Зоны внедрения DVB-T/T2 в Украине Опции

[Frocus]

Взято отсюда - http://tv.net.ua/phpbb2/viewtopic.php?t=8971

[Frocus]

Начало цифрового эфира

Телевизионные технологии непрерывно развиваются, но основополагающие стандарты долгие годы оставались незыблемыми. Тем интереснее наблюдать, на что больше похоже построение сетей в стандарте цифрового наземного телевизионного вещания в Украине: это доброе начало или половина дела?

Развитие новых телевизионных технологий вызвало такие сдвиги в производстве, бизнесе и сознании массового потребителя, которые еще в середине века предсказать было невозможно. Рубеж нового тысячелетия ознаменовался переходом на цифровое вещание и внедрением множества новых цифровых стандартов. В 1997 году был принят DVB (Digital Video Broadcasting), который описывает все виды цифрового вещания: эфирное, кабельное, спутниковое. А уже в следующем году в Великобритании состоялась первая коммерческая трансляция проекта цифрового телевидения.

Изменения коснулись в первую очередь цифрового спутникового вещания – DVB-S (satellite) и цифрового кабельного вещания – DVB-C (cable). В 1999 году был принят и стандарт эфирного вещания DVB-T (terrestrial). С этого времени в Европе аналоговое вещание рассматривалось лишь в контексте создания четких правил по его упразднению. В 2006 году Международный союз электросвязи при участии администраций стран-членов этой организации утвердил региональный План развития цифровой наземной радиовещательной службы "Женева-2006". В рамках этого плана во избежание конфликтов и для обеспечения национальной информационной безопасности были распределены частоты для каждого государства, а также названа дата полного отказа от аналогового вещания – 17 июля 2015 года. В соответствии с Региональным Соглашением по планированию цифрового наземного вещания в полосах частот 174-230 МГц, 470-862 МГц "Женева – 06" и связанных с ним цифровым и аналоговым Планами Украины имеет 847 частотных выделения, которые представляют цифровую часть этого Плана.

Подписавшись под этим соглашением, Украина не только получила свои частоты, но и взяла на себя обязательства по переходу на цифровое телевидение. Что уже сделано для этого в переходный период и как будут развиваться события далее?

Переход к цифре

Цифровое телевидение (DTV) – это метод передачи телевизионных сигналов, основанный на новейшей технологии цифровой обработки сигнала. DTV отличается большей гибкостью и обладает рядом важных преимуществ по сравнению с используемым до сих пор аналоговым телевидением:
качественная передача изображения и звука – отсутствуют шум и свойственные аналоговому ТВ паразитные отражения и помехи;
возможность использовать различные разрешения изображения и форматы экрана (например, формат широкого экрана 16:9);
большая экономия эфирного пространства: на одном канале аналогового ТВ можно одновременно с помощью передатчика DVB-T передавать от 4 до 12 различных программ ТВ, а также всевозможную дополнительную информацию и услуги, например, электронный гид программ (EPG), супертелетекст, электронный интернет-магазин и электронную почту, мультимедийные услуги, радио и многое другое;
прием телепередач возможен также мобильным путем (на движущихся транспортных средствах).

Что же послужило толчком для перехода на цифровое вещание? Одной из основных причин внедрения этого формата вещания является тот факт, что аналоговый сигнал по мере его распространения по любой среде претерпевает существенные искажения, не восстановимые на приемной стороне. Одним из таких значимых значений, характеризующих качество сигнала, является отношение "несущая/шум" (C/N) .

Особенность же цифрового сигнала в том, что его качество остается неизменным при снижении уровня входного сигнала (что эквивалентно понижению C/N) до некоторого минимального значения, именуемого порогом (пороговым значением по тому или иному критерию). Однако следует заметить, что сам исходный сигнал в аналоговом виде имеет более высокое качество по сравнению с цифровым, что понятно из самого физического смысла. Но это различие невелико как по объективным, так и по субъективным показателям.

При переходе на цифровое эфирное вещание (DVB-T) одновременно преследовались и другие цели. Важным побудительным (и экологически оправданным) мотивом внедрения DVB-T является возможность снижения мощности передатчика. Следующим значимым моментом при переходе на цифровое вещание стала задача обеспечения максимальной помехоустойчивости. При трансляции аналоговых ТВ-сигналов по эфиру на качество приема, помимо атмосферных и индустриальных помех, сильно влияют переотраженные радиоволны и помехи от других радиопередатчиков, работающих в этом же частотном диапазоне в соседних местностях. Стандарт DVB-T допускает соотношение "сигнал/помеха" до 6-2 дБ, что является очень большим достижением.

Таким образом, благодаря усилиям команды разработчиков ведущих европейских стран и появился стандарт DVB-T – стандарт эфирного телевизионного вещания (зарегистрирован как ETSI EN 300 744 v.1.5.1 (2004-11)). Здесь в качестве базовой используется OFDM-модуляция, благодаря которой и достигаются уникальные свойства при построении синхронных одночастотных сетей SFN (Single Frequency Network). Обеспечивается низкое требуемое отношения "несущая/шум" (C/N), высокая защита от переотраженных объектов и низкая чувствительность к эффекту Доплера (при приеме сигнала в движении). Помимо основных видов модуляции (QPSK, 16 QAM и 64 QAM), в стандарте DVB-T используется также и иерархическая модуляция, позволяющая в потоке с высоким приоритетом передавать меньшее число программ и с несколько худшим качеством, но при этом со значительным увеличением зоны покрытия сигналом, позволяя тем самым вести прием на комнатные антенны.

Что уже сделано

До 2015 года (в переходный период) планирование цифрового вещания должно проводиться с учетом поддержки аналогового ТВ-вещания. Затем вступает силу цифровой План: поддерживаются только цифровая радиовещательная служба и другие первичные службы. Администрации европейских стран на двухсторонней и многосторонней основе договаривались о необходимости обеспечения электромагнитной совместимости на этапе реализации Плана "Женева-2006". В соответствии с соглашением, принятым на конференции ITU RRC "Женева 2006", Украина получила 81 зону для развертывания сети SFN, 7 DVB-T покрытий на всю страну, включая приграничные, и до 10 покрытий в больших городах и центре страны, включая одно покрытие в МВ-диапазоне и 1-2 покрытия для DAB в МВ-диапазоне.

В 2007 году Концерном РРТ в порядке эксперимента было построено две зоны (из 81 цифровых SFN зон на территории Украины) сети одночастотного синхронного вещания в Киевской и Житомирской областях (№ 18 и № 17 соответственно). Эксперимент удался с технической стороны, однако до настоящего времени оборудование, которое установлено и подготовлено к работе, еще не используется, цифровое телевизионное вещание в этом регионе не осуществляется.

Во второй половине 2007 года при посещении Одесской области Президентом Украины было предложено обеспечить внедрение цифрового вещания на юге Одесской области. Кроме того, Национальным советом Украины по вопросам телевидения и радиовещания было принято решение по перестройке в 2008 году шести зон одночастотного синхронного вещания: двух в Сумской области, двух в Закарпатской области и двух зон в Одесской области – № 70 и № 74.

Учитывая важность проблемы внедрения цифрового вещания и географию расположения Одесской области (возможности использования ТВ-каналов в приморских районах существенно ограничены особенностями распространения радиоволн над акваторией Черного и Азовского морей), 15 января 2008 года был издан Указ Президента Украины № 16. Согласно п.2 этого документа Кабинету министров Украины, Одесской областной государственной администрации было поручено принять меры относительно обеспечения транслирования в регионе национальных каналов вещания, в том числе и внедрение в первом полугодии 2008 года цифрового телевещания и строительства новой телевизионной башни в г. Одессе.

Таким образом, появились конкретные предпосылки по развертыванию в Одесской области цифрового телевизионного вещания. В январе 2008 года окончательно было принято решение о внедрении в Украине цифрового вещания с использованием стандарта MPEG-4. В целом на территории Одесской области расположено 5 зон одночастотного синхронного вещания, из которых зоны № 70 и № 74 находятся в юго-западной части области.

К сожалению, позиция Национального совета Украины по вопросам телевидения и радиовещания предоставить право обеспечения цифрового ТВ-вещания путем получения лицензии провайдера многопрограммной услуги привела к тому, что до июня 2008 года никаких действий по перестройке определенных зон компанией-владельцем лицензии сделано не было. В конце июня Одесскому областному радиопередающему центру (ОРТПЦ) было предложено решить проблему организации цифрового вещания в 74 зоне. Практически за полтора месяца Одесский ОРТПЦ обеспечил выполнение этой задачи. Безусловно, это стало возможным благодаря титаническому труду специалистов ОРТПЦ, четкой и своевременной поставке оборудования киевским предприятием "Квант-Эфир" и благодаря использованию оборудования головной станции мультиплексирования Концерна РРТ, которая уже была построена на этапе развертывания 17 и 18 зон экспериментального вещания в 2007 году.

Организация вещания

Схема организации телевизионного вещания в Одесской области теперь имеет следующий вид:
на головной станции мультиплексирования в Киеве формируется пакет программ МХ-2, в который согласно решению Нацсовета Украины № 853 от 23.04.2008 года включены продукты следующих телекомпаний: НТКУ (УТ-1), ТРК "Студия 1+1", АОЗТ УНТК "Интер", ООО "МК ТРК "ICTV", ООО ТРК "Экспресс-Информ" ("5 канал"), ЗАО "Новый канал", ЗАО "ММЦ-СТБ", ЗАО "ТРК "Украина", ООО ТС "Служба Информации";
сформированный многоканальный цифровой пакет, адаптированный для передачи по IP-сети, через IP-коммутатор поступает в транспортную сеть. В данном случае в качестве транспортной сети используется оптоволоконная линия связи оператора "Интертелеком";
по транспортной сети сигнал поступает к зональным станциям мультиплексирования (ЗСМ) Одесского ОРТПЦ (в 74 зоне ЗСМ расположена на РТПС г. Измаил, а в 70 зоне – на РТПС г. Сарата);
транспортный сигнал через IP-коммутатор подается на приемник-декодер IRD-2900 (производства Scopus) и на три мультиплексора МХ-34 (модернизируемых для передачи IP-потока). Это необходимо для подачи транспортного сигнала по радиорелейным линиям (РРЛ) в направлениях: Измаил-Рени-Болград-Городное; Измаил-Суворово-Каменское; Измаил-Килия-Вилково по 74 зоне и по 70 зоне соответственно: Сарата-Тарутино-Петровск; Сарата -Успеновка-Николаевка; Сарата-Широкое (в проекте);
с помощью декодера IRD-2900 через ASI интерфейс сигнал подается на входы цифровых передатчиков.

В процессе организации вещания отработана схема распределения потоков по РРЛ с помощью модернизируемых модуляторов-демодуляторов, которые имеют как на входе, так и на выходе ASI интерфейс. Создана также схема формирования на ЗСМ мультиплекса МХ-5 (региональный цифровой мультиплекс МХ-5 создается по решению Нацсовета в дополнение к четырем ранее принятым общенациональным мультиплексам в формате наземного цифрового эфирного телевидения DVB-T) с доставкой из Одессы по РРЛ Одесского ОРТПЦ 4-6 телевизионных программ телекомпаний, которые будут работать в региональном мультиплексе.

На ЗСМ добавляются местная программа и программы из второго направления РРЛ (Рени-Болград). Таким образом, при соответствующих решениях Национального совета Украины Одесский ОРТПЦ в 2009 году готов организовать вещание регионального мультиплекса программ МХ-5.

Что касается передающего оборудования, которое используется Одесским ОРТПЦ, для организации телевещания в 74 и 70 зонах, то в основном использовались решение отечественных предприятий. Мощности передатчиков, которые установлены на объектах ООРТПЦ, указанны на схемах, следующие: на объектах Рени, Болград, Килия, Вилково – по 40 Вт, Измаил – 250 Вт, Каменское – 600 Вт, и Огородное – 5 Вт по 74 зоне; на объектах Тарутино, Сарата, Николаевка по 250 Вт, Успеновка, Широкое (проект) по 40 Вт и Петровск – 5 Вт это по 70 зоне. Для организации сети в качестве передатчиков использовалось новое оборудование, а также осуществлялась модернизация уже существующих аналоговых передатчиков на цифровые путем замены возбудителей.

В настоящий момент Одесским ОРТПЦ проводятся измерения реальных зон покрытия, проверка соответствия расчетным и отрабатывается система синхронизации вещания по зонам.



Сигнал к зональным и местным станциям поступает по сети IP

Зона охвата

Каждому оператору, приступающему к планированию своей сети, необходимо ответить на вопрос: какова должна быть аудитория (зона обслуживания)его телецентра? Зоной покрытия(обслуживания)принято называть территорию вокруг передающего центра, на границе которой гарантируется прием с заданным качеством приема сигнала. Понятие "гарантируется" весьма условно, поскольку в действительности качество приема зависит от целого ряда факторов: технических характеристик приемной установки, характера местности, условий застройки в месте приема, времени суток и года, погодных условий и т. д. Кроме того, при определении зоны покрытия принято считать, что диаграмма направленности передающей антенны имеет форму окружности, тогда как допустимая нормативами неравномерность реальной диаграммы в азимутальной плоскости может достигать 3 dB. А это эквивалентно изменению излучаемой мощности вдвое и, соответственно, приводит к искажению идеального вида диаграммы.

Очевидно, что условия приема в заданной точке определяются напряженностью электрического поля. Как сама напряженность поля, так и возможность приема сигнала зависят от целого ряда факторов, основными из которых являются: условия распространения радиоволны, поляризация и рабочая длина волны, зона приема (удаленность от передающего телецентра), холмистость местности, высота подъема передающей и приемной антенны, потери в питающем фидере передатчика, защитное отношение C/N. Основными уроками опыта построения сетей цифрового вещания DVB-T (MPEG-4) в 17, 18, 70 и 74 SFN зонах покрытия Украины можно считать следующие:
цифровое телевидение достаточное длительное время будет сосуществовать в эфире с аналоговым;
построение сети цифрового ТВ начинать с построения ТВ-радиостанций на существующих высотных объектах, завершить созданием синхронных зон, учитывая сложившееся покрытие;
развитие цифрового ТВ невозможно без построения действенной системы контроля и управления технологическими процессами в вещании;
цифровое наземное телевидение следует с первых шагов развивать в формате MPEG-4 AVC;
эфирное наземное телевидение высокой четкости – перспектива уже сегодняшнего дня.

В заключение следует отметить, что построить сети по стандарту DVB-T является непростой задачей, решение которой связано со многими неизвестными, и под силу только высококвалифицированным специалистам с достаточным опытом работы. Опыт построения сетей цифрового телевизионного вещания в стандарте DVB-T (Mpeg-4) в 17 ,18, 70 и 74 SFN зонах показывает, что специалистам Одесского, других ОРТПЦ и Концерна РРТ в целом такая задача под силу.

***

Особенности методов сжатия сигнала

Формат сжатия MPEG-2 (Moving Pictures Experts Group-2) существует более 10 лет. С успехом используется в сравнительно широкополосных системах спутникового и кабельного телевидения. Ограничения, свойственные этому алгоритму, стали очевидны, как только MPEG-2 приблизился к своему пределу эффективности кодирования (в смысле стоимости его применения). При дальнейшем развитии цифрового телевидения на основе компрессии MPEG-2 введение телевидения высокой четкости (ТВЧ) стало экономически неоправданным, поскольку в данном случае зритель вместо пяти каналов стандартной четкости получит всего один канал высокой четкости. Особенно это касается цифрового наземного телевидения, где крайне остро ощущается дефицит полосы частот.

Существенным минусом MPEG-2 является недостаточное обеспечение эффективной работы аудиовизуальных служб интернета. На фоне его стремительного развития, а также средств мобильных коммуникаций (прежде всего – мобильной телефонии) становится очевидным, что основные принципы телевидения больше не удовлетворяют современным требованиям. Следовательно, нужны кардинальные изменения в техническом обеспечении современного телевизионного вещания.

Такое решение предоставляет MPEG-4: технология позволяет снизить требуемую полосу пропускания, обеспечивая при этом доставку видео такого же качества или даже выше. Развитие методов сжатия контента и удаления артефактов привело к появлению MPEG-4 и его части AVC (H.264).

Кодирование по стандарту AVC обеспечивает существенное снижение скорости потоков и выигрыш в эффективности компрессии на 30-60% по сравнению с MPEG-2. Это позволяет достичь более высокой производительности в обработке видео, одновременно предоставляя возможность передавать в той же самой полосе частот большее число каналов. Таким образом, сеть на основе нового стандарта кодирования может работать с повышенным числом ТВЧ-каналов и расширенным набором разнообразных услуг.

MPEG-4 по сути не только результат достижения высокой степени компрессии, но и соответствие другим требованиям, например, помехозащищенность, произвольный доступ, простота редактирования и т. п. Данные в MPEG-4 могут также инкапсулироваться в пакеты протокола реального времени RTR Стандарт позволяет создавать службы, объединяющие три различных модели обслуживания: вещание, оперативное взаимодействие в реальном времени и коммуникации.

Одна из наиболее действенных форм расширения возможностей телевидения – добавление сопутствующей информации в виде текста, таблиц, диаграмм, фотографий, двумерных или трехмерных графических образов, комментариев на разных языках. Сейчас такая информация, если она вводится, является неотъемлемой частью содержания программы. Она сначала включается в изображения, потом суммарное изображение кодируется и передается. Система MPEG-4 позволяет передавать эту информацию отдельно, предоставляя зрителю возможность выбора – смотреть или не смотреть, а если смотреть – то какую из ее частей. Кроме того, дополнительная информация может кодироваться оптимальным образом (для каждого из видов), а также может передаваться по разным каналам и интегрироваться с основным содержанием программы в приемнике зрителя.

Метод сжатия MPEG-4 оптимальным образом ориентирован на конвергенцию – проникновение аудиовизуальной информации во все службы и все типы сетей. Поэтому MPEG-4 – это не некий замкнутый и неделимый стандарт, а инструментарий или комплекс инструментальных средств. Выбор наборов средств для конкретных приложений осуществляется в соответствии с тем или иным конкретным приложением.

Так, интерактивность – одна из наиболее многообещающих функциональных возможностей MPEG-4. Она поддерживается объектно-ориентированным кодированием, управлением поведением объектов с помощью средств BIFS (Binary Format for Scenes – бинарный формат для сцен), гиперсвязей. Интерактивность обеспечивает трансляцию вещательных видеоигр, интерактивных викторин.

В силу того, что оборудование с поддержкой MPEG-2 уже установлено по всему миру в огромном количестве, его продолжают активно использовать даже в условиях постепенного внедрения новейших схем кодирования AVC. Таким образом, налицо проблема поддержки одновременно нескольких форматов.

Наращивание выпуска обновленных абонентских приставок также требует кодирования одновременно в форматах MPEG-2 и AVC, тем самым поднимая и так немалую их стоимость, что существенно тормозит сроки внедрения цифрового ТВ. Однако если учесть темпы развития цифровых технологий и то, что переход на цифровое ТВ будет проходить не менее 10 лет, то этот недостаток нивелируется в течение 2-3 лет.

С учетом дальнейшей перспективы, Указом N 377/2008 от 23 апреля Президент Украины Виктор Ющенко дал поручение Кабмину по прекращению ввоза на территорию Украины и производства в Украине телеприемников, неспособных принимать телевизионный сигнал в стандарте DVB-T/MPEG-4.

2008.10.22 Автор: Валерий Волков, Александр Пивнюк

http://seti.com.ua/?in=seti_show_article&a...me_Name=10/2008