Todos sabemos muito bem que o mundo da tecnologia que nos rodeia é digital, ou está a lutar por isso. A transmissão de televisão digital está longe de ser nova, mas se você ainda não se interessou especificamente por ela, as tecnologias inerentes podem surpreendê-lo.

Conteúdo da série de artigos

• Parte 1: Arquitetura geral de rede CATV
• Parte 2: Composição e formato do sinal
• Parte 3: Componente de Sinal Analógico
• Parte 4: Componente de Sinal Digital
• Parte 5: Rede de distribuição coaxial
• Parte 6: Amplificadores de Sinal RF
• Parte 7: Receptores ópticos
• Parte 8: Rede de backbone óptico
• Parte 9: Headend
• Parte 10: Solução de problemas da rede CATV

Composição do sinal de televisão digital

Um sinal de televisão digital é um fluxo de transporte de diferentes versões de MPEG (às vezes outros codecs) transmitido por um sinal de rádio usando QAM de vários graus. Essas palavras devem ficar claras como o dia para qualquer sinaleiro, então vou apenas dar um gif de wikipedia, que, espero, dará uma compreensão do que é para quem simplesmente ainda não se interessou:

Tal modulação, de uma forma ou de outra, é usada não apenas para o “anacronismo televisivo”, mas também para todos os sistemas de transmissão de dados no auge da tecnologia. A velocidade do fluxo digital no cabo “antena” é de centenas de megabits!

Parâmetros de sinal digital

Utilizando o Deviser DS2400T no modo de exibição de parâmetros de sinal digital, podemos ver como isso realmente acontece:

Nossa rede contém sinais de três padrões ao mesmo tempo: DVB-T, DVB-T2 e DVB-C. Vamos examiná-los um por um.

DVB-T

Este padrão não se tornou o principal em nosso país, dando lugar à segunda versão, mas é bastante adequado para uso da operadora porque os receptores DVB-T2 são retrocompatíveis com o padrão de primeira geração, o que significa que o assinante pode receber esse sinal em quase qualquer TV digital sem decodificadores adicionais. Além disso, o padrão destinado à transmissão pelo ar (a letra T significa Terrestre, éter) tem tão boa imunidade a ruídos e redundância que às vezes funciona onde, por algum motivo, um sinal analógico não consegue penetrar.

Na tela do aparelho podemos observar como a constelação 64QAM está sendo construída (o padrão suporta QPSK, 16QAM, 64QAM). Pode-se observar que em condições reais os pontos não se somam, mas apresentam alguma dispersão. Isso é normal desde que o decodificador consiga determinar a qual quadrado pertence o ponto de chegada, mas mesmo na imagem acima há áreas onde eles estão localizados na fronteira ou próximos a ela. A partir desta imagem você pode determinar rapidamente a qualidade do sinal “a olho nu”: se o amplificador não estiver funcionando bem, por exemplo, os pontos estão localizados de forma caótica e a TV não consegue montar uma imagem a partir dos dados recebidos: ela “pixela”. , ou até mesmo congela completamente. Há momentos em que o processador do amplificador “esquece” de adicionar um dos componentes (amplitude ou fase) ao sinal. Nesses casos, na tela do dispositivo você pode ver um círculo ou anel do tamanho de todo o campo. Dois pontos fora do campo principal são pontos de referência para o receptor e não transportam informações.

No lado esquerdo da tela, abaixo do número do canal, vemos parâmetros quantitativos:

Nível de sinal (P) no mesmo dBµV que para o sinal analógico, no entanto, para um sinal digital, o GOST regula apenas 50 dBµV na entrada do receptor. Ou seja, em áreas com maior atenuação, o “digital” funcionará melhor que o analógico.

O valor dos erros de modulação (MER) mostra o quão distorcido está o sinal que estamos recebendo, ou seja, a que distância o ponto de chegada pode estar do centro do quadrado. Este parâmetro é semelhante à relação sinal-ruído de um sistema analógico; o valor normal para 64QAM é de 28 dB. Percebe-se claramente que desvios significativos na imagem acima correspondem a uma qualidade acima da norma: trata-se da imunidade ao ruído do sinal digital.

Número de erros no sinal recebido (CBER) — o número de erros no sinal antes do processamento por qualquer algoritmo de correção.

Número de erros após a operação do decodificador Viterbi (Extensão VBER) é o resultado de um decodificador que utiliza informações redundantes para recuperar erros no sinal. Ambos os parâmetros são medidos em “peças por quantidade retirada”. Para que o dispositivo mostre um número de erros menor que um em cem mil ou dez milhões (como na imagem acima), ele precisa aceitar esses dez milhões de bits, o que leva algum tempo em um canal, então o resultado da medição não aparece imediatamente e pode até ser ruim no início (E -03, por exemplo), mas depois de alguns segundos você atinge um parâmetro excelente.

DVB-T2

O padrão de transmissão digital adotado na Rússia também pode ser transmitido via cabo. A forma da constelação pode ser um tanto surpreendente à primeira vista:

Esta rotação aumenta adicionalmente a imunidade ao ruído, uma vez que o receptor sabe que a constelação deve ser girada em um determinado ângulo, o que significa que pode filtrar o que vem sem um deslocamento embutido. Pode-se observar que para este padrão as taxas de erro de bit são uma ordem de grandeza maiores e os erros no sinal antes do processamento não excedem mais o limite de medição, mas chegam a reais 8,6 por milhão. Para corrigi-los, é usado um decodificador LDPC, então o parâmetro é chamado LBER.
Devido ao aumento da imunidade ao ruído, este padrão suporta um nível de modulação de 256QAM, mas atualmente apenas 64QAM é usado na transmissão.

DVB-C

Este padrão foi originalmente criado para transmissão via cabo (C - Cable) - um meio muito mais estável que o ar, pois permite a utilização de um grau de modulação maior que o DVB-T, e portanto transmite uma maior quantidade de informações sem utilizar complexos codificação.

Aqui vemos a constelação 256QAM. Há mais quadrados, seu tamanho ficou menor. A probabilidade de erro aumentou, o que significa que é necessário um meio mais confiável (ou uma codificação mais complexa, como no DVB-T2) para transmitir tal sinal. Esse sinal pode “se espalhar” onde o analógico e o DVB-T/T2 funcionam, mas também possui uma margem de imunidade a ruído e algoritmos de correção de erros.

Devido à maior probabilidade de erro, o parâmetro MER para 256-QAM é normalizado para 32 dB.

O contador de bits errados aumentou outra ordem de magnitude e agora calcula um bit errado por bilhão, mas mesmo que existam centenas de milhões deles (PRE-BER ~E-07-8), o decodificador Reed-Solomon usado neste padrão eliminará todos os erros.

Fonte: habr.com