HDTV-átvitel a műsorterjesztő szemével Dr. Bozóki Sándor Antenna Hungária ZRt. Műszaki Megoldások Osztálya 12. Televízió- és hangtechnikai konferencia és kiállítás (TV2007) 2007. május 2-3.

Tartalom Az európai HDTV helyzete, az elérhető műholdas csatornák A DVB-S2 eljárás jellegzetességei Az MPEG-4/AVC (H.264) kódolás jellegzetességei HDTV fejállomás egy lehetséges architektúrája Stúdió – fejállomási összeköttetések HD/H.264 vevőkészülékek HDTV bemutatók / kísérleti átvitelek az AH szervezésében

Az európai nagyfelbontású digitális televíziózás fejlődése 2004 – Euro1080 (HD1) műholdas csatorna indulása (MPEG-2) 2004-2005 – Tesztcsatornák indulása (MPEG-2) Astra HD, HD Forum, Canal+ HD test HD1 fizetőssé válása 2006 – Kereskedelmi műholdas HD csatornák indulása (H.264) – RAI HD/DVB-T kísérlet a torinoi téli olimpia alatt (H.264) – Az angol HD/DVB-T kísérlet (H.264)

Az európai HDTV terjedését motiváló tényezők Növekvő kereslet a nagyfelbontású („HD-ready”) megjelenítők iránt HD-tartalom DVD-n való megjelenése (HD-DVD, kéklézeres DVD), amely erős konkurenciája lehet az SDTV csatornáknak Az amerikai televíziós piac HD tartalomra való igénye az európai rendezésű nemzetközi események alkalmából (pl. 2006-os németo-.i labdarugó VB, 2006-os torinoi téli olimpia)

Európában fogható műholdas HD csatornák (2007 április) Euro1080 Canal Digital Nordic N Sky Italia Sky Digital Premiere Canalsat > 90 %-ban MPEG-4/AVC + DVB-S2

DVB-S2 – néhány jellegzetesség Többféle bemenő jelfolyam (TS, IP, ATM … ) Emelt szintű blokk-alapú csatornakódolás BCH (Bose Ray-Chaudhuri Hocquenghem) kódolás a RS helyett LDPC (Low Density Parity Check) kódolás a konvolúciós helyett QPSK, 8PSK, 16APSK és 32 APSK modulációs üzemmódok Kódarányok: 1/4, 1/3, 2/5, 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 8/9, 9/10 Spektrum lekerekítési tényezők: 0.2, 0.25 és 0.35 Kvázi hibamentes (QEF) átvitel: PER < 10e-7 (Packet Error Ratio) 30% nyereség vagy 2 dB C/N tartalék a DVB-S-hez képest

DVB-S2 – konstellációk QPSK 8PSK 16APSK 32APSK

DVB-S2 – spektrumhatékonyság C/N [dB] Szimbólumonkénti hasznos bitszám (AWGN csatorna, QEF vétel) (Forrás: S.A. Bigg et al – Application of Emerging Technologies to Cost-Effective Delivery of HDTV over Satellite /IBC 2005/ )

Az MPEG-4/AVC (H.264) kódolás néhány jellegzetessége Hatékonyabb időbeli redundancia csökkentés Blokkméret: 16x16, 16x8, 8x16, 8x8, 8x4, 4x8, 4x4 pixel Mozgásvektorok pontossága: 1/4 pixel Hatékonyabb térbeli redundancia csökkentés Makroblokkok térbeli predikciója I-szeletekben Hatékonyabb entrópiakódolás CAVLC (Context Adaptive Variable Length Coding) CABAC (Context Adaptive Binary Arithmetic Coding) Blokkosodást csökkentő hurokszűrő alkalmazása 30-70% nyereség a bitsebességen!

H.264 vs. MPEG-2 kódolás Bitsebességek korrelációja (HD sportcsatornák) MPEG-2 bitsebesség [Mbit/s] H.264 bitsebesség [Mbit/s] (Forrás: A.M. Bock – Statistical Multiplexing of Advanced Video Coding Streams /IBC 2005/ ) Bitsebesség-igények határértékei (SD felbontás): Monokróm képernyő: 70 kbit/s @ MPEG-2, 7 kbit/s @ H.264 Zaj: 200 Mbit/s mindkét esetben

DVB-S2 – spektrumhatékonyság C/N [dB] Szimbólumonkénti hasznos bitszám (AWGN csatorna, QEF vétel) (Forrás: S.A. Bigg et al – Application of Emerging Technologies to Cost-Effective Delivery of HDTV over Satellite /IBC 2005/ )

Néhány összehasonlítás ugyanazon vételi körülmények esetén DVB-S DVB-S2 Moduláció + FEC QPSK 3/4 QPSK 5/6 Szimb. seb. [MS/s] 27.5 29 (alfa=0.25) Hasznos bitseb. [Mb/s] 38 46 #SDTV csat. (MPEG-2) 10-12 13-15 #HDTV csat. (MPEG-2) 2-3 3-4 #HDTV csat. (H.264) 4-6 5-7 (~ #SDTV 1996-ban!)

DVB-S/S2/C/T modulátorok HDTV fejállomás CA rendszer Monitorozás DVB-S/S2 vevők + titkosítást feloldók Multiplexerek + titkosítók DVB-S/S2/C/T modulátorok SAT antennák PSI/SI mgmt ASI router HD/H.264 HD/MPEG-2 dekódolók HD-SDI router kódolók HD-SDI jelek stúdióból HD-TS Átviteli hálózat KTV

Stúdió – fejállomási összeköttetések (1) HD/H.264 kódoló multiplexer Átviteli hálózat Távközlési adapter (pl. ASI->E3) (pl. E3->ASI) HD-MPTS HD-SDI stúdió fejállomás . Menedzselő rendszer (ASI) Statisztikus multiplexálás lehetősége a stúdióban Tipikus átviteli kapacitás TS-enként: 34 … 150 Mbit/s (3 … 18 Tv-csatorna) A forrásjel korlátozott felhasználhatósága a fejállomáson

Stúdió – fejállomási összeköttetések (2) HD-SDI -> IP gateway multiplexer Átviteli hálózat switch HD-SDI stúdió fejállomás . IP -> HD-SDI (Gb Eth) Kvázi transzparens jelátvitel pl. JPEG2000 tömörítéssel (80 … 200 Mbit/s / csat.) A forrásjel rugalmas felhasználhatósága a fejállomáson Alacsony végpontok közötti késleltetés (< 100 ms)

HD/H.264 vevőkészülékek KaonMedia KSF-S700H2 (S) (PVR) KaonMedia KxF-S700 (x=S,C,T) Homecast HS5101CI (S) HC5001CI (C) HUMAX PR-HD1000 (S) PR-HD1000C (C) (Premiere ready) Philips DSR 9005 (S) DCR 9000 (C) Samsung DCB-H360R (C) (Casema, Multikabel) Zinwell ZDX-640HDCI (S) Topfield TF7700HxCI (x=S,C,T) Thomson DSI8215 (S) (BSkyB) Arion AF8000HDCI (S) Pace DS810KP (S) (Premiere) Pace DS815NS (S) (Sky Italia)

HDTV bemutatók / kísérleti átvitelek az AH szervezésében 2004 – HDTV bemutató az Internet Hungary-n 2005 – MPEG-2-es műsorok beiktatása a Petzvál u.-i házhálózatba transzmodulációval (Euro1080 + tesztcsatornák) 2005 – HDTV bemutató a Médiaestélyen és a Média Hungary-n 2005 – Kísérleti MPEG-2 alapú átvitel a DVB-T platformon keresztül a Tv-konferencia ideje alatt 2006-2007 – Időszakos kísérleti H.264 alapú átvitel az Antenna Digital platformon keresztül

Köszönöm a figyelmet!