Vi vet alle godt at teknologiverdenen rundt oss er digital, eller streber etter det. Digital TV-kringkasting er langt fra nytt, men hvis du ikke har vært spesielt interessert i det, kan de iboende teknologiene være overraskende for deg.
Innhold i artikkelserien
- Del 4: Digital signalkomponent
- Del 5: Koaksialt distribusjonsnettverk
- Del 6: RF-signalforsterkere
- Del 7: Optiske mottakere
- Del 8: Optisk ryggradsnettverk
- Del 9: Headend
- Del 10: Feilsøking av CATV-nettverket
Sammensetning av digitalt TV-signal
Et digitalt fjernsynssignal er en transportstrøm av forskjellige versjoner av MPEG (noen ganger andre kodeker), overført av et radiosignal ved bruk av QAM i ulik grad. Disse ordene bør være klare som dagen for enhver signalmann, så jeg vil bare gi en gif fra , som jeg håper vil gi en forståelse av hva det er for de som rett og slett ikke har vært interessert ennå:
Slik modulering i en eller annen form brukes ikke bare for "TV-anakronisme", men også for alle dataoverføringssystemer på toppen av teknologien. Hastigheten til den digitale strømmen i "antenne"-kabelen er hundrevis av megabit!
Digitale signalparametere
Ved å bruke Deviser DS2400T i modusen for visning av digitale signalparametere, kan vi se hvordan dette faktisk skjer:
Nettverket vårt inneholder signaler av tre standarder samtidig: DVB-T, DVB-T2 og DVB-C. La oss se på dem en etter en.
DVB-T
Denne standarden har ikke blitt den viktigste i vårt land, og viker for den andre versjonen, men den er ganske egnet for bruk av operatøren av den grunn at DVB-T2-mottakere er bakoverkompatible med den første generasjons standarden, noe som betyr at abonnenten kan motta et slikt signal på nesten hvilken som helst digital-TV uten ekstra konsoller. I tillegg har standarden beregnet for overføring over luften (bokstaven T står for Terrestrial, ether) så god støyimmunitet og redundans at den noen ganger fungerer der et analogt signal av en eller annen grunn ikke kan trenge gjennom.
På enhetsskjermen kan vi observere hvordan 64QAM-konstellasjonen bygges (standarden støtter QPSK, 16QAM, 64QAM). Det kan sees at under reelle forhold går ikke punktene sammen til ett, men kommer med en viss spredning. Dette er normalt så lenge dekoderen kan bestemme hvilket kvadrat ankomstpunktet tilhører, men selv i bildet ovenfor er det områder hvor de er plassert på grensen eller nær den. Fra dette bildet kan du raskt bestemme kvaliteten på signalet "med øye": hvis forsterkeren ikke fungerer bra, for eksempel, er prikkene plassert kaotisk, og TV-en kan ikke sette sammen et bilde fra de mottatte dataene: den "piksler" , eller til og med fryser helt. Det er tider når forsterkerprosessoren "glemmer" å legge til en av komponentene (amplitude eller fase) til signalet. I slike tilfeller kan du på enhetens skjerm se en sirkel eller ring på størrelse med hele feltet. To punkter utenfor hovedfeltet er referansepunkter for mottakeren og har ikke informasjon.
På venstre side av skjermen, under kanalnummeret, ser vi kvantitative parametere:
Signalnivå (P) i samme dBµV som for analog, men for et digitalt signal regulerer GOST kun 50 dBµV ved inngangen til mottakeren. Det vil si at i områder med større demping vil det «digitale» fungere bedre enn det analoge.
Verdien av modulasjonsfeil (MER) viser hvor forvrengt signalet vi mottar, det vil si hvor langt ankomstpunktet kan være fra midten av plassen. Denne parameteren ligner på signal-til-støy-forholdet fra et analogt system; normalverdien for 64QAM er fra 28 dB. Det kan tydelig sees at betydelige avvik i bildet ovenfor tilsvarer en kvalitet over normen: dette er støyimmuniteten til det digitale signalet.
Antall feil i det mottatte signalet (CBER) — antall feil i signalet før behandling av eventuelle korreksjonsalgoritmer.
Antall feil etter bruk av Viterbi-dekoderen (VBER-utvidelse) er resultatet av en dekoder som bruker redundant informasjon for å gjenopprette feil i signalet. Begge disse parametrene måles i "stykker per mengde tatt." For at enheten skal vise antall feil mindre enn én av hundre tusen eller ti millioner (som i bildet ovenfor), må den akseptere disse ti millioner bitene, noe som tar litt tid på én kanal, så måleresultatet vises ikke umiddelbart, og kan til og med være dårlig i begynnelsen (E -03, for eksempel), men etter et par sekunder når du en utmerket parameter.
DVB-T2
Den digitale kringkastingsstandarden som er tatt i bruk i Russland kan også overføres via kabel. Formen på stjernebildet kan være noe overraskende ved første øyekast:
Denne rotasjonen øker i tillegg støyimmunitet, siden mottakeren vet at konstellasjonen må roteres med en gitt vinkel, noe som betyr at den kan filtrere det som kommer uten et innebygd skift. Man kan se at for denne standarden er bitfeilratene en størrelsesorden høyere og feilene i signalet før prosessering overskrider ikke lenger målegrensen, men utgjør helt reelle 8,6 per million. For å korrigere dem brukes en dekoder LDPC, så parameteren kalles LBER.
På grunn av økt støyimmunitet støtter denne standarden et modulasjonsnivå på 256QAM, men for øyeblikket brukes bare 64QAM i kringkasting.
DVB-C
Denne standarden ble opprinnelig laget for overføring via kabel (C - Kabel) - et medium som er mye mer stabilt enn luft, derfor tillater den bruk av en høyere grad av modulasjon enn DVB-T, og overfører derfor en større mengde informasjon uten å bruke kompleks koding.
Her ser vi stjernebildet 256QAM. Det er flere firkanter, størrelsen deres har blitt mindre. Sannsynligheten for feil har økt, noe som betyr at et mer pålitelig medium (eller mer kompleks koding, som i DVB-T2) er nødvendig for å overføre et slikt signal. Et slikt signal kan "spredning" der analog og DVB-T/T2 fungerer, men det har også en margin for støyimmunitet og feilkorrigeringsalgoritmer.
På grunn av den høyere sannsynligheten for feil, er MER-parameteren for 256-QAM normalisert til 32 dB.
Telleren for feilbiter har steget enda en størrelsesorden og beregner nå én feilbit per milliard, men selv om det er hundrevis av millioner av dem (PRE-BER ~E-07-8), er Reed-Solomon-dekoderen brukt i denne standard vil eliminere alle feil.
Kilde: www.habr.com