюнер здатний обслуговувати сигнал цифрового телебачення з супутників зв'язку. В даний час телевізори обладнуються тюнерами з маркуванням DVB-T2 / C, що дозволяють приймати ефірні і кабельні станції цифрового телевізійного.

DVB-C  - стандарт цифрового телевізійного мовлення, який проводиться по кабелю. В основі стандартів DVB-C лежить стандарт кодування рухомих зображень і звукового супроводу MPEG-2.

Переваги стандарту DVB-C

- Звичайно ж якість транслюється картинки. Аналогове зображення неминуче веде за собою шуми, перешкоди, брижі. Кабельний цифровий сигнал транслюється без перешкод, зберігаючи свою якість незалежно від протяжності магістралі.
- Економія частотного каналу. На одному фізичному каналі, розміщується 4-8 програм. Тобто, для передачі 100 програм, стандарту DVB-C знадобиться не більше 10 каналів. Це буде добре помітно в застарілих мережах з маленькою пропускною спроможністю. У таких мережах, з легкістю можна розмістити до 100 цифрових каналів.
- Збільшення пропонованого контенту, можливість самому вибирати потрібні вам телепередачі.

Як дивитися DVB-C

Майже всі сучасні телевізори підтримують стандарт DVB-C. В телевізорах є роз'єм СI / PCMCIA для підключення СAM модуля (пристрій, що підтримує ту чи іншу систему кодування в залежності від встановленого обладнання у оператора.), В який вставляється цей модуль з картою доступу. CAM модуль купується у оператора, до якого ви хочете підключитися.
Якщо ж ваш телевізор не підтримує DVB-C, то вам необхідно придбати тюнер, з підтримкою DVB-C. На сьогоднішній день, компанії з випуску цифрової техніки, надають нам широкий вибір таких тюнерів. Існують і гібридні тюнери, з підтримкою як аналогового сигналу, таки і сигналу DVB-C.

Перегляд сигналу стандарту DVB-C на комп'ютері

Також, ви можете організувати перегляд кабельного телебачення стандарту DVB-C на персональному комп'ютері. Для цього вам знадобиться ТВ-тюнер, з підтримкою DVB-C і картрідер, для карти умовного доступу. Тюнери виробляють компанії Technotrend, Twinhan, Tatelco. Але доцільніше і простіше, буде отримати консультацію щодо підключення DVB-C у оператора, до якого ви збираєтеся підключитися, у оператора можуть бути особливі технічні вимоги для перегляду саме його пакету каналів.

DVB-T (Digital Video Broadcasting Terrestrial). Європейський стандарт цифрового телебачення. Що це таке?
Технології не стоять на місці і схоже, що епоха аналогового телебачення наближається до кінця. Так Єврокомісія зобов'язала всі країни, що входять в Європейський Союз, закінчити повний перехід до цифрового телемовлення вже до 2015 р Колишні країни СРСР хоч і не входять до складу Європейського Союзу, теж не хочуть відставати від прогресу. Росія планує повністю замінити аналогове телебачення цифровим до 2015 року, а Україна забезпечити покриття цифровим телевізійним сигналом не менше 95% території країни до 2013 року. Ініціативу переходу на цифру підтримали такі країни як Азербайджан, Вірменія, Білорусія, Грузія, Казахстан, Киргизія, Молдавія, Таджикистан, Туркменія і Узбекистан.
Як стандарт мовлення для Європи і перерахованих вище країн обраний DVB-T. Стандарт DVB-T в порівнянні з аналоговим попередником забезпечує стійкий прийом сигналу і його несприйнятливість до перевідбиттів сигналам. Крім того для підвищення завадостійкості системи цифрового ефірного мовлення і узгодження форматів передачі даних кадру OFDM і транспортних пакетів MPEG-2 використовується канальне кодування. До речі в Україні відмовилися від мовлення із застосуванням MPEG-2 і вирішили відразу стартувати в MPEG-4.
Мовлення в стандарті DVB-T ведеться точно так же, як і у випадку з аналоговим телебаченням, просто технологія передачі і формат сигналу інший. Не варто плутати наземне мовлення DVB-T з супутниковим DVB-S або кабельним DVB-C. Через різницю в частотних каналах і способах модуляції декодери для різних стандартів несумісними один з одним. Цифрове телебачення транслюється в дециметровому діапазоні і на якість прийому серйозно впливає рельєф місцевості, видимість передавача і щільність забудови на шляху до нього.
Стандарт DVB-T характеризується високою роздільною здатністю в 625 рядків, використовує розгорнення, при цьому частота полукадров становить 50 Гц. DVB-T в змозі забезпечити подвоєне (в порівнянні з базовим) дозвіл по горизонталі і вертикалі, а також може передавати зображення c співвідношенням сторін 16: 9. DVB-T підтримує звук у форматі Dolby AC-3, використовуючи для передачі аудіосигналу стандарт MUSICAM.
Для перегляду програм цифрового телебачення стандарту DVB-T на аналоговому телеприймачі використовуються спеціальні декодери (сет-топ-бокси), деякі новітні моделі телевізійних приймачів вже має вбудовані декодери DVB-T. Крім того, бувають і мобільні телефони з вбудованими DVB-T ТВ приймачами, наприклад LG-HB620T.
Від себе додам що для того щоб дивитися DVB-T я купив спеціальну кімнатну ДМВ антену, але наскільки я знаю в деяких місцях передача йде в метровому діапазоні.

Стандарт DVB-C. Що таке DVB?   DVB Project  (Digital Video Broadcasting Project - проект цифрового відеовещанія) - це міжнародна організація, що займається розробкою стандартів в області цифрового телебачення для Європи. Вона створена в 1993р. і її членами в даний час є понад 300 компаній, що виробляють обладнання для телевізійного мовлення, що займаються телевізійним мовленням і зв'язком, науково-дослідних організацій і т.д. Штаб-квартира DVB Project знаходиться в Женеві (Швейцарія). Нагадаємо, що штаб-квартира європейського комітету з електротехнічної стандартизації (CENELEC) також знаходиться в Женеві. Стандарти, які розробляються DVB Project, потім подаються на затвердження в європейські організації по стандартизації. Ухвалення стандартів дозволяє уніфікувати засоби телевізійного мовлення, елементну базу телевізійних приймачів та іншої апаратури. Це є необхідною умовою успішного впровадження цифрового телебачення.

В результаті роботи DVB Project вже в 1984р. були вироблені основні положення стандарту DVB-C (C - Cable - кабель, тобто стандарт цифрового телевізійного мовлення по кабелю), і стандарту DVB-S (S - Sattelite - супутник, тобто стандарт супутникового цифрового телевізійного мовлення). Робота над стандартом наземного (тобто звичайного, ефірного) телевізійного мовлення DVB-Т (Terrestrial - наземний), була закінчена пізніше, в 1996 році, тому що в цьому виді мовлення впровадження цифрового телебачення зіткнулося з найбільш серйозними труднощами. Вимоги для стандарту DVB-C викладені в.

В основі стандартів DVB (в тому числі і стандарту DVB-C) лежить стандарт кодування рухомих зображень і звукового супроводу MPEG-2 (див. Табл.1). В даний час використовується основний профіль без масштабування.

Рівень High-1440 (1440 × 1152 елементів) відповідає телебаченню високої роздільної здатності (High Definition) з екраном 4: 3 (стандартний екран), а рівень High (1920 × 1152 елементів) - телебаченню високого дозволу (HDTV) з форматом екрану 16: 9 (широкоформатне зображення). Вертикальні стовпці таблиці відповідають новій градації (тобто MPEG-2) цифрових телевізійних систем - профілів. З переходом на більш високі профілі, тобто при просуванні по таблиці направо, збільшується кількість використовуваних методів кодування, з'являються нові властивості телевізійної системи, але, природно, ускладнюється апаратура і алгоритми обробки сигналів.

Як видно з таблиці, на головному рівні (Main), відповідному телебаченню звичайного дозволу, швидкість передачі двійкових символів в каналі зв'язку досягає 15 Мбіт / с. Порівнявши цю величину з вихідною величиною 216 Мбіт / с, що відповідає паралельному стику по Рекомендації 601 МККР, можна бачити, що здійснюється стиснення потоку інформації приблизно в 15 разів. Режим "Main Profile @ Main Level (MP @ ML)" в даний час широко використовується в системах DVB (Стандарт DVB-C).

На більш високих рівнях головного профілю, відповідних HDTV, швидкість передачі в каналі зв'язку зростає до 60 або 80 Мбіт / с. Слід підкреслити, що для всіх рівнів вирішення даного профілю використовується один і той же набір методів кодування. У цьому полягає сумісність різних рівнів. На більш високих рівнях кодери і декодери повинні мати більшу швидкодію і більший обсяг ЗУ. Апаратура більш високих рівнів дозволу може працювати на більш низьких рівнях дозволу.

Вищі профілі стандарту MPEG-2 характеризуються наявністю масштабованості, яка була згадана вище. Крім того, на вищих профілях можливе застосування компонентного кодування сигналів не тільки через рядок (4: 2: 0), але і в кожному рядку (4: 2: 2). Передбачено також спеціальний профіль (4: 2: 2, в табл.1 не показаний), призначений для студійного обладнання, зокрема для відеомонтажу.

  Особливості передачі цифрових сигналів по мережах кабельного телебачення

Очікуване впровадження цифрового телебачення в системи кабельного телебачення (СКТ) ставлять питання про їх придатність для цієї мети і про оцінку необхідних удосконалень і доопрацювань. В силу того, що в правильно спроектованою СКТБ досить високе відношення сигнал / шум - S / N (по ГОСТ Р 52023-2003 не менше 43 dB), але в той же час значно уж смуга каналу порівняно з супутниковою системою, в зв'язку з чим найбільш оптимальним є використання багатопозиційної модуляції QAM (Quadrature Amplitude Modulation - квадратурная амплітудна модуляція). Гарне S / N згідно теореми Шеннона знижує ймовірність помилок BER (Bit Error Rate - частота помилкових біт) і дозволяє обійтися одним щаблем завадостійкого кодування. Однак пакетні помилки не виключені, тому перемежение залишається складовою частиною завадостійкого кодування.

Аналіз перешкод та спотворень, типових для лінійного тракту, дозволяє припустити, що цифрові сигнали виявляться менш чутливими до інтермодуляційних спотворень (CSO і СТВ), ніж аналогові, завдяки значно меншому необхідному захисному відношенню S / D (цифровий сигнал / цифрова перешкода) в співпадаючому і сусідніх каналах і більш гладкому спектру. У той же час цифрові сигнали QAM чутливіші до амплітудних і особливо фазовим спотворенням в тракті, тому питання узгодження, корекції характеристик залишаються досить гострими.

В літературі ще не достатньо даних про взаємний вплив великого числа цифрових потоків в кабельній мережі, тому що завдяки ефективному стисненню, в одному частотному каналі вдається передати до 4-6 ТВ програм, і після переведення на цифровий формат навіть дуже завантажена мережу з 25-35 транслюються програмами переходить в категорію мереж з 5-7 реально зайнятими фізичними каналами, в яких проблеми взаємних перешкод не настільки актуальні.

У побудові головних станцій (ГС) перехід на цифровий формат висуває нові вимоги до апаратури обробки і формування сигналів. З'являється можливість формувати багатопрограмні цифрові потоки, які не декодуючи прийняті MPEG-2 сигнали, а виділяючи на них потрібні компоненти на рівні транспортного потоку і ремультіплексируя ці компоненти в новий транспортний потік. Також на рівні транспортного потоку при цьому можуть вирішуватися питання скремблювання, зміни системи умовного доступу. Прийнятий в стандартах DVB єдиний підхід до канального кодування істотно полегшує обробку і перетворення сигналів DVB, тому що число додаткових операцій при перетвореннях виявляється мінімальним. У цьому сенсі стандарт DVB-C досить близький до супутникового стандарту DVB-S.

  Стандарт DVB-C

Структура системи DVB-C (Стандарт DVB-C) максимально гармонізована із структурою супутникової системи DVB-S, але в якості типу модуляції в ній використовується не QPSK, а M - QAM з числом позицій М від 16 до 256 (тобто від 16 QAM до 256 QAM). На рис.1 показана структура як обладнання головної станції кабельної лінії, так і абонентського приймача-декодера для такої лінії.

Вхідними сигналами на головній станції є транспортні пакети MPEG-2 і такти, одержувані через інтерфейс в основній смузі від: супутникової лінії, технологічних ліній, локальних програмних джерел і т.п. Методи інверсії кожного восьмого байта для циклової синхронізації, рандомізації, перемежения і кодування RS-кодом не мають відмінностей від аналогічних методів і пристроїв в системах DVB-S і DVB-Т. Перетворювач байтів і кортежі  (Короткі послідовності бітів, рівні значности моделює коду) здійснює формування бітових структур, які відповідають умові подальшого отримання символів QAM.

З метою отримання сузір'я, що не залежить від обертання несучої, до двох старших розрядів кожного символу QAM застосовується диференціальне кодування. На цьому формування кортежів закінчується і здійснюється найквістовская узгоджена фільтрація для формування спектра в квадратурних каналах I і О. Потім сигналами I і Про моделюються квадратурні несучі, і сигнал QAM переноситься по спектру в смугу робочого кабельного каналу, для сполучення з яким служить фізичний інтерфейс. На прийомі у відповідному порядку виконуються зворотні операції по демодуляції і декодування сигналу в цифровій приставці Set - Top - Box (STB).

Характерною особливістю розглянутого тракту адаптації є відсутність внутрішнього сверточного кодека і наявність формування спектра в основній смузі. Захист від пакетованих помилок виробляється виключно за рахунок перемежения на виході кодера Ріда-Соломона.

Після згортального перемеженія безперервну послідовність байтів необхідно розділити на короткі послідовності бітів, кожна з яких відповідає символу QAM, тобто певній точці на квадратурній діаграмі модульованого сигналу. Такі послідовності двійкових символів називаються кортежами. Довжина кортежу m = log 2 (M), де М - число позицій сигналу M - QAM (тобто 2 m × QAM).

Циклічна завдання відображення байтів в кортежі для одного циклу може бути виражена формулою:

де: k - число перетворюються байтів по 8 біт;

n - число кортежів довжиною m біт.

Різних варіантів модуляції M - QAM відповідають значення коефіцієнтів, показані в табл.2.

Мінімальний цикл перетворення в 1 байт відповідає видам модуляції 16QAM і 256 QAM При 256 QAM байти і кортежі збігаються.

У табл.3 наведені приклади розрахункових значень символьного і інформаційної швидкостей при різних кратностях модуляції в каналі зі смугою 8 МГц. Максимальна швидкість досягає 38,1 Мбіт / с, що відповідає пропускній здатності стовбура супутникового ретранслятора зі смугою 33 МГц в типовому режимі F симв = 27,5 Мсимв / с, CR = 3/4.

  Що несе з собою стандарт DVB-C?

Таке питання найбільш часто задають кабельні оператори при переході на цифрові технології. При впровадженні стандарту DVB-C реалізуються наступні переваги:

Ø   Істотна економія частотного ресурсу. Дійсно, якщо в одному фізичному каналі розміщуються 4-8 ТВ програм, то це означає, що для передачі 60-ти програм (де взяти такий контент?) Буде потрібно всього близько 10-ти каналів. Такий частотний виграш особливо відчутний при впровадженні стандарту DVB-C на застарілих мережах з пропускною спроможністю до 240 ... 300 МГц. У таких мережах легко розміщуються понад 100 цифрових каналів, а при активізації реверсного каналу - і послуги інтерактивного сервісу.

Ø   Істотно підвищується якість трансльованих програм. Дійсно, трансляція аналогових сигналів неминуче тягне за собою зниження їх якості в частині неминучого накопичення спотворень (шуми, інтермодуляційні спотворення, фонова перешкода, що наводяться сигнали, крос-модуляція і т.д.). Цифрові ж сигнали (DVB-C) зберігають свою якість незалежно від протяжності магістралі. Для них досить перевищення необхідного рівня сигналу (що завжди виконується на практиці в силу більш високої чутливості STB в порівнянні з телевізором) і порогового значення C / N, яке багато нижче регламентованих 43 dB згідно ГОСТ Р 52023-2003.

Ø   При використанні стандарту DVB-C з'являється можливість значно збільшити зону обслуговування СКТ  за рахунок більш низького шумового порогу (не більше 36 dB). Розрахунки показують, що при використанні Стадарт DVB-C можливе збільшення зони обслуговування в 10 і більше разів. Причому, таке збільшення зони охоплення найбільш ефективно саме на застарілих мережах з верхньої частотою 240 ... 300 МГц. На таких частотах погонні втрати коаксіальногокабелю майже в 2 рази менше, ніж на частоті 862 МГц, з якої проектуються сучасні СКТ. При менших погонних втрати потрібна менша кількість підсилювачів, що і гарантує підтримку високого значення S / N.

Більш того, зниження числа фізичних каналів знижує енергетичне навантаження самої СКТ, що еквівалентно значному поліпшенню S / N, CTB і CSO.

Ø   З'являється можливість ефективного кодування пакетів програм формованим з тих чи інших економічних міркувань, що дозволяє операторам СКТ отримувати додаткові прибутки за рахунок формування платних каналів. При використанні DVB-C так само полегшується і можливість використання фільтрів пакетування за рахунок зниження фізичних каналів і появи частотних прогалин, які і необхідні при використанні фільтрів пакетування.

  Приклади DVB-C модуляторів

Прикладом DVB-C модулятора (див. Фото) може служити модуль DVQ 90 × c DVB - ASI входом (Teleste, Фінляндія). Такий модуль встановлюється в складі головної станції DVX. Цей DVB-C модуль працює в повному діапазоні вхідних / вихідних ASI швидкостей (0 ... 213,7 Мбіт / с) зі стандартними розмірами пакетів (188/204 байт). Власне DVB-C модулятор має такими основними параметрами: