Кабельное ТВ структурная схема

Содержание

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
Курьерская доставка (7 дней)
Самовывоз из московского офиса
Почта РФ

Распространяется на цифровые многопрограммные распределительные системы кабельного телевидения, предназначенные для передачи абонентам сигналов вещательных телевизионных программ и других независимых данных и устанавливает:

— основные принципы построения многопрограммной системы кабельного цифрового телевизионного вещания;

— структуру цикловой синхронизации, методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции для системы кабельного цифрового телевизионного вещания.

Усилители кабельного телевидения. Настройка, виды.

ГОСТ 17657-79Передача данных. Термины и определения
ГОСТ 21879-88Телевидение вещательное. Термины и определения
ГОСТ 22670-77Сеть связи цифровая интегральная. Термины и определения
ГОСТ 24402-88Телеобработка данных и вычислительные сети. Термины и определения
ГОСТ Р 52023-2003Сети распределительные систем кабельного телевидения. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений и испытаний
ГОСТ Р 52210-2004Телевидение вещательное цифровое. Термины и определения
ГОСТ Р 52592-2006Тракт передачи сигналов цифрового вещательного телевидения. Звенья тракта и измерительные сигналы. Общие требования
Показать все

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

Сканы страниц ГОСТа
Текст ГОСТа

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

СИСТЕМА КАБЕЛЬНОГО ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ

Методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио» (ФГУП НИИР)

2 ВНЕСЕН Министерством информационных технологий и связи Российской Федерации

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2006 г. № 263-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений Рекомендаций Международного союза электросвязи (МСЭ-Т): J.110 (04.97). J.83 (1997) и Европейского Института по стандартизации в области телекоммуникаций (ETSI): EN 300429 (1998)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — вежеме-сячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

1 Область применения. 1

2 Нормативные ссылки. 1

3 Термины и определения. 1

4 Обозначения и сокращения. 2

5 Система кабельного цифрового телевизионного вещания. 3

5.1 Определение системы. 3

5.2 Структурная схема. 3

6 Кодирование для защиты от ошибок. 6

6.1 Адаптация транспортного потока к каналу передачи и его рандомизация. 6

6.2 Внешнее кодирование. 7

6.3 Сверточное перемежение и цикловая синхронизация. 8

7 Формирование спектра и модуляция. 8

7.1 Отображение байтов в символы. 8

7.2 Дифференциальное кодирование. 9

7.3 Квадратурные диаграммы сигналов и формирование спектра . 10

Приложение А (обязательное) Амплитудно-частотная характеристика фильтра основной полосы. 13 Библиография. 14

ГОСТ Р 52593-2006

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СИСТЕМА КАБЕЛЬНОГО ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ Методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции

Digital video cable broadcasting system.

Methods of channel coding, framing structure and modulation

Дата введения — 2007—01—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на цифровые многопрограммные распределительные системы кабельного телевидения, предназначенные для передачи абонентам сигналов вещательных телевизионных программ и других независимых данных, и устанавливает:

— основные принципы построения многопрограммной системы кабельного цифрового телевизионного вещания;

— структуру цикловой синхронизации, методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции для системы кабельного цифрового телевизионного вещания

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52023-2003 Сети распределительные систем кабельного телевидения. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений и испытаний

ГОСТ Р 52210-2004 Телевидение вещательное цифровое Термины и определения

ГОСТ Р 52592-2006 Тракт передачи сигналов цифрового вещательного телевидения. Звенья тракта и измерительные сигналы. Общие требования

ГОСТ 17657-79 Передача данных. Термины и определения

ГОСТ 21879-88 Телевидение вещательное Термины и определения

ГОСТ 22670-77 Сеть связи цифровая интегральная Термины и определения

ГОСТ 24402-88 Телеобработка данных и вычислительные сети. Термины и определения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего гада, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 17657. ГОСТ 21879, ГОСТ 22670. ГОСТ 24402. ГОСТ Р 52023, ГОСТ Р 52210. а также следующие термины с соответствующими определениями в соответствии с [1] и [2]:

3.1 генератор псевдослучайной последовательности двоичных чисел (pseudo random binary sequence generator): Оборудование, которое при вводе инициализирующего слова данных генерирует определенную псевдослучайную двоичную последовательность.

3.2 деперемежение (deinterleaving): Метод перестановки символов в принимаемой последовательности с целью восстановления исходной структуры цифрового сигнала, подвергнутого перемеже-нию (операция, обратная перемежению).

3.3 корректирующий код (error-correcting code): Код. позволяющий исправлять ошибки

3.4 кортежи (m-tuple): Короткие последовательности битов, равные значности модулирующего

3.5 неравномерность АЧХ (in-band ripple): Разность между максимальным и минимальным вносимым затуханием в рабочей полосе пропускания формирующего фильтра.

3.6 перемежение (interleaving): Метод перестановки символов в передаваемой последовательности для изменения распределения ошибок при обработке сигнала на приеме

3.7 псевдослучайная двоичная последовательность (pseudo random binary sequence): Определенная последовательность двоичных чисел, корреляционные свойства которой близки к корреляционным свойствам ограниченного по уровню шума.

3.8 радиоканал системы кабельного распределения (radio channel of cable distribution system): Полоса частот, отводимая для передачи радиосигнала транспортного потока цифрового вещательного телевидения по кабельной сети.

3.9 радиосигнал системы кабельного распределения (cable distribution system radio frequency signal): Сигнал несущей, модулированный цифровым сигналом транспортного потока цифрового вещательного телевидения.

Еще по теме: TV Haier 58 Smart TV mx обзор

3.10 самый старший (двоичный) разряд (most significant bit): Бит кодового слова, который имеет наибольший двоичный вес (наибольшее значение двоичного номера в кодовом слове, в настоящем стандарте — это самый левый разряд двоичного номера).

3.11 сверточное перемежение (convolutional interleaving): Способ перемежения. при котором данные считываются в двухмерную матрицу и каждый ряд матрицы задерживается по времени в соответствии с его позицией в матрице. При считывании блоков данных из матрицы происходит изменение их порядка.

3.12 система кабельного телевидения (cable television system): Система кабельного распределения. обслуживающая абонентов большого района или города и обеспечивающая прием радиосигналов телевизионного и звукового вещания, поступающих от центральной головной станции по кабельной сети.

4 Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения: а — коэффициент скругления спектра:

а —примитивный элемент поля Галуа, являющийся корнем порождающего многочлена кода Рида-Соломона:

Ак. Вк — старшие разряды кортежа;

ASI (Asynchronous Serial Interface) — асинхронный последовательный интерфейс:

Ь0. Ь7 — биты в кодируемых последовательностях:

Ь0. Ь? — биты в последовательностях кортежей:

DVB (Digital Video Broadcasting) — цифровое телевизионное вещание:

DVB-C (Digital Video Broadcasting by Cable) — кабельная система цифрового ТВ вещания;

f— текущая частота модулирующего сигнала в основной полосе:

fN (Nyquist frequency) — частота Найквиста;

g(x) — порождающий многочлен кода Рида-Соломона:

G(X) — порождающий многочлен рандомизатора:

H(f) — амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) формирующего фильтра в основной полосе; hex (hexadecimal) — индекс шестнадцатиричной системы счисления;

I.Q — квадратурные сигналы;

1а — глубина перемежения; j — текущий индекс;

к — число информационных символов в блоке кода Рида-Соломона:

LSB (Least Significant Bit) — самый младший (двоичный) разряд; т — число битов в символе при модуляции M-QAM;

М — число точек сигнального созвездия модуляции M-QAM (значащих позиций);

MPEG-2 (Moving Picture Experts Group) — обобщенное название группы стандартов ИСО/МЭК13818 в области кодирования, обработки и транспортирования сигналов изображения и звука; MSB (Most Significant Bit) — наибольший значащий бит. то есть самый старший (двоичный) разряд; п — длина блока кода Рида-Соломона; лр — номер транспортного пакета в группе из восьми пакетов; q — длина последовательности из младших битов кортежа;

гт — неравномерность АЧХ на частоте Найквиста и в полосе прозрачности формирующего фильтра;

RS(n, k,t = 8) — полином кода Рида-Соломона при заданных значениях л и Л;

SPI (Synchronous Parallel Interface) — синхронный параллельный интерфейс:

STB (Set-Top Box) — цифровая абонентская приставка; t — число ошибок, исправляемых кодом Рида-Соломона:

V — байты в кодируемых последовательностях;

X — формальная переменная порождающего многочлена, используемая для указания положения разрядов скремблера, охваченных логической обратной связью:

х — формальная переменная порождающего многочлена, используемая для указания положения элементов поля Галуа в последовательности данных, кодируемых кодом Рида-Соломона:

Z — обозначения кортежей в кодируемых последовательностях:

АЧХ (AFC) — амплитудно-частотная характеристика;

QAM (Quadrature Amplitude Modulation) — квадратурная амплитудная модуляция;

M-QAM (Quadrature Amplitude Modulation) — квадратурная амплитудная модуляция с числом значащих позиций, равным М

НЗБ (MSB) — наибольший значащий бит;

ПСП (PRBS) — псевдослучайная (двоичная) последовательность:

ПЧ (IF) — промежуточная частота:

РЧ (RF) — радиочастота;

ТП (TS)— транспортный поток.

5 Система кабельного цифрового телевизионного вещания

5.1 Определение системы

Система кабельного цифрового телевизионного вещания — это совокупность технических характеристик. параметров и соответствующих им функциональных блоков оборудования, определяющих способы мультиплексирования, помехоустойчивого кодирования и модуляции, применяемых для согласования (адаптации) транспортных потоков данных MPEG-2 с каналами кабельной распределительной сети (3).

Эта система может сопрягаться с другими цифровыми системами наземного и спутникового многопрограммного телевидения и использоваться для распределения программ абонентам Система основана на квадратурной амплитудной модуляции (QAM)c 16-. 32-, 64-, 128- или 256-значащими позициями (3). [4).

Настоящий стандарт определяет способ преобразования цифровых сигналов данных MPEG-2 основной полосы частот, поступающих с выхода транспортного мультиплексора MPEG-2. в модулированный сигнал, пригодный для передачи по каналам кабельной распределительной сети, а также способ обратного преобразования сигналов на приемной стороне.

5.2 Структурная схема

5.2.1 Структурная схема системы кабельного цифрового телевизионного вещания, включающая оборудование головной станции, линейной сети и абонентского приемника-декодера показана на рисунке 1.

ГОСТ Р 52593—2006

5.2.2 В передающем оборудовании головной станции цифровой кабельной системы для согласования транспортного потока с каналом в линейной сети должны выполняться следующие преобразования:

— сопряжение в основной полосе;

— инвертирование синхроимпульса цикла и рандомизация данных;

— кодирование с помощью кода Рида-Соломона:

— преобразование байтов в m-разрядные кортежи;

— формирование спектра в основной полосе частот с помощью формирующего фильтра:

— квадратурная амплитудная модуляция.

5.2.3 Система кабельного цифрового телевизионного вещания должна быть разграничена следующими интерфейсами, приведенными в таблице 1.

Тип сигнала в точке интерфейса

Мультиплексированный транспортный лоток MPEG-2 и такты (По ГОСТ Р 52592)

От мультиплексора MPEG-2

К РЧ устройствам

Прием и ик-декодер

Мультиплексированный транспортный лоток MPEG-2 и такты (По ГОСТ Р 52592)

К демультиплексору MPEG-2

От РЧ устройств (абонентские устройства)

5.2.4 Входными сигналами на головной станции являются транспортные пакеты MPEG-2 и такты, получаемые через интерфейс типа SPI или ASI в основной полосе от: спутниковой линии, технологических линий, локальных программных источников и т. п.

5.2.5 Тактовая частота из интерфейса и внешний сигнал выбора кодовой скорости используются для генерации всех необходимых тактовых и несущей частот. Подачу тактовых сигналов и синхронизацию на передаче следует проводить с использованием соответствующих управляемых генераторов

5.2.6 В устройстве формирования синхроимпульса цикла и рандомизации осуществляется инвертирование байта синхронизации каждого восьмого транспортного пакета, а также проводится 15-разряд-ное скремблирование транспортного потока.

5.2.7 Рандомизированные пакеты данных кодируются во внешнем RS-кодере, подвергаются внешнему сверточному перемежению и поступают на преобразователь данных в гл-разрядные кортежи. Защиту от пакетированных ошибок проводят за счет перемежения символов на выходе кодера Рида-Соломона.

5.2.8 В системе кабельного цифрового телевизионного вещания применяется квадратурная амплитудная модуляция с числом значащих позиций М от 16 до 256. Вариант с М = 64 является обязательным.

5.2.9 Преобразователь байтов в кортежи осуществляет формирование битовых структур, удовлетворяющих условию последующего получения символов квадратурной амплитудной модуляции QAM. С целью получения сигнального созвездия, не зависящего от вращения несущей, к двум старшим разрядам каждого символа QAM следует применять дифференциальное кодирование.

5.2.10 Для формирования спектра сигналов в квадратурных каналах / и О осуществляется согласованная фильтрация по Найквисту. Сигналами / и Q модулируются квадратурные несущие, затем сигнал QAM переносится по спектру в полосу рабочего кабельного канала, для сопряжения с которым служит физический интерфейс

5.2.11 На приеме в соответствующем порядке выполняются обратные операции по демодуляции и декодированию сигнала в цифровом приемнике-декодере (цифровой приставке).

6 Кодирование для защиты от ошибок

6.1 Адаптация транспортного потока к каналу передачи и его рандомизация

6.1.1 Входящий поток битов данных должен быть организован в виде транспортных пакетов фиксированной длины по 188 байт. Каждый транспортный пакет должен содержать 1 байт слова синхронизации (его значение — 01000111. или 47НЕХ) и 187 байт мультиплексированных данных (3).

6.1.2 Байты данных должны следовать старшим разрядом вперед. Процесс обработки данных на передающей стороне начинается со старшего разряда байта синхронизации, то есть с бита со значением «0».

6.1.3 Дисперсия (рассеивание) энергии и близкая к случайной статистика переходов между битами потока данных должны обеспечиваться путем рандомизации входного системного потока MPEG-2. Для рандомизации должен использоваться аддитивный 15-разрядный скремблер, структурная схема которого показана на рисунке 2. Для осуществления обратной функции дескремблирования в приемнике должно использоваться аналогичное устройство.

6.1.4 Генератор двоичной псевдослучайной последовательности (ПСП) рандомизатора должен иметь порождающий многочлен вида:

G(X) = 1 + X 14 ♦ X 15 . (1)

6.1.5 Работа генератора ПСП должна инициализироваться в начале каждого восьмого транспорт

ного пакета путем загрузки в регистр скремблера фиксированной последовательности «100101010000000». Чтобы обеспечить выделение сигнала инициализации в дескремблере, значение байта синхронизации в первом (лр = 1) транспортном пакете в группе из восьми транспортных пакетов (лр = 1. 8) должно быть инвертировано, то есть преобразовано из 47НЕХ в В8НЕХ.

Еще по теме: Индия ТВ нет индийские сериалы женская доля

Последовательность инициализации скремблера

Источник: standartgost.ru

Проект организации IPTV вещания

Сеть IPTV разработана для Бурятского Филиала Сибирского Государственного Университета Телекоммуникации и Информатики, находящегося на улице Трубачеева, 152.

Приём видеоконтента осуществляется со спутника и антенны эфирного телевидения. Видеоконтент передается по кабелю «витая пара» (UTP CAT5е и СAT 6) стандарт Ethernet и по волоконно-оптической линии связи (ВОЛС).

Передача данных в сетях Ethernet возможна, используя различные скоростные протоколы данных в локальной сети: Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet.

В сети IPTV используется технология Fast Ethernet с вариантом реализации по стандарту 1000Base-TX и номинальной скоростью передачи информации 100 Мбит/с и Gigabit Ethernet по стандарту 1000Base-LX и номинальной скоростью 1 Гбит/c. Так же, если сетевая карта абонента не позволяет использовать подключение по стандарту 1000Base-TX, то возможно использование 100Base-TX. В данной сети используется топология типа «звезда». Структура локальной сети (топология) — конфигурация сети, порядок соединения компьютеров.

Архитектуру сети IPTV можно разделить на три части: (рис. 2.1.1. на следующей странице)

1) Головная станция, принимающая спутниковый контент.

2) Центральная часть, или «операторская часть», формирующая услуги.

3) Клиентская часть.

Архитектура сети IPTV

Рисунок 2.1.1. — Архитектура сети IPTV

Спецификация к схеме организации вещательной сети (IP-TV) (рис. 2.1.1.):

1. Базовый блок цифровой головной станции КТВ PBI DMM-1000

2. Модуль профессионального IRD приемника PBI DMM-1500P-44S2

3. Модуль профессионального IRD приемника PBI DMM-1500P-44T2

4. Программное обеспечение Middleware

5. Ethernet switch layer 3

6. Ethernet switch

7. Приставка IPSTB

9. ЖК-дисплей (Full HD)

10. Телевизионный приёмник n+n1STB

Головная станция

Головная станция является важной частью сети вещания (IPTV) и включает в себя комплекс оборудования, который позволяет прием сигнала от эфирных станций и спутников, и обеспечивает раскодирование и демультиплексирование цифровых сигналов и MPEG-кодирование аналоговых сигналов с последующим мультиплексированием подготовленных материалов в IP-потоки. В проекте IPTV Головная станция состоит из нескольких компонентов (модулей): двух модулей профессионального IRD приемника PBI DMM-1500P-44Т2 для приема спутниковых каналов и одного модуля профессионального IRD приемника PBI DMM-1500P-44S2 для приема эфирных каналов.

Эфирная и спутниковая антенна передают полученные сигналы телевизионных станций и спутников на IRD приемники.

IRD приемники

Базовый блок головной станции

Оборудование преобразования аналогового сигнала эфирного телевидения размещается в базовый блок головной станции (до 8 модулей), большинство модулей являются сдвоенными, то есть позволяют обрабатывать 2 аналоговых канала или 2 цифровых многопрограммных потока (например, 2 QAM потока). Таким образом, один базовый блок позволяет сформировать на выходе до 16 аналоговых радиочастотных каналов или, например, транслировать более 100 цифровых каналов в составе QAM потоков. Так, как принимая эфирные каналы мы получаем высокочастотный сигнал, для преобразования его в форму IP пакетов необходимо сначала преобразовать его в низкочастотный сигнал, далее в асинхронный последовательный интерфейс (ASI) и только потом, после ASI-GigE преобразования, передавать на коммутатор. Сигнал эфирного телевидения, преобразованный в НЧ будет преобразован в МPEG 2, после чего будет готов для преобразования в пакеты, и дальнейшего распространения в сеть IPTV.

Центральная часть

Центральная часть, — это совокупность аппаратно- программных комплексов, которая состоит из различных компонентов (рис. 2.1.2.).

Структурная схема центральной части сети IPTV

Рисунок 2.1.2.- Структурная схема центральной части сети IPTV

Сервер с программным обеспечением (Middleware)

Следующий компонент является самым основным компонентом в архитектуре сети IPTV. Это аппаратно-программный комплекс Middleware, который обеспечивает управление всеми компонентами решения IPTV, обрабатывает запросы от абонентских приставок, обеспечивает взаимодействие с системами. Middleware позволяет осуществлять: авторизацию абонента, формирование EPG, формирование интерфейса и инструментов управления, взаимодействие с системами CAS, VoD, головной станцией, STB-устройствами взаимодействие с биллинговыми системами и системами поддержки бизнеса оператора связи(OSS/BSS/CRM).

Открытость архитектуры Middleware позволяет оперативно масштабировать компоненты решения и расширять спектр услуг.

Программируемый абонентский интерфейс позволяет в полной мере учитывать потребности университета и пользователей системы IPTV.

Пользовательская часть. Абонентская приставка (STB)

В клиентскую часть (см. рис 2.1.4. на следующей странице), как правило, входит абонентская приставка.

Абонентская приставка является связующим звеном между системами формирования и доставки аудио- и видеоматериалов и телевизором абонента.

В здании университета к каждой ЖК-панели устанавливаются абонентская приставка — IP Set-Top-Box, имеющие интерфейс Ethernet для подключения к широкополосной сети, аналоговые, компонентные или цифровые выходы (в том числе HDTV) для подключения к телевизору, плазменной панели, проектору, аналоговые и SPDIF аудиовыходы, USB-порты для внешних устройств (например, USB IP-телефон, веб-камера, кардридер, устройства хранения данных). Инфракрасный пульт ДУ позволяет управлять STB и телевизором.

Главной необходимой задачей STB является прием и декодирование потока. STB-устройство представляет собой мини-компьютер с операционной системой и WEB-браузером.

Обмен командами управления и медиаматериалами осуществляется через сетевой интерфейс.

Структурная схема абонентский части (оконечное оборудование) сети IPTV

Рисунок 2.1.4.- Структурная схема абонентский части (оконечное оборудование) сети IPTV

Источник: studbooks.net

Структурная схема спутниковой системы цифрового телевидения

Цифровые потоки видео- и аудиосигналов различных телевизионных программ, потоки данных объединяются в мультиплексоре. В поток вводятся сигналы синхронизации, позволяющие различить их после демодулятора. В стандарте MPEG-2 различают три вида цифровых потоков: пакетный элементарный поток (ПЭП), программный поток (ПП) и транспортный поток (ТП).

Пакетный элементарный поток относится к какому-то одному виду информации-сигналу изображения или звука, либо данным. Программный поток объединяет элементарные потоки, имеющие общую тактовую частоту, т.е. формируется при передаче п-телевизионных, m-радиовещательных и k-потоков данных. В стандарте предусмотрена возможность объединения до 16 потоков видео, 32 аудио и до 16 потоков данных. В каналах формируется транспортный поток, в котором присутствует пакет длиной 188 байт, из них 187- информационные и 1 байт синхронизации.

На рисунке 2 приведена упрощенная структурная схема спутниковой системы цифрового телевидения.

Упрощенная структурная схема спутниковой системы цифрового телевизионного вещания

Рисунок 2. Упрощенная структурная схема спутниковой системы цифрового телевизионного вещания

Цифровой поток данных, сформированный из различных источников (телетекст, видеоинформационный и др.) поступает на мультиплексор. Для объединения и последующего разделения сигналов на вход мультиплексора поступают синхронизирующие сигналы (на схеме не показаны). Перед модулятором передатчика обычно устанавливается фильтр. Его назначение вызвано различными причинами.

Для устранения межсимвольных искажений при демодуляции сигнала могут использоваться различные варианты фильтров Найквиста. Часто используют аппроксимации частотных характеристик фильтров, близких к фильтру с АЧХ вида «корень квадратный из спектра типа приподнятый косинус». Такие фильтры устанавливают как на передающей, так и на приемной стороне. Используют также фильтры, минимизирующие спектр радиосигнала, для уменьшения помех соседним радиоканалам.

В спутниковых каналах сигналы достаточно стабильны при спокойном состоянии тропосферы. Однако при возмущениях в ней опасно применять сигналы со сложными видами модуляции, поэтому, как правило, используют хорошо зарекомендовавшую не только в спутниковых каналах 4-позиционную фазовую манипуляцию) — в английской аббревиатуре — 4-ФМ.

Однако в последнее время появились попытки применить в спутниковых каналах сигналы с фазовой манипуляцией с увеличенным алфавитом сигналов — 8-ФМ (8-позиционные сигналы фазовой манипуляции), — что потребовало использования нового вида помехоустойчивых кодов-«турбокодов» . В начале 2002 г. развернуты работы нового стандарта DVB-S2, в основе которого лежит многопозиционная фазовая модуляция (8-ФМ, 16-ФМ или 16-КАМ) и методы турбокодирования.

Турбокодирование позволяет приблизиться к пределу Шеннона, при этом проигрыш в системе передачи колеблется от 0,27 до 0,5 дБ. С помощью турбокодов можно достичь величины вероятности ошибки по битам 1-10~5 при отношении энергии сигнала к спектральной плотности шума на выходе УПЧ-2, равном 0,7 дБ. Фактически турбокоды являются блочными кодами с большой длиной блока. Поскольку в демодуляторе на приемной стороне используется квазикогерентная обработка сигналов, то для устранения неопределенности фазы опорного колебания на приемной и передающей стороне дополнительно применяется дифференциальное кодирование и декодирование.

Кроме того, при квазикогерентном приеме в демодуляторе имеются устройства синхронизации, предназначенные для образования сигналов опорного колебания и тактовых импульсов.

Для повышения помехоустойчивости приема сигналы с выхода мультиплексора поступают на модулятор не непосредственно, а дважды дополнительно кодируются помехоустойчивым кодом (при использовании сигналов 4-ФМ обычно внутренний код — сверточный и внешний блоковый — Рида-Соломона, а при применении сигналов ФМ-8 используются уже упомянутые турбокоды) Для упрощения рисунка такие кодеры и декодеры не показаны.

Приемные станции могут быть трех видов: 1-профессиональные с цифровым декодером, 2-е преобразователями вида 4-ФМ/КАМ (4-ФМ — четырехпозиционная фазовая модуляция, КАМ-квадратурная амплитудно-фазовая модуляция с числом уровней 64 или 256 для кабельных сетей или для индивидуальных приемных устройств спутникового телевидения).

Еще по теме: Плохо работает бамбук ТВ

В первом типе станций сигнал после декодирования поступает в профессиональную студию либо в кабельную распределительную сеть телевизионных программ, или в бытовой интегрированный кабельный декодер, в котором выделяются также каналы телетекста и звукового вещания, во втором типе станций — на индивидуальный спутниковый ресивер-декодер. Разработаны бытовые и профессиональные спутниковые декодеры с весьма универсальными схемами. Профессиональные цифровые декодеры обычно рассчитаны на применение в любых конфигурациях стандартов и сигналов.

Многие западные фирмы настойчиво работают над созданием и усовершенствованием приемников цифрового телевидения. В частности, приемники-декодеры цифровых спутниковых ТВ программ фирмы Philips серии DVS 3961/31 и DVS 3962/31 предназначены для работы в головных станциях кабельного телевидения и рассчитаны на работу в стандартах NTSC, PAL, SECAM (в том числе и в российском варианте стандарта БЕСАМ).Блок предварительного усиления радиосигнала с модуляцией КАМ работает в расширенной полосе 950. 2150 кГц. Программное обеспечение позволяет перенастраивать приемники на разные спутники. Приемники имеют встроенный считыватель-смарт-карту, соответствующий стандарту ISO 7816.

Структурная схема приемной индивидуальной установки цифровой спутниковой системы изображена на рисунке 3, в которую входит параболическая антенна с диаметром 0,6. 1,2 м, перед рефлектором которой помещается наружный блок (конвертер).

Структурная схема приемной индивидуальной установки спутниковой цифровой системы ТВ

Рисунок 3. Структурная схема приемной индивидуальной установки спутниковой цифровой системы ТВ: 1.- поляризатор; 2.- МШУ; 3.- смеситель; 4.- первый гетеродин;5.- УПЧ наружного блока; 6.- УПЧ внутреннего блока; 7.- второй смеситель;8.- второй гетеродин; 9.- блок управления; 10.- полосовой фильтр; 11.- УПЧ 2.

В соответствии со структурной схемой рисунком 3, принятый антенной сигнал проходит через блок выбора поляризации, далее поступает в малошумящий усилитель, смеситель, на второй вход которого поступает сигнал гетеродина. После преобразования сигнал выделяется фильтром первой промежуточной частоты и далее усиливается УПЧ 1. Таким образом, в конвертере происходит преобразование частоты сигнала, принятого антенной в полосе частот 10,95.

11,7 ГГц или 11,7. 12,5 ГГц спутниковой системы диапазона Кu, в сигнал первой УПЧ в полосе 0,95. 1,75 ГГц или 0,95. 2,05 ГГц и усиление этого сигнала. Кратко рассмотрим требования к конвертеру телевизионных сигналов и его техническим характеристикам.

Конвертер — это наиболее важный узел приемной установки. Его основные задачи: уменьшение общего коэффициента шума, осуществление широкополосного усиления, преобразование частоты и обеспечение сравнительно большого динамического диапазона, так как в противном случае могут возникать нелинейные искажения сигнала.

Конвертер размещают в герметизированном корпусе и помещают в фокусе приемной антенны. Входящий в него волноводно-полосковый переход предназначен для обеспечения согласования входа малошумящего усилителя (МШУ) с поляризатором. Малошумящий усилитель имеет обычно три усилительных каскада. Каскады в качестве усилительных элементов содержат полевые арсенид галлиевые малошумящие транзисторы, выполненные по технологии ТВПЭ (транзисторы с высокой подвижностью электронов), имеющие малый коэффициент щума. Особенностью каскадов таких МШУ является отсутствие резисторов во входных цепях, поскольку наличие их вызвало бы увеличение коэффициента шума малошумящего усилителя.

Канализация сигнала во входную цепь и передача ее на вход последующего каскада осуществляется микрополосковыми линиями. Стационарный режим каскадов обеспечивается отдельными источниками питания через элементарные LC-фильтры низких частот. Благодаря принятым мерам удается получить коэффициент шума неохлаждаемого МШУ 0,7. 1,0 дБ, при неравномерности АЧХ около 2 дБ, линейной ФЧХ и коэффициенте усиления около 25. 35 дБ.

Фильтр смесителя выполняется по микрополосковой технологии. Потери преобразования смесителя с гетеродином составляют обычно 5. 6 дБ (с учетом потерь, вносимых полосовым фильтром). УПЧ1 имеет широкую полосу пропускания и малые собственные шумы.

Для усиления сигнала в УПЧ1 имеются обычно четыре резисторных каскада на биполярных транзисторах с включением усилительных элементов по схеме с общим эмиттером, коэффициент усиления УПЧ1 составляет обычно 30. 35 дБ. Питание конвертера осуществляется по центральной жиле кабеля, соединяющего его с внутренним блоком. Длина соединительного коаксиального кабеля между конвертером и внутренним блоком может достигать нескольких десятков метров.

Внутренний блок цифровой приемной установки — ресивер -согласно схеме (рисунок 3) содержит дополнительный каскад УПЧ1, преобразователь и усилитель второй промежуточной частоты с полосой пропускания 27/36 МГц. Уровень выходного сигнала УПЧ2 составляет обычно 1 В. Гетеродин второго преобразователя частоты — перестраиваемый с шагом 10 кГц с синтезатором частот, работающим в полосе 0,95. 2,15 ГГц + 480 МГц. Сигнал с выхода ресивера после демодуляции поступает на цифровой декодер. Структурная схема бытового цифрового приемника-декодера приведена на рисунке 4.

В демодуляторе производится преобразование высокочастотного модулированного сигнала в цифровой поток, который поступает на демультиплексор, разделяющий его на три составляющих: видео, аудио и поток данных. В этом же блоке осуществляется дескремблирование (устранение псевдослучайной последовательности кодирования, наложенной на сигнал в передатчике). Видеосигналы декодируются из стандарта MPEG в декомпрессированные цифровые сигналы в блоке 5, из которых после цифроаналогового преобразователя 6 выделяются исходные видеосигналы в виде составляющих яркостной (Y) и трех цветовых составляющих — красной (R), зеленой (G) и голубой (В).

Блок 6 осуществляет также функции преобразователя стандартов, т.е. на его выход в соответствии с желанием пользователя можно подключить телевизионный приемник, работающий в одном из трех стандартов аналогового телевизионного вещания -PAL, SECAM или NTSC. Имеется выход для подключения наземной сети телевещания.

С выхода аудиодекодера 4, совмещенного с цифроаналоговым преобразователем, можно получить как аналоговые, так и цифровые сигналы. Микропроцессор 8 управляет работой блока 3 (демультиплексора-дескремблера) и выделяет телефонный сигнал в случае реализации интерактивной системы связи, а также образует интегрированные пакеты данных других служб, подводимые далее в блок 12. Микропроцессор имеет выход для подключения стандартного интерфейса RS-232. Модуль цифрового управления и инфракрасный датчик обеспечивают возможность дистанционного управления приемником-декодером.

Структурная схема бытового цифрового приемника

Рисунок 4. Структурная схема бытового цифрового приемника: 1.- ресивер; 2.- демодулятор (прямое исправление ошибок); 3.- демультиплексор/дескремблер; 4.- аудио декодер MPEG-2; 5.- видео декодер MPEG-2; 6.- кодер системы цветного телевидения; 7.- модулятор; 8.- микропроцессор; 9.- модем; 10.- ИК датчик; 11.- модуль цифрового телевидения; 12.-пакеты данных формата MPEG-2; 13.- цифровое видео 4:2:2; 14.- SECAM/PAL; 15.- Y/C; 16.- R-G-B; 17.- аналоговое аудио; 18.- цифровое видео AES/EBU; 119.- RS 232; 20.- телефонная линия.

Цены на бытовые декодеры уже сейчас ниже 200 долл. при розничной торговле, но, учитывая большую конкуренцию на мировом радио рынке, следует полагать, что цены на бытовые цифровые телевизионные приемники будут снижаться с каждым годом.

Сегодня на российском рынке имеется большое количество ресиверов, предназначенных для приема сигналов телевидения в аналоговой, цифроаналоговой и цифровой форме. В переходный период от аналогового к цифровому телевидению покупателю этих приемников необходима информация об их технических и качественных показателях, полученная не только из описания прибора и инструкций по его использованию, но и на основании тестирования приемников на территории России в различных ее регионах.

Журнал «Теле-Спутник» периодически публикует результаты испытаний ресиверов, выпускаемых известными фирмами. Тестирование аппаратов производится по таким показателям, как качество изображения и звука, удобство эксплуатации, сумма характеристик/цена и общее заключение по 4-бальной системе: «плохо», «удовлетворительно», «хорошо» и «отлично».

В процессе тестирования обнаруживаются недостатки изделий как в техническом исполнении, так и программном обеспечении. Представляют интерес для российского покупателя результаты тестирования ресиверов французской фирмы Xsat, которая была выбрана телекомпанией «НТВ-Плюс» в качестве поставщика первой партии цифровых терминалов для приема платного пакета программ этой компании.

Было тестировано три изделия фирмы: Xsat CD.TV200, Xsat CD.TV300, Xsat CD.TV350. Исследования проводились на спутниках в позиции 13 в.д., а также спутниках российской группировки. Результаты испытаний показали, что указанные приемники могут принимать программы и с других спутников.

Как и во многих современных ресиверах поддержка DiSEqC-протокола позволяет управлять 2-4-входовыми переключателями и в сочетании в переключателем 0/12 В дает возможность строить сложную и разветвленную сеть приема. Качество изображения и звука соответствовали оценке — «удовлетворительно» и «хорошо», удобство эксплуатации — «хорошо». Приведем некоторые технические данные ресивера Xsat CD.TV.300.

Напряжение питания 187/242 В, 50 Гц, частотный диапазон второй ПЧ 950. 2500 МГц, оперативная память 2 Мбит, перепрограммируемая память 1 Мбит, декодер звука MPEG-2 (Musicam), декодер изображения MPEG-2, автоматический поиск, имеется возможность ручного поиска.

Таблица 1. Основные технические данные ресиверов

Источник: studwood.net

Утвержден	Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии	263-ст
Разработан	ФГУП НИИР
Издан	Стандартинформ	2007 г.