1.4.3 Els estàndards DVB

Professor: Xavi Giró i Nieto

Versió 2016/1

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Introducció

• Contribució
• Transmissió del material àudio-visual des del lloc d’adquisició o generació fins als estudis de producció

Punt a Punt

​

• Distribució
• Transmissió dels programes des dels estudis de producció fins als centres emissors o reemissors

Punt a Punt

​

• Difusió
• Transmissió del senyal des dels centres emissors i re-emissors fins als receptors dels espectadors

Punt a tothom

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Introducció

- La modulació depèn del canal i el tipus de transmissió

- Cal tenir presents els sistemes pre-existents en cadascun dels àmbits

Difusió:

Satèl·lit

DVB-S, DVB-S2

Cable

DVB-C, DVB-C2

Terrestre

DVB-T, DVB-T2

Mòbil

DVB-H, DVB-SH

Contribució i Distribució: Enllaç dedicat: radioenllaç, cable/fibra

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Introducció

• El DVB no és l'únic estàndard de radiodifusió de televisió digital que existeix.
• Les solucions tecnològiques són molt similars.

+info: http://ca.wikipedia.org/wiki/Digital_multimedia_broadcast

http://ca.wikipedia.org/wiki/ATSC

http://ca.wikipedia.org/wiki/ISDB

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

DVB

• Els estàndards DVB estan dissenyats per a la radiodifusió de continguts audiovisuals.
• Consorci industrial de més de 260 agents (radiodifusors, fabricants, desenvolupadors, organismes reguladors del mercat...) de més de 35 països.
• Normes adoptades al nostre país.

+info: http://www.dvb.org/

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Difusió per satèl·lit

• Difusió per satèl·lit: DVB-S

ETSI/EBU 300 421, Desembre–94

​

• Característiques de radiodifusió

Cobertura total: 100% des de l’inici

Cost elevat de posada en marxa

• Senyal feble (distància 36.000 km)

C/N = 10 dB (*)

• Senyal estable i constant (lliure d’ecos/interferències)
• Ample de banda dels canals: 27 – 36 MHz

Llegat transmissions analògiques en FM per satèl·lit

• Modulació:
• QPSK (= 4 QAM), 2 bits per símbol
• requereix fins a 12 dB menys de C/N que 64 QAM
• eficiència espectral reduïda

(*) C/N Carrier to Noise Ratio: relació potència portadora/potència soroll

+info: http://ca.wikipedia.org/wiki/DVB-S2

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Difusió per satèl·lit

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Difusió per cable

• Difusió per cable: DVB-C

ETSI/EBU 300 429, Desembre–94

​

• Característiques de radiodifusió

Cobertura progressiva: edifici per edifici, barri per barri

Cost elevat d’implantació de la xarxa

• Senyal de nivell elevat al connector de l’abonat

SNR = 30 dB (*)

• Ecos deguts a desadaptació d’impedàncies (rebots)
• Ample de banda dels canals: 6 – 8 MHz

Llegat transmissions analògiques en AM/VSB per cable

• Modulació:
• 64 QAM, 6 bits per símbol (US: fins a 256-QAM)
• requereix correcció d’errors per combatre ecos
• eficiència espectral triple que QPSK

(*) SNR Signal to Noise Ratio: relació potència senyal/potència soroll

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Difusió per cable

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Difusió terrestre

• Difusió terrestre per dispositius fixes: DVB-T

ETSI/EBU 300 744, Febrer–97

​

• Característiques de radiodifusió

Cobertura progressiva: zona de cobertura per zona de cobertura

Cost elevat d’implantació, cost reduït de substitució

• Senyal de potència molt variable segons la zona i el moment

SNR = 20 – 30 dB (*)

• Interferències multicamí, esvaïments
• Ample de banda dels canals: 6 – 8 MHz

Llegat transmissions analògiques en AM/VSB per VHF/UHF

• Modulació:
• 2K OFDM o 8K OFDM (5 a 32 Mbit/s)
• interval de guarda adaptat a l’orografia i a la xarxa de re-emissors
• eficiència espectral variable segons els paràmetres

+info: http://ca.wikipedia.org/wiki/DVB-T2

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Difusió terrestre

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Difusió terrestre

• Difusió terrestre per a dispositius mòbils: DVB-H

ETSI EN 302 304, Novembre–2004

​

• Adaptació de les tècniques DVB-T per receptors portàtils.
• Pot utilitzar els mateixos emissor que DVB-T.
• Multiplexació de diversos serveis mitjançant tècniques de divisió de temps (time-slicing), que redueix un 90% el consum.
• Modulació:
• 4K OFDM

+info: http://ca.wikipedia.org/wiki/DVB-H

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Difusió híbrida satèl·lit/terrestre

• Difusió satèl·lit i terrestre per a dispositius mòbils: DVB-SH

Febrer–2007

• Extensió del DVB-H
• Ús de protocols IP
• Es commuta a xarxa terrestre quan no hi ha satèl·lit.
• El FEC inclou turbo-codis.
• Modulacions (dos modes):
• SH-A: COFDM tant en terrestre com satèl·lit
• SH-B: Multiplexació per temps en satèl·lit i COFDM en terrestre.

+info: http://ca.wikipedia.org/wiki/DVB-SH

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

DVB-S, DVB-C i DVB-T

Cable Satèl·lit Terrestre

DVB-C DVB-S DVB-T

Codif. de Font

Vídeo MPEG-2 vídeo (MP@ML)

Àudio MPEG-1 àudio (L-II), AC-3 opcional

Multiplex MPEG-2 nivell de sistema

Accés condicional DVB-CSA

Codif. de canal

Paquets transport 188 bytes abans de FEC

Aleatoritzador 1+X¹⁴+X¹⁵

Codif. Extern Reed Solomon (204, 188, T=8)

Dispersor Forney (prof. = 12)

Codif. Intern Absent Convolutiva, R_c=1/2, 2/3, 3/4, 5/6 o 7/8

Modulació

Tipus 1 6 a 64 QAM QPSK 2K/8K OFDM

Ample de banda 6–8 MHz 27~36 MHz 6, 7 o 8 MHz

Taxa de bits 30-40 Mb/s 25-45 Mb/s 20-25 Mb/s

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Televisió Digital Terrestre (TDT)

• DVB-T (OFDM 2k o 8k)
• Portadores distribuïdes de forma compacta
• Utilització òptima de l’espectre (7,61 MHz d’un canal UHF de 8MHz )
• Requereix menys SNR que el sistema PAL per a obtenir la mateixa qualitat d’imatge
• És possible posar en un canal múltiple, 4 serveis de vídeo MPEG-2 amb qualitat igual o superior al sistema PAL
• Bona protecció contra
• esvaïments selectius al canal
• nivells baixos de recepció
• interferències co-canal
• interferències inter-canal

​

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Televisió Digital Terrestre (TDT)

Avantatges

• Múltiples programes (N) per canal UHF/VHF

Flexibilitat: tot depèn de la qualitat desitjada i la compressió assolida

Capacitat x N (típ. N = 4~5)

• Permet xarxes de freqüència única (SFN)

No evitar els canals que usen els repetidors veïns

• Permet xarxes de freqüència múltiple (MFN)

Es podria replicar el pla de freqüències actual i “només” multiplicaríem per N el número de programes (emissores)

• Serveis addicionals associats a l’emissió

EPG, informació, interactivitat, MHP...

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Televisió Digital Terrestre (TDT)

Limitacions de cobertura en emissions analògiques:

No es poden utilitzar els canals dels repetidors veïns. Si es fa, els receptors de les dues àrees que els arribi senyal dels dos repetidors tindran una interferència que produirà un efecte de doble imatge

(normalment, amb neu i desincronitzats)

​

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Televisió Digital Terrestre (TDT)

• Canal en gestió directa

Gestionat per una entitat pública (RTVE, CCRTV, municipals ...)

• Canal en gestió indirecta

Gestionat per una empresa privada (Antena 3, Tele 5, Sogecable, Mediapro...)

• Programa

Una servei de vídeo (ex. TV3)

• Canal Múltiple (Multiplex)

Transmissió de diferents programes a través d’un únic canal del UHF

• Simulcast

Emissió simultània del mateix contingut en diferents canals

• Freqüències de treball

Bandes IV-V UHF (470-862 MHz / canals 21–69 )

• Terminologia per entendre la documentació legal i tècnica relacionada.

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Televisió Digital Terrestre (TDT)

• Legislació vigent: Pla tècnic de la televisió digital terrestre del 29 de juliol de 2005.
• Tres tipus de cobertures a Catalunya:

a) Estatal

b) Nacional

c) Local

• Important: La planificació pateix sovint modificacions.
• Dades extretes de:

http://mitjansdecomunicacio.gencat.cat/ca/temes/televisio/tot_sobre_la_tdt/.

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Televisió Digital Terrestre (TDT)

• Cobertura estatal

• Cobertura nacional (Catalunya)

Un canal UHF diferent per a cada província (desconnexions)

Tots planificats en xarxa de freqüència única a Catalunya.

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Televisió Digital Terrestre (TDT)

• Cobertura local (comarcal)

Canals UHF

Canals públics/privats

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Televisió Digital Terrestre (TDT)

Mapa dels Mitjans Audiovisuals del CAC

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa

Final ?

Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions

Universitat Politècnica de Catalunya

Xavi Giró, GDSA: “1.4.3 Els estàndards DVB” - Tardor 2016 @ ESEIAAT, UPC, Terrassa