Цифровое телевидение

Переход к цифровому вещанию стал реально возможным после разработки методов эффективного сжатия телевизионных сигналов соответствующих стандартов. С тех пор как идея цифрового сжатия по стандарту MPEG-2 была реализована в конкретной аппаратуре, системы непосредственного спутникового вещания (СНВ) и спутниковые системы распределения телевизионных программ стали первыми системами цифрового вещательного телевидения, что позволило практически оценить достоинства и недостатки стандарта MPEG-2.

Системы спутниковой связи стали важнейшей движущей силой развития цифрового вещательного телевидения. В первое время спутниковые каналы использовались только для распределения по территории на большие расстояния телевизионных программ в аналоговой или цифроаналоговой форме. В последние десятилетия все шире распространяются системы непосредственного спутникового вещания, будь то телевидение или спутниковый интернет.

При переходе к цифровому вещанию по одному стандартному стволу (транспондеру) спутникового ретранслятора с полосой 27 МГц можно передать 8-10 и более телевизионных программ с высоким качеством изображения вместо одной аналоговой программы системы PAL или SECAM. При этом более эффективно используется мощность бортового передатчика спутника. Современные методы сжатия телевизионного сигнала позволяют достичь высокого качества принимаемого изображения. В настоящее время под эгидой Международного Союза Электросвязи (МСЭ) для европейских стран разработан международный стандарт на методы модуляции и канального кодирования цифрового вещательного телевидения спутниковых служб DVB-S (Digital Video Broadcasting Satellite).

Цифровой программный поток включает в себя, помимо видеоданных, сигналы звукового сопровождения, а также дополнительную информацию. Сигналы передаются в виде пакетов данных. Поскольку спутниковый канал связи подвержен действию помех, то при передаче пакетов применяются методы помехоустойчивого кодирования. В спутниковых системах используется двуступенчатое устройство помехоустойчивого кодирования - код Рида-Соломона (RS 204/188) с перемежением данных для защиты от ошибок и сверточного кодирования (1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8), которое может иметь разную структуру в зависимости от энергетики спутниковой линии. Система помехозащиты обеспечивает на входе демультиплексора MPEG-2 не более одной неисправленной ошибки за час передачи.

При одновременной передаче нескольких программ на модулятор спутникового передатчика поступает групповой сигнал в форме транспортного потока, состоящего из последовательности транспортных пакетов, снабженных сигналами синхронизации.

В спутниковых системах передачи DVB-S применяется квадратурная фазовая манипуляция QPSK. Это позволяет более эффективно использовать мощность ретранслятора и полосу частот. Для получения равномерного модулированного спектра излучаемого сигнала применяется энергетическая дисперсия несущей, возникающая благодаря сложению информационных данных с псевдослучайной двоичной последовательностью.

Концепция внедрения цифрового спутникового вещательного телевидения предусматривает как индивидуальный, так и коллективный приемы программ на общую антенну с последующим распределением их в цифровой или аналоговой форме. При этом в полосе частот канала 33 МГц можно разместить 4-11 каналов при скорости цифрового потока 21 ...41 Мбит/с. Необходимое соотношение сигнал/шум составляет 5...10 дБ, а выходной диапазон частот 950...2150 МГц.