ΤΕΙ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜ. ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΠΛΗΡ/ΚΗΣ & ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δρ. Γ. ΓΑΡΔΙΚΗΣ. Σύγχρονες τάσεις και προοπτικές

Transcript

1 ΤΕΙ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜ. ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΠΛΗΡ/ΚΗΣ & ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δρ. Γ. ΓΑΡΔΙΚΗΣ 6 Σύγχρονες τάσεις και προοπτικές

2 Είναι η διαδικασία της μετάβασης από την (υπάρχουσα) επίγεια αναλογική στην επίγεια ψηφιακή ευρυεκπομπή (DVB T) Η διαδικασία αυτή είναι απαραίτητη δεδομένου ότι η επίγεια ψηφιακή τηλεόραση θα χρησιμοποιήσει τα ίδια κανάλια που χρησιμοποιούνται τώρα για την αναλογική (UHF/VHF) 1 o στάδιο: Κατανομή συχνοτήτων για ψηφιακή εκπομπή σε χώρες και σε περιοχές (Frequency planning) 2 ο στάδιο: Αδειοδότηση ψηφιακών εκπομπών 3 ο στάδιο: Έναρξη ψηφιακών εκπομπών (συνύπαρξη με τις αναλογικές, σε διαφορετικά όμως κανάλια) Simulcast 4 ο στάδιο: Οριστική παύση αναλογικών εκπομπών (Analog closure) Προθεσμίες: Σύσταση ΕΕ: 2012 Οριστική προθεσμία ITU:

3 Είναι η διαδικασία αντιστοίχισης συγκεκριμένων καναλιών (συχνοτήτων) εκπομπής επίγειας ψηφιακής τηλεόρασης στις διάφορες περιοχές της χώρας, ώστε να καλυφθεί η επικράτεια. Για το σκοπό έγινε χωρισμός της χώρας σε 33 περιοχές κάλυψης (allotments). Σε κάθε allotment υπάρχουν ένα ή περισσότερα σημεία εκπομπής DVB T. 3

4 Για να μπορεί να γίνει η κατανομή των καναλιών, υπολογίστηκε το ενδεχόμενο παρεμβολής σε γειτονικά allotments εντός της χώρας αλλά και στις γειτονικές χώρες. Οι συχνότητες έπρεπε να αποδοθούν με δίκαιο τρόπο έτσι ώστε αφενός να γίνεται μέγιστη εκμετάλλευση του διαθέσιμου φάσματος αλλά και αφετέρου να μην υπάρχουν παρεμβολές. Γι αυτό κανάλια που αποδίδονται σε ένα allotment δεν χρησιμοποιούνται στα γειτονικά allotments. 4

5 5 Η διαδικασία της κατανομής συχνοτήτων έγινε κατά τη διάρκεια της συνάντησης RRC 06 της ITU (Διεθνούς Ένωσης Τηλεπικοινωνιών). Σε κάθε allotment αποδόθηκαν 8 12 κανάλια εύρους 8ΜHz στη μπάντα των VHF/UHF.

6 Στην επίγεια αναλογική τηλεόραση 1 κανάλι (συχνότητα) των 8 MHz αντιστοιχούσε σε 1 πρόγραμμα. Στην επίγεια ψηφιακή 1 κανάλι μεταφέρει πολλά προγράμματα πολυπλεγμένα. Αυτή η συγκέντρωση των τηλεοπτικών προγραμμάτων σε λίγα κανάλια αναμένεται να οδηγήσει σε περιορισμένη χρήση των διαθέσιμων καναλιών. Δηλ. θα υπάρχουν συχνότητες που είτε θα υποχρησιμοποιούνται είτε δεν θα χρησιμοποιούνται καθόλου για τηλεοπτικά προγράμματα. Αυτό το κέρδος σε ελεύθερο εύρος ζώνης στα VHF/UHF ονομάζεται ψηφιακό μέρισμα (digital dividend). Το ψηφιακό μέρισμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί (το νομικό πλαίσιο εξετάζεται) για χρήσεις όπως: Εκπομπή τηλεοπτικών προγραμμάτων Full HD με αυξημένες απαιτήσεις σε εύρος ζώνης Φορητή ψηφιακή τηλεόραση (π.χ. DVB H) Δίκτυα σταθερής ασύρματης πρόσβασης (ΣΑΠ), πιθανόν με χρήση τεχνολογιών cogni ve radio όπως το IEEE Κινητές επικοινωνίες 4 ης γενιάς (Mobile WiMAX, LTE) 6

7 Ο σκοπός ενός προτύπου φορητής ψηφιακής τηλεόρασης είναι να επιτρέψει την εκπομπή σωστή λήψη του MPEG 2 Transport Stream από κινούμενους χρήστες, μέσω έντονα μεταβαλλόμενων συνθηκών λήψης. Η πολύ καλή συμπεριφορά του DVB T σε κινητή λήψη είχε ως αποτέλεσμα της επέκτασης του προτύπου DVB T για να υποστηρίξει πλήρως τη λήψη από φορητά τερματικά κινούμενων χρηστών. Έτσι υιοθετήθηκε το πρότυπο DVB H το («ETSI EN , Digital Video Broadcas ng (DVB); Transmission System for Handheld Terminals (DVB H)») 7

8 Περιγράφει την κωδικοποίηση, διεμπλοκή και διαμόρφωση του MPEG 2 Transport Stream για εκπομπή σε κινούμενους δέκτες. Δίνεται έμφαση σε IP υπηρεσίες. Βασίζεται στο DVB T και προσθέτει τις εξής βασικές επεκτάσεις: Επιπλέον 3ο στάδιο κωδικοποίησης καναλιού ( MPE FEC ) Επιπλέον 3ο στάδιο διεμπλοκής ( In depth symbol interleaver ) Τεχνική χρονικού τεμαχισμού (Time Slicing) για εξοικονόμηση ενέργειας στη μπαταρία του φορητού τερματικού 8

9 Στα φορητά τερματικά ο χρόνος ζωής της μπαταρίας είναι κρίσιμο μέγεθος. Ο δέκτης DVB T απαιτεί αρκετά ενεργοβόρες διαδικασίες (μέση κατανάλωση 1W). Η τεχνική bme slicing εφαρμόζεται στον πολυπλέκτη. Τα τηλεοπτικά προγράμματα ομαδοποιούνται μέσα στο Transport Stream. Transport Packets που ανήκουν στο ίδιο πρόγραμμα στέλνονται ως μια ομάδα ριπή (burst). Στα Transport Packets κάθε ριπής περιέχεται πληροφορία για το μετά από πόσο χρόνο θα εκπεμφθεί η επόμενη ριπή ( delta t bme ). M P E G 2 T R A N S P O R T S T R E A M TPs Προγράμματος A TPs Προγράμματος Β TPs Προγράμματος A Χρόνος delta t 9 Αυτή η τεχνική επιτρέπει στο τερματικό το οποίο αποκωδικοποιεί ένα συγκεκριμένο πρόγραμμα (π.χ. το πρόγραμμα Α) να απενεργοποιεί το δέκτη DVB Η για το χρονικό διάστημα delta t μέχρι την επόμενη ριπή και στη συνέχεια να τον ενεργοποιεί πάλι. Η εξοικονόμηση ενέργειας μπορεί έτσι να φτάσει το 90% σε σχέση με τη συνεχή λειτουργία.

10 Τηλεόραση σε φορητά τερματικά μπορεί να παρασχεθεί και μέσω του δικτύου κινητής τηλεφωνίας (3G). Το κόστος όμως είναι πολύ υψηλό. Γι αυτό χρησιμοποιείται τεχνολογία ψηφιακής ευρυεκπομπής όπως το DVB H. Εκτιμάται ότι τα δίκτυα 4 ης γενιάς θα συνδυάζουν υπηρεσίες φωνής, Internet και ευρυεκπομπής για κινητούς χρήστες σε ένα ενιαίο σύστημα. Δίκτυα 2G/3G Υπηρεσίες φωνής και Internet Δίκτυα DVB H Δίκτυα 4G Όλες οι υπηρεσίες από ένα δίκτυο Υπηρεσίες ευρυεκπομπής (DTV) 10

11 Είναι η παροχή υπηρεσιών ψηφιακής τηλεόρασης πάνω από διαχειριζόμενα δίκτυα IP. Το κωδικοποιημένο κατά MPEG video μεταφέρεται με πακέτα IP μαζί με τις υπόλοιπες υπηρεσίες δεδομένων. Συνήθως προσφέρεται ως μέρος πακέτου «Triple Play» (τηλεφωνία, Internet, τηλεόραση) Τεχνολογίες πρόσβασης: Σήμερα ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line). Στο προσεχές μέλλον FTTH (Fiber to the Home) για πολύ υψηλότερες ταχύτητες και εικόνα υψηλής ποιότητας και υψηλής ανάλυσης Πλεονεκτήματα: α) φθηνές τεχνολογίες πρόσβασης, προσιτός εξοπλισμός β) Υποστηρίζει και υπηρεσίες video on demand Μειονεκτήματα: α) Μόνο για σταθερούς (fixed) χρήστες β) Απουσία προτύπων που έχει οδηγήσει σε πληθώρα συστημάτων IPTV και αποκωδικοποιητών (set top boxes) ασύμβατων μεταξύ τους 11

12 12 Είναι η παροχή υπηρεσιών τηλεόρασης πάνω από το Internet Περιεχόμενο ζωντανό (live streaming) ή κατ απαίτηση (on demand π.χ. YouTube) Αρχιτεκτονική client server (λήψη του περιεχομένου από έναν κεντρικό υπολογιστή server) ή peer to peer (ταυτόχρονη λήψη του περιεχομένου από πολλούς ενδιάμεσους υπολογιστές peers) Πλεονέκτημα: Πολύ μεγάλη ποικιλία περιεχομένου, διαθέσιμου άμεσα και συνήθως δωρεάν Μειονέκτημα: Χαμηλή ποιότητα και ανάλυση λόγω του περιορισμένου bitrate που χρησιμοποιείται (συνήθως δεκάδες εκατοντάδες kbps). Ο λόγος είναι η απουσία ποιότητας υπηρεσίας (Quality of Service QoS) δηλ. εξασφαλισμένης χωρητικότητας δικτύου μεταξύ του περιεχομένου και του χρήστη. Έτσι, η υπηρεσία παρέχεται χωρίς εγγυήσεις διαθεσιμότητας και ποιότητας (γι αυτό και συνήθως είναι δωρεάν). Εξασφαλισμένο QoS υπάρχει μόνο σε «κλειστά» IP δίκτυα, που τα διαχειρίζεται κεντρικά ένας παροχος δικτύου, όπως στην περίπτωση του IPTV.

13 Σήμερα, η υψηλότερη ανάλυση που προσφέρεται στα εμπορικά προϊόντα είναι η 1080p 50fps) Μελλοντικές υψηλότερες αναλύσεις: DigitalCinema 2k (2048x1080), DigitalCinema 4k (4096x2160), Super Hi Vision (7680x4320) Έχουν πραγματοποιηθεί δοκιμαστικές εκπομπές Super Hi Vision χρησιμοποιώντας DVB T2 με bitrate 45 Mbps. Πρώτα εμπορικά προϊόντα αναμένονται το NGVC (Next Generabon Video Coding): Μελλοντικό πρότυπο κωδικοποίησης βίντεο που στοχεύει στην περαιτέρω μείωση του απαιτούμενου bitrate κατά 80% σε σχέση με το MPEG 2 και 50% σε σχέση με το MPEG4/AVC. 13

14 Η αίσθηση της τρίτης διάστασης παράγεται από το συνδυασμό των εικόνων από τα δύο μάτια και τον εντοπισμό των διαφορών αυτών. Η ψευδαίσθηση της τρίτης διάστασης επιτυγχάνεται αν προβληθεί διαφορετική εικόνα στο κάθε μάτι. Συνήθως αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση ειδικών γυαλιών. Πρόσφατα όμως, πειραματικές τηλεοράσεις επιτυγχάνουν το ίδιο χωρίς γυαλιά, απαιτείται όμως ο τηλεθεατής να βρίσκεται σε συγκεκριμένη θέση. 14