uhdtv & hevc & dvb-t2
TRANSCRIPT
UHDTV & HEVC & DVB-T2
Sommes-nous prêts pour l’Ultra HD ?
Les distributeurs
Décembre
2014
AGENDA
► Les trois verrous technologiques pour la distribution
► La collecte des signaux UHDTV ► Signaux non compressés : quels débits et interfaces ?
► Réseau de transport Ultra Haut Débit (RUHD)
► Compression HEVC, successeur du MPEG4 ► Quels débits en HEVC ?
► 3 programmes par multiplex TNT à quel horizon ?
► Distribution sur réseau Terrestre ► Quel profil DVB-T2
► Quels scénarios
► Focus sur la plateforme UHD terrestre
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Les trois verrous technologiques de l’UHD
Contribution > Compression > Distribution
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AGENDA
► Les trois verrous technologiques pour la distribution
► La collecte des signaux UHDTV ► Signaux non compressés : quels débits et interfaces ?
► Réseau de transport Ultra Haut Débit (RUHD)
► Compression HEVC, successeur du MPEG4 ► Quels débits en HEVC ?
► 3 programmes par multiplex TNT à quel horizon ?
► Distribution sur réseau Terrestre ► Quel profil DVB-T2
► Quels scénarios
► Focus sur la plateforme UHD terrestre
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Quels débits pour des signaux UHDTV en 10 bits ?
HD 1080i50
UHDTV 2160p50
(phase1)
UHDTV 2160p100
(phase2 - HFR)
NB : les couleurs correspondants
au débit :
Jaune (=3Gbps), Rose (=6Gbps),
Vert (12Gbps) et Gris (24Gbps) font
le lien avec les slides suivants
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Quels interfaces (studio + contribution) ?
Les interfaces SDI actuels à 3Gbps
nécessitent 4 liens SDI pour transporter
un signal UHD de débit 12Gbit/s
La SMPTE standardise plusieurs types
d’interfaces pour répondre aux différents
formats UHD et usages de la captation
jusqu’au transport de contribution.
Le tableau ci-dessous donne les normes
SMPTE adaptées à l’UHDTV 50p
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UDHTV : 3840x2160 50fps - 10 bits 4:2:0 ou 10 bits 4:2:2
SDI3G SDI6G SDI10G SDI10G SDI12G SDI25G
Norme ST 425-5 ST 2081-11 ST 2036-3 ST 2036-4 ST 2082-10 ST 2062-1
Nb Liens 4 2 2 3 1 1
Type connexion Optical/coaxial Coaxial
Optical MultiLink
Optical MultiLink Coaxial Optical
Au cœur des
régions
Réseau TDF
Ultra haut débit
Débit
100 Gbps
5 000 km
Fibre optique
Audio
visuel Télécom
Le Réseau Ultra Haut Débit de TDF déjà prêt pour
des services Ultra Haute Définition (UHDTV)
Afin de répondre aux besoins de transport de données
toujours plus importants des acteurs de l’audiovisuel et
des télécoms, TDF construit et opère intégralement sa
propre infrastructure baptisée Réseau Ultra Haut Débit.
Ce réseau transporte les données voix, data et vidéo et
propose un débit de 100Gbps (par lg d’onde) avec une
qualité de service optimale (avec ou sans compression)
Le réseau s’étend aujourd’hui sur 5 000 kilomètres, au
cœur des régions
Plus de 120 000 flux vidéo HD* simultanés qui pourront
transiter via le réseau (*soit 15 000 flux UHD)
Les avantages du réseau Ultra Haut Débit de TDF un réseau national en France métropolitaine
Un réseau de construction récente
et homogène en technologies
Réseau d’une capacité totale de 7
Terabits
Transport de tout type de flux
Technologie DWDM 40G / 100Gbps
par longueurs d’ondes
Evolutivité native vers 200 Gbs
Gestion de la QoS de bout en bout
Réseau opéré et supervisé par TDF
Protection automatique des
services
Faible latence : Paris => Bordeaux :
3,8ms
AGENDA
► Les trois verrous technologiques pour la distribution
► La collecte des signaux UHDTV ► Signaux non compressés : quels débits et interfaces ?
► Réseau de transport Ultra Haut Débit (RUHD)
► Compression HEVC, successeur du MPEG4 ► Quels débits en HEVC ?
► 3 programmes par multiplex TNT à quel horizon ?
► Distribution sur réseau Terrestre ► Quel profil DVB-T2
► Quels scénarios
► Zoom sur la plateforme UHD terrestre
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Quels débits avec HEVC ?
Gains variables en fonction de la complexité des images
► En codage VBR (Stat MUX) les débits pourront varier entre 5 et 20Mbit/s
► Quelques exemples au travers de démonstrations avec la participation TDF :
11/13 - Projet ULTRA : UHDTV 2160p30 sur DVB-T2 avec un débit fixe de 16 Mbit/s
05/14 - Roland Garros 2014 : UHDTV 2160p50 qualité TNT codage live avec un débit fixe de
22Mbit/s et un autre programme à 17Mbit/s en codage en temps différé.
► Des tests subjectifs (MOS) réalisés en avril 2014 au sein du groupe Video
Coding de MPEG ont montré que le gain moyen de HEVC supérieur ou égal à
50% dans 84% des cas
Gain HEVC/AVC >50% dans 41% des cas; ~50% dans 45% des cas et <50% dans 14%
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HEVC UHD1 3840x2160 60fps
Framerate Sampling Bitdepth PSNR-Range Bitrate-range
Séquence simple 60fps 4:2:0 8 bits 37,5-41,5 dB 2,5-13 Mbit/s
Séquence intermédiaire 60fps 4:2:0 8 bits 35-38 dB 5-20 Mbit/s
Séquence difficile 60fps 4:2:0 8 bits 31-34 dB 9,5-21 Mbit/s
Average bit rate savings (measured by BD-Rate) of HEVC
compared to AVC (src Document: JCTVC-Q1011)
11
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
17,0
19,0
débit stat 3pgms (Hyp Gain HEVC 55..60%)
débit stat 3pgm (Hyp Gain HEVC 60..65%)
3 pgm/mux SFN - C2
4 pgm/mux SFN - C2
3 pgm/mux MFN MultiVilles
3 programmes UHD en TNT à quel horizon ?
► En prenant comme référence un débit
CBR de 20Mbit/s (12/2014) et un gain de
12% pour un multiplex statistique de 3
pgms (soit 17,6Mbit/s de débit moyen)
► En conservant la même qualité, si l’on
applique comme modèle, la progression
des gains observés en MPEG4/AVC-HD,
on obtient la courbe ci-contre du débit
moyen par programme dans les 3
années à venir, selon deux scénarios de
gain HEVC min et max.
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Cette projection nous donne une date d’introduction en TNT :
fin 2015 pour 3 programmes dans un multiplex MFN multi-villes
fin 2016 pour 3 programmes dans un multiplex SFN (C2) Elle montre aussi que l’on pourra atteindre 4 programmes par multiplex entre 2018 et 2019
AGENDA
► Les trois verrous technologiques pour la distribution
► La collecte des signaux UHDTV ► Signaux non compressés : quels débits et interfaces ?
► Réseau de transport Ultra Haut Débit (RUHD)
► Compression HEVC, successeur du MPEG4 ► Quels débits en HEVC ?
► 3 programmes par multiplex TNT à quel horizon ?
► Distribution sur réseau Terrestre ► Quel profil DVB-T2
► Quels scénarios
► Focus sur la plateforme UHD terrestre
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Distribution pour réception fixe –
Profils réseau MFN ou Multi-villes
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Distribution pour réception fixe – Profil réseau SFN
(profils de diffusion pressenti pour la France)
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C1 : configuration 256QAM 3/5 la plus pertinente
pour taille de réseau SFN = 34 km C2 : configuration 256QAM 3/5 la plus pertinente
pour taille de réseau SFN = 67 km
Le profil de diffusion C2 est
pressenti pour la diffusion
DVB-T2.
A ingénierie équivalente du
réseau de diffusion, il permet
d'obtenir une qualité de
couverture comparable à
celle de la TNT actuelle, avec
une amélioration dans les
zones SFN critiques (cellules
67km)
La capacité en débit est de
l'ordre de 33,2 Mbit/s.
L’UHD c’est possible en TNT dès demain
Synthèse
► La modulation DVB-T2 va permettre de passer de
24,8 Mbit/s à 33,2 ou 34,9 Mbit/s soit un gain de
+33% ou 40% (profil SFN)
► La compression HEVC : les gains annoncés pour
l’UHD sont mesurés entre 60 et 65% nous permettent
d’envisager une configuration de 3 puis 4
programmes UHDTV par multiplex.
► Si les progrès des encodeurs HEVC suivent la même
progression qu’en AVC :
il sera possible de démarrer 3 programmes UHD
par Multiplex TNT T2 / HEVC
fin 2015 (MFN Multi-villes) et fin 2016 (SFN)
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Avec un profil UHD ph1 pour le terrestre : [email protected] 50fps – 10 bits - Rec 709,
tout en restant compatible UHD ph2 grâce aux extensions scalables de HEVC
AGENDA
► Les trois verrous technologiques pour la distribution
► La collecte des signaux UHDTV ► Signaux non compressés : quels débits et interfaces ?
► Réseau de transport Ultra Haut Débit (RUHD)
► Compression HEVC, successeur du MPEG4 ► Quels débits en HEVC ?
► 3 programmes par multiplex TNT à quel horizon ?
► Distribution sur réseau Terrestre ► Quel profil DVB-T2
► Quels scénarios
► Focus sur la plateforme UHD terrestre
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Plateforme terrestre UHD Terrestre lancée en mai 2014
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Test_U
HD
21
7,5
Mb
it/s
12 Gbit/s
Transport
Routage
IP
Test_UH
D1
22,5Mbit/s
Canal 26
Multiplex DVB-T2
40,250Mbit/s
DiffusionDVB-T2
Fibre Optique
22,5 Mbit/s
CTRLCollecte IP
CTRL
DIFFUSIONRF
Canal 26 - 8MhzPAR 1kW
Modulation 256-QAM32K porteuses
Code 2/3IG 1/128 (28uS)
Efficacité spectrale 5,18 bit/s/Hz
Multiplexeur MPEG-TSGateway T2-MI
T2-MI – 1 PLPMFN
Emetteur DVB-T/T2300W réglé 91W
(Live)Encodeur HEVC Temps réel
3840x2160 - 8-10 bits50 images/sec - REC 709
Video H265/HEVC : 22,2Mbit/sAudio HE-AAC : 192kbit/s Streamer 4xSDI
4 x 3Gbit/sFichiers UHD
format ProRes800..900Mbit/s
(Temps différé)Encodeur HEVC Temps réel
3840x2160 - 8-10 bits50 images/sec - REC 709
Video H265/HEVC : 17,2Mbit/sAudio HE-AAC : 192kbit/s
Contrôle Signal RFDVB-T2Contrôle Signal BdBASI
Contrôle VidéoHEVC – 3840x2160
Décodage SW - GPAC
CTRLSortie MUX
du 25 mai au 2 juin :1 x camera fixe
les 3 & 4 juin :Plusieurs cameras
Car régie production UHD
Du 5 au 8 juin :1 x camera fixe
Camera Sony F65Réglage statique
Pas de cameraman
Téléviseur UHD DVB-T/T2PANASONIC 50 pouces
SONY 65 pouces
Software Release Avril 2014
TDFConcepteur et Intégrateur de solution Innovantes
Go pour le projet 20/01/2014Autorisation CSA 30/05
Retour + des fichiers TS soumis au CSAMise ON-AIR 5/06/2014
Raccordement Stade RG 22/05/2014
UHD-2160p50
Moy:10,5 Mbps
UHD-2160p50
Moy:10,5 Mbps
UHD-2160p50
Moy:16,5 Mbps
UHD-2160p50
Moy:16,5 Mbps
Profil C2
SFN
33,177Mb
256QAM
- 3/5 -
1/16
Canal
TNT
DVB-T2
8 MHz
Profil
MFN
40,21Mb
256QAM
- 2/3 -
1/128
UHD-2160p50
CBR
22,5 Mbps
UHD-2160p50
CBR
17,5 Mbps
UHD-2160p50
Moy:10,5 Mbps
Profil C2
SFN
33,177Mb
256QAM
- 3/5 -
1/16
Canal
TNT
DVB-T2
8 MHz
Profil
MFN
40,21Mb
256QAM
- 2/3 -
1/128
UHD-2160p50
Moy 12,8 Mbps
UHD-2160p50
Moy 12,8 Mbps
UHD-2160p50
Moy 12,8 Mbps
Q4
-20
16
<CBR> Mai -2014
Q4
-20
15
Profil SFN (C2) Profil MFN Multi Villes
<STAT MUX> <VBR>
<STAT MUX> <VBR>
<STAT MUX> <VBR>
Q2-2015
Partenaires Industriels qui contribuent à la plateforme TNT
Cette plateforme a été construite en partenariat avec : ENVIVIO
DOLBY
BBRIGHT
Thomson Vidéo Networks
PLISCH
ENENSYS
INSA-IETR / TELECOM-PARIS
Coté Récepteurs IDTV avec chipset UHD HEVC et T2 (mai 2014) SONY
PANASONIC
SAMSUNG
MERCI POUR VOTRE ATTENTION