Кіріспе

DVB-T, Digital Video Broadcasting – Terrestrial дегеннің қысқартылған атауы, 1997 жылы алғаш рет жарияланған және 1998 жылдың ақпан айында Сингапурда алғаш рет таратылған Еуропалық DVB консорциумының стандарты. Бұл жүйе MPEG тасымалдау ағыны арқылы сығылған цифрлық аудио, цифрлық бейне және басқа деректерді кодталған ортогональді жиілік бөлу мультиплекстеу (COFDM немесе OFDM) модуляциясын қолдана отырып жібереді. Бұл формат сонымен қатар бүкіл әлемде (Солтүстік Американы қоса) мобильді жаңалықтар жинау көлігінен орталық қабылдау нүктесіне бейне және аудио сигналдарын беру үшін электрондық жаңалықтарды жинауда кеңінен қолданылады. АҚШ-та оны әуесқой теледидар операторлары да пайдаланады.

Негізгі білім

Бір радиожиілік (RF) арнада бір дерек тасымалдауышын тасымалдаудың орнына, COFDM цифрлық дерек ағынын көптеген баяу цифрлық ағымдарға бөліп жұмыс істейді, олардың әрқайсысы жақын орналасқан көршілес субтасымалдаушы жиіліктерінің жиынтығын цифрлық түрде модуляциялайды. DVB-T жағдайында, 2K режимі немесе 8K режимі деп аталатын тасымалдаушылар саны үшін екі таңдау бар. Бұл, шын мәнінде, шамамен 4 кГц немесе 1 кГц қашықтықта орналасқан 1705 немесе 6817 субтасымалдаушы. DVB-T үш түрлі модуляция схемасын ұсынады (QPSK, 16QAM, 64QAM). DVB-T көптеген елдерде сандық теледидар тарату үшін қабылданды немесе ұсынылды (суретті қараңыз), көбінесе VHF 7 МГц және UHF 8 МГц арналарын пайдаланады, ал Тайвань, Колумбия, Панама және Тринидад және Тобаго 6 МГц арналарын қолданады. Мысалы, Ұлыбританияның Freeview жүйесін атауға болады. DVB-T стандарты EN 300 744 ретінде жарияланды, жердегі цифрлық теледидар үшін кадрлық құрылым, арнаны кодтау және модуляция. Бұл ETSI веб-сайтында, сондай-ақ ETSI TS 101 154, MPEG 2 Transport Stream негізінде бейне және аудио кодтауды қолдану ерекшеліктері, MPEG 2 және, соңғы кезде, H.264/MPEG 4 AVC үшін дерек көзінің кодтау әдістерін DVB пайдалану ерекшеліктері туралы мәліметтермен қол жетімді, сонымен қатар аудио кодтау жүйелері де бар. DVB-T-ны қабылдаған көптеген елдер оны жүзеге асыру үшін стандарттар жариялады. Оларға Ұлыбританияның D кітабы, Италияның DGTVi, ETSI E кітабы және Скандинавия елдері мен Ирландияның NorDig кітабы жатады. DVB-T жаңа стандарттарға, мысалы, DVB-H (қолға ұсталатын) стандартына дамыды, ол коммерциялық сәтсіздікке ұшырады және қазір қолданылмайды, сондай-ақ 2011 жылдың тамызында ресми түрде бекітілген DVB-T2 стандартына дамыды. DVB-T цифрлық тарату деректерді символ жылдамдығымен дискретті блоктар тізбегі түрінде жеткізеді. DVB-T – COFDM тарату әдісі, ол қорғау аралығын (Guard Interval) пайдалануды қамтиды. Бұл қабылдағышқа күшті көпжолды жағдайлармен күресуге мүмкіндік береді. Географиялық аймақ ішінде DVB-T бір жиілікті желіні (SFN) пайдалануға да мүмкіндік береді, онда бір деректерді тасымалдайтын екі немесе одан көп хабар таратушылар бір жиілікте жұмыс істейді. Мұндай жағдайларда SFN-дегі әрбір хабар таратушыдан келетін сигналдар уақыт бойынша дәл сәйкес келуі керек, бұл ағымдағы ақпарат пен GPS-ке сілтеме жасалатын әрбір хабар таратушыдағы уақытты синхрондау арқылы жүзеге асырылады. Қорғау аралығының ұзындығын таңдауға болады. Бұл деректер жылдамдығы мен SFN мүмкіндіктері арасындағы компромисс. Қорғау аралығы неғұрлым ұзақ болса, символдар арасындағы кедергілерді (ISI) тудырмай SFN аймағы соғұрлым үлкен болады. Егер өзіндік кедергілер дұрыс жоспарланған және бақыланған болса, қорғау аралығының шартын орындамайтын SFN-ді пайдалануға болады.

DVB-T таратушының техникалық сипаттамасы

Суреттегіге сілтеме жасай отырып, сигнал өңдеу блоктарының қысқаша сипаттамасы келтірілген. Көз кодтау және MPEG 2 мультиплексі (MUX): Сығымдалған бейне, сығымдалған аудио және деректер ағыны MPEG бағдарлама ағынына (MPEG PS) мультиплекстеледі. Бір немесе бірнеше MPEG PS-тер MPEG тасымалдау ағынына (MPEG TS) қосылады; бұл теледидар немесе үйдегі топтық қораптар (STB) арқылы берілетін және қабылданатын негізгі цифрлық ағым. Тасымалданатын деректер үшін рұқсат етілген бит жылдамдықтары бірқатар кодтау және модуляция параметрлеріне байланысты: ол шамамен 5-тен шамамен 32 Мбит/с-қа дейін болуы мүмкін (толық тізім үшін төменгі суретті қараңыз). Сплиттер: екі түрлі MPEG TS бір уақытта, иерархиялық тарату деп аталатын әдісті қолдана отырып, берілуі мүмкін. Мысалы, стандартты анықтамадағы SDTV сигналын және жоғары анықтамадағы HDTV сигналын бір тасымалдаушы арқылы беру үшін пайдаланылуы мүмкін. Жалпы алғанда, SDTV сигналы HDTV сигналына қарағанда мықтырақ. Қабылдағышта, алынған сигналдың сапасына байланысты, STB HDTV ағынын кодтауы мүмкін немесе сигналдың күші жетіспесе, SDTV-ге ауыса алады (осылайша, тарату орнына жақын орналасқан барлық қабылдағыштар HDTV сигналын бұғаттауы мүмкін, ал қалған барлық, тіпті ең алыс, SDTV сигналын қабылдап, кодтауы мүмкін). MUX бейімделуі және энергияны тарату: MPEG TS белгілі бір ұзындығы (188 байт) бар дерек пакеттерінің тізбегі ретінде анықталады. Энергияны тарату деп аталатын әдіспен байт реті декорреляцияланады. Сыртқы кодтаушы: Берілген деректерге бірінші деңгейдегі қателерді түзету қолданылады, ол бинарлық емес блок кодын, Reed–Solomon RS (204, 188) кодын пайдаланады, бұл әрбір 188 байт пакет үшін ең көп дегенде 8 қате байтты түзетуге мүмкіндік береді. Сыртқы аралық: Конволюциялық аралық жіберілген деректердің тізбесін қайта реттеу үшін қолданылады, ол қателердің ұзақ тізбектеріне төзімді болады. Ішкі кодтаушы: Қателерді түзетудің екінші деңгейі тесілген конвольсиялық кодпен беріледі, ол көбінесе STB мәзірлерінде FEC (Forward error correction) ретінде белгіленеді. Бес жарамды кодтау жылдамдығы бар: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 және 7/8. Ішкі аралық: Деректер тізбегі қайта реттеліп, жарылыс қателерінің әсерін азайтуды мақсат етеді. Бұл жолы блоктарды өзара тегістеу әдісі қолданылады, псевдокезекті тағайындау схемасымен (бұл шын мәнінде екі бөлек тегістеу процестері арқылы жүзеге асырылады, біреуі биттерде, екіншісі бит топтарында жұмыс істейді). Карта жасаушы: Цифрлық бит реті күрделі символдардың базалық жолақты модульді ретімен картаға түсіріледі. Модуляцияның үш жарамды схемасы бар: QPSK, 16 QAM, 64 QAM. Фреймді бейімдеу: күрделі символдар тұрақты ұзындықтағы блоктарға (1512, 3024 немесе 6048 символдар бір блокқа) топтастырылады. Фрейм құралады, оның ұзындығы 68 блок, ал суперфрейм 4 фрейм арқылы жасалады. Пилоттық және TPS сигналдары: Жердегі радиоарна арқылы берілетін сигналдарды қабылдауды жеңілдету үшін әрбір блокқа қосымша сигналдар енгізіледі. Пилоттық сигналдар синхрондау және теңдеу кезеңінде қолданылады, ал TPS (Transmission Parameters Signalling) сигналдары жіберілген сигналдың параметрлерін жібереді және тарату жасушасын біркелкі анықтайды. Қабылдаушы сигналды синхрондауға, теңестіруге және кодтауды шешуге қабілетті болуы керек, осылайша TPS ұшқыштарының қолдарындағы ақпаратқа қол жеткізуге болады. Осылайша, қабылдаушы бұл ақпаратты алдын ала білуі керек, ал TPS деректері тек ерекше жағдайларда, мысалы, параметрлердің өзгеруі, қайта синхрондау және т.б. қолданылады. OFDM модуляциясы: Блоктар реті OFDM техникасына сәйкес модуляцияланады, 1705 немесе 6817 тасымалдаушыларды қолданады (тиісінше 2k немесе 8k режимінде). Тасымалдаушылар санын арттыру пайдалы жүктеменің бит жылдамдығын өзгертпейді, ол тұрақты болып қалады. Сақтайтын аралықты енгізу: қабылдаушының күрделілігін азайту үшін әрбір OFDM блогы оның алдында өзінің аяғын көшіріп, кеңейтіледі (циклдік префикс). Мұндай қорғау аралығының ені бастапқы блок ұзындығының 1/32, 1/16, 1/8 немесе 1/4 болуы мүмкін. Бір бағдарламаны бір тасымалдаушы жиілікте тарататын бірнеше сайттардан келетін жойылмас кедергілер болуы мүмкін бір жиілікті желілерді пайдалану үшін циклдік префикс қажет. DAC және алдыңғы ұшы: Цифрлық сигнал цифрлық-аналогтық түрлендіргіш (DAC) арқылы аналогтық сигналға айналады, содан кейін радиожиілік (VHF, UHF) RF алдыңғы ұшы арқылы модульделеді. Жұмыс істейтін жолақтың ені әрбір DVB T сигналын 5, 6, 7 немесе 8 МГц кеңдіктегі арналарға орналастыруға арналған. DAC кіруінде берілген базалық жолақтың үлгі алу жиілігі – samples/s, мұнда – арнаның кеңдігі, Гц-бен берілген.

+ Қол жетімді бит жылдамдықтары (Мбит/с) DVB T жүйесі үшін 8 МГц арналарында

Модуляция | Кодтау жылдамдығы | Сақтайтын аралық
---|---|---
1/4 | 1/8 | 1/16 | 1/32
QPSK | 1/2 | 4.976 | 5.529 | 5.855 | 6.032
| 2/3 | 6.635 | 7.373 | 7.806 | 8.043
| 3/4 | 7.465 | 8.294 | 8.782 | 9.048
| 5/6 | 8.294 | 9.216 | 9.758 | 10.053
| 7/8 | 8.709 | 9.676 | 10.246 | 10.556
16 QAM | 1/2 | 9.953 | 11.059 | 11.709 | 12.064
| 2/3 | 13.271 | 14.745 | 15.612 | 16.086
| 3/4 | 14.929 | 16.588 | 17.564 | 18.096
| 5/6 | 16.588 | 18.431 | 19.516 | 20.107
| 7/8 | 17.418 | 19.353 | 20.491 | 21.112
64 QAM | 1/2 | 14.929 | 16.588 | 17.564 | 18.096
| 2/3 | 19.906 | 22.118 | 23.419 | 24.128
| 3/4 | 22.394 | 24.882 | 26.346 | 27.144
| 5/6 | 24.882 | 27.647 | 29.273 | 30.160
| 7/8 | 26.126 | 29.029 | 30.737 | 31.668

Океания

(көбінесе SD хабар тарату үшін MPEG 2, ал HD хабар тарату үшін H.264/AVC қолданылады, Австралиядағы цифрлық телеарналар тізіліміне жүгініңіз) (MPEG 4 / H.264 бейнесін қолданады; Freeview New Zealand сайтына қараңыз)

DTT-ны сөндіру

Көптеген елдер сандық жер үсті теледидарға көшуді күткенмен, кейбіреуі сәтсіз сынақтардан кейін кері бағытқа бұрылды. Швейцария: Швейцарияның SRG мемлекеттік телерадиокомпаниясы 3 маусымда DTT желісін тоқтатты. Женева аймағындағы бір аймақтық станция хабар таратуын жалғастыруда. Кейіннен елдің шығысында DVB-T2 антеннасы швейцариялық телеарналарды австриялық кабельдік операторларға ретрансляциялау үшін іске қосылды. Ұқсас хабар тарату Grand Geneva аймағын қамту жоспарлануда.