TV odašiljač

Klasifikacija i standardi sustava digitalne televizije

5KW odašiljač za digitalnu televiziju

Što je digitalna TV?

Digitalna TV (Digital TV) digitalni je televizijski sustav emitiranja koji digitalizira cjelokupnu vezu emitiranja od prikupljanja, uređivanja, diseminacije i prijema TV signala. Digitalna TV koristi različite formate slike u MPEG standardu za komprimiranje prosječne brzine prijenosa slika i audio signala u trenutnom analognom TV sustavu na oko 4.69-21Mbps, a njezina kvaliteta slike može doseći razinu kvalitete TV studija i kvalitetu filma. Horizontalna definicija slike doseže više od 500-1200 redaka i usvaja AC-3 tehnologiju kompresije zvučnog signala za prijenos 5.1-kanalnog surround zvučnog signala.

Klasifikacija digitalne televizije


Prema definiciji jasne slike, digitalna TV uključuje tri vrste: digitalnu TV visoke razlučivosti (HDTV), digitalnu TV standardne razlučivosti (SDTV) i digitalnu TV regularne razlučivosti (LDTV). Horizontalna razlučivost HDTV slika veća je od 800 redaka, a kvaliteta slike može doseći ili približiti se razini 35 mm filmova širokog ekrana; vodoravna razlučivost SDTV slika veća je od 500 redaka, što uglavnom odgovara razini razlučivosti postojećih televizora, a kvaliteta slike je na studijskoj razini; vodoravna razlučivost LDTV slika je 200-300 redaka, što uglavnom odgovara razini rezolucije postojećeg VCD-a.

Prema načinu prijenosa signala, digitalna TV može se podijeliti u tri kategorije: digitalna televizija sa zemaljskim bežičnim prijenosom (zemaljska digitalna TV), digitalna televizija sa satelitskim prijenosom (satelitska digitalna TV) i digitalna televizija s kabelskim prijenosom (kabelska digitalna TV).

Prema klasifikaciji vrsta proizvoda, digitalna TV može se podijeliti na digitalne TV monitore, digitalne TV set-top box uređaje i integrirane digitalne TV prijemnike.

Prema omjeru širine i visine zaslona, ​​digitalna TV se može podijeliti u dvije vrste: omjer 4:3 i omjer 16:9.

Ključne tehnologije i standardi digitalnog TV sustava
o
Tehnologija izvornog kodeka digitalne televizije
Tehnologija video kodeka
U usporedbi s analognom televizijom, digitalna televizija, posebno digitalna televizija visoke razlučivosti, najteži je dio u procesu realizacije kompresije video signala. Pod formatom prikaza od 1920×1080, brzina kodiranja nakon digitalizacije iznosi čak 995Mbit/s u prijenosu, što je mnogo više od količine informacija koja se prenosi u trenutnoj analognoj TV. Stoga se slika digitalne televizije ne može izravno prenositi kao slika analogne televizije, već zahtijeva dodatnu kompresiju i proces kodiranja. Glavna funkcija tehnologije video kodiranja je potpuna kompresija slike, tako da se glasnoća prijenosa signala digitalne TV smanjuje s 995 Mbit/s na 20-30 Mbit/s.
Tehnologija audio kodeka
Kao i video kodek, glavna funkcija audio kodeka je dovršiti kompresiju zvučnih informacija. Nakon što se zvučni signal digitalizira, količina informacija puno je veća od one u stanju analognog prijenosa, pa se zvuk digitalne TV ne može izravno prenijeti kao zvuk analogne TV, već zahtijeva dodatnu kompresiju i proces kodiranja.
Relevantni standardi izvornog kodeka
U svijetu su formulirana tri standarda za kodiranje digitalne slike, naime H.261 koji se uglavnom koristi za video konferencije, JPMG standard koji se uglavnom koristi za fotografije i MPEG standard koji se uglavnom koristi za kontinuirane slike.
Što se tiče standarda kodeka HDTV video kompresije, Sjedinjene Države, Europa i Japan imaju razlike i svi prihvaćaju standard MPEG-2. MPEG-komprimirane informacije mogu se obraditi računalima i distribuirati na postojećim i budućim televizijskim kanalima. Što se tiče audio kodiranja, Europa i Japan usvojili su standard MPEG-2; Sjedinjene Države usvojile su Dolbyjevo AC-3 rješenje, a MPEG-2 je rezervno rješenje. Međutim, s napretkom tehnologije, MPEG-2, koji je dovršen 1994. godine, sada sve više zaostaje. U svijetu se razmatra da MPEG-4 AVC zamijeni trenutni MPEG-2.
U Kini, kineska radna skupina za standarde digitalnih audio i video kodeka formulirala je AVS standard za digitalnu TV i laserske disk playere visoke razlučivosti. Kaže se da standard ima neovisna prava intelektualnog vlasništva i potpuno je kompatibilan sa standardom MPEG-2. Također je kompatibilan s osnovnim slojem međunarodnog standarda MPEG-4 AVC/H.264. Rečeno je da je njegova razina kompresije 2-3 puta veća od MPEG-2 standarda. U usporedbi s MPEG-4 AVC, koncizniji dizajn AVS-a smanjuje složenost implementacije čipa.
o
Multipleksni sustav digitalne TV
Sustav multipleksiranja digitalne televizije jedan je od ključnih dijelova HDTV-a. S gledišta protoka informacija na kraju slanja, on obrađuje i spaja tokove bitova podataka koje šalju koderi kao što su video, audio i pomoćni podaci u jednokanalni serijski tok bitova, koji se zatim šalje kanalu kodiranje i modulacija. Primatelj je sušta suprotnost ovom procesu. Što se tiče standarda prijenosa HDTV multipleksiranja, Sjedinjene Države, Europa i Japan nemaju razlike i svi prihvaćaju standard MPEG-2. Sjedinjene Države već imaju namjenski čip za MPEG-2 demultipleksiranje.
o
Kanalni kodek te modulacija i demodulacija digitalne TV
Svrha kodeka za digitalne TV kanale te modulacije i demodulacije je poboljšati sposobnost signala protiv smetnji pomoću kodiranja ispravljanja pogrešaka, mrežnog kodiranja, izjednačavanja i drugih tehnologija te postaviti prijenosni signal na nosivi val ili rafal kroz modulaciju na pripremiti se za lansiranje. Trenutno se standardi i standardi digitalne televizije u različitim zemljama ne mogu ujednačiti.

Uglavnom se odnosi na razlike u ovom aspektu među zemljama, posebno uključujući razlike u ispravljanju pogrešaka, izjednačavanju i drugim tehnologijama, razlike u propusnosti, a posebno razlike u metodama modulacije.
Uobičajene metode modulacije za digitalni prijenos:
Kvadraturna amplitudna modulacija (QAM): Visoka učinkovitost modulacije zahtijeva visok omjer signala i šuma prijenosnog puta, pogodan za kabelski prijenos kabelske televizije.
Modulacija s faznim pomakom (QPSK): Visoka učinkovitost modulacije zahtijeva nizak omjer signala i šuma prijenosnog puta, pogodan za satelitsko emitiranje.
Vestigial sideband modulation (VSB): Dobar učinak protiv višestrukog širenja (to jest, dobar učinak eliminacije duhova), pogodan za zemaljsko emitiranje.
Kodirana modulacija s ortogonalnom frekvencijskom podjelom (COFDM): Dobar učinak protiv višestrukog širenja i smetnje na istom kanalu, pogodan za zemaljsko emitiranje i emitiranje mreže na istofrekventnoj mreži

Glavni postojeći digitalni TV standard u svijetu
o
Američki digitalni televizijski standard ATSC
Američko zemaljsko TV emitiranje još uvijek čini više od polovice dosadašnjeg TV poslovanja. Stoga, kada Sjedinjene Države razvijaju TV visoke razlučivosti, prvo razmatranje je kako ga proširiti mrežom zemaljskog emitiranja, te predlažu standard temeljen na digitalnoj TV visoke razlučivosti - ATSC (Advanced Television System Committee, Advanced Television System Committee). Propusnost američkog HDTV zemaljskog kanala je 6MHZ, a modulacija usvaja 8VSB. Očekuje se da će satelitska TV u SAD-u koristiti QPSK modulaciju, a kabelska TV QAM ili VSB modulaciju.
Standard digitalne televizije ATSC sastoji se od četiri odvojena sloja s jasnim sučeljima između njih. Najviši sloj je sloj slike, koji određuje oblik slike, uključujući niz piksela, omjer slike i broj sličica u sekundi. Sljedeći je sloj kompresije slike, koristeći standard kompresije MPEG-2. Sljedeći je sloj multipleksiranja sustava, specifični podaci uključeni su u različite komprimirane pakete, koristeći standard kompresije MPEG-2. Konačno, prijenosni sloj određuje sheme modulacije i kodiranja kanala za prijenos podataka. Što se tiče zemaljskog sustava emitiranja, usvojen je način prijenosa 8-VSB koji je razvila tvrtka Zenith, a brzina prijenosa od 19.3 Mb/s može se ostvariti na 6MHz zemaljskom kanalu emitiranja. Ovaj standard također uključuje 16-VSB način prijenosa prikladan za visoku brzinu prijenosa podataka kabelskog TV sustava, koji može ostvariti brzinu prijenosa od 38.6 Mb/s u 6MHz kabelskom TV kanalu.
Sljedeća dva sloja dijele zajednički prijenos podataka. Gornja dva sloja određuju specifičnu konfiguraciju koja radi na temelju običnog prijenosa podataka, kao što je HDTV ili SDTV; također određuju specifične formate slike koje podržava ATSC standard, ukupno 18 vrsta (HDTV 6 vrsta, SDTV 12 vrsta), od kojih 14 vrsta koristi progresivni način skeniranja.
Među 6 HDTV formata, budući da format 1920×1080 nije prikladan za progresivno skeniranje pri 60 sličica u sekundi u kanalu od 6MHz, zamijenjen je isprepletenim skeniranjem. Format slike SDTV od 640×480 jednak je VGA formatu računala, što osigurava primjenjivost na računalu. Među 12 SDTV formata, 9 usvaja progresivno skeniranje, a 3 su rezervirana za isprepleteno skeniranje radi prilagodbe postojećim video sustavima.
Osim toga, ATSC je također razvio i odobrio zaseban standard za korištenje u zemljama koje prihvaćaju 50Hz frame rate. HDTV format ima isti niz piksela, ali s brzinom sličica od 25 Hz i 50 Hz; format SDTV ima okomitu razlučivost od 576 redaka i drugu vodoravnu razlučivost; format 352×288 također je uključen kako bi se prilagodile potrebne postavke prozora.
o

Europski digitalni televizijski standard DVB
Europski digitalni TV standard je DVB, odnosno Digital Video Broadcasting, digitalno video emitiranje. Od 1995. Europa je objavila standarde digitalnog TV zemaljskog emitiranja (DVB-T), digitalnog TV satelitskog emitiranja (DVB-S) i digitalnog TV kabelskog emitiranja (DVB-C). Prvo razmatranje europske digitalne televizije je satelitski kanal, koji usvaja QPSK modulaciju. Europska zemaljska digitalna TV usvaja COFDM modulaciju s propusnošću od 8M. Europska kabelska digitalna TV usvaja QAM modulaciju.
DVB-T (ETS 300 744) standard je za sustav digitalnog zemaljskog televizijskog emitiranja. Ovo je najsloženiji sustav DVB prijenosa. Prijenosni kapacitet zemaljskog digitalnog TV prijenosa teoretski je ekvivalentan kabelskom TV sustavu, a pokrivenost u ovom području je dobra. Upotrebom modulacije kodiranog ortogonalnog frekvencijskog multipleksiranja (COFDM), 4 seta TV programa mogu se prenijeti unutar pojasne širine od 8MHz, a kvaliteta prijenosa je visoka; ali je cijena prijema visoka.

DVB-S (ETS 300 421) je standard digitalnog satelitskog sustava emitiranja. Satelitski prijenos ima karakteristike široke pokrivenosti i velikog programskog kapaciteta. Modulacija toka podataka usvaja kvadraturnu modulaciju faznog pomaka (QPSK), a radna frekvencija je 11/12 GHz. Kada koristite format MPEG-2MP@ML, ako kraj korisnika postigne CCIR 601 studijsku kvalitetu, kodna brzina je 9Mb/s; ako postigne PAL kvalitetu, kodna brzina je 5Mb/s. Brzina prijenosa transpondera od 54MHz može doseći 68Mb/s, što se može koristiti za multipleksiranje više programa. DVB-S standard prihvaćaju gotovo svi satelitski digitalni TV sustavi. moja je zemlja također usvojila DVB-S standard.
DVB-C (ETS 300 429) je standard za sustav digitalnog kabelskog TV emitiranja. Ima tri načina modulacije 16, 32 i 64QAM (kvadraturna amplitudna modulacija), a radna frekvencija mu je ispod 10 GHz. Kada se koristi 64QAM, kodna brzina prijenosa PAL kanala je 41.34 Mb/s, što se može koristiti za multipleksiranje više programa. Prednji dio sustava može dobiti signale sa satelita i zemaljskog prijenosa, a na terminalu je potreban kabelski set-top box.
o
Standardni ISDB za japansku digitalnu TV
Japanska digitalna TV prvo uzima u obzir satelitski kanal i koristi QPSK modulaciju. A 1999. izdao je digitalni TV standard – ISDB. ISDB je standard sustava digitalnog emitiranja koji je razvio japanski DIBEG (Grupa stručnjaka za digitalno emitiranje Digital Broadcasting Expert Group). Koristi standardiziranu shemu multipleksiranja za slanje različitih vrsta signala na zajedničkom prijenosnom kanalu. Signal koji se koristi također se može poslati kroz različite prijenosne kanale. ISDB ima karakteristike fleksibilnosti, proširivosti, zajedničkosti, itd., i može fleksibilno integrirati i slati višeprogramske TV i druge podatkovne usluge.
o
Usporedba DVB i ATSC
Glavne razlike između europskog DVB standarda i američkog ATSC standarda su sljedeće:
Kvadratni pikseli: "Elementi kvadratne slike" (Square Picture Eelements) usvojeni su u standardu ATSC jer su prikladniji za računala; dok DVB standard nije isprva usvojen, ali je također usvojen nedavno. Osim toga, DVB također prihvaća širok raspon formata video slike, dok ATSC ne donosi obvezne propise o tome.
Sistemski sloj i video kodiranje: I DVB i ATSC standardi usvajaju sistemski sloj i video kodiranje MPEG-2 standarda. Međutim, budući da standard MPEG-2 ne specificira detaljno video algoritam, shema implementacije može biti drugačija, što se razlikuje od dva standarda. nebitno.
Audio kodiranje: DVB standard usvaja algoritam audio kompresije MPEG-2; dok ATSC standard usvaja algoritam audio kompresije AC-3.
Kodiranje kanala: scrambler (Radomizers) od dva koristi različite polinome; Reed-Solomonovo kodiranje naprijed ispravljanja pogrešaka (FEC) koristi različitu redundanciju, DVB standard koristi 16B, dok ATSC standard koristi 20B; Proces ispreplitanja (Interleaving) je različit;
U DVB standardu Trellix kodiranje ima različite izborne brzine, dok u ATSC standardu zemaljsko emitiranje koristi fiksno 2/3 stope Trellix kodiranja, a kabelska televizija ne mora koristiti Trellix kodiranje.
Tehnologija modulacije: DVB standard u sustavu satelitskog emitiranja koristi QPSK, dok standard ATSC ne uključuje satelitsko emitiranje. DVB standard u kabelskom TV sustavu prihvaća opcijski 16/32/64QAM, dok ATSC standard usvaja 16VSB, koji su potpuno drugačiji. DVB standard u sustavu zemaljskog emitiranja prihvaća COFDM (2K ili 8K nosioci) s QPSK, 16QAM ili 64QAM; dok ATSC standard usvaja 8VSB.
o
Usporedba tri digitalna zemaljska sustava emitiranja
ISDB-T je vrlo sličan europskom DVB-T. Može se reći da je to modificirana europska shema. Shema prijenosa je i dalje COFDM. Koristi istu metodu kodiranja i metodu modulacije. Također je podijeljen u dva načina: 2K i 8K. Budući da je propusni opseg radio frekvencije japanske televizije 6MHz, broj nositelja i razmak između nositelja su različiti. Usporedba ISDB-T s DVB-T i ATSC ATV je sljedeća:
o
Trenutno stanje članova DVB, ATSC i ISDB
Prijavljeno je da je broj članova DVB-a dosegao 265 (iz 35 zemalja i regija), uglavnom koncentriranih u Europi i cijelom svijetu, uključujući Znanstveno-istraživački institut moje zemlje i TCL Electronics Group. ATSC ima 30 članova, uključujući 20 domaćih članova u Sjedinjenim Državama, 10 članova iz 7 zemalja uključujući Argentinu, Francusku i Južnu Koreju, a Kineska akademija znanosti o radiodifuziji također je sudjelovala u organizaciji ATSC. Upravni odbor ISDB-a ima 17 članova i 23 druga člana, a svi su elektroničke tvrtke i radiodifuzne organizacije u Japanu.

Povezivati ​​se Pošta