digitalna televizija3

7/31/2019 digitalna televizija3

1/16

Visoka kola strukovnih studija za menadment i poslovne komunikacije

itropolita Stratimirovia 110

Sremski Karlovci

Seminarski rad iz predmeta: Uvod u medije

ma: Digitalna televizija

Profesor : Student:Ivana Ikoni Radivoj Savin

Broj indeksa: 71/09

Sremski Karlovci

Januar, 2012.god.


2/16

.

Sadraj

1. Uvod .....................................................................................3

2. Prednosti digitalne televizije..................................................4

3. Razlike Analogni - Digitalni signal..........................................5

4. Digitalni prijemnik...................................................................6

5. Iskustva u digitalizaciji i razliiti modeli..................................9

6. DVB standardi prve generacije.............................................10

7. DVB standardi druge generacije...........................................13

8. Zakljuak...............................................................................15

9. Literatura...............................................................................16


3/16

1. Uvod

Jedan od najveih izazova video i audio tehologije predstavlja prelezak sa

analognog na digitalno emitovanje. Telekomunikacijski sistemi, radijski i televizijski

zahtijevaju velika financijska ulaganja u opremu, mrenu infrastrukturu i ljudske

resurse.

Najvanije televizijske kue irom Evrope formirale su grupe strunjaka,

predstavnika proizvoaa digitalne opreme, nosioce regulative i drugi. Sa ciljem

definisanja standardizovanja digitalnog televizijskog sistema.

Projekat DVB usvaja niz specifikacija koje se kasnije standardizuju u okviru

evropskog standardizovanog tela ETSI (European Telecommunications Standards

Institute) U svome radu pojedine grupe strunjaka okupljene pod skupom DVB

projekta, najprie priperemaju tehnike izvetaje koje usvaja ETSI. Grupe koje

pripremaju dokumentaciju sastoje se od tri organizacije: EBU (European Broadcast

Union), ETSI i CENELEC-a (Comit Europen de Normalisation Electrotechnique.

Tehniki izvijetaji prerastaju u tehnike specifikacije koje mogu sadravati norme i

koje bi bile obavezne za lanice ETSI. Usvajenjem tehnikih specifikacija od strane

svih lanica ETSI-a nastaju standardi koje sve lanice moraju potovati. Donose se

Evropske norme koje se unose u evropska i nacionalna pravila za danuproblematiku.

Sada ve skoro dve decenije od poetka DVB projekta pokazuju se dva zatiena

imena DVB i MHP (Multimedia Home Platform). Dakle pod nazivom DVB moe se

nai opis standarda koji su ispitani i definisani od strane DVB projekta.

U postupku usvajanja standarda za digitalno emitiranje veliki proj zemalja i

van evrope prihvatilo je DVB. Meutim SAD kao jedna od vodeih zemalja u svetu

usvojila je drugi pristup ATSC (Advanced Television Systems Committee) standard

digitalne televizije, oko kojeg se jo uvijek vode rasprave o tome da li se moglo bolje

napraviti poput DVB projekta.

3


4/16

2. Prednosti digitalne televizije

Prednosti digitalne televizije u odnosu na analognu su velike. Digitalni prenos

je binarno kodiran, pa se sadraj moe kompresovati slino kao i kod raunalaskih

datoteka. Kompresija koja se koristi u digitalnom prenosu uklanja delove informacije

koje ovijek svojim ulima ne moe registrovati. Pri analognom prenosu signal

kontinuirano prenosi sve elemente slike i zvuka dok se kod kompresovanog

digitalnog prenosa, prenose samo oni delovi slike i zvuka koji su se u meuvremenu

promijenili. Ovakva vrsta kompresije omoguava distributerima programa da emitiraju

umijesto jednog analognog vie digitalnih kanala ( priblino deset istog kvaliteta )

koristei pri tome isti frekvencijski signal.

Digitalna televizija je vie od proste zamene za postojeu analognu televiziju.

Digitalni prenos omoguava bolju kvalitetu slike i zvuka, koji vie ne mogu biti u

prenosu ometani interferencijom drugih signala, bez obzira na razmake u kojima se

prenose. Prednost digitalnog emitiranja TV signala je vee pokrivanje nego u sluaju

analognog emitovanja. Pri jednako izreenoj efektivnoj snazi za istu zonu pokrivanja

potrebna je manja izlazna snaga digitalnog predajnika. Razlika potronje snage kod

analognog/diditalnog prenosa je 5/1.

Osim to osigurava mnogo bolji kvalitet slike i zvuka i njihovu razliitu

prezentaciju( izbor formata slike 4:3 ili 16:9, kao i zvuka: mono, stereo ili "surround",

digitalna televizija omoguava uvoenje novih usluga kao to su izbor jezika za

titlove i audio kanala, interaktivni i multimedijalni sadraji, pristup internetu i drugo.

Imajui u vidu kako su raunari i telekomunikacijske mree zasnovani na

digitalnoj tehnologiji, sa televizijom koja koristi istu tehnologiju ove tri oblasti se mogu

kombinovati puno jednostavnije.

Dakle uvoenjem tehnologije digitalnog prenosa signala omoguava drastino

smanjenje potrebnog obima po kanalu, odnosno bolja iskoristivost slobodnog

frekvencijskog pojasa. Za TV emitovanje to znai prenos vie programa.

Zadatak TV sistema je da scene iz realnog sveta predstavi u obliku pogodnom

za prenos, a zatim da na osnovu primljenog signala omogui prikaz na ekranu tako

da primatelj dobije odgovarajuu audio i video informaciju.

4


5/16

3. Razlike Analogni - Digitalni signal

Osnovne karakteristike analognog TV signala su da se koriste analogne

modulacije za video signal: VSB - ( Vestigial sideband modulation ) 2BO video i

FM/AM za audio signal. Ukupna irina spektra analognog TV signala ( video i audio )

iznosi 6 odnosno 7 ili 8 MHZ i preko tog kanala mogue je preneti jedan program.

Sa druge strane, digitalni TV prenos zahvaljujui kompresiji digitalnih signala

primjenom standarda MPEG-2 odnosno MPEG-4 ima brzinu od 4-6 Mbps po

programu, to omuguava da se koritenjem digitalnih modulacija ( QAM, VSB,

OFDM ) koje daju 38-56 Mbps, kroz jedan TV kanal od 6 MHz, odnosno 7 ili 8 MHz

prenese vie programa.

Slika 1.a) Vremenski prikaz analogne televizije u vremenskoj domeni

Slika 1.b) Frekvencijski spektar analognog signala

5


6/16

Na osnovi prethodnog moemo definisati osnovne prednosti digitalne televizije

u odnosu na anlognu, koje takoe predstavljaju i nove mogunosti.

1. Efikasnost u koritenju spektra - to otvara prostor za dodavanje nekih drugih

kanala.

2. Prilagodjenost jeftinoj digitalnoj tehnologiji.

3. Bolja komunikacija i novi servisi: IPTV, video konferencija.

Problem koji se javlja u toku prelaska sa analogne na digitalnu TV je

kompatibilnost sa postojeim sistemima i opremom. Osnovni izazovi koji se javljaju u

implementaciji digitalne televizije odnose se na korisniki intrerfejs, stabilnost

softvera, kvaliteta slike, skaliranja u smislu prostorne rezolucije slike ( npr. prelazak

sa SD na HD format), Kompatibilnost sa DVD.

4. Digitalni Prijemnik

Za prijem DVB signala moe se koristiti razliita oprema, esto se koristi jedan

od ureaja: Set-Top Box (STB) - Ureaj koji se odgovarajuim kabelima povezuje s

televizorom ( slino kao i video-rekorder), DVB dekoder koji moe biti ugraen i u

televizor. DVB prijemnik na PC kartici je jedno od najeftinijih rijeenja. DVB adapteri

predstavljaju dodatne module kojima se proiruje funkcionalnost odreenih analognih

TV prijemnika, tako da oni postaju DTV ureaji.

Kao i kod svih raunalnih sistema, u DVB prijemniku operativni sistem

kontrolie osnovne komponente ureaja neophodne za pravilno izvravanje

aplikacija. STB ureaj sa jednostavnim operativnim sistemom je dovoljan za osnovno

praenje digitalnog TV programa. Pouzdanost je jedna od najvanijih karakteristika

DTV prijemnika. DTV prijemnik mora brzo reagirati na sve komande, jer gledatelj

oekuje brz odaziv tj da se promjena TV kanala odvija gotovo trenutno nakon pritiska

na tipku. DTV operativni sustav mora biti mali, jer veliki operativni sustav postaje

sloen, smanjuju mu se performanse, pouzdanost i troi previe ogranienih

hardverskih resursa.

6


7/16

Na slici je prikazan tzv. low-cost model referentnog dizajna Set-Top Box-a MDE

9515B, proizveden od strane kompanije Micronas. Na ploi veliine 100mm x 160mm

gdje su na jednoj strani smijetene komponente: DRX 8872C ( DVB-T modulator ),

MDE 9515B (CPU, analogni video, MPEG-2, 32 Mbit SDRAM ) i DAC 3550A ( audio

D/A konvertor ). Uz ureaj je dostupan referentni softwer.

Slika 2. dizajn STB

7


8/16

a)

b)

Slika 3. Blok ema a) hardvera i b) softvera digitalnog prijemnika.

8


9/16

5. Iskustva u digitalizaciji i razliiti modeli

Kada je u pitanju prelazak sa analogne na digitalnu tehnologiju emitiranja TVsignala razliiti koncepti su primenjeni u zemljama sveta. U SAD-u pedvieno je da

od 2008. godine svaki TV prijemnik, odnosno STB mora podravati prijemnik DTV

signala. Proces digitalizacije je praktino na samom kraju, teko da je predvieno 17.

5. 2009. godine potpuno prestane analogno emitovanja TV signala.

Emitovanje digitalnog TV signala u EU zasniva se na konceptu regija oko

gradova, koji su pokriveni digitalnim TV signalom. Regulativom je omoguena

slobodna prodaja jeftinih STB ureaja, ime je omoguena bra popularizacija

tehnologije. Sa druge strane , u Japanu je osigurana pokrivenost cele teritorije

digitalnim TV signalom.

Juna Koreja ima tzv. vertikalni model, prema kojemu operateri nude nove

servise i korisnicima poklanjaju STB ureaje uz veu pretplatu. Kada su u pitanju

iskustva na naim predelima, pozitivan primer je Hrvatska gdje je u proces ukljuena

vlada koja sufinansira kupovinu STB prijemnika svakom redovnom pretplatniku.

9


10/16

Slika 4. Pregled planiranih iskljuenja analognog signala

6. DVB Standardi prve generacije

Prvi digitalni standard usvojen od DVB projekta ( prosinac 1993 ) se odnosi na

satelitski prijenos (DVB-S). Imajuu u vidu da je ulaganje u infrastrukturu emitovanja,pa i gledalaca, bilo najednostavnije i da se najefikasnije moe ostvariti.

DBV projekt usvojio je nekoliko kljunih opredjeljenja za razvoj digitalnih

sistema prijenosa televizijskog signala. Svakako najvanija pretpostavka prenosa se

odnosila na nain kompresije audio i video signala. Tako je kao i u drugim svetskim

standardima usvojeno je da u sluaju videa to bude MPEG-2 ( Motion Picture Expert

Group ) koji je indentian sa preporukom H.262 organizacije ITU-T. Njime se

specificira dekoder. Sam MPEG-2 otvoren je i prua velike mogunosti za

unapredjenje kodera.

10


11/16

U prvim DVB-S sistemim, za zadovoljavajuu kvalitetu bilo je neophodno

osigurati protok od 6 Mbit/s. U dananjim verzijama MPEG-2 kodera takva kvaliteta

zahteva protok od 3 Mbs. I pored znaajnog dobitka na kompresiji video signala,

razvijene su nove tehnike, definisane su kao H.263 prije svega namenjene

multimediji. MPEG-4 je ciljao na multimediju ali je daljim usavravanjem dozvolio

kompresiju pri neto veim protocima za bolji kvalitet videa. Prvi standard koji je bio u

mogunosti parirati ve naprednom MPEG-2 bio je MPEG-4, verzija 10. Nizom sitnih

poboljanja kompresije, tada poznatih u teoriji i brojnim probama H.264/AVC uspeo je

ostvariti priblino isti kvalitet rekonstruisanog videa kao MPEG-2, a pri dvostruko

niem protoku. Standard je usvojen 2003 godine i implementiran u mnogim

ureajima. Danas postoje dekoderi na ijim se izlazima moe birati jedan od dva

standarda kompresije MPEG-2 i MPEG-4.

Slika 5. Prikaz razliitih generacija video kodera

U prvoj generaciji DVB standarda, na bazi MPEG-2, kompresovani video

signal se multipleksira sa kompresovanim audio signalom, dodaju im se servisni

podaci i informacije vezana za TV program. Multipleksiani signal se prenosi u obliku

paketa fiksne duine koji ine transportni niz ( Transport stream, TS ) Pakete tada

11


12/16

treba shvatiti kao pakete informacije a ne kao zasebne cijeline koje se mogu slati

asinkrano. U TS se ubacuju razliiti podaci, a vie programa stvaraju tkz. buket

multipleksera. U svakom pogledu TS niz se mora zatitit prije emitovanja. U tu svrhu

primjenjuje se kanalsko kodiranje ( energisko raspraivanje- energy dispersal) ime

se postie transparentnost sekvence bita. zatim Reed - Solomon kodiranje kao

zatita od uma. Time se smanjuje raspoloivi protok bita. Radi zatite od od drugih

sekvenci greaka koristi se proiriva, koji omoguava promjene redosljeda bajtova

TS niza za vrijeme prenosa. Na izlazu kodera koristi se konvolucioni koder koji

dodatno omoguava zatitu TS niza. Ovakvom pripremom se formira kanal sa

verovatnou greke manjom od 10 na -10.

Slika 6. Slojevi digitalnog televizijskog kodiranja

U elji da se osigura televizijsko emitovanje za pokretne prijemnike razvijen je

DVB-H standard. Nain prenosa signala je jako slian DVB-T, a ono to je za njega

posebno interesantno je podela vremena u kojem se vri emitovanje vie kanala, ako

to servis dozvoljava. Time su smanjene potrebe za napajanjem prijemnika.

12


13/16

7. DVB Standardi druge generacije

Neto pre usvajanja DVB-H standarda, pojavio se prvi digitalni sistem druge

generacije, DVB-S2. Ideja za njegovo uvoenje nastala je iz potrebe za poveanjem

resursa, odnosno za smanjenjem potrebnog protoka. U to vrijeme ( 2003 godine )

vee se koristio povratni kanal u nekim aplikacijama, to je u DVB-S2 iskoriteno za

interaktivne primene.

Kanalsko kodiranje u sistemima druge generacije je utemeljeno DVB-S2

standardom. Naime, u teoriji informacija je poznat kod za proveru parnosti sa niskom

koncentracijom ( LDPC - Low Density Parity Check) kao jedna od metoda za prenos

signala u prisustvu uma. LDPC ne moe garantovati savren prenos, ali je

verovatnost gubitaka podataka znatno je smanjena.

Sledeih trideset godina u teoriji informacija se nije pojavio niti jedan kod

pribline efikasnosti. Godine 2003, je LDPC izabran izmeu est kodova za novi

DVB-S2 standard. Da bi uklonile sve preostala greke nakon LDPC dekodiranja,

podaci se tite dodatnim kratkim BCH ( Bose, Chaudari, Hocquenghem ) kodom, koji

spada u grupu ciklikih kodova, i slui za korekciju viestrukih greaka.

Slika 7. Simboli za razliite modulacije

13


14/16

U DVB-S2 se koriste dvije nove modulacione sheme vieg reda 16APSK i

32APSK slika 7. One su namijenjene profesionalnim aplikacijama i mogu se koristiti i

za emitovanje. Dakle radi poveanja iskoristivosti obima dobro je koristiti modulacije

vieg reda. Poveanje kapacitete u ovom sluaju se moe realizovati na nain

poveanja praga C/N ( Carrier to noise ) Druga mogunost je korienje kodova sa

velikim dobitkom kao to je LDPC. S obzirom na smanjeno rastojanje taaka

neophodno je osigurati nivo odnosa C/N u up linkstanici, kako bi se minimalizovali

efekti ne linearnosti transpondera. Ne linearnim transponderima inae vie odgovara

APSK konstalacija u kojoj su koncentrini krugovi sastavljeni od razmaknutih taaka

a ne u vidu mree taaka, koje postoje u 16QAM emama.

DVB-S2 standard je inicirao razvoj ne samo druge generacije standarda ve i

standarda koji se odnose na interaktivne aplikacije, dakle uz korienje povratnog

kanala. Ne treba zaboraviti da je to bio period desetogodinjice DVB-s. Umesto DVB-

H standarda, predlae se u to vreme SH ( satellite - handheld) standard, formiran u

dve varijante: po principu satelitskog klasinog, ili kao i DVB-H. Treba imati u vidu da

za pokretne rune prijemnike promena tehnologije u okviru pet godina, odgovara

promeni tehnologije u DVB-S, ili DVB-t, sistemu za deset godina. Dalji razvoj DVB

standarda prikazan je na slikama 8 i 9.

Slika 8. Hronoloki tok usvajanja DVB standarda

14


15/16

Slika 9. Pregled DVB tehnike prenosa

8. Zakljuak

Na tritu TV produkcije, trai se samo HDTV sadraji, tj. televizija visoke

rezolucije to znai da smo preli u jedno novo digitalizirano doba koje je vrlo dobro

prihvaeno od stane korisnika.

Prelaskom na DTV korisnicima se otkrivaju nove mogunosti koje do sada nisu mogli

koristiti, spoznaju razlike u kvlitetu digitalnog od analognog signala. Pojavom

digitalizacije Eksterni modem DVB-T omoguava dekodiranje digitalnog sadraja i

prilagoen je standardima TV prijemnika. To su uglavnom jednostavni ureaji koji su

dostupni svim korisnicima po relativno niskim cenama.

15


16/16

9. Literatura

1. W. Fischer, Digital Video and Audio Broadcasting Technology, Springer-

Verlag, Berlin Heidelberg, 2008.

2. DVB, History of the DVB Project, DVB Standards and Specifications

3. A. Morello, DVB-S2: The second generation standard for satellite broad-

band services, Proc. IEEE, vol. 94, no. 1, pp. 210227.

4. I. Reljin, B. Reljin, DVB - Multimedija, Zbirka radova Simpozijuma POSTEL

16

digitalna televizija3

Documents