DVB e convertitore DA

Tesi telecomunicazioni

DVB (Digital Video Broadcasting) 1

Cos’è il DVB?

Il sistema DVB permette di trasmettere un segnale video in digitale, è basato

sull’adozione dello standard MPEG-2 per la codifica del segnale audio/video

di sorgente e per la multiplazione cioè il meccanismo per cui la capacità

disponibile di un collegamento viene condivisa tra diversi canali trasmissivi,

combinando più flussi di dati digitali in un solo segnale trasmesso su un

singolo collegamento fisico. Anche se è stato sviluppato per la trasmissione di

è aperto all’evoluzione verso l’alta definizione (HDTV)

segnali televisivi, mediante l’uso di livelli e profili MPEG-2 più elevati. Il DVB utilizza un sistema

di modulazione OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) ovvero

multiplazione a divisione di frequenza ortogonale. Altri sistemi di trasmissione

video digitale della famiglia DVB sono il DVB-S per le trasmissioni satellitari, il

DVB-C per le trasmissioni via cavo, il DVB-H per le trasmissioni digitali

terrestri rivolte ai cellulari di nuova generazione, e il DVB-T per le

comunicazioni televisive digitali terrestri.

Schema a blocchi di un sistema di trasmissione DVB-T (Terrestrial) 2

Codifica di sorgente e multiplazione (MUX) MPEG-2: un flusso video, uno

audio e uno dati sono combinati insieme a costituire un unico flusso di

programma MPEG-2 PS (MPEG-2 Program Stream) ovvero un formato

contenitore per multiplexing audio digitali e video utilizzato per l’archiviazione

su supporti di memorizzazione a bassa probabilità di errore quali i DVD. Uno o

più flussi di programma costituiscono un flusso di trasporto MPEG-2 TS

(MPEG-2 Transport Stream); tale flusso rappresenta la sequenza digitale che

viene trasmessa e ricevuta nei Set Top Box (STB) domestici, quelli che

comunemente vengono chiamati decoder per il digitale terrestre. Il transport

stream è un protocollo di comunicazione per audio, video e dati. Si tratta di un

tipo di formato digitale che racchiude i flussi elementari; è impiegato in

ambienti ad alta probabilità di errore, come il DVB. Quindi avremo due

l’altro per il multiplexer uno per il Program Stream, Transport Stream. Il bit rate

ammesso per il trasporto MPEG-2 dipende dai parametri scelti per la

modulazione: essa varia da circa 5 Mbps a circa 32 Mbps.

Trasmissione gerarchica

Divisore: due diversi flussi di trasporto possono essere trasmessi

contemporaneamente, utilizzando una tecnica chiamata Trasmissione

Gerarchica. Lo scopo di questa tecnica è, ad esempio, quello di trasmettere

un segnale video a definizione standard (SDTV) ed un segnale video ad alta

definizione (HDTV). In genere, il segnale a definizione standard verrà protetto

maggiormente, ed il segnale ad alta definizione sarà invece protetto in misura

minore. In ricezione, a seconda della qualità del segnale ricevuto, il set top

box può cercare di decodificare il flusso ad alta definizione oppure, se la

qualità del segnale ricevuto è scarsa, passare al segnale a definizione

3

standard (così facendo, i ricevitori vicini al sito di trasmissione potranno

usufruire di un segnale ad alta definizione, e tutti quelli serviti nell’area di

copertura, anche i più distanti, potranno ricevere il segnale a definizione

standard).

Adattamento di MUX e dispersione d’energia

Il flusso di trasporto MPEG-2 viene identificato come una sequenza di pacchetti dati di lunghezza fissa pari

a 188 byte. Con una tecnica chiamata “dispersione

d’energia” (scrambling) si effettua la cifratura dei flussi di programma: le sequenze di byte vengono cifrate seguendo un particolare algoritmo.

Codificatore esterno

Un primo livello di protezione viene fornito ai dati

trasmessi usando un codice a blocchi non binario di tipo Reed-Solomon

RS(204,188), che permette la correzione di un massimo di 8 byte errati per

ogni pacchetto di 188 byte.

Interleaver esterno

Si utilizza una tecnica di interleaving convoluzionale per

mescolare la sequenza di dati trasmessa, in modo da renderla più robusta in

caso di lunghe sequenze di errori. L’interleaving consiste nel disporre

i dati in maniera non contigua, al fine di migliorare le prestazioni in caso di errori a

pacchetto. Esso è un processo che dispone in maniera apparentemente

disordinata un certo numero di oggetti ordinati. Nel nostro caso il flusso di

simboli in ingresso viene scisso tramite un commutatore in n (detta profondità

di interleaving) flussi paralleli, ciascuno dei quali viene inviato ad un ramo

dell’interleaver. Ogni ramo è costituito da un registro a scorrimento di

lunghezza variabile. Così facendo il generico simbolo che entra nel ramo r

viene ritardato di (j*B) unità di tempo, (dove j è la lunghezza dal registro e B è

la lunghezza dei simboli probabilmente errati) poiché i registri a scorrimento

vengono sincronizzati al clock dell’interleaver, che è

I volte (I = n° di rami

dell’interlaver) più lento del clock principale. Le uscite dei singoli rami vengono

raccolte tramite un altro commutatore e serializzate in un unico flusso di dati. 4

Interleaver interno

La sequenza di dati viene mescolata, sempre per ridurre

l’influenza di lunghe sequenze di errore. In questo caso, si utilizza una tecnica

di interleaving a blocchi con legge di mescolamento casuale.

Mappatore

Questo blocco effettua la modulazione in banda-base digitale

della sequenza di bit, producendo una sequenza di simboli.