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.

Slide Slide 22

TartalomTartalom

• 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

Slide Slide 33

Az európai nagyfelbontású digitális televíziózás fejlődéseAz 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)

Slide Slide 44

• 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)

Az európai HDTV terjedését motiváló tényezőkAz európai HDTV terjedését motiváló tényezők

Slide Slide 55

Európában fogható műholdas HD csatornák (2007 április)Európában fogható műholdas HD csatornák (2007 április)

Sky Italia Sky Digital

Canal Digital Nordic

> 90 %-ban MPEG-4/AVC + DVB-S2

Euro1080

N

Premiere Canalsat

Slide Slide 66

• 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 – néhány jellegzetességDVB-S2 – néhány jellegzetesség

Slide Slide 77

DVB-S2 – konstellációkDVB-S2 – konstellációk

QPSK 8PSK

16APSK 32APSK

Slide Slide 88

DVB-S2 – spektrumhatékonyságDVB-S2 – spektrumhatékonyság

C/N [dB]

Szi

mb

ólu

mo

nké

nti

has

zno

s b

itsz

ám

(AWGN csatorna, QEF vétel)

(Forrás: S.A. Bigg et al – Application of Emerging Technologies to Cost-Effective Delivery of HDTV over Satellite /IBC 2005/ )

Slide Slide 99

Az MPEG-4/AVC (H.264) kódolás néhány jellegzetességeAz 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!

Slide Slide 1010

H.264 vs. MPEG-2 kódolásH.264 vs. MPEG-2 kódolás

MPEG-2 bitsebesség [Mbit/s]

H.2

64

bit

seb

essé

g [

Mb

it/s

]

(Forrás: A.M. Bock – Statistical Multiplexing of Advanced Video Coding Streams /IBC 2005/ )

Bitsebességek korrelációja (HD sportcsatornák)

Bitsebesség-igények határértékei (SD felbontás): Monokróm képernyő: 70 kbit/s @ MPEG-2, 7 kbit/s @ H.264 Zaj: 200 Mbit/s mindkét esetben

Slide Slide 1111

DVB-S2 – spektrumhatékonyságDVB-S2 – spektrumhatékonyság

C/N [dB]

Szi

mb

ólu

mo

nké

nti

has

zno

s b

itsz

ám

(AWGN csatorna, QEF vétel)

(Forrás: S.A. Bigg et al – Application of Emerging Technologies to Cost-Effective Delivery of HDTV over Satellite /IBC 2005/ )

Slide Slide 1212

Néhány összehasonlítás ugyanazon vételi körülmények eseténNéhány 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!)

Slide Slide 1313

HDTV fejállomásHDTV fejállomás

CA rendszer

MonitorozásDVB-S/S2vevők +

titkosítástfeloldók

Multiplexerek +titkosítók

DV

B-S

/S2/C

/T m

od

uláto

rok

SATantennák

PSI/SI mgmt

AS

I rou

ter

HD/H.264HD/MPEG-2dekódolók

HD-SDI router

HD/H.264kódolók

HD

-SD

I jelekstú

dió

bó

lH

D-T

Sstú

dió

bó

l

Átvitelihálózat

KTVhálózat

Slide Slide 1414

Stúdió – fejállomási összeköttetések (1)Stúdió – fejállomási összeköttetések (1)

• Statisztikus multiplexálás lehetősége a stúdióban

• Tipikus átviteli kapacitás TS-enként: 34 … 150 Mbit/s (3 … 18 Tv-csatorna)

• A forrásjel korlátozott felhasználhatósága a fejállomáson

HD/H.264kódoló

HD/H.264kódoló

HD/H.264kódoló

mu

ltiplexer

Átvitelihálózat

Távkö

zlési adap

ter

(pl. A

SI->

E3

)

Távkö

zlési adap

ter

(pl. E

3->A

SI)

HD-MPTS HD-MPTS

HD-SDI

HD-SDI

HD-SDI

stúdió fejállomás

.

.

.

Menedzselőrendszer

(ASI) (ASI)

Slide Slide 1515

Stúdió – fejállomási összeköttetések (2)Stúdió – fejállomási összeköttetések (2)

HD-SDI -> IPgateway

HD-SDI -> IPgateway

HD-SDI -> IPgateway

mu

ltiplexer

Átvitelihálózat

switch

HD-SDI

HD-SDI

HD-SDI

stúdió fejállomás

.

.

.

switch

IP -> HD-SDIgateway

IP -> HD-SDIgateway

IP -> HD-SDIgateway

.

.

.

HD-SDI

HD-SDI

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)

Slide Slide 1616

HD/H.264 vevőkészülékekHD/H.264 vevőkészülékek

KaonMediaKSF-S700H2 (S) (PVR)

KaonMediaKxF-S700 (x=S,C,T)

PhilipsDSR 9005 (S)DCR 9000 (C)

SamsungDCB-H360R (C)

(Casema, Multikabel)

ZinwellZDX-640HDCI (S)

TopfieldTF7700HxCI (x=S,C,T)

ThomsonDSI8215 (S) (BSkyB)

ArionAF8000HDCI (S)

PaceDS810KP (S)

(Premiere)

PaceDS815NS (S)

(Sky Italia)

HomecastHS5101CI (S)HC5001CI (C)

HUMAXPR-HD1000 (S)

PR-HD1000C (C)(Premiere ready)

Slide Slide 1717

• 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

HDTV bemutatók / kísérleti átvitelek az AH szervezésébenHDTV bemutatók / kísérleti átvitelek az AH szervezésében

Slide Slide 1818

Köszönöm a figyelmet!