DVB-S2 - پخش ویدئوی دیجیتال - ماهواره

استاندارد DVB-S 2. سیستم پخش تلویزیون دیجیتال.

استاندارد سیستم نسل دوم ( DVB-S2) برای پخش ویدئو، خدمات تعاملی، جمع آوری اخبار و سایر برنامه های کاربردی ماهواره ای باند پهن (SAT) مکمل استاندارد پرکاربرد SAT است. پخش DVB-س. استاندارد جدید توسط کنسرسیوم DVB Project (پروژه پخش ویدئوی دیجیتال - پروژه پخش ویدئوی دیجیتال - سازمانی که استانداردها را در این زمینه توسعه می دهد) توسعه یافته است. تلویزیون دیجیتالبرای اروپا) و توسط کمیته فنی مشترک اتحادیه رادیو و تلویزیون اروپا (RBU)، کمیته اروپایی استانداردسازی الکتروتکنیکی CENELEC و مؤسسه استانداردهای ارتباطات از راه دور اروپا (ETSI) به تفصیل مورد بررسی فنی قرار گرفته است.

ویژگی های اصلی DVB-S2

DVB-S2 نسل دوم مشخصات DVB برای کاربردهای SAT باند پهن است که بر اساس فناوری‌های اثبات شده DVB-S و DVB-DSNG (جمع‌آوری اخبار ماهواره‌ای دیجیتال) است. DSNG معمولاً به عنوان سیستم های تلفن همراه برای انتقال اطلاعات تلویزیون از صحنه شناخته می شود که به آن سیستم های جمع آوری اخبار گفته می شود. سیستم DVB-S2 عمدتاً برای موارد زیر توسعه یافته است:

• خدمات پخش تلویزیونی با کیفیت استاندارد (SDTV) و تلویزیون با کیفیت بالا (HDTV یا HDTV).
• خدمات تعاملی، از جمله دسترسی به اینترنت؛
• برنامه های حرفه ای.

برنج. 1 نرخ کدگذاری LDPC

برای همه این برنامه ها، DVB-S2 از آخرین پیشرفت ها در مدولاسیون و کدگذاری کانال برای افزایش استفاده می کند. توان عملیاتیحدود 30 درصد یا بیشتر در مقایسه با DVB-S. طیف گسترده ای از کدگذاری تطبیقی، مدولاسیون و سطوح حفاظت از خطا (یعنی نرخ کدگذاری) را می توان در جریان داده ارسالی استفاده کرد. از طریق کانال معکوس (و این می تواند هر کانال فیزیکی باشد، از جمله خطوط تلفن) با اطلاع فرستنده از شرایط دریافت واقعی، پارامترهای انتقال را می توان برای هر کاربر جداگانه در پخش نقطه به نقطه بهینه کرد.

برای دستیابی به مصالحه بین توان تابشی و بازده طیفی، DVB-S2 تعداد گسترده‌ای از نرخ‌های کدگذاری را ارائه می‌کند (1/4، 1/3، 2/5، 1/2، 3/5، 2/3، 3/4، 4/5، 5/6، 8/9 و 9/10) در فرمت های مختلفمدولاسیون (QPSK، 8PSK، 16APSK و 32APSK). بنابراین، نرخ های کدگذاری 1/4، 1/3 و 2/5 برای کار در ترکیب با مدولاسیون QPSK برای بدترین شرایط ارتباطی، زمانی که سطح سیگنال زیر سطح نویز است، معرفی شدند (شکل 1).

شکل 2.

فرمت‌های QPSK و 8PSK برای برنامه‌های پخش ارائه می‌شوند و می‌توانند در فرستنده‌های SAT نزدیک به اشباع استفاده شوند. فرمت 32APSK فراهم می کند حالت خطیعملکرد ترانسپوندر و نیاز دارد افزایش ارزش ها C/N، به همین دلیل است که عمدتاً برای برنامه های حرفه ای استفاده می شود، اگرچه پهن باندترین است. فرمت 16APSK با الزامات محدود برای خطی بودن ترانسپوندر (از طرح‌های پیش اعوجاج ویژه استفاده می‌شود) می‌تواند پیدا کند. طیف وسیعبرنامه های کاربردی، از جمله پخش تلویزیونی. صورت فلکی 16APSK و 32APSK برای کار بر روی یک فرستنده غیرخطی با قرار دادن نقاط روی دایره ها بهینه شده اند (شکل 2). با این حال، عملکرد کانال خطی آنها به ترتیب با فرمت های سنتی 16 QAM و 32 QAM سازگار است.

با توجه به انتخاب صورت فلکی مدولاسیون و نرخ کدگذاری، بازده طیف Ru بین 0.5 تا 4.5 bps/Hz در دسترس است (شکل 1 را ببینید). DVB-S2 سه فاکتور گرد طیفی (ضریب رول کردن) را ارائه می دهد: α = 0.35 (مانند DVB-S)، α = 0.25 و α = 0.2 (تقریبا به یک شکل مستطیلی)، که علاوه بر این، توان عملیاتی را افزایش می دهد، اگرچه b را نشان می دهد. Oالزامات بیشتر برای خطی بودن ترانسپوندر.

اجرای سیستم DVB-S2

سیستم DVB-S2 را می توان در پیکربندی های "تک حامل در فرستنده" یا "چند حامل در فرستنده" (با استفاده از FDM - Multiplexing فرکانس) استفاده کرد. بدیهی است که با یک حامل واحد، نرخ نماد Rs با پهنای باند ترانسپوندر (BW = Rs) مطابقت دارد. اگر چندین حامل وجود داشته باشد، Rs با محدوده فرکانس اختصاص داده شده این سرویس مطابقت دارد. حداکثر تعداد خدمات ارائه شده هم توسط باند فرستنده و هم سرعت مورد نیاز هر یک از خدمات ارائه شده محدود خواهد شد. سطح قابل قبولتداخل متقابل بین حامل های مجاور

برنج. 3

تک حاملبسته به نرخ کدگذاری انتخابی و صورت فلکی مدولاسیون، سیستم می تواند در C/N از -2.4 دسی بل (با استفاده از QPSK 1/4) تا 16 دسی بل (با استفاده از 32APSK 9/10) کار کند. نتایج محاسبات بر روی یک کامپیوتر (شکل 3) برای احتمال خطای بسته 10 -7 مانند DVB-S2 مدوله می شوند. و برای DVB-S / DVB-DSNG، و مربوط به تقریباً یک بسته اشتباه اطلاعات TS در هر ساعت انتقال سرویس تلویزیون با سرعت 5 مگابیت بر ثانیه است. با یک کانال سنتی با نویز گاوسی، افزایش توان 20-35٪ در مقایسه با DVB-S و DVB-DSNG در شرایط انتقال یکسان، یا بهبود 2 ... 2.5 دسی بل در شرایط دریافت با همان طیف است. بهره وری Ru.

شکل 4 کارایی طیفی DVB-S2 را برای پهنای باند SAT ثابت BW = Rs نشان می دهد. α ) با یک کانال نویز گاوسی با دمودولاسیون ایده آل. منحنی های شکل 4 تخریب مورد انتظار را در نظر نمی گیرند کانال ماهواره ایبه دلیل تغییر در شکل طیف سیگنال، به دلیل کاهش ضریب roll-off ( α ). برای DVB-DSNG پذیرفته شده است α = 0.35 به عنوان بدترین حالت (احتمالا α = 0,25).

برنج. 4

برای حالت های APSK (یعنی با مدولاسیون های دامنه و فاز)، پیش اعوجاج در سمت دریافت ممکن است، که اجازه می دهد تا مرحله تقویت کننده SAT در حالتی نزدیک به اشباع استفاده شود، در نتیجه افزایش می یابد. توان خروجی، که مخصوصاً برای حالت APSK 32 مهم است. برای چنین مواردی از مبدل های حرفه ای کم صدا (LNC) استفاده می شود که قیمت آنها نسبت به مبدل های خانگی بیشتر است.

با چندین حاملدر پیکربندی تکرارکننده، معرفی طرح پیش اعوجاج نتیجه مطلوب را برای هیچ یک از طرح های مدولاسیون به ارمغان نمی آورد. بر این اساس، لازم است که توان خروجی فرستنده را کاهش دهیم (یعنی کار در حالت شبه خطی)، در نتیجه مقدار C / N درک شده نیز کاهش می یابد.

حالت های سازگار معکوس، توسط استاندارد DVB-S2 در یک کانال ارتباطی ماهواره ای برای دو TS اطلاعاتی تعریف شده اند. جریان اول (اولویت بالا - HP) با هر دو گیرنده DVB-S و DVB-S2 سازگار است. جریان دوم (با اولویت کم - LP) فقط با گیرنده های DVB-S2 سازگار است. وجود دو جریان به دلیل اجتناب ناپذیر بودن حضور یک جریان نسبتا طولانی است دوره انتقالاز DVB-S به DVB-S2 به دلیل تعداد زیادی از قبلا استفاده شده است گیرنده های DVB-S... تنها در پایان دوره مهاجرت، زمانی که مدولاسیون کامل گیرنده های DVB-S2 مشاهده می شود، سیگنال ساطع شده را می توان به ناسازگار با حالت جهت معکوس تغییر داد، بنابراین از پتانسیل کامل پهنای باند DVB-S2 استفاده کرد. سازگاری جهت معکوس را می توان با استفاده از دو فناوری به دست آورد:

ü با مدولاسیون چند سطحی در حالت ناهمزمان. این حالت عملکرد برای هر کانال HF سنتی است، به همین دلیل است که در مشخصات DVB-S2 منعکس نشده است. که در آن سیگنال DVB-Sبه خیلی بیشتر منتقل می شود سطح بالاقدرت در مقابل DVB-S2. از آنجایی که سیگنال ترکیبی حاصل دستخوش تغییرات دامنه قابل توجهی در پوشش می شود، باید روی یک فرستنده شبه خطی منتقل شود، یعنی. در حالتی به دور از اشباع متناوبا، با هدف بهترین استفادهمنابع برق SAT، سیگنال های HP و LP را می توان با تقویت کننده های ماهواره ای مستقل (HPA) که نزدیک به اشباع کار می کنند، تقویت کرد. سپس سیگنال های حاصل در کانال پایین دست جمع می شوند. با این حال، این رویکرد مستلزم توسعه و پرتاب ماهواره های نسل جدید است.

ü مدولاسیون سلسله مراتبی، که در آن دو TS اطلاعات HP و LP به طور همزمان در مدولاسیون سطح نماد در یک صورت فلکی غیر یکنواخت 8PSK ترکیب می شوند. از آنجایی که سیگنال حاصل در این مورد دارای یک پوشش شبه ثابت خواهد بود (شماره مدولاسیون دامنه، سپس می توان آن را روی یک فرستنده منفرد که نزدیک به اشباع کار می کند منتقل کرد. این محلول به صورت آپشن در استاندارد DVB-S2 گنجانده شده است.

برنج. 5

مدولاسیون سلسله مراتبی، استفاده از دو کانال موازی را فراهم می کند (شکل 5): DVB-S و DVB-S2. در کانال دوم (LP - اولویت پایین)، بعد صورت فلکی به 8PSK ناهموار افزایش می یابد (شکل 6). از بین تمام تنظیمات ممکن یک جریان DVB-S2، فقط پیکربندی قاب معمولی FEC با 64 800 بیت (720 اسلات × 90 بیت) مجاز است. زاویه انحراف q (شکل 6) به درخواست کاربر قابل تغییر است: ب Oزوایای بزرگتر θ بهبود C/N با توجه به LP و کاهش C/N برای HP.

برای مرجع، جدول 1 نسبت نرخ انتقال داده (بر حسب درصد) LP / HP را نشان می دهد. گزارش فنی فرمولی برای محاسبه مورد نیاز ارائه می دهد C / N LPبرای یک جریان با اولویت پایین:

میز 1

جدول 2

شکل 7 C/N مورد نیاز برای جریان های HP و LP را بسته به زاویه نشان می دهد θ برای صورت فلکی غیر یکنواخت 8PSK با نرخ های مختلف کدگذاری. نقاط کوتاه در شکل 7 مرزهای تحقق حالت کانال معکوس را نشان می دهد. در واقع با افزایش زاویه θ ، صورت فلکی بیشتر شبیه 8PSK استاندارد می شود (شکل 2). محاسبات فوق برای بدترین حالت ( α = 0.2) در نرخ نماددر 20 Mbaud.

برنج. 7

شرکت ما "Kontur-M" برای خوانندگان علاقه مند برنامه ای (Excel) برای محاسبه C / N و نرخ بیت ارسال می کند.

کدگذاری و مدولاسیون تطبیقی ​​(AFM)"برجسته" DVB-S2 است. این حالت عملکرد برای برنامه های نقطه به نقطه (برنامه های نقطه به نقطه، به عنوان مثال، پخش IP به یک آدرس یا DSNG) قابل اجرا است. ماهیت حالت AFM به این واقعیت خلاصه می شود که بسته به دریافت سیگنال (به عنوان مثال، وجود باران)، حالت کار مدولاتور DVB-S2 تغییر می کند، یعنی. نرخ کدگذاری (SR) و قالب مدولاسیون تغییر می کند، در نتیجه C / N مورد نیاز از مشترک مورد نیاز است. به عبارت ساده، حالت AFM به شما امکان می دهد به آن دست پیدا کنید حداکثر سرعت، بیشینه سرعتجریان دیجیتال برای همه شرایط آب و هوایی. آستانه C / N در سمت دریافت توسط مصرف کننده این سرویس تنظیم می شود (شکل 8) با اندازه گیری مداوم C / N + I (نسبت حامل به نویز + تداخل) و ارسال مقدار اندازه گیری شده به فرستنده زمینی پخش می شود. ایستگاه از طریق کانال معکوس در این حالت، پارامترهای کدگذاری و مدولاسیون می توانند از فریم به فریم تغییر کنند.

برنج. هشت

به منظور جلوگیری از سرریز اطلاعات دریافتی در شرایط دریافت نامناسب (SR کاهش یافته است)، مکانیزمی برای کنترل نرخ جریان اطلاعات ایجاد شده است. به عبارت دیگر، سازگاری خودکار انجام می شود ترافیک مفیدبه توانایی های فیزیکی کانال یک مسئله مهم در سیستم های AFM تاخیر زمانی در حلقه تطبیق است. لایه فیزیکیهمانطور که مستقیماً به آن مربوط است قابلیت سیستمردیابی تغییرات وضعیت کانال بنابراین، تأخیرهای زمانی قابل توجه می تواند منجر به از دست رفتن برخی فریم ها با بدتر شدن شدید مسیر سیگنال شود (بد آب و هوا، معمولاً بیش از 1 دسی بل در ثانیه نیست) یا به از دست دادن پهنای باند کانال بالقوه. افزایش عمدی آستانه حفاظتی سیستم AFM (بر اساس قیاس با AGC) منجر به عدم مصلحت اقتصادی استفاده از آن می شود.

توجه داشته باشید که مکانیسم عملکرد سیستم ACM بسیار پیچیده است، به ویژه در سطح زیرسیستم برای پشتیبانی از ACM با MPEG-TS (به عنوان مثال، مالتی پلکس کردن جریان های صوتی، تصویری، چند رسانه ای و IP با CBR و VBR)، که در آن بسته های صفر اضافه می شوند. و با تشکیل CBR (TS با سرعت ثابت). اما با وجود همه پیچیدگی های سیستم AFM، بسته به پارامترهای خط ارتباطی و پیکربندی آن، می تواند در مقایسه با CCM (ثبات کدگذاری و مدولاسیون) توان عملیاتی را تا 200 درصد افزایش دهد.

استاندارد DVB-S پخش تلویزیونی ماهواره ای (SAT) سریع ترین، مطمئن ترین و مقرون به صرفه ترین راه برای ارائه سیگنال های تلویزیونی با کیفیت بالا در هر نقطه از یک منطقه وسیع بوده و هست.

همه پخش شد ماهواره های مصنوعیزمین ها (AES) در به اصطلاح واقع شده است مدار زمین ثابت(GO) - مدار دایره ای با ارتفاع ~ 36000 کیلومتر در صفحه استوایی. با قرار گرفتن در GO، ماهواره نسبت به سطح زمین بی حرکت است، زیرا با سرعت زاویه ای مشابه زمین می چرخد. منطقه دید یک ماهواره زمین ثابت حدود یک سوم سطح زمین است.

برای پخش SAT، بخش های خاصی از طیف فرکانس رادیویی در محدوده طول موج سانتی متری اختصاص داده می شود که در آن چگالی شار توان افزایش یافته از ماهواره مجاز است. توسعه یافته ترین بخش باند K با فرکانس 11.7 ... 12.5 گیگاهرتز. توان پخش ماهواره در یک نقطه دریافت معین معمولاً با توان تابشی معادل همسانگردی (R EIRP) مشخص می شود که حاصل ضرب توان خروجی فرستنده ماهواره و بهره آنتن فرستنده در این جهت... P EIRP معمولاً در dBW (dBW) بیان می شود و معمولاً 45 … 60 dBW است. در محدوده های مجاور 10.7 ... 11.7 گیگاهرتز و 12.5 ... 12.75 گیگاهرتز، ماهواره های به اصطلاح سرویس ماهواره ای ثابت با مقادیر معمول R EIRP 38 ... 52 dBW پخش می شوند.

یکی از ویژگی های استفاده از ماهواره ها پتانسیل انرژی محدود تکرار کننده ماهواره است، به همین دلیل پخش SAT به طور سنتی از روش های پردازشی استفاده می کند که به حداقل نسبت حامل به نویز (C / N) در ورودی دمدولاتور در مبادله نیاز دارد. به عنوان مثال، برای باند فرکانس سیگنال. V پخش آنالوگاین یک انتخاب بود مدولاسیون فرکانس(به جای آنالوگ)، و در پخش دیجیتال باید از کدگذاری و مدولاسیون قدرتمند ضد نویز آبشاری با تاشوهای کم استفاده کرد (مثلاً QPSK به جای 16 QAM با سرعت بالاتر). ویژگی اضافیپخش دیجیتال SAT این واقعیت است که پخش چند برنامه ای به دلیل مالتی پلکس شدن در یک جریان دیجیتال انجام می شود و عملکرد فرستنده ماهواره تنها بر روی یک حامل در حالت غیر خطی انجام می شود که امکان افزایش توان خروجی آن را فراهم می کند. توسط 2.5 ... 4 دسی بل. چنین افزایش انرژی معادل کاهش 2 برابری قطر بازتابنده آنتن گیرنده در مقایسه با دریافت سیگنال های پخش آنالوگ است.

در سال 1994. در کنسرسیوم پروژه DVB ایجاد شد استاندارد اروپاماهواره سیستم دیجیتالپخش تلویزیونی چند برنامه ای یک استاندارد DVB-S است که در باند فرکانس 11/12 گیگاهرتز کار می کند (استاندارد اروپایی EN 300 421 v.1.1.2، 1997-08). برای اهداف پخش SAT، باندهای فرکانسی در باندهای 12، 29، 40 و 85 گیگاهرتز اختصاص داده شده است. در باندهای 40 گیگاهرتز و 85 گیگاهرتز، طیف فرکانسی 2 گیگاهرتز اختصاص داده شده است.

در اکتبر 1996. پیش نویس توصیه عمومی الزامات عملکردیبه سیستم های پخش چند برنامه ای SAT در باند فرکانس 11/12 گیگاهرتز و قبلاً در اکتبر 1999. یک پروژه توسعه داده شد توصیه جدیدبا توجه به اینکه چهار سیستم با معماری مشابه در جهان وجود دارد: استاندارد DVB-S (سیستم A)، DSS (سیستم B)، G1-MPEG-2 (سیستم C) و ISDB-S (سیستم D).

سیستم A (استاندارد DVB-S) توسط کنسرسیوم اروپایی پروژه DVB توسعه داده شد و برای ارائه خدمات پخش تلویزیونی چند برنامه ای یا خدمات HDTV به محدوده فرکانسسرویس های ثابت و پخش SAT (10.7 ... 12.75 گیگاهرتز) با دریافت مستقیم آنها روی گیرنده-رسیورهای خانگی یکپارچه و همچنین گیرنده های متصل به سیستم های دارای آنتن تلویزیون جمعی SAT SMATV (Satellite Master Antenna TV) و سیستم ها تلویزیون کابلی(SKT) در توزیع اولیه و ثانویه برنامه های پخش تلویزیونی. در حال حاضر، تقریباً تمام پخش تلویزیون دیجیتال SAT به هر پنج قاره بر اساس استاندارد DVB-S انجام می شود.

دو راه اصلی وجود دارد انتقال دیجیتالسیگنال های SAT:

• انتقال سیگنال های دیجیتال فشرده N بر روی N حامل.
• مالتی پلکس کردن سیگنال های دیجیتال فشرده N و انتقال آنها بر روی یک حامل.

تعداد برنامه های پخش تلویزیونی قابل پخش با یک فرستنده ماهواره ایبه نرخ بیت مورد نیاز، مؤلفه یا فرمت کدگذاری مرکب برای منبع سیگنال، کیفیت و وضوح تصویر اصلی، بحرانی بودن الگوریتم فشرده سازی برای برخی از انواع تصاویر و کیفیت مورد نیاز تصویر بازسازی شده بستگی دارد.

پیشرفت در فشرده سازی داده ها، سازماندهی را ممکن می سازد تعداد زیادی ازکانال های تلویزیونی دیجیتال با کیفیت بالا با نسبتا سرعت های پایین(کمتر از 1 مگابیت در ثانیه، که معادل 20-25 کانال تلویزیونی در پهنای باند استاندارد کانال SAT 27 مگاهرتز است). در بسیاری از موارد سرعت 400 کیلوبیت بر ثانیه قابل قبول است که معادل حداقل 60 کانال تلویزیونی از یک فرستنده است.

بلوک دیاگرام قسمت فرستنده استاندارد DVB-S

در سمت ارسال، تبدیل‌های زیر از جریان داده برای تطبیق آن با کانال انجام می‌شود:

• چندگانه سازی حمل و نقل و تصادفی سازی برای پراکندگی انرژی.
• کدگذاری خارجی با کد Reed-Solomon (RS)؛
• کانولوشن interleaving و intracoding با استفاده از یک کد کانولوشن سوراخ شده.
• شکل دهی سیگنال در باند پایه و مدولاسیون آن

سیستم های پخش تلویزیون SAT با قدرت محدود مشخص می شوند سیگنال ارسال شدهو بنابراین حساسیت بیش از حدبه اثرات نویز و تداخل اشتراک گذاریربع انرژی موثر مدولاسیون فاز QPSK و کد نویسی پیوسته برای یک کانال بر اساس یک کد RS کوتاه شده و یک کد کانولوشن در ترکیب با یک الگوریتم رمزگشایی Viterbi با تصمیم گیری نرم، ایمنی بالای سیستم را در شرایط نویز و تداخل تداخل و همچنین غیرخطی بودن یک سیستم را فراهم می کند. - تکرار کننده برد (یعنی توانایی کار با افزایش قدرت). با فیلتر کردن مداوم و تصحیح خطای جلو، کیفیت بالاپذیرش حتی در شرایط شدیدهنگامی که حداقل سطح سیگنال نزدیک به مقادیر مربوط به مقادیر آستانه نسبت حامل به نویز (C / N) و حامل / تداخل (C / I) است. در این حالت، بیش از یک خطا در ساعت تضمین نمی شود که معادل احتمال خطا در حدود 10 -10 ... 10 -11 در ورودی دممولتی پلکسر MPEG-2 در گیرنده-رمز است.

برای تطبیق سیگنال ارسالی با پهنای باند و ویژگی های انرژی یک فرستنده خاص، نسبت مورد نیاز BW / Rs تنظیم می شود، که در آن BW پهنای باند فرستنده در سطح - dB است، Rs سرعت است. شخصیت های منتقل شده... بنابراین، برای مدولاسیون QPSK، نرخ کد کانولوشنال R و نرخ کد RS 188/204، نرخ انتقال نماد اطلاعات مربوطه خواهد بود:

R U = R (2R s) (188/204) = 1.843 R R s.

برای نرخ نماد داده شده Rs، می توان یکی از 5 مقدار نرخ کدگذاری کد کانولوشن داخلی را انتخاب کرد که بر این اساس نرخ نماد دریافتی RU و بازده طیفی سیستم C U = R U / BW را تغییر می دهد. گزینه های ممکننسبت نرخ های انتقال R, R s, R U و بازده C U از پهنای باند فرستنده در BW / R s = 1.28 برای مدولاسیون QPSKدر جدول 1 آورده شده است.

بلوک دیاگرام بلوک های انطباق با کانال استاندارد DVB-S در فرستنده و احزاب دریافت کنندهدر شکل 2 نشان داده شده است. همانطور که در بالا ذکر شد، نوع اصلی مدولاسیون در استاندارد DVB-S QPSK است (گاهی در ادبیات داخلی به آن FM-4 گفته می شود)، اگرچه در برخی موارد 8 PSK (FM-8) و حتی 16 QAM (KAM-16) است. ) می تواند به کار رود. استفاده از کدگذاری تصحیح خطا، کاهش قابل توجه نسبت Eb / N 0 مورد نیاز برای عملکرد یک دمدولاتور با QPSK را ممکن می سازد (نسبت انرژی در یک بایت اطلاعات به توان نویز، به شکل 3 مراجعه کنید). و برای مدولاسیون با تعدد بیشتر، مقدار آستانه Eb / N 0 تا حدودی بالاتر است (جدول 2) .9

ما فرصت نکردیم بالاخره از آنجا بگذریم تلویزیون آنالوگبر استانداردهای دیجیتال پخش تلویزیونی DVB - ماهواره DVB-S, DVB-T زمینیو کابل DVB-C- همانطور که نسخه های جدید آنها قبلا ظاهر شده است، DVB-S2، -T2 و -C2. تفاوت استانداردهای جدید با استانداردهای قبلی چیست، استفاده از آنها چقدر مصلحت است و در آینده چقدر گسترده خواهد شد؟

به عنوان موضوع مورد توجه شناخته شده است استانداردهای DVB-S، -T و -C روش‌های انتقال فیزیکی داده‌ها از طریق کابل ماهواره‌ای، زمینی و کواکسیال هستند. شبکه های تلویزیونیبه ترتیب. هدف هر یک از این سه استاندارد، انتقال قابل اعتماد یک جریان داده است، صرف نظر از اینکه دقیقاً چه چیزی در آن جریان رمزگذاری شده است. به عنوان یک قاعده، یک جریان داده چندین کانال تلویزیونی و رادیویی را حمل می کند، اما از نظر تئوری می توان از آن برای انتقال هر اطلاعات دیگری به فرم دیجیتال، زیرا استانداردهای DVB-S، DVB-T و DVB-C هیچ ارتباطی با آنچه در داخل جریان است ندارند. و در حال حاضر چگونه چندین کانال صوتی و تصویری در یک جریان داده ترکیب می شوند، چه نوع کدک هایی رمزگذاری شده اند و غیره. - همه اینها با مشخصات کاملاً متفاوت (هم استانداردهای خانواده DVB و هم سایر موارد) تعیین می شود فناوری های پذیرفته شده عمومیمانند MPEG). در نتیجه این اتحاد بلوک های ساختمانفن‌آوری‌های تلویزیون دیجیتال در حال تبدیل شدن به یکدیگر هستند: برای مثال، جریان داده‌های ویدیویی یکسان را می‌توان هم از طریق ماهواره و هم از طریق هوا و شبکه های کابلی، هر دو از نسل اول (DVB-S، DVB-T، DVB-C) و دوم (DVB-S2، DVB-T2، DVB-C2).
از آنجایی که استانداردهای مورد نظر ما چیزی بیش از یک "لوله" برای انتقال جریان داده ها نیست، بنابراین تفاوت نسل دوم این استانداردها با اولین، البته عمدتاً در افزایش ضخامت این "لوله" است. با نکته فنیاز نظر، آنها دو نوآوری کلیدی دارند: مجموعه ای غنی تر از روش های مدولاسیون سیگنال دیجیتالو الگوریتم های تصحیح خطای پیشرفته تر. سفارشات مدولاسیون بالا اجازه می دهد، با گفتن به زبان ساده، کاراکترهای بیشتری را در هر ثانیه روی همان امواج رادیویی قرار دهید و تقریباً یک کاراکتر جدید الگوریتم کاملتصحیح خطا اجازه می دهد تا اطلاعات با افزونگی بسیار کمتری نسبت به قبل منتقل شود.
از آنجایی که منبع فرکانس، به عنوان یک قاعده، از نظر پولی دارای قیمت بسیار واقعی است، می توان گفت که هنگام استفاده از استانداردهای نسل دوم DVB، هر مگابیت اطلاعات منتقل شدهحداقل 30 درصد کمتر هزینه دارد. و جالب ترین چیز در مواردی است که نیازی به جایگزینی تجهیزات قدیمی با وسایل جدید نیست (یعنی هنگام معرفی سرویس جدید، که قبلاً یک پایگاه مشترک ایجاد نشده است)، چنین پس انداز را می توان عملاً رایگان به دست آورد. اگر مثلاً هزینه تجهیزات دریافتبا پشتیبانی از MPEG-4 در مقایسه با MPEG-2، یا تجهیزات با کیفیت معمولی و HD، ممکن است تفاوت قابل توجهی داشته باشد، به عنوان مثال، قیمت یک گیرنده استاندارد DVB-T2 تنها چند دلار بیشتر از قیمت خواهد بود. همان گیرنده (با همان قابلیت‌های رمزگشایی ویدیو)، اما فقط می‌تواند DVB ‑ T معمولی را دریافت کند. در مورد DVB-S2 با DVB-C2 کاملاً همینطور است و این اختلاف قیمت دائماً به صفر می رسد.
همه ما با این واقعیت روبرو بودیم که گیرنده های ماهواره ای DVB-S2 امروزه چندین برابر گرانتر است گیرنده های DVB-S... اما چنین تفاوتی تنها با این واقعیت مشخص می شود که در کنار امکان دریافت DVB-S2، مرسوم است که قابلیت رمزگشایی فرمت ویدیویی MPEG-4 را نیز اجرا کنید و این عملکرد است که کل دستگاه را گران تر می کند. و، به عنوان مثال، در دستگاه های ارائه شده در بازار اوکراین پشتیبانی از DVB-T MPEG-4 در حال حاضر در دسترس است، و بنابراین افزودن قابلیت دریافت DVB-T2 به سختی هزینه چنین دستگاه هایی را افزایش می دهد.
به هر حال، جالب ترین جنبه نسل دوم استانداردهای لایه فیزیکی DVB، کمال آنهاست ... به معنای واقعی کلمه! شگفت آور اما واقعی: استانداردهای DVB-S2، DVB-T2 و DVB-C2 بسیار نزدیک به حد نظریکارایی انتقال اطلاعات (حاشیه شانون) که احتمالاً نسل سوم این استانداردها هرگز نخواهد بود. این بدان معنی است که آنها احتمالاً بدون تغییر باقی می مانند تا زمانی که ایده پخش یک طرفه جریان اطلاعات با عرض ثابت ارتباط خود را از دست بدهد. هر روش جدیدی برای انتقال تصویر ظاهر شود (از جمله تلویزیون فراگیر سه بعدی)، کدک های ویدیویی و صوتی جدید - داده های کدگذاری شده توسط آنها همچنان از طریق DVB ‑ S2، DVB ‑ T2 و DVB ‑ C2 تا زمانی که تلویزیون سنتی به شکلی باشد، منتقل می شود. که در آن به دیدن آن عادت کرده ایم، به طور کامل توسط برخی از نوادگان دور آنچه که امروزه IPTV می نامیم جایگزین نخواهد شد.
خوب، در آینده نزدیک چطور؟ انتقال به استانداردهای "دوم" چقدر سریع خواهد بود؟ نمی توان پاسخی کلی به این سوال داد: مصلحت چنین انتقالی بسیار به عوامل خاصی بستگی دارد که اصلی ترین آنها وجود یا عدم وجود تجهیزات مشتری از قبل نصب شده مدل قدیمی است، زیرا برای مهاجرت به استاندارد جدیدهمه تجهیزات دریافتباید جایگزین شوند

DVB-S2

استاندارد DVB-S2 ماهواره ای اولین استاندارد از نسل دوم استانداردهای DVB بود و بنابراین روند اجرای آن تا به امروز بسیار بیشتر از سایرین پیشرفت کرده است. ظهور DVB - S2 همزمان با ظهور یک بازار واقعی (و نه آزمایشی) HDTV، و همچنین با معرفی استاندارد فشرده‌سازی ویدئو MPEG-4 AVC در مقیاس بزرگ بود که در نتیجه DVB-S2 در واقع تبدیل به یک فرمت اجباری برای همه پخش های HDTV ماهواره ای شده است. همانطور که می دانید، فرمت فشرده سازی ویدئو MPEG-4 را می توان نه تنها برای سیگنال ویدئویی با کیفیت بالا استفاده کرد: هنگام تبدیل یک کانال با وضوح معمولی به این فرمت، می توانید تقریبا نیمی از پهنای باند اشغال شده را ذخیره کنید و اگر 30 عدد دیگر اضافه کنید. ٪ از DVB-S2 به این صرفه جویی، پس از آن نتیجه بسیار وسوسه انگیز است که نادیده گرفته شود. بنابراین، مصلحت استفاده از DVB-S و MPEG-2 خوب قدیمی برای جدید است اپراتورهای ماهواره ای، که توسط ناوگان تجهیزات قدیمی بار نمی شد، خیلی سریع ناپدید شد. نمونه بارز Viasat اوکراینی است که به لطف استفاده از استانداردهای مدرنتوانست در سال 2008 یک پلت فرم DTH کامل را با تنها دو فرستنده راه اندازی کند.
اپراتورهای ماهواره ای "با تجربه"، که قبلاً با یک پایگاه مشترک مستحکم با تجهیزات مشتری قدیمی، مانند NTV Plus و Tricolor روسی، بیش از حد رشد کرده اند، نیز آرام نمی نشینند و قبلاً شروع به اجرای برنامه هایی برای انتقال تدریجی همه مشترکان خود به DVB-S2 با MPEG-4 ... و اگرچه برخی از اپراتورهای روسی و اوکراینی هنوز به مشترکان جدید خود گیرنده های DVB-S2 / MPEG-4 را بدون توانایی دریافت HDTV ارائه می دهند، تلویزیون با کیفیت بالا قطعاً انگیزه ای برای مهاجرت مشترکین قدیمی به استاندارد جدید خواهد بود. درک این موضوع برای مشترکین آسان است که برای تماشای HDTV، استاندارد جدید تلویزیون، نیاز به ارتقاء تجهیزات خود دارند و چنین ارتقایی توسط آنها کاملاً هماهنگ درک خواهد شد. بنابراین، کاربران نهایی اصلاً مجبور نخواهند بود به تفاوت‌های بین DVB-S و DVB-S2 فکر کنند.
به طور کلی، می توان گفت که امروز نقطه عطف انتقال به DVB-S2 از قبل پشت سر گذاشته شده است. تجهیزات قابل دریافت نیستند سیگنال ماهواره ایدر این استاندارد، در حال حاضر به عنوان یک گونه در خطر انقراض تلقی می شود و تقریباً هر اپراتور تلویزیون ماهواره ای در جهان قبلاً برنامه ای برای انتقال تدریجی به DVB-S2 با MPEG-4 ایجاد کرده است. و آیا اگر هر سه اپراتور اوکراینی تلویزیون ماهواره ای پولی در ابتدا از این استاندارد به عنوان استاندارد اصلی استفاده کنند، استدلال دیگری لازم است؟

DVB-T2

با توجه به اینکه DVB-T2 زمینی بسیار دیرتر از همتای ماهواره ای خود ظاهر شد، پشتیبانی از آن در حال حاضر در هر دستگاهی که قادر به رمزگشایی MPEG-4 SD و حتی HD باشد وجود ندارد. بدون شک، این وضعیت موقتی است: این DVB - T2 است که در کشورهای اروپای غربی به عنوان یک استاندارد بدون ابهام برای HDTV زمینی در نظر گرفته می شود. و اگرچه در این لحظهپخش آزمایشی HD در DVB-T معمولی در برخی مناطق در حال انجام است و انتظار می‌رود پخش‌های HD معمولی در اروپا منحصراً در DVB-T2 پخش شود. واقعیت این است که استفاده از DVB-T2 برای تلویزیون با کیفیت بالا است عنصر کلیدیاستراتژی بلند مدت برای انتقال همه چیز به آن پخش دیجیتال: دیر یا زود، هر بیننده ای، صرف نظر از سطح درآمدش، می تواند تلویزیون HD را تماشا کند و اگر هر گیرنده HD از DVB-T2 پشتیبانی کند، این امکان انتقال کانال های با کیفیت استاندارد را به آن فراهم می کند که به نوبه خود، فضا را برای کانال های اضافی HDTV
درک این نکته مهم است که کشوری که تنظیم کننده های آن فرصت انجام DVB-T2 را از دست می دهند استاندارد اجباریبرای HD زمینی، انتقال به این استاندارد در آینده را به شدت پیچیده خواهد کرد. این خیلی نکته مهمکه در اوکراین نیز باید مورد توجه قرار گیرد. از قبل بدیهی است که نیاز به تغییر به DVB-T2 در مقطعی ناگزیر به وجود می آید، و پس از همه، توضیح دادن به مردم که بعد از یک تاریخ معینفقط تلویزیون های با وضوح بالا به کار خود ادامه می دهند، این بسیار ساده تر از تغییر استاندارد پخش فیزیکی به منظور افزایش ظرفیت شبکه است. و اگر کسی معتقد است که تلویزیون با کیفیت بالا همچنان یک محصول درجه یک خواهد بود، پس باید به او یادآوری کرد که چگونه تنها 15 سال پیش تلفن های همراهفقط افراد فوق العاده ثروتمند می توانستند استفاده کنند، و امروز حتی نمایندگان فقیرترین اقشار جمعیت نمی توانند بدون آنها کار کنند.

DVB-C2

با توجه به استاندارد کابل DVB-C2، دورنمای استفاده از آن به اندازه همتایان ماهواره ای و زمینی آن روشن نیست. مشکل اصلی این است که DVB-C2 خیلی دیر متولد شد، بسیار دیرتر از لحظه انتقال اکثر شبکه های کابلی DVB-C به HDTV - لحظه ای که انجام آن بدون دردسر بود. عنصر مورد نیازهر مدرن گیرنده کابلی... و از آنجایی که در شبکه های کابلی معمولاً مشکلات حاد منبع فرکانس ایجاد نمی شود ، فداکاری برای صرفه جویی در فرکانس ها کاملاً بی معنی است. و اگرچه DVB-C2 را نمی توان کاملاً مرده نامید - در موارد خاصهنوز یک کاربرد برای آن وجود دارد - استاندارد DVB-C2 به احتمال زیاد هرگز چنین تسلط بی قید و شرطی را نخواهد داشت، که DVB-S2 در حال حاضر شروع به استفاده از آن کرده است و به اتفاق آرا برای DVB-T2 پیش بینی شده است.

اگر خطایی پیدا کردید، لطفاً یک متن را انتخاب کنید و فشار دهید Ctrl + Enter.