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Digital Video Broadcasting
Logo du consortium DVB
Digital Video Broadcasting (ou DVB), soit « diffusion vidéo numérique », est une norme de télévision numérique édictée par le consortium européen DVB, toutefois exploitée dans un grand nombre de pays dans le monde. Ses principales concurrentes sont la norme ATSC (utilisée aux États-Unis et au Canada) et la norme ISDB (utilisée au Japon et au Brésil).
Utilisation des principaux formats de diffusion numérique dans le mondeSommaire
Historique
Le projet DVB a commencé la première phase de son travail en 1993[1] à la même période où en Amérique du Nord, le forum "Grand Alliance" organise également le même types de développements, avec en ligne de mire, la télévision numérique puis la Haute Définition. Il faut souligner que certains acteurs impliqués participent à la fois aux deux forums concurrents mais dont les objectifs sont similaires, notamment les Européens Philips Consumer Electronics et Thomson Consumer Electronics. Cette double implication favorise successivement l'adoption de plusieurs normes parmi lesquelles, le MPEG-2, les modulations QPSK et OFDM ainsi qu'une série de brevets dont les licences sont pratiquement mises en commun. Le projet DVB exploite également l'expérience acquise par les mêmes acteurs pour le développement, le lancement et l'exploitation des normes analogiques de télévision améliorée en Europe : le D2 Mac, le HD Mac ainsi que les accès conditionnels Eurocrypt (Philips, France Télécom), Videocrypt (Thomson Consumer Electronics) ou SECA (Canal+).
La philosophie du projet DVB
- La tâche principale consiste à développer une suite complète de technologies de diffusion de télévision numérique par satellite, par câble et par antenne radio sous forme de « pré-standardisation » ;
- Plutôt qu'associer un unique programme par canal (ou fréquence porteuse) de télédiffusion, le système DVB doit s'apparenter à « récipient » qui transporte une combinaison de sources vidéo, audio et données multimédias. Il doit être ouvert (compatible) et évolutif vers la SDTV (résolution standard), l'EDTV (résolution améliorée) et la future HD TV, le format 16/9, le son multicanal surround et pouvoir véhiculer toute forme de média numérique à venir;
- L'objectif consiste à définir une série de normes au standard ETSI pour les "couches physiques" (combinaison des données de contenus diffusés), la correction d’erreurs (compensation en réception) et le transport (transmission) pour chaque mode de diffusion ;
- Un rapport ETSI doit décrire les principaux systèmes de bande de base représentant des options pour la transmission ;
- Dans la mesure du possible, afin de réduire les coûts industriels, le DVB doit intégrer des points communs entre les différentes plates-formes de diffusion (câble, satellite, hertzien terrestre, etc...) et déboucher sur des solutions accessibles au marché grand public. ;
- Le projet de DVB n'a pas pour but de réinventer mais consister à réemployer, officialiser et harmoniser les normes ouvertes existantes, dès lors qu'elles sont disponibles.
Technique
Démystification
Bien que les normes DVB ne définissent qu’une partie du processus de la télévision numérique, ces normes représentent une grosse partie de ces technologies.
Avec l’arrivée de l’encodage de la vidéo et de l’audio, il devenait possible de transmettre plus de services dans une bande passante devenue bien trop étroite pour les fournisseurs de contenu désirant offrir plus de chaînes, ainsi que des chaînes plus ciblées.
MPEG2 permettant enfin une qualité « broadcast », il suffisait donc de définir une norme permettant l’interopérabilité des équipements depuis l’encodage et jusqu’au décodeur final (terminal) installé chez le téléspectateur.
Comment ça marche
En sortie de studio, le signal numérique n'est pas encore exploitable pour la transmission télévisuelle. Ces signaux sont traités par des encodeurs afin de séparer la vidéo, la ou les pistes audio(s) ainsi que le télétexte. L’encodage comprend aussi une partie compression de données, et pour cela, la plus utilisée aujourd’hui est encore la norme MPEG-2 qui se voit lentement remplacée par la norme MPEG-4.
Ensuite, tous ces services encodés sont multiplexés afin d’y ajouter d’autres fonctionnalités telles que les sous-titres DVB, les applications interactives, l’accès conditionnel permettant la protection du contenu, la protection de l’individu par type de contenu (enfant, adulte…) et sa commercialisation.
Durant le processus de multiplexage les différents services (chaînes, jeux, radio…) sont assemblés en flux de transport (TS) par l’adjonction des tables DVB. Chaque TS peut ainsi transporter jusqu’à 20 chaînes de télévision, voire plus. Ceci étant dépendant du mode de transport et de la qualité d’encodage voulus.
Une fois ce processus terminé, ces flux sont transmis soit sous la forme d’un bouquet numérique vers les clients finaux qui devront donc posséder un décodeur (Set-top box) compatible qui fera le processus inverse : démultiplexage, vérification des droits d’accès, décodage et transmission vers la télévision, soit par un modulateur PAL, soit par une sortie SCART ou encore sous la forme d’un signal composite pour la vidéo et analogique pour l’audio.
Globalement parlant, la norme DVB entre donc en jeu depuis la mise en multiplex jusqu’à la sortie du décodeur final.
Bouquet Numérique
Un bouquet numérique se compose en général d’une série de flux de donnés avec en leurs seins une série de services qui eux-mêmes se composent d’un ou de plusieurs flux élémentaires. En règle générale, un bouquet n’est composé que d’un seul réseau, mais s’il est composé de services provenant d’un autre réseau, une table particulière appelée BAT définira ceux-ci
- Sachant ceci, chaque réseau comporte un numéro unique assigné par l’organisation DVB, le ONID (Original Network IDentifier = identifiant du réseau d’origine).
- Un réseau peut être divisé en sous-réseaux, pratique généralisée chez les câblo-opérateurs. Ce réseau comporte un numéro unique, le NID (Network IDentifier = identifiant de réseau)
- Chaque flux de transport aura un numéro unique au sein du réseau, le TSID (Transport Stream IDentifier = identifiant de flux de transport)
- Chaque service aura un numéro unique au sein du flux de transport, le SID (Service IDentifier = identifiant de service)
- Chaque flux élémentaire aura un numéro unique au sein du flux de transport, le PID (Packet IDentifier = identifiant de paquet)
Nous parlerons alors du triplet DVB se composant de la suite suivante : ONID/TSID/SID.
Diffusion des programmes
Le DVB est surtout une norme qui concerne la signalisation diffusée dans le flux (les tables DVB), ainsi que la couche matérielle en fonction du mode de transmission qui permet à tout décodeur DVB de retrouver les programmes reçus. Par définition, elle enrichit les normes utilisées pour la transmission digitale sans « réinventer la roue ». Les différents canaux numérisés (de télévision principalement, mais aussi de radio) sont multiplexés : ils sont séparés en audio, en vidéo, en données, découpés en paquets ; les différents paquets, provenant d’une ou plusieurs sources, sont transmis en série, en utilisant la technique FIFO pour First In First Out (premier entré, premier sorti).
Un programme de TV se compose donc du flux de la composante vidéo, du flux de la composante audio, du flux des sous-titres en français, du flux des sous-titres en anglais, etc. Chacun de ces paquets est appelé flux élémentaire et est estampillé d’un numéro unique d’identification, ou Packet IDentifier (PID). En sortie du multiplexeur se trouve donc un MPTS (Multiple Program Transport Stream) ou SPTS (Single Program Transport Stream) où nous allons retrouver plusieurs programmes dans un MPTS, ou un seul programme dans un SPTS. Les tables DVB servent à définir chacun de ces flux élémentaires, et à les associer les uns aux autres.
Table
MPEG2 PSI (Program Specific information) PID Abbr Nom Description 0x0000 PAT Program Association Table Liste les PMT et la NIT 0x0001 CAT Conditional Association Table Fournit les informations sur le système d’accès conditionnel, ainsi que la localisation de l’EMM 0xnnnn PMT Program Maping Table Identifie et indique la localisation des flux contenus dans chaque service, ainsi que la localisation du PCR pour chacun des services DVB SI (Service Information) PID Abbr Nom Description 0x0010 NIT Network Information Table Fournit les informations au sujet du réseau physique 0x0011 SDT Service Description Table Décrit les services du système 0x0011 BAT Bouquet Association Table Décrit les services d’un bouquet (n’est donc pas limité à un seul réseau). 0x0012 EIT Event Information Table Décrit les événements des services : par exemple nom de l’événement, heure de départ, durée, etc. 0x0014 TDT Time Definition Table Fournit l’information sur la date et l’heure au format UTC. 0x0014 TOT Time offset Table Fournit l’information sur la date et l’heure au format UTC, ainsi que le fuseau horaire. Particularité
PMT
On peut trouver une ou plusieurs PMT par TS.
Mais c’est soit l’un, soit l’autre.
S’il y a plusieurs PMT dans un TS, il y en aura autant que de services présents.NIT et SDT
La NIT et la SDT fournissent différentes informations, selon que la table transmet les informations du flux Transport Stream courant, ou bien celle des autres flux TS présents sur le réseau. On parle alors de NIT Actual ou SDT Actual pour le flux sur lequel le décodeur est syntonisé, et de NIT other ou SDT other pour les autres Transport Stream présents sur le réseau.
EIT
En raison de la quantité d’informations à transporter, la table EIT est divisée en plusieurs sous-divisions.
- EIT actual p/f fournit les informations sur les évènements présents et suivants pour le présent Transport Stream
- EIT other p/f fournit les informations sur les évènements présents et suivants pour les autres Transport Stream du réseau
- EIT actual sch fournit les informations futures sur les évènements à venir sur le présent Transport Stream
- EIT other sch fournit les informations futures sur les évènements à venir sur les autres Transport Stream du réseau
Les descripteurs
Pour permettre au décodeur de gérer efficacement les flux élémentaires, une série de descripteurs sont définis par DVB, et sont inclus dans les tables.
Ces descripteurs définissent par exemple le type du flux élémentaire vidéo (MPEG2, MPEG4), le type du flux élémentaire audio (MPEG1, MPEG2…), mais aussi le langage de l’audio, ou bien encore le type du service.Type de service
DVB définit aussi quel est le type de chaque service. En effet, il est apparu utile, pour ne pas dire nécessaire, de pouvoir classer les services en fonction du type de contenu, afin de permettre, entre autres, un meilleur agencement des services avec les applications spécifiques présentes sur le décodeur du client final.
Liste de services les plus courants Type Définition 0x01 Digital television service 0x02 Digital radio sound service 0x03 Teletext service 0x06 Mosaic service 0x11 MPEG-2 HD digital television service 0x16 MPEG-4 SD digital television service 0x19 MPEG-4 HD digital television service Numérotation
Pour une navigation simplifiée, l’utilisateur dispose d’une télécommande numérique permettant d’appeler une chaîne par son numéro.
Si aucune numérotation n’est définie, il est dès lors impossible de reconstituer le service pour la majorité des décodeur, même si certains d’entre eux permettent d’associer un PID audio et un PID vidéo avec un PID PMT.
Pour faire l’économie de la numérotation (1 a 999 défini par la norme) il est possible d’utiliser une application qui fera une liste des programmes par type et offrira une page de navigation.
C’est le cas pour la plupart des applications radio et pour les applications interactives.
Mais il reste toujours possible d’assigner un numéro pour une radio digitale, voire même une application.Voie de retour
La voie de retour est le moyen mis en œuvre pour permettre la mise en application d’un certain nombre de services interactifs.
Par exemple permettre aux téléspectateurs de réagir sur un sujet en direct par l’adjonction d’une fenêtre posant une question multi-choix.
Mais aussi, la voie de retour permet d’interroger le décodeur sur son état, ou bien la carte d’accès conditionnel, et bien d’autres encore, comme les statistiques « audimat ».
Dans la plupart des pays européens, il est interdit d’utiliser la voie de retour sur un client spécifique pour en obtenir des informations de marketing. Cependant, pour des opérations de maintenance, ou plus simplement d’amélioration des services, des sondages ponctuels sont effectués par secteur pour finaliser la mise en œuvre de nouveaux services.
Un certain nombre de normes DVB définissent, ou plutôt complètent, les spécifications existantes pour la voie de retour.
Cette voie de retour peut être n’importe quel moyen de transmission, même si aujourd’hui les opérateurs satellite utilisent le téléphone, tandis que les opérateurs câble utilisent le modem DOCSIS, alors que les opérateurs ADSL disposent par défaut d’une connexion bi-directionnelle.
Les normes
Afin de fournir une norme propre à chaque technologie de transmission, une norme existe pour chacune d’elles afin d’assurer une transmission parfaite des données depuis son point d’origine jusqu’au décodeur du client final, en respectant les spécificités propres à chaque média de transport.
En plus de définir la manière de transporter un flux DVB d’un point A vers un point B, plusieurs autres normes définissent l’interactivité, les sous-titres, l’accès conditionnel et bien d’autres.
Donc, pour un réseau donné, plusieurs normes seront mises en application pour se conformer au standard.
La liste des normes s’organise par champs d’application.
Liste des normes de la version 10 au mois d’août 2007 Normes Description Transmission DVB-S Transmission satellite DVB-S2 Transmission satellite version 2 DVB-C Transmission câble DVB-CS Transmission satellite DVB-T Transmission terrestre DVB-H Récepteur portable DVB-SH Récepteur portable transmission par satellite DVB-MDS Transmission satellite multipoint DVB-DSNG Transmission satellite temporaire Multiplexage DVB-SI Définition des tables DVB-DATA Diffusion (broadcast) des données DVB-SSU Mise à jour logicielle des récepteurs DVB-TVA Enregistreur digital personnel DVB-GSE Données génériques Encodage des sources DVB-MPEG Utilisation d’un système MPEG2 Sous-titrage DVB-SUB Sous-titres Interactivité DVB-NIP Service interactif, protocole non spécifié DVB-RCC Service interactif par câble DVB-RCP Service interactif par réseau commuté DVB-RCD Service interactif par DECT DVB-RCL Service interactif par LMDS DVB-RCG Service interactif par GSM DVB-RCCS Service interactif par satellite DVB-RCS Service interactif par satellite DVB-RCT Service interactif par transmission terrestre DVB-RCGPRS Service interactif par GPRS MHP DVB-MHP Plate-forme multimédia DVB-PCF Contenu au format pour portable Protection du contenu/Gestion des droits DVB-CPCM Protection du contenu/Gestion des droits Interfaçage DVB-PDH Réseau PDH DVB-SDH Réseau SDH DVB-ATM Réseau ATM DVB-HAN Réseau HAN DVB-HLN Réseau HLN DVB-CI Interface commune pour l’accès conditionnel DVB-PI Interface pour CATV/SMATV et ASI DVB-IRDI Interface entrée/sortie décodeur Protocole internet DVB-IPTV Par réseau IP DVB-IPDC IP datacast sur réseau DVB-H Accès conditionnel DVB-CSAS Support de l’encryptage et de l’accès conditionnel DVB-SIM Simulcrypt Analyse et mesure DVB-M Analyse et mesure des flux DVB/MPEG Voir aussi
Articles connexes
- Télévision numérique par câble - Télévision numérique par satellite - Télévision numérique terrestre
- Qualité de réception en télévision terrestre
- les normes concurrentes : ATSC, ISDB, T-DMB
Liens externes
- (fr) Poster à propos du DVB-H[pdf]
- (en) Consortium DVB
- (en) ETSI - European Telecommunications Standards Institute pour les normes de télécommunication en Europe
Notes et références
- ↑ (en) « History of the DVB Project » sur le site internet de l’organisation DVB
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