數位廣播技術與應用推展(3)（作者歐敏銓／電子產業自由作家）
DVB-H vs. DAB/DMB：服務與技術差異比較
行動電視（Mobile TV）的發展甚快，從2004年及2005年分別制定DVB-H及T/S-DMB標準以來，網路測試及商業化的服務已陸續在全球各地展開。目前商業化腳步較快的是基於數位廣播（DAB）的行動電視標準，其中S-TMB及T-DMB已在韓國大規模的開通服務，在英國則有英國電信即將推出的BT Movio，採用的是IP-based的DAB-IP規格，此規格已在今（2006）年7月11日成為歐洲通信標準委員會（ETSI）核定的標準。
不過，DVB-H當然也不是省油的燈，目前全球有包括美、德、英、法、芬蘭、瑞典、馬來西亞、新加坡、澳洲等地約有40個DVB-H測試計畫正在執行中，而第一個商業化的服務也已自今年6月在義大利開始提供服務。這是由3 Italia公司所推出的服務，推出後的反應熱烈，在營運六週後即突破11萬個用戶，預估半年後，也就是今年年底可望達到50萬個用戶。
當行動電視的議題開始浮上檯面時，市場的焦點大多集中在DVB-H這項標準上頭，因為它在技術規格上具有相當多的優勢，多數的晶片及設備廠商也紛紛投入產品的開發，不過當面臨營運開通的現實問題時，頻譜的可用性就成了棘手的難題。T-DMB一方面已在韓國取得了商業化的可行性保證，一方面也具有頻譜可用性的優勢，再加上和地面數位電視（DVB-T）一樣已有完善的DAB佈建基礎，因此近來愈來愈受到重視，被列入行動電視服務開展的選擇方案之一。
DVB-H與DAB式行動電視服務，究竟孰優孰劣？本文中將針對兩者在服務推展及技術性上的差異進行分析比較。
■頻譜可用性為服務推展關鍵
就行動電視服務的推展來說，必須考量三點：一是頻譜可用性；二是網路建置，這包括既有的網路佈建狀況、提升服務的新增設備與擴建基地台的投資成本；三是服務的模式，也就是行動通訊業者與廣播電視業者之間的合作經營模式。這三者中最基本、也是最重要的問題正是：頻譜在那裏？
DAB的應用頻段為VHFⅢ（174∼230MHz）及L-band（1452∼1477MHz），最佳的應用頻段為VHFⅢ；DVB-H的應用頻段為VHF （174∼230MHz）、UHF（470∼838MHz）及L-band，最佳的應用頻段為UHF。不過，也不是所有的規範頻段都可以使用，由於所謂行動電視是整合行動通訊和廣播電視的一套系統，在終端的行動設備（如手機）必須同時接收數位電視及GSM系統的訊號，因此在終端的開發上必然得考量到兩套系統在收發上的互操作性問題。以DVB-H來說，若是要與GSM 900的手機系統整合，在channel 21∼55之間的干擾問題可以透過濾波器來解決，但一般會將頻率範圍限制在channel 49以下；DAB在VHF頻段與手機系統沒有互操作性的議題，但在L-band則需解決與GSM1800發射器的干擾問題。請參考（圖一）。
▲圖一：DVB-H與DVB/DMB在頻段上與手機系統的互操作性干擾議題。（資料來源：DVB-H.org）
雖然頻譜的定位很清楚，但不論是DVB-H或基於DAB的DMB或DAB-IP，都面臨著與數位電視及廣播爭頻譜的窘境。目前VHFⅢ和UHF的頻段普遍被用來播送類比、數位電視及數位廣播，其中尤其是數位電視廣播，因愈來愈普及，對於頻譜的需求也就愈來愈高。相較之下，DAB定位的數位廣播音訊服務接受度不算太高，因此比較有機會爭取過來讓行動電視使用；不過，也因為市場接受度不高，網路佈建的成熟度在各國的發展也不一致，目前覆蓋率最高的國家包括比利時、德國、丹麥、新加坡、葡萄牙及英國，台灣除了東部外，其餘區域也已架設完成。
此外，既有頻段在區域性或全國性服務類型的轉換，並非說換就能換，這和國家政策息息相關。例如有的國家在數位廣播不盛行的情況下，將VHFⅢ定位為汽車收音廣播之用；至於DAB組織強調的L-Band音訊服務使用程度還很低，可轉為行動電視之用的說法，DVB-H組織反駁指出L-band的營運網路還很少，覆蓋範圍也不大。
DVB-H組織強調，在歐洲大部分國家的數位電視營運中，個別系統業者所擁有的6∼7個DVB-T多工器（Multiplexer；MUX）中，多會保留一至兩個給 DVB-H使用；在亞太地區有更多的保留空間。預計自今年起在各個國家中會陸續有區域性或全國性的UHF頻段用來提供行動電視服務。
不過，就發展現況來看，例如英國、德國就因為確實很難找到DVB-H的使用空間，因而轉向DAB的技術。英國政府為了支持BT Movio的DAB-IP服務，正著手討論放寬管制，讓原先只準將20％的DAB頻譜用於行動電視服務，提高為30％，這當然是一大利多的舉動。有頻譜才有服務的情況，在義大利也是如此，3 Italia能順利推出基於DVB-H的行動電視服務，正因為它當初買下義大利第7頻道時獲得了474∼746MHz頻段。
■技術差異比較
再來看看兩者在技術運作上的差異。其實DVB-T/H與DAB在傳輸上的調變（modulation）及編解碼（CODECs）技術是很接近的，兩者皆是採用COFDM（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex）調變技術，其中DAB採用的是較單純的D-QPSK（Differential Quadrature Phase-shift Keying），有助於簡化接收端的設計；DVB-H則允許業者自行選擇使用QPSK、16QAM、64QAM等複雜度不同的調變技術，愈複雜的調變技術能得到更高的頻譜效益，但在技術上需做更多的投資。兩者在技術規格上的差異，請參考（表一）。在視訊的編解碼上，DVB-H與DMB都採H.264規格；在音訊編解碼上，DVB-H採用AAC規格，DMB採用BASC規格。
雖然採用的技術基礎相似，但因在實體層、MAC層上採用的專屬技術及參數定義的不同，加上可用頻寬也不同，這都會造成在容量、效能及耗電性上的差異，這些差異會進一步影響到營運上的投資與經營型態。以下將分別進行比較：
1.節目容量
以行動電視的一個影音節目的傳輸來說，採用H.264/level 1.2的規格，而且要達到CIF（360×288）畫質的話，在視訊傳輸上需要384Kbps的速率，音訊上需要48Kbps，若再加上約40Kbps的 overhead，因此一個品質穩定的節目大約需要用掉500Kbps。
DVB-H及DAB/DMB在一個通道中可傳輸的節目數量，與其最大傳輸速率（每秒可傳送的資料量）有關，而傳輸速率又受到頻寬和調變技術的影響。DAB/DMB一個通道的頻寬約1.5MHz，採用D-QPSK可達約1Mbps的速率，因此大約只能傳2∼3個節目。相較之下，DVB-H的通道頻寬分為5/6/7/8MHz四種，若在8MHz下採用QPSK可達 3Mbps以上的速率，能傳送約6∼7個節目；若採用16QAM則可達約14Mbps速率，可傳送近30個節目；若採用64QAM，傳送節目可以再加倍到近60個。
若再考慮可用的頻寬，以頻譜範圍來看，DAB的可用頻寬包括在VHFⅢ的56MHz，以及L-band的25MHz，也就是整體可用的頻譜範圍是81MHz；相較之下，僅僅是使用UHF頻段，DVB-H就有300∼400MHz的頻譜可用，比起DAB大上許多。也就是說若使用 DVB-H，只要頻譜開放的愈多，營運業者就能提供數量極大的節目。
不過，這兩者在單一通道可傳送的節目數量差異，也會造成營運模式上的決定性影響。乍看之下，一個通道能播放的節目數量當然是愈多愈好，但在營運執照上，通常是依通道使用權來發放，在DVB-H的模式下，單一營運商將掌握大量的節目頻道，自然會形成垂直式的市場型態，也就是由一家廠商來整合及主控節目的內容；DAB的單一營運商只需經營少量的節目，營運商本身也可以是內容製作者或網路業者，進場經營的門檻相對上低了許多，容易形成水平式的市場型態。
2.靈敏性與耗電性
就行動電視的應用來說，要想在行動設備上長時間收看視訊節目，就得克服接收器靈敏度與耗電性的問題。接收器的靈敏度主要受到頻寬與C/N值表現的影響，DAB/DMB的頻寬較小，在靈敏度上的條件較佳，但由於DVB-H採用多重協定封裝-前向糾錯（MPE-FEC）技術而獲得更佳的C/N值，因此兩者在靈敏度的表現相當接近。
接收器的靈敏度會影響發射器所需的傳送功率，進而影響基地台多工器的建置成本，從這個角度來看，兩項規格對於多工器的投資成本是相近的，但DVB-H的優勢在於能提供數倍於DAB/DMB的頻道容量。
在傳輸功率上，較低的資料速率意味著需要的功耗較低，這樣看來DAB/DMB擁有較佳的耗電性。不過，DVB-H因採用了時間切片（Time Slicing）的技術，也就是只在有訊號傳送的時段（burst duration）才開啟接收器進行接收，其他時間則處於off的狀態。此作法讓DVB-H前端（tuner加demodulator）的功耗大幅降低，理論上可節省九成的功耗，不過這也要看傳輸速率而定，請參考（圖二）。以DVB-T來說，大約要用掉1W的功耗，在DVB-H規範中的目標是要達到 100mW以下，目前業界推出的產品則已能達到50∼80mW的優異表現。相較之下，T-DMB的前端功耗大約是250mW，反而高於DVB-H。
▲圖二：DVB-H採用時間切片下，不同速率的省電效益差異比較。（資料來源：DVB-H.org）
在時間切片技術中，將時間切分為多段的time-slot，並容許業者自行定義每次busrt的間隔時間，從數毫秒到數秒鐘皆可，時間愈短能傳送的資料速率愈快，但接收器的耗電負擔就會愈大。時間切片技術看來十分理想，但由於該作法只在特定時間才收發訊號，若在此時段出現訊號衰落的現象，則會讓接收器無法正確的解讀訊號，請參考（圖三）。這種傳輸過程中的訊號衰落是很常見的，可能來自於迴音或、引擎點火或相鄰電波的其他噪訊干擾。這是在設計上需克服的問題。
▲圖三：衰落現象對時間切片的影響示意圖。（資料來源：WorldDAB.org）
3.服務模式：IP-based？
在行動電視服務的推展上，DVB-H與DAB/DMB的重大差異，就在於是否IPDC（IP datacast）服務。為了利用既有多工器發送影音節目，DVB-H和DMB在資料鏈結層的傳輸串流（Transport Stream）上皆採用MPEG-2 TS模式，不過，在更上層的網路層就有了差異，DMB採用的是MPEG-4系統層，而DVB-H則支援IP堆疊，請參考（圖四）。這兩者對服務上造成的差異是，DMB的終端只能收看電視節目，行動終端就像一台微小化的電視機一樣；但DVB-H卻能運用手機網路來達成互動性的服務，甚至能與Wi-Fi、 WiMAX等同樣基於IP的技術整合在一起。由於此架構能為營運商創造更多的加值空間，因此DAB陣營也朝IP-based的規格發展，英國電信使用的 DAB-IP正是其一。
▲圖四：DMB與DVB-H在服務模式上的差異說明。（資料來源：IRT研究中心）
■結論
從以上的比較中可以看出，就頻譜可用性的現實來說，DAB/DMB在某些國家中具有快速佈建及推行上的優勢；但若考慮頻寬及技術上的條件，DVB-H就展現了更佳的發展條件。此外，兩者在單一通道中的節目數量，也會影響一個國家中服務營運上的垂直或水平模式。兩者雖是競爭的規格，但也存在互補的空間，尤其是DAB-IP的出現，讓業者從DAB系統移植到DVB-H系統變得更為平順和可行了。（本文作者為電子產業自由作家）
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本帖最後由 青翁道人 於 2008-1-10 17:18 編輯 ]
