Tüm dünyadan birçok ülke bugün dijital karasal televizyona (DTT) geçiş aşamasında. RF iletimi tarafında çoğu tekli frekans ağı (Single Frequency Network) mimarisiyle birlikte DVB-T2 modülasyonunu tercih ediyor. 

Çoğu ülkede çoğullanan sinyallerin uydu üzerinden dağıtım altyapısının kurulması kolay, ve bazen bir telekom ağına bağlı olmayan uzak bölgelere erişmenin tek mümkün yolu. Yazıda DTH (Direct To Home) ve DVB-T2 yayıncılık için tek bir uydu sinyali kullanmak değerlendiriliyor ve avantajlarından bahsediliyor.

Neden DTH ve DVB-T/T2 Sistemi İçin Tek Uydu Beslemesi?

Uydu beslemeli DTT vericiler

DTT hizmetleri kuran ülkelerde DVB-T/T2 çoğullamaları merkezi bir yayın tesisinde üretilip ardından DTT vericilere dağıtılır. Çoğullanan sinyale bir uydu sinyalinin eklenmesi, aşağıdaki kullanım durumlarında mantıklıdır:

Bazı vericilere erişmek için bir Telekom ağı kurulur, ve dağ, çöl gibi ıssız alanlarda yer alan diğer vericilere erişmek için uydu dağıtımı kullanılır.

Vericileri beslemek için uydu, Telekom ağına bir yedek olarak kullanılabilir.

Telekom dağıtımı ile karşılaştırıldığında, uydu dağıtımı teknik olarak daha kolay ve kurulumu hızlı. Sadece bir transponder kiralamayı ve yayın merkezinde bir DVB-S2 modülatörüyle verici merkezlerinde demodülatörler kullanmayı gerektiriyor. Tüm ülkeye yayılan fiber ve mikrodalga bağlantıları gerektirmiyor.

DTT’yi tamamlayıcı olarak ve izleyicilere yüzde 100 kapsama sunmak için uydu

Yasal düzenlemeler çoğunlukla DTT işletmecilerine yüksek bir kapsama hedefi getiriyor; bir DTH platformu üzerinde DTT hizmetlerini yayınlamak, bu hedefi gerçekleştirmek için yaygın bir yöntem (Şekil 1). Örneğin Fransa’da 1.600 adet DTT verici kurulumu sayesinde nüfusun yüzde doksan yedisi kapsama alanı içerisindeyken, DTH yüzde 100 kapsamayı garantiliyor. Bu örnekte hizmetler DVB-T çoğullamaları olarak uydu yoluyla vericilere gönderiliyor, ve aynı hizmetler ikinci kez DTH’ye gönderilerek yayın merkezi ve uydu tarafının işletme giderleri (OPEX) iki katına çıkıyor. 

Sermaye harcaması (CAPEX) ve işletme giderlerini (OPEX) azaltma

Şekil 1. DTH ve DVB-T2 yayını

İşletme giderlerini azaltma: DVB-T2 veya DTH çoğullama sinyallerinin yayınlanması amacıyla bir uydu transponder’ı kiralamak, yılda yaklaşık 1.0 – 1.5 milyon avro tutuyor. Bu nedenle hem DTT vericilere sinyal gönderecek hem de nüfusun yüzde yüzünü kapsayacak tek bir çözüm bulmak, uydu kiralama masraflarını yarıya indirebiliyor.

Sermaye harcamasını azaltma: Bun çözüm her hizmetin sadece bir kez kodlanabildiği tek bir yayın merkezi ve tek uplink gerektiriyor. 

Diğer işletme gideri azaltma olanakları

Bölgeselleştirme desteğini iyileştirme

Rekabet ortamında DTT platformlarında bölgeselleştirme, fark yaratan önemli bir etken. Batı Avrupa’da iki binden fazla TV hizmeti yayınlanıyor. Bu kanalların yarısı bölgesel veya yerel. 

DTH STB set üstü alıcılara yayın yapan bir uydu bağlantısında, 36 MHz bant genişliği kapasiteli bir transponder’dan 70 Mbps hızda yayın yapılabiliyor. Bu da tipik olarak 25-40 Mbps olan DVB-T2 RF kanal yayınını çok aşıyor.

Bölgesel ve ulusal kanalları uydu aracılığıyla taşımak, ve bölgesel bir tanımlayıcı kimliğe dayalı olarak DVB-T/T2 sinyalini oluşturup yayınlamadan önce istenmeyen hizmetleri filtrelemek mümkün (Şekil 2). Bu çözüm bölgesel kanalların sayısı kadar ulusal kanal versiyonu iletme gereğini ortadan kaldırdığı için, uydu kapasitesinde önemli tasarruflar sağlıyor.

Şekil 2. DTH ve DVB-T2 yayınlarında bölgeselleştirme

Tek bir DTH sinyalinden birden fazla DTT çoğullama sinyali üretme

Uydu bağlantısının yüksek kapasitesi ile iki veya daha fazla DVB-T2 çoğullama sinyali tek bir DTH akışından üretilebiliyor (Şekil 3). Bu yaklaşım çok sayıda uydu transponder kiralama ihtiyacını ortadan kaldırdığı için, daha da fazla maliyet tasarrufu getiriyor. Görüntü kalitesini zenginleştirmek için DTH çoğullama sinyalinde gömülü her DVB-T2 çoğullama için yayın merkezindeki sıkıştırma modülünün farklı statmux havuzları üretebilecek kapasitede olması gerekiyor. 

Şekil 3. Tek bir DTH sinyalinden iki adet DVB-T2 çoğullama 

Diğer Konular

SFN: Karmaşık bir konu

Bir SFN (Single Frequency Network) mimarisi kullanımı önemli spektrum tasarrufu sağlıyor, çünkü her verici, bir SFN hücresini oluşturan aynı frekans kanalını paylaşıyor. 

Şekil 4. DTT verici merkezinin unsurları

SFN ağ tasarımına iki önemli kısıtlama getiriyor. Belli bir SFN hücresine ait tüm vericilerin aynı anda tam olarak aynı bit akışını iletmeleri gerekiyor, çünkü kod çözücülerin koruma aralığı içerisindeki birçok vericiden sinyal almaları gerekiyor. Bu durum DTH sinyalini bir T2-MI sinyaline çeviren aygıtlar üzerinde kısıtlama getiriyor. Bunun sonucu olarak belli bir SFN alanında çalışan tüm aygıtların rastgele olmayan bir modda T2-MI sinyali sağlaması için DTH girişini işlemesi gerekiyor (Şekil 4).

Bir DTH girişinden DVB-T2 sinyali oluşturma sürecinin, DVB-T2 standardının sunduğu işlevleri etkilememesi gerekiyor. Örneğin belli bir hizmet grubunda iletimin gücünü fark etmek için çoklu PLP kullanılabiliyor (Şekil 5). Mobil TV uygulamaları için diğer bir örnek, sabit sinyal alımı için T2 tabanlı, mobil aygıtlar için FEF’te T2-Lite’ı bir araya getiren kompozit bir sinyalin dağıtımı olarak verilebilir. 

Şekil 5. Çoklu PLP yaklaşımı

İçerik koruma için CAS

Bir koşullu erişim sistemi (Conditional Access System) iki durumda gerekebilir:

• Ödemeli TV içerikleri geçerli nedenlerle korunur. İçerikler DTH ve DTT STB alıcılarda yeniden açılır (descramble).
• Bazı içerikler bir ülkede serbestken komşu ülkelerde olmayabilir.

İçerikler uydu tarafı için karıştırılmalı (scramble) ve DTT ağında yayınlanmadan önce düzeltilmelidir. Bu teknik DTH için “free to view”, DTT için “free to air” olarak biliniyor.

Bölgesel SI/PSI dahil DVB sinyallemeyle tam uyumluluk

DTT uygulamalarında sinyalleme (signaling) önemli bir özellik. DVB-T2 ağ yapılandırmasından (tekli/çoklu PLP, bölgeselleştirmeli veya onsuz, karıştırmalı veya karıştırmasız) bağımsız olarak, sinyallemenin televizyon cihazının verdiği hizmetleri mükemmel tanımlaması gerekiyor. Hem DTH hem de DTT aygıtlarını besleyen bir sistem, sinyallemenin biri DTH kısmı, diğeri her bölgesel çoğullama için olmak üzere birden fazla çeşidini sağlamalıdır.

Vericilere hataya dayanıklı çoğullama göndermek için uydu ve Telekom karışımı

Bazı durumlarda DTT vericilerin bir kısmı için Telekom bağlantıları uydu bağlantısını tamamlayıcı rol oynuyor. Bu fiber ve/veya mikrodalga hatları, stratejik yayın yerleri için yedek bir çözüm olarak kurulup, örneğin büyük şehirlerde tam kapsama garantilenebiliyor. 

Verici merkezinde iki hat arasında SFN düzeyinde bir clean switch sağlanması gerekiyor; böylece DTT modülatörün yeniden senkronize edilmesi için tüm hizmetlerin sinyal alımının birkaç saniye durdurulması gerekmiyor. Bölgeselleştirme mimarileri için iki tane sinyalin işlenmesi sadece giriş medyasının uyarlanması açısından fark ediyor (DVB-S2 ve IP). Her iki kaynaktan da yeniden T2-MI üretiminden sonra, bu işe ayrılmış bir aygıt kesintisiz geçiş gerçekleştiriyor (Şekil 6).

Şekil 6. Uydu artı Telekom yedeklemeli mimari

DTH – T2 çeviricilerin maliyetini düşürme

DTH STB tarafından kodu çözülen bir sinyal, DVB-T/T2 vericileri beslemek için kullanılabiliyor; her verici merkezinde DTH’den DVB-T2’ye bir protokol çevrimi gerçekleştirilmesi gerekiyor. Tekrarlayan bu maliyet, her çoğullama ve verici için bir veya 1 ana + 1 yedek olmak üzere kurulması gerekebilecek potansiyel olarak çok sayıda aygıt nedeniyle sıkı denetim altında tutulmalıdır. İdeal çözüm, uydu demodülatör/descrambler kısmında bir opsiyon olarak desteklemek.

DTH – DVB-T2 çeviricilerin uzaktan yönetimi

Tüm aygıtlar için IP bağlantısına yönelik merkezi yönetim yazılımı, çoğu durumda en iyi çözümü sağlıyor. Ancak IP bağlantısının kaybedilmesi durumunda, bir veya bir grup aygıtın yazılım güncellemesi veya yeniden yapılandırılması için uydudan tek yönlü uzaktan kumandası mümkün olmalıdır. Basit, bant içi komutlarla bir DTH – DVB-T2 çeviricinin yapılandırmasını değiştirmek kolay olmalıdır. Filtreleme işlemini yeniden yapılandırmak için uzaktaki her aygıtın yanına gitmek gerekmemelidir. 

Ölçeklendirilebilirlik – DTH ve DVB-T2 Çözümünün Yükseltilmesi

Bir DTT operatörü bölgeselleştirme yapmadan ve yeni hizmeti ikinci bir aşamaya ertelemeden ilk aşamaya başlama kararı verebilir. Çözüm sadece aygıtları yeniden yapılandırarak yeni hizmetleri destekleyebilecek kadar esnek olmalıdır. DTH ve DVB-T2 için tek sinyal kullanmak, çok sayıda DTT işletmecisi için cazip bir çözüm olarak doğdu. Karşılıklı çalışma uyumlu çözümler sağlamak için DVB hem DTT hem DTH için tek bir uydu sinyali yaklaşımının standartlaştırılması üzerinde çalışıyor. Çözümün basit bir yazılım yükseltmesiyle yeni çıkacak standartlara pürüzsüz geçişi garantileyecek kadar esnek olması gerekiyor. 

Çözümün Hataya Dayanıklılığı

DTT sistemlerinde hataya açık tek bir noktadan bile kaçınmak gerekiyor. Akıllı bir anahtarla yönetilen, tipik 1+1 sinyal işlemeli aygıtlar öneriliyor.

Birleştirilmiş bir uydu/yayın çözümünün bileşenleri

Yayın ve uydu iletimini tek bir sinyalde birleştirebilen bir sistem, çoğullama, SFN uyarlama ve DVB-T2 sinyal işleme teknolojilerinden yararlanıyor. Yayın merkezindeki DVB-T2 ağ geçit yolu içeren bir çoğullayıcı ile verici merkezindeki demodülatör, karıştırma düzeltici ve DVB-T2 işlemciden oluşuyor. Akıllı bir anahtarlama aygıtının eklenmesi, akış yükleme cihazının arızalanması durumunda sinyal kesintisini en aza indiriyor. Uygulamaların çeşitliliği (Pay TV, free to view, free to air) veya gereksinimlerin çeşitliğinden (bölgeselleştirme, SFN, MFN) bağımsız olarak, sade mimari aynı kalıyor ve kolay yükseltmeye imkan veriyor (Şekil 7).

Şekil 7. Tek uydu sinyalli çözümün genel yapısı

Şekil 8. DTH çoğullama yapısı

Yayın merkezinde DVB-T2 ağ geçit yolu DVB-T2 malzeme verili DTH çoğullama sinyalleri ileterek, her verici merkezinde PLP’lere hizmet atama dahil, rastgele olmayan hizmet filtreleme ve T2-MI sinyallerin yeniden üretimini sağlıyor (Şekil 8). Verici merkezinde IRD, DVB-T2 demodülasyon, karıştırma düzeltme, rastgele olmayan hizmet kesilmesi, PSI/SDI işleme ve T2-MI yeniden üretimi gerçekleştiriyor. T2-MI sinyalinin yanı sıra vericilere analog TV ve/veya radyo hizmetlerinin de ulaştırılması gerekiyorsa, demodülasyon ve kod çözme işlemlerini birleştiren bir IRD, basit demodülasyon yerine kullanılabiliyor. 

Çözümün avantajları

DTT araç setine yararlı bir ek olan birleşik yayın/uydu çözümü, DVB-T2 ağında izleyicilere yüzde 100 kapsama sunmak için DVB-T2 ağını DTH ile tamamlamak zorunlu olduğu durumda işletme masraflarını büyük ölçüde azaltıyor. Çözümün sahada yeni cihazlar eklemek zorunda kalmadan bölgeselleştirmeyi desteklemesi, SFN ve içerik koruma gereksinimlerini karşılaması gerekiyor. Ayrıca kurulumu, işletimi ve bakımı kolaylaştırdığı kanıtlanmış, sade bir mimariye sahip.

Sonuç

Tüm DVB-T2 sinyal işleme analog olduğu için, birleşik bir yayın/uydu sinyali işletmecilere yeni çıkacak DCB standardını (Single Illumination) destekleyecek şekilde kolayca yükseltilebilen, geleceğe uyumlu bir çözüm sunuyor. Bu standart halen TM Working Group TM-T, TM-S ve TM-GBS üyeleri tarafından geliştiriliyor.