Часть 7. Физические параметры цифрового телевещания
Остальные части
Как я уже говорил ранее, цифровое вещание имеет три основные разновидности:
- спутниковое (satellite, DVB-S),
- кабельное (cable, DVB-C)
- эфирное (оно же наземное - terrestrial, DVB-T).
Ну и плюс ещё DVB-H (handheld, для мобильных устройств), которое по большинству параметров совпадает с DVB-T.
Во всех случаях передача сигнала в сторону конечных потребителей осуществляется так называемыми транспондерами (transponder) - устройствами, принимающими относительно слабый сигнал от передающей станции, усиливающими его и ретранслирующими в сторону конечных получателей [на другой частоте].
Составной частью DVB-приёмника является тюнер (tuner) - радиоприёмный блок, который умеет настраиваться на определённый транспондер, принимать оттуда сигнал, выделять из него полезную информацию, обнаруживать и при необходимости корректировать ошибки, и выдавать для дальнейшей обработки последовательность пакетов данных в формате TS.
Фактически приёмники для разных видов DVB отличаются только этим самым тюнером. Дальнейшая обработка TS-пакетов осуществляется практически одинаково. Это позволяет некоторым производителям выпускать модели приёмников для разных видов DVB, которые легко превращаются друг в друга путём замены одного модуля. Ну и софт, конечно, нужен немножко другой. Впрочем, софт вообще можно сделать универсальный, который будет сам обнаруживать, какой именно тюнер присутствует в данный момент, и самостоятельно подстраиваться для работы с ним.
Встречаются также ресиверы с двумя тюнерами, причём, вполне возможно, для разных видов DVB, например, кабельным и спутниковым. И это логично - зачем дублировать ту часть оборудования, которой достаточно в одном экземпляре.
Какие же параметры необходимо указать тюнеру для приёма сигнала?
Самым очевидным параметром является несущая частота, на которой ведётся передача. В эфирном и кабельном вещании транспондеры, передающие разные сигналы, не должны использовать близкие частоты во избежание взаимовлияния сигналов. В случае спутникового вещания транспондеры могут использовать близкие и даже одинаковые частоты, если находятся на разных спутниках (отстройка производится путем ориентирования приёмной антенны на нужный спутник), либо если вещание производится в существенно разные области земной поверхности.
Не слишком очевидным, но вполне логичным параметром является модуляция сигнала. Даже в пределах одного вида цифрового вещания могут использоваться разные методы модуляции.
Следующим существенным параметром является скорость потока. Поскольку физически передаваемый электромагнитный сигнал имеет аналоговую природу, а извлечь из него нужно цифровые биты, приёмное оборудование должно иметь представление о временнОм интервале, в течение которого передаётся элементарная порция данных. Поскольку используемые методы модуляции позволяют за один импульс передать сразу несколько битов, скорость для приёмного оборудования обычно измеряют не в битах/с, а в символах/с. Символ соответствует одному элементарному импульсу, и в зависимости от вида модуляции может нести 1 или более битов (в частности, в QPSK - 2 бита/символ, 8PSK и 8QAM - 3, 16QAM - 4, 32QAM - 5, 64QAM - 6, 128QAM - 7, 256QAM - 8)
Во всех разновидностях DVB используется FEC (forward error correction) - система корректирующих кодов, добавляемых к полезным данным, и позволяющих обнаружить и [до некоторой степени] исправить искажения битов в передаваемых данных. В общем случае, чем больше корректирующих кодов, тем лучше - они позволяют обеспечить более устойчивый приём слабого или зашумлённого сигнала. В случае, если сигнал достаточно сильный, корректирующих кодов можно добавлять поменьше, а освободившуюся полосу в канале занять полезными данными.
Общее количество передаваемых данных определяется как количество полезных данных, поделенное на коэффициент FEC. То есть, для FEC=1/2 общее количество данных будет вдвое больше исходного (корректирующих кодов столько же, сколько и самих исходных данных), для FEC=7/8 общее количество будет 8/7 от первоначального (корректирующие коды занимают 1/7 от объема исходных данных).
Используемые в DVB значения коэффициента FEC: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 или 7/8. Значение коэффициента FEC также следует указать тюнеру, хотя в некоторых случаях тюнер может определить его из принимаемого сигнала автоматически.
В отличие от DVB-C и DVB-T, использующих частотный диапазон обычного телевидения (десятки и сотни мегагерц), в спутниковом вещании применяется гигагерцовый диапазон. Однако микроволны, хорошо распространяющиеся в атмосфере, очень быстро затухают в кабеле. Поэтому для приёма спутникового сигнала используется LNB (Low-Noise Block Converter), в просторечии - головка. Она располагается в фокусе приёмной антенны и преобразует принимаемый сигнал в более низкочастотный диапазон (обычно 950-1450 МГц). В таком виде сигнал и передаётся по кабелю в сторону DVB-приёмника.
В связи с этой особенностью тюнер DVB-S фактически принимает сигнал не на частоте транспондера. Ему для настройки указывается разность между частотой транспондера и собственной частотой осциллятора в LNB.
Более того, для расширения возможного диапазона принимаемых частот так называемые "универсальные" LNB могут использовать две разные собственные частоты. Например, для универсальных головок Ku-диапазона собственные частоты 9.75 и 10.6 ГГц позволяют принимать сигнал примерно от 10.7 до 12.75 ГГц.
Сигналы DVB-S имеют также поляризацию - линейную (вертикальную или горизонтальную), реже круговую (левую или правую). Транспондеры одного спутника, вещающие на соседних частотах, с целью уменьшения взаимовлияния сигналов обычно используют ортогональную поляризацию - у одного левая, у другого правая, у следующего опять левая и т.д.
Собственная частота осциллятора LNB (если она может меняться) и поляризация сигнала устанавливаются внутри LNB путём подачи туда электрических сигналов из приёмника (наличие/отсутствие 22 кГц тона и 13/18 вольт постоянного тока, соответственно). Строго говоря, эти параметры не имеют прямого отношения к собственно тюнеру, но существенно влияют на приём сигнала.
Совсем технические подробности:
В DVB-T (и в DVB-H) обычно используется модуляция QPSK (quadrature phase-shift keying) (а иногда 16QAM или 64QAM) в сочетании с OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing).
Частотный диапазон 470-862 МГц, один канал занимает полосу в 8 МГц.
Физическая скорость потока от одного транспондера - приблизительно от 5 до 32 мегабит/с, обычно около 24.
В DVB-C используется квадратурно-амплитудная модуляция (quadrature amplitude modulation) 16QAM, 32QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM.
Частотный диапазон 47-862 МГц, полоса на один канал от 2 до 10 МГц, скорость потока - от 6 (2 МГц полоса при 16QAM) до 64 (10 МГц полоса на 256QAM) мегабит/с.
В DVB-S обычно используется QPSK, реже 8PSK и теоретически ещё бывает 16QAM.
В DVB-S2, предназначенном для HDTV, возможны QPSK, 8PSK, 16APSK и 32APSK.
В обоих случаях чаще всего используется QPSK.
Частотных диапазонов (для бытового приёма) два: Ku-band (10.7 - 12.75 ГГц) и более редко используемый C-band (3.4-4.2 ГГц).
Скорость потока - до 60 мегабит/с.
![[info]](http://p-stat.livejournal.com/img/userinfo.gif){kind=small}
dil) wrote,
