Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Положение дел в области цифрового радиовещания. Часть 2

В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Положение дел в области цифрового радиовещания
Часть 2

Юрий Ковалгин
Зав. кафедрой радиоприема, вещания и электромагнитной совместимости Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Юрий Ковалгин

Радиопередающее оборудование DAB

Хуже всего в нашей стране дело обстоит с разработкой радиопередающей и радиоприемной аппаратуры для системы DAB. В свое время Россия являлась участником программы "Эврика-147", в рамках которой в Европе велась разработка стандартов и оборудования для цифрового радиовещания. Более того, был получен из Германии COFDM-модулятор и MPEG-кодер для проведения экспериментального радиовещания в формате DAB и для этой цели выделена частота в Санкт-Петербурге. Есть постановление правительства Российской Федерации об организации в Москве, Нижнем Новгороде и Санкт-Петербурге опытных зон цифрового радиовещания для экспериментальной проверки разных форматов и выбора одного из них для России. Однако эта работа практически так и не началась.

Передающая часть системы DAB в концептуальном виде представлена на рис. 1. Более подробные сведения о структуре передающей части и параметрах системы DAB приведены в статьях, опубликованных в журнале "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" в 2002 году (№ 2 (22), стр. 79 и№ 6 (26), стр.82-87).

Рисунок 1. Упрощенная структурная схема передающей части системы  DAB

В Европе и Канаде выпускается вся номенклатура оборудования для передающей части системы DAB, в частности:

  • кодеры DAB (например, кодеры D-ACE и DAB-100-UEN, фото 1), полностью соответствующие стандартам ISO/IEC 11172-3, Layer 2, ETSI 300401 и спецификации EU147. Они позволяют строить гибкие высококачественные сети DAB с совместной передачей программ радиовещания, данных PAD, сопутствующих этим программам, и сервисной информации SI. Кодеры имеют внутреннюю синхронизацию, могут быть также синхронизированы внешними сигналами, поступающими через цифровой вход AES/EBU или от мультиплексора через интерфейс типа WG1/WG2, который позволяет мультиплексировать сигналы от 16 кодеров. На выходе кодеров получается цифровой поток канала пользователя MSC;
  • мультиплексоры (например, D-SMUX, D-EMUX, D-EXP, DAB-100-UMX, фото 2) для формирования общего потока цифровых данных, подаваемых на COFDM-модулятор системы DAB. С их помощью можно создавать сети с различной конфигурацией, так как они объединяют цифровые потоки каналов пользователя MSC-, быстрой FIC- и сервисной SI-инфрмации;
  • COFDM-модуляторы (например, DAB-100-UMD, фото 3), поддерживающие все четыре возможных режима работы системы DAB и преобразующие исходный цифровой поток в сигнал промежуточной частоты 16,384 МГц и далее в высокочастотный радиосигнал диапазона L (1,5 ГГц) с помощью программируемого встроенного конвертора. Модулятор поддерживает цифровые потоки Е1 и Т1, имеет выходы на радиочастоте, промежуточной частоте и цифровой (ETS 300 798). Схема цифровой модуляции включает компенсатор нелинейных искажений 3-го и 4-го порядков, что позволяет резко снизить интермодуляционные искажения усилителя мощности. Параметрический эквалайзер компенсирует частотную нестабильность усилителя. Установка частоты автоматическая с использованием GPS. Управление режимами работы модулятора сенсорное (с передней панели) и дистанционное (через интерфейс RS-232 и сеть Ethernet 10 BaseT);
  • передатчики с выходной мощностью 100, 200 и 400 Вт (например, DAB-100-UTX, фото 4); они усиливают ВЧ-сигнал с высокой степенью линейности при больших уровнях мощности. К передатчикам данного типа фирмой UBS поставляется блок предыскажений, позволяющий добиться еще большего снижения интермодуляции, увеличения зоны обслуживания, улучшения отношения сигнал/шум и снижения интенсивности цифровых ошибок. Микропроцессорная система дистанционного управления и контроля через интерфейс RS-232/442, обеспечивает автоматическую работу передатчика в сети радиовещания. Рабочие частоты 170-240 и 1450-1500 МГц. В качестве еще одного примера на фото 5 представлены две модели передатчиков, выпускаемых фирмой Harris. Каждый из них содержит COFDM-MO-дулятор, собственно передатчик, систему управления, контроля и настройки.

Можно назвать также экспериментальное устройство четвертой генерации PDE452 (фото 6), разработанное фирмой Philips. Оно представляет собой MPEG-кодер, COFDM-модулятор и конвертер для переноса сигнала с промежуточной (36 МГц) на радиочастоту (в диапазон 1,5 ГГц) с помощью внешнего генератора.

Наиболее сложными и новыми для России являются мультиплексоры и COFDM-модуляторы системы DAB. Однако алгоритмы обработки звуковых сигналов в этих устройствах понятны, и для их реализации можно использовать уже имеющуюся в Европе элементную базу, что позволит после проведения ОКР организовать у нас производство этой аппаратуры.

Что касается самих передатчиков с полосой частот радиоканала 1,54 МГц, то эта проблема для России не является новой. Наиболее сложным моментом при разработке является создание мультиплексоров DAB, ибо в системе DAB используются так называемые логические аудиофреймы CIF, каждый из которых содержит сигналы нескольких программ. Для образования CIF используется временное пере-межение и помехоустойчивое кодирование. В свою очередь фрейм передачи содержит данные канала синхронизации, блоки FIB-канала быстрой информации FIC и данные канала пользователя SI, которые после скремблирова-ния, помехоустойчивого кодирования, временного перемежения и последующего мультиплексирования в канале MSC образуют логические аудиофрей-мы CIF. Что же касается самой процедуры компрессии цифровых аудиоданных (MPEG-1 ISO/IEC 11172-3 Layer 2) и добавления к ним данных PAD, сопутствующих каждой программе, и формирования аудиофрейма системы DAB, то здесь алгоритм и структура данных вполне ясны.

Радиоприемное оборудование DAB

Структура приемной части системы DAB в упрощенном виде представлена на рис. 2. С учетом ранее опубликованных материалов (см. журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание", 2002, № 6 (26), стр.82-87) она не требует дополнительных пояснений.

Приемники формата DAB сегодня в Европе выпускаются серийно. В европейских странах, Канаде, Японии и ряде других стран производится вся необходимая для них элементная база. В качестве примера на фото 7 представлен чип SAA3500, выпускаемый фирмой Philips. Он выполняет функции канального COFDM-демодулятора и MPEG-декодера системы DAB. В виде отдельной интегральной схемы SAA2502 данная фирма выпускает также и MPEG-декодер. В рамках проекта "Эврика-147" был разработан приемник DAB (фото 8), а позже фирмой Philips был создан профессиональный образец этой аппаратуры (фото 9) и налажен ее серийный выпуск. Он полностью удовлетворяет требованиям стандарта ETS 300 401 и предназначен для мониторинга и измерений в сетях DAB.

Кроме этого фирмами Grundig и Bosch налажен выпуск модулей (DAB-Module 300) и отдельных плат для компьютеров приемников DAB (фото 10 и 11).

Используя комплектацию европейских фирм, можно достаточно быстро в России в рамках ОКР разработать приемник и затем наладить его серийное производство. Для разработки самой элементной базы в России сегодня нет соответствующего технологического уровня, а создание приемника на уже имеющейся за рубежом элементной базе реально, так как для этого пока еще есть специалисты требуемого уровня.

Рекомендации по внедрению цифрового радиовещания в России

Несмотря на то что платформа DVB до настоящего времени еще не стала национальным стандартом, тем не менее еще в 1999 году Коллегией Минсвязи России была принята "Концепция внедрения наземного цифрового телевизионного вещания и звукового радиовещания в России". В ней признано целесообразным использование в России для наземного цифрового телевизионного и звукового вещания европейских стандартов DVB-T и Т-DAB. Учитывая наличие в России производства каналообразующего оборудования стандартов MPEG, успешную эксплуатацию спутниковой системы "НТВ-Плюс" (формат DVB-S), регулярное эфирное вещание коммерческих компаний "Цифровое телерадиовещание" (г. Москва, формат DVB-T) и "ТелеМедиум" (г. Санкт-Петербург, формат DVB-T), опыт экспериментального телевизионного вещания в Нижнем Новгороде (формат DVB-T), можно констатировать тот факт, что платформа DVB все в большей степени становится в России национальным стандартом де-факто. И очень хорошо, что выбор в пользу платформы DVB в России произведен самой жизнью.

С нашей точки зрения, организация работ по внедрению в России системы DAB разделяется на два параллельных этапа:

1. Создание опытных зон цифрового радиовещания в формате DAB, прежде всего в Санкт-Петербурге и Москве. Учитывая заинтересованность Западной Европы в продвижении на российский рынок технологий DVB (DAB), а также тот факт, что Россия была официальным участником программы "Эврика-147", вполне возможным представляется получение необходимого для внедрения DAB комплекта оборудования в Германии на льготных условиях, а может быть, даже на бесплатной основе при наличии грамотно составленного бизнес-плана. Это позволит проверить систему DAB на практике, уточнить ряд параметров с учетом специфики работы аппаратуры в российских условиях, при которых будет обеспечиваться охват территории мегаполиса с требуемым качеством вещания, а также накопить опыт эксплуатации аппаратуры данного класса и назначения.

2. Параллельно должны быть выполнены ОКР, необходимые для производства основных компонентов данного оборудования в России. При этом речь должна идти не о разработке отечественной элементной базы (для этого в России уже нет требуемого уровня технологической базы; ее создание требует много времени и огромных капитальных вложений), а о разработке и производстве комплекта оборудования системы DAB на зарубежной элементной базе с использованием российских программных продуктов. Эта работа должна быть проведена достаточно быстро, пока в России еще работают специалисты, хорошо знакомые с указанными технологиями. Важно, что необходимая для проведения этих действий зарубежная комплектация вполне доступна. На первой стадии возможно также приобретение на Западе укрупненных узлов, например COFDM-MO-дулятора, мультиплексора и кодера DAB, поставляемых отдельно. Что касается приемника формата DAB, то вся необходимая для его выпуска комплектация продается за рубежом, и здесь речь должна идти о разработке на этой основе своего устройства и о подготовке его серийного производства в России.

3. Параллельно могут решаться задачи оперативного контроля параметров качества данного оборудования, а также проблемы, связанные с принятием соответствующих нормативных документов и с проведением сертификационных испытаний аппаратуры системы DAB.

Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #7, 2003
Посещений: 14762

  Автор

Юрий Ковалгин

Юрий Ковалгин

Зав. кафедрой радиоприема, вещания и электромагнитной совместимости СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Всего статей:  20

В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций