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5.10.2 Système TNT


Le choix du système de compression ou de transmission TNT dépend du type de services à fournir. Cette exigence peut changer avec le temps. Il peut également être nécessaire d'adopter un système de compression ou de transmission plus performant si le nombre de multiplex est réduit ou ne peut être augmenté et si les besoins des services de radiodiffusion dépassent la capacité de la bande de fréquences disponible. Cette recommandation est particulièrement importante si les Bandes IV et V sont partagées et si les services requis disposent d'un nombre réduit de fréquences disponibles.

Les options

Le système DVB-T offre le choix entre les tailles de FFT (transformée rapide de Fourier) 2k ou 8k, trois types de modulation de porteuse et cinq débits de codage, soit 120 variantes possibles.

En choisissant bien la modulation et le débit de codage, il est possible d'obtenir une variante robuste avec un champ requis faible de même qu'un débit binaire faible.

A l'inverse, il est possible d'opter pour une capacité de multiplex importante, mais le champ requis sera dans ce cas élevé. L'intervalle de garde est important pour un réseau à fréquence unique.

Par ailleurs, un choix peut également être fait entre une modulation non hiérarchique et une modulation hiérarchique. Dans le cas d'une modulation hiérarchique, il faudra encore choisir entre trois paramètres de modulation.

Ces observations sont également valables pour le système ISDB-T.

Choisir le DVB-T, l'ISDB-T ou une autre variante de système revient simplement à ajuster l'émetteur. L'émetteur avec le débit binaire net le plus faible d'un réseau détermine la capacité de multiplex de ce réseau; tous les émetteurs d'un réseau sont ainsi généralement ajustés pour la même variante des systèmes DVB-T, ISDB-T ou autres. Le débit binaire du flux de transport MPEG, le signal arrivant à l'émetteur, ne doit pas dépasser le débit binaire du DVB-T, de l'ISDB-T ou d'une autre variante de système en fonction duquel ou de laquelle l'émetteur a été réglé.

Avec la norme DVB-T2, l'utilisation de constellations d'ordre le plus élevé (par exemple MAQ-256) augmente le débit brut à 8 bits par cellule MROF et accroît ainsi l'efficacité du spectre de même que la capacité transportée pour un taux de codage donné. Ces considérations s'appliquent également à la norme DVB-T susmentionnée.

Taille de FFT

Les variantes 2k et 8k font référence au nombre de sous-porteuses MROF du signal numérique. La tendance est d'utiliser le 8k uniquement. La variante 2k présente toutefois un avantage pour la réception mobile, car le brouillage généré par l'effet Doppler est quatre fois plus rapide qu'avec le 8k. L'intervalle de garde, important pour l'exploitation des réseaux à fréquence unique, est en revanche quatre fois plus court qu'avec le 8k. Les systèmes DVB-H et ISDB-T possèdent une variante intermédiaire en 4k.

Modulation de porteuse et taux de codage (DVB-T et ISDB-T)

En cas de réception portable, notamment en intérieur, les besoins en matière de champ sont très élevés et la tendance est d'utiliser la modulation MAQ-16 avec un taux de codage relativement faible (2/3 ou ½). En cas de réception avec antenne de toit, on utilise de préférence la modulation MAQ-64 avec un taux de codage relativement élevé (2/3 ou ¾). Comme indiqué à la section 2.2, un compromis est nécessaire entre la capacité de multiplex, la qualité de la couverture et le champ requis. Dans la pratique, il existe plusieurs compromis: la modulation MAQ-16 est également utilisée pour les réseaux destinés à la réception avec antenne de toit et la modulation MAQ-64 pour les réseaux destinés à la réception en intérieur. On recense certains cas dans lesquels un très grand nombre de services doivent être radiodiffusés sur une petite zone. On utilise alors la modulation MAQ-64 avec un taux de codage de 7/8 à 31,6 Mbits/s.

Modulation hiérarchique (DVB-T et ISDB-T)

La modulation hiérarchique n'est pas beaucoup utilisée dans la pratique. Elle permet d'assurer la transmission de deux multiplex indépendants par un émetteur (une fréquence) avec des degrés de qualité de transmission différents au détriment de la capacité de la liaison. Un multiplex en priorité élevée peut par exemple être utilisé pour radiodiffuser un nombre limité de services principaux pour la réception en intérieur sur une zone étendue. Le multiplex en priorité faible est quant à lui utilisé pour radiodiffuser un plus grand nombre de services pour la réception en intérieur à proximité de l'émetteur, mais pour la réception avec antenne de toit dans les zones rurales.

Compression et multiplexage

L'encodage et le multiplexage, qui sont réalisés en un point central, sont une étape relativement onéreuse de la chaine de transmission. Le fait de modifier ou d'améliorer le système de compression ou de multiplexage n'a pas d'incidence directe sur les stations d'émission, ni sur la couverture. Le multiplexage statistique est souvent utilisé et comparé à un débit constant par service; il permet d'accroître la capacité de multiplex avec une qualité d'image constante.

Modernisation des codeurs

L'expérience a montré que les codeurs étaient plus efficaces d'année en année, au fur et à mesure que la technologie se développait. La modernisation ou le remplacement des codeurs d'un même système de compression permet d'obtenir un plus grand nombre de services dans un multiplex ou le même nombre de services avec une qualité supérieure.

Utilisation du système MPEG-4

Le système MPEG-4 est un système de compression amélioré et évolutif, connu sous la désignation de système MPEG-4/AVC (UIT-T Rec. H.264 et MPEG-4/AVC Partie 10). Il offre une efficacité de codage d'au moins 1,5 fois supérieure à celle du système MPEG-2. Utilisé pour fournir un plus grand nombre de services dans un multiplex, le système MPEG-4 procure un avantage supplémentaire en termes de multiplexage statistique. Le système MPEG-4 est d'ores et déjà utilisé pour la transmission et la réception de TVDN et de TVHD.

Système de transmission

Les processus de modulation et de codage d'erreurs interviennent au niveau du pilote de l'émetteur de télévision numérique. Un émetteur peut déjà être équipé pour différents systèmes de transmission. Si tel n'est pas le cas, un changement de système de transmission – par exemple, le remplacement du DVB-T par le DVB-T2 ou le DVB-H – nécessite le changement du logiciel ou le remplacement des modules du pilote de l'émetteur. Un changement de système de transmission n'a qu'une faible incidence directe sur le réseau. Le service pour lequel le nouveau système a été mis en place peut néanmoins avoir des besoins très différents (par exemple, la télévision mobile) et nécessiter des émetteurs spécifiques.

Le format de compression MPEG-4 est utilisé pour les transmissions TVHD de Terre; le système ISDB-T mis en place au Brésil est d'ailleurs basé sur ce format.

Dans les cas où il est prévu de lancer la TVHD avec le DVB-T/MPEG-4, deux services TVHD au maximum pourront être pris en charge par un multiplex si l'affichage de contenus critiques sur de grands écrans plats est nécessaire. Avec des écrans de taille moyenne et une distance de visionnage supérieure à trois fois la hauteur de l'écran, trois services TVHD par multiplex peuvent être fournis.

Les codeurs MPEG-4 devraient normalement évoluer au fils des ans (à l'instar des codeurs MPEG2).

Si le lancement de la TNT est prévu en 2010 ou à une date ultérieure, il peut être envisagé d'utiliser le système amélioré DVB-T2.

Un nouveau système de transmission ne peut être mis en place sans interruption pour les services existants que si les deux systèmes – ancien et nouveau – sont transmis en parallèle. Une fois tous les émetteurs équipés du nouveau système, il pourra être mis un terme aux transmissions sur l'ancien système et les multiplex seront utilisés pour de nouveaux services. Cette procédure sera écourtée si, après une certaine date, les autorités de régulation concernées imposent une obligation selon laquelle seuls les équipements grand public capables de recevoir l'ancien et le nouveau système seraient autorisés à la vente.

Si aucun multiplex n'est disponible pour l'exploitation en parallèle (radiodiffusion simultanée) d'un nouveau système de transmission tel que le DVB-T2, par exemple parce que les fréquences dans les Bandes IV et V ont été attribuées à d'autres services sans rapport avec la radiodiffusion, il convient d'envisager l'une des options suivantes ou les deux:

• acquérir de nouvelles fréquences sur la base des procédures définies dans l'Accord GE06; ces fréquences peuvent être limitées dans certains cas;

• libérer un multiplex en transférant les services qu'il prend en charge vers d'autres multiplex, en profitant des avantages d'une technologie plus développée, et mettre en œuvre dans le multiplex ainsi libéré les nouveaux services TVHD basés sur des technologies de pointe (par exemple le multiplexage statistique, le système DVBT2/MPEG4).

Sites d'émission

En général, le réseau de télévision est tout d'abord déployé à partir des stations principales, de manière à desservir la majorité de la population selon le "principe des îlots". Il est ensuite étendu les années suivantes afin de couvrir les zones moins densément peuplées et d'améliorer la couverture au moyen de stations d'appoint.

De nombreux émetteurs analogiques d'appoint ont été installés dans les régions et les villes de montagne pour résoudre les problèmes de réception dus aux images parasites. Ces images parasites ne sont pas un problème avec la télévision numérique. Dans bien des cas, les réseaux de télévision numérique de Terre nécessiteront par conséquent moins de stations d'appoint.

Extension de la couverture

Une fois les grandes agglomérations desservies par des stations relativement peu nombreuses, chaque station supplémentaire représente un coût élevé par habitant. Les radiodiffuseurs publics, liés par une obligation de service universel, devront étendre la couverture de leurs programmes à la quasitotalité du pays. Dans certains pays, l'obligation de couverture universelle ne se limite pas à la télévision de Terre et la télévision par satellite est couramment utilisée pour desservir les zones rurales. Il est possible que les radiodiffuseurs commerciaux qui ne sont pas chargés d'assurer un service public ne souhaitent pas couvrir l'ensemble du territoire et limitent la couverture du réseau de Terre aux grandes agglomérations à forte densité de population.

En général, les emplacements existants sont réutilisés et les coûts d'investissement de la télévision numérique se résument au remplacement de l'émetteur analogique par un émetteur numérique (souvent de puissance inférieure) et à la réutilisation de l'antenne initialement installée pour la télévision analogique. Selon les caractéristiques de l'inscription dans le plan, le diagramme d'antenne pour la télévision numérique n'est pas toujours optimal, par exemple lorsque les restrictions de puissance imposées pour la télévision numérique partent dans des directions différentes de celles de la télévision analogique (azimuts ou relèvements).

Dans le cas d'un réseau à fréquence unique, la distance entre les émetteurs sur le réseau requiert une attention particulière. Un autobrouillage peut en effet survenir si, à un point de réception, le délai d'attente relatif entre deux émetteurs dépasse la durée de l'intervalle de garde.

Amélioration de la couverture

Dans une zone de couverture, la probabilité de réception pourrait être faible ou en deçà des limites acceptables à cause du terrain, des bâtiments, des forêts, etc. La précision des prévisions de couverture n'est pas absolue et certaines des zones où la réception est mauvaise ne sont découvertes qu'à la suite de plaintes des téléspectateurs. Avec des données précises sur le terrain et les obstacles et des méthodes éprouvées de prévision de la propagation, il pourrait être possible de prévoir la couverture avec une précision à quelques dB près, par rapport aux mesures effectuées dans certaines situations. La bonne réception est un paramètre statistique qui dépend de nombreuses variables, notamment du champ brouilleur dépassé pendant 1% du temps. Une base de données d'émetteurs précise avec tous les émetteurs brouilleurs requis et potentiels est une autre condition essentielle. Des plaintes ne sont pas à exclure, même lorsque la couverture prévue répond aux normes.

Les prévisions de couverture sont toujours effectuées en partant du principe que les équipements de réception utilisés par les téléspectateurs sont conformes aux normes relatives à la planification des fréquences. La section 5.7 traite des équipements de réception et des moyens permettant d'améliorer la réception sur les sites.

Dans le cas d'une réception en intérieur ou d'une réception mobile, la puissance spécifiée peut ne pas suffire à couvrir une zone étendue avec un seul émetteur, contrairement à la réception avec antenne de toit. Il est parfois nécessaire de répartir la puissance en utilisant un réseau à fréquence unique. Si le réseau à fréquence unique se densifie, la probabilité de recevoir deux ou plusieurs signaux de champ égal ("écho à 0 dB") à certains emplacements augmente. Les récepteurs DVB-T ou ISDB-T ont dans ce cas une sensibilité plus faible, de 5 à 10 dB environ (pour MAQ-64-2/3) si les signaux sont de puissance égale. Si l'intervalle de temps est faible (< 0,5 μs), d'autres problèmes peuvent survenir au niveau de la synchronisation des récepteurs.

L'écho à 0 dB pourrait toucher des zones relativement importantes, en particulier sur terrain plat. Il est important, si le réseau à fréquence unique est dense, de veiller à ce que le logiciel de planification tienne compte de cet écho. Avec une planification de réseau appropriée, le secteur concerné peut être réduit ou transféré vers des zones moins peuplées.

Multiplex

Selon l'Accord GE-06, par exemple, la plupart des pays ont le droit de disposer de sept ou huit "couches" de DVBT dans les Bandes IV et V et d'une "couche" dans la Bande III. Les "couches" ne sont pas définies dans l'Accord GE-06, mais s'entendent généralement du nombre de canaux pouvant être reçus dans une zone donnée. Dans la plupart des pays, les licences actuelles ne couvrent pas encore toutes les couches établies par l'Accord GE-06. D'autres couches pourront être attribuées dans les cas suivants:

• la télévision analogique a été supprimée (y compris dans les pays voisins) et les restrictions sur les couches ont été levées;

• des décisions ont été prises concernant les nouveaux services de radiodiffusion et les autres services autres que de radiodiffusion;

• la nouvelle technologie est assez développée pour pouvoir être mise en œuvre;

• les besoins du marché sont plus précis.

On observe une tendance à concentrer la télévision numérique de Terre dans les Bandes IV et V et à réserver la Bande III pour les services de radiocommunication ou multimédia qui utilisent un système de radiodiffusion audionumérique.

Utilisation de sites communs

L'exploitation de sites communs en vue de la transmission de multiplex existants et nouveaux multiplex permet de réutiliser les infrastructures et les installations existantes, telles que les liaisons de distribution, les bâtiments abritant les émetteurs, les mâts, les antennes et les émetteurs de réserve. De plus, des investissements importants ont déjà été réalisés en ce qui concerne l'accès routier, l'alimentation haute tension, l'alimentation de réserve, l'approvisionnement en eau, l'affectation d'un terrain pour le site, les bâtiments et le personnel.

Il est avantageux, lors de la conception et de l'aménagement d'un site de radiodiffusion, de tenir compte des extensions futures. Il est en effet souvent beaucoup plus onéreux de modifier ultérieurement les liaisons, les bâtiments, les mâts et les antennes.

L'exploitation de sites communs peut être complexe lorsque plusieurs opérateurs de réseau utilisent un même site.

Des règles de priorité doivent être établies pour utiliser l'espace limité des bâtiments et des mâts. L'utilisation partagée des multiplexeurs d'antennes et des antennes nécessite également des accords précis sur les responsabilités, les coûts et la maintenance. L'utilisation commune des antennes peut présenter un avantage du point de vue financier et de la gestion, mais ne permet pas toujours d'assurer une couverture optimale.

Lorsque des multiplex supplémentaires sont prévus pour un type de réseau différent, l'utilisation partagée des sites n'est que partiellement possible. Si un réseau de télévision numérique doit être dense, des sites supplémentaires sont nécessaires et les antennes situées sur les sites existants peuvent être trop élevées ou présenter une polarisation différente de celle qui est requise.

Utilisation de sites distincts

Différentes topologies de réseaux peuvent être nécessaires si:

• plusieurs opérateurs utilisent la même bande de fréquences;

• certains multiplex utilisent des réseaux denses.

Un brouillage par le canal adjacent peut survenir près de stations situées sur des sites différents et utiliser le premier, le deuxième ou le troisième canal adjacent des deux côtés du canal voulu ou du canal image peut être utilisé.

Une station "située sur un site différent" peut être une station de radiodiffusion, mais aussi une station de base mobile. Même les terminaux mobiles peuvent générer un brouillage par le canal adjacent à des distances très courtes.

Le brouillage par le canal adjacent est un problème local auquel il est possible de remédier de diverses manières.

Dans le cas où plusieurs opérateurs de réseau sont concernés, la question qui se pose est de savoir qui prendra en charge les coûts de ces prestations.
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