СтандартыDvb-s2
Это второе поколение стандарта для спутникового цифрового вещания, разработанное Консорциумом DVB Project в 2003 году. В Европейском институте стандартов электросвязи (ETSI) он зарегистрирован под номером EN 302307.
Целью разработки нового стандарта было создание системы связи, которая бы позволяла повысить эффективность использования спутникового канала связи, то есть предоставить возможность передавать в заданной полосе частот поток данных с более высокой скоростью при минимальных затратах на приемной стороне. Чтобы увеличить использование спектра на 30%, в системе DVB-S2 применены самые последние разработки в области канального кодирования (LDPC-коды) в сочетании с разными способами модуляции [55].
Для интерактивных приложений «точка-точка», таких как однонаправленная адресная рассылка данных (IPunicasting), Интернет-навигация для индивидуальных пользователей, возможно использование режимаадаптивного кодирования(ACM– Adaptive Coding & Modulation), который позволяет оптимизировать параметры передачи для каждого клиента от пакета к пакету, в зависимости от условий приема. Применение режима ACM возможно только при наличии обратного канала для контроля эффективности выбранных параметров передачи. Особо следует отметить, что режим АСМ позволяет получить выигрыш в использовании спектра, значительно превышающий 30%.
Стандарт DVB-S2предусматривает применение четырех видов модуляции – QPSK, 8PSK, то есть ФМ-8, 16APSK (16 AdaptivePhase ShiftKeying– 16 позиционную адаптивную фазовую манипуляцию) и 32APSK. Первые два способа модуляции используются в вещательных телевизионных сетях, в которых передатчики транспондеров работают в нелинейных режимах, близких к насыщению. В случае применения в телевизионном вещании двух последних типов модуляции требуется более высокое отношение сигнал/шум на приеме, а на передающей стороне должно осуществляться предыскажение сигнала, чтобы компенсировать нелинейность транспондера. И хотя эти типы модуляции требуют бόльших затрат энергии, зато они обеспечивают более высокуюспектральную эффективность(удельная скорость передачи данных соответственно равна: 4 бит/с/Гц и 5 бит/с/Гц).
6.3. Типовые структуры систем кабельного телевидения Системы кабельного телевидения с древовидной схемой распределения сигналов
Большинство уже функционирующих СКТВ, построенных в различных странах, к настоящему времени имеют древовидную схему распределительной сети, обеспечивающую экономное расходование кабеля, которая по своей структуре напоминает крону дерева. Если СКТВ предназначена для охвата телевизионным вещанием городских районов с числом абонентов более 5000, то рекомендуется реализация трехступенчатой структуры древовидной распределительной сети, содержащей магистральные, субмагистральные и домовые кабельные линии.
Обобщенная функциональная схема подобных СКТВ, использующих в магистральных и субмагистральных линиях коаксиальный кабель, приведена на рис. 6.3 [56]. На головной станции (ГС), представляющей собой центральное оборудование системы, осуществляется преобразование по частоте телевизионных сигналов разных программ. С помощью дополнительно установленного разветвителя на несколько направлений от ГС может отходить несколько магистральных линий, состоящих из однотипных кабельных участков, магистральных усилителей и ответвителей. В случае трехступенчатой структуры древовидной распределительной сети к магистральным линиям подключаются субмагистральные линии, также содержащие однотипные кабельные участки, субмагистральные усилители и направленные ответвители. Наконец, от субмагистральных линий ответвляются кабели домовой распределительной сети, содержащей домовые усилители и пассивные направленные абонентские разветвители, с помощью которых осуществляется подключение абонентских розеток.
Рис. 6.3. Функциональная схема СКТВ с древовидной распределительной сетью на основе коаксиального кабеля
1 – параболическая антенна; 2 – приемник телевизионных сигналов системы непосредственного спутникового телевещания; 3 – телевизионная антенна типа «волновой канал»; 4 – приемник оптических сигналов, переданных по ВОЛС; 5 – телевизионный модулятор; 6 – ГС; 7 – контроллеры ГС; 8 – ЭВМ; 9 – видеоплеер; 10, 19 – магистральные усилители прямого и обратного каналов со встроенными контроллерами; 11 – терминал охранной сигнализации; 12, 14, 21 – контроллеры; 13, 22 – магистральные ответвители; 15 – терминал пожарной сигнализации; 16, 17, 18 – датчики показаний счетчиков расхода электроэнергии, воды, газа; 20 – радиоприемник ОВЧ ЧМ вещания; 23 – домовой усилитель прямого и обратного каналов со встроенным контроллером; 24, 25 – абонентские разветвители; 26 – абонентский телевизор
В СКТВ данного типа предусмотрена возможность сопряжения ГС с приемным оборудованием эфирного, спутникового телевизионного вещания, с оптическими и радиорелейными линиями связи.
Распределение телевизионных сигналов в СКТВ, использующих в распределительных сетях коаксиальный кабель, в основном осуществляется двумя способами, отличающимися друг от друга рабочим спектром, в котором передается телевизионная информация:
система с распределением сигналов телевизионных программ непосредственно на частотах, на которых производится эфирное телевизионное вещание. В таких СКТВ у абонентов используются стандартные телевизоры;
системы с распределением сигналов телевизионных программ на дополнительно выбранных несущих, расположенных в специальных частотных диапазонах. В этом случае перед входами абонентских телевизоров требуется включение преобразователей частоты, с помощью которых спектр передаваемых телевизионных сигналов переводится в стандартные вещательные частотные каналы.
В СКТВ на коаксиальном кабеле возможно одновременное использование первого и второго способов передачи телевизионных сигналов. Таким образом, древовидные СКТВ с коаксиальным кабелем являются системами с частотным разделением сигналов телевизионных программ и коммутацией этих сигналов у абонентов. Характерной особенностью подобных систем является передача телевизионных сигналов преимущественно только в одном направлении – от ГС к абонентам, что ограничивает функциональные возможности СКТВ. Обратный канал (5…40 МГц) используется для передачи внутрисистемных сигналов, служебной информации и может быть задействован для организации дополнительных информационных услуг.
Например, за счет использования данного обратного каналаабоненты СКТВ имеют возможность дополнительно получать доступ к различным базам данных для обмена цифровой информацией. Возможно подключение абонентов и к различным разветвленным системам сигнализации, пожарной, охранной, экстренного вызова медицинской помощи и т.д. Наличие дополнительного обратного канала открывает большие возможности по организации информационной службы коммунального хозяйства, обеспечивающей автоматическое снятие, передачу и обработку на ЭВМ показаний счетчиков расхода электроэнергии, воды, газа, тепла в жилых домах, дистанционный контроль за состоянием лифтов, кодовых замков в подъездах и т.д.
Как правило,
подобные кабельные сети имеют встроенную
систему диагностики и контроля,
обеспечивающую дистанционную проверку
состояния всего активного оборудования
СКТВ. С этой целью ГС оборудуется
специальным блоком телеконтроля,
состоящим из контроллеров и ЭВМ, а в
каждый магистральный и домовой усилитель
встраивается контроллер д
Рис. 6.4.Древовидная структура транспортной
магистрали СКТВ
на основе
волоконно-оптического кабеля
Магистральная транспортная сеть СКТВ древовидного типа может быть создана и на основе волоконно-оптического кабеля (рис. 6.4). В этом случае «древовидная» конфигурация частот называется структурой типа «в линию», которая предполагает размещение магистральных оптических ответвителей (ОМ) вдоль так называемой «центральной» магистрали. Другими словами, оптические ответвители устанавливаются в местах ответвления волокон (оптических путей) от основной магистрали к оптико-волоконным узлам (ОВУ), осуществляющим переход от оптической магистрали к коаксиальной домовой распределительной сети.