Телевидения HDTV в Австралии

Некоторое время назад в области цифрового телевидения, конкретно телевидения высокой четкости (ТВЧ/HDTV), произошли важные события, оставшиеся незамеченными и неосвещенными в прессе. Речь идет о широкомасштабном испытании в Австралии двух систем для ТВЧ наземного вещания, принадлежащих к двум различным проектам всемирного стандарта цифрового телевидения (DTTB): европейскому (DVB) и американскому (ATSC). Уже в июле 1998 г. последовало на основе отчета испытаний оглашение рекомендаций специальной комиссии комитета DTTB Австралии по принятию стандарта DVB-T в качестве основного для наземного телевещания страны. Спустя два месяца специалисты ATSC выпустили обстоятельные комментарии. Побудило их к этому в определенной степени несогласие с результатами проведенных испытаний, а также стремление уточнить позицию ATSC по ряду вопросов, недостаточно точно освещенных в отчете. Эти комментарии как итог большой работы, представляют сугубо практический интерес, так как в них содержится взвешенный и тщательный анализ двух передовых систем цифрового наземного вещания. Поскольку они имеют солидный объем, то в предлагаемом материале приводятся с сокращениями. Ко времени написания статьи отсутствовали материалы отчета о проведенных испытаниях и рекомендации комиссии, поэтому в работе будут доминировать мнения специалистов ATSC.

До изложения комментария, необходимо рассказать о некоторых особенностях испытаний и о тестируемых системах кодирования в стандартах ATSC и DVB-T. Испытания проводились при содействии ассоциаций ATSC и DVB и при непосредственном участии как специалистов этих организаций, так и сотрудников Федерации коммерческого телевидения Австралии (FACT), а также специалистов компаний Zenith Electr., Nec, Harris Corp., Hewlett Packard, Rohde & Schwarz и др. Следует подчеркнуть некоторые важные, на наш взгляд, обстоятельства: сравнительные испытания систем для ТВЧ проводились впервые в мире и следовательно отсутствовала какая-либо стандартная инструкция, необходимая в таких случаях; и второе, тестируемые системы настолько сильно отличались, что документ, согласно которому проводились испытания, скорее представлял собой свод (насколько это было возможно в конкретных условиях) некоторых разумных компромиссов. Для сравнения были выбраны режимы (часто неоптимальные), которые не дают явных преимуществ системам, но в то же время позволяют оценить основные показатели при близких скоростях информационных потоков. Существенное различие систем и их параметров даже при поверхностном рассмотрении вполне очевидно. Так, 8-VSB, выбранная в качестве представителя ATSC, является только прототипом, то есть, по сути, демонстрационной моделью устройства, хотя и отвечающей принятому в США стандарту телевидения, включающему и ТВЧ. А система DVB-T является готовым к серийному производству изделием. Модель 8-VSB (Blue Rack (Zenith Electronics), год выпуска 1995) - двухдиапазонная (ОВЧ и СВЧ) с двойным преобразованием частоты, работающая только в одном режиме модуляции. Эта система обладает следующими параметрами: модуляцией 8-VSB (8-уровневая с частичным подавлением боковой составляющей), уровнем шума 15,1 дБ, полосой 6 МГц, одной несущей, трилисным кодом и кодом Рида-Соломона , скоростью информационного потока 19,39 Мбит/с. (Следует отметить, что спектр VSB-систем Zenith включает модели: 2/4/6 и 16-VSB. Скорость информационного потока последней соответствует 38,6 Мб/с.) В отличие от этого модель системы DVB-T (Philips) спроектирована для работы только в одном диапазоне - ОВЧ и с одним преобразованием частоты. При этом она использует модуляцию COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex), обладает значительно большим количеством несущих и отличающимся кодом Рида-Соломона , работает в полосе 7 МГц и располагает несколькими режимами модуляции (QPSK; 16-QAM; 64-QAM), что позволяет изменять в относительно широких пределах основные параметры системы, в частности: скорость информационного потока (от 4,35 до 27 Мбит/с), отношение сигнал/шум системы (от 5,4 до 23,7 дБ) и минимальный уровень сигнала (от 11,7 до 32,4 дБuВ). Естественно, что для более низких скоростей информационных потоков улучшаются показатели шума и минимального сигнала (системы) и наоборот. При испытании систем для DVB-T был выбран наиболее близкий к параметрам 8-VSB режим модуляции: 64 (8 уровней и 8 фаз)-QAM c кодовой скоростью 2/3, режимом несущей 2К, защитным интервалом 1/8, отношением сигнал/шум системы около 19,1 дБ и скоростью потока 19,35 Мбит/с. Испытания систем ATSC и DVB-T проводились с использованием оборудования 6, 7, 8, 9 и 10 каналов (от 174 до 229 МГц) телевидения Австралии; передатчиков NEC 200 Вт и HARRIS 1 кВт, а также оборудования вышеназванных компаний, включая анализатор спектра реального времени HP VSA (Hewlett Packard). Стоит добавить, что при тестировании отличались также и критерии, по которым оценивались сбои систем. Так, для 8-VSB отказ регистрировался при уровне ошибок - BER (Bit Error Rate) на выходе, равном 3x10-6, что, по заявлению представителя ATSC, соответствует порогу появления декодируемого изображения - TOV(Threshold of Visibility).

(Однако следует отметить, что проверить это заявление не представлялось возможным, так как при испытании прототипа ATSC видеодекодер отсутствовал.) В свою очередь, для DVB-T отказ системы по уровню BER оценивался до ступени коррекции по коду Рида-Соломона, то есть там, где еще возможно было зарегистрировать заметный уровень ошибок. Этот уровень принимался равным 2, 1х10-4. Поскольку в подавляющем большинстве тестов использовались псевдослучайные данные, то, по сути, при испытаниях проводилась оценка систем только как каналов передачи информации.

В комментариях, как и в отчете испытаний (лабораторных и полевых), проводится анализ и тщательное сопоставление аппаратуры двух систем - ATSC и DVB-T - по 29 критериям, разбитым на пять групп (разделов), но наиболее обстоятельно анализируются два первые, наиболее важные: "Зона обслуживания" и "Компоненты систем".

Предваряя анализ первой группы критериев, отметим, что обсуждение результатов испытаний по этой группе было ограниченным, носило качественный характер и создавало общее впечатление превосходства DVB-T над ATSC по всем пунктам, несмотря на то, что это не было подтверждено данными. Однако анализ результатов лабораторных испытаний, проведенный специалистами ATSC, дает основание предполагать, что ATSC имела преимущество в полевых условиях, хотя выборки по перекрываемым районам и населению не были статистически репрезентативными.