Tutti noi sappiamo bene che il mondo della tecnologia circostante è digitale o sta tendendo verso di esso. La televisione digitale non è affatto una novità, ma se non ti sei mai interessato appositamente, le tecnologie in essa incorporate potrebbero sorprenderti.
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 principale
- Parte 9: Stazione principale
- Parte 10: Ricerca e risoluzione dei problemi nelle reti CTV
Composizione del segnale televisivo digitale
Il segnale televisivo digitale è un flusso di trasporto di diverse versioni MPEG (talvolta anche di altri codec), trasmesso tramite segnale radio utilizzando la modulazione di ampiezza in quadratura QAM di vario grado. Queste parole dovrebbero essere chiare come il giorno a chiunque lavori nel campo delle telecomunicazioni, quindi fornirò solo un'animazione da , che, spero, darà una comprensione di cosa si tratta per coloro che semplicemente non si sono ancora interessati:
Tale modulazione, in un modo o nell'altro, è utilizzata non solo per il «teleanacronismo», ma anche per tutti i sistemi di trasmissione di dati all'avanguardia. La velocità del flusso digitale nel cavo «aereo» è di centinaia di megabit!
Parametri del segnale digitale
Utilizzando il dispositivo Deviser DS2400T in modalità visualizzazione dei parametri del segnale digitale, potremo vedere come appare in realtà:
Nella nostra rete sono presenti segnali di tre standard: DVB-T, DVB-T2 e DVB-C. Analizziamoli uno alla volta.
DVB-T
Questo standard non è diventato il principale nel nostro paese, cedendo il posto alla seconda versione, ma è comunque utilizzabile dall'operatore perché i ricevitori DVB-T2 sono retrocompatibili con il primo standard, il che significa che l'abbonato può ricevere tale segnale su praticamente qualsiasi televisore digitale senza decoder aggiuntivi. Inoltre, lo standard progettato per la trasmissione via etere (la lettera T sta per Terrestrial, terrestre) gode di una protezione contro le interferenze e di una ridondanza così buona che a volte funziona dove, per qualche motivo, il segnale analogico non riesce a passare.
Sullo schermo dello strumento possiamo osservare come si costruisce la costellazione 64QAM (lo standard supporta QPSK, 16QAM, 64QAM). Si può notare che in condizioni reali i punti non si accumulano in uno solo, ma arrivano con una certa dispersione. Questo è normale finché il decoder riesce a stabilire a quale quadrato appartiene il punto arrivato, ma anche nell'immagine fornita si possono vedere aree dove sono posizionati al confine o vicino ad esso. Da questa immagine si può rapidamente "a occhio" determinare la qualità del segnale: in caso di cattivo funzionamento dell'amplificatore, ad esempio, i punti si posizionano in modo caotico e la TV non riesce a raccogliere l'immagine dai dati ricevuti: "pixela", o addirittura si ferma del tutto. Ci sono casi in cui il processore dell'amplificatore "dimentica" di aggiungere al segnale uno dei componenti (ampiezza o fase). In questi casi, sullo schermo dello strumento si può vedere un cerchio o un anello delle dimensioni dell'intero campo. Due punti al di fuori del campo principale servono come riferimenti 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) in dBmV, uguale a quello per l'analogo, tuttavia per il segnale digitale la GOST stabilisce solo 50dBmV all'ingresso del ricevitore. Cioè, in segmenti con maggiore attenuazione, il "digitale" funzionerà meglio dell'analogo.
Il valore degli errori di modulazione (MER) mostra quanto sia distorto il segnale che stiamo ricevendo, cioè quanto possa essere lontano il punto arrivato dal centro del quadrato. Questo parametro è simile al rapporto "segnale/rumore" del sistema analogico, un valore normale per 64QAM è di almeno 28dB. Qui è evidente che significative deviazioni nell'immagine fornita corrispondono a una qualità superiore alla norma: in questo caso la resistenza alle interferenze del segnale digitale.
Il numero di errori nel segnale ricevuto (CBER) è il numero di errori nel segnale prima di qualsiasi algoritmo di correzione.
Il numero di errori dopo il lavoro del decoder Viterbi (VBER) — risultato del lavoro del decoder che utilizza informazioni ridondanti per ripristinare errori nel segnale. Entrambi questi parametri sono misurati in «pezzi per quantità ricevuta». Affinché lo strumento mostri un numero di errori inferiore a uno su cento mila o dieci milioni (come nell'immagine riportata), deve ricevere questi dieci milioni di bit, il che, su un canale, richiede del tempo, quindi il risultato della misurazione non appare immediatamente e potrebbe inizialmente essere scarso (E-03, per esempio), ma dopo un paio di secondi mostrarsi su valori eccellenti.
DVB-T2
Lo standard di trasmissione terrestre digitale accettato in Russia può essere trasmesso anche via cavo. La forma della costellazione può sorprendere a prima vista:
Questa rotazione aumenta ulteriormente la protezione dai disturbi, poiché il ricevitore sa che la costellazione deve essere orientata a un angolo specifico, il che consente di filtrare ciò che arriva senza uno spostamento prestabilito. Qui si nota che per questo standard i valori di errore bit sono di un ordine di grandezza superiori e gli errori nel segnale prima della lavorazione non superano i limiti di misura, risultando comunque reali a 8,6 su un milione. Per la loro correzione si utilizza un decoder LDPC, quindi il parametro è chiamato LBER.
Grazie alla maggiore protezione dai disturbi, questo standard supporta un livello di modulazione 256QAM, ma al momento nelle trasmissioni terrestri viene utilizzato solo 64QAM.
DVB-C
Questo standard è stato originariamente creato per la trasmissione via cavo (C — Cable), un mezzo molto più stabile dell'aria, quindi consente di utilizzare un grado di modulazione più elevato rispetto al DVB-T, e quindi trasmettere un maggiore volume di informazioni, senza utilizzare una codifica complessa.
Qui vediamo la costellazione 256QAM. Sono stati aggiunti più quadrati, le loro dimensioni sono diminuite. La probabilità di errore è aumentata, e quindi per trasmettere un segnale del genere è necessaria un'ambiente più affidabile (o una codifica più complessa, come nel DVB-T2). Un tale segnale può «disgregarsi» dove operano il segnale analogico e DVB-T/T2, tuttavia ha anche un margine di protezione dai disturbi e algoritmi di correzione degli errori.
A causa della maggiore probabilità di errore, il parametro MER per 256-QAM è già normato a 32dB.
Il contatore di bit errati è aumentato di un ordine di grandezza 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
