Skip to main content
TM34
SEC 179 COVER
satpraxis 2022
SECcy 21 COVER
4 Νοεμβρίου 2010 03:00

Η διαμόρφωση QAM στις υπηρεσίες της δορυφορικής διανομής σημάτων

Γράφει: Παύλος Κερασίδης

Featured | Μπορεί οι πολυδιακόπτες να έχουν “κερδίσει” τις δορυφορικές διανομές στη χώρα μας, ωστόσο μεγάλες επαγγελματικές διανομές στηρίζονται στην τεχνολογία QAM. Τέτοια δίκτυα, συναντάμε κυρίως στο εξωτερικό, όπου μέσω ενός κέντρου με μονάδες QAM μπορεί να τροφοδοτείται ολόκληρο χωριό μέσω ενός συστήματος δορυφορικός κεραιών.

Σε μεγάλα σύγχρονα συγκροτήματα κατοικιών (πολυκατοικίες, χωριά) είναι απορριπτέα η επιλογή εγκατάστασης ξεχωριστού συστήματος λήψης κεραιών για κάθε νοικοκυριού, για ποικίλους λόγους, όπως οικονομία, εμφάνιση, ευχρηστία. Σε αυτές τις περιπτώσεις γίνεται εξ’ αρχής σχεδιασμός κεντρικού δικτύου διανομής σημάτων, είτε αυτά είναι επίγεια, είτε δορυφορικά. Η τεχνολογία QAM πολλές φορές, ιδιαίτερα στο εξωτερικό, χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία τέτοιων δικτύων.
Η διανομή με διαμόρφωση QAM, όπως και με μεταλλαγή από συχνότητα IF σε IF, φαίνεται να είναι κάπως παρεξηγημένες, γιατί δεν είναι ευρέως διαδεδομένες και εφαρμοσμένες, ενώ προσφέρουν μεγάλη ευελιξία και δυνατότητες. Για τη διανομή QAM είναι λογικό, εφόσον αρμόζει περισσότερο σε εγκαταστάσεις μεγάλου μεγέθους, κάτι που δεν ισχύει όμως για τη διανομή IF -> IF, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μεγάλες, αλλά και σε μικρότερες εγκαταστάσεις.
Ένας τρόπος διανομής δορυφορικών προγραμμάτων είναι χρησιμοποιώντας τη διαμόρφωση QAM. Σε αντίθεση με τους πολυδιακόπτες, που προσφέρουν στη διανομή όλα τα προγράμματα που δορυφόρου που κάνουμε λήψη, στη διανομή QAM χρησιμοποιείται μια μονάδα για κάθε δορυφορικό πακέτο. Έτσι, λοιπόν, έχουμε ένα κέντρο επεξεργασίας σημάτων, που αποτελείται από ισάριθμες με τα κανάλια μονάδες και η έξοδός του οδηγείται στο δίκτυο διανομής (εικόνα 1). Όσον αφορά τη λήψη, διαφέρει από τις οικιακές μόνο στον τύπο του LNB, όπου χρησιμοποιείται Quatro (τέσσερις έξοδοι – κάθε έξοδος μια δορυφορική μπάντα), όπως και στους πολυδιακόπτες. Για να γίνει κατανοητή η λειτουργία της διανομής αυτής, πρέπει να αναφερθούμε στο θεωρητικό μέρος της διαμόρφωσης QAM. Είναι και μια πολύ καλή ευκαιρία να ρίξουμε και μια πολύ μικρή ματιά στις βασικές αρχές των τηλεπικοινωνιών και των διαμορφώσεων, ώστε να δημιουργηθεί σφαιρική άποψη για το θέμα.

Περί διαμορφώσεων..
Ένα ημιτονικό σήμα καθορίζεται από τρία χαρακτηριστικά: το πλάτος, τη συχνότητα και τη φάση. Όταν κάποιο από αυτά τα στοιχεία αλλάξει, διαφοροποιείται και το ημιτονικό σήμα. Εάν υποθέσουμε ότι το αρχικό σήμα αντιστοιχεί σε μια κατάσταση 1, τότε η διαφοροποίηση του σήματος, μετά την αλλαγή ενός χαρακτηριστικού του, αντιστοιχεί στην κατάσταση 0 και αντίστροφα. Οι καταστάσεις αυτές είναι η δυαδική αναπαράσταση των ψηφίων 1 και 0. Έτσι, αλλάζοντας μία παράμετρο του ηλεκτρικού σήματος, μπορούμε να αναπαραστήσουμε ψηφιακά δεδομένα. Οποιοδήποτε από τα τρία χαρακτηριστικά που αναφέρθηκαν, μπορεί να διαφοροποιηθεί, προσφέροντας τουλάχιστον τρεις μηχανισμούς για διαμόρφωση ψηφιακών δεδομένων σε ένα αναλογικό σήμα: Amplitude Shift Keying – ASK (με διαμόρφωση πλάτους), Frequency Shift Keying – FSK (με διαμόρφωση συχνότητας) και Phase Shift Keying – PSK (με διαμόρφωση φάσης). Αλλάζοντας το πλάτος, αλλά και τη φάση ενός σήματος, έχουμε ένα τέταρτο μηχανισμό διαμόρφωσης, που καλείται Quadrature Amplitude Modulation (Τεταρτημοριακή Διαμόρφωση Πλάτους), τη διαμόρφωση QAM (σχέδιο 1).

Διαμόρφωση QPSK
Τα σήματα που εκπέμπονται από τους δορυφόρους και λαμβάνονται από τα δορυφορικά κάτοπτρα, είναι διαμορφωμένα κατά QPSK. Στο σχέδιο 2 παρατηρούμε μια φέρουσα συχνότητα, διαμορφωμένη κατά PSK, η οποία μπορεί να ονομαστεί και 2-QPSK, γιατί χρησιμοποιούνται δύο διαφορετικές φάσεις (0 και 180 μοίρες). Στο σχέδιο 3 βλέπουμε αριστερά την αντιστοίχιση των bits στις δύο διαφορετικές καταστάσεις φάσης και, δεξιά, το διάγραμμα constellation, που αναπαριστά σε τριγωνομετρικούς άξονες τις δύο φάσεις.
Η QPSK, η οποία ονομάζεται και 4-QPSK, χρησιμοποιεί τέσσερις διαφορετικές φάσεις για να διαμορφώσει τη φέρουσα συχνότητα, διπλασιάζοντας έτσι τον αριθμό των bits, που αντιστοιχούν σε μια κατάσταση (σχέδιο 4). Με αυτόν τον τρόπο αξιοποιείται καλύτερα το δεδομένο εύρος ζώνης, που απαιτείται για την εκπομπή PSK. Μπορούν να αυξηθούν οι φάσεις, περνώντας σε διαμόρφωση 8-QPSK (κάθε εναλλαγή κατάστασης αναπαριστάται από 3 bits), με το μειονέκτημα ότι γίνεται δυσκολότερα η λήψη του σήματος από το δέκτη, ο οποίος πλέον έχει να ξεχωρίσει 8 διαφορετικές φάσεις, με μεγαλύτερες πιθανότητες σφάλματος.

Διαμόρφωση QAM
Στην QPSK, όπως και στις άλλες διαμορφώσεις, αλλάζουμε ένα χαρακτηριστικό του ημιτονικού σήματος. Γιατί όμως, να μην αλλάξουμε δύο συγχρόνως; Οι περιορισμοί του εύρους ζώνης της διαμόρφωσης FSK, δεν επιτρέπουν το συνδυασμό της με άλλες διαμορφώσεις. Όμως, ο συνδυασμός των ASK και PSK έχει νόημα να γίνει, προσφέροντας διαφοροποιήσεις στο πλάτος, αλλά και στη φάση ταυτόχρονα. Αυτό ακριβώς κάνει η διαμόρφωση QAM. Παραλλαγές της QAM υπάρχουν αρκετές. Θεωρητικά, μπορεί να γίνει οποιοσδήποτε συνδυασμός αλλαγής πλάτους με αλλαγή φάσης.

Bits/Symbol

Καταστάσεις

Διαμόρφωση

2

4

QAM

4

16

16-QAM

6

64

64-QAM

8

256

256-QAM

Το σχέδιο 5 προβάλλει τα διαγράμματα των διαμορφώσεων 4-QAM και 8-QAM. Και στις δύο περιπτώσεις, οι αλλαγές πλάτους είναι λιγότερες από τις αλλαγές φάσεις. Επειδή οι αλλαγές στο πλάτος του σήματος είναι πιο ευάλωτες στο θόρυβο από τις αλλαγές στη φάση, στη διαμόρφωση QAM είναι πάντα λιγότερες από τις αλλαγές στη φάση.
Στο σχέδιο 6, βλέπουμε το διάγραμμα διαμόρφωσης 8-QAM, με άξονες το πλάτος και τη συχνότητα του σήματος. Παρατηρήστε εκτός από τις εμφανείς αλλαγές στο πλάτος του σήματος, τις αλλαγές στη φάση του.
Η QAM στην οθόνη των πεδιομέτρων
Ορισμένα σύγχρονα, υψηλών απαιτήσεων πεδιόμετρα, πραγματοποιούν μετρήσεις QAM. Μία παραστατικότατη και πολύ χρήσιμη λειτουργία είναι η γραφική αναπαράσταση του Constellation Diagram της διαμόρφωση QAM. Έτσι, λοιπόν, όπως βλέπετε και στην εικόνα 2, από το διάγραμμα μπορούν να προκύψουν συμπεράσματα για την ποιότητα του σήματος. Στην εικόνα 2, συγκεκριμένα, απεικονίζεται ένα σήμα διαμόρφωσης 64-QAM και τα σημεία αναπαριστούν τις 64 φέρουσες συχνότητες. Όπως βλέπετε, σε αντίθεση με την εικόνα 3 (άριστο σήμα), οι φέρουσες είναι μετατοπισμένες από το κεντρικό σημείο όπου έπρεπε να βρίσκονται. Όταν λοιπόν ο δέκτης λάβει αυτό το σήμα, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα σφάλματος, εφόσον μπορεί να αντιστοιχίσει λάθος συντεταγμένες σε μία ή περισσότερες φέρουσες (παρατηρήστε κυρίως τα φωτεινά σημεία κάτω αριστερά της εικόνας 2, που βγαίνουν έξω από τα περιθώρια).

Η διαμόρφωση QAM στην πράξη
Όπως προαναφέρθηκε, σε κάθε μονάδα ενός κέντρου QAM (εικόνα 1), συντονίζουμε ένα δορυφορικό πακέτο. Στην έξοδο, επομένως, του κέντρου όπου ξεκινάει η διανομή, έχουμε ένα αριθμό πακέτων, όσα και οι μονάδες του κέντρου. Τώρα, στις πρίζες (είτε είναι τερματικές, είτε διέλευσης), ο τελικός χρήστης πρέπει να τοποθετήσει ένα δέκτη QAM, ώστε να μπορέσει να παρακολουθήσει τα προγράμματα της διανομής. Οι δέκτες φυσικά, διαφέρουν από τους κοινούς δέκτες QPSK, εφόσον μπορούν να αποδιαμορφώνουν σήματα QAM.

Πλεονεκτήματα
– Από τα σημαντικότερα θετικά της διανομής QAM, είναι ότι τα σήματα μεταφέρονται από τις υψηλές συχνότητες των δορυφορικών σημάτων, σε χαμηλότερες συχνότητες επιγείων καναλιών. Αυτό το χαρακτηριστικό επιτρέπει την προσαρμογή ενός κέντρου QAM σε υπάρχουσα εγκατάσταση, χωρίς κανένα πρόβλημα και συμβιβασμό, σε αντίθεση με τους πολυδιακόπτες.
– Ένα κέντρο QAM είναι πλήρως επεκτάσιμο. Μπορούν οποτεδήποτε, πολύ εύκολα, να προστεθούν επιπλέον μονάδες, που θα προσφέρουν στην εγκατάσταση πρόσθετα δορυφορικά πακέτα.

Μειονεκτήματα
– Το κόστος ενός κέντρου QAM με ένα ικανοποιητικό αριθμό μονάδων (10 ψηφιακά πακέτα), είναι υψηλό για να τοποθετηθεί σε μικρές πολυκατοικίες ή ξενοδοχεία.
– Μπορεί να είναι μεν επεκτάσιμο το κέντρο, αλλά δεν παύει να περιορίζει τον αριθμό των ψηφιακών πακέτων προς διανομή, εφόσον για κάθε πακέτο απαιτείται μια ξεχωριστή μονάδα.
– Για τη λήψη των προγραμμάτων από τους τελικούς χρήστες, απαιτείται δέκτης QAM και όχι QPSK. Το αρνητικό εδώ, δεν έχει να κάνει με το κόστος, αλλά με τις δυνατότητες επιλογής, που για τους QAM δέκτες είναι μειωμένες.

Κλείνοντας…
Είναι αλήθεια ότι τα μειονεκτήματα της διανομής QAM την καθιστούν λίγο δύσκολη στην εφαρμογή, αλλά από την άλλη, είναι μια λύση η οποία πρέπει να λαμβάνεται υπόψιν κατά το σχεδιασμό ενός δικτύο. Δεν είναι απίθανο για παράδειγμα, σε ένα οικισμό με μεγάλες αποστάσεις και αρκετούς χρήστες, η διανομή QAM να δώσει λύση, τη στιγμή που οι πολυδιακόπτες δε θα μπορούσαν.

Η ΑΓΟΡΑ ΣΗΜΕΡΑ

EDISION SOHO 19” 4U / 7U / 9U / 12U
Νέες παραλαβές καμπίνες RACK Οι επίτοιχες καμπίνες EDISION SOHO, 19” 540x400 4U, 7U, 9U και 12U black “flat pack”, αποτελούν μια εξαιρετική επιλογή οικονομικού ερμαρίου rack, σε compact συσκευασί…
TP-Link Fusion Gateways
Ενισχύοντας τις συνδεδεμένες επιχειρήσεις Η ολοκαίνουργια σειρά προϊόντων Omada Fusion Gateway της TP-Link έχει σχεδιαστεί για να απλοποιήσει την ανάπτυξη, να μειώσει το κόστος και να βελτιώσει τ…
DiGiVIEW HL-MINI05
Mini επίγειος ψηφιακός δέκτης DVB-T2 H.265 Ο HL-MINI05 είναι ένας mini επίγειος ψηφιακός δέκτης DVB-T2 H.265, ο οποίος είναι πλήρως συμβατός με το νέο πρότυπο επίγειας ψηφιακής μετάδοσης που θα ε…
Megasat HD-Profi & Diavolo series
Πλήρης γκάμα LNB από τη ΛΥΡΑ ΑΕΒΕ Τα τυπικά LNB της Megasat αποτελούν την ιδανική επιλογή για κλασική δορυφορική λήψη. Προσφέρουν αξιόπιστη επεξεργασία σήματος για ψηφιακά τηλεοπτικά και ραδιοφων…
Rhombus 5 48 & 5 P 48
Επίγειες κεραίες από την Multimedia Perspectives / FAGOR Δύο ιδιαίτερα αξιόλογα μοντέλα επίγειων κεραιών, συμπεριλαμβάνονται στην γκάμα προϊόντων της IDComs. Πρόκειται για το μοντέλο Rhombus 5 48…
Goobay καλώδια HDMI από την EDISION
Νέα σειρά High Speed HDMI καλωδίων 0,5m έως 20m Η EDISION ανακοινώνει την παραλαβή νέας σειράς High Speed HDMI καλωδίων της Goobay, με διαστάσεις 0,5m έως 20m. Υποστηρίζουν μεταφορά σήματος ανάλυ…
Τα νέα της Mistral: Ενισχυτής κεραίας VeSat VS_RX2002
Όπως είχε γραφτεί στο προηγούμενο τεύχος, κάποια από τα προϊόντα VeSat που αφορούν ενισχυτές κεραίας και ενισχυτές κεντρικής κεραίας, από τώρα και στο εξής θα παράγονται στις εγκαταστάσεις της Mistr…
AG-323 / K-320 / AG-8532H / SP9712AC
Ασύρματα κουδούνια και ανιχνευτές κίνησης από την KAL Electronics Η εταιρεία KAL Electronics ανακοινώνει την παραλαβή ασύρματων κουδουνιών πόρτας εισόδου και ανιχνευτών κίνησης στον χώρο υποδοχής…
Kathrein VOS 32/RA‑1G
Ενισχυτής σύνδεσης σήματος (5‑65 MHz / 85‑1006 MHz) Ο Kathrein VOS 32/RA‑1G είναι ένας οικιακός ενισχυτής για σύγχρονα δίκτυα HFC έως 1GHz. Λειτουργεί στην περιοχή συχνοτήτων 5-65 MHz / 85-1006 M…
Grandstream GDMS Networking
Όταν το Wi-Fi γίνεται μέρος της φιλοξενίας Το καλοκαίρι στο Αιγαίο έχει ένα δικό του ρυθμό. Ο ήλιος χαμηλώνει πάνω από την παραλία, το προσωπικό ετοιμάζεται για τη βραδινή βάρδια και οι επισκέπτε…
Kathrein VWS 2500 & VWS 2900
Επαγγελματικοί ενισχυτές διανομής δορυφορικού και επίγειου σήματος Οι Kathrein VWS 2500 και VWS 2900 είναι δύο κορυφαίοι ενισχυτές δορυφορικού σήματος (SAT), ιδανικοί για οικιακές εγκαταστάσεις…
Fagor Smartio AML PRO 100 D2
Έξυπνος ενισχυτής ιστού που τα κάνει όλα μόνος του! Ο Smartio AML PRO 100 D2 (Ref: 36540) της Multimedia Perspectives / FAGOR είναι ένας εξαιρετικά συμπαγής, ψηφιακός ενισχυτής ιστού που κάνει όλ…

ΣΕ ΑΥΤΟ ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ

ΨΗΦΙΑΚΗ ΤΗΛΕΟΡΑΣΗ, Οκτώβριος 2026
Το νέο τεύχος Οκτωβρίου 2026 του περιοδικού «Ψηφιακή Τηλεόραση» κυκλοφορεί πάντα μαζί με το περιοδικό «Security Report», που ηγείται στην αγορά των ηλεκτρονικών συστημάτων ασφαλείας. Θέματα τεύχο…
Τηλεοπτική Πειρατεία – Οι δημοφιλέστερες μέθοδοι παράνομου streaming και το νομικό πλαίσιο στην Ελλάδα
Το παράνομο streaming αποτελεί σήμερα ένα από τα μεγαλύτερα οικονομικά εγκλήματα στην Ευρώπη, με τις απώλειες εσόδων για τους παρόχους τηλεοπτικού περιεχομένου και τα κρατικά ταμεία να υπολογίζονται…
SAT&ZAP ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2026
Είναι, ίσως, η πρώτη φορά που στο ζάπινγκ του μήνα δεν καταγράφουμε κανένα νέο ελεύθερο ευρωπαϊκό δορυφορικό κανάλι! Έτσι, οι μοναδικές νέες παρουσίες είναι κανάλια από την Αφρική και την Ασία! A…
Επισκόπηση απορρήτου

Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί cookie ώστε να μπορούμε να σας παρέχουμε την καλύτερη δυνατή εμπειρία χρήστη. Οι πληροφορίες cookie αποθηκεύονται στο πρόγραμμα περιήγησης σας και εκτελούν λειτουργίες όπως η ανάγνωση σας όταν επιστρέφετε στον ιστότοπο μας και η βοήθεια της ομάδας μας να κατανοήσει ποιες ενότητες του ιστοτόπου θεωρείτε πιο ενδιαφέρουσες και χρήσιμες.