DVB-T

Logo DVB-T

Światowa dystrybucja DVB-T w kolorze niebieskim

DVB-T (skrót od angielskiego „ D igital V ideo B road casting - T errestrial” ; niemiecki about: „Digital video broadcast - naziemna telewizja ”) to odmiana Digital Video Broadcasting (DVB), która do radiowej transmisji cyfrowej Sygnały radiowe i telewizyjne są wykorzystywane drogą naziemną (naziemną). DVB-T został określony w 1997 roku przez Europejski Instytut Norm Telekomunikacyjnych (ETSI) w normie EN 300 744 i jest standardem w różnych krajach Europy, Azji i Afryki, a także w Australii. Północnoamerykańskim odpowiednikiem DVB jest ATSC , japoński ISDB i DTMB Chińskiej Republiki Ludowej (dawniej DMB-T / H ).

DVB-T jest często określane pod różnymi skrótami w różnych krajach, na przykład w Wielkiej Brytanii i Irlandii, pod nazwą „Cyfrowa telewizja naziemna (DTT)”, a jeśli nie jest płatne („telewizja płatna”), „Freeview” , w Hiszpanii „Televisión Digital Terrestre (TDT)” lub we Francji „ Télévision numérique terrestre (TNT)”.

Następująca norma Europejskiego Instytutu Norm Telekomunikacyjnych (ETSI) z oznaczeniem EN 302 755 została zdefiniowana w 2008 roku pod nazwą DVB-T2 . Dzięki DVB-T2 możliwe jest transmitowanie większej liczby programów lub w lepszej jakości (HD) z tą samą szerokością pasma kanału, ale DVB-T2 nie jest kompatybilny z DVB-T.

Szczegóły dotyczące procedur konwersji w poszczególnych krajach można znaleźć w artykułach DVB-T w Niemczech , DVB-T w Austrii i DVB-T w Szwajcarii .

technologia

Schemat przetwarzania sygnału w systemie transmisji DVB-T, stosowany w nadawaniu naziemnym.

DVB-T nie opisuje formy kodowania wideo, ale fizyczną warstwę transmisji bitów w celu dystrybucji danych treści, takich jak dane wideo, za pośrednictwem naziemnej transmisji radiowej. Stosowane częstotliwości transmisji odpowiadają kanałom UHF i VHF znanym już z nadawania analogowego , z których w Europie Zachodniej co 7 MHz w zakresie VHF i co 8 MHz w zakresie UHF.

• VHF Tom III
  • 
    Częstotliwość od kanału 5 do 12 = numer kanału × 7 MHz + 142,5 MHz
    pasmo częstotliwości 177,5–226,5 MHz
• Pasmo UHF IV i V
  • 
    Częstotliwość od kanału 21 do 60 = numer kanału × 8 MHz + pasmo
    częstotliwości 306 MHz 474–786 MHz

W przypadku nadawania cyfrowego te kanały radiowe mogą być wykorzystywane wydajniej niż w przypadku technologii telewizji analogowej, ponieważ na kanał radiowy można transmitować kilka programów telewizyjnych w postaci multipleksu (MUX). Do modulacji używany jest COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex). W ramach dostępnego pasma przesyłanych jest kilka tysięcy wąskopasmowych indywidualnych nośnych - 7 MHz dla VHF i 8 MHz dla UHF . Każda z tych indywidualnych nośnych jest następnie z kolei modulowana metodą modulacji, taką jak kwadraturowe kluczowanie z przesunięciem fazy (QPSK), kwadraturowa modulacja amplitudy z 16 lub 64 symbolami (16-QAM lub 64-QAM).

Jako rodzaj modulacji wybrano COFDM, ponieważ charakterystyka propagacji naziemnych transmisji radiowych może między innymi prowadzić do cieniowania i wielościeżkowej propagacji sygnału radiowego. Ta interferencja na kanałach radiowych jest podsumowana terminem zanikanie . Dalsze różnice w metodach modulacji DVB-S i DVB-C polegają na tym, że do nadawania DVB-T przewidziano utworzenie jednej sieci częstotliwości: Identyczny sygnał radiowy jest nadawany przez kilka rozproszonych przestrzennie i zsynchronizowanych systemów transmisji . Poprzez zakłócenia , zarówno konstruktywne, jak i destrukcyjne zakłócenia sygnałów radiowych, jest on w ten sposób zależny od lokalizacji do zanikania zależnego od częstotliwości, które usuwa tylko pojedynczą wąskopasmową pojedynczą nośną w kanale radiowym. Efekty zanikania można stłumić za pomocą COFDM poprzez redundantną dystrybucję informacji na kilka indywidualnych nośników. W zależności od odległości między poszczególnymi nadajnikami w obszarze sieci jednoczęstotliwościowej oraz mocy transmisji dostosowywane są parametry COFDM, takie jak długość przedziału ochronnego czy wybór QPSK, 16-QAM lub 64 -QAM. Te ustawienia mają bezpośredni wpływ na szybkość transmisji danych użytkownika.

Osiągnięta w praktyce prędkość transmisji danych na kanał wynosi od ok. 12 Mbit / s do nieco ponad 20 Mbit / s, w zależności od ustawionych parametrów. Na przykład Nadrenia Północna-Westfalia i większość innych krajów zapewniają tylko 13,27 Mbit / s ze względu na niższą gęstość nadajnika i związany z tym dłuższy interwał ochronny, podczas gdy w Berlinie osiąga się do 22,19 Mbit / s. Według informacji z centralnych Niemiec DVB-T, można tam osiągnąć do 20 Mbit / s z 64-QAM. Szybkość transmisji danych w kanale radiowym DVB-T jest podzielona na kilka (najczęściej cztery) programy. Wykorzystuje się do tego procesy multipleksowe , a poszczególne i wzajemnie niezależne programy telewizyjne połączone w kanale radiowym DVB-T nazywane są Mux. W ten sposób każdy indywidualny program otrzymuje średnią przepływność od około 3 Mbit / s do 3,5 Mbit / s.

Podczas przesyłania obrazów z dużym udziałem ruchu (np. Sceny akcji lub sportu) z prędkością zaledwie 3,5 Mbit / s, występują wyraźne artefakty blokowe i znaczne straty strukturalne. Centrum nadawcze ma możliwość przypisywania szybkości transmisji danych każdego programu w multipleksie dynamicznie iw określonych granicach. Z czysto statystycznego punktu widzenia nie wszystkie programy potrzebują jednocześnie pełnej przepustowości.

Podobnie jak w przypadku innych wariantów DVB, w DVB-T dane wideo są przesyłane w MUX jako strumień transportowy MPEG-2 , podczas gdy wideo MPEG-2 było dotychczas używane głównie do kodowania danych wideo . Jednak z technicznego punktu widzenia DVB-T umożliwia przesyłanie strumieni danych wideo zakodowanych w MPEG-4 lub H.264 , na przykład w Słowenii i od 2009 do 2014 roku, oprócz programów MPEG-2 w Stuttgarcie i Halle / Lipsku.

Porównanie systemów

Zalety DVB-T nad telewizją analogową

Widmo sygnału DVB-T (tryb 8k)

Diagramy konstelacji kanałów OFDM sygnału DVB-T (tryb 8k, 16-QAM)

Dzięki procesom modulacji cyfrowej w połączeniu z kompresją danych wideo, takich jak MPEG-2 lub H.264 , DVB-T może nadawać od trzech do sześciu programów telewizyjnych w standardowej rozdzielczości na paśmie kanału radiowego telewizji analogowej. W przypadku HDTV liczba byłaby zmniejszona do jednego (1080p25 lub 1080i50) lub dwóch (720p25) programów telewizyjnych. Od 2012 r. Programy HDTV były regularnie nadawane we Francji i Wielkiej Brytanii za pośrednictwem DVB-T, równolegle z DVB-T2.

Kolejną zaletą jest wygląd mux systemów kilka nadajników i eksploatacja sieci pojedynczej częstotliwości ( English jednej częstotliwości sieci w skrócie. SFN ). W zasadzie nie jest to możliwe przy nadawaniu telewizji analogowej, ponieważ w nakładających się regionach występują zakłócenia, które uniemożliwiają analogową transmisję obrazu. Program telewizji analogowej blokuje dany kanał radiowy poza faktycznym obszarem transmisji, ponieważ konieczne są odpowiednio duże odległości ochronne, zanim kanał radiowy będzie mógł zostać „ponownie użyty”.

Dzięki DVB-T oprócz programów telewizyjnych w multiplekserze możliwe jest również nadawanie czystych programów radiowych . Jednak te opcje nie zawsze są używane.

Wzmocnienie systemu DVB-T w porównaniu do analogowej telewizji zależy od określonych ustawień parametrów, takich jak modulacji (QPSK, 16-QAM i 64-QAM) i korekcji błędów stosowany (od 12 do 50 procent szybkości transmisji danych brutto może być używany do korekcji błędów). W zależności od warunków ogólnych wzmocnienie systemu może wynosić od 0 dB do 35 dB. Istnieją różne sposoby radzenia sobie z zyskiem systemu z DVB-T:

• W Wielkiej Brytanii służył do zwiększania zasięgu i maksymalnego ułatwienia odbioru. Sygnał DVB-T jest przesyłany ze zwykłą mocą transmisji w czasach telewizji analogowej, na przykład 100 kW. W rezultacie odbiór w pomieszczeniach jest często możliwy poza obszarami metropolitalnymi lub w pojazdach.
• W Niemczech i Austrii moc transmisji została zredukowana do wartości do dziesięciu procent mocy nadawczej w ramach konwersji DVB-T. W rezultacie w niektórych przypadkach może być konieczne utworzenie dodatkowych, mniejszych systemów transmisji. Na przykład wieża transmisyjna DVB-T w Lipsku została oddana do użytku w celu dystrybucji programów DVB-T.

Tylko wtedy, gdy lokalizacja odbioru jest korzystna (głównie w obszarach miejskich), zwykła antena wewnętrzna jest często wystarczająca do odbioru, również do odbioru wewnętrznego , który można łatwo wykonać samodzielnie. Przenośne telewizory mogą być używane w dowolnym miejscu z odpowiednią siłą sygnału i wynikającą z tego dobrą jakością sygnału , stąd określenie „Das ÜberallFernsehen” używane w marketingu w Niemczech. W przeciwnym razie optymalnym rozwiązaniem jest system anten domowych, który zwykle jest nadal dostępny w wielu miejscach. W niektórych regionach, np. W północno-wschodnich Niemczech, zasięg lokalnego nadajnika jest tak słaby, że nawet konwencjonalny system anten dachowych nie zapewnia wystarczającego odbioru.

Wady DVB-T

Co jest nawet w przypadku DVB-T z analogową telewizją naziemną, która może przekraczać zasięg . Dopóki sygnały nie zakłócają się wzajemnie, sygnał nadmiernego zasięgu, który waha się z powodu atmosfery, staje się zauważalny poprzez fluktuację jakości obrazu z chwilowymi przerwami (czarny lub „zamrożony” obraz i utrata transmisji dźwięku) lub Bloki. Wykorzystywane jest m.in. pasmo VHF I , które jest szczególnie podatne na te zakłócenia . dlatego nie jest używany w DVB-T.

Wadą w porównaniu z analogową telewizją naziemną jest opóźnienie sygnału wynoszące około dwóch do ośmiu sekund. Jest to tworzone przez digitalizację kodowania wideo, które obejmuje kilka sekwencji obrazów, w nadajniku i podczas dekodowania w odbiorniku. Można to zauważyć w przypadku równoległych transmisji na różnych torach transmisji.

Dzięki transmisji cyfrowej zakłócenia obrazu spowodowane słabymi punktami systemów digitalizacji są przez krótki czas możliwe dzięki systemowi. Wolny od zakłóceń odbiór w pociągach i ruchu autostradowym powyżej 80 km / h jest możliwy tylko w zależności od zastosowanych parametrów systemu i przy wysokich kosztach inwestycyjnych w sieci nadajnika lub poprzez „systemy anten zbiorczych”.

Ponadto w przypadku DVB-T szyfrowanie programów telewizyjnych jest technicznie łatwiejsze. Ułatwia to dostawcom żądanie dodatkowej opłaty od widzów (poprzez jednorazowe lub cykliczne płatne aktywacje). Urządzenia deszyfrujące można uzyskać tylko od operatora (w Austrii simpliTV ), który może ustalać ceny za to według własnego uznania.

Z drugiej strony, w przypadku telewizji cyfrowej DVB-S i DVB-C dostępna jest większa liczba programów telewizyjnych. W przypadku DVB-S ta większa różnorodność programów wynika z większej całkowitej dostępnej szerokości pasma i kierunkowych właściwości radiowych połączeń satelitarnych, pomimo niższej wydajności widmowej . Dzięki DVB-C, które jest przeznaczone wyłącznie do transmisji dla telewizji kablowej , problemy z transmisją, takie jak propagacja wielościeżkowa, odbicia i zanikanie sygnału, są w dużej mierze wyeliminowane, a wymagania dotyczące obsługi sieci jednoczęstotliwościowej nie odgrywają roli w transmisji kablowej, co oznacza, że ​​stosowana jest metoda modulacji o wyższej jakości, a tym samym można transmitować jedną większą liczbę programów.

Zobacz też

• Lista krajów obsługujących DVB-T

literatura

• Thorsten Mann-Raudies, Timan Lang: Renesans anteny, raport końcowy z projektu DVB-T w północnych Niemczech . Vistas Verlag, Berlin 2005, ISBN 3-89158-415-6 . 
• Ulrich Reimers : DVB (Digital Video Broadcasting) . Wydanie 2. Springer, Berlin 2004, ISBN 3-540-43545-X . 
• Thomas Riegler: DVB-T . Vth, 2004, ISBN 3-88180-802-7 . 
• Manfred Braun i in.: Planowanie sieci i koszty DVB-T . Vistas, Berlin 1999, ISBN 3-89158-244-7 . 
• Eric Karstens: Telewizja cyfrowa. Wprowadzenie . VS-Verlag, Wiesbaden 2006, ISBN 3-531-14864-8 . 
• J.-C. Bisenius, FK Rothe, R. Schäfer: Możliwości wprowadzenia naziemnej telewizji cyfrowej DVB-T . taśma 5 . Seria publikacji LfK, 1996, ISBN 3-7883-0357-3 . 

linki internetowe

Indywidualne dowody

1. ↑ EN 300 744: Struktura ramek, kodowanie kanałów i modulacja dla naziemnej telewizji cyfrowej. ETSI, 2009, dostęp 11 maja 2014 . 
2. ↑ EN 302 755: Kodowanie i modulacja kanałów struktury ramek dla systemu nadawania naziemnej telewizji cyfrowej drugiej generacji (DVB-T2). ETSI, 2009, dostęp 12 maja 2014 . 
3. ↑ Kanały DVB-T
4. ↑ Podplan wykorzystania częstotliwości: 225, Federalna Agencja ds. Sieci, stan na sierpień 2011 r
5. ↑ Podręcznik technologiczny biura projektowego DVB-T ( Pamiątka z 31 sierpnia 2009 w Internet Archive ) . Oddziela multipleks, kanał i inne terminy
6. ↑ Informacja prasowa na RTL.de z 14 października 2009
7. ↑ Michael Fuhr: ARD planuje radio przez DVB-T od 28 lipca 2009