Стандарты цифрового телевидения: DVB-S2, DVB-T2 и DVB-C

В характеристиках любого телевизора есть строка вроде «DVB-T2/C/S2». Те же буквы стоят на коробках приставок и в требованиях операторов. Они означают способ, которым цифровой сигнал доводят до приёмника. Разберём каждый стандарт по отдельности.

Что такое DVB

DVB расшифровывается как Digital Video Broadcasting — цифровое видеовещание. Это не одна технология, а целое семейство стандартов, которые с начала девяностых разрабатывает международный консорциум вещателей, производителей и операторов, а публикует их европейский институт стандартизации ETSI. Ими описано, как упаковать телеканалы в цифровой поток и передать его до вашего приёмника.

Зачем вообще это нужно? Если бы каждый вещатель передавал каналы по-своему, то для каждого потребовался бы свой телевизор. Когда способ передачи описан документом, любой совместимый приёмник принимает сигнал любой станции, работающей по тому же документу. Именно поэтому телевизор, купленный в Германии, находит российские эфирные каналы, а спутниковый ресивер одного бренда ловит каналы с десятков разных спутников.

Название стандарта читается по частям. Буква после дефиса говорит о том, по какой среде идёт сигнал:

• S — satellite, спутник;
• T — terrestrial, наземное эфирное вещание;
• C — cable, кабельные сети.

Цифра после буквы обозначает поколение. Стандарты первого поколения цифры не имеют, второе получает двойку. Отсюда пары DVB-S и DVB-S2, DVB-T и DVB-T2, DVB-C и DVB-C2.

Почему выделены три отдельные группы? Условия у них разные настолько, что общий способ передачи для них не выстроить. Со спутника сигнал приходит слабым, зато полоса широкая, помех в открытом небе немного. В эфире мешают отражения от домов и соседние передатчики. В кабеле условия передачи почти идеальные, но полоса поделена между сотнями каналов. Под каждый случай выбраны своя модуляция и своя защита от ошибок.

DVB — не единственное семейство в мире

Цифровое телевидение разрабатывали параллельно в нескольких регионах, и единого мирового стандарта не сложилось. Европейский консорциум DVB был основан в 1993 году, а к концу девяностых у него появились конкуренты со своими наборами документов.

Сегодня наземное цифровое вещание в мире идёт по четырём семействам:

• DVB — Европа, Россия, большая часть Африки, Австралия;
• ATSC — США и Канада (по названию комитета, разработавшего стандарт, Advanced Television Systems Committee);
• ISDB — Япония, а в версии ISDB-Tb большинство стран Южной Америки;
• DTMB — Китай.

Отличаются они на уровне физики сигнала: в ATSC первого поколения применяется совсем другая модуляция, восьмиуровневая VSB вместо европейской COFDM. Поэтому телевизор, выпущенный для рынка США, российское эфирное ТВ поддерживать не будет, даже если частоты совпадут. А вот со спутниковым ТВ иначе: DVB-S2 распространился по миру шире всех и работает почти на всех вещательных спутниках, включая американские.

DVB-S/S2: спутниковое ТВ

DVB-S: спутниковое телевидение первого поколения

С этого стандарта в 1994 году всё и началось. Он описан документом ETSI EN 300 421, и по нему работало спутниковое телевидение первых полутора десятилетий.

Здесь используется модуляция QPSK — самая простая из спутниковых, устойчивая к шумам, но передающая мало данных в единицу полосы. Ошибки, которые неизбежно возникают на пути в 36 тысяч километров, исправляются двумя ступенями помехоустойчивого кодирования. Видео в большинстве сетей сжимали кодеком MPEG-2, и в один транспондер помещался пакет каналов обычной чёткости.

Сегодня DVB-S встречается на отдельных транспондерах, чаще у зарубежных вещателей, а основные российские операторы работают в DVB-S2.

DVB-S2: актуальный стандарт спутникового ТВ

Второе поколение спутникового стандарта опубликовано в 2005 году (ETSI EN 302 307) и вытеснило предшественника всюду, где вещание запускали заново.

Изменились два узла. Во-первых, добавились более плотные модуляции — 8PSK, 16APSK, 32APSK. Каждая из них укладывает в тот же символ больше бит, то есть по той же полосе проходит больше данных. Во-вторых, старую схему исправления ошибок заменили кодированием LDPC в связке с BCH (к данным добавляют проверочные биты, по которым приёмник восстанавливает потерянное по дороге). Новая схема работает ближе к теоретическому пределу и вытягивает картинку при более слабом сигнале.

Вместе это дало прирост пропускной способности порядка трети при том же транспондере. Стало возможным массовое спутниковое телевидение высокой чёткости, ведь там, где прежде проходил пакет каналов обычной чёткости, теперь проходит пакет HD.

Триколор, НТВ Плюс, МТС и Телекарта требуют от приёмного оборудования поддержки этого стандарта.

DVB-S2X — расширение, а не третье поколение

В 2014 году к стандарту вышло дополнение S2X. Оно не заменяет DVB-S2, а достраивает его: добавляет промежуточные комбинации модуляции и кодирования, более плотную упаковку сигнала в полосе и режимы для очень слабого сигнала.

Домашнего телезрителя это почти не касается, российское спутниковое ТВ идёт в обычном DVB-S2. Зато S2X широко применяется в спутниковом интернете и профессиональных линиях, где важно выжать из канала максимум. В характеристиках современных ресиверов поддержка S2X встречается, и лишней она не будет, но выбирать оборудование только ради неё смысла нет.

DVB-T/T2: эфирное ТВ

DVB-T: эфирное цифровое ТВ первого поколения

Стандарт наземного цифрового вещания появился в 1997 году (ETSI EN 300 744). Главная его задача — справиться с отражениями. В городе сигнал приходит на антенну не одним путём, а несколькими: напрямую от вышки и переотражённым от соседних домов. В аналоговом телевидении это давало двоящееся изображение.

Решение здесь называется COFDM, и суть его в том, что поток разбивается на тысячи узких полос, каждая из которых передаёт свою маленькую порцию данных довольно медленно. Поэтому эхо успевает прийти до начала следующего символа и картинку не портит. По той же причине эфирные сети можно строить одночастотными, когда соседние передатчики работают на одной частоте и не мешают друг другу.

В России DVB-T применялся ограниченно, в опытных зонах, и до массового вещания дело не дошло. Строить сеть начали уже на втором поколении.

DVB-T2: современное эфирное ТВ

Стандарт DVB-T2 был опубликован в 2009 году (ETSI EN 302 755) и передаёт на 30–50% больше данных в том же телевизионном канале шириной 8 МГц. Прибавка получена теми же средствами, что и на спутнике: более плотные модуляции и кодирование LDPC вместо старой схемы.

Российское эфирное вещание построено именно на нём. РТРС начала включать передатчики в 2012 году, сегодня по стране работают два мультиплекса по десять каналов в каждом, а аналоговое вещание федеральных каналов отключили в 2019 году. Мультиплекс — это как раз пакет каналов, упакованный в один поток и передаваемый на одной частоте. Видео идёт в MPEG-4.

Телевизор с тюнером DVB-T, но без T2, бесплатные каналы не покажет. В этом случае нужно подключать внешнюю ТВ-приставку. Также для просмотра эфирного цифрового ТВ нужна поддержка кодека MPEG-4.

DVB-T2-Lite

Это облегчённый профиль внутри того же стандарта, рассчитанный на приём в движении: на планшет, на автомобильный приёмник. Данных он передаёт меньше, зато держится за сигнал в сложных условиях. В российском эфирном вещании не применяется, встретить упоминание можно разве что в характеристиках тюнеров.

DVB-C/C2: кабельное ТВ

DVB-C: цифровое кабельное телевидение

Кабельный стандарт (ETSI EN 300 429) ровесник спутникового, он тоже принят в 1994 году, и заменять его пока никто не спешит. Причина в том, что условия внутри кабеля близки к идеальным: экран отсекает помехи, а уровень сигнала известен заранее.

В DVB-C применяется квадратурная амплитудная модуляция QAM, чаще всего в вариантах 64-QAM и 256-QAM. Она чувствительна к шумам, зато очень плотно упаковывает данные, а уровень шумов в кабеле и так довольно низкий. Помехоустойчивое кодирование здесь одноступенчатое, простое.

Кабельное телевидение почти всегда закрыто. То есть оператор шифрует поток, и, кроме тюнера DVB-C, нужна карта доступа. Вставляют её либо в приставку оператора, либо в CAM-модуль, который ставится в слот CI+ на телевизоре. Так что тюнер в телевизоре сам по себе даёт только каналы без шифрования, если оператор такие оставляет.

DVB-C2

Второе поколение кабельного стандарта появилось в 2010 году и построено на том же COFDM с кодированием LDPC, что и эфирный T2. Прибавка по ёмкости заявлена весомая, но широкого распространения стандарт пока не получил. Операторам оказалось проще нарастить количество каналов другими средствами, а замена всего абонентского оборудования стоит дорого.

Совместимость поколений

Совместимость есть только в одну сторону. Приёмник второго поколения, как правило, понимает и первое: тюнер DVB-S2 принимает транспондеры DVB-S, тюнер DVB-T2 находит каналы DVB-T. Обратный ход невозможен: у старого приёмника нет ни схемы под новые, более плотные модуляции, ни узла, который разбирает кодирование LDPC.

Проще говоря, техника, купленная сейчас, примет и старое вещание, а техника десятилетней давности новое не примет.

Между разными буквами совместимости нет, среды слишком разные. Спутниковый тюнер не примет эфир, эфирный не примет кабель. Поэтому в характеристиках телевизоров и перечисляют все три через дробь: DVB-T2/C/S2 означает три отдельных тюнера в одном корпусе. Если в строке стоит, например, только DVB-T2/C, спутниковую тарелку к такому телевизору напрямую не подключить, понадобится внешний ресивер.

Другие обозначения из семейства

DVB-H и DVB-SH разрабатывались для телевидения на мобильных телефонах в середине двухтысячных. Идея не прижилась, вещание свернули, а смотреть видео на телефоне все стали через интернет.

DVB-IPTV описывает доставку телеканалов по управляемой сети провайдера. При этом телевидение, которое подключают вместе с домашним интернетом, чаще строится на собственных решениях оператора, а не на этой спецификации.

DVB-I — свежая часть семейства, первая версия спецификации опубликована в 2020 году. Модуляции она не касается, а описывает, как собрать каналы из разных источников (эфир, кабель, интернет) в единый список и единую программу передач, чтобы для зрителя они выглядели одинаково. Распространён он пока ограниченно.

Полный перечень действующих спецификаций публикует сам консорциум на сайте dvb.org.

Сводная таблица