Що таке DVB-C - опис і характеристики цифрового формату

Система передачі цифрового кабельного телебачення Digital Video Broadcasting - Cable (DVB-C), заснована в лютому 1994 року на європейському стандарті ETS 300 429. Нововведення для ТБ, звуку, даних і структури кадрування розроблено під егідою Європейської мовної спілки (EBU) та Європейського інституту стандартизації електрозв'язку (ETSI). Розглядаючи, що таке DVB-C, слід сказати, що воно є частиною стандарту DVB, який визначає модуляцію кадрів MPEG-2 в залежності від типу мовлення.

Історія стандарту

Він складається з різновидів ТБ-супутникове (DVB-S), кабельне (DVB-C) і VHF/UHF (DVB-T). Нове покоління телевізійних сигналів засноване на стиснення цифрових даних і їх передачу. Це забезпечує високу якість зображення і краще використання смуги пропускання, ніж класичні стандарти аналогового кольорового телевізійного мовлення, такі як PAL, NTSC і SECAM.

В січні 1995 року в рамках проекту DVB, організований EBU, опублікували набір стандартів, які визначають нову цифрову видеотрансляционную систему. Починаючи з 1996 року, DVB є технічною основою для реалізації передачі цифрового ТБ в ЄС у багатьох країнах світу, включаючи Росію. США має власний стандарт наземного HDTV, який базується на MPEG-2, використовує модем і аудиокодер.

Особливу увагу в європейській класифікації приділяється кабельного стандарту. Що таке DVB-C? Відповідаючи на це питання, слід зазначити, що сучасні DVB описують передачу цифрового ТБ через супутник і кабель. Він охоплює дизайн системи та модем для передачі з високою пропускною здатністю, а також кілька допоміжних функцій, таких як телетекст, електронні програми передач, і умовний доступ. Система є алгоритмом ISO MPEG-2.

Будівельні блоки

Щоб зрозуміти, що таке DVB-C, вивчають елементарну схему. Блок-схема DVB-приймача складається з кабелю або антени:

  • Приймач - демодуляція - виправлення помилок - додатковий контроль доступу і модуль шифрування.
  • MPEG демультиплексор.
  • MPEG відео декодер.
  • MPEG декодер аудіо передачі даних.
  • Інтерфейс.
  • Кодер RGB/S-Video/ PAL/PAL.
  • Персональний комп'ютер та модем, і такий DVB-C, що забезпечує сумісну роботу.
  • Телевізор, відеомагнітофон.
  • Hi-Fi система.

Представники першого покоління споживчих DVB-приймачів складалося з маленького корпусу, що містить приймач, і вищезгаданий MPEG-декодер.

Приймачі мають систему передачі даних, інтерфейси для персональних комп'ютерів і інших мультимедійних систем (EIA-232-E), один чи кілька слотів для чіп-карт ISO 7816, роз'єм PCMCIA типу 2 для модуля контролю доступу до платного ТБ, а також такий DVB-C в телевізорі, що може забезпечити кабельну зв'язок. Додаткові інтерфейси можуть включати цифрове аудіо.

Інкапсуляція MPEG-2

Проект DVB не визначив свій власний алгоритм кодування зображень, але вибрав профіль (підмножина) міжнародного стандарту ISO/IEC 13818, зазвичай званий MPEG-2 в ETR 154. MPEG-2 - це алгоритм стиснення аудіо/відео, оптимізований для якості трансляції до стандарту HDTV на основі дискретного косинусного перетворення та оцінки руху. Для проекту DVB вибрали основний профіль MPEG-2 на основному рівні з максимальною швидкістю передачі даних 15 Мбіт/с.

Основний рівень означає, що до 720x567 пікселів при 25 Гц (телевізійний стандарт частоти, який використовується в Європі) або до 720x480 пікселів при 30 Гц (застосовується в Північній Америці) підтримуються співвідношення сторін:

  • 4:3.
  • 16:9.
  • 2,21:1.

Основний профіль означає, що двонаправлені кадри MPEG підтримуються, але не використовується масштабованість SNR або дозволу.

У ETR 154 були обрані певні параметри, які повинні підтримуватися всіма DVB-приймачами.

Відео:

  • Частота кадрів 25 Гц в режимі фільму і частота поля 50 Гц в режимі відеокамери.
  • Співвідношення сторін 4:3 і 16:9 (2,21:1 не обов'язково).
  • Приймачі повинні підтримувати вектори панорамування, які дозволяють відображати найбільш релевантна частину зображення 16:9 на дисплеї 4:3 з правильним співвідношенням сторін.
  • Дозвіл зображення яскравості: 720 x 576, 544 x 567, 480 x 576, 352 x 576,352 x 288.

Стандарт MPEG-2 також визначає систему мультиплексування ISO/IEC13818-1, що дозволяє об'єднувати безліч потоків відео, аудіо в один. В DVB цей метод мультиплексування використовується, щоб дозволити реалізувати багато різних програм з пропускною здатністю 38 Мбіт/с.

Обробка зображень

Перші фільми були зняті в академічному формі 4:3. Ранні стандарти ТБ прийняли його, підтримуючи сумісність з кіно. Коли продюсери фільмів перейшли на більш широкий формат (16:9), для якісної демонстрації сцен домашнє телебачення також прийняв це нововведення. З недавнього часу фільми почали випускати в ще більш широкому форматі 2.21: 1.

Якщо зображення у співвідношенні 16:9 повинно відображатися на екрані домашнього кінотеатру, має формат 4:3, існують два широко використовуваних методи для адаптації співвідношення сторін зображення - панорамування і сканування.

Pan & scan означає, що DVB-T T2 C такої системи буде демонструвати кожну частину фільму, пропорційно відносин 4:3 = 12:9, а вікно 16:9 зображення буде демонструватися з меншою стороною 9. Решта 25% площі зображення будуть обрізані.

Наземна передача DVB-T

Щоб зрозуміти, що це таке DVB T / C, необхідно розглянути властивості канальних систем наземної передачі, наприклад, змінне відношення сигнал/шум, залежне від масштабних багатопроменевих ефектів і відбиття від сусідніх стін будинку. Вони послаблюють певні частоти, створюють перевантажений спектр, а також перешкоди від прилеглих аналогові телеканалів і від далеко розташованих станцій в тій же смузі.

Обрана схема модуляції DVB-T має такі характеристики:

  • OFDM (мультиплекс з ортогональним частотним контролем). У цьому методі перетворення Фур'є використовується для генерації сигналу з тисячами взаємно ортогональними модульованими QAM. Один символ несе кілька кілобіт інформації. Захисний інтервал дозволяє проходити ехо раніше, ніж одержувач виявить наступний символ - 8192 або 2048 несучих частот.
  • Стійкість схеми модуляції проти луни.
  • Екстремальне многопутевое поширення, що призводить до набагато кращому використанню частоти спектра при безпечних відстанях між передавачами, які працюють на тих же частотах.

Передавач кабельних систем

Цифрове видеовещание (DVB) - це набір загальновизнаних відкритих стандартів ТБ. Вхідний сигнал передавача DVB-C представлений у вигляді послідовності пакетів зі стандартним транспортним потоком MPEG. Кожен пакет складається з 288 байт. Спочатку він скремблирующий для розсіювання енергії. Далі синхронізація пакету модифікується. Після цього він проходить через кодер. Для захисту додаються 16 байт. Довжина окремого пакета стає 304 байт.

Щоб зрозуміти, DVB-T2 C S2, що це таке у форматі передачі, розглядають роботу пакетів. Модифіковані пакети проходять через згортковий перемежувач з глибиною 12, за яким слідує блок відображення. Він перетворює байти пакету в двовимірні символи QAM з I і Q компонентами.

Потім два старших біти кожного символу диференціально кодуються для усунення неоднозначності, що вноситься модуляцією QAM. DVB-C підтримує різні типи QAM: 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM, 128-QAM і 256-QAM.

Приймач DVB-C

Приймач виконує протилежну послідовність операцій. Радіочастотний сигнал базової смуги регулюється за рівнем, перетворюється з пониженням її і демодулируется. Для останньої дії виконується несуча і тимчасова синхронізація. Після цього сигнал проходить через узгоджений фільтр. В кабельних системах частотна характеристика каналу не є однорідною і може бути описана у вигляді лінійного фільтра. Тому демодулированный сигнал, поданий у вигляді послідовності двовимірних символів, коригується за допомогою еквалайзера.

Два старших значущих біта кожного символу декодуються в диференціальному декодері. Після цього символи з сигналу відображаються в послідовність байтів, яка проходить через звернений перемежувач. За ним слідує декодування і виправлення помилок, а потім дескремблювання. Далі байти синхронізації модифікуються. Вихідний сигнал є стандартним транспортним потоком MPEG.

Технічні параметри-передачі

Це система DVB, використовувана для поширення цифрового ТВ з кабельним мережам. DVB-C використовує ті ж канали (8 , 7 або 6 МГц), які бралися для розподілу старого аналогового телевізора. Він заповнений контейнер даних, який може передавати стиснені відео, аудіо і даних у форматі MPEG-2. Таким чином можна поширювати канали цифрового ТБ без необхідності припинення поширення аналогового телебачення.

DVB-C застосовують квадратурную амплітудну модуляцію (QAM) для даних. Зазвичай використовується 64-QAM, але також підходять схеми модуляції більш низького рівня, такі як 16-QAM і 32-QAM, і більш високого, такі як 128-QAM і 256-QAM. Ємність їх збільшується при застосуванні схем модуляції більш високого рівня. У такому випадку дані будуть менш стійкими до шуму і перешкод.

Канал 8 МГц може нести корисне навантаження 38,5 Мбіт/с, якщо використовується 64-QAM. Цього достатньо для 4-6 телевізійних програм. DVB-C підходить для всіх каналів шириною 7 МГц і 8 МГц в кабельних мережах. У Німеччині для DVB-C зазвичай використовуються тільки канали 8 МГц від 230 МГц до 862 МГц.

Новий стандарт

Сучасні телевізори мають новий телестандарт. Проте не всі покупці розуміють особливості DVB T2 C. Що це таке? Він є стандартом для цифрової передачі широкосмугових сигналів у кабельних телевізійних системах. Стандарт визначає методи фізичного рівня, наприклад, захист від помилок, модуляції та протоколи нижнього рівня, необхідні для упаковки даних .

У порівнянні з попередником DVB-C, який був спочатку стандартизований в 1994 році, DVB-S2 пропонує значні переваги у відношенні продуктивності передачі, наприклад, спектральну ефективність і експлуатаційну гнучкість, змінну смуга пропускання, поліпшену здатність адаптуватися до виділеного умови каналу.

DVB-C2 був розроблений у відповідності з філософією DVB, щоб використовувати сучасні технології і ряд елементів, які не застосовувалися в першому поколінні.

Сімейство систем передачі DVB у стандартах другого покоління узгоджені до DVB-C2 (DVB-S2, DVB-T2). Методи комбінованої концепції мультиплексування PLP і Data Slice є прикладом такої новизни. Вони гарантують, що DVB-C2 не тільки відповідає комерційним і технічним вимогам європейського стандарту, але і забезпечує оптимізоване рішення з урахуванням експлуатаційної гнучкості та ефективності передачі.

Порівняння модифікацій

Відмінності між системами DVB-T, DVB-S, DVB-C і DVB-H. DVB розшифровується так: Digital Video Broadcasting. Система підтримує більш високий дозвіл і допомагає збільшити пропускну здатність каналу.

DVB-T:

  • Коротка форма цифрового видеовещания - наземна.
  • Схема модуляції передачі - кодований OFDM.
  • Передає незжатий звук і відео у форматі MPEG.
  • Схеми модуляції даних: QPSK, 16QAM, 64QAM.
  • Використовує зовнішній кодер RS (204,188) і внутрішній згортковий.
  • Підходять внутрішній і зовнішній перемежувач.
  • Використовують частотні канали VHF і UHF з смугою пропускання - 6 МГц, 7 МГц і 8 МГц.

DVB-S:

  • Коротка форма цифрового видеовещания - супутник.
  • Використовує MPEG-2 для цифрового стиснення і розпаковування.
  • Підходить діапазон, а також частоти діапазону Ku.
  • Цифровий приймач DBS використовує методи FEC для виправлення помилок.
  • Існують спеціальні супутники, що запускаються для цієї мети.
  • Для передачі використовуються поляризаційні типи LHCP і RHCP.
  • Для DVB-S в основному потрібна антена меншого розміру.

DVB-C:

  • Коротка форма цифрового відео - мовний кабель.
  • Використовує стиснення MPEG-2 або MPEG-4.
  • Модуляція даних: 16 QAM або 256QAM.
  • Використовує кодер RS в якості FEC.
  • У ланцюзі підходить модуль чергування.
  • Сигнал передається по коаксіальному або оптоволоконному кабелю від постачальників послуг абонентам.
  • Такий формат DVB-C, що можна використовувати частоти від 55,25 до 403,25 МГц.

DVB-H:

  • Коротка форма цифрового видеовещания - портативний пристрій.
  • Використовує частоти діапазону VHF, UHF і L.
  • Може існувати разом з системою DVB-T.
  • Це один із стандартних форматів мобільного ТБ.

Модернізація наземного передачі

DVB-T - це стандарт наземної передачі відео, створений DVB. Вперше він був застосований в 1997 році. З тих пір Австралія, Європа, частина Азії, багато регіони Африки і Колумбія використовують його у своїх передачах і телевізійних приймачах. DVB-T2 є другою версією цього стандарту, представленої в 2008 році.

Кожен символ, який становить ім'я, має значення DVB-T2:

  • DVB - назва консорціуму, який відповідає за створення відкритих стандартів цифрового ТБ.
  • T -походить від наземного стандарту, диференціюючи його від супутникового (DVB-S), кабельного (DVB-C) і портативного мовлення (DVB-H).
  • "2" - друге покоління.

Метою DVB-T2 є досягнення більш якісної ретрансляції ТБ, оскільки попередній DVB-T не має достатньої смуги пропускання, щоб допускати випромінювання каналів з високою роздільною здатністю.

Порівняння технічних характеристик DVB-T і DVB-T2.

Пристрій, процес

DVB-T

DVB-T2

Інтерфейс вводу

TS Simple

Кілька TS і GSE

Модуляція

OFDM

OFDM

Виправлення помилок (FEC)

1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8

LDPC + BCH1 / 2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 6/7, 8/9

Схема модуляції

QPSK, 16QAM, 64QAM

QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM

Захисний інтервал

1/4, 1/8, 1/16, 1/32

1/4, 19/128, 1/8, 19/256, 1/16, 1/32, 1/128

Розмір ШПФ

2к, 8к

1К, 2К, 4К, 8К, 16К, 32К

Системна сумісність

Всі системи передачі DVB розраховані на максимальну сумісність. Це означає, що вони можуть використовувати загальні блоки схем, наприклад, Рід Solomon декодер і перемежувач, якщо один приймач підтримує кілька середовищ передачі.

У типовій кабельній системі DVB-C є 8 МГц каналів, спад 15%, визначений DVB-C. Теоретична максимальна швидкість передачі символів 6,96 МБ.

Використання комп'ютера

Перегляд кабельного телебачення на комп'ютері тепер простіше завдяки створенню ТВ-тюнерів для ПК і телевізійного програмного забезпечення з DVB - T2 C. Що це таке? Багатьом глядачам, що розбирається в електроніці, це зрозуміло з простої схеми функціонування. Кабельні ТБ-тюнери або ТБ-карти працюють так само, як стандартна телевізійна антена.

Обладнання приймає телевізійні сигнали мовлення, які читає комп'ютер, щоб створити пряму телевізійну продукцію. Щоб розібратися, що таке підтримка DVB-C, розглядають основний алгоритм підключення до ПК:

  • Від'єднують шнур живлення, прикріплений до задньої частини комп'ютерного блоку, від електричної розетки. Відкручують гвинти з лівої сторони ПК за допомогою викрутки. Знімають бічну панель.
  • Знаходять інтерфейсний компонент периферійних пристроїв або слот PCIe на материнській платі. Акуратно вставляють плату кабельного ТБ-тюнера в слот. Закріплюють це положення за допомогою гвинта.
  • Закривають корпус ПК.
  • Під'єднують аудіо - і відео кабелі, що поставляються з ПК-тюнером DVB-C, до ПК.
  • Під'єднують один кінець кабелю до блоку тюнера ПК, а інший вставляють в кольорові роз'єми на задній панелі корпусу комп'ютера.
  • Зіставляють відповідні кольори з кольоровими розетками. Багато намагаються розібратися, що таке цифровий тюнер DVB-C. Це можна уточнити з технічної документації, що додається до моделі.
  • Встановлюють драйвери для карти ТВ-тюнера.
  • Натискають кнопку «Пуск» на ПК, спочатку клікнувши правою кнопкою миші на «Мій комп'ютер» і виберіть «Властивості», «Диспетчер пристроїв», а потім клацають «Мультимедійний контролер» зі списку.
  • Натискають правою кнопкою миші та вибирають «Встановити драйвер».
  • Вставляють інсталяційний диск, що додається до ТВ-тюнера, встановлюють програму і перезавантажують комп'ютер. Використовують програмне забезпечення для перегляду кабельного телебачення на ПК.

Десять років тому далеко не всі телеглядачі знали про тюнера DVB-C. Що це таке, могли пояснити одиниці. Сьогодні починають повсюдно застосовувати сучасний формат ТВ, який допускає більшу кількість каналів в одному мультиплексі. Тому виробники сучасних розумних телевізорів зацікавлені у його запровадженні в свої пристрої. Зміни носять складний характер і зачіпають багато сторін. Однак фахівці відзначають, що повний перехід на T2 відбудеться вже в 2022 році.