Модулятор квадратурных потоков по стандарту DVB-C цифрового телевидения

Наименование
Введение
Стандарт цифрового кабельного телевидения DVB C
Разработка технических требований к модулятору квадратурных потоков
Разработка структурной и функциональной схем
Выбор и обоснование элементной базы
Разработка и расчёт принципиальной схемы
Разработка конструкции
Расчёт надёжности
Технико-экономическое обоснование проекта
Обеспечение безопасности жизнедеятельности при работе на компьютере
Заключение
Литература

Модулятор квадратурных потоков по стандарту DVB-C цифрового телевидения

6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
ЗАКЛЮЧКНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
РЕФЕРАТ
Объектом проектирования данного дипломного проекта является модулятор головной станции цифрового кабельного телевидения в соответствии со стандартом DVB-C.
Пояснительная записка составлена на 73 листах, содержит 15 рисунков и 3 таблицы.
ВВЕДЕНИЕ
Телевизионное вещание является одним из самых распространенных средств информационного обслуживания и находит широкое применение в различных сферах деятельности общества. Известно, что сегодня происходит слияние средств вещания, телекоммуникаций и компьютерных технологий в целях интеграции служб в глобальном информационном пространстве. Радикальным способом на пути достижения этих целей является переход вещания отаналоговых к цифровым методам формирования и передачи сигналов.
Рубеж XX и XXI веков ознаменовался ускоренным техническим прогрессом телевизионного (ТВ) вещания.
Начавшись более 60 лет назад с малокадровых монохромных систем с не высокой разрешающей способностью, телевизионное вещание прошло в конце 60-х этап внедрения цветного изображения и сейчас стоит на пороге решающих перемен - предстоит переход от аналоговой к цифровой форме сигнала. Многие страны уже приняли решение о сроках перевода ТВ вещание на цифровые стандарты, другие ведут исследования и эксперименты с целью определения оптимальных для себя условий внедрения новых стандартов. Что же на самом деле сулит этот переход зрителям и что он означает для специалистов?
Прежде всего, зритель получает возможность принимать больше ТВ программ в тех же частотных каналах. Благодаря достижениям техники цифровой компрессии удается "упаковать" 4-6 цифровых ТВ программ в полосу частот, занимаемую одной аналоговой ТВ программой. Учитывая нехватку эфирных каналов в крупных городах и ограниченную способность спутниковых ретрансляторов, это свойство цифрового сигнала оказывается весьма актуальным и уже сегодня позволяет, например, абоненту спутникового вещания принимать десятки и сотни ТВ и радиопрограмм.
Второе важное преимущество цифрового метода передачи цифровых сигналов - значительно лучшее субъективное качество изображения, приближающееся к качеству кинопленки. На нем практически отсутствуют свойственные аналоговому телевидению шумы, импульсные помехи в виде ярких "звездочек", муар на изображении, цветные "факелы" на переходах яркости. Благодаря раздельной передаче сигналов яркости и цветности исключаются перекрестные искажения "яркость-цветность", достигается высокая разрешающая способность. Качество воспроизводимого изображения практически не зависит от среды распространения сигнала и определяется только совершенством аппаратуры. Современные цифровые стандарты поддерживают формат изображения 16:9, что также приближает телевидение к кинематографу.
Многие годы в телевидении, в отличие от кинематографа, не уделялось должного внимания звуковому сопровождению. Достаточно сказать, что даже стерео сопровождение в системах эфирного вещания скорее является исключением, чем правилом. Новые цифровые стандарты предлагают широкий спектр возможностей выбора вида звукового сопровождения от монофонического до многоканального панорамного (surround sound).
Преобразование видеоизображения в цифровой сигнал обеспечивает невозможные для аналогового сигнала способы работы с исходным (отснятым) изображением: монтаж, преобразование, компьютерная обработка, хранение и т.д.
В ходе развития цифрового телевидения в Европе были созданы две исследовательские группы. Первая группа занимается вопросами сжатия- MPEG, а вторая решет проблемы передачи сжатого цифрового сигнала DVB. Целью цифрового сжатия (называемого также цифровой компрессией) является сокращение объема информации, описывающей телевизионное изображение, без заметного для глаза ухудшения его качества. Обработка сообщения перед подачей в канал связи называется кодированием источника. Сокращение возможно благодаря значительной информационной избыточности, заключенной в видеосигнале, и свойствам человеческого зрения, не воспринимающего отдельные детали изображения.
Аббревиатура MPEG означает Motion Pictures Experts Group (Группа экспертов по движущимся изображениям). Эта группа была сформирована в 1988г. под эгидой Объединенного технического комитета по информационным технологиям Международной организации стандартизации и Международной электротехнической комиссии для выработки международного стандарта цифрового сжатия движущихся изображений и звуковых сигналов до скорости порядка 1,5 Мбит/с с целью записи на CD-ROM с качеством бытового формата\/Н8.
Стандарт MPEG-1 был завершен в 1992 г., принят в 1993 г. И получил в международной классификации индекс ISO/IEC 11172. К 1991 г. основные задачи по разработке стандарта MPEG-1 были решены, однако предлагались все новые и новые технические решения, позволяющие расширить возможности стандарта. В связи с этим было решено "заморозить" работу над MPEG-1 и одновременно начать разработку нового стандарта, MPEG-2, охватывающего более широкий круг применений, включая вещательное телевидение.
К началу 90-х годов стало ясно, что мир стоит на пороге решающих перемен в области телевизионного вещания. Разработка и принятие стандарта MPEG-1, а затем MPEG-2 показали, что в короткие сроки можно достичь значительного увеличения пропускной способности вещательных каналов, улучшения качества изображения и звукового сопровождения, развития новых служб. В то же время сложность алгоритмов цифрового сжатия требовала интегральных микросхем высокой степени интеграции, разработка которых экономически оправдана только при очень больших объемах производства. Не вызывало сомнений, что нужны единые стандарты обработки и передачи сигналов, и первыми это поняли европейцы. В 1993г. Группа ведущих европейских компаний-производителей вещательного оборудования образовала некоммерческую организацию по разработке таких стандартов, получившую название DVB Project(Digital Video Broadcasting Project - проект цифрового телевизионного вещания).
Работы над стандартами DVB носят поэтапный характер. Вначале Коммерческое отделение .Проекта DVB разрабатывает набор требований (ценовые границы, функции пользователя и т.д.), ограничивающих возможные технические параметры, но гарантирующих продвижение изделия на рынке. Затем Техническое отделение разрабатывает спецификации под эти требования. Коммерческое отделение курирует разработки технических спецификаций до их утверждения руководящими органами Проекта DVB. После этого спецификации передаются в институт ETSIn комитет СЕЫЕ1ЕКкак проект регионального международного стандарта.
Работа участников Проекта DVB направлена на создание методов доставки потоков MPEG-2 от студии до потребителя по различным сетям. Стандарты, разработанные в рамках Проекта DVB, применяются в системах цифрового вещания видео-, аудиоинформации и данных, по спутниковым кабельным и наземным сетям и определяют соответствующие системные рекомендации для кабельного телевидения (DVB-C), наземного (DVB-T) и спутникового (DVB-S) телевизионного вещания, а также микроволнового многоточечного распределения (DVB-MC/MS) и других задач (сопряжение сетей, измерения и пр.).
Стандарты DVB распространяются на любую форму высокоскоростного цифрового вещания, включая программное обеспечение, электронные газеты, потоки протоколами Интернет (1Р) или Web-страницы. Они задают нормы на некоторые специфические средства передачи информации, чтобы определить рекомендуемые комбинации технических параметров, например, модуляции и кодирования с прямым исправлением ошибок, обеспечивающих взаимодействие различных подсистем. Развивая структуру транспортного потока, определенную в стандартах MPEG, стандарты DVB обеспечивают повышение устойчивости систем передачи, уменьшая в конечном счете стоимость цифровой системы вещания.
В настоящее время многочисленные службы вещания, ориентированные на стандарты DVB, введены в эксплуатацию во многих странах мира. Цифровое оборудование для профессионального, коммерческого и потребительского приложений, удовлетворяющее требованиям норм Проекта DVB, является доступным на рынке и маркируется особой эмблемой DVB.
Стандарт цифрового спутникового телевизионного вещания DVB-S используется в большинстве стран мира, где принимаются программы спутникового вещания, представленные в этом стандарте. Практически та же ситуация в отношении стандарта кабельного вещания DVB-C. За пределами Европы стандарт цифрового наземного телевизионного вещания DVB-T принят в Австралии, Новой Зеландии, Индии, Египте, Турции и в ряде других стран. Таким образом, стандарты DVB вышли за рамки европейских и приобретают статус международных.
В данном дипломном проекте проведена разработка модулятора квадратурных потоков по стандарту DVB-C цифрового телевидения.
1.РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА РАБОТЫ МОДУЛЯТОРА ГОЛОВНОЙ
СТАНЦИИ ЦИФРОВОГО КТВ.
1.1 Описание структурной схемы головной станции ЦКТВ,
Системами кабельного телевидения называются системы распределения вещательных и не вещательных сигналов, а также разнообразных спутниковых и других сигналов, посредством коаксиальных кабельных и волоконно-оптических линий связи. Тракты передачи в современных системах кабельного телевидения строятся, как правило, по гибридной волоконно-коаксиальной схеме, когда протяженные отрезки от головной станции выполнены в виде волоконно-оптической линии, а подводка к домам и внутридомовая разводка выполнены с помощью коаксиального кабеля.