Всички знаем много добре, че светът на технологиите около нас е дигитален или се стреми към него. Цифровото телевизионно излъчване далеч не е нещо ново, но ако не сте се интересували специално от него, присъщите технологии може да са изненадващи за вас.

Съдържание на поредицата статии

• Част 1: Обща архитектура на CATV мрежа
• Част 2: Състав и форма на вълната
• Част 3: Аналогова съставна част на сигнала
• Част 4: Цифров компонент на сигнала
• Част 5: Коаксиална разпределителна мрежа
• Част 6: RF усилватели
• Част 7: Оптични приемници
• Част 8: Оптична опорна мрежа
• Част 9: Главна станция
• Част 10: Отстраняване на неизправности в кабелната телевизионна мрежа

Състав на цифров телевизионен сигнал

Цифровият телевизионен сигнал е транспортен поток от различни версии на MPEG (понякога други кодеци), предаван чрез радиосигнал, използващ QAM в различна степен. Тези думи трябва да са ясни като бял ден за всеки сигналист, така че просто ще дам gif от Уикипедия, което, надявам се, ще даде разбиране какво е за тези, които просто все още не са се интересували:

Такава модулация под една или друга форма се използва не само за „телевизионен анахронизъм“, но и за всички системи за предаване на данни на върха на технологиите. Скоростта на цифровия поток в “антенния” кабел е стотици мегабита!

Параметри на цифров сигнал

Използвайки Deviser DS2400T в режим на показване на параметрите на цифровия сигнал, можем да видим как всъщност се случва това:

Нашата мрежа съдържа сигнали от три стандарта наведнъж: DVB-T, DVB-T2 и DVB-C. Нека ги разгледаме един по един.

DVB-T

Този стандарт не се е превърнал в основен в нашата страна, отстъпвайки място на втората версия, но е доста подходящ за използване от оператора поради причината, че DVB-T2 приемниците са обратно съвместими със стандарта от първо поколение, което означава, че абонатът може да приема такъв сигнал на почти всяка цифрова телевизия без допълнителни конзоли. В допълнение, стандартът, предназначен за предаване по въздуха (буквата T означава Terrestrial, етер), има толкова добра устойчивост на шум и излишък, че понякога работи там, където по някаква причина аналогов сигнал не може да проникне.

На екрана на устройството можем да наблюдаваме как се изгражда съзвездието 64QAM (стандартът поддържа QPSK, 16QAM, 64QAM). Вижда се, че в реални условия точките не се събират в една, а идват с известно разсейване. Това е нормално, докато декодерът може да определи към кой квадрат принадлежи точката на пристигане, но дори в горното изображение има области, където те са разположени на границата или близо до нея. От тази картина можете бързо да определите качеството на сигнала „на око“: ако усилвателят не работи добре, например, точките са разположени хаотично и телевизорът не може да сглоби картина от получените данни: той „пикселира“ , или дори замръзва напълно. Има моменти, когато процесорът на усилвателя „забравя“ да добави един от компонентите (амплитуда или фаза) към сигнала. В такива случаи на екрана на устройството можете да видите кръг или пръстен с размерите на цялото поле. Две точки извън основното поле са референтни за приемника и не носят информация.

В лявата част на екрана, под номера на канала, виждаме количествени параметри:

Ниво на сигнала (P) в същия dBµV като за аналогов, но за цифров сигнал GOST регулира само 50 dBµV на входа на приемника. Тоест, в области с по-голямо затихване, "цифровият" ще работи по-добре от аналоговия.

Стойността на модулационните грешки (MER) показва колко е изкривен сигналът, който получаваме, т.е. колко далеч може да бъде точката на пристигане от центъра на квадрата. Този параметър е подобен на съотношението сигнал/шум от аналогова система; нормалната стойност за 64QAM е от 28 dB. Може ясно да се види, че значителните отклонения в горното изображение съответстват на качество над нормата: това е шумоустойчивостта на цифровия сигнал.

Брой грешки в получения сигнал (CBER) — броят на грешките в сигнала преди обработката от който и да е коригиращ алгоритм.

Брой грешки след работа на декодера Viterbi (VBER) е резултат от декодер, който използва излишна информация за възстановяване на грешки в сигнала. И двата параметъра се измерват в „бройки за взето количество“. За да може устройството да покаже броя на грешките по-малък от едно на сто хиляди или десет милиона (както е на горното изображение), то трябва да приеме тези десет милиона бита, което отнема известно време на един канал, така че резултатът от измерването не се появява веднага и може дори да е лошо в началото (E -03, например), но след няколко секунди достигате отличен параметър.

DVB-T2

Стандартът за цифрово излъчване, приет в Русия, може да се предава и по кабел. Формата на съзвездието може да бъде малко изненадваща на пръв поглед:

Това завъртане допълнително повишава устойчивостта на шум, тъй като приемникът знае, че съзвездието трябва да се завърти под даден ъгъл, което означава, че може да филтрира това, което идва без вградено изместване. Може да се види, че за този стандарт честотата на битовите грешки е с порядък по-висока и грешките в сигнала преди обработката вече не надвишават границата на измерване, а възлизат на съвсем реални 8,6 на милион. За коригирането им се използва декодер LDPC, така че параметърът се нарича LBER.
Поради повишената устойчивост на шум, този стандарт поддържа ниво на модулация от 256QAM, но в момента само 64QAM се използва при излъчване.

DVB-C

Този стандарт първоначално е създаден за предаване по кабел (C - Cable) - среда, много по-стабилна от въздуха, поради което позволява използването на по-висока степен на модулация от DVB-T и следователно предава по-голямо количество информация без използване на сложни кодиране.

Тук виждаме съзвездието 256QAM. Има повече квадрати, размерът им е станал по-малък. Вероятността за грешка се е увеличила, което означава, че е необходима по-надеждна среда (или по-сложно кодиране, както в DVB-T2) за предаване на такъв сигнал. Такъв сигнал може да се „разпръсне“ там, където работят аналогови и DVB-T/T2, но също така има граница на устойчивост на шум и алгоритми за коригиране на грешки.

Поради по-голямата вероятност за грешка параметърът MER за 256-QAM се нормализира до 32 dB.

Броячът на грешните битове се е повишил с друг порядък и сега изчислява един грешен бит на милиард, но дори и да има стотици милиони от тях (PRE-BER ~E-07-8), декодерът на Рийд-Соломон, използван в това стандарт ще елиминира всички грешки.

Източник: www.habr.com