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DVB-T2的全球商用现状

供稿人:李远东  供稿时间:2015-10-26   关键字:DVB-T  DVB-T2  地面数字电视网络  

2015年8月25日,DVB(数字电视广播标准组织)发布了“2nd Generation Terrestrial: The World’s Most Advanced Digital Terrestrial TV System(第二代地面电视:全球最先进的数字地面电视系统)”,介绍了DVB-T2标准的优势及其在全球的市场发展情况。

目前,全球范围内得到最为广泛部署的DTT(Digital Terrestrial Television,地面数字电视广播)标准是DVB-T——自从1997年以来,已经有超过70个国家部署基于该标准的地面数字电视广播网络。

随着地面电视广播网络模/数转换需求的进一步增大,加之无线频谱资源显得越来越宝贵,DVB(欧洲地面数字电视标准组织)就制定了无线频谱资源利用效率比DVB-T系统更高的下一代地面数字电视广播网络的商业需求。

随后制定的DVB-T2标准满足了相关需求:具有更大的系统容量、组网形式更为灵活、网络更为强健、无线频谱资源的利用效率更高(相比采取其他地面数字电视广播网络标准的系统,至少提高了50%),并能使得电视广播商与用户能够继续使用已有的发射/接收天线。

于是,DVB就组织其成员单位先后制定了DVB-T2标准的第一版本(以“EN 302 755”的形式发布)以及第二版本(其中新增了面向移动与便携式视听终端的DVB-T2-Lite)。

目前,DVB-T2已经成为全球最先进的地面数字电视广播系统。支持电视广播商向其用户提供标准清晰度电视、高清晰度电视、超高清晰度电视、移动电视与无线电广播等单一或者混合型业务。

同DVB-T一样,DVB-T2的物理层PHY采用了OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)调制波形技术,这种基于大量子载波的信号传输体制增加了地面数字电视广播信号的强健性,加之DVB-T2也规定了各种不同的组网模式,从而使得地面数字电视广播的组网非常灵活。

此外,同DVB-S2(第二代卫星数字电视广播标准)及DVB-C2(第二代有线数字电视广播标准)一样,DVB-T2也采用了“LDPC(Low Density Parity Check,低密度奇偶校验)+BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquengham,)”这种FEC(前向纠错编码)机制,从而进一步增大了地面数字电视广播信号的强健性。

而且,在基于DVB-T2标准部署的地面数字电视广播网络中,子载波的数目、子载波之间保护间隔的大小(表现为物理带宽)以及导频子载波信号等均是可以灵活调整的,从而就可以面向任何类型、具有不同无线环境的无线传输信道进行开销优化。

另外,DVB-T2标准要采取了以下五大新兴技术:

(1)MPLP(Multiple Physical Layer Pipes,多个物理层管道)

其中,每个物理层管道承载相对应的业务数据,从而就可针对特定的接收环境(比如:室内天线、室外屋顶天线等)进行技术参数的单独调整与优化,以保证所需的传输质量。而且,由于接收终端仅需要解调某个物理层管道中传输的某个单项业务,而不再像以前那样对所有经过复用处理的业务进行解调,就可实现一定程度的节能降耗。

现在,MPLP的技术理念得到了推广:在有线电视网络领域有DVB-C2,而在地面数字电视广播领域,则为“云广播”。

(2)Alamouti编码

通过采取Alamouti编码技术,可以提高地面数字电视广播网络发射机的多样性,从而可增大小规模SFN(Single-Frequency Networks,单频网)的网络覆盖范围。

(3)CR(Constellation Rotation,星座旋转)技术

对于采取低阶调制技术的星座,通过实施基于CR的旋转,可进一步增强网络传输的稳健性。

(4)EI(Extended Interleaving,交织扩展)技术

其中包括比特交织扩展、时间交织扩展、频率交织扩展以及发射台交织扩展。

(5)FEF(Future Extension Frames,未来扩展帧)

FEF的设计目标在于:使得DVB-T2能与未来的相关后续演进前向兼容。比如,目前有一种发展较快的解决方案是:以DVB-T2的FEF帧来传输LTE广播/组播信号,以达到为移动宽带网络卸载/分流的效果。

FEF帧的另一种应用就是DVB-T2-Lite——可支持移动电视及便携式电视业务的提供,而且可以降低芯片的实施成本。DVB-T2-Lite被定义为DVB-T2的子集,而且还额外地增加了两档LDPC编码码率。基于DVB-T2-Lite标准的移动电视/视频传输网络中,每个物理层管道的数据传输速率被限定为4 Mbit/s。相比于DVB-T2,DVB-T2-Lite芯片的实现复杂度可降低50%。总之,FEF帧这种机制使得可以在同一个无线射频信道之中同时传输DVB-T2-Lite信号与DVB-T2-Base信号——而且,不论这两种格式的信号是否采取相同规格的FEF帧、是否具有相同的子载波间隔参数。

正是由于具备上述的技术更新,基于DVB-T2标准的地面数字电视广播网络就可以提供更高(相比于DVB-T)的数据传输速率、更强健的传输性能,具体的相关对比如表1所示:

表1  DVB-T与DVB-T2的技术参数对比

技术项目

DVB-T系统

DVB-T2系统

前向纠错编码

传统编码+RS。码率:

1/2、2/3、3/4、5/6、7/8

LDPC+BCH。码率:

1/2、3/5、2/3、3/4、4/5、5/6

子载波调制方式

QPSK、16QAM、64QAM

QPSK、16QAM、64QAM、256QAM

子载波保护间隔

1/4、1/8、1/16、1/32

1/4、19/128、1/8、19/256、1/16、1/32、1/128

子载波总数

2k、8k

1k、2k、4k、8k、16k、32k

分散导频子载波占比

8%

1%、2%、4%、8%

连续导频子载波占比

2.0%

0.4%~2.4%、0.4%~0.8%(8k、16k与32k)

单个信道带宽/MHz

6、7、8

1.7、5、6、7、8、10 MHz

典型数据率

(以英国为例)

24 Mbit/s

40 Mbit/s

最大数据率

(信噪比为20 dB时)

31.7 Mbit/s(8 MHz单信道物理带宽)

45.5 Mbit/s(8 MHz单信道物理带宽)

所需的数据率

(数据率为 24 Mbit/s时)

16.7 dB

10.8 dB

此外,截至目前,已有69个国家部署了基于该标准后续演进——DVB-T2的地面数字电视广播网络。

DVB-T与DVB-T2标准的广泛商用,使得地面数字电视广播网络获得了极大的规模经济效益,接收终端的价格也已经降到了非常低的水平。

DVB-T2的目标终端不仅仅在于机顶盒与一体化电视机,还包括桌面电脑、笔记本电脑、车载信息娱乐终端、无线电收音机、智能手机、dongles以及一系列的创新型视听终端接收设备。那些已经在前期部署了DVB-T地面数字电视广播网络的国家,在将来一段较长的时间里,会实现DVB-T与DVB-T2网络及服务的共存。而对于此前尚未部署DVB-T地面数字电视广播网络的国家,则可以直接部署DVB-T2网络及服务。

目前,在所有的DVB成员国,市面上几乎所有在售的电视机终端均集成了DVB-T2调制解调器。而且对于一体化电视机,DVB-T2与DVB-T终端的价格差异已经可以忽略不计。

在欧洲,英国最早部署DVB-T2地面数字电视广播网络(于2010年3月正式提供服务),其后不久,意大利、瑞典及芬兰持续跟进。

目前,几乎所有的欧洲国家都在研究制定地面数字电视广播网络由DVB-T制式转换为DVB-T2制式的相关规划。

在欧洲之外的地区,赞比亚已经开通了基于DVB-T2地面数字电视广播网络的付费电视服务,纳米比亚、尼日利亚、肯尼亚、乌干达以及其他许多国家也将有望跟进提供付费电视服务。目前,全球范围内均有DVB-T2地面数字电视广播网络现网试验在进行,很多国家均在考虑提供DVB-T2服务。截至目前,共计有150个国家已经试验、采用或者实际部署了基于DVB-T与DVB-T2标准的地面数字电视广播网络。

图1  全球四大地面数字电视广播标准(ATSC、ISDB-T、DTMB、DVB-T/DVB-T2)的市场发展情况

 

参考文献:

[1] DVB. 2nd Generation Terrestrial: The World’s Most Advanced Digital Terrestrial TV System [EB/OL]. https://www.dvb.org/resources/public/factsheets/dvb-t2_factsheet.pdf, 2015-08-25.

本文作者为上海情报服务平台兼职情报分析员
 


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