Описание технологии

Технология MVDS

В последнее время все большее внимание уделяется системам беспроводной передачи на частотах выше 20 ГГц. В этой области стандартно используются диапазоны 25-32 ГГц и 40.5-42.5 ГГц.

Нижний диапазон был первоначально освоен в США и Канаде, где системы высокочастотной передачи использовались вместо витой пары при построении телекоммуникационных сетей. В соответствии с назначением, системы получили название LMDS (Local Multipoint Distribution Service). Сейчас технология LMDS начала использоваться и в Европе, для построения телекоммуникационных, в том числе телевизионных сетей. В частности, полгода назад экспериментальная телевизионная сеть на базе LMDS появилась в Москве ("Теле-Спутник" № 8/98).

Верхний диапазон первоначально был выделен в Европе для аналогового ТВ вещания. В связи с этим системы, работающие на частотах 40.5-42.5 ГГц, получили название MVDS (Multipoint Video Distribution Systems).

Наиболее привлекательным качеством систем MVDS является колоссальная ширина предоставляемого диапазона — 2 ГГц. Это в два с лишним раза превышает диапазон наземного вещания и в 10 раз — частотную полосу систем MMDS.

Однако распространение сигналов в области 40 ГГц имеет свои особенности, которые во многом определяют специфику построения систем MVDS. Затухание миллиметровых волн в атмосфере значительно выше, чем метровых и дециметровых, и сильно зависит от климатических воздействий.

Еще одной особенностью волн этого диапазона является прямолинейность их распространения. Они не способны огибать даже небольшие препятствия, а напротив — отражаются от них практически без искажений. Практика показала, что на частоте 40 ГГц удовлетворительно принимаются сигналы, прошедшие 4-кратное отражение. Это свойство может использоваться при проектировании высокочастотных систем раздачи сигнала.

Рис. 14. LNB MVDS

Малый радиус распространения миллиметровых волн определил применение техники MVDS в сетях с маломощными передатчиками, построенных по сотовому принципу. Широкая полоса в сочетании с сотовой структурой делает эту технику очень подходящей для организации интерактивных мультимедийных сетей, включающих телевидение, телефонию, видеоконференции, высокоскоростной доступ к Интернет и передачу данных.

Аппаратура MVDS может использоваться как самостоятельно, так и в составе гибридных кабельных сетей, для организации последней мили.

В системах MVDS могут применяться как аналоговый, так и цифровой способы передачи информации, а также различные системы модуляции. Однако для целей построения мультимедийных сетей актуальна разработка чисто цифровых систем, совместимых со стандартами DVB-С или DVB-S. Это позволяет использовать аппаратуру MVDS в гибридных телевизионных сетях, вместо коаксиального кабеля для раздачи сигнала абонентам. Кроме того, это дает возможность пользоваться стандартными цифровыми приемниками.

Сравнение двух типов систем выявляет преимущественные сферы их использования.

В “кабельном” типе систем применяются QAM модуляция и ширина каналов 8 МГц, а в “спутниковом” — QPSK модуляция и ширина канала 36-40 МГц.

По приблизительной оценке, системы первого типа позволяют пересылать вчетверо больший объем информации, однако радиус их действия, при одинаковом усилении передающей и приемной аппаратуры, меньше примерно в те же 4 раза.

Рис.15. Транспондер фирмы Marconi

Разницу можно проиллюстрировать сравнением действия двух систем MVDS итальянской фирмы Technosystem. При тестировании обеих систем использовались одинаковые антенны, передатчики одинаковой мощности, и обе работают в полосе 1.2 ГГц.

В таких условиях “спутниковый” вариант MVDS позволял передавать до 30 ТВ каналов и обеспечивал прием сигнала на 25-сантиметровую рупорную антенну в радиусе 10 км, а “кабельный” — до 100 каналов, но на расстояние до 4.5 км при условии приема на 60-сантиметровую антенну.

Очевидно, что второй вариант больше подходит для интерактивных систем с передачей больших объемов индивидуальной информации и услугами типа "почти видео по запросу" (near video on demand), реализация которых требует очень широкого спектра. Он также удобен для организации последней мили кабельных сетей. В этом случае нет необходимости проводить демодуляцию и демультиплексирование сигнала. Ширина частотного диапазона MVDS позволяет разом конвертировать весь спектр сигнала, поступающего из кабеля, в область миллиметровых волн. На приемной стороне спектр переносится обратно в полосу 50-860 МГц и подается к стандартному кабельному цифровому приемнику.

Спутниковый вариант MVDS также имеет свои преимущества. Он больше подходит для раздачи спутникового сигнала. Кроме того, и это самое главное, он позволяет формировать ячейки большего радиуса, что приводит к экономии дорогостоящих передатчиков. Этот вариант больше подходит для местности с малой плотностью застройки.

Мультимедийная сеть MVDS строится на базе головной станции. При формировании информационных потоков могут использоваться самые разнообразные источники — Интернет, эфирные, кабельные и спутниковые телевизионные каналы, различные местные источники информации. Аналоговые сигналы преобразуются в цифровой вид в MPEG-2 кодерах. Формирование сервисной информации, канальное кодирование и модуляция осуществляются в соответствии с одним из двух стандартов — DVB-С или DVB-S.

Дата добавления: 2014-11-08