67Выставки и конференции

предыдущая статья | оглавление | в архив



Конференция "Спутниковое и кабельное телевидение XXI века"


А. Бителева Теле-Спутник - 4(54) Апрель 2000 г.





Врамках выставки Cable&Satellite Russia 2000 прошла конференция "Спутниковое и кабельное телевидение XXI века".

Телевидение XXI века представлялось всем участникам конференции как цифровое и интерактивное.

Целый ряд докладов освещал работу, проводимую в России по внедрению цифрового телевидения. Цифровое спутниковое телевидение существует в России уже достаточно давно, государственные стандарты на передачу определены и нашли отражение в соответствующих документах. Поэтому основное внимание уделялось перспективам внедрения в России цифрового эфирного и кабельного телевидения.

Специалистами НИИР, АО "Телеком" и ряда НИИ и КБ разработана концепция внедрения цифровых наземных систем звукового и телевизионного вещания в России.

Концепция предусматривает разработку и внедрение всего спектра отечественного оборудования для цифрового эфирного вещания, а также сетей MMDS и MVDS. Сейчас большая часть оборудования находится в стадии разработки — серийное производство планируется начать в 2001 году. Для проведения полевых испытаний новой аппаратуры и выявления особенностей распространения и приема цифрового сигнала в российских условиях должны быть созданы зоны экспериментального эфирного вещания в Москве, Петербурге и Нижнем Новгороде.





Одной из организаций, занимающихся проектированием и производством аппаратуры для цифрового эфирного вещания, является петербургское АО "МАРТ". Уже на прошлогодней выставке TRBE "МАРТ" демонстрировал цифровые передатчики собственного производства. Специалисты "МАРТа" проводят детальные исследования процессов, происходящих в реальных усилительных приборах для определения влияния этих процессов на качество цифровых сигналов при использовании разных типов модуляции. Ими разработан собственный метод оценки эффективности систем цифровой эфирной передачи.

Одной из основных целей этой деятельности является определение будущего стандарта цифрового эфирного телевидения. Выбор идет между принятым в США ATSC и европейским DVB-T. Большинство выступающих априорно склонялось к DVB-T, однако, окончательное решение, видимо, будет принято после проведения лабораторных и полевых испытаний. Так же как и в прошлом году на конференции звучали доводы в пользу обоих конкурирующих стандартов. Основным достоинством ATSC признается возможность приема при более низком на 3 дБ, чем в DVB-Т, отношении сигнал/шум. Это может оказаться существенным для России с ее огромными пространствами. Другим преимуществом стандарта является значительно более высокая устойчивость амплитудной модуляции к импульсным шумам, по сравнению с устойчивостью фазовой модуляции, принятой в DVB-T. С другой стороны, сторонник европейского стандарта В. Кухарев (компания Philips) отмечал, что более низкий, чем в DVB-T, необходимый уровень сигнал/шум на практике не приводит к снижению мощности передатчика. Это связано с сильными помехами, создаваемыми отраженными сигналами. По его мнению, схожесть условий распространения ТВ сигнала в США и России — кажущаяся. В нашей стране гораздо больше зданий с железобетонными перекрытиями, отражающими электромагнитные волны, поэтому проблем с отстройкой от отраженного сигнала в России будет еще больше, чем в Америке. В то же время при использовании стандарта DVB-T эхо-сигналы могут играть положительную роль, дополнительно усиливая основной сигнал. Кроме того, ATSC из-за использования амплитудной модуляции и передачи синхросигналов аналоговым способом очень чувствителен к помехам от аналоговых трансляций. В США эту проблему частично решает гребенчатый фильтр, предусмотренный на входе ATSC ресивера. Этот фильтр позволяет довольно эффективно ликвидировать помехи, создаваемые сигналами стандарта NTSC, не сильно снижая мощность основного сигнала. Структура спектра сигналов SECAM не позволяет подавлять их с помощью гребенчатых фильтров или других известных сегодня механизмов. Поэтому при введении вещания в стандарте ATSC России пришлось бы немедленно отказаться от аналогового вещания, что нереалистично. Подробно со всеми аргументами В.Кухарева в пользу введения DVB-Т можно познакомиться в статье, опубликованной в этом номере.

Еще один доклад о возможностях стандарта DVB-Т был сделан представителем французской фирмы ITIS Ж.Фариа. Основное внимание в докладе было уделено преимуществам построения одночастотных сетей и использования иерархической модуляции. Иерархическая модуляция позволяет передавать на одной несущей два независимых цифровых транспортных потока, различающихся скоростью, степенью защиты и зоной охвата. Она получается смешением двух последовательно налагаемых модуляций. Для первого потока всегда используется модуляция 4 QAM. Каждый модулированный сегмент (определяющий пару бит) занимает один квадрант в координатном пространстве. Второй поток модулирует полученный сигнал, определяя сдвиг каждого сегмента в пределах его квадранта. Для второго потока типично использование модуляции 4 QAM или 16 QAM. В первом случае результирующей является модуляция 16 QAM, а во втором — 64 QAM.

Первый поток, в силу его большей помехозащищенности, назван потоком высшего приоритета, а второй — низшего приоритета. Разумеется, при наложении второго потока в сигнале первого потока создается дополнительный шум. Его действие может быть уменьшено за счет снижения полезной скорости сигнала или сдвигом каждой четверти созвездия, внутри своего квадранта. Использование иерархической модуляции — компромиссное решение, однако при решении определенных задач оно вполне оправданно. Часто оно позволяет более эффективно использовать спектр или существенно расширить зону охвата потоком высшего приоритета. В докладе приводились примеры, иллюстрирующие возможный выигрыш от использования иерархической модуляции.

Другой актуальной темой, обсуждавшейся на конференции, была передача мультимедиа в ТВ сетях.





Ряд докладов был посвящен решениям, предлагаемым различными фирмами для передачи мультимедиа в разных средах. Это DVB платформа, предлагаемая Eutelsat, программное обеспечение Microsoft для организации интерактивного телевидения, CleverCast — новая система Philips для передачи IP через каналы DVB-S и многое другое.

Особое внимание вызвали сообщения об организации передачи мультимедиа по сетям MMDS. Это достаточно экономичный и потому доступный способ построения ТВ сети с дополнительными услугами, главными из которых на сегодняшний день являются доступ к Интернет и телефония. Недостатком систем MMDS традиционно считается низкая емкость, обусловленная ограниченным частотным ресурсом. Однако расчеты, приведенные в докладе представителя фирмы Thomcast Communications А. Мамье, показывают, что с помощью одного канала шириной 6 МГц может быть обеспечен доступ к Интернет для 2700 абонентов, причем средняя скорость передачи информации абоненту будет составлять при этом 1 Мбит/с. Более того, за счет применения секторных антенн, эффективность использования частотного ресурса может быть повышена в несколько раз.

Обратный канал организуется через эфир или через телефонную линию, возможен смешанный вариант. Для обратной передачи через эфир чаще всего используется полоса 2150-2162 МГц, лежащая ниже частотного диапазона MMDS.

На сегодняшний день основная сложность при построении мультимедийных сетей MMDS заключается в правильном выборе аппаратуры для приема и передачи данных. Для этой цели используются системы модемов, аналогичные кабельным. Однако особенности MMDS передачи не позволяют применять существующую кабельную аппаратуру.





Специфические требования к MMDS аппаратуре рассмотрены в докладе А.Наумова (корпорация Дженерал Сателлайт). Одно из них — высокая стабильность частот гетеродинов модема и MMDS транссивера. Оно связано с необходимостью частотной конвертации узкого обратного канала. При конвертации небольшое отклонение частоты многократно увеличивается, и на приемной стороне канал может быть просто не обнаружен. Другая особенность связана с необходимостью расширения динамического диапазона демодуляторов. Расширение динамического диапазона обеспечивается в MMDS модемах отчасти за счет аппаратного построения, а отчасти на уровне MAC протокола. Еще одна проблема связана с необходимостью отстройки от характерного для эфирных сетей многолучевого приема. Для этой цели на входе MMDS модема устанавливается адаптивный эквалайзер. Регулировка его работы упрощается при использовании более узкой полосы канала. Именно с этим связано стремление разработчиков систем MMDS разбить стандартный канал в 6-8 МГц на 2 или 3 подканала.

На сегодняшний день стандартов на подобную аппаратуру не существует. Поэтому следует внимательно оценивать параметры предлагаемой аппаратуры с точки зрения решения указанных проблем.

Наряду с прикладными вопросами на конференции рассматривались и фундаментальные темы выбора более совершенных способов модуляции и кодирования цифровых транспортных потоков.

Особенный интерес вызвал доклад о путях приближения к пределу Шеннона в цифровом телевидении, сделанный сотрудником фирмы Tandberg Television Г. Маркаряном. Он касался возможностей применения турбокодов для повышения эффективности использования мощности передатчика и частотного спектра в ТВ сетях.

В 1948 году Шеннон определил теоретический предел скорости передачи информации в канале с определенной шириной, уровнем шума и мощностью передатчика. Шеннон доказал также, что должна существовать защитная функция, позволяющая со сколь угодно малой избыточностью и сколь угодно высокой достоверностью передавать поток по зашумленному каналу. Он определил также свойства этой функции, однако сама функция неизвестна до сих пор. Ее обнаружение позволило бы вести передачу по любым каналам со сколь угодно малой избыточностью и с применением модуляции сколь угодно высокого уровня.

Эффективность существующих защитных кодов определяется степенью приближения к теоретическому пределу. В частности, эффективность использования канала в сетях DVB ниже предела Шеннона приблизительно на 4 дБ. Турбокоды, открытые в 1993 году французским профессором К. Беру, в принципе позволяют сократить этот интервал до 0.5 дБ. Высокая эффективность работы турбокодов, сочетающаяся с простотой их реализации, сделала их появление значительным событием в области телекоммуникационных разработок.

Турбокодеры объединяют два (или более) параллельных сверточных кодеров. В первый кодер поток подается в исходном виде, а во второй — после его побитного перемежения. Выходы сверточных кодеров по определенному алгоритму коммутируются с общим выходом кодера, и полученная последовательность передается в линию. На приемной стороне используются два сверточных декодера. Каждый из них расшифровывает "свою" часть кода, оценивает достоверность расшифровки каждого бита, и после соответствующего перемежения или (деперемежения) отправляет ее в соседний декодер, который проводит аналогичную расшифровку с определением достоверности. После этого выбирается лучший вариант, и процедура повторяется. Такое декодирование может повторяться либо фиксированное число раз, либо до полного совпадения результатов в обоих декодерах. Эффективность работы кода во многом зависит от выбранного алгоритма перемежения.

Турбокоды уже приняты к применению в системах мобильной связи третьего поколения и в системах коммуникаций в глубоком космосе (CCSDS).

Сложность их внедрения в телевизионные сети заключается в их несовместимости с существующими стандартами. Сейчас DVB рассматривает возможность их использования в обратных каналах спутниковых и эфирных DVB сетей, для которых стандарты еще не приняты.

Недостатком турбокодов является их неспособность понизить уровень ошибки ниже 10-7, то есть в сетях ТВ передачи, где допустимый уровень ошибки составляет 10-11, их можно применять только в сочетании с другим кодом (например Рида-Соломона).

На ближайшей выставке NAB Tandberg будет демонстрировать лабораторный образец системы спутниковой связи с модуляцией 16 QAM, со скоростью передачи 200 Мбит/с через стандартный транспондер с шириной полосы 40 МГц. В качестве внешнего защитного кодирования используется код Рида-Соломона, а в качестве внутреннего — турбокод с возможностью переключения на стандартный код Витерби.



 
Теле-Спутник Апрель 2000
наверх
 



Уважаемые посетители!
В связи с полной реконструкцией Архива, возможны ситуации, когда текст будет выводиться не полностью или неправильно (отсутсвие статей в некоторых номерах это не ошибка). Если заметите какие-то ошибки, то, пожалуйста, сообщите нам о них. Для связи можете воспользоваться специальной формой:

Номер журнала: *
Страница: *
Дополнительные сведения: *
Желательно четко опишите замеченную проблему - это поможет быстрее ее решить.
Мы не отвечаем на вопросы! Их следует задавать на нашем форуме!
Антиспам: * Нажмите мышкой на синий квадрат:


Поля, помеченные звездочкой (*)
обязательны для заполнения





Новый сайт