1 и 2 мультиплекс цифрового тв: Частоты 1-го и 2-го мультиплексов цифрового ТВ

Мультиплексирование с кодовым разделением каналов (CDM). Последовательность битов, называемая кодом расширения , назначается каждому сигналу, чтобы отличать один сигнал от другого. Код расширения объединяется с исходным сигналом для создания нового потока закодированных данных, который затем передается на совместно используемом носителе. Демультиплексор, который знает код, может затем извлечь исходные сигналы, вычитая код расширения, процесс, называемый диспрединг .CDM широко используется в цифровом теле- и радиовещании, а также в сетях мобильной сотовой связи 3G — 4G и 5G в основном используют OFDM. CDM также может поддерживать несколько сигналов из нескольких источников, метод, известный как множественный доступ с кодовым разделением каналов .

Мультиплексирование с пространственным разделением каналов (SDM). Пути прохождения сигналов пространственно разделены за счет использования нескольких проводников, таких как оптические волокна или электрические провода. Проводники объединены в единую транспортную среду, но физически разделены, причем каждый проводник обрабатывает передаваемый канал.Отдельные проводники можно дополнительно мультиплексировать с помощью FDM, TDM или других методов. SDM часто используется в подводных кабельных системах для увеличения пропускной способности, но его также можно использовать для беспроводной связи.

Мультиплексирование с поляризационным разделением каналов (PDM). Входящие электромагнитные сигналы поляризованы в ортогональные каналы, которые передаются через общую среду. PDM часто используется в волоконно-оптической связи, а также в радио- и микроволновых передачах.Например, поставщики спутникового телевидения часто используют PDM для доставки телевизионных сигналов на спутниковые антенны.

47 CFR § 74.790 — Допустимые услуги переводчика цифрового ТВ и станций LPTV. | CFR | Закон США

§ 74.790 Допустимое обслуживание переводчика цифрового ТВ и станций LPTV.

(a) Станции-переводчики цифрового телевидения обеспечивают средство, с помощью которого сигналы станций вещания DTV могут быть ретранслированы в области, в которых прямой прием таких станций DTV неудовлетворителен из-за расстояния или промежуточных препятствий на местности.

(b) За исключением случаев, предусмотренных в параграфе (f) данного раздела, станция цифрового ТВ-транслятора может использоваться только для приема сигналов ТВ-трансляции или вещательной станции DTV, другой станции-переводчика цифрового ТВ, ретрансляционной станции ТВ-переводчика, междугородняя телевизионная ретрансляционная станция, телевизионная станция STL или другие подходящие источники, такие как CARS или микроволновая станция с общей несущей, для одновременной ретрансляции программ и сигналов станции телевещания или DTV.Такие повторные передачи могут быть выполнены любым из следующих способов:

(1) Прием программ и сигналов телевизионных или цифровых телевизионных станций непосредственно через пространство и преобразование в другой канал с помощью одного из следующих режимов передачи:

(i) Гетеродинное преобразование частоты и соответствующее усиление при условии ограничения выходной мощности цифрового сигнала 30 Вт для передатчиков, работающих на каналах 14-69, и 3 Вт для передатчиков, работающих на каналах 2-13; или

(ii) Регенерация цифрового сигнала (i. е., демодуляция, декодирование, обработка ошибок, кодирование, ремодуляция и преобразование с повышением частоты сигнала DTV и соответствующее усиление; или,

(2) Демодуляция, ремодуляция и усиление программ и сигналов телевизионных или цифровых телевизионных станций и сигналов, принимаемых через микроволновую передачу.

(c) Передачи каждой станции цифрового ТВ-транслятора должны быть предназначены для прямого приема широкой публикой, и любое другое использование должно быть побочным. Станция-переводчик цифрового телевидения не должна использоваться исключительно с целью ретрансляции сигналов в одну или несколько фиксированных точек приема для ретрансляции, распределения или дальнейшей ретрансляции.

(d) За исключением случаев, предусмотренных в пунктах (e) и (f) данного раздела, технические характеристики ретранслируемых сигналов не должны намеренно изменяться таким образом, чтобы препятствовать приему на потребительском приемном оборудовании DTV.

(e) Станция-переводчик цифрового телевидения не должна ретранслировать программы и сигналы любой телестанции или станции (станций) вещания DTV без предварительного письменного согласия такой станции (станций). Переводчик цифрового ТВ может мультиплексировать на своем выходном канале услуги видеопрограмм двух или более станций телевещания и / или вещания DTV в соответствии с договоренностями со всеми затронутыми станциями, и для этой ограниченной цели ему разрешается изменять телевещание и / или или сигнал вещания DTV.

(f) Станция-переводчик цифрового телевидения может передавать визуальные и / или звуковые сообщения местного происхождения, ограничиваясь предупреждениями о неминуемой опасности, объявлениями местной общественной службы (PSA) и поиском или подтверждением финансовой поддержки, необходимой для непрерывной работы станция. Выражение признательности за финансовую поддержку может включать идентификацию вкладчиков, размер и характер взноса, а также рекламные сообщения вкладчиков. Отправка сообщений о финансовой поддержке и социальная реклама ограничена 30 секундами каждое, но не чаще одного раза в час.Передача аварийных сообщений не должна осуществляться дольше или чаще, чем это необходимо для защиты жизни и имущества. Такое создание может быть выполнено с помощью любых технических средств, согласованных между ТВ-переводчиком и станцией DTV, сигнал которой ретранслируется, но должен быть в состоянии быть принят на потребительском оборудовании для приема вещания DTV. Транслятор цифрового ТВ должен при необходимости изменять информацию о системе программ и информационном протоколе (PSIP) в транслируемом сигнале вещания DTV во избежание конфликтов настройки приема DTV.

(g) Цифровая станция LPTV может работать в следующих режимах обслуживания:

(1) Для ретрансляции программы телевизионного вещания или станции вещания DTV при условии предварительного письменного согласия станции, сигнал которой ретранслируется;

(2) Для возникновения программирования и коммерческих вопросов, как определено в § 74.701 (l).

(3) Во время работы цифровая станция LPTV должна бесплатно передавать телезрителям сигнал эфирной видеопрограммы, по крайней мере сопоставимый по разрешению с разрешением соответствующей аналоговой (NTSC) станции LPTV или, в случае одноканальное цифровое преобразование, которое было преобразовано в его бывшую аналоговую станцию ​​LPTV.

(4) Цифровая станция LPTV может динамически изменять битовый поток своего сигнала для передачи одной или нескольких услуг видеопрограмм в любом установленном видеоформате DTV.

(h) Цифровая станция LPTV не подлежит минимально необходимому количеству часов работы и может работать в любом из двух режимов, описанных в параграфе (g) этого раздела, в течение любого количества часов.

(i) После передачи сигнала, отвечающего требованиям пункта (g) (3) данного раздела, цифровая станция LPTV может предлагать услуги любого характера, соответствующие общественным интересам, удобству и необходимости, на вспомогательных или дополнительное основание в соответствии с положениями статьи 73.624 (в) и (ж) данной главы.

(j) Цифровая станция LPTV не может использоваться исключительно с целью ретрансляции сигналов в одну или несколько фиксированных точек приема для ретрансляции, распределения или ретрансляции.

(k) Цифровая станция LPTV может принимать входные сигналы для передачи или ретрансляции любыми техническими средствами, в том числе указанными в параграфе (b) этого раздела.

Глава 2 Стр. 3 — Справочник по телекоммуникациям для транспортных специалистов

Мультиплексирование

Мультиплексирование — это процесс объединения двух или более информационных каналов в одну среду передачи.Существует ряд различных стандартов, которые можно применить к этому процессу. Многие стандарты являются общими и применяются производителями и операторами связи по всему миру. Это гарантирует, что протокол мультиплексирования, используемый в Японии, также может использоваться в Бразилии, Канзасе, Нью-Йорке или Талсе.

В этом разделе рассматриваются два наиболее распространенных типа мультиплексирования — TDM (мультиплексирование с временным разделением) и PDM (мультиплексирование с разделением пакетов). Кроме того, в этом разделе будет описан основной протокол мультиплексирования, используемый в Северной Америке: T-1.

T-1 был основным типом схемы мультиплексирования, выбранной Bell Labs для каналов связи с высокой пропускной способностью. Он настолько распространен во всемирной телефонной сети, что новые протоколы только вводятся. Второй тип мультиплексирования — пакетный — также будет обсуждаться, потому что он теперь используется для поддержки преобразования телефонных сетей из аналоговых в цифровые. Мультиплексирование пакетов используется для поддержки IP и Ethernet.

Мультиплексирование с временным разделением

Мультиплексирование с временным разделением — это метод помещения нескольких потоков данных в один канал связи путем разделения его на множество сегментов.Каждый сегмент имеет очень короткую продолжительность и всегда происходит в один и тот же момент времени в пределах основного сигнала. В TDM существует прямая взаимосвязь между соединениями (портами) на оборудовании мультиплексирования и протоколом мультиплексирования. Данные для порта номер один мультиплексора всегда попадают в один и тот же период времени (временной интервал №1), поскольку исходный конечный мультиплексор всегда помещает данные для каждого порта связи в одно и то же место.

Рисунок 2-8: Блок-схема TDM

Со временем мультиплексор на принимающей стороне сможет направлять данные в правильный порт.В битовый поток не добавляются данные для идентификации данных. При использовании TDM общим правилом является «один временной интервал (кадр) = первый порт связи». Мультиплексор T-1 имеет 24 порта (по одному на каждый временной интервал). Следовательно, временной интервал один = порт один; временной интервал два = порт два; и т. д. При передаче TDM каждый временной интервал присутствует всегда, даже если фактически только один временной интервал содержит данные. Пропускная способность используется всегда.

Мультиплексирование с разделением пакетов

Мультиплексирование с разделением пакетов (PDM) — это метод разделения данных на несколько групп.Каждой группе дается идентификатор в источнике, чтобы мультиплексор на принимающей стороне мог собирать группы данных для воссоздания информации в том виде, в котором она была отправлена. Теоретически многие источники информации могут передаваться через один коммуникационный порт на обоих концах. В некоторых схемах мультиплексирования пакетов размер пакета — количество включенных данных — может варьироваться для обеспечения большей пропускной способности информации. При мультиплексировании пакетов используемая полоса пропускания никогда не превышает общий объем данных во всех передаваемых пакетах.Схема PDM важна, потому что она является основой для нового поколения процессов широкополосной связи. Ethernet — это пример протокола передачи, основанного на мультиплексировании с разделением пакетов.

Рисунок 2-9: Блок-схема — процесс PDM

TDM отлично подходит для поддержки голосовой связи и видео вещательного качества, поскольку каждая услуга получает необходимую полосу пропускания. PDM отлично подходит для передачи данных, потому что он использует только необходимую полосу пропускания и требует меньше оборудования.Обе технологии TDM и PDM доступны уже много лет. TDM получил более широкое распространение, поскольку отвечал требованиям телефонных компаний по обеспечению высококачественной голосовой связи. Однако с последними достижениями в области коммуникационных технологий ситуация меняется.

В следующей таблице представлено сравнение мультиплексирования с разделением пакетов и с временным разделением:

Системы связи Т-1

Цифровая сеть на базе Т-1 разрабатывалась более 40 лет. За это время была реализована иерархия уровней передачи с помощью широкого разнообразия оборудования.Первичное устройство — это банк каналов, который может быть настроен для передачи множества различных сигналов голоса, аналоговых данных или цифровых данных. Карты портов в банке каналов используются для поддержки типа входов в T-1. Наиболее распространены голосовые (POTS) и цифровые данные (DDS).

T-1 содержит 24 сигнала (или каналов). Каждый канал представлен 8 битами, всего 192 бит в одном кадре. Добавляется бит для управления (синхронизация, проверка ошибок и т. Д.), И в результате получается кадр T-1. Поскольку частота дискретизации каждого канала составляет 8000 раз в секунду, T-1 содержит 8000 кадров или 1 544 000 бит. В системе TDM каждый канал распознается в каждом кадре точно в один и тот же момент времени. То есть, например, первый канал никогда не появляется во временном интервале пятого канала.

Эта наиболее распространенная форма мультиплексирования используется в основном для услуг голосового канала. Фактически почти все P.O.T.S. и каналы связи специальных служб мультиплексированы для транспортировки между центральными офисами телефонной компании.Мультиплексирование (с точки зрения телефонной компании) было разработано для повышения эффективности использования имеющейся кабельной системы связи. Телефонные компании смогли предоставить услуги большему количеству клиентов без дорогостоящей прокладки новых коммуникационных кабелей.

Было несколько первых попыток предоставить эффективный протокол мультиплексирования; для голосовых услуг, но операторы связи должны были учитывать общее качество голосовой связи. В конечном итоге стандартом для «платной связи» была передача частот от 0 до 4000 Гц.

Голосовые частоты оцифровываются для мультиплексирования посредством процесса, который производит выборку частот в 8000 точках за один цикл (Гц) за период в одну секунду. Каждая цифровая точка отсчета создается как 8-битный символ. Следовательно, каждый голосовой канал использует 64 000 бит в секунду. Двадцать четыре голосовых канала объединены в один мультиплексированный канал связи, называемый Т-1.

Поскольку телефонной компании необходимо контролировать и управлять цепью T-1, она «крадет» 8000 бит.Несколько битов берутся из каждой точки выборки, и вызывающий никогда не замечает снижения качества.

Большая часть передачи данных осуществляется с использованием модема коммутируемого доступа. Модем преобразует вывод данных компьютера (или другого устройства — контроллера поля сигнала трафика, динамического знака сообщения и т. Д.) В сигнал VF (тональной частоты). Этот сигнал обрабатывается так, как если бы это был телефонный звонок P. O.T.S. Модем набирает телефонный номер, связанный с другим модемом, и соединение устанавливается через коммутируемую голосовую сеть.Телефонная сеть не воспринимает звонок как нечто особенное. В терминах мультиплексирования T-1 это рассматривается как обычный телефонный звонок.

Рисунок 2-10: Схема цифрового выхода компьютера, преобразованного в аналоговый с помощью модема

Мультиплексирование частично снижает общее качество передачи, но не влияет на удобство использования. К сожалению, каждый шаг в процессе получения данных, передаваемых из одного места в другое, может создать проблему.Поэтому при поиске и устранении неисправностей важно проверять каждый сегмент тракта передачи и все подключенное оборудование, особенно если неисправность не может быть обнаружена ни в одной из оконечных точек. Мультиплексоры T-1 предназначены для преобразования аналоговых сигналов в цифровые, поэтому данные, выводимые компьютером, должны быть преобразованы в аналоговые перед мультиплексированием.

Помимо коммутируемой передачи данных, телефонные компании предлагают две дополнительные услуги: 2/4 проводные аналоговые каналы (как указано выше) и DDS (Digital Data Service).2/4 проводные службы обычно используются для скорости передачи 9600 бит в секунду или ниже. DDS (изначально предлагавшийся для скоростей передачи данных от 2400 бит в секунду и выше) используется в основном для данных, передаваемых со скоростью 56 000 бит в секунду. DSU / CSU требуется для преобразования цифрового вывода с компьютера в формат, который будет передаваться по телефонным линиям. Поскольку сигнал больше не аналоговый, в мультиплексор Т-1 должна быть установлена ​​специальная интерфейсная карта (см. Ниже).

Передача цифровых сообщений через аналоговую сеть

Всякий раз, когда цифровой сигнал передается по телефонной сети общего пользования, он должен быть «подготовлен» к поездке.Это связано с тем, что базовая инфраструктура проводки была разработана для передачи аналогового сигнала связи. Аналоговая связь осуществляется путем подачи переменного электрического сигнала, который изменяется в зависимости от частоты человеческого голоса. Изменения громкости и высоты звука представлены плавным протеканием электрического тока с положительными и отрицательными значениями. Модем с коммутируемым доступом преобразует выходной сигнал вашего компьютера в серию аналоговых сигналов, которые могут передаваться по сети так же, как голосовой телефонный звонок.

Рисунок 2-11: Схема аналоговых входов T-1 Mux

Цифровые сигналы разные. Данные представлены наличием или отсутствием электрического сигнала — «включен или выключен». «Вкл» означает 1, «выкл» — 0. Электрические сигналы могут иметь как положительное, так и отрицательное значение. Цифровой выход вашего компьютера должен быть преобразован в нечто совместимое с существующей телефонной сетью. Блок службы данных (DSU) используется для преобразования электрического сигнала включения / выключения во что-то похожее на аналоговый сигнал. Электрические напряжения, представляющие 1, имеют чередующиеся положительные и отрицательные значения. Мгновенному отсутствию электрического сигнала присваивается нулевое значение. DSU обычно используется вместе с блоком обслуживания канала (CSU). CSU используется в качестве инструмента управления, чтобы убедиться, что канал связи работает в соответствии со спецификациями.

Широкополосная передача большой емкости

В этом разделе описываются различные системы передачи с высокой пропускной способностью и широкополосной передачи. Когда телефонные компании впервые развернули услуги T-1, они называли это цифровыми услугами «High Capacity».Для передачи видео для вещания или конференц-связи использовалось несколько каналов T-1 или несколько каналов T-3. С отменой государственного регулирования телефонных компаний и ростом спроса на очень большую пропускную способность был разработан новый тип услуг — широкополосный доступ. Как объяснялось, T-1 форматируются телефонными операторами, но крупные корпоративные пользователи, государственные учреждения и даже домашний пользователь хотят, чтобы неформатированная полоса пропускания была доступна для большого количества услуг.

Т-1 / ДС-1 и Т-3 / ДС-3

T-1 и DS-1 — это системы фиксированной связи точка-точка, предназначенные для одного клиента.Эти типы услуг чаще всего используются для подключения центров управления дорожным движением. Их также можно использовать для передачи данных и видеоизображений с участка автострады обратно в TOC.

DDS являются эквивалентами цифровых голосовых каналов, как описано ранее, и используются как фиксированная двухточечная услуга. Услуга T-1 предназначена для обслуживания 24 каналов DDS.

Термины T-1 и DS-1 часто используются как синонимы, но каждый из них представляет собой совершенно разные услуги, предоставляемые телефонными компаниями и операторами связи.Услуга T-1 распределяется по каналам с оператором, предоставляющим все оборудование для мультиплексирования (банки каналов). Заказчику предоставляется 24 интерфейса DS-0. Каждый интерфейс DS-0 имеет максимальную пропускную способность 56 кбит / с (или может поддерживать один речевой канал). Заказчик сообщает оператору связи, как настроить локальный банк каналов (мультиплексор).

DS-1 позволяет заказчику настроить высокоскоростной контур. Заказчик предоставляет (и несет ответственность за обслуживание) все локальное оборудование — мультиплексор и DSU / CSU.Оператор предоставляет (и поддерживает) путь передачи. Заказчики могут направлять DS-1 в соответствии с их собственными спецификациями при условии, что требуемая полоса пропускания не превышает 1,536 Мбит / с, а сигнал DS-1 соответствует применимым стандартам AT&T, Bellcore (Telcordia) и ANSI (эти стандарты теперь поддерживаются и доступны через Telcordia).

Клиенты могут приобрести дробное обслуживание, чтобы сэкономить деньги. В этом случае они не платят за полный T-1 или DS-1. Однако экономия на услугах этого типа достигается только на больших расстояниях.Местный шлейф (канал) для Fractional T-1 по-прежнему оплачивается по полной ставке.

Услуги T-3 и DS-3 представляют собой варианты с более высокой пропускной способностью по сравнению с T-1 и DS-1. T-3 обеспечивает либо 28 T-1, либо 28 DS-1, а DS-3 обеспечивает около 44 Мбит / с непрерывной полосы пропускания. DS-3 используются для дистанционного обучения и видео вещательного качества. Они также используются в корпоративных сетях для подключения крупных офисных центров.

Т-1, ДС-1, Т-3 и ДС-3 имеют следующие характеристики:

• Все они являются частными службами
• Все они предоставляются на фиксированной двухточечной основе
• Большинство пользователей платят за установку услуги
• Пользователи платят ежемесячную плату в зависимости от расстояния — очень крупные корпоративные клиенты могут договариваться о выгодных тарифах на услуги DS-1 и DS-3.
• Пользователи платят фиксированную ежемесячную плату за подключение и обслуживание

DSL

DSL (Digital Subscriber Loop) представляют собой варианты DS-1 и Fractional DS-1, которые используют существующие P.O.T.S. служебные телефонные линии для предоставления услуг широкополосного доступа по существенно более низкой цене. Стоимость местного сервиса DS-1 начинается от 500 долларов в месяц. Базовая услуга DSL начинается менее чем с 50 долларов в месяц. Основное различие между услугами заключается в том, что DS-1 настроен как система частной линии с фиксированными точками связи.Служба DSL обычно используется для обеспечения широкополосного подключения к Интернету. Некоторые операторы связи создадут «квази» частный канал, связав два пункта обслуживания клиентов с общим центральным офисом. Основное преимущество DSL для домовладельца или малого бизнеса заключается в том, что он использует совместно существующие телефонные линии и позволяет снизить стоимость установки.

DSL имеет следующие характеристики:

• Обычно предоставляется в формате ADSL (асимметричный DSL) со ссылкой на покупателя (загрузка) с более высокой скоростью, чем ссылка на Интернет (загрузка).
• DSL может быть предоставлен как SDSL (симметричный DSL), когда пользователю необходимо иметь равную полосу пропускания в двух направлениях.
• DSL — это общая служба. В часы пик доступная пропускная способность сокращается. Многие пользователи жаловались, что они получают лучшее обслуживание через коммутируемый доступ.
Предложение
• DSL начинается с 384/128 кбит / с и может вырасти до 6,0 / 6,0 Мбит / с. (ежемесячные ставки начинаются с 30 долларов и увеличиваются до 400 долларов.
• DSL можно использовать только в том случае, если клиент находится на расстоянии не более 18 000 «проводных футов» от центрального офиса обслуживания.Лучшее обслуживание доступно, когда клиент находится на расстоянии менее 12 000 «канатных футов».
• DSL чаще всего используется для доступа в Интернет.

СОНЕТ

SONET (Синхронная оптическая сеть) — это первый протокол / стандарт цифровой передачи на основе оптоволокна. Формат SONET позволяет передавать различные типы форматов сигналов передачи по одной линии в виде единой полезной нагрузки с управлением сетью. Один канал SONET будет нести смесь базового голоса, высокоскоростных и низкоскоростных данных, видео и Ethernet.На все эти сигналы не повлияет тот факт, что они транспортируются как часть полезной нагрузки SONET.

Стандарт SONET начинается с оптического эквивалента DS-3. Это называется OC-1 (оптический носитель 1). Оптический носитель включает в себя все данные DS-3 и служебные данные управления сетью, а также служебные данные управления сетью SONET. В Северной Америке используется следующая иерархия SONET: OC-3; ОС-12; ОС-48; ОС-96; ОС-192. Число указывает общее количество эквивалентов канала DS-3 в полезной нагрузке.

В пределах полезной нагрузки управление сетью SONET позволяет переключать каналы DS-1. SONET — это система TDM точка-точка, но она позволяет пользователям настраивать многоточечное распределение DS-1 и DS-3. Следовательно, можно направить DS-1 из одного местоположения во многие местоположения в сети SONET. Читатель должен заметить, что SONET не предоставляет «полосу пропускания по запросу». Маршрутизация частей полезной нагрузки SONET к нескольким точкам должна быть спланирована и встроена в таблицу маршрутизации.

Программа управления сетью SONET предоставляет возможность настраивать несколько планов маршрутизации. Эти планы могут выполняться как часть программы по восстановлению обслуживания в случае сбоя в какой-либо части сети. Некоторые ранние последователи SONET пытались использовать эту функцию для внесения изменений в маршрутизацию по времени суток. Часто пользователи были разочарованы результатами.

Обычно SONET передается группами DS-3 (OC-3, OC-12, OC-48 и т. Д.). В этом режиме полезная нагрузка SONET сегментируется в DS-3.Однако можно объединить DS-3 в один канал. OC-3C (объединенный) — это группа DS-3, объединенных в одну полезную нагрузку, чтобы обеспечить полное использование OC-3 в качестве единого потока данных.

Банкомат

Асинхронный режим передачи (ATM) — широко распространенная технология магистральной связи, основанная на мультиплексировании пакетов. ATM — это протокол уровня звена данных, который позволяет интегрировать голос и данные и обеспечивает возможности качества обслуживания (QoS). Эта основанная на стандартах транспортная среда широко используется для доступа к глобальным (WAN) сетям передачи данных.Узлы ATM иногда называют «пограничными устройствами». Эти пограничные устройства позволяют телекоммуникационным системам отправлять данные, видео и голос на высоких скоростях.

использует сложные функции управления сетью, позволяющие операторам связи гарантировать качество обслуживания. ATM, иногда называемый ретрансляцией ячеек, использует для транспортировки короткие пакеты фиксированной длины, называемые ячейками. Информация разделяется между этими ячейками, передается и затем повторно собирается в их конечном пункте назначения. Операторы связи также предлагают услугу « Frame Relay » для общих требований к данным, которая может принимать пакеты переменного размера или размер кадра.Системы Frame Relay используют переменные ячейки (пакеты) в зависимости от объема передаваемых данных. Это позволяет более эффективно использовать сеть передачи данных.

предлагают большинство операторов связи. Ряд DOT используют этот тип услуг — особенно в городских районах — для подключения камер видеонаблюдения (с использованием сжатого видео), систем дорожных сигналов и динамических указателей сообщений к центрам управления дорожным движением. Стабильный размер пакета хорошо подходит для передачи видео.ATM обычно не используется телефонными компаниями для передачи голоса по платным каналам, хотя его стабильный размер пакета был разработан для удовлетворения требований для голосовых услуг.

В WAN (глобальной сети) ATM чаще всего используется как «пограничный» транспортный протокол. Устройства ATM обычно имеют порты, которые позволяют легко подключаться к устаревшим системам и более новым системам связи. В частной (или корпоративной) сети, как показано на рисунке 2-12, ATM эффективно используется для передачи голоса и видео, а также данных.

Рисунок 2-12: Схема — ATM через сеть SONET

имеет «ячейки» фиксированной длины, составляющие 53 байта, в отличие от Frame Relay и Ethernet «фреймов» переменной длины. Размер ячейки, который представляет собой компромисс между требованиями к большим кадрам передачи данных и относительно небольшими потребностями голосовых вызовов. Обслуживая обе формы сетевого трафика, ATM может использоваться для удовлетворения всех сетевых потребностей конечного пользователя, устраняя необходимость в отдельных сетях передачи данных и голоса.Однако производительность также может быть снижена, и сеть может быть не такой эффективной, как выделенные сети для каждой услуги. Для систем банкоматов обычно требуются цепи DS-1, но их можно заставить работать в среде с более низкой скоростью.

имеет репутацию сложного интерфейса для существующей сети. Однако компетентные сетевые специалисты обычно могут преодолеть большинство трудностей. Миссури DOT использует сеть на базе банкоматов для своих банкоматов.

FDM

Мультиплексирование с частотным разделением каналов (FDM) используется, когда требуются большие группы аналоговых (голосовых или видео) каналов. Доступная полоса частот на отдельном канале связи просто делится на несколько подканалов, каждый из которых несет свой сеанс связи. Типичный голосовой канал требует полосы пропускания не менее 3 кГц. Если базовая линия связи способна передавать 3 мегагерца полосы пропускания, приблизительно 1000 голосовых каналов могут передаваться между двумя точками. Мультиплексирование с частотным разделением использовалось для передачи нескольких низкоскоростных (менее 2400 бит в секунду) каналов данных между двумя точками, но от него отказались в пользу TDM, который позволяет передавать больше каналов данных с большей пропускной способностью на большие расстояния с меньшим количеством инженерных проблем. .

Многие старые системы кабельного телевидения используют FDM для передачи нескольких каналов клиентам. Этот тип системы использовался Freeway Management Systems для передачи видео по коаксиальному кабелю. Однако большинство коаксиальных систем было заменено волоконно-оптическими системами. Волокно имеет большую пропускную способность, чем коаксиальный кабель или витая пара. Схема FDM позволяет передавать несколько широкополосных видеоканалов по одной нити волокна.

WDM — CWDM и DWDM

Мультиплексирование с волновым разделением (WDM) — это оптический вариант FDM.Луч света делится на сегменты, называемые лямбдами. Греческая буква лямбда (λ) используется для обозначения волновых каналов. Эти лямбды на самом деле представляют собой свет разных цветов. Поскольку длина волны обратно пропорциональна частоте, WDM логически эквивалентен FDM.

Рисунок 2-13: Каналы DWDM

Свет, передаваемый по оптоволокну, обычно представляет собой группу частот, которые можно использовать для создания одного канала связи или нескольких каналов. Группу частот можно разбить на несколько подгрупп.ЛАЗЕРНЫЙ выход мультиплексора «настраивается» на определенный набор частот для формирования единого канала связи. Эти каналы затем передаются с другими частотными группами через мультиплексор с волновым разделением. В отличие от FDM, информация, отправляемая через частотные группы, является цифровой.

Используются две переменные WDM: CWDM (мультиплексирование с грубым волновым разделением) и DWDM (плотное волновое мультиплексирование). Системы DWDM могут передавать до 64 каналов со скоростью 2,5 гигабит в секунду на канал по паре волокон.Каждая лямбда DWDM равна одному каналу OC-48 (48 DS-3) или одному каналу Gigabit Ethernet (будущие системы позволят использовать 2 канала GigE на лямбда).

Ethernet

Ethernet — это сетевой протокол на основе пакетов, изобретенный корпорацией Xerox в 1973 году для обеспечения связи между множеством компьютеров и одним принтером. Ethernet был разработан для работы по коаксиальному кабелю, который был соединен гирляндой (совместно) между многими устройствами. Первоначальный дизайн Xerox превратился в серию стандартов IEEE (802.XXX) со многими вариантами, включая 10Base-T, Fast-Ethernet (100Base-T) и GigE (Gigabit Ethernet).

Система Ethernet состоит из трех основных элементов:

1. Физическая среда, используемая для передачи сигналов Ethernet между компьютерами,
2. Набор правил управления доступом к среде (MAC), встроенных в каждый интерфейс Ethernet, который позволяет нескольким компьютерам справедливо управлять доступом к общему каналу Ethernet,
3. Фрейм Ethernet, состоящий из стандартизованного набора битов, используемых для передачи данных по системе.

В самых современных конфигурациях используется витая пара с устройствами, объединенными в сеть по схеме «звезда». Каждое устройство имеет прямое подключение к концентратору, маршрутизатору или коммутатору Ethernet. Затем эта система предоставляет каждому пользователю подключение к принтеру, файловому серверу, другому пользовательскому компьютеру (одноранговому узлу) или любому другому устройству в сети.

Ethernet работает, устанавливая очень широкополосное соединение, позволяющее пакетам данных перемещаться по сети с высокой скоростью. Это гарантирует, что многие пользователи могут своевременно общаться с устройствами.Ethernet используется совместно, и при нормальных обстоятельствах ни один пользователь не имеет исключительных прав.

В традиционных сетях Ethernet 1990-х годов использовался протокол CSMA / CD (множественный доступ с контролем несущей / обнаружение коллизий). В этой конфигурации передающее устройство смотрит в сеть, чтобы определить, передают ли другие устройства. Устройство «чувствует» присутствие носителя. Если несущая отсутствует, продолжается передача. Протокол CSMA не идеален, отсюда и необходимость обнаружения коллизий.Иногда несколько устройств осуществляют одновременную передачу и создают «коллизию вызовов». Если исходное устройство не получает подтверждения от принимающего устройства, оно просто повторно передает информацию (не как часть протокола Ethernet, а как часть протокола приложения). В офисной среде, где пользователи пытаются получить доступ к принтеру или файловому серверу, это обычно не проблема. Большинство пользователей не знают о каких-либо значительных задержках. В этом случае все устройства подключаются к сети через «концентратор».Концентратор обеспечивает центральную точку встречи для всех устройств и пользователей в сети, но имеет очень мало интеллектуальных возможностей для управления деятельностью в сети. Фактически все сообщения в сети отправляются на все устройства в сети.

Каждый компьютер с Ethernet, также известный как станция, работает независимо от всех других станций в сети: нет центрального контроллера. Все станции, подключенные к Ethernet, подключены к общей системе сигнализации, также называемой средой.Сигналы Ethernet передаются последовательно, по одному биту за раз, по общему сигнальному каналу на каждую подключенную станцию. Чтобы отправить данные, станция сначала прослушивает канал, а когда канал не используется, станция передает свои данные в форме кадра или пакета Ethernet.

После передачи каждого кадра все станции в сети должны в равной степени бороться за возможность передачи следующего кадра. Это гарантирует справедливый доступ к сетевому каналу и то, что ни одна станция не может заблокировать другие станции.Доступ к совместно используемому каналу определяется механизмом управления доступом к среде (MAC), встроенным в интерфейс Ethernet, расположенный на каждой станции. Механизм управления доступом к среде основан на системе, называемой множественным доступом с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA / CD).

Современные сети все еще используют CSMA / CD, но управляются маршрутизаторами и коммутаторами. Маршрутизаторы на самом деле не являются устройствами Ethernet — они работают на уровне 3 стека протоколов OSI. Маршрутизатор может управлять потоком данных между устройствами и обладает интеллектом для маршрутизации информации между конкретными устройствами.Запрос на просмотр файла с отдельного компьютера направляется на конкретный файловый сервер, на котором хранится информация. Ни один из других компьютеров в сети не видит запрос данных. Однако маршрутизатор просто направит запрос, он не сможет управлять несколькими пользователями, одновременно пытающимися получить доступ к одному и тому же файловому серверу.

Управление пользователями в сети осуществляется коммутатором. Коммутатор обладает интеллектуальными и вычислительными «лошадьми» для управления пользователями и распределения полосы пропускания. Коммутатор может быть настроен так, чтобы блокировать некоторых пользователей из системы на основе различных факторов, таких как требования к приоритету и времени суток.

Ниже приводится описание наиболее часто используемых протоколов Ethernet:

• 10Base-T был наиболее часто используемым вариантом (когда разрабатывался этот справочник, наиболее распространенным был 100Base-T, быстро завоевавший популярность GigE). Обычно это выполняется по медной витой паре и подходит для большинства требований к передаче данных в небольших офисах.
• Fast Ethernet или 100Base-T могут работать в одной и той же инфраструктуре витой пары. Протокол 10Base-T обеспечивает максимальную пропускную способность 10 мегабит данных, а 100Base-T обеспечивает пропускную способность данных 100 мегабит.Однако различные факторы не позволяют этим системам превышать более 70 процентов заявленной мощности. Главная среди этих проблем — перегрузка количества пользователей и состояние проводной инфраструктуры.
• 100Base-TX — стандарт передачи с двумя витыми медными парами (4 провода). Идентично 10Base-T, он также упоминается как «быстрый Ethernet» и обеспечивает пропускную способность 100 Мбит / с.
• 100Base-FX — это стандарт оптоволоконной передачи для локальных сетей.
• GigE (гигабитный Ethernet) — это услуга с очень высокой пропускной способностью (один гигабит в секунду), которая развертывается во многих крупных офисных сетях. GigE не только позволяет подключаться к сети большему количеству пользователей, но и обеспечивает передачу видео между рабочими столами и конференц-связь между пользователями. GigE также является предпочтительным протоколом связи для соединения одного офисного здания с другим. Городские сети (MAN), использующие DWDM, обеспечивают соединение GigE в реальном времени. ИТ-отделы могут создать сеть хранения данных (SAN), чтобы связать вместе множество баз данных.Крупные финансовые учреждения соединяют места в регионе для облегчения электронной торговли с использованием DWDM и GigE. Многие операторы телефонной связи начинают добавлять услуги GigE в свои сетевые предложения.
Протоколы и стандарты
• 10GigE разрабатываются IEEE в рамках стандартов 802.3ae и 802.3AK. Стандарты 10GigE разрабатываются для использования протокола для подключения к широкополосной городской сети (MAN). В настоящее время нет намерения использовать стандарт для поддержки настольных приложений, однако все меняется.Системы 10GigE будут развернуты с использованием оптоволоконных сетей передачи. Ниже приведен пример сети 10GigE.

Рисунок 2-14: Схема — Типичная офисная ЛВС

Поскольку большинство этих сетей развернуто в офисных зданиях, кабели витой пары, как правило, проходят вблизи от источников помех, вызывающих электрические приборы. На рисунке показана типичная локальная сеть для небольшого офиса. Обратите внимание, что большинство офисных компьютеров подключены через концентратор, а принтеры и службы связи — через выделенные серверы.Это просто один из типов сети, который можно создать с помощью Ethernet. В очень маленьких офисах любое устройство можно напрямую подключить к маршрутизатору. Крупные корпорации объединят в сеть несколько маршрутизаторов. Фактическая конфигурация сети основана на заполнении документа с требованиями (см. Главу 4). В этой системе каждый компьютер имеет доступ к каждому устройству, но маршрутизатор может быть запрограммирован на ограничение доступа на основе уникального идентификатора каждой компьютерной рабочей станции.

На рис. 2-15 показано, как несколько сетей зданий соединяются через городскую сеть (MAN). Обратите внимание, что в каждом здании есть один основной маршрутизатор, подключенный к сети 10GigE — каждое здание является узлом в сети.Общая основа протоколов Ethernet обеспечивает легкий путь расширения. Показанная система на самом деле представляет собой сеть сетей.

Рисунок 2-15: Схема — Сеть метро (MAN)

Выводы

Проектирование телекоммуникационных систем — это итеративный процесс. Каждая часть системы зависит от других. Простой пример этой зависимости можно найти при использовании модема. Для обычных модемов используются кабели, соединяющие их с компьютером (последовательный кабель), и кабель витой пары, соединяющий их с телефонной сетью.Каждый из этих элементов зависит от другого, обеспечивая работающую систему. Эти типы зависимостей можно найти во всех телекоммуникационных системах. Эта глава была организована таким образом, чтобы предоставить основную информацию об отдельных элементах и ​​их взаимосвязях. Признание этих отношений поможет обеспечить эффективный дизайн телекоммуникационной сети.

Введение в технологию цифрового телевидения — ТВ без границ

Эта страница предназначена для людей, которым необходимо понять, что происходит в системе цифрового телевидения, но которые не знают деталей того, как формируется сигнал цифрового телевидения.

Это не введение в MPEG, и если вы не знаете, что такое MPEG, взгляните на руководство Tektronix по MPEG. Вместо этого в этом руководстве мы сосредоточимся на том, что делает сигнал цифрового телевидения особенным, на терминологии, используемой для описания сигнала цифрового телевидения DVB, и на том, чтобы помочь вам понять, что, черт возьми, люди говорят о цифровом телевидении, на самом деле.

Это также не введение в вещательную инженерию. На другой странице описаны основы технологии вещания и показано, как поток MPEG попадает от кодировщика к зрителю.

Заявление об ограничении ответственности: часть этой информации относится к стандарту DVB. На карте ниже (первоначально с веб-сайта DVB) показано, в каких частях мира в настоящее время используется один из стандартов DVB — если вас интересуют системы, используемые в США или Канаде, веб-сайт Комитета по передовым телевизионным системам (ATSC) сайт — хорошее место для начала. Информационное руководство по услугам ATSC на этом сайте описывает основные различия между услугами DVB и цифровыми услугами в США или Канаде, но не включает информацию об основных деталях механизма передачи.

Анатомия потока MPEG-2

Хорошо, теперь, когда мы разобрались с этим, давайте поговорим о телевидении. Цифровой телевизионный сигнал передается как поток данных MPEG-2, известный как транспортный поток . Каждый транспортный поток имеет скорость передачи данных до 40 мегабит в секунду для кабельной или спутниковой сети, что достаточно для семи или восьми отдельных телеканалов или примерно 25 мегабит в секунду для наземной сети.

Каждый транспортный поток состоит из набора подпотоков (известных как элементарные потоки , ), где каждый элементарный поток может содержать аудио в кодировке MPEG-2, видео в формате MPEG-2 или данные, инкапсулированные в потоке MPEG-2.Каждый из этих элементарных потоков имеет «идентификатор пакета» (обычно известный как PID ), который действует как уникальный идентификатор для этого потока в транспортном потоке.

Единственное ограничение на количество элементарных потоков в любом транспортном потоке состоит в том, что каждый элементарный поток должен иметь уникальное значение PID в содержащем транспортном потоке. Поскольку оно хранится как 13-битное значение, это не является серьезным ограничением. На практике количество элементарных потоков ограничено общей скоростью передачи транспортного потока.Проблемы с передачей означают, что транспортные потоки с битрейтом, намного превышающим 40 мегабит в секунду, обычно не могут передаваться надежно.

Транспортный поток состоит из нескольких мультиплексированных аудио- и видеопотоков. Во-первых, каждая служба в транспортном потоке будет иметь свои аудио- и видеокомпоненты, закодированные с использованием сжатия MPEG-2. Результатом этого процесса является набор элементарных потоков MPEG-2 , каждый из которых содержит один видеоканал или одну (моно или стерео) звуковую дорожку.Эти потоки представляют собой просто непрерывный набор видеокадров или аудиоданных, которые на самом деле не подходят для мультиплексирования. Поэтому мы разделяем эти потоки на пакеты, чтобы упростить процесс мультиплексирования. Результатом этого является пакетированный элементарный поток или PES.

Чтобы создать транспортный поток, каждый из этих пакетированных элементарных потоков снова пакетируется, и данные из потока сохраняются в транспортных пакетах . Каждый транспортный пакет имеет длину 188 байтов, что намного меньше, чем пакет PES, поэтому один пакет PES будет разделен на несколько транспортных пакетов.Этот дополнительный уровень пакетирования позволяет потоку поддерживать гораздо более мощные методы исправления ошибок — пакеты PES используются для обеспечения способа мультиплексирования нескольких элементарных потоков в один больший поток и больше связаны с идентификацией типа данных, содержащихся в пакете, и время, которое должно быть декодировано и отображено. Транспортные пакеты, с другой стороны, почти полностью связаны с исправлением ошибок.

До сих пор мы рассматривали только аудио и видео данные.Мы также можем захотеть включить потоки данных как часть нашего сервиса для приложений, информации телетекста или по другим причинам. Это не так уж сложно, потому что MPEG обеспечивает четко определенный способ передачи не-AV-данных внутри транспортных пакетов. Они называются частными разделами , и мы рассмотрим их более подробно чуть позже. Поскольку большая часть оборудования, которое генерирует эти данные, будет создавать поток транспортных пакетов, содержащих частные разделы, их легко мультиплексировать в наш транспортный поток.

Когда у нас есть полный набор транспортных пакетов для различных частей наших сервисов, мы можем вставить их в наш окончательный транспортный поток. При этом нужно следить за тем, чтобы пакеты вставлялись в правильном порядке. Это не просто случай обеспечения того, чтобы все пакеты в потоке приходили в правильном порядке — MPEG определяет строгую модель буферизации для декодеров MPEG, и поэтому мы должны позаботиться о том, чтобы каждому элементарному потоку в нашем транспортном потоке давали скорость передачи данных, которая является достаточно постоянной, чтобы приемник мог декодировать этот поток плавно, без опустошения буфера или переполнения.Мы также должны проявлять осторожность, потому что видеопотоки будут использовать гораздо большую часть конечного транспортного потока, чем аудиопотоки, и поэтому мы не можем просто вставить пакет из каждого потока по очереди. Соотношение десяти видеопакетов на каждый аудиопакет довольно близко к тому, что мы, вероятно, увидим.

Если бы мы просто мультиплексировали эти транспортные пакеты вместе, у нас был бы транспортный поток, содержащий ряд элементарных потоков без указания того, какой тип данных находится в этих потоках или как преобразовать эти потоки во что-то, что получатель может представить для Пользователь.Чтобы решить эту проблему, как MPEG, так и DVB указывают, что в транспортный поток должна быть добавлена ​​другая информация. Эти данные кодируются в ряде элементарных потоков, которые добавляются к транспортному потоку во время процесса мультиплексирования, и известны как служебная информация .

Так как же выглядит эта служебная информация? По сути, это довольно простая база данных, описывающая структуру транспортного потока. Мы рассмотрим это более подробно позже, но на самом простом уровне он содержит несколько таблиц, каждая из которых описывает одну услугу в транспортном потоке.В этих таблицах перечислены все потоки в службе и указаны их PID и тип данных, содержащихся в потоке.

Анатомия транспортного потока DVB.

Информация о типах потоков в службе позволяет получателю не только определять, какие потоки являются аудио и видео, но также определять различные типы потоков данных — например, отделяя информацию телетекста от служебной информации из широковещательных файловых систем. Это позволяет принимающему легко узнать, какие потоки он должен передать в различные части своего программного стека для декодирования.

Такое описание структуры вместо встраивания ее в элементарные потоки означает, что мы можем повторно использовать элементарные потоки в разных сервисах. Это показано в примере в следующем разделе реального транспортного потока — два элементарных потока (потоки со значениями PID 32 и 1102) появляются более чем в одной службе. Это позволяет эффективно повторно использовать потоки в разных сервисах и чаще всего используется для потоков данных.

Если бы наш транспортный поток содержал более одной службы, мы могли бы просто мультиплексировать все потоки аудио, видео и данных для всех служб вместе.Информация об услуге описывает, какой элементарный поток какой услуге принадлежит, а также несет некоторую другую информацию, которая больше полезна для зрителя, чем для получателя. Это может включать названия и описания каналов, информацию о расписании телепрограмм и информацию о родительских рейтингах.

Итак, если мы посмотрим на это с другой точки зрения, мы получим следующую картину:

Элементарные потоки в транспортном потоке.

В этом случае у нас есть транспортный поток, содержащий восемь элементарных потоков, разделенных на две службы.PID 100, 200 и 201 содержат видео, тогда как другие элементарные потоки содержат аудиодорожки на разных языках. PID 204 содержит приложение MHP.

Как мы видим, для обеих служб элементарные потоки, содержащие видео и одну аудиодорожку, продолжаются между службами — обычно это делается просто для облегчения жизни вещателя и не требуется. Когда есть несколько звуковых дорожек (или несколько углов камеры, как в случае услуги 2), тогда будет несколько разных элементарных потоков на других PID.

Этого не должно происходить на границе события. Как видно из случая с приложением MHP, это приложение доступно только для части мероприятия. Когда он больше не доступен, элементарный поток, который его содержит, больше не нужно транслировать. Возможность обновлять содержимое транспортного потока таким образом предлагает вещателям большую гибкость.

Транспортный поток отличается от типа потока, используемого в DVD (который известен как программный поток ).Оба они являются потоками MPEG-2, и оба содержат мультиплексированные аудио- и видеоданные MPEG-2. Однако между ними есть два основных различия.

Первое отличие состоит в том, что программный поток не содержит столько служебной информации, сколько транспортный поток. Причина этого в том, что программный поток имеет более простую структуру и не может содержать более одной службы. Каждый элементарный поток в потоке программы MPEG принадлежит одной и той же службе.

Во-вторых, транспортные потоки используются в средах, где вероятность повреждения данных гораздо выше.Программным потокам не нужно беспокоиться об этом, поскольку они обычно хранятся на оптических дисках или жестких дисках. С другой стороны, транспортные потоки могут передаваться на спутники и от них, по сетям наземного телевидения или по сетям кабельного телевидения. Это означает, что они должны быть намного более устойчивыми, и поэтому транспортные потоки имеют дополнительные уровни пакетирования и информации для исправления ошибок, чтобы помочь справиться с проблемами среды, в которой они используются.

В этом обсуждении MPEG и транспортных потоков мы пропустили ряд моментов, особенно такие вопросы, как синхронизация и синхронизация.Для более подробного обсуждения этих и остальных стандартов MPEG, взгляните на руководство по MPEG от Tektronix.

Сети, букеты, услуги, мероприятия и мультиплексы

Говоря языком DTV, каждый транспортный поток также известен как мультиплексор , потому что он состоит из нескольких сервисов, мультиплексированных вместе. Каждый мультиплекс транслируется на одной частоте, и только один мультиплекс может транслироваться на каждой частоте. Как я сказал ранее, каждый мультиплекс обычно имеет скорость передачи данных около 40 мегабит в секунду для спутниковых или кабельных систем и около 25 мегабит в секунду для наземных сетей.

В мультиплексе каждая группа элементарных потоков, составляющих один ТВ-канал, называется службой . Количество элементарных потоков в сервисе не обязательно должно оставаться постоянным. Это может варьироваться в зависимости от телешоу в этой службе (например, некоторые шоу могут транслироваться на нескольких языках или под разными углами камеры) или даже в телешоу. Все эти изменения совершенно законны в MPEG — не часто, но законны.

В системах цифрового телевидения каждое телешоу известно как событие .Таким образом, с одной точки зрения каждая услуга состоит из ряда элементарных потоков, которые передаются одновременно, но с другой точки зрения услуга состоит из серии отдельных событий, транслируемых одно за другим.

Изображение ниже должно дать вам представление о том, как выглядит реальный транспортный поток. Это снимок экрана анализатора транспортного потока, показывающий один из мультиплексов, транслируемых на спутнике Astra:

Пример реального транспортного потока.

Вы заметите, что на этом снимке экрана службы обозначены как программ . Это термин MPEG и в основном означает то же, что и услуга. Одна из причин, по которой программный поток MPEG-2 назван так, заключается в том, что он содержит только одну программу.

Как вы можете видеть на этом изображении, мультиплекс содержит несколько различных сервисов, где каждая услуга содержит как минимум один аудиопоток, как минимум один видеопоток и обычно несколько потоков данных.В первом столбце указывается тип потока (в этом случае некоторые из них не могут быть идентифицированы программным обеспечением) — число, стоящее перед типом, представляет собой номер службы (или программы).

Во втором столбце отображается значение PID для каждого элементарного потока. Хотя это неочевидно на этом снимке экрана, обычно хорошей практикой является присвоение элементарным потокам, принадлежащим одной и той же службе, аналогичных значений PID. Таким образом, можно легко определить, к какой службе принадлежит данный поток. Последние два столбца показывают (графически и численно) битрейт каждого элементарного потока в мегабитах / сек.

Как показано на снимке экрана, видеосигналы цифрового телевидения обычно кодируются со скоростью 3-5 мегабит / сек для видео стандартной четкости, при этом общая скорость передачи данных услуги составляет 4-6 мегабит / сек. Это немного хуже, чем качество DVD, но позволяет вещательной компании разместить разумное количество услуг в каждом мультиплексе. Радиовещательные компании любят объединять как можно больше услуг в мультиплекс, поскольку это означает, что они могут разместить больше каналов в каждой полосе частот (помните, что каждый мультиплекс транслируется в одной полосе частот), и поэтому они могут использовать меньше транспондеров на спутнике для транслировать такое же количество сервисов.

Хорошо, теперь мы знаем, что входит в транспортный поток. Однако есть еще кое-что, о чем стоит знать. Транспортный поток физически группирует набор услуг вместе, но услуги в системах DVB также могут быть сгруппированы логически. Логическая группа услуг называется букетом . Зачем нам это нужно? Представьте на минуту, что вы работаете на крупной телекомпании, где транслируете 50 каналов. Вы транслируете через спутник, поэтому каждый из ваших транспортных потоков ограничен 40 мегабитами в секунду (около 8 каналов).Итак, вам нужно 7 транспортных потоков, чтобы содержать все ваши сервисы.

Вы продаете доступ к этим услугам в пакетах, так что потребитель может выбрать покупку вашего базового пакета (который содержит 13 каналов), спортивного пакета (который содержит 8 спортивных каналов) или вашего пакета фильмов (который содержит 5 каналов с фильмами). Как можно машиночитаемым способом определить, какие каналы входят в какой пакет? Вы можете сгруппировать их в транспортные потоки, но ваш базовый пакет слишком велик, чтобы поместиться в один TS. Вместо этого, назначив каждому пакету набор, вы можете наиболее эффективно сгруппировать сервисы в транспортные потоки, сохранив при этом механизм логической группировки сервисов.

также имеют концепцию сети . Это не компьютерная сеть: вместо этого это набор транспортных потоков, которые совместно используют некоторую общую служебную информацию. Эти транспортные потоки часто транслируются одной и той же компанией (например, вашим спутниковым или кабельным оператором), и в любое время может быть доступно несколько сетей. Это особенно верно для наземных систем, где может быть несколько сетей, работающих одновременно в одной и той же зоне (например, несколько национальных сетей плюс один или несколько региональных операторов в зависимости от покрытия).В этом случае приемник обычно будет использовать автоматическое сканирование каналов для поиска всех доступных каналов, а не полагаться на служебную информацию.

Компания, владеющая сетью, может владеть или не владеть фактическим средством доставки — например, в случае системы кабельного телевидения владельцем кабельной инфраструктуры обычно является также сетевой оператор. Однако в случае системы спутникового телевидения оператор сети (например, SES Astra) обычно не управляет ни одной из сетей телевидения, которые транслируются через этот спутник.Точно так же в наземных системах сеть (например, Freeview) не может владеть какими-либо передатчиками или механизмами распространения, которые используются для передачи ее сигналов в дом зрителя.

Итак, что имеем:

• Сеть состоит из одного или нескольких транспортных потоков, которые транслируются одним и тем же объектом
• Транспортный поток — это поток MPEG-2, содержащий несколько сервисов.
• Каждая услуга является телеканалом и состоит из серии событий, следующих друг за другом.
• Каждое событие представляет собой отдельное телешоу и состоит из ряда элементарных потоков.
• Каждый элементарный поток представляет собой пакетированный поток MPEG-2, содержащий аудио-, видео- или двоичные данные в кодировке MPEG-2.
• Несколько служб (возможно, из нескольких разных транспортных потоков) могут быть логически сгруппированы вместе в букет.

Структура транспортного потока DVB.

Каждую услугу в сети DVB можно однозначно идентифицировать по трем значениям. Этими значениями являются исходный сетевой идентификатор (идентификатор сети, которая первоначально транслировала услугу), идентификатор транспортного потока (для идентификации конкретного транспортного потока из этой сети) и идентификатор услуги для идентификации услуги в пределах этот транспортный поток.Мы действительно можем пойти дальше этого. Каждый элементарный поток в службе может иметь тег компонента , который позволяет однозначно идентифицировать данный элементарный поток. Это используется приемниками, чтобы решить, какую службу воспроизводить, а также интерактивными приложениями, которые хотят переключить приемник для декодирования другого аудио- или видеопотока.

Транспортные потоки DVB будут иметь как исходный идентификатор сети, так и идентификатор сети, которые идентифицируют сеть, которая изначально создала транспортный поток (например,грамм. BBC) и тот, который в настоящее время его передает (например, BSkyB).

ATSC используют комбинацию идентификатора транспортного потока и идентификатора источника для идентификации конкретной услуги. В зависимости от значения идентификатора источника он может быть уникальным только в текущем транспортном потоке или может быть уникальным на региональном уровне (или на сетевом уровне для спутниковых сигналов). Это позволяет некоторую координацию идентификаторов источников в разных наземных сетях.

Сервисная информация

Итак, у вас есть транспортный поток, который содержит несколько сервисов, где каждый сервис содержит несколько элементарных потоков.Как мы узнаем, какие службы транслируем? Как узнать, какой элементарный поток какой службе принадлежит? Как мы вообще узнаем, какие типов элементарного потока мы транслируем?

Как мы вкратце видели выше, ответ — это особый набор элементарных потоков, которые содержат набор таблиц базы данных, описывающих структуру транспортного потока, службы в нем и некоторую полезную информацию, которую приемники цифрового телевидения могут показать пользователю, например название услуги и информация о расписании услуг.Эти таблицы вместе известны как служебная информация (SI) . Каждый транспортный поток (DVB или нет) имеет некоторую служебную информацию, которую стандарт MPEG объявляет обязательной, но DVB определяет несколько дополнительных таблиц SI в дополнение к стандартным.

Эти таблицы транслируются как элементарные потоки в транспортном потоке. Некоторые из них привязаны к конкретным службам в транспортном потоке, а некоторые являются более общими и описывают либо структуру самого транспортного потока, либо свойства сети.В некоторых случаях элементарные потоки, содержащие SI, транслируются по фиксированному PID, чтобы декодерам было проще его найти, в то время как в других случаях PID, по которому транслируется таблица SI, сохраняется в другой таблице SI.

ATSC рассматривается в отдельном руководстве, поэтому мы не будем рассматривать ее здесь. Таблицы SI, которые обычно встречаются в транспортном потоке DVB:

• Таблица ассоциации программ (PAT) — определяется стандартом MPEG
• Таблица программной карты (PMT) — определяется стандартом MPEG
• Таблица сетевой информации (NIT)
• Таблица описания услуг (SDT)
• Таблица информации о событиях (EIT)
• Таблица условного доступа (CAT)
• Стол ассоциации букетов (BAT)
• Таблица времени и даты (TDT)
• Таблица смещения времени (TOT)

Таблица сопоставления программ — это основная таблица для служебной информации.Он описывает, какой PID содержит таблицу карты программы для каждой службы (см. Ниже), а также таблицу сетевой информации для транспортного потока в тех сетях, которые ее используют.

Таблица сетевой информации. Таблица описывает, как транспортные потоки организованы в текущей сети, а также описывает некоторые физические свойства самой сети. NIT также содержит имя сети и идентификатор сети . Это значение, которое однозначно идентифицирует сеть, которая в настоящее время транслирует транспортный поток, и может отличаться от исходного идентификатора сети, который мы обсуждали ранее, если транспортный поток ретранслируется.

Таблица условного доступа описывает системы CA, которые используются в транспортном потоке, и предоставляет информацию о том, как их декодировать.

Таблица карты карты — это таблица, которая фактически описывает, как составляется служба. В этой таблице описаны все потоки в службе и сообщается получателю, какой поток содержит эталонные часы программы MPEG для службы. PMT не транслируется с фиксированным PID, и транспортный поток будет содержать один PMT для каждой услуги, которую он содержит.

Вместе PAT, PMT и CAT известны как Информация о программе (PSI) и определяется MPEG. Все остальные таблицы относятся к системам DVB.

Таблица описания услуг предоставляет более ориентированную на пользователя информацию об услугах в транспортном потоке. В отличие от PMT, в транспортном потоке есть только один SDT, который содержит информацию для каждой услуги. SDT обычно содержит такую ​​информацию, как название службы, идентификатор службы, статус службы (например,грамм. работает / не работает / запускается через несколько секунд), а также то, зашифрована ли служба.

Информация о событиях Таблица предоставляет информацию о расписании событий в службе. Сюда входит название события, продолжительность времени начала и статус события. Эта таблица фактически разделена на две отдельные таблицы: EIT-present / following , который содержит информацию о текущих и следующих событиях, и EIT-schedule , который содержит другую информацию о расписании.Их, в свою очередь, можно разделить на таблицы, описывающие текущий (фактический) транспортный поток и другие транспортные потоки. Транспортный поток обязательно должен содержать EIT-присутствующий / следующий для фактического транспортного потока, в то время как другие таблицы EIT являются необязательными.

Таблица ассоциации букетов перечисляет и описывает услуги в букете. Это не дает очень подробной информации, поскольку ее можно получить из других таблиц SI. Вместо этого он просто предоставляет список услуг, содержащихся в букете.

Таблица времени и даты и таблица смещения времени предоставляют ссылку на время для потока. TDT содержит текущее время UTC (универсальное / GMT), а TOT содержит как это время, так и смещение от UTC для местного времени. При необходимости это можно использовать для точного расчета информации о расписании.

Некоторые из этих таблиц могут содержать информацию о других транспортных потоках, а также информацию о текущих транспортных потоках. NIT, SDT и EIT должны содержать информацию о текущем транспортном потоке (и эти таблицы известны как NIT-фактический, SDT-фактический и EIT-фактический соответственно), но транспортный поток также может содержать версии этих таблиц, которые относятся к другие транспортные потоки.Они известны как NIT-other, SDT-other и EIT-other.

В таблице ниже описано, какие из этих таблиц являются обязательными, а какие — необязательными.

Конечно, жизнь не так проста, как кажется.Хотя DVB требует, чтобы в обязательных таблицах было и , не обязательно, чтобы они были заполнены . Это было бы слишком просто. Таким образом, нет ничего необычного в том, чтобы увидеть транспортные потоки, содержащие пустые таблицы SI, либо потому, что вещатель был слишком ленив, чтобы добавить информацию, либо потому, что он выжимал все до последней капли полосы пропускания из вещания. Содержимое таблицы SI может изменяться со временем — например, содержимое EIT изменится при изменении текущего события.Каждая таблица SI имеет связанный номер версии, который увеличивается с каждым изменением. Приемник будет отслеживать эти номера версий и загружать новые версии таблиц, когда они транслируются.

Структура таблицы SI

Каждая таблица SI довольно похожа по структуре. Все они состоят из заголовка, за которым следует ноль или более циклов дескрипторов . Каждый цикл дескрипторов содержит один или несколько дескрипторов, которые предоставляют информацию для одной строки в таблице. Каждый дескриптор может содержать только некоторую информацию для данной строки в таблице, а некоторые дескрипторы, которые содержат более общую информацию, могут появляться в разных типах таблиц.Такое повторное использование дескрипторов несколько упрощает синтаксические анализаторы SI, поскольку каждый дескриптор имеет свой собственный заголовок (который включает идентификатор дескриптора), а также фактическую информацию, которую он содержит.

Полный список дескрипторов можно найти в спецификации системы MPEG-2, спецификации DVB SI и спецификации ATSC PSIP, в зависимости от используемой системы, но некоторые из наиболее распространенных и полезных дескрипторов DVB:

• service_descriptor , который находится в SDT и дает имя и тип службы.
• linkage_descriptor , который находится в нескольких таблицах и предоставляет ссылку на источник дополнительной информации об элементе служебной информации, а также ссылку на заменяющую службу, если текущая служба не работает или зашифровано.
• component_descriptor , который находится в EIT и дает информацию об элементарном потоке, такую ​​как тип и формат контента, а в некоторых случаях (например, аудиопотоки) язык потока.
• data_broadcast_id_descriptor находится в PMT и дает информацию о типе кодирования, используемом для потока данных.
• stream_identifier_descriptor также находится в PMT и используется для присоединения тега компонента к элементарному потоку, чтобы отдельные потоки могли быть однозначно идентифицированы.
• CA_identifier_descriptor появляется в нескольких таблицах и идентифицирует систему скремблирования (если таковая имеется), которая используется для данной услуги или события.

Разделы MPEG

Поскольку эти таблицы иногда могут быть довольно большими, необходимо разделить их, чтобы они поместились в транспортном пакете.Каждый фрагмент данных известен как раздел , и он может использоваться для хранения любого типа двоичных данных, а не только таблиц SI.

Разделы, которые содержат данные, а не аудио- или видеопотоки, обычно известны как частные разделы , даже если формат данных общеизвестен. Эти разделы в основном соответствуют стандартному формату:

Идентификатор таблицы используется для идентификации содержимого элементарного потока (тогда как тип потока, указанный в PMT, описывает только тип потока — PMT сообщит вам, что это поток данных, но идентификатор таблицы может помочь сказать вам, что это за данные на самом деле).В случае таблиц SI это определяет, какая таблица транслируется (как и следовало ожидать), но также используется для идентификации других частных потоков данных.

Расширение идентификатора таблицы используется для подкласса этой информации, где идентификатор таблицы может идентифицировать данный класс данных, а расширение идентификатора таблицы может идентифицировать конкретный поток данных в этом классе. В случае таблиц SI это используется для идентификации тех таблиц, которые могут содержать информацию о текущем транспортном потоке и других.Например, идентификатор таблицы для SDT-actual отличается от идентификатора таблицы для SDT-other, и в обоих случаях расширение идентификатора таблицы содержит идентификатор транспортного потока, идентифицирующий, к какому транспортному потоку относится SDT.

Представление видео — преобразование формата декодера

MPEG-2 обычно кодируется с разрешением PAL или NTSC (в зависимости от страны происхождения). В любом случае закодированное видео может иметь соотношение сторон 4: 3, 16: 9 или какое-либо другое соотношение сторон (причем первое более распространено на момент написания).Это соотношение сторон вместе с другой информацией транслируется в потоке MPEG как часть данных. Эти данные известны как описание активного формата .

Однако нет гарантии, что телевизор, используемый для просмотра сигнала, будет иметь такое же соотношение сторон, что и закодированное видео. Именно здесь на помощь приходит преобразование формата декодера . По сути, это операция преобразования, выполняемая в приемнике для преобразования видеосигнала из исходного формата изображения в формат экрана дисплея.Обычно это выполняется в аналоговом каскаде приемника после того, как сигнал был сгенерирован, но перед его отправкой на телевизор.

Хотя преобразование из 16: 9 в 4: 3 (или наоборот) является наиболее распространенным, существуют и другие общие операции преобразования для поддержки различных типов преобразования, таких как почтовый ящик, съемка и защита и столб-бокс. UK Digital Terrestrial Group опубликовала набор руководящих принципов реализации в формате PDF, в которых подробно описывается, как приемники могут обрабатывать эти преобразования.Эти преобразования также описаны в электронной книге EACEM.

Эта статья на TVTechnology.com описывает немного больше о преобразовании формата декодера и описаниях активных форматов с точки зрения США — это не совсем идентично ситуации с DVB, но в ней обсуждается DVB, и сходства гораздо важнее различий.

DSM-CC

DSM-CC — это стандарт для широковещательной передачи данных (помимо прочего), основанный на потоках MPEG. Он предоставляет множество функций, которые используются в MHP и OCAP, а также является одним из основных методов передачи приложений на приемник, он может обеспечивать потоковую передачу данных, информацию о временном коде для потоков MPEG и множество других функций.

DSM-CC — сложная тема, поэтому она рассматривается в отдельном руководстве по DSM-CC. Хотя кровавые подробности DSM-CC должны знать только разработчики промежуточного программного обеспечения, разработчики приложений и производители головных узлов также могут извлечь выгоду, узнав кое-что о его внутренней работе.

(PDF) Обзор методов передачи цифрового телевизионного вещания

22

Технология: взгляд и опыт оператора связи », IEEE

Communications Magazine, vol.49, pp. 64–73, March 2011.

[12] S.J. Shellhammer, A.K. Садек и В. Чжан, «Технические проблемы для когнитивного радио

в спектре белого пространства ТВ», Теория информации

и семинар по приложениям, стр. 323–333, февраль 2009 г.

[13] R.J. Кринон, Д. Бхат, Д. Катапано, Г. Томас, Дж. Я. Ван Лоо и Г.

Банг, «Передача данных и интерактивное телевидение», Proceedings of

the IEEE, vol. 94, pp. 102–118, January 2006.

[14] H.Асами и М. Сасаки, «Краткое описание систем ISDB», Proceedings of

the IEEE, vol. 94, pp. 248–250, January 2006.

[15] Л. Ханзо, П. Черриман, Дж. Стрейт, Сжатие видео и обмен данными —

катионы: от основ до H.261, H.263, H. 264, MPEG4 для DVB и адаптивные турбо-трансиверы в стиле HSDPA

. John Wiley & Sons — IEEE

Press, 2007.

[16] G.A. Дэвидсон, М.А.Иснарди, Л. Филдер, М. Goldman и

C.C. Тодд, «Кодирование видео и аудио ATSC», Протоколы IEEE,

vol.94, стр. 60–76, январь 2006 г.

[17] Международный стандарт ISO / IEC IS 13818, «Общее кодирование движущихся изображений

и связанного звука», ноябрь 2004 г.

[18] У. Ладебуш и К.А. Лисс, «Наземное DVB (DVB-T): технология вещания

для стационарного портативного и мобильного использования», Протоколы

IEEE, vol. 94, стр. 183–193, январь 2006 г.

[19] Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI), Европейский стандарт

(технические характеристики), «Цифровое видеовещание (DVB)

— Протокол общей инкапсуляции потока (GSE). , »2007.

[20] Э. Цеклевес, Дж. Космас, А. Аггун и Дж. Лоо, «Конвергентное цифровое телевидение

Services: роль промежуточного программного обеспечения и будущие направления интерактивного телевидения

», Международный журнал цифрового мультимедийного вещания,

об. 2009, нет. 643680, 2009.

[21] М. М. да Силва, Мультимедийные коммуникации и сети. CRC

Press, Taylor & Francis Group, 2012.

[22] Л. Ханзо и Т. Келлер, OFDM и MC-CDMA: учебник. Джон Вили

и сыновья — IEEE Press, 2006.

[23] Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI), Европейский стандарт

(телекоммуникационная серия), «Цифровое видеовещание

(DVB): структура кадрирования, кодирование канала и модуляция для спутниковых служб 11/12

ГГц», 1997.

[24] Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI), Европейский стандарт

(серия телекоммуникаций), «Цифровое видеовещание

(DVB): структура кадрирования, канальное кодирование и модуляция для услуг кабельного телевидения

», 1998 г.

[25] Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI), Европейский стандарт

(серия телекоммуникаций), «Цифровое видеовещание

(DVB): структура кадрирования, кодирование каналов и модуляция для цифрового наземного телевидения

», 2009 г.

[26] Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI), «Цифровое видеовещание

(DVB) — рекомендации по внедрению DVB-H», tech.

респ., 2009.

[27] U.H. Реймерс, «Семейство международных стандартов DVB для цифрового видеовещания

», Труды IEEE, т.94, pp. 173–182,

January 2006.

[28] J.G. Проакис, Цифровые коммуникации. McGraw-Hill, 2001.

[29] L. Hanzo, T.H. Лью, Б. Yeap, R.Y.S. Ти и S.X. Ng, Turbo Coding,

Turbo Equalization and Space-Time Coding: EXIT-Chart-Aided Near-

Capacity Designs для беспроводных каналов, 2-е издание. John Wiley &

Sons — IEEE Press, 2011.

[30] У. Реймерс, DVB: Семейство международных стандартов цифрового видеовещания

, 2-е издание.Springer, 2004.

[31] Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI), Европейский стандарт

(телекоммуникационная серия), «Цифровое видеовещание

(DVB): система передачи для портативных терминалов», 2009.

[32] Г. Фариа, JA Хенрикссон, Э. Старе и П. Талмола, «DVB-H: услуги цифрового вещания

для портативных устройств», Труды IEEE,

vol. 94, стр. 194–209, январь 2006 г.

[33] М. Корнфельд и Г. Мэй, «DVB-H и IP Datacast — широковещательная передача

на портативные устройства», IEEE Transactions on Broadcasting, vol.53,

pp. 161–170, March 2007.

[34] Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI), Европейский стандарт

(серия телекоммуникаций), «Цифровое видеовещание

(DVB) — структура кадра второго поколения, канальное кодирование и модификация —

системы для вещания, интерактивных услуг, сбора новостей

и других широкополосных спутниковых приложений (DVB-S2) », 2009 г.

[35] Р. Стасевич,« DVB-S2 — новый международный стандарт. , »

техн.представитель, CBC Technology Review, www.cbc.radio-

canada.ca/technologyreview/pdf/issue3-dvb.pdf, 2007.

[36] А. Морелло и В. Миньоне, «DVB-S2 — готово. для отрыва », техн. rep.,

RAI, Radio-TVe Italiana, 2004.

[37] Л. Ханзо, О. Аламри, М. Эль-Хаджар и Н. Ву, Near-Capacity Multi-

Функциональные системы MIMO: Sphere- Упаковка, итеративное обнаружение и взаимодействие

. John Wiley & Sons — IEEE Press, 2009.

[38] A.Морелло и В. Миньоне, «DVB-S2: стандарт второго поколения

для широкополосных спутниковых услуг», Proceedings of the IEEE, vol. 94,

pp. 210–227, January 2006.

[39] Р. Стил, Л. Ханзо, Мобильная радиосвязь, 2-е издание. John

Wiley & Sons — IEEE Press, 1999.

[40] Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI), Европейский стандарт

(серия телекоммуникаций), «Цифровое видеовещание

(DVB) — Канальное кодирование и модуляция структуры кадра для второй системы цифрового наземного телевизионного вещания поколения

(DVB-T2) »,

2011.

[41] Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI), Европейский стандарт

(серия телекоммуникаций), «Цифровое видеовещание

(DVB) — Канальное кодирование и модуляция структуры кадра для второй цифровой системы передачи поколения

для кабельных систем. (DVB-C2) »,

2011.

[42] Дж. Роберт, К. Шааф и Л. Штадельмайер,« DVB-C2 — стандарт

для цифровой кабельной передачи следующего поколения », в IEEE International

Симпозиум по широкополосным мультимедийным системам и радиовещанию, стр.1–

5, May 2009.

[43] W. Fischer, Digital Video and Audio Broadcasting Technology: A Prac-

tical Engineering Guide, Thirs Edition. Springer, 2010.

[44] Комитет по передовым телевизионным системам, «Стандарт цифрового телевидения ATSC

: Часть 2 Характеристики системы передачи РЧ», январь

2007.

[45] У. Бретл, У. Р. Мейнтель, Г. Сгриньоли , X. Wang, С.М. Вайс и К.

Салехиан, «ATSC RF, модуляция и передача», Proceedings of

the IEEE, vol.94, стр. 44–59, январь 2006 г.

[46] Комитет по передовым телевизионным системам, «Стандарт ATSC-Mobile DTV-

, часть 2 — Характеристики радиочастотной / передающей системы», октябрь 2009 г.

[47] Группа планирования ATSC 2, «Итоговый отчет по ATSC 3.0 — вещательное телевидение следующего поколения

», техн. rep., Advanced Television Systems Com-

mittee, 2011.

[48] П.Дж. Харти, «Передача цифрового видео и других услуг по кабелю в

Северной Америке», Proceedings of the IEEE, vol.94, pp. 148–157, January

2006.

[49] Международный союз электросвязи — Стандарт электросвязи —

, сектор ITU-T, «Серия J: Кабельные сети и передача

Телевидение, звуковые программы и прочее. Мультимедийные сигналы — Цифровые

передача телевизионных сигналов Цифровые многопрограммные системы для

услуг телевидения, звука и данных для кабельного распространения », 2007 г.

[50] Ассоциация радиопромышленности и бизнеса (ARIB), Япония,« Наземные

Цифровое вещание с интегрированными услугами (ISDB-T) — Спецификация кодирования каналов, структуры кадров и модуляции

», сентябрь 1998 г.

[51] М. Такада и М. Сайто, «Система передачи для ISDB-T», Proceed-

ings of the IEEE, vol. 94, стр. 251–256, январь 2006 г.

[52] Рекомендация МСЭ-R BO.1408-1, «Система передачи для расширенных мультимедийных услуг ad-

, предоставляемых интегрированными услугами цифрового вещания

в спутниковом радиовещании. канал », техн. rep., 2002.

[53] Х. Като, «Система передачи для ISDB-S», Proceedings of the IEEE,

vol. 94, стр.289–295, январь 2006 г.

[54] Китайский стандарт для индустрии кино и телевидения, «Framing Struc-

ture, Channel Coding and Modulation for Digital Television Terrestrial

Broadcasting System», 2006 г.

[55] J. Song, Z. Yang, L. Yang, K. Gong, C. Pan, J. Wang и Y. Wu,

«Технический обзор китайского цифрового наземного телевидения Broad-

Стандарт литья и измерения в некоторых режимах работы» , ”IEEE

Транзакции в вещании, т.53, стр. 1–7, март 2007 г.

[56] Цзянь Сонг, Цифровое телевидение наземного мультимедийного вещания

(DTMB). IEEE Press, март 2010 г.

[57] Л. Вангелиста, Н. Бенвенуто, С. Томасин, К. Ноукс, Дж. Стотт, А. Филиппи,

М. Флот, В. Миньоне и А. Морелло, « Ключевые технологии для стандарта наземного цифрового телевидения следующего поколения

DVB-T2, IEEE Com-

munications Magazine, вып. 47, pp. 146–153, October 2009.

[58] К. Абдель Нур и К.Дуйяр, «Повернутые созвездия QAM на

, улучшают производительность BICM для DVB-T2», на 10-м международном симпозиуме IEEE

по методам и приложениям с расширенным спектром, стр. 354–

359, август 2008 г.

[59] S.M. Аламоути, «Простой метод разнесения передачи для беспроводной связи

», IEEE Journal on Selected Areas in Communications,

vol. 16, нет. 8, pp. 1451–1458, 1998.

СПИСОК АКРОНИМОВ

Комитет передовых телевизионных систем ATSC

Гостиничные телевизионные системы — головные станции и усилители

Архив библиотеки.

Информация, содержащаяся в данном документе, может быть устаревшей.

Оцифровка телевидения является движущей силой многих действий, связанных с модернизацией систем приема как в случае индивидуальных антенн, так и совместно используемых антенных систем в многоквартирных домах. Эта тенденция также распространяется на профессиональные системы MATV / SMATV в отелях, которые в настоящее время незаменимы для удобства гостей.

Одним из критериев классификации телевизионных систем в гостиницах является распространение программ.Самые простые системы могут обеспечивать только эфирное эфирное телевещание, тогда как более продвинутые решения будут включать спутниковые каналы, а также некоторые премиальные (платное ТВ). Содержание, требуемое владельцем / инвестором, будет зависеть от категорий потенциальных гостей отеля (зарубежные и тематические каналы и т. Д.).

Вначале стоит отметить, что отели / пансионаты с системами (S) MATV, основанными на головных станциях, не вызовут проблем с количеством комнат (торговых точек). Стоимость во многом зависит от количества и расположения каналов, принимаемых со спутниковых ретрансляторов.Увеличение количества розеток связано только с необходимостью приобретения дополнительных усилителей, которые обычно составляют небольшой процент от общей стоимости системы.
Итак, выбор содержания является принципиальной проблемой при создании примерного расчета для данного вида инвестиций. Часто у инвестора возникают трудности с выбором оптимального списка каналов, необходимого для оценки стоимости. Мы можем предложить некоторые стратегии для отельеров и установщиков, заинтересованных в создании / развитии гостиничных телевизионных систем.В этом кратком руководстве мы также представим примеры практических решений головных станций для приема и распределения различного количества каналов, предназначенных для разных категорий гостей.

Владельцы недавно построенных гостиниц и пансионатов, оснащающие их ЖК-телевизорами со встроенными тюнерами DVB-T, соответствующими стандарту вещания, должны подавать сигнал антенны только на розетки в комнатах и ​​других помещениях. Это может быть достигнуто с помощью соответствующего усилителя (ов) в зависимости от условий сигнала и количества выходов.

Небольшие гостиницы или пансионаты, расположенные в зонах с хорошими условиями приема и требующие десяти, двадцати или даже более пятидесяти антенных розеток, могут быть оснащены соответствующими моделями усилителей Telmor.

В крупных отелях и в случае сложных условий приема (слабые сигналы и / или помехи от других передатчиков) мы рекомендуем использовать высокоселективные канальные усилители Terra.

Компоненты системы на базе устройств Terra:

• R82510 — at420 — двухканальный усилитель
• R82511 — at440 — четырехканальный усилитель
• R82515 — mt420 — сдвоенный многостандартный модулятор VSB
• R82520 — ma400 — многополосный усилитель с тремя независимыми трактами (FM, VHF & DAB, UHF) и высоким максимальным выходным уровнем
• Аксессуары: блок питания, удлинитель, ВЧ мосты и т. д.

Типичные архитектуры гостиничных телевизионных распределительных систем:

• звездообразная топология — используется для небольших систем — все линии к розеткам в гостиничных номерах идут из центральной точки системы, расположенной, например, на чердаке, в подвале, в серверной и т. д.

• смешанная топология — используется для более крупных систем — с подсетями, группирующими физически близкие сегменты системы, такие как комнаты на том же этаже или в другой части здания — сигнал обычно усиливается на входах подсетей, распределяя дальше на выходы с помощью разветвителей и ответвлений.

Модульность систем Terra позволяет гибко адаптировать их к обоим типам установки.

В случае большего количества розеток было бы технически сложно и неэкономично распределять сигнал из одной центральной точки.Применение смешанной топологии с несколькими подсетями с отдельными усилителями решает проблему.

На следующих схемах показаны примеры двух типов распределительных систем DVB-T, установленных в гостиницах.

Гостиничная система DVB-T, основанная на звездообразной топологии.Щелкните диаграмму, чтобы загрузить версию в формате PDF.

Система DVB-T на основе смешанной топологии. Щелкните диаграмму, чтобы загрузить версию в формате PDF.

Усилители для зданий Terra:

Если в отеле или пансионе используются старые телевизоры, модернизация антенной системы может быть основана на одном из нескольких сценариев. Главный критерий выбора правильного решения — количество телевизоров в объекте и, конечно же, стоимость внедрения.

В случае небольших помещений с десятком телевизоров или около того лучшим решением, вероятно, будет их замена на современные телевизоры, предназначенные для приема вещания DVB-T.В ситуации, когда бюджет не позволяет обменивать телевизоры, хорошей альтернативой является покупка внешних приемников DVB-T. Однако это дополнительные устройства, которые необходимо размещать в комнатах вместе с отдельными пультами дистанционного управления.

Владельцы отелей с более чем двадцати / тридцати комнатами, оснащенными старыми телевизорами, могут использовать другие решения. В этом случае замена всех телевизоров может оказаться слишком дорогостоящей, в то время как несколько внешних приемников DVB-T также могут создать проблемы в работе.Наилучшим решением кажется применение головной станции с трансмодуляторами CODFM-PAL, преобразующими цифровое вещание в аналоговые каналы.

Полностью профессиональным решением для преобразования цифрового вещания DVB-T в аналоговые каналы является использование головной станции MMH-3000 с соответствующими модулями. Хотя головная станция в основном предназначена для более крупных объектов, ее можно успешно применять в отелях среднего размера, пансионатах и ​​т. Д. Благодаря модульной конструкции можно адаптировать функциональность в зависимости от текущих потребностей и легко расширить ее в будущем.Типичное расширение заключается в добавлении спутниковых каналов или мультимедийных сигналов. Эти возможности будут описаны позже в этой статье.

Основные элементы головной станции MMH-3000, предназначенные для того же приложения, включают:

• UC-380 R81700 — базовый блок с блоком питания и усилителем, до 8 модулей

• RT-316 R81707 — Приемник COFDM / модулятор DSB PAL (преобразует один цифровой канал в аналоговый канал PAL и предоставляет остальную часть мультиплексирования в виде потока MPEG-TS модулям DM-316)

• DM-316 R817121 — декодер MPEG2 TS / DSB Модулятор PAL (декодирует MPEG2-TS и преобразует один из каналов в аналоговый канал PAL)

В соответствии с потребностями заказчика мы можем поставить другие модели модулей RT / DM, включая версии VSB RT-315 и DM-315 .

Конфигурация модулей RT-316 и DM-316 выполняется с помощью удобного и интуитивно понятного программного обеспечения Terra Link.Он заключается в сканировании ТВ-диапазона и выборе подходящих каналов.

Щелкните диаграмму, чтобы загрузить версию в формате PDF

В таблице ниже показано сравнение стоимости (на одну комнату) описанных выше решений, используемых для приема DVB-T-вещания в отелях, оборудованных аналоговыми телевизорами.

* распространение 16 каналов
** средняя цена популярных 24-дюймовых телевизоров на европейских рынках (дек.2012)

В случае больших систем очевидно, что инвестиции в решения для головных станций могут сэкономить до 90% затрат на замену всех телевизоров.

ВНИМАНИЕ: Любые списки программ и оборудования являются только примерами — они относятся к определенным областям и времени (из-за изменений спутниковых транспондеров и т. Д.).

Головные станции, передающие спутниковые каналы после преобразования в аналоговую форму, по-прежнему остаются популярным решением, используемым в отелях. Спутниковые каналы могут дополнять эфирные телепередачи или быть единственным или основным источником программ в системе.Головные станции могут использовать ранее перечисленные модули для преобразования мультиплексов DVB-T в аналоговые каналы PAL и:

• RDC-313 R81710 — QPSK-приемник / модулятор PAL, принимающий бесплатные или зашифрованные каналы DVB-S (транспондер), обеспечивая их как поток MPEG-2 в другие модули, один из каналов SAT доступен в виде аналогового радиочастотного канала (PAL)

• DM-313 R81712 — распаковывает нужный канал из транспортного потока MPEG-2 (из тот же транспондер), предоставляемый модулем RDC-313

В приведенных ниже примерах представлены решения для гостиничных телевизионных систем на базе головных станций Terra MMH-3000, распределяющих аналоговые каналы PAL.В каждом случае также есть список полученных каналов (локации в Польше).

В программу включены основные общественные каналы, новостной канал, автомобильный канал, женские и детские каналы.

Щелкните диаграмму, чтобы загрузить версию в формате PDF.

Программирование с большим выбором каналов на польском языке, популярные немецкие каналы (3) и английские каналы (2).

Щелкните диаграмму, чтобы загрузить версию в формате PDF.

Нет смысла раздавать аналоговые каналы в отелях, оборудованных телевизорами с цифровыми тюнерами.

Причины перехода на цифровое телевидение в гостиницах:

• Лучшее качество изображения даже в разрешении SD плюс возможность использования каналов высокой четкости.

• Идентичное качество изображения во всей системе — качество изображения вещания DVB-T обычно не зависит от пути распространения, в отличие от аналоговых каналов (шум, двоение). Все телевизоры обеспечивают изображение одинакового качества.

• Эффективность использования полосы пропускания — в случае использования нескольких каналов отсутствует риск нехватки полосы пропускания (модуляция COFDM примерно в 6 раз эффективнее схем модуляции, используемых в аналоговом ТВ).

• Использование действующего единого стандарта — после переходных периодов аналоговое телевещание отключается.

• Более низкая стоимость — существует распространенное заблуждение, что головные станции, распределяющие цифровые каналы, дороже, чем головные станции, распространяющие программы в аналоговой форме. На практике, в зависимости от конфигурации (выбора каналов), они могут быть значительно дешевле, предлагая гораздо больше каналов. Причина в меньшем количестве модулей (один модуль может обеспечить целый мультиплекс с несколькими каналами).

Компоненты для головных станций, передающих цифровые каналы в гостиницах:

• TDX-311 R81711 — DVB-S / S2 (8PSK + QPSK) FTA-приемник / DVB-T COFDM-модулятор, используемый для приема и распространения бесплатных спутниковых каналов от целого транспондера, преобразованный в мультиплексный DVB-T

• TDX-311 R81711C — приемник DVB-S / S2 (8PSK / QPSK) / модулятор DVB-T COFDM, используемый для приема зашифрованных или FTA каналов от целого транспондера, преобразованный в мультиплексор DVB-T

• TRX-360 R81709 — ремодулятор DVB-T COFDM с шестью входами MPEG-2 TS, взаимодействующий с приемниками DVB-S / S2 RDC-311 R817102.Набор модулей RDC-311 R817102 и TRX-360 R81709 может преобразовывать спутниковые каналы, выбранные с разных транспондеров, в «индивидуальный» мультиплексор DVB-T (максимум 8 каналов от 6 транспондеров)

• RDC-311 R817102 — DVB- Ресивер S / DVB-S2 со слотом PCMCIA для общего интерфейса (CI), предназначенный для приема одного транспондера и преобразования его в MPEG2 TS, подаваемый на один из входов TRX-360 R81709

Программирование включает только каналы на польском языке (в данном примере; это может быть совершенно другое программирование в другой стране). Использование модулей, распределяющих цифровые мультиплексы, ограничивает размер головной станции одним базовым блоком.

Версия A: Применение головной станции Terra MMH-3000 для распределения мультиплексов DVB-T

Щелкните диаграмму, чтобы загрузить версию PDF

Версия B: Распределение мультиплексов DVB-T с использованием канальные усилители и базовый блок

Щелкните диаграмму, чтобы загрузить версию в формате PDF

• 29 каналов на польском языке
• 6 каналов на немецком языке
• 2 канала на Английский
• 3 канала на французском
• 2 канала на русском

Щелкните диаграмму, чтобы загрузить версию в формате PDF

Многие владельцы отелей хотели бы запускать в своих гостиничных телевизионных системах «частные» каналы с выбранным контентом. Типичные источники сигнала включают ПК, DVD / Blu-ray и очень популярные медиаплееры, способные воспроизводить заранее подготовленные презентации и видео.

Включение такого канала в систему распределения гостиничного телевидения возможно с использованием соответствующего радиочастотного модулятора. В зависимости от требуемой формы выходного сигнала (аналогового или цифрового) различают два типа устройств. Аналоговые модуляторы — намного более дешевое решение. Цифровые модуляторы дороже, но обеспечивают лучшее качество, включая возможность HD, и те же впечатления от просмотра во всей системе распространения.

Самые дешевые аналоговые решения основаны на автономных ВЧ модуляторах. Благодаря небольшим размерам такой модулятор можно разместить рядом с источником сигнала (ПК, медиаплеер), например. На стойке регистрации.

Стоит обратить внимание на максимальный выходной уровень модулятора, предназначенного для гостиничной системы. Чем выше уровень, тем лучше — может не потребоваться дополнительный усилитель для распределения сигнала на большее количество комнат.Самые дешевые модуляторы, доступные на рынке, с выходным уровнем 75-80 дБуВ не подходят для этой цели (они предназначены для домашнего применения и обычно имеют сравнительно высокий уровень шума).
В аналоговых системах, где одна программа занимает один канал, большое количество распределенных каналов может вынудить пользователя выбрать модулятор с остаточной боковой полосой (VSB). Применение более дешевого двухполосного модулятора (DSB) вызовет помехи в соседнем нижнем канале.

В случае большего количества модуляторов в системе важно правильно организовать соединения, в том числе с учетом будущего обслуживания системы. Будет проще использовать модули с двумя и более модуляторами.

Ниже представлен пример применения кодировщика.

Системы на базе канальных усилителей Terra

Модуляторы DVB-T с входами HDMI серии Signal

Самым большим преимуществом этой группы является возможность распространять HD-контент. Исходный сигнал HDMI может поступать от медиаплеера, цифрового видеорегистратора, Blu-ray, ПК, декодера STB и т. Д. Таким образом, контент самого высокого качества может распространяться в антенной системе вместе с обычно доступными вещаниями DVB-T.

Распространение модулированного COFDM радиосигнала через радиочастотную сеть (до Full HD качества) и потоковую передачу многоадресной IP-рассылки

Еще одним преимуществом устройства является возможность предоставления параллельного потока UDP / IP (технология многоадресной IP-рассылки).

Мультиплексор (Mux) — типы, каскадирование, методы мультиплексирования, приложение

Мультиплексор — это комбинационная схема, которая используется для переключения аналоговых, цифровых или видеосигналов. Это простая схема, которая принимает несколько аналоговых сигналов или потоков цифровых данных, объединяет их в один сигнал и передает их по общей среде.В этом посте мы обсудим, что такое мультиплексор, его типы, каскадирование мультиплексоров, методы мультиплексирования, приложения, преимущества и недостатки.

Мультиплексор — это комбинационная схема, которая принимает несколько аналоговых сигналов или потоков цифровых данных, объединяет их в один сигнал и передает их по общей среде.

Рис. 1 — Принципиальная схема мультиплексора 2: 1

Давайте разберемся с его функцией более простым способом.Мы взяли мультиплексор 2: 1, как показано на рисунке 1 выше, где: —

• I ₀ и I ₁ — два входа данных
• A — управляющий вход
• Z — единственный выход

Возможные результаты :

• Если A = 0, то вход данных I ₀ будет подключен к выходу Z. Следовательно Z = I ₀
• Если A = 1, то вход данных I ₁ будет подключено к выходу Z. Следовательно, Z = I ₁

На основе управляющих входов выводится логическое уравнение для мультиплексора 2: 1 i.е. Z = A ‘I ₀ + AI ₁

Существует несколько типов мультиплексоров, некоторые из которых перечислены ниже:

• 2: 1 мультиплексор
• 4: 1 мультиплексор
• Мультиплексор 8: 1
• Мультиплексор 16: 1

Мультиплексор 2: 1

Мультиплексор 2: 1 состоит из 2 входов данных, 1 бита управления и 1 бита выхода. I ₀ и I ₁ — два входных бита, A — управляющий бит или бит выбора и выход Z.

Рис. 2 — (a) Блок-схема мультиплексора 2: 1 (b) Схема логического элемента мультиплексора 2: 1

Логическое уравнение для мультиплексора 2: 1: Z = A ‘I ₀ + AI ₁ . На рисунке 2 выше показаны контактная схема и принципиальная схема мультиплексора 2: 1.

4: 1 Mux

Мультиплексор 4: 1 состоит из 4 входных битов данных, 2 управляющих битов и 1 выходного бита. I ₀ , I ₁ , I ₂ , I ₃ — четыре входных бита, A ₀ и A ₁ — управляющие биты, а выход — Z.

Рис.3 — (a) Блок-схема мультиплексора 4: 1 (b) Схема логического элемента мультиплексора 4: 1

Логическое уравнение мультиплексора 4: 1: Z = A ‘ ₀ A ‘ ₁ I ₀ + A’ ₀ A ₁ I ₁ + A ₀ A ‘ ₁ I ₂ + A ₀ A ₁ I ₃ . На рисунке 3 выше показаны контактная схема и принципиальная схема мультиплексора 4: 1.

8: 1 Mux

Мультиплексор 8: 1 состоит из 8 входных битов данных, 3 управляющих битов и 1 выходного бита.I ₀ , I ₁ , I ₂ , I ₃ , I ₄ , I ₅ , I ₆ , I _7, I ₈ — восемь входных битов и A ₀ , A ₁ и A ₂ — это управляющие биты, а выход — Z.

Рис.4 — (a) Блок-схема мультиплексора 8: 1 (b) Схема логического элемента 8 : 1 Mux

Логическое уравнение мультиплексора 8: 1: Z = A ‘ ₀ A’ ₁ A ₂ ‘I ₀ + A’ ₀ A ₁ A ₂ Я ₁ + …… (так далее).На рисунке 4 выше показана схема контактов и принципиальная схема мультиплексора 8: 1.

Мультиплексор 16: 1 состоит из 16 входных битов данных, 4 управляющих битов и 1 выходного бита. I ₀ , I ₁ , I ₂ , I ₃ , I ₄ , I ₅ , I ₆ , I _7, I ₈ — шестнадцать входных бит, A ₀ , A ₁ , A ₂ и A ₃ — это управляющие биты, а на выходе — Z.

Рис. 5 — (a) Блок-схема мультиплексора 16: 1 (b) Схема логического элемента мультиплексора 16: 1

Логическое уравнение мультиплексора 16: 1: Z = Z = A ‘ ₀ A ‘ ₁ A ₂ ‘ A ₃ ‘I ₀ + A’ ₀ A ₁ A ₂ A ₃ I ₁ +… (и т. Д.) . Рисунок 5 выше иллюстрирует схему контактов и принципиальную схему мультиплексора 16: 1.

Каскадирование относится к процессу, при котором большие мультиплексоры могут быть спроектированы и реализованы с использованием меньших мультиплексоров. Пример : 8: 1 Mux может быть спроектирован с использованием двух мультиплексоров 4: 1, и аналогичным образом он может быть спроектирован с использованием четырех мультиплексоров 2: 1, как показано на рисунке ниже.

Классификация методов мультиплексирования как аналоговые, так и цифровые методы мультиплексирования. Мультиплексоры, используемые для аналоговых приложений, разработаны с использованием реле и транзисторных ключей.Мультиплексоры, которые используются для цифровых приложений, разработаны с использованием стандартных логических вентилей.

Методы аналогового мультиплексирования

• Мультиплексирование с частотным разделением каналов
• Мультиплексирование с разделением по длине волны

Методы цифрового мультиплексирования

Цифровое мультиплексирование достигается с помощью мультиплексирования с временным разделением (TDM). Мультиплексирование с временным разделением (TDM) можно разделить на два типа. Это:

• Синхронный TDM
• Асинхронный TDM

Рис.7 — Классификация методов мультиплексирования

Приложения включают:

• Мультиплексоры используются в системах связи, таких как телефонные сети, спутниковые системы, телеметрия.
• Передача сигналов радио и телевидения была бы невозможна без мультиплексоров.
• Мультиплексор также используется для маршрутизации данных внутри компьютера. Например, : адресная информация, содержащаяся в заголовке протокола, используется мультиплексором для определения того, какие данные следует маршрутизировать.
• Мультиплексоры широко используются в компьютерной памяти для выборки данных из определенных ячеек памяти.
• Мультиплексор используется в качестве переключателя уставок компаратора и генератора функций.