280 likes | 544 Views
Digitálna televízia. TT - cvičenie 3. Koncepcia číslicových systémov pre príjem digitálnej televízie a videa. MMDS. Hypermedia Integr ovaný Prijímací De kodé r (I P D). Satelit. USB-TV. Pozemné. Internet. Káblové. cez rôzne médiá. Vysielanie. Intera ktivita. B-ISDN XDSL. CD, DVD DVC.
E N D
Digitálna televízia TT - cvičenie 3
Koncepcia číslicových systémov pre príjem digitálnej televízie a videa MMDS HypermediaIntegrovanýPrijímacíDekodér (IPD) Satelit USB-TV Pozemné Internet Káblové cez rôzne médiá Vysielanie Interaktivita B-ISDNXDSL CD, DVDDVC
Vysvetlivky: MMDS = Multichannel Multipoint Distribution System - tiež známy ako „bezdrôtový kábel“ - je to bezdrôtová telekomunikačná technológia používaná na Slovensku aj v okolitých štátoch na distribúciu TV aj DTV, konkrétne DVB-C, v pásmach 2,2 -2,3, a 2,5-2,7 GHz (zatiaľ, kým to nevyužijú pre UMTS), 12 analóg. alebo 60 dig. programov, potrebný konvertor (transf. do normál. TV pásma), anténa, napáj.zdroj, príp. dig. prijímač, nutná priama viditeľnosť medzi vys. a prijím. anténou [3] http://telecast.manufacturer.globalsources.com/si/6008822123900/pdtl/CATV-headend/1003779793/MMDS-Receiving-Antenna.htm obr. z http://www.stelladoradus.com/mmds.antennas.php
- v plnej šírke pásma (do 5-6MHz) - rozdielové zložky už s obmedzeným frekv.pásmom digitalizácia (8 alebo 10 bitov/vz.)
adresa slova Start-of_Active Video podľa odporúčania ITU-R BT.601
najprv (v Európe) – multiplexovanie analógových zložkových signálov (MAC – Multiplexed Analog Component) D2-MAC, HD-MAC • potom sa ale prešlo k digitálnej technike MPEG-2
Európske DVB systémy (Digital Video Broadcasting) • DVB-T – pozemné dig. vysielanie • DVB-C – kábelové ... • DVB-S – satelitné ... DVB • Japonsko má ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting)-všetky služby v 1 kanáli, ktorý môže byť šírený všetkými uvedenými systémami; COFDM • USA – systém ATSC (zdrojové kód.obrazu MPEG-2, rovnaké protichyb.zabezp.kanálového kód.ako v Eur.,8VSB=osemstavová dig. amplitúdová mod.jedinej nosnej vlny s potlačeným postranným pásmom, 6 MHz, 19,3 Mbit/s, „near HDTV“)
ITU=R BT.601 video MPEG2 video štúdio 1 A / D kóder MPEG M U X audio MPEG1,2 audio dáta M U X ITU=R BT.601 video MPEG2 video štúdio 2 A / D kóder MPEG M U X audio MPEG1,2 audio transportný tok n programov max 32 Mbps dáta COFDM Filter ITU=R BT.601 video MPEG2 video štúdio 3 A / D kóder MPEG M U X audio MPEG1,2 audio dáta ITU=R BT.601 video MPEG2 video štúdio n A / D kóder MPEG M U X audio MPEG1,2 audio dáta vysielač DVB=T štúdio pracovisko multiplexu alebo jednoduchšia schéma vzniku DVB-T signálu [2]:
Otázka: Aká je bitová rýchlosť nekomprimovaného dig. farebného obrazového signálu? (pri 8 bitovom kvantovaní a pri kódovaní 4:2:2) Riešenie:
DVB-T - terminológia • -set top box (STB)– výstupy RGB, S-video aj CVBS (kompozitný videosignál analógový – Composit Video Baseband Signal / ..Blank Sync / ..Burst Sync), prepojenie s videorekordérom, so satelit. prijímačom • alebo • - IDTV (integrovaný dig. televízor) alebo prenosný prijímač • - UHF anténa („analógová“) – (+ zosilň, rozboč., zlučovač) – pre príslušné pásmo alebo kanál • EPG (Electr.Program Guide) – programový sprievodca + ďalšie interaktívne aplikácie • MHP –(Multimedia Home Platform) – softvér pre podporu interaktívnych aplikácií • CI– Common interface – rozhranie pre použ.kartu pre platenú televíziu
Technológia DVB-T – špecifikácie: • v spoločnom dátovom kanáli – všetky potrebné dáta (video, zvuk/-y, pridružené dátové služby) • v 1 pôvodnom analóg.TV kanáli je 4-6 TV programov (progr. multiplex)- môžu si navzájom prepožičiavať šírku pásma podľa momentálnych nárokov (obraz) - štatist. multiplex • zdroj.kódovanie – MPEG-2,uvažuje sa a niekde sa už aj používa MPEG4- part10 (H.264) kompresia, platené programy, protichybové zabezpečenie (RS kód a i.) • digitálna štvorstavová modulácia QPSK a kvadratúrna amplitúdová modulácia 16QAM, 64QAM, 256QAM, ortogonálny frekvenčne delený multiplex OFDM 2k, 4k alebo 8k • je možná hierarchická modulácia (súčasne jedna v druhej - napr QPSK v 64-QAM) • v súčasnosti rôzne varianty DVB-T (A1,A2,A3,A5,A7, podobne Bx, Cx) – líšia sa typom modulácie (QPSK, 16-QAM, resp.64-QAM), kódovým pomerom od ½ po 7/8, požadovaným C/N podľa typu kanála pre stanovené BER=10-4, bit.rýchlosťou podľa pomeru TG/TS od 4,98 do 31,67 Mbps – najviac sa používajú C2 a B2 (RS kód alebo FEC, typ OFDM 8k, 64- resp.16-QAM, 20 resp.27 Mbps) • je možné a predpokladá sa budovanie siete SFN (jednofrekvenčná sieť) – sieť vysielačov vysielajúcich na tých istých kanáloch, ale umiestnených v určitých doporučených min. vzájomných vzdialenostiach
DVB-T Tab: Typické merané hodnoty analógovej a digitálnej televízie DVB-T [2] Modulation Error Ratio – modulačná chybovosť – chybové vektory od ideálnej symbolovej pozície chybovosť, bezrozmerná veličina, m-počet chybne prijatých, n-počet vyslaných symbolov v špecifikovanom čas.intervale Otázka: čo je C/N, CSI, jednotka dBμV ?
Tab.: Max. a min. hodnoty úrovní signálov pre analógovú a dig. TV Tab.: Niektoré príklady parametrov prevádzky DVB-T (teoreticky?) pevný príjem prenosný príjem vonkajší vnútorný
Modulácia OFDM – hlavná zbraň vysokokapacitného digitálneho prenosu
COFDM • (Coded Orthogonal FDM) - kódovaný ortogonálny frekvenčne delený multiplex • nie jedna, ale tisícky nosných (2k, 8k, a pod.), ktoré sú navzájom ortogonálne – pozri obr. na predch. strane - (vo frekv. spektre v mieste maxima jednej nosnej majú ostatné nulovú hodnotu prekrývanie a vzájomné rušenie len minimálne) • tieto nosné sa generujú v rovnakom čase s rovnakými hodinami s využitím inverznej rýchlej Fourierovej transformácie (IFFT) • každá nosná je ešte modulovaná QAM
MPEG-2 • štandard vytvorený skupinou MPEG (Motion Pictures Expert Group - skupina pre definovanie kompresných videoštandardov a audio-video kodekov; vznikla v r. 1988) • - sú rôzne MPEG-štandardy (MPEG-1, a standard for storage and retrieval of moving pictures and audio on storage media. • MPEG-2, a standard for digital television. • MPEG-4, a standard for multimedia applications. • MPEG-7, a content representation standard for information search ) • - využitie časovej a priestorovej redundancie obrazovej informácie snímok nasledujúcich za sebou - niektoré snímky sa musia preniesť celé, ale niektoré zo skupiny len v podobe rozdielov oproti vzťažnej snímke (snímky I,B,P), typicky:B1 B2 I3 B4 B5 P6 B7 B8 P9 B10 B11 P12 – čo je spolu GOP (Group Of Pictures) I - intra P - predictive B - bidirectional - základné operácie kódovania MPEG-2
MPEG-2 • - Rozlišujú sa profily a úrovne MPEG-2 • Profil = kvalita videa • Úroveň (Level) = rozlíšenie videa • zákl. systém – MP@ML (Main Profiel Main Level) - kompresia 1-15 Mbps • Potom sú High Level, High Level-1440, a Low Level, a profily Simple, SNR, Spatial, 4:2:2 a High - Typické špecifikácie dekóderov su napr.: 720 x 576 x 25 fps (PAL CCIR 601) 352 x 576 x 25 fps (PAL Half-D1) 720 x 480 x 30 fps (NTSC CCIR 601) 352 x 480 x 30 fps (NTSC Half-D1) http://www.erg.abdn.ac.uk/research/future-net/digital-video/mpeg2.html
Kóder DCT s pohybovou kompenzáciou (kódujú sa vektory pohybu • oproti vzťažnej snímke); • Dekóder DCT s pohybovou kompenzáciou
Obr.: Náčrt štruktúry bitového toku videa MPEG-2 (zdola – nahor) http://www.bbc.co.uk/rd/pubs/papers/paper_14/paper_14.shtml
DVB - S • set-top-box • Parabola • Modulácia QPSK s tvarovaním impulzov v základnom pásme • zreťazené kanálové kódovanie (RS-kód, konvolučné prekladanie, konvoluč.kód) • Transportný tok MPEG-2
DVB – C • Technológia 16 QAM – 256 QAM s tvarovaním impulzov zákl.pásma • RS-kód • Transportný tok MPEG-2 • Adaptívna korekcia odrazov ekvalizérom
DVB – H televízia pre mobily (DVB for Handhalds) • time slicing, menšie rozlíšenie – menší dátový tok
IPTVTV pomocou internetového protokolu, internetová TV • cez opt. sieť alebo ADSL (pevná telef. linka) • EPG, platené programy, VoD (Video-on-Demand),VCR (Videorekordér) ... • set-top-box, alebo ADSL-modem • možnosť telefonovať a surfovať na Internete
Referencie [1] http://www.digitalnitelevize.cz/informace/dvb-s/ [2] M.Legíň: Televizní technika DVB-T. BEN, Praha,2006 [3] http://sk.wikipedia.org/wiki/MMDS