27 Ιανουαρίου 2011 03:00

Η τεχνολογία της επίγειας ψηφιακής τηλεόρασης …συνοδευόμενη από φωτογραφικό υλικό από το σταθμό της EΡΤ

Γράφει: Αργύρης Νομικός
10a136166ea4d41d8376be4f9be3fe65 XL 74c52b9c

Featured | Με την ψηφιακή τηλεόραση να έχει πάρει για τα καλά τα πάνω της, έννοιες όπως μονοσυχνοτικό δίκτυο, COFDM, 16QAM και…αστερισμός, ηχούν όλο και πιο συχνά στα αφτιά μας, κυρίες σε τεχνικούς κύκλους, αλλά και ανάμεσα σε ιδιώτες… Για να μην σας κουράσουμε όμως με τη θεωρία, σας παραθέτουμε φωτογραφικό υλικό από επίσκεψη στο σταθμό της ΕΡΤ!

H επίγεια ψηφιακή και τα προβλήματά της
Αυτή την στιγμή στον… πλανήτη Γη υπάρχουν 5 διαφορετικά επίγεια ψηφιακά συστήματα εκπομπής. Αυτά είναι το DAB-T, το DVB-T (που χρησιμοποιούμε κι εμείς), το ISDB-T, το ATSC-8VSB και το νεοσύστατο DRM. Τα 4 εξ’ αυτών (φυσικά και το DVB-T), είναι βασισμένα στην διαμόρφωση COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex Modulation). H διαμόρφωση COFDM, δεν επελέγη φυσικά στην τύχη. Η επιλογή της έγινε, γιατί δίνει την καλύτερη λύση στα προβλήματα, που αντιμετωπίζει η επίγεια ψηφιακή. Για να κατανοήσουμε όμως την λύση, πρέπει να καταλάβουμε το πρόβλημα. Το πρόβλημα που έχει η επίγεια ψηφιακή, δεν διαφέρει καθόλου από τα προβλήματα που έχει οποιαδήποτε εκπομπή σήματος, που υπακούει στους νόμους της κυματικής. Το φέρον κύμα κατά την μετάδοσή του, ανακλάται σε διάφορες επιφάνειες, με αποτέλεσμα στο σημείο λήψης να φθάνουν περισσότερα από ένα κύματα. Όσον αφορά τις ανακλάσεις, τα δευτερεύοντα κύματα, ανάλογα με την διαφορά φάσης που έχουν μεταξύ τους, καθώς και την έντασή τους, είναι δυνατόν να ενισχύουν ή να εξασθενούν την βασική φέρουσα. Σε θεωρητικό μάλιστα επίπεδο (δεν συμβαίνει εύκολα στην πράξη) μπορούν να διπλασιάσουν (ίδια ένταση, διαφορά φάσης 0ο) ή να μηδενίσουν (ίδια ένταση διαφορά φάσης 180ο) το βασικό κύμα. Στην πράξη, αυτό που συμβαίνει, είναι μια ανομοιογένεια της έντασης, ανάλογα με την συχνότητα.
Αν δούμε την αναλογική τηλεόραση, είναι γνωστά τα προβλήματα λήψης με δίπλα είδωλα, λόγω των ανακλάσεων ή του «μπουκώματος» του χρώματος, λόγω υπερβολικής ενίσχυσης ή ασθενούς σήματος, λόγω εξασθένησης (το τελευταίο μπορεί να οφείλεται και σε απορροφήσεις). Όλα αυτά έπρεπε να ξεπεραστούν στην ψηφιακή τηλεόραση. Η βασική ιδέα ήταν να επιλεγεί ένας μηχανισμός διαμόρφωσης, ο οποίος σε πρώτο επίπεδο, θα δημιουργούσε διασπορά δεδομένων σε πολλαπλές υπο-περιοχές με παραπλήσιες συχνότητες, ώστε να εξασφαλίσει τις λιγότερες δυνατές απώλειες πληροφορίας. Αυτό είναι το «Frequency Division Multiplex». Σε δεύτερο επίπεδο, αφού είναι σίγουρο ότι αρκετά δεδομένα θα χάνονταν κατά την επίγεια εκπομπή, έπρεπε με κάποιο τρόπο ο δέκτης να μπορεί να τα ξαναδημιουργεί. Για το λόγο αυτό τα δεδομένα κωδικοποιούνται με error correction code (κώδικα διόρθωσης λαθών), πριν την εκπομπή. Αυτό γίνεται με την διαδικασία πρόσθεσης checkbits στα ωφέλιμα bits του συστήματος. Ο λόγος των χρήσιμων bits, προς το συνολικό bit rate, ονομάζεται code rate και μπορεί να είναι 1/2, 2/3, 3/4, 5/6  και 7/8. Αυτή η διαδικασία προσθέτει και το.. «Coded», στην ονομασία της διαμόρφωσης COFDM.
 
Πως λειτουργεί το COFDM
Το COFDM βασίζεται στην διαίρεση του καναλιού RF σε στενές περιοχές συχνότητας και μικρά γειτονικά χρονικά διαστήματα (time segments). Σχηματικά, η διαίρεση αυτή μπορεί να παρασταθεί με ένα διάγραμμα από μικρά τετραγωνάκια (κυψέλες), όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Στον έναν άξονα, υπάρχει η συχνότητα και στον άλλο ο χρόνος. Κάθε χρονικό διάστημα αυτού του σχήματος, ονομάζεται OFDM symbol και κάθε περιοχή συχνότητας frequency sub-band. Με αυτό τον τρόπο κάθε υποφέρουσα (sub-carrier) συχνότητα που θα χρησιμεύσει για την διαμόρφωση των δεδομένων, έχει την δική της περιοχή.  Ένα πολύ σημαντικό στοιχείο στη διαμόρφωση COFDM, είναι η επιλογή  του αριθμού των υποφερουσών (subcarriers) Αυτές μπορεί να είναι είτε 8k (6817 υποφέρουσες), είτε 2k (1705 υποφέρουσες).
Το πλεονέκτημα της 8k είναι η ικανότητα για κάλυψη μεγαλύτερου μονοσυχνοτικού δικτύου (έννοια την οποία θα αναλύσουμε παρακάτω), αλλά με μικρή ταχύτητα, ενώ στην 2k έχουμε υψηλή ταχύτητα, αλλά μικρό μονοσυχνοτικό δίκτυο.
Ένα πρόβλημα που πρέπει να λύσουμε με τις τόσες πολλές υποφέρουσες, είναι η μεταξύ τους αλληλεπίδραση. Αυτό λύνεται εξασφαλίζοντας την μαθηματική ορθογωνιότητα των συναρτήσεων των υποφερουσών, ώστε να μην παρεμβάλει η μία την άλλη. Από εκεί προκύπτει και το Orthogonal της διαμόρφωσης COFDM.
Ένα ακόμη πρόβλημα που υπάρχει, είναι το φαινόμενο της  ενδοσυμβολικής παρεμβολής (inter-symbol interference), δηλαδή ενός τύπου ενδοδιαμόρφωσης του κάθε συμβόλου (symbol), με το επόμενό του. Αυτό λύνεται με την εισαγωγή ενός χρονικού διαστήματος φύλαξης (Guard Interval), που εισάγεται πριν από κάθε περίοδο COFDM συμβόλου. Στην βιβλιογραφία συμβολίζεται σαν Tg, αλλά στον δέκτη σας θα το δείτε… ξεκάθαρα σαν GI. Υπάρχουν 4 διαφορετικά Guard Intervals στο DVB-T, τα οποία είναι 224μs (μικροδευτερόλεπτα), 112μs, 56μs και 28μs.
 
To 16-QAM και οι… αστερισμοί!
Είπαμε μέχρι τώρα τον τρόπο που χωρίζουμε ένα κανάλι σε OFDM symbols, πώς εισάγουμε τις υποφέρουσες, πόσες χρησιμοποιούμε και πώς τις προστατεύουμε από παρεμβολές. Δεν είπαμε όμως πώς τις διαμορφώνουμε.  Στο COFDM υπάρχουν τρία είδη διαμορφώσεων, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τις υποφέρουσες α) η 4QAM, β) η 16QAM και γ) η 64QAM. Να λοιπόν γιατί ο δέκτης «κλειδώνει» στο 16-QAM και έχει… μπερδέψει αρκετούς. Οι διαμορφώσεις αυτές, αναφέρονται στην διεθνή βιβλιογραφία σαν constellations, που η ελληνική τους μετάφραση είναι «αστερισμοί». Στα μενού αρκετών δεκτών που υποστηρίζουν ελληνικά, θα δείτε τον όρο «αστερισμός», γι αυτό μην παραξενευτείτε. Όχι δεν βρισκόμαστε στους δορυφόρους… έχει και η Γη τους αστερισμούς της. Εδώ θα αναφέρω κάτι αδόκιμο και μη εξακριβωμένο, αλλά που έχει μεγάλη πιθανότητα (σχεδόν βεβαιότητα) να ισχύει. Στην πραγματικότητα δεν γνώριζα πως προέκυψε η ονομασία constellations. Όταν όμως δοκιμάσαμε όλα αυτά που αναφέρω με ένα επαγγελματικό πεδιόμετρο, η γραφική απεικόνιση τoυ QAM ήταν ολόιδια με «αστερισμό» (για του λόγου το αληθές παρατίθεται και η φωτογραφία).
Έτσι, λοιπόν, δημιουργείται το επίγειο ψηφιακό σήμα, το οποίο βασίζεται σε COFDΜ και διαμορφώνει κάθε υποφέρουσα με QAM.
 
Ιεραρχημένο και μη ιεραρχημένο σήμα
Για την εφαρμογή του COFDM στο σύστημα DVB-T, έχουμε δυνατότητα επιλογής ιεραρχικής ή μη ιεραρχικής (βασικής) διαμόρφωσης. Η βασική διαμόρφωση είναι αυτή που αναφέραμε παραπάνω. Ολόκληρη δηλαδή η ροή δεδομένων (data stream), διαμορφώνεται σε 4QAM, 16QAM  ή 64QAM
Η ιεραρχική διαμόρφωση αποτελείται από δύο διαφορετικά data streams Το πρώτο ονομάζεται «Υψηλής προτεραιότητας» (High Priority HP), το οποίο εμπεριέχεται μέσα σ’ ένα δεύτερο stream «Χαμηλής προτεραιότητας» (Low Priority LP). Το HP stream χρησιμοποιεί πάντα 4QAM διαμόρφωση, ενώ το LP stream χρησιμοποιεί είτε 4QAM, είτε 16QAM. Εξ αιτίας τούτου, το High-Priority (HP) έχει μεγαλύτερη ανθεκτικότητα, αλλά πιο χαμηλό ρυθμό μετάδοσης. Aντίθετα, το Low-Priority έχει μικρή ανθεκτικότητα, αλλά πιο υψηλό ρυθμό μετάδοσης. Το γινόμενο των δύο δίνει την τελική διαμόρφωση 16QAM (4×4) ή 64QΑΜ (4×16)
Οι δέκτες με καλή ποιότητα λήψης, μπορούν να λάβουν και τα δύο stream, ενώ αυτοί που δεν έχουν καλή ποιότητα λήψης, μπορούν να λάβουν μόνο το stream με την υψηλή προτεραιότητα που είναι και πιο ανθεκτικό.
 
Το SFN (μονοσυχνοτικό δίκτυο)
Η όλη λογική σχεδιασμού του COFDM, βασίστηκε στην αποφυγή παρεμβολών από ανακλάσεις. Στην πραγματικότητα το COFDM, έχει την δυνατότητα να χρησιμοποιεί υπέρ του όσες ανακλάσεις αυξάνουν την ένταση του σήματος (τις θετικές δηλαδή) και να απορρίπτει τις αρνητικές. Αν και ο βασικός σχεδιασμός έγινε για αποφυγή των παρεμβολών, η τεχνολογία αυτή άνοιξε ένα νέο δρόμο στο Broadcast. Ακριβώς λόγω του  COFDM τρόπου διαμόρφωσης, ο παροχέας (broadcaster) έχει την δυνατότητα να εκπέμπει από διαφορετικούς πομπούς ταυτόχρονα, στο ίδιο κανάλι. To COFDM απλά θα απορρίψει οτιδήποτε αρνητικό και θα κρατήσει μόνο τις θετικές συνιστώσες. Αυτό είναι το λεγόμενο SFN (μονοσυχνοτικό δίκτυο), που δίνει δυνατότητα σ’ ένα δίκτυο να εκπέμπει από την ίδια συχνότητα σε μια μεγάλη περιοχή, γεγονός που επιφέρει μεγάλη οικονομία συχνοτήτων. Οι χρυσοί κανόνες του SFN είναι ότι κάθε πομπός πρέπει να εκπέμπει:
Α) στην ίδια συχνότητα
Β) την ίδια χρονική στιγμή και
Γ) τα ίδια data bits

ΑΛΛΑ ΑΡΘΡΑ ΣΕ ΑΥΤΗ ΤΗΝ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ

Η ΑΓΟΡΑ ΣΗΜΕΡΑ

  • OCTAGON SFX series

    OCTAGON SFX series

    Η εταιρεία TRONIX ανακοινώνει την παραλαβή της νέας σειράς δεκτών Octagon SFX. Περιλαμβάνει τους SFX6018 S2+IP, SFX6018 S2+IP WL, SFX6008 IP και SFX6008 IP WL, εκ των οποίων τα μοντέλα WL έχουν εν...
  • TP-LINK EAP650-Outdoor

    TP-LINK EAP650-Outdoor

    Το EAP650-Outdoor είναι ένα Wi-Fi Access Point εξωτερικού χώρου της σειράς Omada της TP-Link που έχει σχεδιαστεί για να προσφέρει ομαλή εμπειρία Wi-Fi, ακόμη και σε δύσκολα εξωτερικά περιβάλλοντα....
  • TRIAX OTX 1310, SAT FO Headend Kit

    TRIAX OTX 1310, SAT FO Headend Kit

    Το OTX 1310 SAT Fiber Optic Headend Kit της TRIAX, αποτελείται από το Wideband LNB TWB 40 και τον πομπό OTX 1310 SAT FO, συμπεριλαμβανομένου του τροφοδοτικού βύσματος τοίχου. Το Headend αυτό επιτρ...
  • FAGOR FAGSET II LP-2022

    FAGOR FAGSET II LP-2022

    Η εταιρεία AMF Electronics διαθέτει στην ελληνική αγορά νέο starter kit λήψης και μετατροπής δορυφορικών καναλιών σε επίγεια, το οποίο βασίζεται στο Headend 8000 της Fagor. Το νέο FAGSET II LP-202...
  • ICY BOX IB-1807MT-C31

    ICY BOX IB-1807MT-C31

    Το IB-1807MT-C31 είναι μια φορητή εξωτερική θήκη αλουμινίου για σκληρούς δίσκους M.2 NVMe. Η εγκατάσταση του σκληρού δίσκου επιτυγχάνεται γρήγορα χωρίς τη χρήση επιπλέον εργαλείων: ανοίξτε απλά το...
  • IKUSI NBS-701-C48

    IKUSI NBS-701-C48

    Ο NBS-701-C48 είναι ένας ευρυζωνικός ενισχυτής που καλύπτει τις συχνότητες από 47 έως 694 MHz, με ρύθμιση κλίσης καμπύλης. · 1 είσοδος, UHF · Στάθμη εξόδου: 115 dBμV · Κεντρική ενίσχυση μ...
  • AB IPBox ONE

    AB IPBox ONE

    Η εταιρεία TRONIX ανακοινώνει την παραλαβή του νέου AB IPBox ONE, ενός δέκτη που καταφέρνει να τα έχει όλα και συμφέρει! Με τον AB IPBox ONE οι χρήστες μπορούν να απολαμβάνουν δορυφορική λήψη και ...
  • Το βραβείο της EHA για το καλύτερο router απονεμήθηκε στο FRITZ!Box

    Το βραβείο της EHA για το καλύτερο router απονεμήθηκε στο FRITZ!Box

    Στην ετήσια διεθνή δημοσκόπηση των αναγνωστών για τα Βραβεία 2022 του Συνδέσμου Ευρωπαϊκού Υλικού (EHA – European Hardware Association), η AVM κέρδισε το βραβείο στην κατηγορία "Best Router". ...
  • <strong>TP-LINK EAP650-Wall / EAP655-Wall</strong>

    TP-LINK EAP650-Wall / EAP655-Wall

    Εξοπλίστε το δωμάτιό σας με τα επιτοίχια AX300 Access Points EAP650-Wall και EAP655-Wall της TP-Link! Υποστηρίζουν Wi-Fi 6 που φέρνει μεγαλύτερες ταχύτητες, μικρότερη καθυστέρηση, λιγότερες παρεμβ...
  • TRIAX<strong> </strong>Cast<strong></strong>

    TRIAX Cast

    Το νέο επαναστατικό σύστημα TRIAX Cast απευθύνεται σε όλα τα ξενοδοχεία εκείνα που μέσα από την τηλεόραση των δωματίων θέλουν να προσφέρουν στους φιλοξενούμενούς τους πολύ περισσότερα από την απλή...
  • Lemco – Νέα γραφεία στο Ντουμπάι

    Lemco – Νέα γραφεία στο Ντουμπάι

    Η Lemco, εδώ και σχεδόν 50 χρόνια, προσπαθεί να είναι πάντα μπροστά από την εποχή μας, με καινοτόμες ιδέες και τεχνολογίες που βοηθούν τον κλάδο της να εξελιχθεί και να αναπτυχθεί. Συμμετέχοντ...
  • MELICONI FLAG TV

    MELICONI FLAG TV

    Η επιτοίχια βάση Meliconi FLAG είναι μια καινοτόμος βάση τηλεόρασης που μπορεί να καλύψει τις ανάγκες διαφορετικών σπιτιών ή εγκαταστάσεων. Είναι ιδανική για τηλεοράσεις 52" - 82" με VESA 200 - 30...

ΣΕ ΑΥΤΟ ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ

  • Ψηφιακή Τηλεόραση, τεύχος 171

    Ψηφιακή Τηλεόραση, τεύχος 171

    Το νέο τεύχος Δεκεμβρίου 2022 του περιοδικού «Ψηφιακή Τηλεόραση» κυκλοφορεί πάντα μαζί με το περιοδικό «Security Report», που ηγείται στην αγορά των ηλεκτρονικών συστημάτων ασφαλείας. Μετά από ...
  • <strong>4η Διεθνής Έκθεση ENERGIA.TEC</strong>

    4η Διεθνής Έκθεση ENERGIA.TEC

    Μετά από 2 χρόνια παύσης, η ENERGIA.TEC επέστρεψε δυναμικά με πιο πολλές συμμετοχές από ποτέ!Σπουδαίες επιχειρήσεις που εξειδικεύονται στο ηλεκτρολογικό υλικό, τον φωτισμό, τα συστήματαασφαλείας κ...
  • <strong>STAR Hybrid</strong>

    STAR Hybrid

    Ένα ακόμα τηλεοπτικό κανάλι ελεύθερης λήψης εισέρχεται στη νέα ψηφιακή εποχή που έχει διαμορφωθεί από τη διαρκώς αυξανόμενη ανάγκη του κοινού για on demand τηλεθέαση. Πρόκειται για το Star, ένα απ...
  • <strong>AB IPBox ONE</strong>

    AB IPBox ONE

    Ένα νέο STB που κυκλοφόρησε πρόσφατα στην ελληνική αγορά, τράβηξε την προσοχή μας για να το δοκιμάσουμε και να σας το παρουσιάσουμε αυτόν το μήνα. Ο λόγος για τον AB IPBox ONE, ο οποίος είναι ένας...
  • <strong>JJ-JS-SM18-03W</strong>

    JJ-JS-SM18-03W

    Μια καινοτόμος μικροσκοπική συσκευή κυκλοφόρησε πρόσφατα στην ελληνική αγορά, η οποία διευρύνει τις λειτουργίες του έξυπνου σπιτιού και προσθέτει έξτρα ασφάλεια. Πρόκειται για το JJ-JS-SM18-03W, έ...
  • <strong>Homatics Box R 4K</strong>

    Homatics Box R 4K

    Ένα καταπληκτικό STB που μόλις κυκλοφόρησε στην ελληνική αγορά δοκιμάσαμε για αυτό το μήνα στο εργαστήριο της ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΤΗΛΕΟΡΑΣΗΣ. Πρόκειται για το Homatics Box R 4K, ένα πανίσχυρο streaming box π...
ΤΑ ΠΑΝΤΑ
ΓΙΑ ΤΗΝ
ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ
ΨΗΦΙΑΚΗ
ΚΑΙ HD TV

ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ
LIBRA PRESS
Καυκάσου 145, Αθήνα, 11364



ΕΝΗΜΕΡΩΤΙΚΑ ΔΕΛΤΙΑ


Digitaltvinfo.gr - Τα πάντα για τη δορυφορική, ψηφιακή και HD TV
Libra Press © Copyright 2022 | All Rights Reserved
Dual Design