9.5.4. Сети цифрового интерактивного кабельного телевидения
Особенности передачи цифровых сигналов по сетям кабельного телевидения. Волоконно-оптическая технология позволяет создавать интерактивные широкополосные сети, пригодные для подачи и распределения информации в полностью цифровом виде. В правильно спроектированной кабельной сети отношение сигнал-шум должно быть достаточно высоким, выше, чем в спутниковой системе (по стандарту оно должно быть не ниже 43 дБ). При этом полоса частот каналов кабельной сети значительно уже (8 МГц), чем полоса частот ствола спутникового ретранслятора, поэтому целесообразно применение многопозиционной модуляции, например, QAM. Более высокое отношение сигнал-шум снижает вероятность ошибок и позволяет обойтись одной ступенью помехоустойчивого кодирования. Однако пакетные ошибки не исключены, поэтому перемежение остается составной частью процесса канального кодирования.
Анализ помех и искажений, типичных для линейного тракта, показал, что цифровые сигналы менее чувствительны к интермодуляционным искажениям, чем аналоговые, благодаря значительно меньшему требуемому защитному отношению «цифровой сигнал - цифровая помеха» в совпадающем и соседних каналах и более гладкому спектру. В то же время цифровые QAM-сигналы более чувствительны к амплитудным и особенно фазовым искажениям в тракте, поэтому вопросы согласования, коррекции характеристик остаются достаточно острыми.
Структурная схема кодера стандарта DVB-С, используемого в цифровых кабельных сетях, показана на рис. 9.24 [18]. Источником-входного сигнала, как и в других кодерах семейства DVB, служит транспортный поток MPEG-2 с пакетами размером 188 байтов. В скремблере пакеты организуются в группы по 8, синхробайт каждого первого пакета из группы инвертируется и служит в дальнейшем для цикловой синхронизации. Скремблирование, как и в стандарте DVB-S, осуществляется сложением по модулю 2 с псевдослучайной последовательностью (ПСП), порождаемой многочленом g(х) = х15 + х14 + 1. На период следования каждого синхробайта скремблирование прерывается.
Учитывая относительно высокое отношение сигнал-шум, внутреннее кодирование, не используется, а в качестве метода модуляции предлагается квадратурная амплитудная модуляция различной кратности, от QAM-16 до QAM-256. Дополнительное повышение помехоустойчивости достигается относительным кодированием двух старших битов каждого байта с выхода перемежителя.
Рис. 9.24. Структурная схема кодера стандарта DVB-C
Функциональная схема цифровой мультисервисной сети кабельного телевидения. Обобщенная схема подобной сети приведена на рис. 9.25. Головная станция осуществляет прием как аналоговых, так и цифровых эфирных телевизионных сигналов, конвертирование в соответствии с частотным планом, преобразование аналоговых сигналов в цифровые стандарта DVB-С и передачу цифровых телевизионных сигналов в распределительную кабельную сеть. В дополнение к этому одна из спутниковых антенн обеспечивает прием цифровых телевизионных программ в стандарте DVB-S. Сигналы цифрового телевизионного вещания формата DVB-S принимаются специальным цифровым модулем телевизионной станции, преобразуются в стандарт DVB-С, суммируются с сигналами эфирных программ и поступают в распределительную кабельную сеть [50].
Для реализации интерактивного режима в состав головной станции входит аппаратура доступа, содержащая оптоэлектронный преобразователь, станционный кабельный модем (СКМ), кабельный контроллер. Через оптоэлектронный преобразователь, обеспечивающий преобразование электрических сигналов в оптические и обратно, головная станция имеет широкополосный доступ в сеть Интернет (со скоростью до 155 Мбит/с).
Распределительная кабельная сеть с обратным каналом обеспечивает передачу цифровых телевизионных программ и данных по прямому каналу (в диапазоне 47,5...862 МГц) и передачу цифровых сигналов по обратному каналу (в диапазоне 5...30 МГц).
Абонентские места оборудованы аналоговыми телевизионными приемниками с приставками для приема цифровых телевизионных программ в стандарте DVB-С. Чтобы иметь возможность работать в интерактивном режиме, в состав абонентских мест включен абонентский кабельный модем (АКМ) и персональный компьютер (ПК), оснащенный дополнительными программно-аппаратными средствами в зависимости от вида предоставляемых абоненту информационных услуг.
Рис. 9.25, Функциональная схема цифровой мультисервисной сети кабельного телевидения интерактивного типа:
∑ - сумматор; ЦТВП - цифровая телевизионная приставка DVB-C