UHDTV & HEVC & DVB-T2 - Sommes-nous prêts pour l'Ultra HD ? Les distributeurs - Forum Audiovisuel Numérique
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UHDTV & HEVC & DVB-T2
Sommes-nous prêts pour l’Ultra HD ?
Les distributeurs
Décembre
2014
AGENDA
► Les trois verrous technologiques pour la distribution
► La collecte des signaux UHDTV
► Signaux non compressés : quels débits et interfaces ?
► Réseau de transport Ultra Haut Débit (RUHD)
► Compression HEVC, successeur du MPEG4
► Quels débits en HEVC ?
► 3 programmes par multiplex TNT à quel horizon ?
► Distribution sur réseau Terrestre
► Quel profil DVB-T2
► Quels scénarios
► Focus sur la plateforme UHD terrestre
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Les trois verrous technologiques de l’UHD
Contribution > Compression > Distribution
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AGENDA
► Les trois verrous technologiques pour la distribution
► La collecte des signaux UHDTV
► Signaux non compressés : quels débits et interfaces ?
► Réseau de transport Ultra Haut Débit (RUHD)
► Compression HEVC, successeur du MPEG4
► Quels débits en HEVC ?
► 3 programmes par multiplex TNT à quel horizon ?
► Distribution sur réseau Terrestre
► Quel profil DVB-T2
► Quels scénarios
► Focus sur la plateforme UHD terrestre
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Quels débits pour des signaux UHDTV en 10 bits ? HD 1080i50 UHDTV 2160p50 (phase1) UHDTV 2160p100 (phase2 - HFR) NB : les couleurs correspondants au débit : Jaune (=3Gbps), Rose (=6Gbps), Vert (12Gbps) et Gris (24Gbps) font le lien avec les slides suivants 5
Quels interfaces (studio + contribution) ?
Les interfaces SDI actuels à 3Gbps
nécessitent 4 liens SDI pour transporter
un signal UHD de débit 12Gbit/s
La SMPTE standardise plusieurs types
d’interfaces pour répondre aux différents
formats UHD et usages de la captation
jusqu’au transport de contribution.
Le tableau ci-dessous donne les normes
SMPTE adaptées à l’UHDTV 50p
UDHTV : 3840x2160 50fps - 10 bits 4:2:0 ou 10 bits 4:2:2
SDI3G SDI6G SDI10G SDI10G SDI12G SDI25G
Norme ST 425-5 ST 2081-11 ST 2036-3 ST 2036-4 ST 2082-10 ST 2062-1
Nb Liens 4 2 2 3 1 1
Type Optical Optical
connexion Optical/coaxial Coaxial MultiLink MultiLink Coaxial Optical
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Le Réseau Ultra Haut Débit de TDF déjà prêt pour
des services Ultra Haute Définition (UHDTV)
Au
Ultra
cœur Afin de répondre aux besoins de transport de données
haut
des
débit toujours plus importants des acteurs de l’audiovisuel et
régions
des télécoms, TDF construit et opère intégralement sa
propre infrastructure baptisée Réseau Ultra Haut Débit.
Débit
Réseau TDF 100 Ce réseau transporte les données voix, data et vidéo et
Gbps propose un débit de 100Gbps (par lg d’onde) avec une
qualité de service optimale (avec ou sans compression)
Fibre 5 000
optique km Le réseau s’étend aujourd’hui sur 5 000 kilomètres, au
cœur des régions
Plus de 120 000 flux vidéo HD* simultanés qui pourront
Audio transiter via le réseau (*soit 15 000 flux UHD)
Télécom
visuel
Les avantages du réseau Ultra Haut Débit de TDF
un réseau national en France métropolitaine
Un réseau de construction récente
et homogène en technologies
Réseau d’une capacité totale de 7
Terabits
Transport de tout type de flux
Technologie DWDM 40G / 100Gbps
par longueurs d’ondes
Evolutivité native vers 200 Gbs
Gestion de la QoS de bout en bout
Réseau opéré et supervisé par TDF
Protection automatique des
services
Faible latence : Paris => Bordeaux :
3,8ms
AGENDA
► Les trois verrous technologiques pour la distribution
► La collecte des signaux UHDTV
► Signaux non compressés : quels débits et interfaces ?
► Réseau de transport Ultra Haut Débit (RUHD)
► Compression HEVC, successeur du MPEG4
► Quels débits en HEVC ?
► 3 programmes par multiplex TNT à quel horizon ?
► Distribution sur réseau Terrestre
► Quel profil DVB-T2
► Quels scénarios
► Zoom sur la plateforme UHD terrestre
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Quels débits avec HEVC ?
Gains variables en fonction de la complexité des images
► En codage VBR (Stat MUX) les débits pourront varier entre 5 et 20Mbit/s
HEVC UHD1
Framerate Sampling Bitdepth PSNR-Range Bitrate-range
3840x2160 60fps
Séquence simple 60fps 4:2:0 8 bits 37,5-41,5 dB 2,5-13 Mbit/s
Séquence intermédiaire 60fps 4:2:0 8 bits 35-38 dB 5-20 Mbit/s
Séquence difficile 60fps 4:2:0 8 bits 31-34 dB 9,5-21 Mbit/s
► Quelques exemples au travers de démonstrations avec la participation TDF :
11/13 - Projet ULTRA : UHDTV 2160p30 sur DVB-T2 avec un débit fixe de 16 Mbit/s
05/14 - Roland Garros 2014 : UHDTV 2160p50 qualité TNT codage live avec un débit fixe de
22Mbit/s et un autre programme à 17Mbit/s en codage en temps différé.
► Des tests subjectifs (MOS) réalisés en avril 2014 au sein du groupe Video
Coding de MPEG ont montré que le gain moyen de HEVC supérieur ou égal à
50% dans 84% des cas
Gain HEVC/AVC >50% dans 41% des cas; ~50% dans 45% des cas etAverage bit rate savings (measured by BD-Rate) of HEVC compared to AVC (src Document: JCTVC-Q1011) 11
3 programmes UHD en TNT à quel horizon ?
débit stat 3pgms (Hyp Gain HEVC 55..60%)
► En prenant comme référence un débit 19,0 débit stat 3pgm (Hyp Gain HEVC 60..65%)
CBR de 20Mbit/s (12/2014) et un gain de
12% pour un multiplex statistique de 3 17,0
pgms (soit 17,6Mbit/s de débit moyen) 15,0
► En conservant la même qualité, si l’on
13,0
3 pgm/mux MFN MultiVilles
applique comme modèle, la progression
des gains observés en MPEG4/AVC-HD, 11,0 3 pgm/mux SFN - C2
on obtient la courbe ci-contre du débit
9,0
moyen par programme dans les 3 4 pgm/mux SFN - C2
années à venir, selon deux scénarios de 7,0
gain HEVC min et max.
Cette projection nous donne une date d’introduction en TNT :
fin 2015 pour 3 programmes dans un multiplex MFN multi-villes
fin 2016 pour 3 programmes dans un multiplex SFN (C2)
Elle montre aussi que l’on pourra atteindre 4 programmes par multiplex entre 2018 et 2019
12AGENDA
► Les trois verrous technologiques pour la distribution
► La collecte des signaux UHDTV
► Signaux non compressés : quels débits et interfaces ?
► Réseau de transport Ultra Haut Débit (RUHD)
► Compression HEVC, successeur du MPEG4
► Quels débits en HEVC ?
► 3 programmes par multiplex TNT à quel horizon ?
► Distribution sur réseau Terrestre
► Quel profil DVB-T2
► Quels scénarios
► Focus sur la plateforme UHD terrestre
13Distribution pour réception fixe –
Profils réseau MFN ou Multi-villes
14Distribution pour réception fixe – Profil réseau SFN
(profils de diffusion pressenti pour la France)
Le profil de diffusion C2 est
pressenti pour la diffusion
DVB-T2.
A ingénierie équivalente du
réseau de diffusion, il permet
d'obtenir une qualité de
couverture comparable à
celle de la TNT actuelle, avec
une amélioration dans les
zones SFN critiques (cellules
67km)
La capacité en débit est de
l'ordre de 33,2 Mbit/s.
C1 : configuration 256QAM 3/5 la plus pertinente C2 : configuration 256QAM 3/5 la plus pertinente
pour taille de réseau SFN = 34 km pour taille de réseau SFN = 67 km
15L’UHD c’est possible en TNT dès demain
Synthèse
► La modulation DVB-T2 va permettre de passer de
24,8 Mbit/s à 33,2 ou 34,9 Mbit/s soit un gain de
+33% ou 40% (profil SFN)
► La compression HEVC : les gains annoncés pour
l’UHD sont mesurés entre 60 et 65% nous permettent
d’envisager une configuration de 3 puis 4
programmes UHDTV par multiplex.
► Si les progrès des encodeurs HEVC suivent la même
progression qu’en AVC :
il sera possible de démarrer 3 programmes UHD
par Multiplex TNT T2 / HEVC
fin 2015 (MFN Multi-villes) et fin 2016 (SFN)
Avec un profil UHD ph1 pour le terrestre : M10P@L5.1 50fps – 10 bits - Rec 709,
tout en restant compatible UHD ph2 grâce aux extensions scalables de HEVC
16AGENDA
► Les trois verrous technologiques pour la distribution
► La collecte des signaux UHDTV
► Signaux non compressés : quels débits et interfaces ?
► Réseau de transport Ultra Haut Débit (RUHD)
► Compression HEVC, successeur du MPEG4
► Quels débits en HEVC ?
► 3 programmes par multiplex TNT à quel horizon ?
► Distribution sur réseau Terrestre
► Quel profil DVB-T2
► Quels scénarios
► Focus sur la plateforme UHD terrestre
17Plateforme terrestre UHD Terrestre lancée en mai 2014
(Live)
Encodeur HEVC Temps réel
Camera Sony F65 3840x2160 - 8-10 bits
Réglage statique 50 images/sec - REC 709
Pas de cameraman Video H265/HEVC : 22,2Mbit/s
Audio HE-AAC : 192kbit/s Streamer 4xSDI
4 x 3Gbit/s
Fichiers UHD
format ProRes
800..900Mbit/s
Fib
12 Gbit/s
re
Op
22
,5
tiq
M
ue
bi
t/
s
du 25 mai au 2 juin :
1 x camera fixe
les 3 & 4 juin :
TDF
Transport (Temps différé)
Plusieurs cameras
Car régie production UHD Concepteur et Intégrateur de solution Innovantes Routage Encodeur HEVC Temps réel
3840x2160 - 8-10 bits
Du 5 au 8 juin : Go pour le projet 20/01/2014 IP 50 images/sec - REC 709
Autorisation CSA 30/05 Video H265/HEVC : 17,2Mbit/s
1 x camera fixe
Test_UHD2
17,5Mbit/s
Retour + des fichiers TS soumis au CSA Audio HE-AAC : 192kbit/s
Mise ON-AIR 5/06/2014
Raccordement Stade RG 22/05/2014
Te s
22,
t_U
5M
HD
Emetteur DVB-T/T2
300W réglé 91W
bit
1
Téléviseur UHD DVB-T/T2
Diffusion
/s
PANASONIC 50 pouces Canal 26 - 8Mhz
SONY 65 pouces PAR 1kW
Software Release Avril 2014 DVB-T2 Modulation 256-QAM
32K porteuses
Code 2/3
IG 1/128 (28uS)
Efficacité spectrale 5,18 bit/s/Hz Multiplex DVB-T2
40,250Mbit/s Multiplexeur MPEG-TS
Gateway T2-MI
T2-MI – 1 PLP
MFN
Canal 26 CTRL
Collecte IP
CTRL
Contrôle Signal RF Sortie MUX
DVB-T2
Contrôle Signal BdB
ASI
Contrôle Vidéo
CTRL HEVC – 3840x2160
RF Décodage SW - GPAC
DIFFUSION
18Q2-2015 Mai -2014
Profil C2 Profil UHD-2160p50
UHD-2160p50 CBR
Moy:16,5 Mbps SFN Canal MFN 22,5 Mbps
33,177Mb TNT 40,21Mb
256QAM DVB-T2 256QAM
UHD-2160p50
Moy:16,5 Mbps - 3/5 - 8 MHz - 2/3 - UHD-2160p50
CBR
1/16 1/128 17,5 Mbps
Q4-2015
Q4-2016
Profil SFN (C2) Profil MFN Multi Villes
UHD-2160p50
UHD-2160p50 Profil C2 Profil Moy 12,8 Mbps
Moy:10,5 Mbps
SFN Canal MFN
UHD-2160p50 33,177Mb TNT 40,21Mb UHD-2160p50
Moy:10,5 Mbps
256QAM DVB-T2 256QAM Moy 12,8 Mbps
UHD-2160p50 - 3/5 - 8 MHz - 2/3 -
Moy:10,5 Mbps UHD-2160p50
1/16 1/128 Moy 12,8 MbpsPartenaires Industriels qui contribuent à la plateforme TNT Cette plateforme a été construite en partenariat avec : ENVIVIO DOLBY BBRIGHT Thomson Vidéo Networks PLISCH ENENSYS INSA-IETR / TELECOM-PARIS Coté Récepteurs IDTV avec chipset UHD HEVC et T2 (mai 2014) SONY PANASONIC SAMSUNG
MERCI POUR VOTRE ATTENTION
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