Všichni dobře víme, že okolní svět techniky je digitální, nebo se k tomu snaží směřovat. Digitální televizní vysílání není rozhodně novinka, ale pokud vás to dosud speciálně nezajímalo, mohly by vás překvapit technologie, které mu přísluší.
Obsah série článků
- Část 4: Digitální složka signálu
- Část 5: Koaxiální distribuční síť
- Část 6: RF signální zesilovače
- Část 7: Optické přijímače
- Část 8: Optická páteřní síť
- Část 9: Hlavní stanice
- Část 10: Diagnostika a řešení problémů na KTV síti
Složení digitálního televizního signálu
Digitální televizní signál představuje transportní tok různých verzí MPEG (někdy i jiných kodeků), přenášený rádiovým signálem s použitím kvadraturní amplitudové modulace QAM různých úrovní. Každému telekomunikátorovi by mělo být jasné, co to znamená, proto uvedu pouze gif z , který, doufám, poskytne pochopení, co to vlastně je pro ty, kdo se o to dosud nezajímali:
Taková modulace se v nějaké podobě používá nejen pro „teleanachronismus“, ale i pro všechny, které jsou na vrcholu technologických systémů pro přenos dat. Rychlost digitálního toku v "anténním" kabelu dosahuje stovek megabitů!
Parametry digitálního signálu
Pomocí přístroje Deviser DS2400T v režimu zobrazení parametrů digitálního signálu budeme moci vidět, jak to ve skutečnosti vypadá:
V naší síti jsou přítomny signály tří standardů: DVB-T, DVB-T2 a DVB-C. Prozkoumávejme je postupně.
DVB-T
Tento standard se nestal hlavním v naší zemi, ustoupil druhé verzi, ale je zcela použitelný pro operátora, protože přijímače DVB-T2 jsou zpětně kompatibilní se standardem první generace, což znamená, že abonent může přijímat tento signál na prakticky jakémkoli digitálním televizoru bez dalších set-top boxů. Kromě toho standard určený pro přenos vzduchem (písmeno T znamená Terrestrial, vzdušný) má tak dobrou odolnost proti rušení a redundanci, že někdy funguje tam, kde z nějakého důvodu neprochází analogový signál.
Na obrazovce zařízení můžeme pozorovat, jak se tvoří souhvězdí 64QAM (standard podporuje QPSK, 16QAM, 64QAM). Je patrné, že za reálných podmínek body rozhodně nesplývají do jednoho, ale přicházejí s určitou rozptýlením. To je normální, dokud dekodér může určit, k jakému čtverci se právě přilétající bod vztahuje, ale i na uvedeném obrázku jsou vidět oblasti, kde se nachází na hranici nebo blízko ní. Pomocí tohoto obrazu lze rychle „odhadem“ určit kvalitu signálu: při špatné práci zesilovače, například, se body rozmísťují chaoticky a televizor není schopen sestavit obrázek z přijatých dat: „pixelizuje“, nebo dokonce zcela zamrzne. Někdy se stává, že procesor zesilovače „zapomene“ přidat do signálu jednu z komponent (amplitudu nebo fázi). V takových případech lze na obrazovce přístroje vidět kruh nebo prstenec o velikosti celého pole. Dvě body mimo hlavní pole jsou oporné pro přijímač a nenesou informace.
V levé části obrazovky pod číslem kanálu vidíme kvantitativní parametry:
Úroveň signálu (redicted Frame)) ve stejných dBmV jako pro analog, avšak pro digitální signál GOST reguluje pouze 50dBmV na vstupu do přijímače. To znamená, že na úsecích s vyšším útlumem bude „digitál“ fungovat lépe než analog.
Hodnota modulátorových chyb (MER) ukazuje, jak velmi zkreslený signál přijímáme, tedy jak daleko se přilétající bod může nacházet od středu čtverce. Tento parametr je podobný poměru „signál/šum“ z analogového systému, normální hodnota pro 64QAM je od 28dB. Zde je dobře vidět, že významné odchylky na uvedeném obrázku odpovídají kvalitě nad normou: v tomhle je odolnost digitálního signálu vůči rušení.
Počet chyb v přijatém signálu (CBER) — počet chyb v signálu před zpracováním jakýmikoliv opravnými algoritmy.
Počet chyb po práci dekodéru Viterbiho (VBER) — výsledek práce dekodéru, který využívá nadbytečné informace k obnově chyb v signálu. Oba tyto parametry se měří v „ks na počet přijatých“. Aby přístroj ukázal počet chyb menší než jedna na sto tisíc nebo deset miliónů (jak je uvedeno na obrázku), musí přijmout těch deset miliónů bitů, což na jednom kanálu zabere určitou dobu, takže výsledek měření se neobjeví okamžitě a může být zpočátku špatný (například E-03), ale po několika sekundách dosáhnout skvělého parametru.
DVB-T2
Standard digitálního pozemského vysílání přijatý v Rusku může být také přenášen kabelem. Tvar souhvězdí může na první pohled trochu překvapit:
Tento úhel navíc zvyšuje odolnost proti rušení, protože přijímač ví, že souhvězdí by mělo být otočeno pod daným úhlem, což znamená, že lze filtrovat to, co přichází bez zadaného posunu. Zde vidíme, že pro tento standard jsou normy bitových chyb o řád vyšší a chyby v signálu před zpracováním již nepřekračují měřítka a představují zcela reálných 8,6 na milion. K jejich opravě se používá dekodér. LDPC, proto se tento parametr nazývá LBER.
Díky vyšší odolnosti proti rušení tento standard podporuje úroveň modulace 256QAM, ale v současné době se v pozemním vysílání používá pouze 64QAM.
DVB-C
Tento standard byl původně navržen pro přenos kabelem (C — Cable) — médium, které je mnohem stabilnější než vzduch, což umožňuje využít vyšší míru modulace než DVB-T, a tedy přenášet větší objem informací, aniž by se při tom používalo složité kódování.
Zde vidíme souhvězdí 256QAM. Čtverců přibylo, jejich velikost se zmenšila. Pravděpodobnost chyby se zvýšila, což znamená, že pro přenos takového signálu je třeba spolehlivější prostředí (nebo složitější kódování, jako v DVB-T2). Takový signál se může „rozpadat“ tam, kde pracují analog a DVB-T/T2, avšak má také rezervu odolnosti proti rušení a algoritmy pro opravu chyb.
Z důvodu vyšší pravděpodobnosti chyby je parametr MER pro 256-QAM normalizován již na 32dB.
Počet chybně přenesených bitů vzrostl o další řád a nyní činí jeden chybně přenesený bit na miliardu, ale i kdyby jich byly stovky milionů (PRE-BER ~E-07-8), dekodér Reed-Solomon použitý v této normě odstraní všechny chyby.
Zdroj: habr.com
