Спутниковое телевизионное вещание. Общие принципы построения

Принципы построения спутниковых систем связи

Сегодня растут потребности в телекоммуникациях. Наземные радиорелейные линии не могут в полной мере удовлетворить обмен радиовещательных и телевизионных программ, особенно если они сильно удалены друг от друга. Между ретрансляторами не может быть больших расстояний, поэтому размещение наземных ретрансляторов связано со значительными техническими и экономическими сложностями, а связь через океаны и труднодоступные территории просто невозможна. От этих недостатков свободны спутниковые системы связи (ССС). Они могут ретранслировать сигналы с высоты в десятки тысяч километров. ССС обладают высокой пропускной способностью и позволяют обеспечить экономичную круглосуточную связь между любыми оконечными пунктами, обмен радиовещательными и телевизионными программами, одновременную работу без взаимных помех большого числа линий.

Рисунок 1.1 - Типы орбит КА

В основе построения спутниковой системы связи лежит идея размещения ретранслятора на космическом аппарате (КА). Движение КА длительное время происходит без затрат энергии, а энергоснабжение всех систем осуществляется от солнечных батарей. КА, находящийся на достаточно высокой орбите, способен «охватить» очень большую территорию — около трети поверхности Земли. Через его бортовой ретранслятор могут связываться любые станции, находящиеся на этой территории. Принцип спутниковой связи заключается в ретрансляции аппаратурой спутника сигнала от передающих наземных станций к приёмникам.

Значительные преимущества предоставляет использование КА, расположенного на так называемой геостационарной орбите, находящейся в плоскости экватора и имеющей нулевое наклонение круговой орбиты (рисунок 1.1) с радиусом 35785 км. Такой спутник совершает один оборот вокруг Земли точно за одни земные сутки. Если направление его движения совпадает с направлением вращения Земли, то с поверхности Земли он кажется неподвижным.

Ни при каком другом сочетании указанных параметров орбиты нельзя добиться неподвижности КА относительно наземного наблюдателя. Антенны станций, работающих с геостационарным спутником, не требуют сложных систем наведения и сопровождения, а в случае необходимости могут быть установлены устройства для компенсации небольших возмущений орбиты.

Благодаря этому обстоятельству в настоящее время почти все спутники связи, предназначенные для коммерческого использования, находятся на геостационарной орбите. Примерно в одной позиции на одной географической долготе могут находиться несколько КА, расположенных на расстоянии около 100 км друг от друга.

Спутниковая линия связи с ретранслятором на геостационарной орбите имеет ряд серьезных преимуществ:

• Отсутствие устройства сопровождения КА в антенной системе наземного комплекса
• Высокая стабильность уровня сигнала в радиоканале.
• Отсутствие эффекта Доплера.
• Простота организации связи в глобальном масштабе.

Недостатками такой линии связи являются перенасыщенность геостационарной орбиты на многих участках, а также невозможность обслуживания приполярных областей.

Вблизи полюсов геостационарный КА виден под малым углом места, а у самых полюсов не виден вообще. Ввиду малости угла места происходит затенение спутника местными предметами, увеличение шумовой температуры антенны за счет тепловых шумов Земли, повышение уровня помех от наземных радиотехнических средств. Уже на широте 75° прием затруднителен, а выше 80° — почти невозможен. Однако в широтном поясе от 80° ю.ш. до 80° с.ш. проживает практически все население Земли.

Спутниковое телевизионное вещание

Спутниковое телевизионное вещание — это передача через космический спутник-ретранслятор телевизионного изображения и звукового сопровождения от наземных передающих станций к приемным. В сочетании с кабельными сетями, спутниковая телевизионная ретрансляция сегодня является основным средством обеспечения многопрограммного высококачественного телевизионного вещания.

В зависимости от организации, спутниковое ТВ-вещание может осуществляться двумя службами:

• Фиксированной спутниковой службой (ФСС). В этом случае передаваемые через КА телевизионные сигналы принимаются с высоким качеством наземными станциями, расположенными в зафиксированных заранее пунктах. С этих станций через наземные ретрансляторы телевизионный сигнал доставляется индивидуальным потребителям (рис. 2.1).
• Радиовещательной спутниковой службой (РВСС). В этом случае ретранслируемые КА телевизионные сигналы предназначены для непосредственного приема населением (непосредственным считается как индивидуальный, так и коллективный прием, при котором телезрители принимают программу по кабельной сети) (рис. 2.2).

Рис.2.1. Ретрансляция спутниковых сигналов
 наземным телецентром

Рис.2.2. Непосредственное
 телевизионное вещание

Большое распространение получили относительно простые и недорогие установки с антеннами небольших размеров для непосредственного приема телевизионных сигналов со спутников. Система спутникового телевизионного вещания включает в себя следующие подсистемы (рисунок 2.3):

• Передающий телевизионный центр.
• Активный спутник-ретранслятор.
• Приемное оборудование.

Рис.2.3.Применение спутниковой ретрансляции для ТВ вещания

Рис.2.4.Районы спутникового вещания

Современные технические средства позволяют сформировать достаточно узкий пучок волн, чтобы при необходимости сконцентрировать практически всю энергию передатчика КА на ограниченной территории, например, на территории одного государства. Часть территории, которую необходимо охватить вещанием при заданном уровне сигнала, называют зоной обслуживания. Ее вид и размеры зависят от диаграммы направленности передающей антенны спутника-ретранслятора. Несмотря на то, что антенна всегда направлена в точку прицеливания – за ней следят специальные устройства – зона обслуживания имеет сложную геометрическую форму. Если диаграммы направленности бортовых антенн КА достаточно широки чтобы охватить всю видимую с него часть Земли, то зона обслуживания является глобальной.

В спутниковом телевидении уровень излучаемого с космического аппарата сигнала принято характеризовать произведением мощности (в ваттах) подводимого к антенне сигнала на коэффициент ее усиления (в децибелах) относительно изотропного (всенаправленного) излучателя. Эту характеристику называют эквивалентной изотропно-излучаемой мощностью (ЭИИМ) и измеряют в децибелах на ватт. Уровень сигнала в точке приема определяется плотностью потока мощности у поверхности Земли относительно потока мощности 1Вт, проходящего через 1м²(дБВт/м²).

В 1977 году состоялась Всемирная административная радиоконференция по планированию радиовещательной спутниковой службы, на которой был принят ныне действующий Регламент радиосвязи. В соответствии с ним земной шар разделен на три района, для вещания на каждый из которых выделены свои полосы частот. Как видно из рисунка 2.4, Россия и страны СНГ входят в Район 1.

В Регламенте указаны полосы частот метрового и дециметрового диапазонов, в которых работают радиопередающие средства телевизионного вещания.

Для систем спутникового вещания выделены полосы частот, представленные в табл. 1.1. Два последних диапазона — Ка и К — почти не используются и пока считаются экспериментальными. Однако вещание спутниковых телепрограмм в этих диапазонах позволит значительно уменьшить диаметр приемных антенн. Например, если антенны Ku-диапазона (10,70 — 12,75 ГГц) имеют характерные размеры 0,6 — 1,5 м, то антенны К-диапазона (84 — 86 ГГц) при том же значении коэффициента усиления будут иметь размеры 0,10 — 0,15 м. Кроме того, информационная емкость этих диапазонов значительно выше. Под информационной емкостью понимается количество телевизионных каналов, которые можно разместить в данном диапазоне частот.

Основная проблема в освоении этих диапазонов — экономическая, а именно – проблема создания недорогих массовых индивидуальных приемников.

Сформулированные в Регламенте радиосвязи основные положения, касающиеся систем непосредственного спутникового телевизионного вещания (СНТВ), сводятся к следующему:

• В системах СНТВ используются спутники-ретрансляторы, расположенные на геостационарной орбите.
• В данных системах рекомендуется передача частотно-модулированного сигнала.
• Величина отношения сигнал/шум не должна быть меньше 14 дБ.
• Плотность потока мощности в зоне обслуживания не должна превышать - 103 дБВт/м² для индивидуального приема и - 111 дБВт/м² - для коллективного.

Для увеличения объема передаваемой информации рекомендуется двукратное использование рабочих частот, что возможно благодаря развязке по поляризации.

В 1988г. наша страна присоединилась к «Конвенции по распространению несущих программ сигналов, передаваемых через спутники» (Брюссель, 1974г.). В связи с этим в нашей стране индивидуальный прием спутниковых телевизионных программ РВСС и ФСС может осуществляться без ограничений, если принятые программы не распространяются далее посредством эфира, по кабельной сети или в виде магнитных записей. Коллективный прием сигнала, предполагающий последующее распространение программ, может производиться только по разрешению их создателей.

Цифровой метод передачи спутниковых телевизионных сигналов

Возрастающие требования к качеству телевизионного вещания, дальнейшее совершенствование его технологии приводят к необходимости изыскания новых эффективных методов создания, записи и передачи сигналов телевизионных программ. В течение многих лет в телевидении используют аналоговый телевизионный сигнал, который преобразует свет-сигнал в электрический аналог изображения.

Основное требование к передаче телевизионных сигналов – обеспечение минимальных искажений. Однако в процессе формирования и записи сигналов ТВ-программ, а также при передаче их по линиям связи методами и средствами, используемыми в аналоговом телевидении, сигналы подвергаются искажениям, которые накапливаются с увеличением числа обработок и переприемов. Особенно сильно эти искажения проявляются при компоновке программ, осуществляемой путем электронного монтажа видеозаписей на магнитной ленте.

При многократной перезаписи фрагментов программ, неизбежной во время монтажа, происходит существенное ухудшение качества аналоговых сигналов. Аналоговый тип телевизионных сигналов лимитирует дальнейшее повышение качества изображения и возможности различных спецэффектов. Отмеченные ограничения могут быть преодолены путем перехода на цифровую форму телевизионного сигнала. Поэтому в последние годы все большее внимание уделяется цифровому телевидению.

Цифровое телевидение

Цифровое телевидение представляет собой область, в которой операции обработки, записи и передачи телевизионного сигнала связаны с его преобразованием в цифровую форму. Отметим преимущества перехода к цифровой форме представления и передачи телевизионных сигналов:

• Прежде всего, появляется возможность создания унифицированного видеооборудования, которое использует единый стандарт цифрового кодирования и, в перспективе, вытеснит многочисленные, несовместимые между собой стандартные системы цветного телевидения — SECAM, PAL, NTSC.
• Все цифровые сигналы обрабатываются по единой технологии. Повышается стабильность параметров оборудования, которое работает в бесподстроечном режиме. Так обеспечивается значительное повышение качества телевизионного изображения, особенно при цифровой видеозаписи с применением электронного монтажа. Качество цифровой видеозаписи чрезвычайно важно для создания фондовых и архивных материалов, а также для длительного их хранения. Внедрение единого стандарта цифровой видеозаписи значительно облегчает международный обмен телевизионными программами.
• Применение цифровых сигналов значительно расширяет номенклатуру спецэффектов. Это и селективная обработка участков кадра, и электронный монтаж из фрагментов нескольких кадров, замена объектов в кадре, геометрические преобразования изображений и т.п.

Цифровая техника открывает совершенно новые возможности в художественном оформлении телевизионных программ. Таким образом, внедрение цифровых методов существенно обогащает технологию телевизионного вещания, делает ее исключительно гибкой и высокопроизводительной. Повышается качество передачи сигналов телевизионных программ по линиям связи благодаря значительному ослаблению эффекта накопления искажений и применению кодов, обнаруживающих и исправляющих ошибки передачи.

Рис.2.5. Обобщенная структурная схема цифрового тракта преобразования ТВсигнала

На вход тракта цифрового телевидения (см. рисунок 2.5) поступает аналоговый телевизионный сигнал. В кодирующем устройстве (кодере) телевизионный сигнал преобразуется в цифровую форму и поступает на передающее устройство, которое состоит, в общем случае, из кодера канала и устройства преобразования сигнала. Пройдя через канал связи, цифровой сигнал поступает в приемник, состоящий из устройства обратного преобразования сигнала и декодирующего устройства (декодера). Он, декодер, осуществляет преобразование цифрового телевизионного сигнала в аналоговый. Кодер и декодер канала также обеспечивают защиту от ошибок в канале связи. В устройствах преобразования характеристики цифрового сигнала согласуются с характеристиками канала связи.

Рис.2.6. Кодирование ТВ сигнала

Кодирование ТВ сигнала включает три этапа:

• Дискретизацию (по времени).
• Квантование (по уровню).
• Кодирование (цифровое представление отобран- ных уровней).

При дискретизации из аналогового телевизионного сигнала (рис.2.6, а) формируется импульсный сигнал (множество отсчетов) (рис.2.6, б). В соответствии с теоремой Котельникова, достаточно знать ряд его мгновенных (дискретных) значений через интервал времени Т, который связан с верхней граничной частотой f_гр передаваемого спектра зависимостью Т<0,5/f_гр. Таким образом, выборка мгновенных значений телевизионного сигнала должна производиться с частотой дискретизации, большей, по крайней мере, в 2 раза верхней граничной частоты видеоспектра.

В результате получается серия отдельных импульсов, т. е. телевизионный сигнал оказывается «разбитым» на множество дискретных значений. Интервал времени Т между отсчетами называется интервалом дискретизации.

Передавать точно значения отсчетов нет необходимости, поскольку глаз человека обладает конечной разрешающей способностью по яркости. Это позволяет разбить весь диапазон значений отсчетов на конечное число уровней. Если число таких дискретных уровней выбрать достаточно большим, чтобы разность между двумя ближайшими уровнями не обнаруживалась зрителем, то можно вместо передачи всех значений отсчетов передавать лишь определенное число их дискретных значений. Полученные значения отсчетов округляются до ближайшего из набора фиксированных уровней, называемых уровнями квантования (рис.2.6, в). Уровни квантования разделяют весь диапазон значений отсчетов на конечное число интервалов, которые именуются шагами квантования. Каждому уровню квантования соответствует определенная область значений отсчетов. Границы между этими областями называются порогами квантования (рис.2.6, в).

Комплекс операций, связанных с преобразованием аналогового телевизионного сигнала в цифровой (дискретизация, квантование, кодирование), называется цифровым кодированием телевизионного сигнала. Для передачи телевизионного сигнала с высоким качеством необходимо примерно 256 уровней квантования (рис.2.6, г).

Декодирующее устройство телевизионного сигнала осуществляет операции, обратные производимым в кодере.

Непрерывный аналоговый телевизионный сигнал несет информацию об отдельных элементах изображения и может принимать любое значение. В цифровом телевизионном сигнале каждому элементу изображения соответствует большая группа импульсов, принимающих только два значения — «О» или «1» (рис.2.6, д). Отсюда следует, что главное преимущество цифровой формы представления — высокая защищенность от искажений и шумов. Это обусловлено тем, что на приемной стороне важно обнаружить факт передачи импульса в заданный момент времени независимо от его формы. Решить такую задачу легче, чем обеспечить неискаженную передачу формы аналогового сигнала.

Главным недостатком цифрового телевидения является более широкая полоса пропускания канала связи по сравнению с аналоговым. Это объясняется тем, что скорость передачи цифрового сигнала довольно велика. Она измеряемая числом двоичных символов в секунду (бит/с). Поэтому на сегодня основная проблема в цифровом телевидении – уменьшение в несколько раз требуемой скорости передачи сигналов. Она решается путем устранения избыточности, имеющейся в телевизионном сигнале, и использования эффективных методов модуляции. Различают статистическую, визуальную (физиологическую) и структурную избыточность телевизионного сигнала.

Статистическая избыточность вызвана корреляционными связями и предсказуемостью между элементами сигнала в одной строке, в смежных строках и соседних кадрах. Эта избыточность может быть устранена без потери информации, а исходные данные при этом могут быть полностью восстановлены.

Визуальная избыточность заключается в той части информации, которая не воспринимается глазом человека (например, цветовая разрешающая способность зрения примерно в 4 раза ниже, чем яркостная). Ее можно устранить с частичной потерей данных, мало влияющих на качество воспроизводимого изображения.

Структурная избыточность определяется законом разложения телевизионного изображения и связана со способом передачи телевизионного сигнала. Например, передаются постоянные по форме сигналы гашения, которые нет необходимости передавать в цифровом сигнале. Устранение этих сигналов позволяет уменьшить объем цифрового потока примерно на 23 %.

Для борьбы с помехами, приводящими к неверному распознаванию символов цифрового сигнала (к ошибкам передачи), в состав тракта цифрового телевидения включается кодер канала — устройство защиты от ошибок (см. рис.2.5). При этом для передачи по каналу используется помехоустойчивое кодирование. Наиболее распространенным методом помехоустойчивого кодирования является введение в цифровой канал избыточных символов. Отметим, что современные методы помехоустойчивого кодирования позволяют при введении в цифровой телевизионный сигнал сравнительно малого числа избыточных символов значительно уменьшить вероятность ошибочного приема символа.

Кроме ошибок передачи, внешние помехи приводят к временной нестабильности кодовых импульсов. Эту временную нестабильность, называемую фазовым дрожанием, также часто именуют джиттером.

Помехоустойчивость передачи цифрового телевизионного сигнала зависит от вида модуляции и кода, примененных для передачи цифровой информации по каналу, алгоритма декодирования сигнала в декодере и ряда других факторов.

Коды в цифровом телевидении используются:

• Для кодирования телевизионного сигнала.
• Для эффективной передачи по каналу.
• Для цифровой обработки сигнала в различных звеньях тракта цифрового телевидения.
• Для обеспечения удобства декодирования и синхронизации при приеме.

Цифровой телевизионный сигнал должен передаваться с высокой достоверностью. Защита его от искажений актуальна как в условиях телецентра, так и на линиях связи. Коррекция ошибок заключается в восстановлении поврежденной информации цифровыми методами, а маскирование ошибок — в замене поврежденной информации предыдущими или проинтерполированными данными. В итоге, качество цифрового телевизионного сигнала должно отвечать лишь одному требованию — возможности правильного приема кодовых комбинаций, оцениваемой вероятностью ошибки Р.

Стандарты MPEG

В 1988г. Совместным Техническим Комитетом по Информационной Технологии (JTCI), объединяющим исследования Международной Организации Стандартизации (ISO) и Международной Электротехнической Комиссии (IEC), была организована специальная группа — Motion Pictures Expert Group (MPEG). Задача этой группы состояла в том, чтобы разработать методы сжатия и восстановления цифрового видеосигнала в рамках стандарта, позволяющего объединить потоки видео-, аудио- и иной цифровой информации. Результатом многолетних исследований в области цифрового кодирования сигналов изображения и звукового сопровождения явилось создание международных стандартов для сжатия телевизионного сигнала: MPEG-1, MPEG-2 и MPEG-4. В настоящее время они наиболее перспективны и реализованы на практике. Все стандарты MPEG базируются на стандарте CCIR-601 (базовый стандарт цифрового видео).

Стандарты были разработаны для удовлетворения потребностей в методах кодирования движущихся изображений и звука, а также других сопутствующих данных для различных приложений, таких как хранение цифровой информации, телевещание и связь. Использование этих стандартов для кодирования видеоинформации означает, что движущиеся изображения можно обрабатывать как компьютерные данные и хранить их в различных устройствах, передавать и получать по существующим и будущим сетям и каналам вещания.

При создании стандартов были учтены требования различных типовых приложений, развиты и собраны в единый синтаксис необходимые алгоритмические элементы. Таким образом, эти стандарты призваны облегчить обмен битовыми потоками между различными приложениями. Они поддерживают постоянную и переменную скорости передачи, произвольный доступ, переключение каналов, масштабируемое декодирование, редактирование битового потока, а также такие специальные функции, как быстрое воспроизведение, быстрое обратное воспроизведение, обратное воспроизведение с нормальной скоростью, медленное движение, пауза и неподвижные изображения.

Стандарт MPEG-1 (1992г.) предназначен для записи видеоданных на компакт диски (CD-ROM) и передачи ТВ изображений по сравнительно низкоскоростным каналам связи (скорость цифрового потока до 1 — 3 Мбит/с). В нем используется стандарт развертки с четкостью в 4 раза меньшей, чем в вещательном телевидении: 288 активных строк в ТВ кадре и 352 отсчета в активной части ТВ строки. Работы над стандартом MPEG-2 начались в 1990г. Разработанный специально для кодирования ТВ сигналов вещательного телевидения, он позволяет получить высокую четкость ТВ изображения, соответствующую Рекомендации 601МККР: 576 активных строк в кадре и 720 отсчетов в активной части строки. Стандарт предназначен для каналов связи, обеспечивающих скорость передачи данных 3—10 Мбит/с для обычного телевизионного стандарта и 15 — 30 Мбит/с для телевидения высокой четкости (ТВЧ).

Проект стандарта MPEG-2 вышел в начале 1994г., а в 1995г. были выпущены последние документы.

Стандарт MPEG-4 начали разрабатывать еще в первой половине 90-х годов прошлого века. В декабре 1999 года был представлен релиз этого формата, получивший официальный статус стандарта ISO/IEC. MPEG-4 задумывался как способ передачи потоковых медиа-данных, в первую очередь видео, по каналам с низкой пропускной способностью. Применение более сложных алгоритмов компрессии позволило размещать полнометражные фильмы длительностью полтора-два часа в приемлемом качестве всего на одном компакт-диске. При одном и том же битрейте и определённых условиях кодирования, качество изображения фильма в MPEG-4 может быть лучше MPEG-2. Однако применение новых алгоритмов сжатия повлекло за собой и существенное увеличение требований к вычислительным ресурсам.

Общие положения

Стандарт MPEG-2 состоит из трех основных частей: системной, видео и звуковой.

Системная часть описывает форматы кодирования для мультиплексирования звуковой, видео и другой информации. Она рассматривает вопросы комбинирования одного или более потоков данных в один или множество потоков, пригодных для хранения или передачи.

Системное кодирование в соответствии с синтаксическими и семантическими правилами, обеспечивает необходимую информацию, чтобы синхронизировать декодирование без переполнения или «недополнения» буферов декодера при различных условиях приема или восстановления потоков.

Системный уровень выполняет пять основных функций:

• Синхронизация нескольких сжатых потоков при воспроизведении.
• Объединение нескольких сжатых потоков в единый поток.
• Инициализация для начала воспроизведения.
• Обслуживание буфера.
• Определение временной шкалы.

Видеочасть стандарта описывает кодированный битовый поток для высококачественного цифрового видео. MPEG-2 поддерживает черезстрочный видеоформат и содержит средства для поддержки ТВЧ.

Звуковая часть стандарта MPEG-2 определяет кодирование многоканального звука. MPEG-2 поддерживает до пяти полных широкополосных каналов плюс дополнительный низкочастотный канал и (или) до семи многоязычных комментаторских каналов. Он также расширяет возможности кодирования моно и стерео звуковых сигналов за счет использования половинных частот дискретизации (16; 22,05 и 24 кГц) для улучшения качества при скоростях передачи 64 Кбит/с и ниже.

Применение стандарта MPEG-2 в вещательном телевидении позволяет значительно снизить скорость передачи видео- и звуковых данных и за счет этого транслировать несколько цифровых программ в стандартной полосе частот радиоканалов эфирного, кабельного и спутникового телевизионного вещания. Например, большие преимущества MPEG-2 дает в системах спутникового телевизионного вещания. Сжатие позволяет передать по одному стандартному каналу от одного до пяти цифровых каналов при профессиональном уровне качества видеосигнала. Важно и то, что цифровые каналы по сравнению с аналоговыми предоставляют более широкие возможности для передачи дополнительной информации.

Пропускная способность стандартного спутникового канала при полосе 32 МГц составляет 55 Мбит/с. Для вещания с профессиональным качеством необходима скорость цифрового потока 5 - 8 Мбит/с. Таким образом, один стандартный спутниковый канал позволяет транслировать 4-5 телевизионных программ. Возможно использование цифровых каналов с более высокими коэффициентами сжатия. При этом в одном стандартном канале передается до десяти видеопрограмм. Однако в этих случаях заметна потеря качества изображения.

В общем случае переход к цифровому многопрограммному ТВ вещанию предполагает постепенный вывод из эксплуатации аналоговых систем вещания: SECAM, PAL, NTSC, освобождение за счет этого существующих радиоканалов и линий связи, а также их перепрофилирование для цифрового ТВ вещания. При этом система многопрограммного ТВ вещания должны быть встроена в существующий частотный план распределения ТВ каналов, который предусматривает полосу пропускания 8 МГц для эфирного и кабельного ТВ вещания, 27 МГц — для спутниковых систем непосредственного ТВ вещания и 33, 36, 40, 46, 54, 72 МГц — для фиксированных служб спутниковой связи. Необходимо также учитывать сложившуюся взаимосвязь между спутниковыми и наземными системами телевещания, предполагающую использование кабельных ТВ каналов и эфирных сетей вещания для доведения спутниковых программ до телезрителей.

При цифровом вещании взаимный обмен телепрограммами между наземными и спутниковыми вещательными службами существенно упрощается, если число цифровых ТВ программ в каждом (стандартном по полосе пропускания) спутниковом, кабельном и эфирном радиоканале будет одинаковым. Это требование было учтено при разработке международных стандартов на методы модуляции и канального кодирования в цифровых спутниковых и наземных каналах связи — DVB-S, DVB-C и DVB-T (Digital Video Broadcasting — Satellite, Cable, Terrestrial) — путем применения для более узкополосных радиоканалов более сложных и эффективных по плотности передачи информации методов модуляции.

При организации многопрограммного цифрового ТВ вещания весьма важно правильно выбрать скорость передачи, поскольку от этого непосредственно зависит качество изображения и звукового сопровождения.

Согласно экспертным оценкам, для получения изображения студийного качества, соответствующего рекомендации 601МККР, необходимо передавать видеоданные со скоростью около 9 Мбит/с. При этом декодированный видеосигнал будет пригоден для последующей цифровой обработки. Для получения качественного изображения на экране бытового телевизора, скорость передачи видеосигнала должна быть около 6 Мбит/с. В этом случае декодированный видеосигнал будет малопригоден для последующей обработки и повторного кодирования с информационным сжатием.

В настоящее время общепринятым стандартом воспроизведения звука служат аудио компакт-диски. Поэтому в стандарте MPEG-2 предполагается, что в системах цифрового ТВ вещания качество звукового стереофонического сопровождения субъективно не должно отличаться от звука с компакт-диска. Это условие выполняется для принятой в стандарте MPEG-2 системы информационного сжатия звуковых данных MUSICAM при скорости передачи по 128 Кбит/с на каждый моноканал звукового сопровождения. Таким образом, для самого низкого уровня — двухканального стереофонического звукового сопровождения — потребуется скорость передачи цифровых данных, равная 128 Кбит/с х 2 = 256 Кбит/с.

Цифровой поток для передачи дополнительной информации (ДИ) выбирается в зависимости от ее предполагаемого объема. Скорость передачи обычно выбирается кратной скорости цифрового потока телефонного канала — 64Кбит/с. Чтобы унифицировать каналы цифровой передачи данных звукового сопровождения, была выбрана скорость передачи (ДИ) – 128 Кбит/с.

Продолжение следует.......

Материал статьи набран с сайта: http://nokia.z83.ru

© Galactika TV 2017