Îndrumar de informare
Ne îndreptam spre lumea digitală?
Imagine de calitate superioară, servicii interactive, şi mai multe canale de televiziune transmise sunt câteva din avantajele televiziunii digitale pe care deja telespectatorii de astăzi le anticipează. Există trei moduri de transmisii digitale pe care posturile de televiziune le pot oferi privitorilor:
• televiziune digitală prin cablu DVB-C;
• televiziune digitală prin satelit DVB-S;
• televiziune digitală terestră DVB-T.
Televiziunea digitală terestră împreună cu celelalte două alternative sunt în plină dezvoltare şi implementare în ţări de pe întreg mapamondul. Toate aceste trei sisteme au inerente avantaje şi dezavantaje atât pentru telespectatori, posturi de televiziune cât şi pentru autorităţile guvernamentale.
De ce televiziune digitală terestră?
În primul rând autorităţile guvernamentale sprijină (sau ar trebui să facă acest lucru) accesul liber al tuturor locuitorilor unei ţări la informare. Aceasta înseamnă că oricine trebuie să aibă acces la servicii de televiziune chiar dacă locuieşte în zone urbane intens populate sau zone rurale izolate. Dintre toate aceste trei tehnologii (terestru, cablu sau satelit), doar transmisia terestră şi prin satelit îndeplinesc această cerinţă deoarece nu toate zonele rurale sunt conectate la reţele de cablu datorită costurilor prohibitive legate de construirea reţelelor. În al doilea rând, autorităţile au văzut necesară îmbinarea informării unei anumite regiuni atât cu programe de interes naţional cât şi programe specifice zonei respective. Acest lucru este ilustrat cel mai bine de programele de ştiri. Dintre toate aceste trei tehnologii de transmisie din punctul de vedere al autorităţilor, televiziunea digitală terestră este singura alternativă care poate îndeplini ambele criterii.
Din punctul de vedere al posturilor de televiziune, trebuie să luăm în considerare costurile, încasările şi bineînţeles profitul. Dacă principala sursă de venituri a unui post de televiziune este publicitatea, atunci principala preocupare a acestora este ca penetrarea postului respectiv să fie cât mai aproape de 100% din telespectatori. Deasemenea, costurile legate de transmisie trebuie să fie cât mai mici posibil, de exemplu folosind infrastructura de emiţătoare existente. Televiziunea digitală terestră optimizează spectrul radio dând posibilitatea utilizării unui număr mai mare de servicii şi programe creând condiţiile creşterii profiturilor.
Deasemenea, posibilitatea recepţiei mobile din maşină, autobuz sau chiar un tren de mare viteză este posibilă cu noua tehnologie digitală. Aceasta deschide o nouă piaţă care în mod curent este monopolul recepţiei posturilor de radio.
INTRODUCERE
DBV-T este sistemul de transmisie digitală terestră specificat în standardul DVB şi oferă soluţia ideală pentru transmisie direct către telespectatori.
Reorganizarea spectrului radio, care este o sursă limitată poate fi făcută într-un mod optim folosind benzi de transmisie mai înguste decât în sistemele analogice clasice. De asemenea, atât transmisa prin satelit cât şi prin cablu folosesc tehnologii de transmisie digitală economisind lăţime de bandă şi păstrând calitatea semnalului video prin utilizarea codării MPEG. Dar televiziunea digitală terestră folosind modulaţie OFDM oferă o acoperire excelentă atât a zonelor urbane cât şi rurale atât cu programe naţionale cât şi inserţie de programe regionale aplicabile pentru arii geografice specifice.
Utilizarea tehnologiei digitale terestre implică încetarea transmisiilor analogice convenţionale, ceea ce înseamnă substituirea vechilor servicii într-o perioadă de 15 până la 25 ani, perioadă în care transmisiile digitale şi analogice vor continua simultan. După încheierea acestei perioade de tranziţie, televiziunea digitală va oferi mai multe programe de televiziune care vor putea fi recepţionate cu ajutorul unei antene mici şi foarte ieftine, fără a fi necesară instalarea unei antene de satelit ori conectarea la un operator de cablu. DVB-T permite deasemena şi recepţia mobilă datorită schemei de modulaţie OFDM. În plus, acest sistem permite adăugarea de alte servicii de mare viteză (internet, comerţ electronic) alături de transmisiile TV.
Sistemul DVB-T poate fi construit pe structura existentă de distribuţie. Este foarte important realizarea unui plan al frecvenţelor pentru o acoperire optimă atât în reţele SFN sau MFN. Aceasta depinde de condiţiile geografice cât şi de creşterea interesului pentru programe naţionale şi regionale.
În figura 1 este prezentată situaţia implementării televiziunii digitale în lume. Se observă că pentru televiziunea digitală terestră a fost adoptat în Europa standardul DVB-T, iar în Statele Unite standardul ATSC. Deasemenea, în figura 2 este prezentată situaţia din Europa.
TRANSMISIE DIGITALĂ TERESTRĂ
În transmisia digitală terestră, se foloseşte modulaţia OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) care are principalul avantaj că permite recepţia simultană din mai multe direcţii. După cum se ştie la o recepţie analogică clasică, în afară de semnalul direct sunt recepţionate şi o serie de reflexii care duc la degradarea calităţii semnalului. În cazul OFDM, imunitatea la reflexii este maximă putându-se face recepţie simultană din mai multe direcţii pe aceiaşi frecvenţă. Acest tip de recepţie se numeste Single Frequency Network (SFN) despre care am pomenit mai sus. O serie întreagă de parametrii trebuie să fie luaţi în considerare când se face un proiect de distribuţie:
• ce frecvenţe sunt libere?
• care este dimensiunea zonei care trebuie acoperită?
• este posibilă folosirea sistemului SFN?
• cum este distribuit semnalul de la postul de televiziune la reţeaua de emiţătoare?
MODULAŢIE OFDM
OFDM este tipul de modulaţie ales pentru transmisii terestre DVB-T deoarece este sistemul care este în cea mai mică măsură influenţat de reflexiile datorate reliefului sau clădirilor înalte. Cu modularea OFDM semnalul digital este modulat nu doar într-o purtătoare, ci în foarte multe purtătoare având spaţiul foarte redus între ele, toate acestea fiind cuprinse într-un spaţiu restrâns de 8Mhz (cât este alocat astăzi pentru un canal analogic). Fiecare purtătoare este modulată în concordanţă cu schema de modulaţie: QPSK, 16-QAM, 64-qam, etc.
Folosind atât de multe purtătoare într-un spaţiu atât de restrâns, rata de transmitere a datelor va fi foarte joasă. Simbolurile adiacente sunt separate cu un spaţiu de gardă sau se introduce o pauză în transmiterea semnalului (transmission stream). În transmisiile digitale pot apare erori de transmisie (bit errors) fiind necesare aplicarea unor metode de corectare a informaţiei. Pentru acest lucru se introduc în şirurile de date coduri de corectare a erorilor.
Schema de modulare OFDM specificată de standardul DVB este complexă dar necesară. Există două moduri de operare funcţie de numărul de purtătoare:
• modul 2K cu un număr de 1604 purtătoare;
• modul 8K cu un număr de 6817 purtătoare.
De la emiţător spre receptor semnalul suferă erori de fază şi amplitudine datorită reflexiilor. Receptorul trebuie să compenseze aceste erori şi să demoduleze corect lucru care poate fi atins datorită codurilor de corecţie a erorilor. Alt parametru important este intervalul de gardă. El nu este o parte activă a semnalului, dar este foarte important pentru recepţie multi-path.
OFDM rezolvă problemele majore legate de recepţia digitală prin aer şi de fapt semnalul este atât de robust încât permite recepţie portabilă fără a fi necesare antene de recepţie speciale.Când introduc serviciul de transmisie OFDM posturile de televiziune trebuie să configureze modul de transmisie funcţie de mediul în care se face şi de tipul de aplicaţie.
OFDM oferă diferite moduri de transmisie 2K sau 8K, grade diferite de protecţie a erorilor, diferite intervale de gardă şi diferite scheme de modulaţie a purtătoarelor.
SFN – Single Frequency Network
O reţea SFN este formată din mai multe emiţătoare care emit toate pe aceiaşi frecvenţă. Pentru ca acest lucru să fie posibil este necesar ca toate emiţătoarele să transmită aceiaşi biţi de date pe aceleaşi purtătoare în acelaşi timp. În acest caz, se cere o sincronizare precisă. Ideea principală este că orice reflexie sau eroare din semnalul principal trebuie să fie absorbită de intervalul de gardă. Avantajul major al transmisiei SFN este că poate fi acoperită o arie largă (de exeplu o ţară întreagă) folosind doar o singură frecvenţă. Dimensiunile zonei depind doar de numărul de emiţătoare şi de puterea radiată de acestea. În zonele cu densitate mare de populaţie folosirea transmisiei SFN va oferi un scenariu simplificat al planului de alocare a frecvenţelor permiţând în acelaşi timp creşterea numărului de servicii oferite.
MFN-Multi Frequency Network
În reţele MFN toate emiţătoarele emit în frecvenţe diferite în acelaşi fel ca transmisiile analogice. Modulaţia OFDM asigură imunitate la reflexii. Sistemele MFN sunt folosite în zonele cu distanţe mici între regiuni independente. Acest tip de transmisie se aplică în cazul în care serviciile naţionale folosite în comun sunt reduse. Transmisia MFN este cel mai simplu mod de transmisie deoarece nu mai este necesară sincronizarea ca în cazul SFN. Aceasta reduce complexitatea transmisiei şi reduce costurile instalaţiilor. Dezavantajul principal este acela că ocupă mai multe canale reducând astfel numărul de servicii care pot fi oferite către telespectatori.
În figura de mai jos este ilustrat planul de alocare naţională a frecvenţelor pentru televiziunea digitală terestră în Spania şi au fost alocate astfel:
– canalele 66-69 transmisie SFN programe naţionale;
– canalele 57-65 transmisie SFN programe autonome şi locale;
– canalele 21-56 transmisie MFN programe locale.
Bibliografie:
– Brodcaster’s Guide to Digital Terrestial Television – Barco manual
– TV Terrestre Digital Presente y Futuro-Alcad manual
Informaţii suplimentare:
Ing. Adrian Andrei
Antech 98 s.r.l.
Tel/Fax: 01 – 675.70.66
e-mail: aandrei@mailbox.ro
www.alcad.net