Všetci veľmi dobre vieme, že svet technológií okolo nás je digitálny, alebo sa o to usiluje. Digitálne televízne vysielanie nie je ani zďaleka novinkou, no ak ste sa oň špeciálne nezaujímali, môžu byť pre vás inherentné technológie prekvapivé.
Obsah série článkov
- Časť 4: Komponent digitálneho signálu
- Časť 5: Koaxiálna distribučná sieť
- Časť 6: Zosilňovače RF signálu
- Časť 7: Optické prijímače
- Časť 8: Optická chrbticová sieť
- Časť 9: Koncová stanica
- Časť 10: Riešenie problémov v sieti CATV
Zloženie digitálneho televízneho signálu
Digitálny televízny signál je transportný tok rôznych verzií MPEG (niekedy iných kodekov), prenášaný rádiovým signálom pomocou QAM rôzneho stupňa. Tieto slová by mali byť každému signalistovi jasné ako deň, takže dám len gif od , ktorý, dúfam, dá pochopiť, čo to je pre tých, ktorých to jednoducho ešte nezaujíma:
Takáto modulácia v tej či onej forme sa používa nielen pre „televízny anachronizmus“, ale aj pre všetky systémy prenosu dát na vrchole technológie. Rýchlosť digitálneho toku v „anténnom“ kábli je stovky megabitov!
Parametre digitálneho signálu
Pomocou Deviser DS2400T v režime zobrazovania parametrov digitálneho signálu môžeme vidieť, ako sa to v skutočnosti deje:
Naša sieť obsahuje signály troch štandardov naraz: DVB-T, DVB-T2 a DVB-C. Pozrime sa na ne jeden po druhom.
DVB-T
Tento štandard sa v našej krajine nestal hlavným, ustupuje druhej verzii, ale je celkom vhodný na použitie operátorom z dôvodu, že prijímače DVB-T2 sú spätne kompatibilné so štandardom prvej generácie, čo znamená, že predplatiteľ môže prijímať takýto signál na takmer každej digitálnej TV bez ďalších konzol. Okrem toho má štandard určený na prenos vzduchom (písmeno T znamená Terrestrial, ether) takú dobrú odolnosť voči šumu a redundanciu, že niekedy funguje tam, kde z nejakého dôvodu nemôže preniknúť analógový signál.
Na obrazovke zariadenia môžeme sledovať, ako sa buduje konštelácia 64QAM (štandard podporuje QPSK, 16QAM, 64QAM). Je vidieť, že v reálnych podmienkach sa body nesčítavajú do jedného, ale prichádzajú s určitým rozptylom. Je to normálne, pokiaľ dekodér dokáže určiť, do ktorého štvorca patrí cieľový bod, ale aj na obrázku vyššie sú oblasti, kde sa nachádzajú na hranici alebo blízko nej. Z tohto obrázku môžete rýchlo určiť kvalitu signálu „okom“: ak napríklad zosilňovač nefunguje dobre, bodky sú umiestnené chaoticky a televízor nedokáže zostaviť obraz z prijatých údajov: „pixeluje“ alebo dokonca úplne zamrzne. Sú chvíle, keď procesor zosilňovača „zabudne“ pridať jednu zo zložiek (amplitúdu alebo fázu) k signálu. V takýchto prípadoch môžete na obrazovke zariadenia vidieť kruh alebo krúžok veľkosti celého poľa. Dva body mimo hlavného poľa sú referenčnými bodmi pre prijímač a nenesú informácie.
Na ľavej strane obrazovky pod číslom kanála vidíme kvantitatívne parametre:
Úroveň signálu (P) v rovnakom dBµV ako pre analógový, avšak pre digitálny signál GOST reguluje iba 50 dBµV na vstupe do prijímača. To znamená, že v oblastiach s väčším útlmom bude „digitálny“ fungovať lepšie ako analóg.
Hodnota modulačných chýb (MER) ukazuje, ako skreslený signál, ktorý prijímame, teda ako ďaleko môže byť bod príchodu od stredu štvorca. Tento parameter je podobný pomeru signálu k šumu z analógového systému; normálna hodnota pre 64QAM je od 28 dB. Je jasne vidieť, že výrazné odchýlky na obrázku vyššie zodpovedajú kvalite nad normou: ide o odolnosť digitálneho signálu voči šumu.
Počet chýb v prijatom signáli (CBER) — počet chýb v signáli pred spracovaním akýmkoľvek korekčným algoritmom.
Počet chýb po prevádzke dekodéra Viterbi (VBER) je výsledkom dekodéra, ktorý využíva redundantné informácie na obnovu chýb v signáli. Oba tieto parametre sa merajú v „kusoch na odobraté množstvo“. Aby zariadenie ukázalo počet chýb menší ako jedna ku stotisíc alebo desať miliónov (ako na obrázku vyššie), musí akceptovať týchto desať miliónov bitov, čo na jednom kanáli nejaký čas trvá, takže výsledok merania neobjaví sa okamžite a môže byť spočiatku aj zlý (napríklad E -03), ale po niekoľkých sekundách dosiahnete výborný parameter.
DVB-T2
Štandard digitálneho vysielania prijatý v Rusku možno prenášať aj cez kábel. Tvar súhvezdia môže byť na prvý pohľad trochu prekvapivý:
Toto otáčanie dodatočne zvyšuje odolnosť proti šumu, pretože prijímač vie, že konštelácia musí byť otočená o daný uhol, čo znamená, že dokáže filtrovať to, čo prichádza bez zabudovaného posunu. Je vidieť, že pre tento štandard sú bitové chybovosti rádovo vyššie a chyby v signáli pred spracovaním už nepresahujú limit merania, ale dosahujú veľmi reálnych 8,6 na milión. Na ich opravu sa používa dekodér LDPC, takže parameter sa nazýva LBER.
Kvôli zvýšenej odolnosti voči šumu tento štandard podporuje modulačnú úroveň 256QAM, ale v súčasnosti sa vo vysielaní používa iba 64QAM.
DVB-C
Tento štandard bol pôvodne vytvorený pre prenos cez kábel (C - Cable) - médium oveľa stabilnejšie ako vzduch, preto umožňuje použitie vyššieho stupňa modulácie ako DVB-T, a preto prenáša väčšie množstvo informácií bez použitia zložitých kódovanie.
Tu vidíme súhvezdie 256QAM. Štvorcov je viac, ich veľkosť sa zmenšila. Pravdepodobnosť chyby sa zvýšila, čo znamená, že na prenos takéhoto signálu je potrebné spoľahlivejšie médium (alebo zložitejšie kódovanie, ako v DVB-T2). Takýto signál sa môže „rozptýliť“ tam, kde funguje analógový a DVB-T/T2, ale má aj rezervu odolnosti voči šumu a algoritmov korekcie chýb.
Kvôli vyššej pravdepodobnosti chyby je parameter MER pre 256-QAM normalizovaný na 32 dB.
Počítadlo chybných bitov sa zvýšilo o ďalší rád a teraz počíta jeden chybný bit na miliardu, ale aj keď ich sú stovky miliónov (PRE-BER ~E-07-8), Reed-Solomonov dekodér použitý v tomto štandard odstráni všetky chyby.
Zdroj: hab.com