tnt

REPUBLIQUE TUNISIENNEMINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR

DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

Mémoire Présenté à :

L’INSTITUT SUPERIEUR DES ETUDES TECHNOLOGIQUES DE BEJA

Département mécanique Par :

YASSIN MOUABED

La télévision numérique terrestre

Soutenu le 29 novembre 2014 devant la commission de jury :

-

L’année universitaire 2014 / 2015

DEDICACE

A ce qu’est toujours mon meilleur exemple dans la vie : mon très cher père, pour les sacrifices qu’il a consentis pour mon éducation et pour

l’avenir qu’il n’a cessé d’offrir.

Au symbole de douceur, de tendresse, d’amour et affection, et grâce au sens de devoir et aux sacrifices immenses qu’elle a consentis, j’ai

pu arriver à réaliser ce travail.

A ce qui m’a été toujours la garante d’une existence paisible et d’un avenir radieux : ma famille.

A ceux qui m’ont soutenu, encouragé, apprécie mon effort et crée le milieu favorable, l’ambiance joyeuse et l’atmosphère joviale pour

mon procurer ce travail : mes chers amis…

A toutes ces personnes que j’ai senti redoutable de leur dédier ce modeste travail avec mes vifs remerciements et les expressions

respectueuses de ma profonde gratitude.

YASSIN MOUABED

Table des matières

Introduction Général La Télévision Numérique TerrestreIntroduction2I. Historique2II. La télévision numérique terrestre (Fixe)2

1-Définition 22-Principe de fonctionnement 3

2.1-Codage source 42.2-Multiplexage 52.3-Codage canal 5

3-Principales améliorations de la TNT 63.1- Améliorations de l’offre audiovisuelle 3.2- Améliorations techniques 7

4. Les technologies « classiques » de Tv fixe4.1- ATSC 84.2- ISDB-T 84.3-DVB-T 8

5. Principe de la télédiffusion 95.1. L’architecture du réseau de diffusion : 95.2-Le réseau MFN 95.3-Le réseau SFN 10

Conclusion

Liste des figures

Figure 1: Le système de diffusion terrestre.Figure 2: Le chemin numérique d’émission/réceptionFigure 3: Multiplexage de flux élémentaires.Figure 4: Porteuses orthogonales du COFDM. Figure 5: Modulation 64QAM.Figure 6: Exemple de chaine de diffusion numériqueFigure 7: Les technologies de diffusion de la TNT dans le mondeFigure 8: Les normes de la TV Numérique TerrestreFigure 9: Architecture du réseau de diffusionFigure 10: Réseau MFNFigure 11: Réseau SFN

Introduction générale

Introduction Général

Le XX éme siècle a été le témoin de l’apparition de la télévision analogique et de son

développement. La télévision est un élément de vie qui prend chaque jour un peu plus de place

dans notre quotidien. L’évolution de tv passe de phase analogique vers la phase numérique qui ce

dernier s’inspire largement de la télévision analogique. Les modifications majeures concernent la

compression des sources audiovisuelles et le mode d’acheminement de l’information audiovisuelle.

La télévision numérique peut utiliser différents modes de diffusions :

Le satellite

Le câble, dans les grandes villes

Le réseau Internet, notamment grâce à l’avènement de l’ADSL

Le canal hertzien terrestre traditionnel

Dans ce cadre ce projet aura comme objectif de présenter ce qu’est la Télévision Numérique

Terrestre ainsi que les avancées qu’elle offre aux téléspectateurs par rapport à la télévision

classique. Nous verrons les moyens utilisés pour réaliser ces avancées technologiques. Le projet

sera plus spécifiquement centré sur l’étude du cas de la France où la TNT est en cours de

déploiement avec la norme DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestre).

Page 1

La Télévision Numérique Terrestre


Introduction La télévision numérique est aujourd’hui proposée par toutes sortes d’opérateurs, depuis

les câblo-opérateurs grâce aux accès haut débit de type ADSL ou modem câblé ou par satellite

jusqu’aux opérateurs hertzienne, comme la TNT (télévision numérique terrestre).

I. Historique 1817: découverte de la propriété qui engendrera la cellule photovoltaïque. Cellule qui

permet de

transformer la lumière en courant électrique.

1897 : mise au point du tube cathodique

1931 : René Barthélemy effectue en France la première transmission d’une image de 30

lignes.

1936 : retransmission des Jeux Olympiques en Allemagne. Plus de 150000 téléspectateurs

assistent en direct à cet événement.

1951 : première émission public de télévision couleur.

1969 : Vision en direct du premier pas de l’homme sur la lune.

1994 : première transmission numérique à l’USA pour le grand public.

1998 : la Grande Bretagne lance ses chaînes de télévision numérique terrestre.

1999 : apparition de la nouvelle norme MPEG2.

2000 : naissance des normes MPEG 4 et 7.

2003 : attribution de fréquence pour la TNT en France.

2005 : déploiement de la TNT en France.

II. La télévision numérique terrestre (Fixe)

1-Définition

La TNT (Télévision Numérique Terrestre) ou DTTV en anglais (Digital Terrestrial

Télévision) est un système de diffusion terrestre de la télévision dans lequel les signaux vidéo

audio et de données ont été numérisés, puis ordonnés dans un flux unique (multiplexage)

Page 2


avant d’être modulés puis diffusés, c'est-à-dire transporter jusqu’au téléspectateur via les

ondes électromagnétiques.

Figure 1: Le système de diffusion terrestre.

2-Principe de fonctionnement La diffusion numérique terrestre ou hertzienne utilise le principe classique de la

diffusion dans les bandes VHF/UHF, mais ces dernières au lieu de transporter les images et le

son en analogique les véhiculent après numérisation et compression selon la norme

MPEG2/DVB-T.

- Le chemin numérique d’un film ou d’une émission est le suivant :

1. création de la source audiovisuelle.

2. codage numérique de la source.

3. compression de la source.

4. multiplexage et transformation en analogique.

5. émission des chaînes en analogique.

6. réception des chaînes en analogique.

7. séparation des chaînes en numérique.

8. restitution de la source audiovisuelle.

1-Les étapes 1, 2, 3 dépendent de la chaîne qui émet le programme. Ces étapes seront vues

dans la partie « MPEG-2(encodeur) ».

Page 3


2- Les étapes 4 et 5 sont réalisées par le diffuseur. Ces étapes seront vues dans la partie

« MPEG-2(système) ».

3- Les étapes 6, 7, 8 sont réalisées successivement par l’antenne, le décodeur puis la

télévision du téléspectateur au niveau de réception.

Figure 2: Le chemin numérique d’émission/réception

2.1-Codage sourceCe système permet de transporter le flux des informations sous forme numérique. Le codage

de l’information est différent suivant que l’on s’occupe du son ou de la vidéo. Le codage

vidéo a retenu MPEG-2 tandis que le codage audio est réalisé grâce au procédé Musicam qui

utilise les propriétés de l’oreille humaine pour ne coder que les informations nécessaires.

Tableau 1: Les normes de codage source

Chaînes gratuites Chaînes payantes

SD SD HD

Vidéo MPEG2, 4Mbits/s MPEG4 AVC 1Mbit/s

MPEG4 AVC

8Mbit/s

Audio MPEG layer 3,Dolby AC3,192Kbit/s ou 5.1

384Kbit/s

MPEG4 ACC MPEG4 ACC

Page 4


2.2-Multiplexage Les nouvelles techniques numériques avec compression des informations transmises

permettent de diffuser dans une largeur de bande équivalente à un canal analogique cinq ou

six programmes organisés en multiplex de programmes, le multiplexage TNT s’insère dans

les canaux tabous de la bande UHF. Ce sont les canaux qui ne peuvent être utilisés en

analogique mais conviennent au numérique. La diffusion TNT est réalisée avec un recul de

l’ordre de 10 à 13dB par rapport à l’analogique pour une couverture comparable. Les

techniques d’accès conditionnel reposent sur trois niveaux fonctionnels : l’embrouillage et le

désembrouillage des signaux, la gestion des signaux de contrôle d’accès et enfin la gestion des

titres d’accès liés aux modes de commercialisation.

Cette ressource favorise l’enrichissement de nouvelles offres de services très facilement

différentiables qui peuvent être commercialisées par abonnement ou par paiement à la

séance.

Figure 3: Multiplexage de flux élémentaires.

2.3-Codage canal Le codage du canal DVB s’effectue en suivant le principe de la modulation COFDM

(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) qui consiste à répartir l’information

sur un grand nombre de porteuses distinctes et orthogonales modulées individuellement.

Son principal avantage est son excellent comportement en présence d’échos dus aux

réflexions sur des montagnes ou des bâtiments.

Page 5


Figure 4: Porteuses orthogonales du COFDM. Figure 5: Modulation 64QAM.

3-Principales améliorations de la TNT Le passage de la télévision classique à la télévision numérique offre de nombreux

avantages pour le téléspectateur et aussi pour les diffuseurs. Ainsi le téléspectateur a entre

autre un choix de programmes plus grand une meilleure interactivité mais aussi une meilleure

qualité visuelle et sonore.

3.1- Améliorations de l’offre audiovisuelle Deux principaux avantages sont mis en avant l’amélioration de la qualité visuelle et sonore et l’augmentation du nombre de programmes qui peuvent être diffusés. L’amélioration de la qualité visuelle et sonore est due aux nouvelles techniques qui sont utilisées pour transmettre et compresser les programmes. Ainsi les phénomènes de « neige », de couleurs délavées ou qui bavent de déchirure d’images n’existeront plus avec la TNT. En effet le numérique est basé sur le principe « tout ou rien » : soit la qualité de l’image est parfaite soit il n’y a pas d’image. L’augmentation du nombre de chaînes permet l’apparition de nouveaux acteurs audiovisuels. Les organismes de régulations nationales peuvent permettent l’apparition de chaînes locales ou de chaînes d’association.Deux différents types de chaîne peuvent être diffusés : les chaînes payantes et les chaînes gratuites. Dans certains pays comme la France, il a été décidé que la technique de compression ne serait pas la même pour les chaînes gratuites que pour les chaînes payantes.Les chaînes payantes auront une qualité visuelle accrue et un plus grand nombre de service accessible.

Page 6


Figure 6: Exemple de chaine de diffusion numérique

3.2- Améliorations techniques Les nouveaux procédés utilisés la compression et le multiplexage notamment accroissent le nombre de chaînes qui peuvent être diffusées tout en diminuant l’encombrement du spectre de fréquences. Diminuer l’encombrement du spectre est une chose importante car celui-ci est très utilisé dans de nombreux domaines. Citons par exemple la téléphonie mobile la radiodiffusion les applications militaires … Ainsi tout en augmentant l’offre audiovisuelle on améliorera l’utilisation des fréquences. Cette étape peut être franchie dès lors que la télévision analogique ne sera plus utilisée. Pour cela il faut que tous les centres d’émissions télévisuels soient mis à jour pour la télévision numérique. En France il a été planifié que la télévision analogique et numérique fonctionnerait simultanément pendant environ 15 ans. Dans les zones frontalières, la TNT est difficile à mettre en place. En effet les fréquences de fonctionnement de la TNT peuvent interférer avec les pays frontaliers. D’où parfois des difficultés pour la mise en œuvre du réseau de diffusion de la télévision numérique. Le passage à la technologie numérique est de plus un gain d’argent et une nouvelle source de revenus pour les diffuseurs et créateurs de programmes.

4. Les technologies « classiques » de Tv fixe [1] Il existe trois normes de diffusion coexistent à l’échelle mondiale :

Page 7


Figure 7: Les technologies de diffusion de la TNT dans le monde

4.1- ATSC La norme ATSC (Advanced Télévision Systems Commutée) déployée aux Etats-Unis, au

Canada et en Corée du Sud ne permet pas par la nature de la modulation 8-VSB employée,

une réception mobile.

4.2- ISDB-T La norme ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial) a été retenue

au Japon pour la diffusion de la TNT lancée en décembre 2003 à Tokyo Osaka et Nagoya.

L’ISDB-T est en de nombreux points similaires à la norme européenne DVB-T (notamment

pour le multiplexage et la modulation). La principale différence réside dans le fait que dans

l’un des modes de l’ISDB-T la bande passante est divisible en 13 segments temporels

(intervalles temporels similaires à ceux introduits par le DVB-H par rapport au DVB-T). Or

de 1 à 3 de ces segments temporels ont été réservés pour la diffusion à destination des mobiles

le reste ayant été consacré à la diffusion de la TNT fixe. Bien qu’aucun service commercial

d’ISDB-T mobile n’ait encore été lancé au Japon cette norme est donc déjà compatible et des

prototypes de récepteurs existent. Il est prévu que la NHK et les cinq grands réseaux gratuits

du hertzien terrestre seront diffusés à destination des mobiles en ISDB-T à partir du mois de

mars 2006.

4.3-DVB-T Le DVB-T est la norme européenne de la TNT créée en 1995 et publiée en 1997 par le

consortium DVB (Digital Video Broadcasting). Elle est aujourd’hui utilisée dans plus de 50

pays. Le DVB-T consiste en une modulation de type COFDM (Coded Orthogonal

Page 8


Frequency Division Modulation) à porteuses multiples. Il existe deux modes possibles, dits

respectivement « 2K » et «8K ». C’est le mode 8K, combiné à une modulation spécifique

(QPSK, 16QAM, 64QAM) qui est généralement retenu pour la diffusion de télévision

numérique hertzienne notamment en France.

Figure 8: Les normes de la TV Numérique Terrestre

Norme retenu pour la Tunisie : DVB-T (l’Afrique du Nord et en particulier la

Tunisie fait partie de la Zone européenne de planification.

5. Principe de la télédiffusionLa diffusion doit assurer l’écoulement dans les meilleures conditions et

débit du flux de données. La télédiffusion s’appuie sur le principe « d’inondation ». Nous verrons ici les principaux procédés utilisés pour la télédiffusion.

5.1. L’architecture du réseau de diffusion : En 1990, a été codifié par l’UIT-R4 trois étapes dans l’élaboration et la transmission

d’un programme audiovisuel. Deux de ces étapes concernent le milieu professionnel et la

troisième concerne le grand public :

-le service de contribution. Il assure la mise en forme des signaux. C’est à ce stade que les

retouches vidéo ou sonores sont effectuées.

- le service de distribution primaire. Il assure le lien entre les centres de productions

audiovisuels et les têtes de réseaux de diffusion.

- le service de distribution secondaire. Il distribue les données audiovisuelles depuis

les têtes de réseaux jusque chez le téléspectateur.

Page 9


Figure 9: Architecture du réseau de diffusion

5.2-Le réseau MFN C’est le réseau multifréquence, il s’agit du principe actuellement utilisé pour les réseaux

de diffusion de la télévision analogique. La ressource est alors essentiellement liée à la

capacité qu’offre le numérique d’utiliser les canaux adjacents des diffusions analogiques

actuelles. C’est sur cette base que la France, comme la plupart des pays européens, dégage

une ressource de six canaux pour la nouvelle TNT. En d’autres termes, chaque canal actuel

(TF1, France 2, France 3, Canal+, La Cinquième/ARTE, M6) offrira six canaux à la place

d’un canal de telle sorte que les six chaînes principales offriront au total 36 canaux de

télévision numérique.

Figure 10: Réseau MFN

5.3-Le réseau SFN C’est le réseau mono fréquence, un seul et même canal est utilisé par tous les émetteurs

pour couvrir le même territoire. Moins consommateur en fréquences il est plus coûteux à

implémenter.

Page 10


Figure 11: Réseau SFN

Conclusion :

L’avantage de TNT : La qualité de l'image est globalement meilleure qu'en analogique, en particulier avec une

bonne réception, en raison de l'élimination des interférences visibles et d'autres effets tels

que les images fantômes. Il est plus facile d'obtenir une qualité d'image optimale

numérique qu'une qualité d'image optimale analogique.

Les altérations sont moins perceptibles dans les présentations numériques avec un signal

plus faible.

Certaines chaînes peuvent diffuser leurs programmes en haute définition (HD).

L’inconvénient de TNT :

Page 11


Les anciens récepteurs ne sont plus utilisables tels-quels5 ; il peut être nécessaire d'acheter

de nouveaux équipements (convertisseur analogique-numérique, nouveau téléviseur), ou

bien de souscrire à un service de télévision par câble ou par satellite).

La consommation d'électricité augmente si la télévision et un boîtier décodeur sont

branchés en même temps.

Il peut être nécessaire de remplacer l'antenne de réception, éventuellement par une

antenne amplifiée5. Ceci peut nécessiter l'intervention du syndic dans les copropriétés5.

Page 12

http://fr.wikipedia.org/wiki/T%C3%A9l%C3%A9vision_num%C3%A9rique_terrestre#cite_note-scienceetavenir-5



tnt

Documents