Рост числа реализуемых в кабельных сетях телекоммуникационных сервисов требует значительно более высокой пропускной способности кабельных каналов. Разработанный стандарт передачи данных по СКТВ второго поколения DVB-C2 позволяет увеличить пропускную способность сети на величину 65% по сравнению с системой стандарта DVB-С при требуемом отношения еигнал/шум в 35 дБ, что в большинстве современных кабельных сетей вполне реализуемо.
Основным отличием DVB-C2 от DVB-С является применение способа модуляции OFDM в режиме 4к (4096 несущих) е продолжительностью полезного OFDM-символа 448 мкс вместо одной QAM-модулированной несущей. Существенное улучшение помехоустойчивого кодирования за счет одновременного использования кодов БЧХ и LDPC позволило в системе стандарта DVB-C2 применять более высокие размерности QAM- модуляции, например: QAM-256, QAM-1024, QAM-4096 [70]. Для более наглядной оценки информационных возможностей DVB-C2 в табл. 7.3 представлены рассчитанные скорости передачи данных для канала связи е полосой частот 8 МГц.
Полезно знать: секреты цифровых тюнеров. Чем отличается DVB-C от DVB-T
Допустимые скорости передачи данных в системе стандарта DVB-C2
Скорость передачи данных, Мбит/с
Вид модуляции несущих
Рис. 7.12. Упрощенная структурная схема передатчика системы стандарта DVB-C2
На рис. 7.12 приведена упрощенная структурная схема передатчика DVB-C2. Как и в системах стандартов DVB-S2 и DVB-T2, в новом кабельном стандарте внутри одного физического канала предусмотрено выделение нескольких логических каналов, которые иногда носят название транспортных труб, то есть PLP.
Фактически PLP — это логический канал, который может переносить обычный поток MPEG-2 TS или использоваться для передачи IP-данных с применением протокола Generic Stream Encapsulation (GSE), определяющего порядок формирования и формат транспортных пакетов переменной длины. Причем протокол GSE специально разработан для второго поколения систем DVB.
Данные каждого PLP пропускаются через блок входной обработки, за которым следует модуль помехоустойчивого кодирования и далее — распределитель QAM-символов. Данные одного или нескольких PLP могут укладываться в слои данных Data Slices. Для повышения устойчивости к пакетным ошибкам или воздействия узкополосных помех эти слои затем подвергаются перемежению по времени и частоте. После этого они поступают в формирователь кадра, собирающий воедино все слои и добавляющий пилот-сигналы, а также преамбулу с сигнализацией первого уровня. На последнем этапе сформированный кадр поступает в OFDM-модулятор.
Другое преимущество применения PLP заключается в том, что разные потоки можно передавать с разным уровнем помехоустойчивости: размерность QAM-модуляции и режим помехоустойчивого кодирования для каждого PLP могут выбираться индивидуально. Следовательно, каждой телекоммуникационной услуге может назначаться свое качество обслуживания QoS (Quality of Service).
DVB-S2/Т2 ЧТО ЭТО ОЗНАЧАЕТ И ЧЕМ ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ DVB-S. Стандарты цифрового телевидения DVB
В отличие от эфирного стандарта, DVB-C2 не должен подчиняться жесткой частотной сетке. Так как кабельная сеть представляет собой закрытую экранированную среду, то нет необходимости координировать использование ее спектра с эфирными присвоениями. Напротив, можно гибко адаптировать полосу канала иод свои конкретные потребности.
Применение OFDM вместо одной модулированной несущей как раз и является ключевым фактором, обеспечивающим эту возможность. Ширина канала задастся выделением ему определенного количество OFDM-несущих. А характеристики входного фильтра и системные часы остаются практически неизменными.
Такой подход позволяет расширить полосу частот передаваемого сигнала для размещения в нем большего количества телекоммуникационных услуг. Чтобы нс усложнять и нс удорожать абонентское оборудование, предполагается сегментированный прием таких каналов. Этот подход уже используется в японской системе эфирного телевидения стандарта 1SDB-T. Приемник со стандартной полосой пропускания может извлечь из широкого пакета только ту часть, которая содержит принимаемую в данных момент услугу, а полоса частот, занимаемая этой частью, никогда не превышает 8 МГц.
Структура кадра DVB-C2 показана на рис. 7.13. Каждый кадр начинается с преамбулы, состоящей из одного или более OFDM-символов и выполняющей две основные функции. С одной стороны, она обеспечивает на-
Рис. 7.13. Структура кадра DVB-C2. представленная в частотно-временной плоскости дсжную времснну’ю и частотную синхронизацию OFDM-сигнала и самой кабельной структуры. Для этой цели в преамбулу вводится особая последовательность пилот-сигналов, модулирующая каждую шестую OFDM- нссущую символов преамбулы.
С другой стороны, преамбула содержит сигнализацию первого уровня (L1), необходимую для декодирования потоков данных и содержащейся в них полезной информации. Преамбула состоит из циклически передаваемых блоков сигнализации L1, повторяющихся в каждой полосе 7,61 МГц широкого канала. Фиксированное расположение блоков L1 и их повторение с шагом 7,62 МГц обеспечивают их прием при настройке тюнера на любые 8 МГц из занимаемого кадром диапазона.
Источник: ozlib.com
3.3. Система цифрового кабельного тв вещания dvb-c.
Структура системы DVB-C максимально гармонизирована со структурой спутниковой системы DVB-S, но в качестве типа модуляции в ней используется M-QAM с числом позиций М от 16 до 256. На рис. 4.33 показана структура оборудования головной станции кабельной линии и абонентского приемника-декодера для такой линии. Рисунок 9. Структурная схема системыDVB-C Входными сигналами на головной станции являются транспортные пакеты MPEG-2 и такты, получаемые через интерфейс в основной полосе от:
- спутниковой линии,
- технологических линий,
- локальных программных источников и т.п.
Методы инверсии каждого восьмого байта для цикловой синхронизации, рандомизации, перемежения и кодирования RS-кодом не имеют отличий от аналогичных методов и устройств в системах DVB-S и DVB-T. Преобразователь байтов в кортежи (короткие последовательности битов, равные значности модулирующего кода) осуществляет формирование битовых структур, удовлетворяющих условию последующего получения символов QAM. С целью получения созвездия, не зависящего от вращения несущей, к двум старшим разрядам каждого символа QAM применяется дифференциальное кодирование. На этом формирование кортежей заканчивается и осуществляется найквистовская согласованная фильтрация для формирования спектра в квадратурных каналах I и Q. Затем сигналами I и Q модулируются квадратурные несущие, и сигнал QAM переносится по спектру в полосу рабочего кабельного канала, для сопряжения с которым служит физический интерфейс. На приеме в соответствующем порядке выполняются обратные операции по демодуляции и декодированию сигнала в цифровой приставкеSTB. Характерной особенностью рассмотренного тракта адаптации является отсутствие внутреннего сверточного кодека и наличие формирования спектра в основной полосе. Защита от пакетированных ошибок производится исключительно за счет перемежения на выходе кодера Рида-Соломона. После сверточного перемежения непрерывную последовательность байтов необходимо разделить на короткие последовательности битов, каждая из которых соответствует символу QAM, т.е. определенной точке на квадратурной диаграмме модулированного сигнала. Такие последовательности двоичных символов называются кортежами. Длина кортежа т = log2(M), где М — число позиций сигнала M-QAM. Циклическая задача отображения байтов в кортежи для одного цикла может быть выражена формулой 8k = пт, где: k — число преобразуемых байтов по 8 бит; п — число кортежей длиной т бит.
3.4. Система мобильного тв вещания dvb-h.
Стандарт DVB-H (мобильное вещание) базируется на более раннем вышедшем стандарте DVB-T (цифровое эфирное вещание) в части расширения некоторых устанавливаемых параметров, ориентированных на условия приема цифровых сигналов в мобильных условиях. Какие же задачи призвана решать система DVB-H?
Основными из них являются: -Экономия тока потребления аккумуляторной батареи мобильного терминала. Эта задача явилась определяющей при формировании концепции мобильного вещания. -Устойчивый мобильный прием в движении, в том числе на больших скоростях. -Возможность приема при многолучевом распространении сигнала, особенно в комнатных условиях. -Полная совместимость с уже существующими сетями DVB-T.
Рисунок 10. Концептуальная структура DVB-Н приема. 
Рисунок 11 .структурная схема примера использования системы DVB-H для передачи IP-услуг. Главные отличия от DVB-T заложены в канальном уровне (т.е. уровне, выше физического уровня).
Прежде всего — это квантование по времени (Time Slicing) и введение упреждающей коррекции ошибок (MPE — FEC), что позволило резко увеличить вероятность приема в сравнении с DVB-T. П
ринцип временного уплотнения, позволяющего существенно экономить токопотребление DVB-H терминала, показан на рис.3, из которого видно, что полезная информация передается/принимается с большой скоростью (например, 10 Мбит/с), но в очень короткий промежуток времени в сравнении со временем ожидания.
Для качественного воспроизведения DVB-H TV услуги вполне достаточна скорость цифровой информации в 250 кбит/с. Таким образом, отношение времен отключения приемника и его работы составляет 40 (10/0,25 = 40), что эквивалентно экономии энергии порядка 90%. Рисунок 12. Принцип временного уплотнения.
Стандартом DVB-H в дополнение к существующим режимам 2k и 8k (для DVB-Т) добавлен промежуточный режим 4k, как наиболее адаптированный для работы в ячейке среднего размера SFN сети. Условные рекомендации по использованию того или иного режима могут быть сформулированы следующим образом: Режим 8k – для использования SFN сетях любого размера (больших, средних и малых) и допускает наличие Допплеровского сдвига по частоте при высокоскоростном приеме (т.е. прием осуществляется в движении).
Режим 4k – для мало- и средне-размерных SFN сетей при значительных Допплеровских частотных сдвигах. Пригоден для приема на очень высоких скоростях. Режим 2k — для малоразмерных SFN сетей. Гарантирует уверенный мобильный прием при самых высоких скоростях в движении (т.е при весьма значительных Допплеровских сдвигах по частоте).
Компромиссное решение режима 4k позволяет обеспечить как портативный, так и мобильный прием при наиболее жестких условиях. Наиболее пригодной модуляционной схемой для DVB-H является формат 16 QAM со скоростью кодирования CR = 1/2 или CR = 2/3, которые обеспечивают достаточную пропускную способность для DVB-H услуг при приемлемом отношении несущая/шум (C/N).
Построение DVB-H сетей экономически целесообразно осуществлять на базе уже существующей DVB-T сети при использовании иерархического режима. Иерархическая модуляция допускает передачу двух независимых потоков, имеющих различные рабочие характеристики и скорости передачи данных в одном и том же физическом ВЧ канале (т.е. в полосе 7,61 МГц). В этом случае транспортный поток (TS) канала с высоким приоритетом (НР) обладает помехозащищенностью, близкой к формату QPSK (т.е. максимально возможной). Иерархическая модуляция является самой рентабельной, т.к. она обеспечивает наибольшую эффективность спектра.
Источник: studfile.net
VIDEO-SAM.RU
Подпишитесь на почтовую рассылку по созданию видеороликов.
В любой момент вы cможете отказаться от подписки, если она вас не устроит.
Популярные статьи
Свежие статьи
Стандарты цифрового телевидения
В наше время во всем мире идет активный переход с аналогового на цифровое телевидение.
Системы аналогового телевидения были рассмотрены в статье Стандарты видео: NTSC, PAL, SECAM. Эти системы появились в середине прошлого века и постепенно уходят в историю, уступая место более современным цифровым системам телевидения.
Цифровые камеры генерируют видеопоток большой скорости (например, HD-камеры дают поток 233 Мбит/сек.), чем и объясняется высокое качество картинки. Главная задача при хранении и передачи такого объема данных — это эффективное сжатие.
После успешного решения задачи сжатия видеосигналов в десятки раз для передачи изображений (MPEG) начался активный переход на цифровое вещание.
Преимущества цифрового телевидения:
Более высокое качество изображения и звука.
Большая устойчивость сигнала к помехам по сравнению с аналоговым.
Уменьшение мощности потребления электроэнергии при замене аналогового передатчика цифровым (экономия энергопотребления).
Увеличение числа программ на одном частотном канале.
Использование единого стандарта кодирования (MPEG), который решит проблему несовместимости стандартов NTSC, PAL, SECAM.
Телепередача может сопровождаться звуком сразу на нескольких языках, а также субтитрами.
Поскольку цифровой сигнал меньше подвержен помехам, качественный прием телепрограмм возможен не только на стационарную, но и на комнатную антенну.
Для приема цифрового телевещания нужен цифровой телевизор — современный ЖК-приемник или плазма.
Но поскольку многие зрители еще пользуются обычным аналоговым телеприемником, для перехода на цифровое TV они могут использовать специальную цифровую приставку.
Такая приставка (ее называют Set-top-Box — коробка, установленная сверху) играет роль декодера и переводит цифровой сигнал в аналоговый, понятный старому телевизору.
В России и Беларуси 2015 год — это год перехода на цифровое эфирное телевещание стандарта DVB-T.
На данном этапе в мире существуют следующие стандарты цифрового телевидения:
DVB — разработан в Европе
ATSC — разработан в США
ISDB — разработан в Японии
Все эти стандарты дают возможность, используя эфирные, кабельные, спутниковые и мобильные каналы связи, передавать оцифрованные сигналы аналогового стандарта вместе с многоканальным звуком. Основное различие между тремя стандартами в методах модуляции и частотных диапазонах каналов передачи.
DVB
Стандарт DVB является самым распространенным в мире, его используют более 270 стран, находящихся в Европе, Австралии, Новой Зеландии, Азии и Африке (синий цвет на карте).
Стандарт можно разделить на следующие разновидности по способу передачи:
DVB-S (satellite) – спутниковое телевидение;
DVB-T (Terrestrial) – наземное эфирное телевидение;
DVB-C (Cable) – кабельное телевидение;
DVB-H (Mobile) – мобильное телевидение.
Считается, что европейская система DVB имеет большую устойчивость к помехам по сравнению с американской, и имеет скорость цифрового передатчика от 5 до 32 Мбит/с (для сравнения — 19 Мбит/с в системе ATSC).
DVB позволяет передавать в одном канале одновременно телепрограммы и потоки данных. Телепрограммы могут иметь стандартное разрешение (720х576) и высокое разрешение HDTV.
ATSC
Стандарт цифрового телевидения ATSC является разработкой американской организации Advanced Television Systems Committee — отсюда и название ATSC.
С 1996 года внедряется на террирории США, Канады Южной Кореи и некоторых других стран (оранжевый цвет на карте).
Основная задача цифрового стандарта — замена аналогового стандарта NTSC. Также поддерживает вещание через кабельные, эфирные, спутниковые сети.
Особенностью ATSC является поддержка самого большого количества форматов в телевещании: 18 форматов, из которых 6 являются HDTV.
Видеосигналы сжимаются по алгоритмам MPEG2/MPEG4, аудиосигналов — по методу Dolby Digital AC-3, обеспечивая шестиканальный звук формата 5.1.
ISDB
Стандарт ISDB (Integrated Service Digital Broadcasting) разработан японской организацией ARIB и полностью заменил стандарты аналогового TV.
Используется в Японии, Южной и Центральной Америке, на Филлипинах, Шри-Ланке (зеленый цвет на карте).
Также разделяется на спутниковое телевидение — ISDB-S, эфирное — ISDB-T, кабельное — ISDB-C и спутниковое вещание для мобильных устройств.
DTMB
Стандарт DTMB (DMB-T/H — эфирное/мобильное) используется в Китае (фиолетовый цвет на карте).
Источник: video-sam.ru