23/02/2023
Hvad er DVB-T2?
DVB-T2, eller Digital Video Broadcasting – Second Generation Terrestrial, repræsenterer et markant spring fremad inden for digital tv-udsendelsesteknologi. Dette system er designet til at imødekomme de stadigt stigende krav til moderne tv-udsendelser i Europa og tilbyder en hidtil uset fleksibilitet og effektivitet sammenlignet med sin forgænger, DVB-T. Med DVB-T2 er der lagt vægt på at optimere brugen af det værdifulde jordbaserede spektrum, hvilket muliggør levering af højere kvalitet lyd-, video- og datatjenester til både faste, bærbare og mobile enheder.
Udviklingen fra DVB-T til DVB-T2
Den konstante udvikling af nye teknologier og den stigende popularitet af digitale tv-tjenester har drevet behovet for en ny generation af DVB-standarder. DVB-T2 er resultatet af dette behov, med en primær målsætning om at opnå en markant forbedring i bitrate og kapacitet sammenlignet med DVB-T. Indledende tests viser, at DVB-T2 kan levere over 40% mere bitrate end DVB-T. Dette opnås gennem anvendelse af avancerede kodningsteknologier og en mere robust fysisk lagstruktur.
Nøglefunktioner og Teknologier i DVB-T2
DVB-T2 introducerer en række nye teknologier og forbedringer, der tilsammen skaber et mere effektivt og fleksibelt system:
OFDM Modulation og Kodning
DVB-T2 anvender OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) modulation, som er kendt for sin robusthed over for interferens og fading. Dette system benytter et stort antal subbærere til at levere et stabilt signal. Ligesom DVB-T tilbyder DVB-T2 forskellige driftstilstande, hvilket giver en høj grad af fleksibilitet. Til fejlkodning anvender DVB-T2 de samme avancerede kodningsmetoder som DVB-S2. Kombinationen af Low Density Parity Check (LDPC) kodning og Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (BCH) kodning leverer en fremragende ydeevne i miljøer med høje støjniveauer og interferens, hvilket resulterer i et meget modstandsdygtigt signal.
Fysisk Lag Struktur: PLP'er
En central innovation i DVB-T2 er introduktionen af Physical Layer Pipes (PLP'er). Hver PLP er en logisk datastrøm, der kan bære en specifik tjeneste, såsom en lyd/video-strøm med tilhørende signaleringsinformation. PLP-arkitekturen er designet til at være yderst fleksibel, hvilket gør det nemt at foretage justeringer i robusthed og kapacitet. Dette betyder, at forskellige tjenester inden for samme multiplex kan konfigureres med forskellige niveauer af fejlbeskyttelse, hvilket er ideelt for heterogene modtagere.
Scalable Video Coding (SVC)
DVB-T2 understøtter Scalable Video Coding (SVC), en udvidelse af H.264/AVC-standarden. SVC muliggør temporal, spatial og kvalitetsmæssig skalerbarhed i en videostrøm. I modsætning til tidligere skalerbarhedsimplementeringer tilbyder H.264/SVC god kodningseffektivitet og moderat kompleksitet, hvilket gør det til et overlegent alternativ til simulcast-distribution (hvor den samme tjeneste sendes samtidigt til flere modtagere med forskellige kapaciteter). Med SVC kan en enkelt bitstrøm indeholde forskellige repræsentationer af det samme indhold, hvilket giver modtageren mulighed for at afkode den del af strømmen, der passer bedst til dens kapaciteter. Dette er især fordelagtigt for mobile enheder, hvor forskellige skærmopløsninger og processorkraft er almindeligt.
DVB-T2 og Mobile Enheder
DVB-T2 er designet med mobile og bærbare modtagere i tankerne. Systemet indeholder flere værktøjer til at håndtere udfordringerne ved mobile transmissioner, herunder:
Strømforbrugsoptimering
Mobile enheder opererer typisk på begrænset strøm. DVB-T2 adresserer dette ved at tillade datatransmission i bursts inden for en T2-ramme. Ved at implementere intelligente planlægningsmetoder kan modtagere, der kun er interesserede i baselayer-data fra SVC-strømme, springe over relevante datadelinger, hvilket muliggør længere perioder med dvale og dermed sparer batterilevetid. Dette kan opnå en betydelig energibesparelse, op til 75% for modtagere, der kun forbruger baselayeren.
Robusthed over for Kanalfejl
Mobile transmissionskanaler er notorisk fejlbehæftede. DVB-T2 anvender flere teknikker til at imødegå dette:
- Time Interleaving: Fordeler data over tid for at beskytte mod burst-fejl.
- Sub-slicing: Opdeler data i mindre segmenter, der transmitteres i forskellige dele af en T2-ramme, hvilket giver tolerance over for korte burst-fejl og langsom fading.
- Forward Error Correction (FEC): Anvendelsen af BCH og LDPC kodning giver en stærk beskyttelse mod bitfejl. DVB-T2 tillader desuden service-specifik fejlrobusthed ved at konfigurere forskellige FEC-kodrater for forskellige tjenester.
Simuleringer viser, at en øget grad af time interleaving og sub-slicing markant forbedrer systemets ydeevne i mobile kanaler. Valget af de rette parametre er dog afgørende for at opnå den bedste balance mellem ydeevne og strømforbrug.
IP over DVB-T2
DVB-T2 tilbyder to primære indkapslingsprotokoller til IP-trafik: MPEG-2 TS (Transport Stream) og Generic Stream Encapsulation (GSE). GSE er specifikt designet til IP-trafik og giver en mere effektiv indkapsling med lavere overhead sammenlignet med MPEG-2 TS, især når det gælder transmission af IP-datagrammer. Valget af GSE kan reducere overhead med en faktor 2 til 3 sammenlignet med MPEG-TS transmission.
Yderligere Optimeringer
For at maksimere effektiviteten og udnyttelsen af båndbredden foreslås yderligere optimeringer:
Header Kompression
Protokol-headers, såsom IP/UDP-headers, udgør en betydelig del af overheaden. I DVB-T2-scenarier, hvor der ofte kun er en enkelt hop, er mange header-felter overflødige. Ved at implementere header-kompression, der fjerner eller reducerer redundante felter, kan båndbreddeforbruget minimeres markant. Dette kan opnå en overhead-reduktion på op til 40% ved at komprimere IP/UDP-headers, hvilket yderligere forbedrer den samlede data-throughput.
Intelligent Dataplanlægning
En intelligent dataplanlægningsalgoritme kan forbedre fejlresiliensen og udnytte båndbredden mere effektivt. Ved at arrangere mediepakker efter vigtighed og distribuere dem over flere T2-rammer, kan systemet bedre håndtere burst-fejl. Denne tilgang sikrer, at vigtige mediedata, såsom IDR-billeder i SVC-strømme, er bedre beskyttet, hvilket resulterer i en mere stabil og ensartet videokvalitet, selv under dårlige kanalforhold. Simuleringer viser, at denne tilgang kan forbedre PSNR-værdier og reducere pakketab.
BB-FEC (Base Band – FEC)
Som et koncept til yderligere fleksibilitet foreslås implementeringen af Base Band – FEC (BB-FEC). Dette koncept muliggør unequal error protection (UEP) på BB-frame-niveau, selv når en enkelt PLP anvendes til transmission af en hel tjeneste, herunder forskellige SVC-lag. Ved at anvende forskellige FEC-koderater på forskellige datablokke kan man opnå en skræddersyet fejlbeskyttelse, der passer til de specifikke behov for hver datadel.
Konklusion
DVB-T2 repræsenterer en betydelig teknologisk fremskridt inden for digital jordbaseret tv. Med sine avancerede modulation- og kodningsteknikker, fleksible PLP-struktur og understøttelse af teknologier som SVC, er DVB-T2 ideelt positioneret til at levere høj kvalitets tv-oplevelser til både faste og mobile enheder. Systemets evne til at optimere strømforbrug, håndtere mobile kanalfejl og effektivt udnytte båndbredden gør det til en fremtidssikret platform for digital udsendelse.
Ofte Stillede Spørgsmål (FAQ)
Virker DVB-T2 med bærbare modtagere?
Ja, DVB-T2 er specifikt designet med bærbare og mobile modtagere som et af målgrupperne. Systemet indeholder indbyggede værktøjer som time interleaving og sub-slicing for at forbedre modtagelsen under mobile forhold. Yderligere optimeringer, som intelligent dataplanlægning, kan yderligere forbedre ydeevnen og strømforbruget på mobile enheder.
Hvad er fordelen ved SVC i DVB-T2?
SVC (Scalable Video Coding) giver mulighed for at sende en enkelt videostrøm med forskellige kvalitetsniveauer og opløsninger. Dette er ideelt for DVB-T2's brede vifte af modtagere, især mobile enheder med varierende skærmstørrelser og processorkraft. Det reducerer også den samlede båndbredde, der kræves, sammenlignet med at sende flere separate strømme (simulcast).
Hvilken type modulation og kodning bruger DVB-T2?
DVB-T2 bruger OFDM modulation for robusthed og har en række forskellige driftstilstande for fleksibilitet. Til fejlkodning anvendes en kombination af LDPC (Low Density Parity Check) og BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) kodning, som giver en meget effektiv fejlkorrektion.
Hvad er PLP i DVB-T2?
PLP står for Physical Layer Pipe. Det er en logisk datastrøm inden for DVB-T2-systemet, der kan bære en specifik tjeneste eller gruppe af tjenester. PLP'er giver stor fleksibilitet til at tilpasse robusthed og kapacitet for individuelle tjenester, hvilket er afgørende for at understøtte forskellige modtagertyper.
Hvis du vil læse andre artikler, der ligner DVB-T2: Fremtidens Digital TV, kan du besøge kategorien Teknologi.