В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Михаил Розенблат
Технический директор OOO "Октод"
Российские операторы сетей связи и телерадиовещания проявляют большой интерес к перспективным технологиям передачи цифровых информационных потоков и предоставлению своим заказчикам новых мультисервисных услуг различного уровня. На основании Решения ГКРЧ № 10/3 от 09.08.2001 г. ООО "Октод" и ЗАО "Комет" было предоставлено право использования в г. Москве полосы частот 574-582 МГц (34-й ТВ-канал) для проведения экспериментальных исследований высокоскоростной передачи различного вида цифровой информации в режиме DVB-T (Европейский стандарт цифрового телевидения)
Основные цели и задачи тестовых испытаний:
Размещение передающего оборудования было произведено на технической территории объекта ООО "Октод" в Северо-западном АО г. Москвы. Высота подвеса излучающей антенны составляет 153 м, коэффициент усиления антенны по отношению к полуволновому вибратору — 7 дБ, а КПД фидера — 0,72.
В качестве цифрового передающего оборудования был использован цифровой телевизионный передатчик производства чешской фирмы Tesla типа IVDVB-1G с выходной мощностью 1 кВт. Передатчик имеет российский сертификат соответствия ОС/1-ОЕ-299 и отвечает всем требуемым нормам и параметрам стандарта DVB-T.
В передатчике используется COFDM-кодер фирмы ITIS (Франция), который обеспечивает все параметры цифровых сигналов согласно европейскому стандарту ETS 300 744.
Внутренняя модуляция несущих частот - QPSK, 16 QAM, 64 QAM; скорость передачи данных от 4,98 до 31,67 Мбит/с.
В качестве основного комплекса всего цифрового каналообразующего оборудования для проведения тестовых испытаний мультимедийной транспортной сети на 34-м ТВ-канале было использовано оборудование израильской компании Scopus Network Technologies:
Организация опытной тестовой зоны осуществляется по следующей схеме (рис. 1).
Установленные в сети цифровые кодеры осуществляют компрессию видео- и аудиосигналов в соответствии со стандартами MPEG-2 DVB-T протокола и формируют цифровой транспортный поток. С выхода кодирующих устройств цифровые транспортные потоки через стандартные интерфейсы ASI-DVB подаются на главный элемент сети - цифровой мультиплексор, который формирует единый многопрограммный транспортный поток. Выход мультиплексора подключается к COFDM-модулятору цифрового передатчика.
Ввод данных IP в поток MPEG-2 DVB-T осуществляется инкапсулято-рами, или, по-другому, IP-DVB-шлю-зами. Адресация передаваемой информации осуществляется путем присвоения каждому абоненту уникального 48-битного MAC (физического) адреса приемного устройства. Специальное программное обеспечение на передающей стороне предназначено для управления потоками передаваемой информации, учета трафика и тарификации, проведения расчетов с абонентами.
Инкапсуляцию данных Интернета и различного вида мультимедийных приложений осуществляет устройство IGW-600. На входной стороне оно со единяется по интерфейсу 10/100 BaseT с независимыми локальными сетями, по одной из которых происходит передача данных, а по другой, защищенной от внешних воздействий, сети осуществляется контроль и управление работой устройства. По выходу инкапсулятор IGW-600 имеет интерфейс DVB-ASI и непосредственно подсоединяется к входу мультиплексора.
Инкапсулятор принимает TCP / IP$-данные, адресованные абонентам сети, преобразует их в DVB-T-совместимый транспортный поток MPEG -2.
Инкапсулятор управляется и конфигурируется центральным устройством конфигурации CCU ( Central Configuration Unit) — так называется программное приложение, работающее на платформе Windows NT.
Каждый раз при входе абонента в сеть CCU информирует IGW-600 о классе и качестве предоставляемых абоненту услуг, группе и параметрах кодирования.
Основным средством индивидуального приема цифрового мультимедийного транспортного потока DVB-T являются специализированные компьютерные платы, вставляемые в свободный слот на материнской плате и взаимодействующие с ресурсами компьютера по внутренней высокоскоростной шине; индивидуальные приемные устройства с шиной USB для подключения к персональному компьютеру абонента, а также полностью автономные, непосредственно подключаемые к телевизору.
CCU (центральное контрольное устройство) представляет собой устройство контроля прав доступа и управления конфигурацией. Его основная функция заключается в осуществлении управления и мониторинга деятельности абонентов и распределении скоростного цифрового потока данных, технического обслуживания базы данных системы и взаимодействия с внешней системой тарификации.
ПО на основе SNMP обеспечивает простое и удобное управление сетью. Этот пакет программного обеспечения адресован операторам и провайдерам услуг для эффективного использования и управления всей сетью из единого узла управления.
Исследование электромагнитной совместимости цифрового передатчика 34-го ТВ-канала с кабельной распределительной сетью телевидения
В соответствии с программой тестовых испытаний в период февраля-июня 2002 года была проведена оценка условий электромагнитной совместимости цифрового 34-го ТВ-канала с работающими в г. Москве аналоговыми 33-м и 35-м ТВ-каналами и определен характер взаимного влияния при одновременной работе указанных каналов на распределительную сеть кабельного телевидения. Исследования проводились на пяти головных станциях распределительной сети кабельного телевидения Северозападного АО г. Москвы при участии специалистов ООО "Октод", ФГУП НИИР, ГАО "Мостелеком" и Радиочастотного центра Центрального федерального округа.
В процессе проведения измерений было обращено внимание на возможность возникновения помех для приема смежных 33-го и 35-го ТВ-каналов, а также в каналах распределительной сети, куда цифровой сигнал 35-го ТВ-канала мог быть транспонирован работающими конверторами 33-го и 35-го ТВ-каналов.
В период проведения экспериментальных исследований цифровой передатчик 34-го ТВ-канала типа DVB-1G работал в следующих режимах:
Измеренные уровни сигналов на снижении приемных антенн головных станций кабельной системы распределения приведены в табл. 1.
На указанных головных станциях установлены разнообразные системы кабельного телевидения различных производителей, такие, KaKTelesta, Wisi, OV-45A, "Витеш", OV-43.
Конвертация эфирных каналов осуществляется на всех головных станциях в соответствии с действующим в г. Москве частотным планом. Измеренные на всех пяти головных станциях отношения сигнал/шум на выходе канальных преобразователей при работающем и отключенном цифровом передатчике 34 ТК не выявили какого-либо ухудшающего воздействия на качество приема.
По результатам измерений на выходах полосовых фильтров конверторов 33/7 наличие помех от цифрового 34-го ТВ-канала, "попутно" конвертируемого в полосу 8-го канала, не обнаружено. Измеренные соотношения сигнал/шум при работе цифрового передатчика в различных режимах излучения 34-го ТВ-канала составили значения не ниже 64 дБ, что соответствует действующим нормам.
На рис. 2 и 3 представлены спектрограммы сигналов на снижении телевизионной антенны при включенном и отключенном цифровом передатчике 34-го ТВ-канала.
По сообщению представителей ГАО "Мостелеком", со дня начала работы цифрового передатчика 34-го ТВ-канала и по настоящее время каких-либо жалоб на появление помех телевизионного приема от абонентов распределительной сети кабельного телевидения не поступало.
Определение зоны покрытия цифрового передатчика 34-го ТВ-канала и выбор оптимального режима работы цифрового COFDM-модулятора
Необходимо признать, что формирование, излучение и дешифровка цифрового потока DVB-T представляются совершенно новой и достаточно сложной инженерной задачей. Данный класс излучения ранее широко использовался в средствах связи военного применения. Выявлены следующие его характерные особенности.
Последовательный цифровой поток преобразуется в большое количество параллельных потоков, передаваемых на отдельных несущих, с общим числом 1705 при 2К или 6817 при 8К.
Для передачи цифровой последовательности стандартом предусмотрены следующие виды квадратурной фазовой модуляции: 4 QAM, 16 QAM и 64 QAM. Выбор конкретного вида модуляции осуществляется в зависимости от требуемой скорости передачи информации, условиями эфирного распространения сигнала и обеспечением необходимой помехоустойчивости при дешифровке сигнала.
Таким образом, чем выше степень помехоустойчивого кодирования, тем ниже скорость передачи полезной информации. В то же время снижаются требования к обеспечению соответствующего уровня сигнал/шум в точке приема.
При 4 QAM каждое определенное значение амплитуды и фазы сигнала соответствует 2 битам информации, при 16 QAM — 4 битам, при 64 QAM — 6 битам. Но чем выше индекс модуляции, тем меньше их взаимное различие по фазе и амплитуде и тем сложнее осуществить их правильную дешифровку и распознавание в приемном устройстве.
Соответственно чем выше индекс квадратурной модуляции, тем выше скорость цифрового потока, но при этом растут требования к обеспечению необходимого соотношения сигнал/шум на приеме.
При передаче в эфир цифрового потока основным разрушающим фактором правильной дешифровки сигнала являются помехи от многолучевого приема. Этот вид помех весьма характерен для эфирного приема в крупных городах с разноэтажной застройкой из-за многократных отражений сигнала от зданий и других сооружений.
Структурная схема векторной диаграммы кодирования цифрового потока в DVB-T представлена на рис. 4.
Основные параметры системы передачи цифровой информации (стандарт DVB-T) приведены в табл. 2.
Допустим, что необходимо передать по одному радиоканалу 4 ТВ-программы с высоким качеством изображения. В этом случае скорость цифрового потока для одной ТВ-программы может быть выбрана в пределах 7-8 Мбит/с, и соответственно для четырех ТВ-программ необходимо выбрать цифровой поток 28-32 Мбит/с.
Требуемую скорость цифрового потока можно получить, используя режим 64 QAM , так как два других вида модуляции (16 QAM и 4 QAM ) не обеспечивают необходимых значений скорости транспортного цифрового потока.
При модуляции 64 QAM имеется несколько альтернативных вариантов скоростей цифровых потоков с приемлемыми значениями: 29,27; 30,16; 29,03; 30,74; 31,67 Мбит/с. Они от личаются значениями относительной скорости сверточного кода — 5/6 и 7/8 — и относительными длительностями защитных интервалов ( D / Tu ): 1/8; 1/16; 1/32.
При этом, поскольку параметр D / Tu определяет максимальное расстояние между ТВ-передатчиками в сети вещания, а параметр сверточного кодирования зависит от выбора мощности ТВ-передатчиков сети, то их значения выбираются путем анализа нескольких вариантов построения проектируемой сети.
Продолжение следеует...
Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #1, 2003
Посещений: 15877
Автор
| |||
В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
