Tutti noi sappiamo bene che il mondo della tecnologia è digitale, o sta cercando di diventarlo. La trasmissione televisiva digitale non è certo una novità, ma se non ti sei mai interessato a questo argomento, potrebbero sorprenderti le tecnologie ad essa associate.
Contenuto della serie di articoli
- Parte 4: Componente digitale del segnale
- Parte 5: Rete di distribuzione coassiale
- Parte 6: Amplificatori di segnale RF
- Parte 7: Ricevitori ottici
- Parte 8: Rete ottica di backbone
- Parte 9: Stazione centrale
- Parte 10: Risoluzione dei problemi nella rete via cavo
Composizione del segnale televisivo digitale
Il segnale televisivo digitale è un flusso di trasporto di diverse versioni MPEG (a volte anche di altri codec), trasmesso tramite segnali radio utilizzando la modulazione di ampiezza in quadratura QAM di vari gradi. A qualsiasi operatore di rete queste parole devono risultare chiare come il giorno, quindi condividerò solo un'immagine animata da , che spero possa dare un'idea di cosa si tratta a chi non si è ancora interessato.
Questa modulazione, in un modo o nell'altro, è utilizzata non solo per il «retro televisivo», ma anche in tutti i sistemi di trasmissione dati all'avanguardia. La velocità del flusso digitale nel cavo "d'antenna" raggiunge centinaia di megabit!
Parametri del segnale digitale
Utilizzando il dispositivo Deviser DS2400T in modalità di visualizzazione dei parametri del segnale digitale, possiamo vedere come si presenta realmente:
Nella nostra rete sono presenti segnali di tre standard: DVB-T, DVB-T2 e DVB-C. Analizziamoli uno per uno.
DVB-T
Questo standard non è diventato il principale nel nostro paese, cedendo il passo alla seconda versione; tuttavia, è ancora utilizzabile dagli operatori, poiché i ricevitori DVB-T2 sono retrocompatibili con il primo standard. Ciò significa che l'abbonato può ricevere questo segnale su quasi qualsiasi TV digitale senza bisogno di ulteriori decoder. Inoltre, lo standard progettato per la trasmissione terrestre (la lettera T indica Terrestrial) offre una protezione contro le interferenze e una ridondanza così elevate che a volte funziona in aree in cui per vari motivi non passa il segnale analogico.
Sul display del dispositivo possiamo osservare come si costruisce la costellazione 64QAM (lo standard supporta QPSK, 16QAM, 64QAM). È evidente che in condizioni reali i punti non si sovrappongono, ma arrivano con un certo dispersione. Questo è normale finché il decoder può determinare a quale quadrato appartiene il punto ricevuto, ma anche nell'immagine fornita si vedono aree dove sono posizionati ai margini o vicini ad essi. Da questo quadro si può rapidamente «a occhio» valutare la qualità del segnale: con un funzionamento scarso dell'amplificatore, ad esempio, i punti si dispongono in modo caotico e la TV non riesce a raccogliere l'immagine dai dati ricevuti: «pixela» o addirittura si blocca completamente. Ci sono casi in cui il processore dell'amplificatore «dimentica» di aggiungere uno dei componenti al segnale (ampiezza o fase). In tali casi, sul display del dispositivo può apparire un cerchio o un anello che occupa tutto il campo. Due punti al di fuori del campo principale servono come punti di riferimento per il ricevitore e non portano informazioni.
Nella parte sinistra dello schermo, sotto il numero del canale, vediamo i parametri quantitativi:
Livello del segnale (P) agli stessi dBmV degli analoghi, tuttavia per il segnale digitale la norma GOST stabilisce solo 50 dBmV in ingresso al ricevitore. Ciò significa che in tratti con maggiore attenuazione il 'digitale' funzionerà meglio dell'analogico.
Il valore degli errori di modulazione (MER) indica quanto è distorto il segnale che riceviamo, ovvero quanto può allontanarsi la sorgente dal centro del quadrato. Questo parametro è simile al rapporto 'segnale/rumore' di un sistema analogico, il valore normale per 64QAM è di almeno 28 dB. Qui è evidente che le notevoli deviazioni nell'immagine fornita corrispondono a una qualità superiore alla norma: in questo caso la robustezza alle interferenze del segnale digitale.
Il numero di errori nel segnale ricevuto (CBER) è il numero di errori nel segnale prima che vengano elaborati da algoritmi di correzione.
Il numero di errori dopo il lavoro del decodificatore Viterbi (VBER) — risultato del decodificatore che utilizza informazioni ridondanti per recuperare errori nel segnale. Entrambi questi parametri sono misurati in «unità per il numero ricevuto». Affinché il dispositivo mostri un numero di errori inferiore a uno su centomila o dieci milioni (come nell'immagine fornita), deve ricevere questi dieci milioni di bit, il che richiede del tempo su un singolo canale; pertanto, il risultato della misura non appare immediatamente e potrebbe inizialmente essere scadente (E-03, per esempio), ma dopo alcuni secondi raggiungere un parametro eccellente.
DVB-T2
Lo standard per la trasmissione digitale terrestre adottato in Russia può essere trasmesso anche via cavo. La forma della costellazione può sorprendere a prima vista:
Questa rotazione aumenta ulteriormente la resistenza ai disturbi, poiché il ricevitore sa che la costellazione deve essere inclinata a un angolo specifico, il che consente di filtrare ciò che arriva senza uno spostamento predeterminato. È evidente che per questo standard il tasso di errore dei bit è decisamente più elevato e gli errori nel segnale, prima dell'elaborazione, non superano i limiti di misura, attestandosi a un più che reale 8,6 per milione. Per la loro correzione si utilizza un decodificatore. LDPC, pertanto il parametro viene chiamato LBER.
Grazie alla maggiore resistenza ai disturbi, questo standard supporta un livello di modulazione 256QAM, ma attualmente nelle trasmissioni terrestri viene utilizzato solo il 64QAM.
DVB-C
Questo standard è stato originariamente creato per la trasmissione via cavo (C — Cable), un mezzo significativamente più stabile rispetto all'aria, e pertanto consente di utilizzare gradi di modulazione più elevati rispetto al DVB-T, permettendo così di trasmettere un volume maggiore di informazioni senza dover ricorrere a una codifica complessa.
Qui vediamo la costellazione 256QAM. Ci sono più quadrati e sono più piccoli. La probabilità di errore è aumentata, il che significa che per trasmettere un tale segnale è necessaria un ambiente più affidabile (o una codifica più complessa, come nel DVB-T2). Questo segnale può 'sgretolarsi' dove operano l'analogico e il DVB-T/T2, ma ha anche una riserva di protezione dalle interferenze e algoritmi di correzione degli errori.
A causa dell'aumentata probabilità di errore, il parametro MER per 256-QAM è già normalizzato a 32dB.
Il contatore dei bit errati è aumentato di un ordine e calcola già un bit errato su un miliardo, ma anche se ce ne fossero centinaia di milioni (PRE-BER ~E-07-8), il decodificatore di Reed-Solomon utilizzato in questo standard eliminerà tutti gli errori.
Fonte: habr.com
