Цифровое телевидение DVB-T

Цифровое телевидение DVB-T — это стандарт цифрового эфирного телевизионного вещания (Digital Video Broadcasting — Terrestrial), разработанный международным консорциумом DVB Project. DVB-T предназначен для передачи телевизионных сигналов в цифровом формате по наземным (эфирным) радиоканалам, заменяя аналоговое телевидение. Стандарт обеспечивает более эффективное использование частотного спектра, улучшенное качество изображения и звука, а также возможность передачи дополнительных данных (телетекст, электронная программа передач, субтитры).

История развития

Разработка стандарта DVB-T началась в 1993 году в рамках европейского проекта DVB, объединившего вещателей, производителей оборудования и регулирующие органы. Целью было создание единого открытого стандарта для цифрового эфирного телевидения, способного заменить аналоговые системы PAL и SECAM.

Первая спецификация DVB-T была опубликована в 1997 году (ETS 300 744). Внедрение стандарта началось в Великобритании (1998 год), Швеции и Испании (1999 год). В России переход на цифровое эфирное вещание по стандарту DVB-T был официально начат в 2009 году в рамках федеральной целевой программы «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009—2018 годы». Полный переход на цифровое вещание в России завершился 14 октября 2019 года, когда аналоговое телевещание в большинстве регионов было отключено.

Технические характеристики

Модуляция и кодирование

DVB-T использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). Этот метод устойчив к многолучевому распространению сигнала и помехам, что особенно важно для эфирного приёма в условиях городской застройки.

Стандарт поддерживает три режима модуляции:

• QPSK (квадратурная фазовая манипуляция) — обеспечивает наибольшую помехоустойчивость, но меньшую скорость передачи данных.
• 16-QAM (16-позиционная квадратурная амплитудная модуляция) — компромисс между скоростью и помехоустойчивостью.
• 64-QAM (64-позиционная квадратурная амплитудная модуляция) — максимальная скорость передачи данных, но требует хорошего качества сигнала.

Скорость передачи данных в одном канале (8 МГц) варьируется от 4,98 Мбит/с (QPSK, защитный интервал 1/4) до 31,67 Мбит/с (64-QAM, защитный интервал 1/32).

Защитные интервалы

Для борьбы с межсимвольной интерференцией в DVB-T используются защитные интервалы (guard intervals). Доступны значения: 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 от длительности символа. Чем больше защитный интервал, тем выше устойчивость к отражениям сигнала, но ниже эффективная скорость передачи.

Частотные диапазоны

DVB-T работает в диапазонах:

• VHF (частоты 47–230 МГц, каналы 2–12 в Европе)
• UHF (частоты 470–862 МГц, каналы 21–69 в Европе)

В России для цифрового эфирного телевидения используются частоты в диапазоне UHF (470–790 МГц).

Версии и модификации

DVB-T2

В 2008 году был принят стандарт второго поколения — DVB-T2, который обеспечивает на 30–50 % более высокую пропускную способность при тех же условиях приёма. DVB-T2 использует более совершенные методы модуляции (до 256-QAM) и кодирования (LDPC-коды). В России с 2012 года внедряется именно DVB-T2, а DVB-T считается устаревшим и не используется для новых сетей. Все современные цифровые эфирные приставки и телевизоры, продаваемые в России, поддерживают DVB-T2.

DVB-T2 Lite

Облегчённая версия DVB-T2 для мобильного приёма и устройств с низким энергопотреблением. Поддерживает более низкие скорости передачи и упрощённое декодирование.

Применение в России

Мультиплексы

В России цифровое эфирное телевидение организовано в виде двух мультиплексов (пакетов каналов), передаваемых на разных частотах:

Первый мультиплекс (РТРС-1) — обязательный общедоступный пакет, включает 10 каналов:

• «Первый канал»
• «Россия-1»
• «Матч ТВ»
• «НТВ»
• «Пятый канал»
• «Россия-Культура»
• «Россия-24»
• «Карусель»
• «Общественное телевидение России» (ОТР)
• «ТВ Центр»

Также в составе первого мультиплекса передаются три радиоканала: «Вести ФМ», «Маяк» и «Радио России».

Второй мультиплекс (РТРС-2) — также обязательный общедоступный пакет, включает 10 каналов:

• «РЕН ТВ»
• «Спас»
• «СТС»
• «Домашний»
• «ТВ-3»
• «Пятница!»
• «Звезда»
• «Мир»
• «ТНТ»
• «Муз-ТВ»

Сеть вещания

Строительство сети цифрового эфирного телевидения в России осуществлялось федеральным государственным унитарным предприятием «Российская телевизионная и радиовещательная сеть» (РТРС). На 2023 год сеть включает более 10 000 передающих станций, обеспечивающих покрытие 98,4 % населения России.

Приёмное оборудование

Для приёма цифрового эфирного телевидения DVB-T2 требуется:

• Антенна (дециметровая, обычно типа «волновой канал» или «панельная»)
• Цифровая приставка (ресивер) с поддержкой DVB-T2, если телевизор не имеет встроенного цифрового тюнера
• Телевизор со встроенным тюнером DVB-T2 (большинство моделей после 2012 года)

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Эффективность использования спектра: в одной частоте (8 МГц) можно передавать до 10 каналов стандартной чёткости (SD) или 2–3 канала высокой чёткости (HD).
• Качество сигнала: цифровое кодирование устраняет шумы и искажения, характерные для аналогового телевидения.
• Дополнительные сервисы: телетекст, электронная программа передач (EPG), субтитры, многоканальный звук.
• Помехоустойчивость: OFDM-модуляция обеспечивает надёжный приём даже в сложных условиях.

Недостатки

• Пороговый эффект: при недостаточном уровне сигнала изображение полностью пропадает или «рассыпается» на квадраты, в отличие от постепенного ухудшения в аналоговом телевидении.
• Зависимость от атмосферных условий: в некоторых случаях помехи от атмосферных явлений могут полностью блокировать приём.
• Необходимость замены оборудования: для приёма DVB-T2 требуется совместимый приёмник.

Распространение в мире

Стандарт DVB-T и его модификация DVB-T2 являются наиболее распространёнными стандартами цифрового эфирного телевидения в мире. Они используются в большинстве стран Европы, в России, странах СНГ, Ближнего Востока, Африки и Азии. В Северной Америке и Японии применяются альтернативные стандарты (ATSC и ISDB-T соответственно).

Интересные факты

• Первая в мире коммерческая сеть цифрового эфирного телевидения DVB-T была запущена в Великобритании в 1998 году под брендом ONdigital (позже — ITV Digital, затем Freeview).
• В России для строительства сети цифрового эфирного телевидения было установлено более 10 000 передающих станций, что сделало её одной из крупнейших в мире.
• Переход на цифровое вещание в России позволил высвободить частоты в диапазоне UHF для развития мобильной связи 4G/5G.

Источники

• Федеральная целевая программа «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009—2018 годы»
• Официальный сайт ФГУП «Российская телевизионная и радиовещательная сеть» (РТРС)
• Стандарт ETSI EN 300 744 (DVB-T)
• Стандарт ETSI EN 302 755 (DVB-T2)
• Материалы консорциума DVB Project (dvb.org)