Сумматор (иначе именуется комбайнером) состоит из двух ответвителей на 3 dB (такие устройства иногда именуются как «мосты сложения»), одно из плеч которого нагружено на согласованную нагрузку, и двух идентичных полосно-пропускающих фильтров (ППФ). Вход цифрового канала условно обозначен как «узкополосный вход», а вход аналогового канала — как «широкополосный вход». Цифровой сигнал (DVB-T или DVB-H) в первом ответвителе делится по мощности пополам (то есть на 3 dB), проходит через два идентичных фильтра с некоторым ослаблением, затем перекомбинируется (мощности суммируются) во втором 3dB ответвителе и поступает в антенну.
Точно так же аналоговый сигнал (PAL или SECAM) делится на 3 dB ответвителем. Но на этот раз две половины поделенного сигнала отражаются от фильтров (ППФ в полосе заграждения обладают фактически единичным коэффициентом отражения) и перекомбинируются тем же самым ответвителем, поступая на антенный выход.Следует отметить, что реальные ППФ обладают конечной величиной крутизной скатов АЧХ, в силу чего при работе на соседних каналах фильтры неизбежно вносят искажения в групповое время задержки (ГВЗ). С целью исключения такого нежелательного эффекта следует использовать фильтры с максимальной прямоугольностью, а в аналоговый канал вносить специальные частотные корректоры исходного спектра сигнала (baseband).
На основании изложенного выше можно сделать вывод, что поручать проектирование АФУ следует тем проектным организациям, кто имеет опыт в разработке и проектировании высокочастотных устройств. Даже приобретение дорогосто-ящих и качественных устройств в отдельности не может служить гарантом качественной работы АФУ в целом (включая согласование, искажения, требуемые мощностные составляющие и т.п.).
Как отмечалось в более ранних публикациях [1], для расширения зоны охвата, а также исключения теневых зон, используют ретрансляторы. Правильное планирование сети позволяет использовать минимальное число ретрансляторов при их работе в многоканальном режиме, что резко снижает стоимость сети в целом. Зоны ретрансляции иногда именуются вторичными зонами покрытия. Очевидно, что введение цифровых каналов на вторичных участках встретит те же аналогичные проблемы, что и рассмотренные на основных участках.
Практика расчета значительных зон покрытия показывает, что для ретрансляторов более экономичной оказывается альтернативная техно-логия построения передатчика, именуемая многоканальным усилением (рис.4).



Такая структурная схема эквивалентна традиционной ГС эфирного вещания, понятна большинству читателей и не нуждается в комментариях. В таком ретрансляторе также суммируются аналоговые и цифровые каналы, уровни которых устанавливаются исходя из требований взаимной помехозащищенности. Основная концепция такой схемы заключается в объединении аналоговых и цифровых каналов перед основным мощностным диапазонным усилением (общий УМ) посредством традиционного маломощного неселективного комбайнера. Стоимость таких ретрансляторов намного ниже, чем ретрансляторов с раздельным канальным усилением.Установка новых АФУ влечет за собой определение новых досту-пных мест установки антенн на существующи
х мачтовых структурах. В большинстве случаев доступная структура на существующих мачтах неудобна для идеального использования ДМВ диапазона из-за более важной кросс-секции. Проектировать же широкополосную антенну с такими большими кросс-секциями чрезвычайно сложно.
Главное же преимущество установки дополнительной передающей антенны для цифровых каналов заключается в отсутствии высокомощного ВЧ сумматора, входящего в состав АФУ. Недостатком является неизбежное наличие паразитного излучения, для борьбы с которыми на выходе передатчиков обязательно устанавливают специальные полосовые фильтры. Вторым недостатком (при правильном планировании это может обернуться и достоинством) установки новой антенны является и формирование новой зоны покрытия, отличной от существующей аналоговой сети.
В любом случае требуемая полоса и согласованность антенны должны быть адаптированы к вещанию цифровых каналов (чувствительных к фазовым искажениям). Следует также обратить самое серьезное внимание на величину эффективно излучаемой мощности (ERP) цифровых каналов в части исключения интерференции в аналоговых вещательных каналах.
Еще раз акцентируем внимание читателей на тот факт, что поручать проектирование любых АФУ следует проектным организациям, имеющим опыт или, как минимум, достаточные теоретические знания в области ВЧ устройств.
Основные аспекты магистрального распределения цифровых сигналов базируются на существующих известных технологиях доставки цифровых или аналоговых TV сигналов. Магистральная распределительная сеть МРС (иногда именуется транспортной сетью) отвечает за доставку цифрового TV сигнала от источника его формирования (распределения) до передающих вещательных DVB-T/Н центров (а также вторичных центров). Кратко рассмотрим возможные способы магистрального распределения сигналов; практические сети могут использовать комбинацию из описанных возможностей. Прежде всего, следует отметить, что существует централизованное и децентрализованное формирование самого COFDM сигнала.
Централизованное формирование COFDM сигнала подразумевает использование одного единственного (центрального) COFDM профессионального модулятора с широкими функциональными возможностями и высокими техническими параметрами. Модулированный COFDM сигнал распределяется к передатчикам посредством СВЧ радиорелейных линий передач (в английской аббревиатуре SHF — Super High Frequency — сверхвысокая частота диапазона 3-30 ГГц) с частотной модуляцией. Такие линии, обычно используемые для аналоговых PAL и SECAM сигналов, могут использоваться и для COFDM сигналов на расстояниях обычно до 20 км. СВЧ линии модернизируются в рабочей полосе частот для исключения ранее введенных предыскажений и улучшения параметров местных гетеродинов в части снижения фазовых шумов. Для централизованного распределения COFDM модулированного сигнала также технически возможно использование и аналогового спутникового вещания.
Децентрализованное формирование COFDM сигнала подразумевает непосредственное распределение MPEG-2 TS ко всем модуляторам в сети. МРС может использовать наземные или спутниковые линии связи, включая в себя точки перемультиплексирования пакета MPEG-2, например, с целью включения в него разнообразных региональных программ. При проектировании такой МРС необходимо учесть требования синхронизации. Очевидно, что существует множество МРС, пригодных для децентрализованного формирования COFDM сигнала.Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) являются удобным, экономичным и надежным средством доставки цифровой информации на расстояниях до 100 км и даже более. Использование канального кода bi-phase-mark, оговоренного спецификацией Европейского стандарта CENELEC [2] для DVB профессионального интерфейса (DVB-PI), обеспечивает хорошие передаточные характеристики при удвоении скорости передачи. На коротких расстояниях (до 3 км) может использоваться многомодовое оптическое волокно (ОВ) со светодиодом или лазерным передатчиком. На более длинных дистанциях обязательно использование только одномодового ОВ с лазерным передатчиком на длине волны 1310 или 1550 нм. Максимальная протяженность ВОЛС будет определяться вносимыми искажениями [3-7].
• PDH сеть (плезиохронная цифровая иерархия) разрабатывалась для оцифрованных сигналов, базирующихся на 64 кбит/с. Рекомендация ITU-T G.703 [8] определяет интерфейсы на различных иерархических уровнях; интерфейс на 34,368 Мбит/с соответствует TS. Интерфейс между DVB транспортными потоками и PDH сетями определен в европейском стандарте по связи ETS 300 813 [9].• SDH сеть (синхронная цифровая иерархия) — более новая альтернатива PDH, использующая упрощенную технологию мультиплексирования и демультиплексирования и предлагающая улучшенные возможности сетевого менеджмента. Для Европы сетевым интерфейсом является STM-1 с уровнем в 155,52 Мбит/с. Оборудование для адаптации DVB MPEG-2 TS к сетям SDH определено в [10].• АТМ сеть (режим асинхронной передачи) также может быть использована для МРС. АТМ использует технологию ячеичного мультиплексирования и может пролонгировать различные типы транспортных сетей, включая PDH и SDH. АТМ ячейки состоят из 5-октетного заголовка, сопровождаемого 48-октетной полезной нагрузкой. Для возможности передачи различных типов сигналов по АТМ сетям определены пять различных уровней адаптации АТМ (AALs). Для передачи MPEG-2 TS могут использоваться уровни AAL1 и AAL5. Главное различие заключается в том, что AAL1 включает методики обнаружения ошибок и их исправления, тогда как в AAL5 этого нет. Сетевой адаптер, определяемый DVB для адаптации к PDH и SDH сетям, базируется на адаптации MPEG-2 TS в ячейки АТМ, используя AAL1, а затем приспособляет АТМ ячейки к PDH и SDH кадрированию. Таким образом, эти технические требования для привязки к PDH [9] и SDH [10] сетям могут использоваться для адаптации к АТМ сети.
• SAT распределение также может быть использовано для доставки MPEG-2 TS. При этом следует использовать спецификацию DVB-S [11]. Может быть использован и более перспективный стандарт DVB-S2, рекомендации по использованию которого изложены в [12].Следует сказать несколько слов о МРС для случая иерархической модуляции, которая предусматривает два раздельных транспортных потока с высоким (НР) и низким (LP) приоритетами. В случаях, когда два потока формируются на одном и том же участке, вероятно, с коммерческой точки зрения, желательна их передача по единой схеме, что должно минимизировать затраты. Использование условного MPEG мультиплексора для объединения двух транспортных потоков следует избегать, поскольку это неизбежно приведет к сложному управлению PID конфликтами, а также к другим проблемам. Действительно, для случая SFN сети MPEG мультиплексирование не может использоваться, так как оно недетерминировано и не может гарантировать разрядно-идентичные потоки на всех местоположениях в SFN.
Например, транспортировка двух транспортных потоков может быть достигнута при помощи двух виртуальных схем в АТМ сети. Однако могут быть случаи, когда желательно переносить два транспортных потока (HP и LP) по единственному ASI интерфейсу (например, линия спутниковой связи), используя единственную несущую. В этом случае целесообразно достигать требуемого комбинирования и разделения, туннелируя два транспортных потока, как частные данные, в пределах третьего транспортного потока, действующего как контейнер для двух других. Методы переноса частных данных описаны в [13].
В заключение отметим, что скорость транспортного потока MPEG-2 TS должна быть приведена в соответствие со скоростью передачи COFDM модулятора. Это обеспечивается синхронизацией работы мультиплексора и модулятора, которая может быть реализована четырьмя способами:
Синхронизация работы обоих устройств осуществляется модулятором, который снабжает мультиплексор тактовыми сигналами. Это способ наиболее прост в реализации, но требует, чтобы мультиплексор находится в непосредственной близости от модулятора .
Мультиплексор и модулятор имеют независимые системы синхронизации. В этом случае перед модулятором устанавливается несложный ремультиплексор, адаптирующий скорость входного потока MPEG-2 TS за счет введения нулевых пакетов. Эта процедура требует коррекции меток PCR. Кроме того, максимальная скорость потока, формируемого основным мультиплексором, должна быть ограничена в соответствии с рабочей скоростью модулятора. Несмотря на гибкость такого метода синхронизации, он является неэкономичным в части поддержания предельных скоростей из-за значительного количества нулевых пакетов. При объединении модуляторов в одночастотную сеть введение нулевых пакетов и коррекция меток PCR реализуется у них централизованно, специально предназначенным для этого модулем.
В качестве синхронизирующего устройства выступает мультиплексор. В этом случае модулятор должен быть снабжен большим входным буфером, а его выходная тактовая частота должна изменяться в зависимости от заполнения буфера.
Оба устройства могут синхронизироваться от внешнего источника, например, от генератора опорной частоты 10 МГц, используемого в GPS.

Теле-Спутник - 5(139) Май 2007 г.