Что такое DVB-C — описание и характеристики цифрового формата

Система передачи цифрового кабельного телевидения Digital Video Broadcasting — Cable (DVB-C), основанная в феврале 1994 года на европейском стандарте ETS 300 429. Новшество для ТВ, звука, данных и структуры кадрирования разработано под эгидой Европейского вещательного союза (EBU) и Европейского института стандартизации электросвязи (ETSI). Рассматривая, что такое DVB-C, следует сказать, что оно является частью стандарта DVB, который определяет модуляцию кадров MPEG-2 в зависимости от типа вещания.

История стандарта

Он состоит из разновидностей ТВ: спутниковое (DVB-S), кабельное (DVB-C) и VHF/UHF (DVB-T). Новое поколение телевизионных сигналов основано на сжатии цифровых данных и их передаче. Это обеспечивает высокое качество изображения и лучшее использование полосы пропускания, чем классические стандарты аналогового цветного телевизионного вещания, такие как PAL, NTSC и SECAM.

В январе 1995 года в рамках проекта DVB, организованный EBU, опубликовали набор стандартов, которые определяют новую цифровую видеотрансляционную систему. Начиная с 1996 года, DVB являются технической основой для реализации передачи цифрового ТВ в ЕС во многих странах мира, включая Россию. США имеет собственный стандарт наземного HDTV, который основан на MPEG-2, использует модем и аудиокодер.

Особое внимание в европейской классификации уделяется кабельному стандарту. Что такое DVB-C? Отвечая на этот вопрос, следует отметить, что современные DVB описывают передачу цифрового ТВ через спутник и кабель. Он охватывает дизайн системы и модем для передачи с высокой пропускной способностью, а также несколько вспомогательных функций, таких как телетекст, электронные программы передач, и условный доступ. Система является алгоритмом ISO MPEG-2.

Строительные блоки

Чтобы понять, что такое DVB-C, изучают элементарную схему. Блок-схема DVB-приемника состоит из кабеля или антенны:

• Приемник — демодуляция — исправление ошибок — дополнительный контроль доступа и модуль шифрования.
• MPEG демультиплексор.
• MPEG видео декодер.
• MPEG аудио декодер передачи данных.
• Интерфейс.
• Кодер RGB/S-Video/ PAL/PAL.
• Персональный компьютер или модем, и такой DVB-C, что обеспечивает совместимую работу.
• Телевизор, видеомагнитофон.
• Hi-Fi система.

Представители первого поколения потребительских DVB-приемников состояло из маленького корпуса, содержащего приемник, и вышеуказанный MPEG-декодер.

Приемники имеют систему передачи данных, интерфейсы для персональных компьютеров и других мультимедийных систем (EIA-232-E), один или несколько слотов для чип-карт ISO 7816, разъемы PCMCIA типа 2 для модуля контроля доступа к платному ТВ, а также такой DVB-C в телевизоре, что может обеспечить кабельную связь. Дополнительные интерфейсы могут включать цифровое аудио.

Инкапсуляция MPEG-2

Проект DVB не определил свой собственный алгоритм кодирования изображений, но выбрал профиль (подмножество) международного стандарта ISO/IEC 13818, обычно называемый MPEG-2 в ETR 154. MPEG-2 — это алгоритм сжатия аудио/видео, оптимизированный для качества трансляции до стандарта HDTV на основе дискретного косинусного преобразования и оценки движения. Для проекта DVB выбрали основной профиль MPEG-2 на основном уровне с максимальной скоростью передачи данных 15 Мбит/с.

Основной уровень означает, что до 720×567 пикселей при 25 Гц (телевизионный стандарт частоты, используемый в Европе) или до 720×480 пикселей при 30 Гц (применяется в Северной Америке) поддерживаются соотношение сторон:

• 4:3.
• 16:9.
• 2,21:1.

Основной профиль означает, что двунаправленные кадры MPEG поддерживаются, но не используется масштабируемость SNR или разрешения.

В ETR 154 были выбраны определенные параметры, которые должны поддерживаться всеми DVB-приемниками.

Видео:

• Частота кадров 25 Гц в режиме фильма и частота поля 50 Гц в режиме видеокамеры.
• Соотношение сторон 4:3 и 16:9 (2,21:1 не обязательно).
• Приемники должны поддерживать векторы панорамирования, которые позволяют отображать наиболее релевантная часть изображения 16:9 на дисплее 4:3 с правильным соотношением сторон.
• Разрешение изображения яркости: 720 x 576, 544 x 567, 480 x 576, 352 x 576,352 x 288.

Стандарт MPEG-2 также определяет систему мультиплексирования ISO/IEC13818-1, что позволяет объединять множество потоков видео, аудио в один. В DVB этот метод мультиплексирования используется, чтобы позволить реализовать много разных программ с пропускной способностью 38 Мбит/с.

Обработка изображений

Первые фильмы были сняты в академическом форме 4:3. Ранние стандарты ТВ приняли его, поддерживая совместимость с кино. Когда продюсеры фильмов перешли на более широкий формат (16:9), для качественной демонстрации сцен домашнее телевидение также приняло это нововведение. С недавнего времени фильмы начали выпускать в еще более широком формате 2.21: 1.

Если изображение в соотношении 16:9 должно отображаться на экране домашнего кинотеатра, имеющего формат 4:3, существуют два широко используемых метода для адаптации соотношения сторон изображения — панорамирование и сканирование.

Pan & scan означает, что DVB-T T2 C такой системы будет демонстрировать каждую часть фильма, пропорционально отношениям 4:3 = 12:9, а окно 16:9 изображения будет демонстрироваться с меньшей стороной 9. Оставшиеся 25% площади изображения будут обрезаны.

Наземная передача DVB-T

Чтобы понять, что это такое DVB T / C, необходимо рассмотреть свойства канальных систем наземной передачи, например, переменное отношение сигнал/шум, зависящее от масштабных многолучевых эффектов и отражения от соседних стен дома. Они ослабляют определенные частоты, создают перегруженный спектр, а также помехи от близлежащих аналоговые телеканалов и от далеко расположенных станций в той же полосе.

Выбранная схема модуляции DVB-T имеет следующие характеристики:

• OFDM (мультиплекс с ортогональным частотным контролем). В этом методе преобразование Фурье используется для генерации сигнала вещания с тысячами взаимно ортогональными модулированными QAM. Один символ несет несколько килобит информации. Защитный интервал позволяет проходить эхо раньше, чем получатель обнаружит следующий символ — 8192 или 2048 несущих частот.
• Устойчивость схемы модуляции против эха.
• Экстремальное многопутевое распространение, что приводит к гораздо лучшему использованию частоты спектра при безопасных расстояниях между передатчиками, работающими на тех же частотах.

Передатчик кабельных систем

Цифровое видеовещание (DVB) — это набор общепризнанных открытых стандартов ТВ. Входной сигнал передатчика DVB-C представлен в виде последовательности пакетов со стандартным транспортным потоком MPEG. Каждый пакет состоит из 288 байт. Сначала он скремблирующий для рассеивания энергии. Далее синхронизация пакета модифицируется. После этого он проходит через кодер. Для защиты добавляются 16 байт. Длина отдельного пакета становится 304 байт.

Чтобы понять, DVB-T2 C S2, что это такое в формате передачи, рассматривают работу пакетов. Модифицированные пакеты проходят через сверточный перемежитель с глубиной 12, за которым следует блок отображения. Он преобразует байты пакета в двумерные символы QAM с I и Q компонентами.

Затем два старших бита каждого символа дифференциально кодируются для устранения неоднозначности, вносимой модуляцией QAM. DVB-C поддерживает различные типы QAM: 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM, 128-QAM и 256-QAM.

Приемник DVB-C

Приемник выполняет противоположную последовательность операций. Радиочастотный сигнал базовой полосы регулируется по уровню, преобразуется с понижением ее и демодулируется. Для последнего действия выполняется несущая и временная синхронизация. После этого сигнал проходит через согласованный фильтр. В кабельных системах частотная характеристика канала не является однородной и может быть описана в виде линейного фильтра. Поэтому демодулированный сигнал, представленный в виде последовательности двумерных символов, корректируется с помощью эквалайзера.

Два старших значащих бита каждого символа декодируются в дифференциальном декодере. После этого символы из сигнала отображаются в последовательность байтов, которая проходит через обращенный перемежитель. За ним следует декодирование и исправление ошибок, а затем дескремблирование. Далее байты синхронизации модифицируются. Выходной сигнал является стандартным транспортным потоком MPEG.

Технические параметры С-передачи

Это система DVB, используемая для распространения цифрового ТВ по кабельным сетям. DVB-C использует те же каналы (8 , 7 или 6 МГц), которые брались для распределения старого аналогового телевизора. Он заполнен контейнером данных, который может передавать несжатые видео, аудио и данные в формате MPEG-2. Таким образом можно распространять каналы цифрового ТВ без необходимости прекращения распространения аналогового телевидения.

DVB-C применяют квадратурную амплитудную модуляцию (QAM) для данных. Обычно используется 64-QAM, но также подходят схемы модуляции более низкого уровня, такие как 16-QAM и 32-QAM, и более высокого, такие как 128-QAM и 256-QAM. Емкость их увеличивается при применении схем модуляции более высокого уровня. В таком случае данные будут менее устойчивыми к шуму и помехам.

Канал 8 МГц может нести полезную нагрузку 38,5 Мбит/с, если используется 64-QAM. Этого достаточно для 4-6 телевизионных программ. DVB-C подходит для всех каналов шириной 7 МГц и 8 МГц в кабельных сетях. В Германии для DVB-C обычно используются только каналы 8 МГц от 230 МГц до 862 МГц.

Новый стандарт

Современные телевизоры имеют новый телестандарт. Однако не все покупатели понимают особенности DVB T2 C. Что это такое? Он является стандартом для цифровой передачи сигналов в широкополосных кабельных телевизионных системах. Стандарт определяет методы физического уровня, например, защиту от ошибок, модуляции и протоколы нижнего уровня, необходимые для упаковки данных .

По сравнению с предшественником DVB-C, который был первоначально стандартизирован в 1994 году, DVB-S2 предлагает значительные преимущества в отношении производительности передачи, например, спектральную эффективность и эксплуатационную гибкость, переменную полоса пропускания, улучшенную способность адаптироваться к выделенному условия канала.

DVB-C2 был разработан в соответствии с философией DVB, чтобы использовать современные технологии и ряд их элементов, которые не применялись в первом поколении.

Семейство систем передачи DVB в стандартах второго поколения согласованы до DVB-C2 (DVB-S2, DVB-T2). Методы комбинированной концепции мультиплексирования PLP и Data Slice являются примером такой новизны. Они гарантируют, что DVB-C2 не только отвечает коммерческим и техническим требованиям европейского стандарта, но и обеспечивает оптимизированное решение с учетом эксплуатационной гибкости и эффективности передачи.

Сравнение модификаций

Различия между системами DVB-T, DVB-S, DVB-C и DVB-H. DVB расшифровывается так: Digital Video Broadcasting. Система поддерживает более высокое разрешение и помогает увеличить пропускную способность канала.

DVB-T:

• Краткая форма цифрового видеовещания — наземная.
• Схема модуляции передачи — кодированный OFDM.
• Передает несжатый звук и видео в формате MPEG.
• Используемые схемы модуляции данных: QPSK, 16QAM, 64QAM.
• Использует внешний кодер RS (204,188) и внутренний сверточный.
• Подходят внутренний и внешний перемежитель.
• Использует частотные каналы VHF и UHF с полосой пропускания — 6 МГц, 7 МГц и 8 МГц.

DVB-S:

• Краткая форма цифрового видеовещания — спутник.
• Использует MPEG-2 для цифрового сжатия и распаковки.
• Подходит диапазон С, а также частоты диапазона Ku.
• Цифровой приемник DBS использует методы FEC для исправления ошибок.
• Существуют специальные спутники, запускаемые для этой цели.
• Для передачи используются поляризационные типы LHCP и RHCP.
• Для DVB-S в основном требуется антенна меньшего размера.

DVB-C:

• Краткая форма цифрового видео — вещательный кабель.
• Использует сжатие MPEG-2 или MPEG-4.
• Модуляция данных: 16 QAM или 256QAM.
• Использует кодер RS в качестве FEC.
• В цепи подходит модуль чередования.
• Сигнал передается по коаксиальному или оптоволоконному кабелю от поставщиков услуг абонентам.
• Такой формат DVB-C, что можно использовать частоты от 55,25 до 403,25 МГц.

DVB-H:

• Краткая форма цифрового видеовещания — портативное устройство.
• Использует частоты диапазона VHF, UHF и L.
• Может существовать вместе с системой DVB-T.
• Это один из стандартных форматов мобильного ТВ.

Модернизация наземной передачи

DVB-T — это стандарт наземной передачи видео, созданный DVB. Впервые он был применен в 1997 году. С тех пор Австралия, Европа, часть Азии, многие регионы Африки и Колумбия используют его в своих передачах и телевизионных приемниках. DVB-T2 является второй версией этого стандарта, представленной в 2008 году.

Каждый символ, который составляет имя, имеет значение в DVB-T2:

• DVB — название консорциума, отвечающего за создание открытых стандартов цифрового ТВ.
• T -происходит от наземного стандарта, дифференцируя его от спутникового (DVB-S), кабельного (DVB-C) и портативного вещания (DVB-H).
• «2» — второе поколение.

Целью DVB-T2 является достижение более качественной ретрансляции ТВ, поскольку предыдущий DVB-T не имеет достаточной полосы пропускания, чтобы допускать излучение каналов с высоким разрешением.

Сравнение технических характеристик DVB-T и DVB-T2.

Системная совместимость

Все системы передачи DVB рассчитаны на максимальную совместимость. Это означает, что они могут использовать общие блоки схем, например, Рид Solomon декодер и перемежитель, если один приемник поддерживает несколько сред передачи.

В типовой кабельной системе DVB-C имеется 8 МГц каналов, спад 15%, определенный DVB-C. Теоретическая максимальная скорость передачи символов 6,96 МБ.

Использование компьютера

Просмотр кабельного телевидения на компьютере теперь проще благодаря созданию ТВ-тюнеров для ПК и телевизионного программного обеспечения с DVB- T2 C. Что это такое? Многим зрителям, разбирающимся в электронике, это понятно из простой схемы функционирования. Кабельные ТВ-тюнеры или ТВ-карты работают так же, как стандартная телевизионная антенна.

Оборудование принимает телевизионные сигналы вещания, которые читает компьютер, чтобы создать прямую телевизионную продукцию. Чтобы разобраться, что такое поддержка DVB-C, рассматривают основной алгоритм подключения к ПК:

• Отсоединяют шнур питания, прикрепленный к задней части компьютерного блока, от электрической розетки. Откручивают винты с левой стороны ПК с помощью отвертки. Снимают боковую панель.
• Находят интерфейсный компонент периферийных устройств или слот PCIe на материнской плате. Аккуратно вставляют плату кабельного ТВ-тюнера в слот. Закрепляют это положение с помощью винта.
• Закрывают корпус ПК.
• Подсоединяют аудио- и видео кабели, поставляемые с ПК-тюнером DVB-C, к ПК.
• Подсоединяют один конец кабеля к блоку тюнера ПК, а другой вставляют в цветные разъемы на задней панели корпуса компьютера.
• Сопоставляют соответствующие цвета с разноцветными розетками. Многие стараются разобраться, что такое цифровой тюнер DVB-C. Это можно уточнить из технической документации, прилагаемой к модели.
• Устанавливают драйверы для карты ТВ-тюнера.
• Нажимают кнопку «Пуск» на ПК, сначала кликнув правой кнопкой мыши «Мой компьютер» и выбрав «Свойства», «Диспетчер устройств», а затем кликают «Мультимедийный контроллер» из списка.
• Нажимают правой кнопкой мыши и выбирают «Установить драйвер».
• Вставляют установочный диск, прилагаемый к ТВ-тюнеру, устанавливают программу и перезагружают компьютер. Используют программное обеспечение для просмотра кабельного телевидения на ПК.

Десять лет назад далеко не все телезрители знали о тюнере DVB-C. Что это такое, могли объяснить единицы. Сегодня начинают повсеместно применять современный формат ТВ, который допускает большее количество каналов в одном мультиплексе. Поэтому производители современных умных телевизоров заинтересованы в его внедрении в свои устройства. Изменения носят сложный характер и затрагивают множество сторон. Однако специалисты отмечают, что полный переход на T2 произойдет уже в 2022 году.