DVB-T sustav - FER

Ostali digitalni sustavi za
prijenos zvuka
DVB-T, DVB-T2, DMB, Internet
DVB-T, DVB-T2, DMB, Internet
Radio

DVB=Digital Video Broadcasting
DVB (eng. Digital Video Broadcasting) je standard razvijen za
distribuciju digitalne televizije u kabelskim sustavima (DVB-C),
satelitskim sustavima (DVB-S) i sustavima zemaljske radiodifuzije
(DVB-T od 470 do 790MHz se nalaze frekvencije nosilaca).
primarno namijenjen za distribuciju televizijskog programa, DVB-T
standard podržava i distribuciju audio programskih sadržaja.
DVB-T sustav koristi COFDM tehniku multipleksiranja podataka uz
primjenu QPSK, 16-QAM ili 64-QAM modulacije.
uz širinu frekvencijskog pojasa prijenosnog signala od 8 MHz i
primjenu 64-QAM modulacije postižu se brzine toka podataka od
14,93 Mbit/s do 26,13 Mbit/s (uz zaštitni interval).
kako DVB-T sustav ne podržava vremensko ispreplitanje signala
dodatna robusnost sustava za mobilni radijski prijam se postiže
primjenom QPSK modulacije što smanjuje ukupni tok podataka
prijenosnog signala uz manji omjer koda na 4,98 Mbit/s, odnosno uz
veći omjer koda na 8,4 Mbit/s.

DVB-T sustav
DVB-T sustav za kodiranje zvuka koristi više sustava: Dolby Digital
AC-3 standard koji podržava opciju više-kanalnog zvuka, MPEG-1
Layer I i MPEG-1 Layer II standard.
za stereo kvalitetu kao što je vec navedeno pri MPEG kodiranju je
potrebno 256 kbit/s, dok za AC-3 sustav kodiranja 384 kbit/s.
DVB-T sustav podržava od 18 do 100 stereo audio programa uz
primjenu MPEG kodera brzine 256 kbit/s.
broj audio programa ovisi o modu odašiljanja i tipu robusnosti sustava.
u pogledu spektralne učinkovitosti odnosno zauzeća spektra po
jednom programskom audio sadržaju dobivamo pri primjeni robusnijeg
moda odašiljanja 444 kHz po audio programu
najmanje robustan sustav ima oko 80 kHz po jednom programskom
sadržaju.
DVB-T podržava SFN što omogućuje bolju iskoristivost radio
frekvencijskog spektra (SFN =single Frequency Network- nema
prostornog razmicanja odašiljača na istoj frekvenciji)

SFN i MFN mreža u DVB-T
sustavu
-u slučaju MFN mreže se koriste tri frekvencije emitiranja razmaknute 8 MHZ (širina
kanala) i ukupno zauzeće pojasa je 24 MHz dok je kod SFN mreže zauzeće pojasa 8MHz

DVB-T2
Regulatorne agencije telekomunikacijskih tržišta u Europi razmatraju
da u VHF pojasu III namijenjenom za DAB(+) sustav uvedu DVB-T2
sustav jer je navedeni sustav moguće uklopiti u T-DAB spektralnu
masku
T2 je namijenjen prvenstveno pružanju usluga na fiksnim prijamnicima
T2 mora omogućiti u odnosu na DVB-T povećanje u prijenosnom
kapacitetu od minimalno 30% u istim uvjetima prijenosa
T2 mora poboljšati karakteristike SFN mreže u odnosu na DVB-T
T2 treba sadržavati mehanizme koji pružaju različiti stupanj zaštite u
različitim uslugama koje se nude
T2 treba omogućiti veću fleksibilnost u pogledu izbora frekvencije
odašiljanja i frekvencijske širine kanala
u T2 se treba smanjiti omjer između vršne i srednje snage odaslanog
signala kako bi se smanjili troškovi odašiljanja

DVB-T2 sustav
korištenje OFDM multipleksiranja s različitim brojem
podnosioca, trajanjima zaštitnih intervala,
frekvencijskim širinama kanala, pozicijama podnosilaca;
frekvencijske širine kanala: 1,7 MHz, 5MHz, 6MHz,
7MHz, 8MHz;
složeniji modulacijski postupci (dodan 256 QAM);
Korištenje različitih mogućnosti ispreplitanja (
vremensko i frekvencijsko)

IBOC (‘’In band on channel’’) ili HD radio sustav
digitalni sustav radiodifuzije koji omogucuje prijenos audio i
podatkovne komponente programskog sadržaja u VHF pojasu II
(IBOC-FM) i MF pojasu (IBOC-AM) uz korištenje iste prijenosne
(centralne) frekvencije analognih sustava radiodifuzije u
navedenim frekvencijskim podrucjima;
prva faza implementacije je primjena hibridnog načina
odašiljanja gdje se digitalni signal odašilje s istom audio
komponentom programskog sadržaja i na istoj centralnoj
frekvenciji odašiljaca kao i analogni sustav.
digitalni signal je smješten u bočnim pojasevima pokraj analognog
signala ali bez interferencije na analogni signal i sastoji se od
COFDM podnosilaca moduliranih QAM postupkom;
druga faza implementacije je prijelaz na potpuno digitalno
odašiljanje gdje se analogni signal gasi, a digitalni modificira u
svrhu poboljšanja robusnosti digitalnog signala i povećanja
područja pokrivanja.

HD-radio karakteristike sustava
sustav za audio kodiranje koristi MPEG-4 AAC
standard uz gradaciju subjektivne kvalitete zvuka:,
FM kvaliteta (36 kbit/s) i CD kvaliteta (64 kbit/s);
audio koder u IBOC-AM sustavu dijeli ulazni audio tok
podataka na dva izlazna kodirana toka: elementarni i
suplementarni.
elementarni izlazni tok podataka pruža osnovnu audio
kvalitetu dekodiranog signala dok su za punu audio
kvalitetu potrebna oba toka podataka.
nad svakim od tokova podataka primjenjuje se
drugaciji stupanj zaštite od pogreške
u uvjetima otežanog prijama moguce primati tok
podataka s osnovnom kvalitetom audio komponente
koji je obično zaštićen većim stupnjem zaštite.

HD radio AM hibridni i
digitalni način rada

HD –Radio, FM odašiljanje
OFDM podnosioci su grupirani u takozvane
frekvencijske udjele (eng. frequency partitions);
sistemske informacije, audio informacije i dodatne
informacije o programu;
IBOC-FM signal je konfiguriran s elementarnim i
suplementarnim modovima odašiljanja, različitim
kašnjenjem analognog signala i razinama snage bočnih
pojasa.
elementarni i suplementarni modovi odašiljanja
definiraju broj, tip i raspored programskih sadržaja,
brzinu toka podataka programskih sadržaja, kašnjenje
i robusnost sustava

HD Radio FM u hibridnom načinu rada

HD Radio FM u digitalnom
načinu rada

DMB (‘’Digital Multimedia Broadcasting’’)
DMB standard (DMB, Digital Multimedia
Broadcasting) zasnovan je na DAB standardu,
namijenjen za prijenos multimedijskog i video
sadržaja (mobilna televizija);
za audio kodiranje se koristi MPEG-4 HE-AAC v2
standard, dok se za video kodiranje koristi MPEG-4
sustav;
širina pojasa DMB signala je također 1536 kHz s time
da se više blokova od 1536 kHz može kombinirati u
jedan prijenosni signal;
DMB uređaji su unatrag kompatibilni što znači da
mogu uz prijam DMB programskih sadržaja primati i
DAB programske sadržaje.

Usporedba sustava zemaljske digitalne radiodifuzije

Internet radio
neki radijski distributeri u svijetu danas funkcioniraju u
hibridnom načinu emitiranja
radijski program emitiran konvencionalno (analognim ili digitalnim
načinom prijenosa) u odnosu na radijski program distribuiran
putem Interneta.
internetski radio, Web-casting, zapravo opisuje multimedijski
dodatak Internetu.
audio i video signali se mogu digitalizirati unutar toka podataka
koji se jednostavno prenosi preko postojeće Internet
infrastrukture.
izraz „Web-casting“ označava objavljivanje audio i video podatka
ili tokova podataka na web stranicama.
osnovni zadatak web stranice samog davatelja usluga, je podrška
glavnim radijskim i TV uslugama tako da ih se učini atraktivnijima
za moguće korisnike (mlađe ljude koji se služe Internetom)

Internet radio
potrebna oprema za korisnika Internet radija, je osobno
računalo sa odgovarajućom zvučnom karticom te dovoljno brz
pristup Internetu.
postoji sve više običnih radijskih prijamnika koji imaju
mogućnost spajanja na Internet radijske kanale, ili putem
bežične veze ili brzog Internet pristupa.
dostupnost naprednijih i podesivih shema kodiranja zvuka daje
mogućnost za dobivanje bolje kvalitete zvuka preko Web-a.
utjecaj Interneta na radijske postaje dosta se promijenio u
zadnjih par godina.
u početku su radijske postaje koristile Internet za postavljanje
dodatnih informacije o programu da bi se kasnije dodavalo sve
više multimedijskog sadržaja uključujući streaming program,
pokretne i statične slike i drugi interaktivni sadržaje;

“Audio over IP”
Dva načina prijenosa:
1. Prijenos datoteka – File transfer
2. Emitiranje - Streaming

Internet Radio
najčešći način distribucije Internet radija je preko streaming
tehnologija uz korištenje audio kodera velike kompresije.
popularni audio formati za takav način prijenosa su MP3, Ogg
Vorbis, Windows Media Audio, RealAudio i MPEG-2/4 HE-AAC.
bitovi se prenose kroz mrežu unutar TCP ili UDP paketa, a zatim se
raspakiravaju i emitiraju unutar nekoliko sekundi;
pojava velikog broja audio kodera pridonijela je novom pristupu
normizacije: standardi su postali manje bitni za internetsku
prijenosnu tehnologiju od kada je moguće preuzeti dekodere na
korisničko računalo zajedno sa sadržajem koji dekodiraju.
u Internet okružju više nema potrebe za sustavom jedinstvenog
kodiranja kao što je to slučaj u konvencionalnoj radiodifuziji.
davatelji usluga sami odlučuju koju će shemu kodiranja koristiti.
jedna od prednosti takvog nereguliranog pristupa je u tome što se
dekoderi mogu obnavljati paralelno sa razvojem tehnologije, tako
da svi korisnici mogu imati zadnju verziju kodera cijelo vrijeme.

Princip IP prijenosa

IP audio koderi - obvezni
ITU G.711 – namjena za VoIP sustave, BR = 64
kb/s, dva algoritma kompresije: µ – zakon
(Europa), A – zakon (SAD)
ITU G.722 – jednostavan za implementaciju,
kašnjenje svega 20 ms, BR = 64 kb/s
ISO MPEG-1/2 Layer II – jednostavan i jeftin
koder, veliki izbor frekvencija uzorkovanja i
brzina prijenosa
PCM – linearna kvantizacija sa 16, 20 i 24 bita,

Parametri ISO MPEG-1/2 Layer
II kodera

IP audio koderi - preporučeni
ISO MPEG-1/2 Layer III – koristi se generički i
robusni format. Robusni format je otporniji na
pogreške. Brzine prijenosa su ograničene u
odnosu na sve moguće kombinacije
MPEG-4 AAC, MPEG-4 AAC-LD – radi
robusnosti isključeno je dinamičko mijenjanje
parametara kodiranja

Parametri ISO MPEG-1/2 Layer
III kodera

IP audio koderi – ostale opcije
Enhanced APT-X – ADPCM format firme APT-x
MPEG-4 HE-AACv2 – “real-time protocol”
prema RFC 3640
Dolby AC-3 - “real-time protocol” prema RFC
4184
AMR-WB+ - audio kodek za “streaming” u GSM
i 3G mobilnim mrežama. Nadogradnja G.722
kodera za govor

Osobine IP mreže
Mogući priključci:
1. fiksni – ADSL ili SDSL, dobre osobine uz
razumnu cijenu
2. mobilni – 3G/UMTS, WiMAX, loša kvaliteta
usluge, velika kašnjenja
3. satelitski – razna rješenja, dobra kvaliteta,
velika kašnjenja, skupo
4. bežični – WiFi/WLAN, različite frekvencije
od države do države, moguće smetnje

Utjecaj IP mreže
Gubitak paketa – zbog preopterećenja međuspremnika u
ruterima ili grešaka na liniji. Nema zaštitnih kodova nego
samo paritet
Kašnjenje paketa – zbog dinamičke promjene spojnih
puteva
Promjenjivo kašnjenje paketa / jitter – IP mreže su
asinhrone, pa dolazak paketa nije konstantan
Promjena poretka paketa – zbog dinamičke promjene
spojnih puteva
Fragmentacija paketa – paketi veći od 1500 bita dijeli se
na manje bilo na razini aplikacije ili mreže. Djeljenjem se
povećava utjecaj prije opisanih utjecaja

Utjecaj IP mreže
Najveći problem emitiranja radija preko Interneta je raspoloživi kapacitet
mreže:
Koliki je potreban kapacitet mreže ako se želi emitirati radijski program
sa tokom podataka 50 kbit/s na 100000 korisnika?

‘’Simulcast’’ i ‘’Podcast kod Internet radija’’
primjeri ‘’simulcasta’’ u praksi su Virgin radio koji se
istovremeno emitira kao AM ali i kao satelitski radio.
‘’simulcast’’ je istovremeno emitiranje istog programa na
više platformi (digitalna radiodfuzija i Internet npr.)
‘’podcast’’ je skup digitalnih audio i video podataka koji
se prenose Internetom preuzimanjem sadržaja na
prijenosne medijske uređaje ili na osobna računala.
naziv „podcast“ je izvedenica iz riječi „iPod“ i
„broadcast“, budući da je Appleov iPod bio prvi prijenosni
uređaj za koji je razvijen prvi podcasting program

‘’Multicast’’
poslovni model audio streaminga;
u današnje vrijeme, davatelji internetski usluga,
naplaćuju svaki pojedinačni audio stream.
u slučaju multicastinga, jedinstveni stream se dostavlja
za više korisnika.
svakom korisniku se kasnije naplaćuje zauzetost
servera.
sa trenutačno dostupnim koderima zvuka i tehnikama
streaminga mogu se ostvariti visoko kvalitetni audio
zapisi,
mnogi davatelji usluga osiguravaju brzine od 100 kb/s
što je približno jednako CD kvaliteti.
ostvariv je i ‘’stream’ visoko kvalitetnog 5.1 zvuka.
mogućnost pristupa radijskim postajama diljem svijeta

RadioDNS
RadioDNS je zajednički projekt kojim se omogućuje
približavanje radija i IP usluga.
želi se povećati iskustvo slušanja radija uz dodavanje
drugih informacija putem IP-a.
sve programske aplikacije potrebne za primanje raznih
usluga u Internet radiju pod imenom RadioDNS;
normiziranje načina lociranja takve aplikacije, otvorilo bi
mogućnost ugradnje podrške za internet aplikacije
radijskih usluga direktno na sam prijamnik.
mogućnost lociranja aplikacija je jednako dostupna
uređajima sa stalnom Internet vezom ali i onima koji se
periodično spajaju.
predložak za jednostavnije korištenje i lokacija resursa
postavljenih od davatelja usluga a i način traženja
pripadajuće aplikacije se koristi već postojećim imenom
DNS (Domain Name System).

Pitanja:
Koji sustav omogućuje emitiranje u hibridnom načinu
rada te objasniti njegove osnovne karakteritike)
Objasniti ulogu Internet radija u modernoj digitalnoj
radiodifuziji te osnovne načine emitiranja putem
Interneta. Zbog kojih se utjecaja mreže javljaju
pogreške u emitiranju?
pojmovi ‘’Simulcast ‘’, ‘’Podcast’’ i ‘’Multicast’’
emitiranje u multipleksnom načinu rada (više radijskih
kanala u jednom multipleksu sa odgovarajućom
širinom pojasa);
Objasniti razlike između SFN I MFN sustava.