Глава 6. Эффективные методы модуляции в цифровом телевидении
6.1. Направление развития цтв
Современное телевизионное вещание развивается в трех направлениях:
- интенсивный рост числа коллективных и индивидуальных установок спутникового телевизионного вещания;
- внедрение широкополосных сетей кабельного телевидения, способных предоставить зрителю до 100 и более телевизионных программ;
- внедрение и развитие наземного телевизионного вещания, реализация систем сотового телевещания.
В каждом из этих направлений наметилась устойчивая тенденция к переходу на цифровые методы передачи информации. Создаются сложные распределительные сети, объединяющие все три указанные выше виды каналов. Головная станция такой сети получает сигналы от спутников и наземных ретрансляторов, преобразует их в удобную для использования форму и доставляет по кабелю к пользователям.
Глобальный переход к цифровому телевизионному вещанию сдерживается в настоящее время, в основном, причинами экономического и организационного характера. Что касается технической стороны вопроса, то большинство проблем ЦТВ к настоящему времени решены в теоретическом и практическом плане, а разработанные устройства и системы в той или иной степени внедрены в практику или находятся в опытной эксплуатации:
- разработан стандарт цифрового вещания DVB, который принят в качестве национального стандарта в большинстве стран мира;
- разработаны варианты стандарта DVB: для наземного телевидения DVB-Т; для спутникового телевидения DVB-S; для кабельного телевидения DVB-C;
- системы DVB во всех вариантах полностью совместимы с форматом цифровых сигналов MPEG-2;
- разработаны современные способы модуляции несущей цифровыми сигналами, обеспечивающие максимальную битовую скорость передачи данных в ограниченной полосе частот;
- в частности, разработан новый метод модуляции ортогональный несущих COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) – кодированное ортогональное частотное уплотнение. Метод рекомендован для использования в наземных системах ЦТВ и позволяет передавать в стандартном частотном канале (8 МГц) одну программу телевидения высокого качества (HDTV) или несколько ТВ программ стандартного качества;
- стандарты ЦТВ предусматривают адаптацию к различным используемым на практике значениям полос частот радиоканалов (6; 7; 8 МГц – для наземного телевидения; 27; 36 – для спутникового телевидения), к различным значениям параметров развертки ( , Гц, ; , Гц, ) с тем, чтобы в перспективе перейти к единому мировому стандарту ЦТВ;
- рекомендуемые цифровые стандарты ориентированы на создание систем многопрограммного ТВ вещания.
6.2. Распределение частотного диапазона
В табл. 6.1 приведена сетка частот (для России и стран СНГ), разрешенных для использования в системах наземного телевизионного вещания. В микроволновом диапазоне интенсивно развиваются многоканальные распределительные сети, имеющие ряд преимуществ по сравнению с обычными системами наземного телевещания [6.1].
Распределение сетки частот для спутниковых систем передачи ТВ сигналов на трассе спутник-земля приведено в табл. 6.2.
На рис. 6.1 показано, как используется диапазон частот от 12 до 860 МГц, отведенный для кабельного телевидения. На участке от 47 до 600 МГц сетки частот кабельного и наземного телевидения совпадают. Для цифровых каналов отведен диапазон от 650 до 860 МГц. При необходимости здесь могут транслироваться также и аналоговые сигналы. На участках 12–40 МГц и 610–640 МГц реализуется многоканальная двусторонняя связь между абонентами и головной станцией кабельной сети.
Таблица 6.1
Сетка частот для наземного ТВ
Участок частот |
Номера каналов |
Примечания |
48,5 – 66 МГц |
1 – 2 |
MB |
76 – 100 МГц |
3 – 5 |
MB |
174 – 230 МГц |
6 – 12 |
MB |
470 – 582 МГц |
21 – 34 |
ДМВ |
582 – 790 МГц |
35 – 60 |
ДМВ |
2,5 – 2,7 ГГц |
Система MMDS |
Многоканальная микроволновая радиотелевизионная сеть |
11,7 – 13,5 ГГц |
Система МИТРИС |
Модификация системы MMDS (Украина) |
6,17 – 6,425 ГГц |
Система РАСТР-15 |
Модификация системы MMDS (Россия) |
27,5 – 29,5 ГГц |
Система LMDS |
Сеть сотового телевидения |
40,5 – 42,5 ГГц |
Система MVDS |
Сеть сотового телевидения |
Таблица 6.2
Сетка частот для спутникового ТВ
Участок частот |
Назначение |
Примечания |
3,4 – 4,7 ГГц |
ФСС (ТВ, ТЛФ, МТЛФ) |
С – диапазон |
10,95 – 17,7 ГГц |
НТВ |
– диапазон |
11,7 – 12,5 ГГц |
НТВ (для Европы) |
–– | | | –– |
21,4 – 22 ГГц |
ТВЧ (HDTV) |
– диапазон |
Рис. 6.1. Распределение полосы частот в сети кабельного телевидения