Architettura
di Sistemi (STB) per Digitale Terrestre
su alcune innovazioni
Dal punto di vista del fornitore del servizio, la televisione è composta da due elementi fondanti, la produzione di contenuti e la trasmissione degli stessi agli utenti.
I contenuti, ormai da tempo, sono realizzati ed archiviati in modo digitale e la naturale evoluzione è che altrettanto avvenga per la loro trasmissione e ricezione.
La trasmissione digitale, dal canto suo, presenta i seguenti vantaggi: l'eliminazione delle interferenze tipiche cui è soggetto il segnale analogico, la compressione del segnale ed il conseguente aumento del numero di programmi disponibili. Inoltre, i video compressi sono trasmessi in formato digitale sotto forma di bit streams e possono essere trattati per mezzo di applicativi software -- ad esempio algoritmi crittografici o di correzione d'errore -- oppure integrati con l'aggiunta di sottotitoli, anche in lingua diversa dall'originale.
Gli elementi innovativi della tecnologia digitale sono quindi sicuramente il miglioramento della qualità tecnica, l'immagine ed il suono, ma soprattutto il notevole incremento del numero di programmi disponibili, grazie all’efficacia dell’algoritmo di compressione MPEG-2, il quale consente anche di raggruppare più programmi televisivi in un unico flusso irradiato sul canale di diffusione prescelto.
L'incremento ottenuto varia da 4 a 6 programmi per la trasmissione terrestre, da 5 a 10 per quella satellitare e molti di più per quella via cavo, non presente in Italia, in funzione della capacità trasmissiva disponibile (24 Mbit/s sui canali terrestri, 32 Mbit/s sui canali satellitari e multipli di 32 Mbit/s per i canali via cavo), dalla qualità di riproduzione che si desidera ottenere e dall'utilizzo dei sistemi di correzione d'errore.
Nella tabella 1.1, sono indicate le principali differenze tecnologiche tra la televisione analogica e quella digitale terrestre, nella configurazione adottata in Italia.
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Tv analogica terrestre |
TV digitale terrestre |
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Standard di trasmissione/ricezione |
PAL |
DVB-T |
Frequenze operative |
Da 40 a 826 MHz |
Da 40 a 826 MHz |
Larghezza di banda del canale |
7/8 MHz (VHF/UHF) |
7/8 MHz (VHF/UHF) |
Modulazione |
AM-TV |
COFDM |
N° programmi per canale |
1 |
4/6 |
Formato immagini video |
CVBS videocomposito |
MPEG-2 |
Formato suoni audio |
Audio analogico |
MPEG-1 layer 2 |
Ricevitore necessario |
Televisore PAL, Videoregistratore PAL
|
Decoder DTT (con uscita analogica PAL nella fase transitoria), televisore con decoder DTT integrato |
Tipo di antenna ricevente fissa |
Yagi, Log-periodica, a pannello |
Yagi, Log-periodica, a pannello |
Ricezione portatile |
La qualità delle immagini dipende dalla posizione dell'antenna a stilo ed è influenzata dalle persone che si muovono nell'ambiente |
La qualità dell'immagine è costante se l'intensità del segnale è sopra la soglia di ricezione del decoder |
Ricezione mobile |
Praticamente impossibile per la continua variazione della qualità di immagini e suoni |
La qualità è costante se l'intensità del segnale, pur variando, rimane sopra la soglia di ricezione del decoder. Si può degradare solamente se i cammini multipli e le riflessioni d'ambiente creano ritardi che cadono fuori dall'intervallo di guardia |
Collegamento telefonico |
No |
Si (servizi interattivi), No (free-tv) |
Tabella 1.1: Differenze tra trasmissioni TV terrestri analogiche e digitali in Italia
Il DVB Project è stato fondato nel '93, come consorzio dei principali rappresentanti dell'industria europea di radiodiffusione, con l'obiettivo di realizzare un formato standard che consentisse la diffusione della televisione digitale sul territorio. Ad oggi il consorzio conta più di trecento membri di trentacinque nazioni ed il numero di standard di specificazioni tecniche rilasciati è diventato veramente elevato.
A livello internazionale, sono tre gli standard sviluppati che si contendono il mercato: American Television Standards Committee (ATSC) in USA, Digital Video Broadcasting (DVB) in Europa e l'Association of Radio Industries and Business (ARIB) in Giappone. ATSC utilizza un canale RF a 6 Mhz e, come DVB e ARIB, adotta lo standard MPEG-2 per la compressione video.
Lo standard europeo DVB definisce tre principali specificazioni tecniche, in funzione del mezzo trasmissivo utilizzato: DVB-T [1] per la trasmissione terrestre, DVB-S [2] per quella satellitare e DVB-C [3] per quella via cavo.
La principale differenza tra questi standard risiede nel tipo di modulazione adottata: DVB-T usa il Coded Orthogonal Frequency-Division Multiplex (COFDM), DVB-S si basa sulla Quadrature Phase-Shift Keying Modulation (QPSK) mentre DVB-C utilizza la Quadrature Amplictude Modulation (QAM). Anche lo standard giapponese, ARIB, ha definito gli stessi tre tipi di standard, scegliendo la modulazione PSK per la trasmissione satellitare, Orthogonal Frequency-Division Multiplex (OFDM) + PSK o QAM per quella terrestre e QAM quella via cavo. Nella tabella 1.2, sono indicate le principali caratteristiche degli standard DVB, ATSC e ARIB.
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ARIB (Giappone) |
ATSC (USA) |
DVB (Europa) |
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Formato Video
Codifica |
1080i: 1920 o 1440x1080, 30 fps 480i: 720x480, 30 fps 480p: 720x480, 60 fps 720p: 1280x720, 60fps 1080p: 1920 o 1440x1080, 60 fps
MPEG 2 video, MPEG 2 AAC |
1080i: 30fps 1080p: 24 o 30 fps 720p: 24, 30 o 60 fps 480p: 24, 30 o 60 fps 480i: 30fps o altro
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576i: 25fps 1152i, 180p: 25fps
MPEG 2 video, MPEG 2 audio |
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Multiplexing |
MPEG-2 transport stream |
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Trasmissione |
Satellite |
Terrestre |
Cavo |
Terreste
|
Satellite |
Terrestre |
Cavo |
|
Info Rate (Mbits/s) |
52,2 |
23,4 |
29,2 |
19,39 |
29,2 |
24,1 |
38,1 |
|
Larghezza banda (Mhz) |
31,5 |
6 |
6 |
6 |
26-51 |
8 |
8 |
|
Modulazione |
PSK |
OFDM+PSK, QAM |
QAM |
8-VSB |
QPSK |
COFDM |
QAM |
Tabella 1.2: Differenze tecnologiche tra gli standard internazionali
La piattaforma DVB-MHP nasce con l'obiettivo di contrastare la verticalizzazione del mercato dei decoder digitali, che stava producendo una miriade di soluzioni proprietarie tra loro incompatibili, con la proposizione di un middleware standard che garantisca l'interoperabilità tra applicazioni realizzate sullo standard DVB.
L'obiettivo di trasformare in senso orizzontale il mercato dei decoder trae origine quindi dalla consapevolezza che con la diffusione della tecnologia digitale nel campo televisivo e con le prospettive di interattività spinta visibili all'orizzonte, non si possano proporre agli utenti prodotti non compatibili, non intercambiabili e che seguanoo percorsi evolutivi differenti. Per raggiungere questo obiettivo di uniformità di piattaforma, una delle scelte effettuate è stata l'integrazione di standard esistenti e consolidati, che offrono anche garanzie di non porre vincoli ai successivi sviluppi.
Questo approccio, se da un lato tende a far diminuire i costi dei ricevitori, non comporta del resto un appiattimento del mercato, perché le proposte applicative, contando su una comune piattaforma, si prevede tenderanno a crescere sempre più velocemente, differenziando i prodotti. Non va infatti dimenticato che il progetto italiano prevede, oltre alle licenze ai tre broadcaster nazionali, un sistema di licenze locali che dovrebbe portare ad una crescita del mercato dei servizi, dalla produzione di contenuti alla fornitura dei servizi di interattività con i broadcasters.
La piattaforma MHP, dal canto suo, ha già previsto una differenziazione dei costi del ricevitore basata sulle diverse funzionalità supportate, definite da tre classi distinte di profilo: Enhanced Broadcast, Interactive TV ed Internet Access Profiles, come vedremo in seguito.
Nicola Bagnardi
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Ultimo aggiornamento: 15/11/2006