tv digitale terrestre 1° parte

IL DIGITALE TERRESTRE
PRIMA PARTE
Stefano Tancioni – IW0HNB
12/12/2012
Panoramica
1
• Introduzione
2
• Pro e Contro
3
• Il Segnale DVB-T
4
• Analogico Vs Digitale
5
• Codifica e Multiplazione
6
• Modulazione
7
• Demodulazione
8
• La Rete SFN
9
• DVB-T Lato Utente
10
• Disturbi Tipici
11
• EPG ed OTA
12
• TiVù Sat
13
• Problemi Comuni
Introduzione
• Il Successo della Televisione Digitale Terrestre è stato
decretato da diversi fattori:
1.
Motivazioni Economiche
•
•
•
•
2.
Vendita delle Frequenze
Broadcaster Televisi
Produttori di Tecnologie Elettroniche
Potere mediatico
Motivazioni Tecniche
•
•
Algoritmi di compressione sempre più potenti e disponibilità di
grandi capacità di calcolo a basso costo.
Tecniche di modulazione sempre più robuste grazie alla nuova
generazione di codici a correzione d’errore.
Pro e Contro
• Elementi Positivi:
– Migliore utilizzo della spettro radio.
– Qualità audio/video superiore.
• Elementi Negativi:
– Necessità di nuovi apparecchi per l’utente così
come per i Broadcaster.
– Maggiore complessità tecnologica.
Ciclo di vita del segnale TV (1/2)
PRODUZIONE
TRASPORTO E
DIFFUSIONE
UTENTE
Trasporto
Diffusione
Ciclo di vita del segnale TV (2/2)
DIFFUSIONE
SORGENTE
PONTE RADIO
FIBRA OTTICA
Analogico VS Digitale (1/4)
– Segnale Analogico: Segnale caratterizzato da una grandezza che
varia in modo continuo.
– Segnale Digitale: Segnale caratterizzato da una grandezza che varia
in modo discreto.
– Vantaggi tecnici del digitale: manipolazione del segnale,
compressione, comportamento migliore in presenza di rumore.
– Vantaggi non tecnici del digitale: numero maggiore di canali a parità
di banda occupata, riduzione delle potenze, possibilità di introdurre
contenuti interattivi o servizi aggiuntivi (EPG,MHP,audio multiplo,
ecc…)
Analogico VS Digitale (2/4)
TX
MOD 70Mhz
PCM (4
audio)
Ponte Radio
Sorgente
Analogica
Multiplexer
Encoder
Sorgente
Digitale
Analogico VS Digitale (3/4)
M. ORO
ANALOGICO – SEGNALE RAI 1
CANALE F
192,25 Mhz
Analogico VS Digitale (4/4)
M. ORO
CANALE F
192,25 Mhz
Codifica e Multiplazione (1/2)
ENC 1
M
U
X
1
ASI
ENC 2
ENC 3
ENC 4
BACKUP
M
U
X
2
ASI
S
W
I
T
C
H
ASI
Codifica e Multiplazione (2/2)
• Un trasponder DTT ha una banda complessiva di 24Mbit/s, è
quindi necessario comprimere i segnali in ingresso.
• Per i segnali di tipo SD (704x576) si utilizza una codifica mpeg-2
mentre per i canali HD (1280x720 o 1920x1080) si utilizza la
codifica mpeg-4.
• L’operazione di codifica richiede una capacità di calcolo e del
tempo. Maggiore è la qualità desiderata, maggiore sarà il ritardo
introdotto dalla codifica (si può arrivare fino a diversi secondi nel
caso di segnali HD).
• La codifica mpeg è detta a cancellazione, cioè utilizza un
algoritmo che prevede la rimozione del contenuto informativo
“non rilevante” e sfrutta il principio della “motocompensazione”,cioè mantiene soltanto le variazioni
dell’immagine rispetto ad un frame principale (I Frame).
• Il flusso ASI (Asynchronous Serial Interface ) è un formato per lo
streaming dei dati. Nel caso specifico di segnale televisivo si
comporta da contenitore per i pacchetti video compressi.
Modulazione (1/6)
Modulazione (2/6)
INTERVALLO DI
GUARDIA
Modulazione (3/6)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Codifica e multiplazione (MUX) MPEG-2: un flusso video, uno audio e uno dati
sono multiplati insieme a costituire un flusso di programma MPEG-2 PS (MPEG-2 Programme
Stream). Uno o più flussi di programma costituiscono un flusso di trasporto MPEG-2 TS (MPEG-2
Transport Stream).
Divisore: permette di trasmettere contemporaneamente flussi «differenti» ad esempio, SD ed
HD, utilizzando parametri di modulazione diversi, come ad esempio il livello di protezione.
Scrambling: l’energia del segnale viene «spalmata» con lo scopo di scorrelare tra loro i pacchetti
ASI. Semplificando si può dire che si utilizza una banda più ampia di quella richiesta, migliorando
il rapporto S/N.
Codificatore esterno: viene inserito un primo livello di protezione ( Reed-Solomon RS(204,188) )
recupera fino ad 8 byte errati, non sequenziali, per ogni pacchetto di 188 byte.
Interleaver esterno: i dati vengono «mescolati» per ridurre al minimo la probabilità di errori
consecutivi sullo stesso flusso informativo.
Codificatore interno: utilizzo di un codice a convoluzione per aumentare la protezione del flusso.
Valori ammessi: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8.
Interleaver interno: i dati sono mescolati nuovamente.
Mappatore: Modulazione in banda-base digitale della sequenza di bit, producendo una sequenza
di simboli. (QPSK, 16-QAM, 64-QAM).
Adattamento di trama: i simboli generati dal processo di mappatura sono raccolti in blocchi.
Segnali pilota e TPS: permette una migliore ricezione del segnale in seguito alla trasmissione sul
canale radio terrestre tramite segnali di aiuto.
Modulazione OFDM: la sequenza di blocchi è sottoposta ad una operazione di modulazione
secondo la tecnica OFDM,.
Inserimento intervallo di guardia: Si introduce una copia ripetuta di una parte dei dati per
semplificare il lavoro del ricevitore. Valori ammessi: 1/32, 1/16, 1/8 o 1/4
DAC e front-end: il segnale viene convertito e trasmesso.
Modulazione (4/6)
QPSK
16QAM
64QAM
Intervallo di guardia
Valore di
codifica
Modulazione
1/4
1/8
1/16
1/32
1/2
4.98
5 53
5.85
6.03
2/3
6.64
7.37
7.81
8.04
3/4
7.46
8.29
8.78
9.05
5/6
8.29
9.22
9.76
10.05
7/8
8.71
9.68
10 25
10.56
1/2
9.95
11.06
11.71
12.06
2/3
13.27
14.75
15.61
16.09
3/4
14.93
16.59
17.56
18.10
5/6
16.59
18 43
19.52
20.11
7/8
17.42
19.35
20.49
21.11
1/2
14.93
16.59
17.56
18.10
2/3
19.91
22.12
23.42
24.13
3/4
22.39
24.88
26.35
27.14
5/6
24.88
27.65
29.27
30.16
7/8
26.13
29.03
30.74
31.67
Bit rate disponibili per un sistema DVB-T in canali da 8 MHz. I valori espressi in corsivo sono in Mbps.
Modulazione (5/6)
• Spettro del segnale DVB-T
Modulazione (6/6)
• Spettro del segnale DVB-T con Interferente