UHDTV & HEVC & DVB-T2

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

2

Les trois verrous technologiques de l’UHD

Contribution > Compression > Distribution

3

AGENDA









4

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

6

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 connexion Optical/coaxial Coaxial

Optical MultiLink

Optical MultiLink Coaxial Optical

Au cœur des

régions

Réseau TDF

Ultra haut débit

Débit

100 Gbps

5 000 km

Fibre optique

Audio

visuel Télécom

Le Réseau Ultra Haut Débit de TDF déjà prêt pour

des services Ultra Haute Définition (UHDTV)

Afin de répondre aux besoins de transport de données

toujours plus importants des acteurs de l’audiovisuel et

des télécoms, TDF construit et opère intégralement sa

propre infrastructure baptisée Réseau Ultra Haut Débit.

Ce réseau transporte les données voix, data et vidéo et

propose un débit de 100Gbps (par lg d’onde) avec une

qualité de service optimale (avec ou sans compression)

Le réseau s’étend aujourd’hui sur 5 000 kilomètres, au

cœur des régions

Plus de 120 000 flux vidéo HD* simultanés qui pourront

transiter via le réseau (*soit 15 000 flux UHD)

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








► Zoom sur la plateforme UHD terrestre

9

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

► 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 et <50% dans 14%

10

HEVC UHD1 3840x2160 60fps

Framerate Sampling Bitdepth PSNR-Range Bitrate-range

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

Average bit rate savings (measured by BD-Rate) of HEVC

compared to AVC (src Document: JCTVC-Q1011)

11

7,0

9,0

11,0

13,0

15,0

17,0

19,0

débit stat 3pgms (Hyp Gain HEVC 55..60%)

débit stat 3pgm (Hyp Gain HEVC 60..65%)

3 pgm/mux SFN - C2

4 pgm/mux SFN - C2

3 pgm/mux MFN MultiVilles

3 programmes UHD en TNT à quel horizon ?

► En prenant comme référence un débit

CBR de 20Mbit/s (12/2014) et un gain de

12% pour un multiplex statistique de 3

pgms (soit 17,6Mbit/s de débit moyen)

► En conservant la même qualité, si l’on

applique comme modèle, la progression

des gains observés en MPEG4/AVC-HD,

on obtient la courbe ci-contre du débit

moyen par programme dans les 3

années à venir, selon deux scénarios de

gain HEVC min et max.

12

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

AGENDA









13

Distribution pour réception fixe –

Profils réseau MFN ou Multi-villes

14

Distribution pour réception fixe – Profil réseau SFN

(profils de diffusion pressenti pour la France)

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C1 : configuration 256QAM 3/5 la plus pertinente

pour taille de réseau SFN = 34 km C2 : configuration 256QAM 3/5 la plus pertinente

pour taille de réseau SFN = 67 km

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.

L’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)

16

Avec un profil UHD ph1 pour le terrestre : [email protected] 50fps – 10 bits - Rec 709,

tout en restant compatible UHD ph2 grâce aux extensions scalables de HEVC

AGENDA









17

Plateforme terrestre UHD Terrestre lancée en mai 2014

18

Test_U

HD

21

7,5

Mb

it/s

12 Gbit/s

Transport

Routage

IP

Test_UH

D1

22,5Mbit/s

Canal 26

Multiplex DVB-T2

40,250Mbit/s

DiffusionDVB-T2

Fibre Optique

22,5 Mbit/s

CTRLCollecte IP

CTRL

DIFFUSIONRF

Canal 26 - 8MhzPAR 1kW

Modulation 256-QAM32K porteuses

Code 2/3IG 1/128 (28uS)

Efficacité spectrale 5,18 bit/s/Hz

Multiplexeur MPEG-TSGateway T2-MI

T2-MI – 1 PLPMFN

Emetteur DVB-T/T2300W réglé 91W

(Live)Encodeur HEVC Temps réel

3840x2160 - 8-10 bits50 images/sec - REC 709

Video H265/HEVC : 22,2Mbit/sAudio HE-AAC : 192kbit/s Streamer 4xSDI

4 x 3Gbit/sFichiers UHD

format ProRes800..900Mbit/s

(Temps différé)Encodeur HEVC Temps réel

3840x2160 - 8-10 bits50 images/sec - REC 709

Video H265/HEVC : 17,2Mbit/sAudio HE-AAC : 192kbit/s

Contrôle Signal RFDVB-T2Contrôle Signal BdBASI

Contrôle VidéoHEVC – 3840x2160

Décodage SW - GPAC

CTRLSortie MUX

du 25 mai au 2 juin :1 x camera fixe

les 3 & 4 juin :Plusieurs cameras

Car régie production UHD

Du 5 au 8 juin :1 x camera fixe

Camera Sony F65Réglage statique

Pas de cameraman

Téléviseur UHD DVB-T/T2PANASONIC 50 pouces

SONY 65 pouces

Software Release Avril 2014

TDFConcepteur et Intégrateur de solution Innovantes

Go pour le projet 20/01/2014Autorisation CSA 30/05

Retour + des fichiers TS soumis au CSAMise ON-AIR 5/06/2014

Raccordement Stade RG 22/05/2014

UHD-2160p50

Moy:10,5 Mbps

UHD-2160p50

Moy:10,5 Mbps

UHD-2160p50

Moy:16,5 Mbps

UHD-2160p50

Moy:16,5 Mbps

Profil C2

SFN

33,177Mb

256QAM

- 3/5 -

1/16

Canal

TNT

DVB-T2

8 MHz

Profil

MFN

40,21Mb

256QAM

- 2/3 -

1/128

UHD-2160p50

CBR

22,5 Mbps

UHD-2160p50

CBR

17,5 Mbps

UHD-2160p50

Moy:10,5 Mbps

Profil C2

SFN

33,177Mb

256QAM

- 3/5 -

1/16

Canal

TNT

DVB-T2

8 MHz

Profil

MFN

40,21Mb

256QAM

- 2/3 -

1/128

UHD-2160p50

Moy 12,8 Mbps

UHD-2160p50

Moy 12,8 Mbps

UHD-2160p50

Moy 12,8 Mbps

Q4

-20

16

<CBR> Mai -2014

Q4

-20

15

Profil SFN (C2) Profil MFN Multi Villes

<STAT MUX> <VBR>

<STAT MUX> <VBR>

<STAT MUX> <VBR>

Q2-2015

Partenaires 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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