Общий обзор стандарта DVB-T2

Добавлено 20 марта 2012 в 18:54

Консорциум DVB (расположен в Европе) разработал технологию DVB-T2, как расширение существующего стандарта DVB-T для обеспечения более эффективного использования частотного ресурса за счет интеграции передовых технологий обработки сигналов. При использовании нового стандарта ожидается до 50% увеличения скорости передачи данных при работе в той же полосе частот.

Основные особенности DVB-T2

Спецификация разработана прежде всего для приема на фиксированные наружные антенны и имеет такие же характеристики частотного спектра, как и у DVB-T, что предполагает возможность обратной совместимости с существующей инфраструктурой вещания...

Как и DVB-T, DVB-T2 использует модуляцию OFDM (ортогональное частотное уплотнение) и предоставляет набор режимов с разным количеством несущих (1k, 2k, 4k, 8k, 16k, 32k, 16k раширенный, 32k расширенный) и созвездиями модуляции (QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM). Для защиты от ошибок DVB-T2 использует LDPC (проверка на чётность с низкой плотностью) и кодирование BCH (БЧХ — Боуза-Чоудхури-Хоквингхема). Новая техника, известная как повернутые созвездия, была введена для обеспечения дополнительной устойчивости в определенных условиях.

повернутое созвездие 16QAM

Стандарт DVB-T2 также требует внимательного обслуживания передающего оборудования. В частности в режиме 32k, генерируются высокие пики по мощности и, таким образом, сводится к минимуму эффективность усилителя (или он может даже выйти из строя). Для ограничения этих пиков без потери информации в спецификацию стандарта была введена специальная характеристика, называемая уменьшением PAPR (отношения пиковой мощности к средней).

Сравнение DVB-T2 и DVB-T

 DVB-T2DVB-T
FECLDPC + BCHCC + RS
Скорость кодирования1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/61/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8
СозвездиеQPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAMQPSK, 16QAM, 64QAM
Защитный интервал1/4, 19/256, 1/8, 19/128, 1/16, 1/32, 1/1281/4, 1/8, 1/16, 1/32
Размер FFT1K, 2K, 4K, 8K, 8K ext., 16K, 16K ext., 32K, 32K ext.2K, 8K
Распределенные пилот-сигналы1%, 2%, 4%, 8% от общего количества несущих8% от общего количества несущих
Непрерывные пилот-сигналы0,35% от общего количества несущих2,6% от общего количества несущих
Занимаемая полоса частот1,7; 5; 6; 7; 8; 10 МГц5; 6; 7; 8 МГц
Максимальная скорость50,34 Мбит/с31,66 Мбит/с

Архитектура системы DVB-T2

Основным отличием между системами DVB-T2 от DVB-T является то, что мультиплексор должен быть подключен к T2 шлюзу. Этот T2 шлюз принимает один или несколько мультиплексов, то есть по одному на PLP, от мультиплексора и инкапсулирует их в немодулированные кадры. Далее T2 шлюз посылает этот контент модулятору DVB-T2 с помощью протокола интерфейса модулятора T2-MI.

архитектура системы DVB-T2

Структура кадра DVB-T2

DVB-T2 заимствует концепцую PLP (или канала физического уровня), введенную в спецификации DVB-S2. PLP — это физический канал, который может передавать один или несколько сервисов. Каждый PLP может иметь различные скорости передачи данных и параметры защиты от ошибок. Например, можно разделить SD и HD сервисы на разные PLP. Другим примером является стандарт DVB-NGH (New Generation Handheld), который будет основан на возможности использования нескольких PLP для включения вещания мобильного телевидения поверх DVB-T2.

Стандарт DVB-T2 определяет несколько профилей:

  • Тип A: однопоточный вход, т.е. mono-PLP;
  • Тип B: многопоточный вход, т.е. multi-PLP. В режиме multi-PLP каналы PLP фрагментированы по времени. Режим multi-PLP подразделяется на несколько режимов:
    • Тип 1: Для каждого PLP выделено по одному временному интервалу в кадре T2. При этом от приемника требуется меньшая производительность.
      T2 кадр B1
    • Тип 2: для каждого PLP выделено по два и более временных интервала в кадре T2. При этом увеличивается временное разнесение. Если не ставится целью экономия затрат производительности приемника, то количество временных интервалов должно быть как можно больше.
      T2 кадр B2
    • Частотно-временное разнесение (TFS) создает большой мультиплекс, объединяя радиочастотные каналы (до 6 каналов), чтобы создать один "виртуальный" канал для возможности эффективного статистического мультиплексирования. TFS в текущей спецификации DVB-T2 является необязательным.
      TFS

При необходимости можно определить тип (1 или 2) для каждого PLP, а затем соединить в T2 кадре PLP разных типов.

T2 кадр начинается с преамбул P1 и P2. Ниже показана структура T2 кадра.

Структура T2 кадра

Интерфейс модулятора DVB-T2

T2 шлюз инкапсулирует данные в немодулированный (BaseBand) кадр. Эти BB кадры отправляются на DVB-T2 модулятор с помощью специального протокола интерфейса модулятора DVB-T2 MI, структура которого показана ниже.

Структура T2-MI

Тестирование DVB-T2

Тестирование спецификации началось в Великобритании в июне 2008 года. BBC, вместе с вещательной сетью операторов Arqiva и National Grid Wireless, осуществил первую тестовую передачу в стандарте DVB-T2. В сентябре 2008 года на выставке IBC (Амстердам) на стенде DVB был показан ряд презентаций о последних технологиях, которые отмечали последнии достижения, сделанные консорциумом DVB в сфере цифрового наземного ТВ вещания (DTT). Посетители стенда впервые увидели HD контент, кодированный с помощью H.264, и поставляемый через действующую сквозную систему наземного ТВ вещания, используя технологии DVB-T2.

В первых демонстрациях DVB три HD канала вещались в одном мультиплексе, каждый кодировался со скоростью 11 Мбит/с последней версией кодера H.264. Сигнал декодировался последними разработанными BBC демодулятором и декодером H.264, а затем показывался на HD мониторе.

chassis

На второй презентации ENENSYS Technologies, NXP Semiconductors и Pace были отмечены за самые надежные характеристики оборудования DVB-T2. Целью этой сквозной демонстрации было показать, как стандарт позволяет обрабатывать вводимые шумы и интерференцию и в таких условиях успешно обрабатывать сигнал DVB-T2, обеспечивая отличный прием.

Первая действующая передача с несколькими PLP была выполнена во время PlugFest, организованным Mediabroadcast в июне 2010 года.

Технические испытания DVB-T2 в Великобритании

crystal palace broadcast tower

BBC и Ofcom работали над реализацией различных изменений, необходимых для модернизации первого мультиплекса в регионе Гранады. В эти работы входили и технические испытания DVB-T2, которые были направлены на проверку стандарта DVB-T2 и определение предпочтительного режима передачи для утверждения в Великобритании. Испытания, которые включали в себя как лабораторные тесты, так и передачи в эфире, также служили и для обеспечения сигналом DVB-T2 разрабатываемого приемного оборудования, которое также необходимо было протестировать.

Для этого передатчик был недавно установлен для тестового вещания в стандарте DVB-T2 с телевизонной башни Хрустального дворца. За этим последовало успешное завершение сквозных лабораторных тестов от источника сигнала к экрану приемника, что стало возможным благодаря тесному сотрудничеству между Arqiva и ENENSYS. ENENSYS предоставил аппаратный модулятор DVB-T2, работающий в режиме реального времени, который был подключен к передающему оборудованию Arqiva.

Эта амбициозная программа будет также поддерживать сообщество производителей DVB-T2, предоставляя тестовое эфирное вещание для тестирования и разработки новых продуктов. Прототипы приемников DVB-T2 в ближайшее время станут доступны и будут готовы для использования в пилотном техническом проекте в течение ближайших недель или месяцев.

Утверждение нового стандарта DVB-T2

Британский телекоммуникационный регулирующий орган Ofcom решил обновить один мультиплекс наземного цифрового телевидения (Multiplex B) для работы сервиса Freeview HD, используя стандарты DVB-T2 и MPEG-4. Модернизированный мультиплекс будет способен доставлять HD сервисы BBC, ITV и Channel4. Ожидается, что со временем будет возможна доставка шести HD сервисов. Первые сервисы были запущены во время цифрового перехода (DSO) 2 декабря 2009 года.

В Финляндии DNA Oy получила лицензию на работу двух мультиплексов DVB-T2. Испытание было начато в декабре 2009 года в городе Лахти. Запуск в Финляндии был выполнен в ноябре 2010 года.

В Швеции начали запуск 1 ноября 2010 года с пятью HD каналами.

В Италии Europa7 запустила семь HD каналов весной 2010 года.

В Замбии ZNBC запустила 10 платных ТВ сервисов 1 июля 2011 года.

В некоторых странах, например, в Австрии, Турции, Сербии, Чехии, Индии, ЮАР, Кении, Шри-Ланке, Сингапуре, Словакии, России, Таиланде, Вьетнаме,Малайзии, Австралии уже утвердили или серьезно рассматривают DVB-T2.

Глоссарий DVB-T2

АббревиатураРасшифровка (англ.)Расшифровка (рус.)
BBBaseBandНемодулированная, прямая (передача)
FECForward Error CorrectionПрямая коррекция ошибок
FEFFuture Extension FrameКадр будущего расширения
MISOMultiple Input Single OutputНесколько входов — один выход
PAPRPeak to Average Power RatioОтношение пиковой мощности к средней мощности
PLPPhysical Layer PipeКанал физического уровня
T2-MIT2 Modulator InterfaceИнтерфейс модулятора T2
TI BlockTime Interleaving BlockБлок временного перемежения
TFSTime Frequency SlicingЧастотно-временное разнесение
LDPCLow Density Parity CheckПроверка на чётность с низкой плотностью
BCHBose Chaudhuri HocquenghamКодирование Боуза-Чоудхури-Хоквингхема
Сообщить об ошибке