TELEVIZIUNE DIGITALA PRIN SATELIT

În acest articol vom prezenta:
– CONSIDERAŢII GENERALE CU PRIVIRE LA SEMNALUL DIGITAL
– SISTEME DE RECEPŢIE DIGITALE
– TIPURI DE INSTALAŢII DE RECEPŢIE

Compresia Digitală

Figura 1

Caracteristica principală a semnalului de televiziune digital este Compresia Digitală. Semnalul analogic TV este convertit într-un semnal digital, iar apoi este comprimat folosind tehnica MPEG-2. Denumirea MPEG vine din abrevierea Motion Picture Expert Group, de la un grup de cercetători americani care au pus bazele teoretice ale acestui sistem. Dacă pentru un transponder de satelit care permitea transmiterea unui singur canal de televiziune analogic era necesară o bandă de 27Mhz, în tehnica digitală transponderul are 36Mhz, dar care permite transmiterea a 8 canale digitale de televiziune (v. figura 1).
În cazul compresiei digitale se foloseşte compresia spaţială MPEG-2 a semnalului de luminanţă (Y) şi crominanţă (U-V) ceea ce duce la degradarea detaliilor ca în figura 2.

Figura 2a

Figura 2b

Figura 2c

Sau compresia temporară MPEG-2 caz în care imaginea este divizată în blocuri de 16 x 16 pixeli. Dacă un bloc din secvenţa anterioară este similar cu cel următor nu se mai transmite această informaţie. În acest fel informaţia de la o secvenţă la alta care se transmite este doar cea care se modifică (figura 3).

Figura 3a

Figura 3b

Figura 3c

Calitatea semnalului digital este dată de parametrul BIT ERROR RATE (BER). Pentru o recepţie normală BER trebuie să fie mai mic de 9xE-5 (adică numărul de biţi transmişi greşit să fie de 9 la un număr total de 100.000). În cazul unui head-end (staţia de semnal) parametrul BER trebuie să fie mai mic de 1xE-7 – figura 4.

Figura 4

Tipuri de modulaţii folosite la semnalul digital
Semnalul digital poate fi modulat în concordanţă cu diferite standarde depinzând de modul de transmisie.
Astfel, pentru transmisiile analogice de televiziune au fost adoptate următoarele tipuri:
• pentru transmisia terestră, modulaţie AM în benzile FIF/UIF cu o lăţime de bandă de 8Mhz;
• pentru transmisia prin cablu, modulaţie AM în benzile FIF/UIF cu o lăţime de bandă de 8Mhz;
n pentru transmisie prin satelit, modulaţie FM în benzile C, KU cu o lăţime de 27Mhz.
Pentru transmisiile digitale au fost adoptate următoarele:
• pentru transmisia terestră, modulaţie COFDM în benzile FIF/UIF cu o lăţime de bandă de 8Mhz;
• pentru transmisia prin cablu, modulaţie QAM în benzile FIF/UIF cu o lăţime de bandă de 8Mhz;
• pentru transmisia prin satelit, modulaţie QPSK în benzile C, KU cu o lăţime de bandă de 36Mhz.
Modulaţia QPSK este un tip de modulaţie special concepută pentru transmisii digitale prin satelit şi foloseşte o lăţime de bandă de 36Mhz (sau 27Mhz în unele cazuri). În figura 5 este arătat cum se prezintă acest semnal.

Figura 5

Figura 6

Modulaţia QAM este special concepută pentru transmisii digitale prin reţelele de cablu. QAM foloseşte canalele din benzile S şi UIF, iar lăţimea de bandă este de 8Mhz asemenea unui clasic canal de televiziune analogic. Acest lucru permite transmiterea într-o reţea de cablu atât a unor canale analogice cât şi digitale – figura 6.

Transpodere şi programe
Un canal de televiziune analogic foloseşte un transponder de pe satelit. Un transpoder de pe satelit poate conţine până la 10 canale de televiziune comprimate.
Dacă ne referim la sistemul de sateliţi EUTELSAT HOT BIRD de pe poziţia 13 est care are 128 transpondere, acesta poate transmite 128 canale TV analogice şi 1280 canale digitale (pentru o compresie de 10 programe într-un transpoder).

Polarităţi şi benzi
Sateliţii care sunt cei mai urmăriţi în Europa sunt sistemele ASTRA de pe poziţia 19 est şi EUTELSAT HOT BIRD de pe poziţia 13 est ce folosesc două subbenzi de emisie:
– pentru banda LOW 10,70 – 11,70Ghz;
– pentru banda HIGH 11,70 – 12,75Ghz.
Ambele subbenzi au două polarităţi ORIZONTAL (H) şi VERTICAL (V). Astfel, cele 4 benzi diferite au fost denumite:
– LOW HORIZONTAL;
– LOW VERTICAL;
– HIGH HORIZONTAL;
– HIGH VERTICAL.
Aceste benzi sunt convertite de LNB (Low Noise Block) sau LNC (Low Noise Converter) în banda IF (Intermediate Frequency), este în domeniul 950 – 2150Mhz şi acoperă doar o singură polaritate.
Numărul maxim de transpondere care poate fi distribuit într-o bandă IF este de 30 (pentru un ecart de 40Mhz) şi 32 (pentru un ecart de 37,5Mhz). Ecartul este stabilit în funcţie de lăţimea transpoderului de 36Mhz sau 27Mhz.

Figura 7

SISTEME DE RECEPŢIE
Sistemul IF comutabil
În acest sistem sunt distribuite prin câte un cablu coaxial fiecare subbandă. Astfel sunt necesare 4 cabluri pentru transmiterea benzii IF pentru un satelit şi 8 cabluri în cazul distribuţiei semnalului de la doi sateliţi.

Figura 8

În figura 7 este prezentat un astfel de sistem. Semnalele de la cele două antene de satelit (sunt folosite LNB quatro) sunt transmise la blocul de comutare-amplificare după care semnalul este distribuit pe fiecare nivel spre abonaţi. Fiecare abonat are un receptor de satelit putând selecta canalul dorit de pe oricare din cele 2 antene şi oricare din subbenzi.
Avantajul acestui sistem este faptul că toate programele recepţionate pot fi transmise spre abonaţi.
Schimbarea transponderelor de către emiţătoare nu afectează utilizatorii pentru că pot reprograma receptoarele.
Dezavantajele acestui sistem sunt: putem urmări doar câteva din programele distribuite, instalare foarte dificilă a unui astfel de sistem (8 cabluri coaxiale, multiswich-uri), probleme de interferenţe între cele 8 subbenzi, transponderele nu sunt echilibrate.

Sistemul Procesare IF

Figura 9

Acest sistem are avantajul că transmite doar transponderele care ne interesează. De asemenea foloseşte doar un singur cablu coaxial de distribuţie. Fiecare transponder este echilibrat ca nivel şi convertit în banda IF cât mai eficient pentru a încăpea numărul maxim posibil.

Figura 10

În figura 8 este prezentat acest sistem. La recepţie pot fi folosite mai multe antene pentru recepţionarea programelor de interes. De la fiecare satelit sunt recepţionate doar acele transpondere care interesează şi sunt convertite în banda IF 950-2150Mhz cât mai eficient posibil.
În figura 9 este prezentată schema bloc de distribuţie a unui astfel de sistem. Head-end recepţionează transponderele care sunt transmise către utilizatori folosind tap-off în banda 5-2150Mhz. Fiecare utilizator are receptorul de satelit individual cu care recepţionează programele respective.
Folosind acest sistem avem avantajul că foloseşte doar un singur cablu coaxial şi este uşor de instalat peste o instalaţie veche deja existentă. Dezavantaje: nu transmite toate programele, schimbarea transponderelor de către posturile de emisie afectează head-end, numărul de transpondere recepţionabile este limitat la 32.

Sistemul Transmodulatoare QAM
Acest sistem este folosit când este necesară transmiterea doar a unor transpondere de care suntem interesaţi. Folosind ca suport de distribuţie doar un singur cablu coaxial, acesta permite transmiterea transponderelor de 27 sau 36Mhz într-un canal de 8Mhz în banda S sau UIF. În figura 10 este prezentat un astfel de sistem.
Ing. Adrian Andrei – Antech 98 s.r.l.
Tel/Fax: 01 – 675.70.66
e-mail: aandrei@mailbox.rot
www.alcad.net
continuare în numărul viitor