כולנו יודעים היטב שעולם הטכנולוגיה סביבנו הוא דיגיטלי, או שואף אליו. שידורי טלוויזיה דיגיטלית רחוקים מלהיות חדש, אבל אם לא התעניינתם בו במיוחד, הטכנולוגיות המובנות עשויות להפתיע אתכם.

תוכן סדרת המאמרים

• חלק 1: ארכיטקטורת רשת CATV כללית
• חלק 2: הרכב האותות וצורתו
• חלק 3: רכיב אות אנלוגי
• חלק 4: רכיב אות דיגיטלי
• חלק 5: רשת הפצה קואקסיאלית
• חלק 6: מגברי אותות RF
• חלק 7: מקלטים אופטיים
• חלק 8: רשת עמוד שדרה אופטי
• חלק 9: קצה ראש
• חלק 10: פתרון בעיות ברשת CATV

הרכב אות הטלוויזיה הדיגיטלית

אות טלוויזיה דיגיטלית הוא זרם תחבורה של גרסאות שונות של MPEG (לעיתים קודקים אחרים), המשודרים על ידי אות רדיו באמצעות QAM בדרגות שונות. המילים האלה צריכות להיות ברורות כשמש לכל איש איתות, אז אני רק אתן גיף מ ויקיפדיה, אשר, אני מקווה, ייתן הבנה של מה זה עבור אלה שפשוט עדיין לא התעניינו:

אפנון כזה בצורה כזו או אחרת משמש לא רק עבור "אנכרוניזם טלוויזיה", אלא גם עבור כל מערכות העברת הנתונים בשיא הטכנולוגיה. מהירות הזרם הדיגיטלי בכבל ה"אנטנה" היא מאות מגה-ביט!

פרמטרים של אות דיגיטלי

שימוש ב-Deviser DS2400T במצב של הצגת פרמטרים של אות דיגיטלי, אנו יכולים לראות כיצד זה קורה בפועל:

הרשת שלנו מכילה אותות של שלושה תקנים בו-זמנית: DVB-T, DVB-T2 ו-DVB-C. בואו נסתכל עליהם אחד אחד.

DVB-T

תקן זה לא הפך לעיקרי בארצנו, מפנה את מקומו לגרסה השנייה, אבל הוא די מתאים לשימוש על ידי המפעיל מהסיבה שמקלטי DVB-T2 תואמים לאחור לתקן הדור הראשון, כלומר המנוי יכול לקבל אות כזה כמעט בכל טלוויזיה דיגיטלית ללא קונסולות נוספות. בנוסף, לתקן המיועד לשידור באוויר (האות T מייצגת Terrestrial, ether) יש חסינות ויתירות מרעשים כל כך טובים, שלפעמים הוא עובד במקום שבו, מסיבה כלשהי, אות אנלוגי לא יכול לחדור.

במסך המכשיר נוכל לראות כיצד נבנית קונסטלציה 64QAM (התקן תומך ב-QPSK, 16QAM, 64QAM). ניתן לראות שבתנאים אמיתיים הנקודות אינן מסתכמות לאחת, אלא מגיעות עם פיזור מסוים. זה נורמלי כל עוד המפענח יכול לקבוע לאיזה ריבוע שייכת נקודת ההגעה, אבל גם בתמונה למעלה יש אזורים שבהם הם ממוקמים על הגבול או קרוב אליו. מהתמונה הזו אתה יכול לקבוע במהירות את איכות האות "לפי העין": אם המגבר לא עובד טוב, למשל, הנקודות ממוקמות בצורה כאוטי, והטלוויזיה לא יכולה להרכיב תמונה מהנתונים שהתקבלו: היא "מפיקסלת" , או אפילו קופא לחלוטין. יש מקרים שבהם מעבד המגבר "שוכח" להוסיף את אחד הרכיבים (משרעת או פאזה) לאות. במקרים כאלה, במסך המכשיר ניתן לראות עיגול או טבעת בגודל השדה כולו. שתי נקודות מחוץ לשדה הראשי הן נקודות ייחוס עבור המקלט ואינן נושאות מידע.

בצד שמאל של המסך, מתחת למספר הערוץ, אנו רואים פרמטרים כמותיים:

רמת האות (P) באותו dBµV כמו עבור אנלוגי, לעומת זאת, עבור אות דיגיטלי GOST מווסת רק 50 dBµV בכניסה למקלט. כלומר, באזורים עם הנחתה גדולה יותר, ה"דיגיטלי" יעבוד טוב יותר מהאנלוגי.

הערך של שגיאות אפנון (MER) מראה עד כמה מעוות האות שאנו מקבלים, כלומר עד כמה נקודת ההגעה יכולה להיות ממרכז הריבוע. פרמטר זה דומה ליחס האות לרעש ממערכת אנלוגית; הערך הרגיל עבור 64QAM הוא מ-28 dB. ניתן לראות בבירור שסטיות משמעותיות בתמונה לעיל מתאימות לאיכות מעל לנורמה: זוהי חסינות הרעש של האות הדיגיטלי.

מספר שגיאות באות שהתקבל (CBER) - מספר השגיאות באות לפני עיבוד על ידי אלגוריתמי תיקון כלשהם.

מספר שגיאות לאחר הפעלת מפענח Viterbi (VBER) הוא תוצאה של מפענח שמשתמש במידע מיותר כדי לשחזר שגיאות באות. שני הפרמטרים הללו נמדדים ב"חתיכות לכל כמות שנלקחה". כדי שהמכשיר יציג את מספר השגיאות הנמוך מאחת למאה אלף או עשרה מיליון (כמו בתמונה למעלה), הוא צריך לקבל את עשרת מיליון הסיביות הללו, שלוקח זמן מה בערוץ אחד, כך שתוצאת המדידה לא מופיע מיד, ואולי אפילו גרוע בהתחלה (E -03, למשל), אבל אחרי כמה שניות אתה מגיע לפרמטר מצוין.

DVB-T2

תקן השידור הדיגיטלי שאומץ ברוסיה יכול להיות משודר גם בכבלים. צורת קבוצת הכוכבים עשויה להיות מפתיעה במבט ראשון:

סיבוב זה מגביר בנוסף את חסינות הרעש, מכיוון שהמקלט יודע שיש לסובב את הקונסטלציה בזווית נתונה, מה שאומר שהוא יכול לסנן את מה שמגיע ללא תזוזה מובנית. ניתן לראות כי עבור תקן זה שיעורי שגיאות הסיביות גבוהים בסדר גודל והשגיאות באות לפני העיבוד אינן חורגות יותר ממגבלת המדידה, אלא מגיעות ל-8,6 ממשי למיליון. כדי לתקן אותם, נעשה שימוש במפענח LDPC, אז הפרמטר נקרא LBER.
בשל חסינות רעש מוגברת, תקן זה תומך ברמת אפנון של 256QAM, אך כרגע רק 64QAM משמש בשידור.

DVB-C

תקן זה נוצר במקור לשידור באמצעות כבל (C - Cable) - מדיום הרבה יותר יציב מאוויר, לכן הוא מאפשר שימוש בדרגת אפנון גבוהה יותר מ-DVB-T, ולכן מעביר כמות גדולה יותר של מידע ללא שימוש מורכב סִמוּל.

כאן אנו רואים את קבוצת הכוכבים 256QAM. יש יותר ריבועים, הגודל שלהם הפך קטן יותר. ההסתברות לטעות גדלה, מה שאומר שיש צורך במדיום אמין יותר (או קידוד מורכב יותר, כמו ב-DVB-T2) כדי לשדר אות כזה. אות כזה יכול "להתפזר" היכן שאנלוגים ו-DVB-T/T2 עובדים, אבל יש לו גם מרווח של חסינות רעש ואלגוריתמים לתיקון שגיאות.

בשל ההסתברות הגבוהה יותר לטעות, פרמטר MER עבור 256-QAM מנורמל ל-32 dB.

המונה של סיביות שגויות עלה עוד סדר גודל וכעת מחשב ביט שגוי אחד למיליארד, אבל גם אם יש מאות מיליונים מהם (PRE-BER ~E-07-8), מפענח ריד-סולומון המשמש בזה תקן יבטל את כל השגיאות.

מקור: www.habr.com