We weten allemaal heel goed dat de technologiewereld om ons heen digitaal is, of ernaar streeft. Digitale televisie-uitzendingen zijn verre van nieuw, maar als u er niet specifiek in geïnteresseerd bent, kunnen de inherente technologieën voor u verrassend zijn.
Inhoud van de serie artikelen
- Deel 4: Digitale signaalcomponent
- Deel 5: Coaxiaal distributienetwerk
- Deel 6: RF-signaalversterkers
- Deel 7: Optische ontvangers
- Deel 8: Optisch backbone-netwerk
- Deel 9: Hoofdeinde
- Deel 10: Problemen oplossen met het CATV-netwerk
Samenstelling van digitaal televisiesignaal
Een digitaal televisiesignaal is een transportstroom van verschillende versies van MPEG (soms andere codecs), verzonden door een radiosignaal met behulp van QAM in verschillende mate. Deze woorden zouden voor elke seingever duidelijk moeten zijn, dus ik geef er gewoon een gifje van , wat, naar ik hoop, inzicht zal geven in wat het is voor degenen die er simpelweg nog niet in geïnteresseerd zijn:
Dergelijke modulatie in een of andere vorm wordt niet alleen gebruikt voor het “televisie-anachronisme”, maar ook voor alle datatransmissiesystemen op het hoogtepunt van de technologie. De snelheid van de digitale stroom in de “antennekabel” bedraagt honderden megabits!
Digitale signaalparameters
Door de Bedenker DS2400T te gebruiken in de modus voor het weergeven van digitale signaalparameters, kunnen we zien hoe dit feitelijk gebeurt:
Ons netwerk bevat signalen van drie standaarden tegelijk: DVB-T, DVB-T2 en DVB-C. Laten we ze een voor een bekijken.
DVB-T
Deze standaard is niet de belangrijkste in ons land geworden en heeft plaatsgemaakt voor de tweede versie, maar is redelijk geschikt voor gebruik door de operator, omdat DVB-T2-ontvangers achterwaarts compatibel zijn met de standaard van de eerste generatie, wat betekent dat de abonnee kan een dergelijk signaal op vrijwel elke digitale tv ontvangen zonder extra consoles. Bovendien heeft de standaard bedoeld voor transmissie via de ether (de letter T staat voor Terrestrial, ether) zo'n goede ruisimmuniteit en redundantie dat hij soms werkt daar waar een analoog signaal om de een of andere reden niet kan doordringen.
Op het scherm van het apparaat kunnen we zien hoe de 64QAM-constellatie wordt gebouwd (de standaard ondersteunt QPSK, 16QAM, 64QAM). Het is duidelijk dat in reële omstandigheden de punten niet bij elkaar opgeteld worden, maar met enige spreiding gepaard gaan. Dit is normaal zolang de decoder kan bepalen tot welk vierkant het aankomstpunt behoort, maar zelfs in de bovenstaande afbeelding zijn er gebieden waar ze zich op de grens of dichtbij de grens bevinden. Aan de hand van deze foto kun je snel de kwaliteit van het signaal “op het oog” bepalen: als de versterker bijvoorbeeld niet goed werkt, bevinden de punten zich chaotisch en kan de tv geen beeld samenstellen uit de ontvangen gegevens: het “pixeleert” , of bevriest zelfs volledig. Er zijn momenten waarop de versterkerprocessor “vergeet” een van de componenten (amplitude of fase) aan het signaal toe te voegen. In dergelijke gevallen ziet u op het scherm van het apparaat een cirkel of ring ter grootte van het hele veld. Twee punten buiten het hoofdveld zijn referentiepunten voor de ontvanger en bevatten geen informatie.
Aan de linkerkant van het scherm, onder het kanaalnummer, zien we kwantitatieve parameters:
Signaalniveau (P) in dezelfde dBµV als voor analoog, maar voor een digitaal signaal regelt GOST slechts 50 dBµV aan de ingang van de ontvanger. Dat wil zeggen dat in gebieden met een grotere demping het “digitale” beter zal werken dan het analoge.
De waarde van modulatiefouten (MER) laat zien hoe vervormd het signaal is dat we ontvangen, dat wil zeggen hoe ver het aankomstpunt van het midden van het vierkant verwijderd kan zijn. Deze parameter is vergelijkbaar met de signaal-ruisverhouding van een analoog systeem; de normale waarde voor 64QAM is vanaf 28 dB. Duidelijk is te zien dat significante afwijkingen in het bovenstaande beeld overeenkomen met een kwaliteit boven de norm: dit is de ruisimmuniteit van het digitale signaal.
Aantal fouten in het ontvangen signaal (CBER) — het aantal fouten in het signaal vóór verwerking door eventuele correctiealgoritmen.
Aantal fouten na bediening van de Viterbi-decoder (VBER-extensie) is het resultaat van een decoder die redundante informatie gebruikt om fouten in het signaal te herstellen. Beide parameters worden gemeten in ‘stuks per genomen hoeveelheid’. Om ervoor te zorgen dat het apparaat een aantal fouten van minder dan één op honderdduizend of tien miljoen weergeeft (zoals in de bovenstaande afbeelding), moet het deze tien miljoen bits accepteren, wat enige tijd kost op één kanaal, dus het meetresultaat verschijnt niet onmiddellijk en kan in eerste instantie zelfs slecht zijn (E -03 bijvoorbeeld), maar na een paar seconden bereik je een uitstekende parameter.
DVB-T2
De digitale uitzendstandaard die in Rusland is aangenomen, kan ook via de kabel worden verzonden. De vorm van het sterrenbeeld kan op het eerste gezicht enigszins verrassend zijn:
Deze rotatie verhoogt bovendien de immuniteit voor ruis, omdat de ontvanger weet dat de constellatie over een bepaalde hoek moet worden gedraaid, wat betekent dat hij kan filteren wat er zonder ingebouwde verschuiving komt. Het blijkt dat voor deze standaard de bitfoutpercentages een orde van grootte hoger zijn en dat de fouten in het signaal vóór verwerking niet langer de meetlimiet overschrijden, maar een zeer reële 8,6 per miljoen bedragen. Om ze te corrigeren wordt een decoder gebruikt LDPC, dus de parameter wordt LBER genoemd.
Vanwege de verhoogde ruisimmuniteit ondersteunt deze standaard een modulatieniveau van 256QAM, maar momenteel wordt bij uitzendingen alleen 64QAM gebruikt.
DVB-C
Deze standaard is oorspronkelijk gemaakt voor transmissie via kabel (C - Kabel) - een medium dat veel stabieler is dan lucht, waardoor het gebruik van een hogere mate van modulatie mogelijk is dan DVB-T, en daarom een grotere hoeveelheid informatie verzendt zonder gebruik te maken van complexe codering.
Hier zien we het sterrenbeeld 256QAM. Er zijn meer vierkanten, hun formaat is kleiner geworden. De foutkans is groter geworden, waardoor er een betrouwbaarder medium (of complexere codering, zoals bij DVB-T2) nodig is om een dergelijk signaal te verzenden. Een dergelijk signaal kan “verstrooien” waar analoog en DVB-T/T2 werken, maar het heeft ook een marge op het gebied van ruisimmuniteit en foutcorrectie-algoritmen.
Vanwege de hogere foutkans is de MER-parameter voor 256-QAM genormaliseerd naar 32 dB.
De teller van foutieve bits is weer een orde van grootte gestegen en berekent nu één foutieve bit per miljard, maar ook al zijn het er honderden miljoenen (VOORBER ~E-07-8), de Reed-Solomon-decoder die in deze standaard zal alle fouten elimineren.
Bron: www.habr.com