CZ13599U1 - Zapojení pozemní sítě digitální televize a rozhlasu - Google Patents

Description

Zapojení pozemní sítě digitální televize a rozhlasu

Oblast technikv

Předkládané technické řešení se týká zapojení pozemní digitální vysílací sítě pro přechod na vysílání televize a rozhlasu v digitální formě, tzv. DVB-T a DAB, k jejíž realizaci se naše republika zavázala mezinárodními smlouvami.

Dosavadní stav technikv

Dosud známá navrhovaná řešení jsou založena na zapojení vysílací sítě z vysílačů středních výkonů, řádově jednotky až stovky kilowatt, umístěných až 70 km od sebe na stávajících vysílacích střediscích, které by měly pokrýt prostor území republiky. Zároveň na dokiytí míst, která nebudou z vysílačů středních výkonů včleníte krajině pokryta, se počítá se zařazením několika set opakovačů. Hlavní nevýhodou tohoto dosud známého řešení jsou poměrně vysoké náklady na vybudování sítě a navíc toto řešení nezajišťuje přímou interaktivitu s divákem či posluchačem.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení pozemní vysílací sítě pro vysílání televize nebo rozhlasu v digitální formě založené na stávající existující síti tvořené řetězcem sestávajícím z přijímací a vysílací části. Přijímací část sestává ze satelitu propojeného mikrovlnnou trasou s přijímací satelitní anténou oblastního přijímače celostátních programů, jehož výstup je přes přenosové cesty audiovizuálních složek jednotlivých programů, z nichž každá je tvořena satelitním přijímačem sériově propojeným s kodérem MPEG 2, připojeným dále k multiplexeru, k němuž je případně připojen přes další kodér MPEG 2 výstup z vysílače místního programu. Výstup multiplexeru je připojen na OFDM modulátor, jehož výstup je výstupem přijímací části. Podstatou předkládaného řešení je nové vytvoření vysílací části pozemní sítě, kdy výstup OFDM modulátoru je přímo spojen s prvním distribučním bodem přenosového distribučního systému sestávajícího z řady 1 až n distribučních větví, kde n je počet potřebný k pokrytí dané oblasti. Tento první distribuční bod je společný všem distribučním větvím, z nichž každá má na druhém konci druhý distribuční bod, který je spojen se vstupem příslušného prvního až n-tého vysílače DVB-T nebo DAB malého výkonu, to je vysílačem s maximálním vyzářeným výkonem v řádu desítek až stovek wattů, majícího na výstupu první až n-tou vysílací anténu.

V jednom provedení jsou větve přenosového distribučního systému tvořeny mikrovlnnými pojítky a vysílače DVB-T nebo DAB malého výkonu obsahují konvertor překládání datových paketů na nosnou frekvenci vysílacího kanálu.

V jiném provedení jsou větve přenosového distribučního systému tvořeny optickými kabely a vysílače DVB-T nebo DAB malého výkonu obsahují optočlen pro transformaci optického signálu na signál elektrický.

V dalším výhodném provedení je přenosový distribuční systém vytvořen jako duplexní s obousměrnými distribučními větvemi, kdy na vstup zpětného směru druhého distribučního bodu každé distribuční větve je připojen výstup přijímače zpětného signálu, na jehož vstup je připojen výstup příslušné přijímací antény a jehož výstup je spojen se vstupem zpětného směru druhých distribučních bodů distribučních větví. Výstup prvního distribučního bodu je spojen se vstupem jednotky řízení a přenosu dat, která při simplexním zapojení ani v dosavadních systémech není. V praxi budou vysílače DVB-T nebo DAB a přijímače zpětného signálu vytvořeny jako bloky přijímač/vysílač, tedy jako tzv. transceiver.

Ve většině případů jsou vysílače DVB-T a/nebo DAB malých výkonů od sebe vzájemně vzdáleny v rozmezí 500 m až 4 km. Výhodné je, jsou-li tyto vysílače například umístěny na

- 1 CZ 13599 Ul pozicích převaděčů GSM nebo na stožárech vysokého napětí nebo na železničních stanicích, včetně přijímačů zpětného signálu v případě duplexní varianty.

Výhodou nového zapojení pozemní sítě digitální televize a rozhlašuje, že je tvořeno hustou sítí sestávající se z vysílačů malých výkonů, kde vzdálenost mezi jednotlivými vysílači se může pohybovat v rozmezí 500 m až 4 km. Je tak zajištěno velmi dobré pokrytí signálem v husté zástavbě i uvnitř budov, což vysílače vzdálené od místa pokrývání i s podstatně vyšším výkonem nedokáží. Současně síť zapojená obdobně, jako síť GSM, umožňuje oboustrannou komunikaci a tudíž i plánovanou interaktivitu s divákem a posluchačem.

Další nespornou výhodou zapojení sítě navrhovaným způsobem je to, že lze výhodně umístit vysílače DVB - T aDAB včetně přijímačů zpětného signálu na pozicích převaděčů GSM, na stožárech vysokého napětí, nebo na železničních stanicích, kde je již vybudována infrastruktura, jsou k dispozici optická vedení a možnost napájení elektrickým proudem.

Pro zapojení malovýkonové sítě s velkým množstvím vysílačů lze lépe získat pro celé území republiky jeden kmitočet, než u vysílačů s velkými výkony. Toto zapojení odpovídá požadavku na vytvoření jednofrekvenční sítě SFN, což při zapojení sítě vysílačů středních výkonů nelze zajistit, protože převážná část televizního spektra je již dnes hustě obsazena a pro střední, nebo velké výkony nejsou další volné kanály, hlavně v pohraničních oblastech.

Navrhované zapojení bude vytvářet krajskou respektive oblastní buňku, to znamená zdroj DVBT aDAB signálu by měl být v každém krajském nebo oblastním městě a rozváděn pomocí mikrovlnných tras, nebo optických vedení na jednotlivá vysílací místa v obcích spadajících do správního rajónu kraje nebo oblasti. To pak umožňuje dodávat občanům vlastního kraje respektive oblasti specifické informace, týkající se pouze daného území.

Přehled obrázků na výkresech

Příklad provedení zapojení pozemní sítě digitální televize a rozhlašuje schematicky naznačen na přiloženém výkrese.

Příklad provedení technického řešení

Příklad zapojení pozemní sítě digitální televize a rozhlasu sestává z přijímací a vysílací části. Přijímací část tvoří satelitní anténa i oblastních přijímačů celostátních programů. Výstup těchto přijímačů je přes přenosové cesty audiovizuálních složek jednotlivých programů připojen na vstup kodérů 6, 7, 8 MPEG 2 jejichž výstup je propojen na vstup multiplexeru 10, jehož výstup je propojen se vstupem OFDM modulátoru 11. V uvedeném příkladě jsou uvažovány tři přenášené programy, takže jsou naznačeny tři přenosové cesty. Každá z nich je tvořena příslušným prvním až třetím satelitním přijímačem 2, 3, 4, sériově propojeným s příslušným prvním až třetím kodérem 6, 7, 8 MPEG 2. Výstup prvního až třetího kodéru 6, 7, 8 je připojen k multiplexeru 10, k němuž jev daném případě připojen přes čtvrtý kodér 9 MPEG 2 výstup z místního studia 5. Výstup multiplexeru 10 je pak tedy připojen na OFDM modulátor 11, jehož výstup je výstupem přijímací části a je připojen přímo na vstup distribuční části. Tato distribuční část je na svém vstupu tvořena prvním distribučním bodem 12 přenosového distribučního systému sestávajícího z řady 1 až n distribučních větví, kde n je počet potřebný k pokrytí dané oblasti. V uvedeném příkladě jsou naznačeny tři z těchto distribučních větví, a to první, druhá a n-tá. První distribuční bod 12 je společný všem distribučním větvím, z nichž každá má na druhém konci druhý distribuční bod 13a, 13b a 13n, který je spojen se vstupem příslušného prvního, druhého až n-tého vysílače 14a, 14b až 14n DVB-T nebo DAB malého výkonu. Každý z prvního, druhého a n-tého vysílače 14a, 14b a 14n má na výstupu první respektive druhou nebo n-tou vysílací anténu 15a. 15b a 15n. Distribuční větve přenosového distribučního systému mohou být tvořeny buď mikrovlnnými pojítky a pak vysílače 14a až 14n DVB-T nebo DAB malého výkonu obsahují konvertor překládání datových paketů na nosnou frekvenci vysílacího

-2CZ 13599 Ul kanálu, nebo optickými kabely a pak vysílače 14a až 14n DVB-T nebo DAB malého výkonu obsahují optočlen pro transformaci optického signálu na elektrický signál.

Přenosový distribuční systém lze vytvořit jako simplexní, tedy jednosměrný, nebo jako duplexní s obousměrnými distribučními větvemi, jak ukazuje přiložené schéma. V tomto případě je na vstup zpětného směru druhého distribučního bodu 13a až 13n každé distribuční větve připojen výstup prvního až n-tého přijímače, zde tedy prvního přijímače 17a, druhého přijímače 17b a ntého přijímače 17n zpětného signálu, na jehož vstup je připojen výstup příslušné první, druhé a n-té přijímací antény 16a, 16b a 16η. V praxi bude realizace prvního až n-tého vysílače 14a až 14n DVB-T nebo DAB a prvního až n-tého přijímače 17a až 17n zpětného signálu řešena formou bloku přijímač/vysílač. Výstup prvního distribučního bodu 12 je spojen se vstupem jednotky 18 řízení a přenosu dat a zpracování zpětných informací.

Z přijímací satelitní antény I je signál celostátních programů přiveden na první až třetí satelitní přijímač 2, 3, 4 a odtud na první až třetí kodér 6, 7, 8 MPEG 2 a signál z místního studia 5 je přiveden na čtvrtý kodér 9 MPEG 2. Z výstupů prvního až čtvrtého kodéru 6, 7, 8, 9 je signál veden na vstup multiplexeru 10 a z jeho výstupu na vstup OFDM modulátoru 1L Dále je signál veden simplexním nebo duplexním přenosovým distribučním systémem na vstupy prvního, druhého a n-tého vysílače 14a, 14b a 14n DVB -T a odtud do příslušné vysílací antény 15a, 15b, 15c. Distribuce signálu se provádí přímo ve formátu OFDM. V mikrovlnných trasách se přenáší přímo v kmitočtovém pásmu o šířce 7,6 MHz, na vysílačích DVB-T nebo DAB se překládá na nosnou frekvenci vysílacího kanálu, která je synchronizována pomocí kmitočtového normálu odvozeného ze sítě GPS, nebo pomocí pilotního kmitočtu přenášeného současně s datovým signálem. V případě optických vedení lze přenášet digitální signál přímo na frekvenci vysílacího kanálu a na vysílači DVB-T nebo DAB ho pouze převést do elektrické podoby. Lze tak značně snížit náklady na vybudování sítě a jednoduše zajistit její plnou synchronnost.

Zpětné informace od diváka se přenášejí pomocí příslušné první, druhé nebo n-té přijímací antény 16a, 16b, 16n, která je umístěna na stožáru vysílače a jejíž výstup je spojen se vstupem příslušného prvního, druhého nebo n-tého přijímače zpětného signálu 17a, 17b, 17n, jehož výstup je spojen se vstupem zpětného směru mikrovlnné trasy nebo optického vedení, tedy se zpětným směrem druhého distribučního bodu 13a, 13b či 13n. Výstup prvního distribučního směru 12 je spojen se vstupem jednotky 18 řízení a přenosu dat, tedy zde se vstupem řídícího počítače sítě.

Průmvslová využitelnost

Zapojení podle uvedeného technického řešení lze využít při stavbě sítí DVB-T a DAB.

Claims (8)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zapojení pozemní sítě digitální televize a rozhlasu složené z přijímací a vysílací části, kde přijímací část sestává ze satelitní antény (1) a satelitních přijímačů (2, 3, 4) sériově propojenými s příslušnými kodéry (6, 7, 8) MPEG 2, jejichž výstupy jsou připojeny ke vstupu multiplexeru (10), k němuž je případně připojen přes další kodér (9) MPEG 2 výstup ze zdroje místního programu a kde výstup multiplexeru (10) je připojen na OFDM modulátor (11), jehož výstup je výstupem přijímací části, vyznačující se tím, že výstup OFDM modulátoru (11) je přímo spojen se vstupem distribuční části tvořeným prvním distribučním bodem (12) přenosového distribučního systému sestávajícího z řady 1 až n distribučních větví, kde (n) je počet potřebný k pokrytí dané oblasti a kde tento první distribuční bod (12) je společný všem distribučním větvím, z nichž každá má na druhém konci druhý distribuční bod (13a) až (13n), který je spojen se vstupem příslušného prvního až n-tého vysílače (14a) až (14n) DVB-T nebo DAB

   -3 CZ 13599 Ul malého výkonu s maximálním vyzářeným výkonem v řádu desítek až stovek wattů, majícího na výstupu první až n-tou vysílací anténu (15a) až (15n).
2. 2. Zapojení podle nároku 1, vyznačující se tím, že distribuční větve přenosového distribučního systému jsou tvořeny mikrovlnnými pojítky a vysílače (14a) až (14n) DVB-T nebo DAB malého výkonu obsahují konvertor k překládání datových paketů na nosnou frekvenci vysílacího kanálu synchronizovanou pomocí signálu GPS, nebo pilotem, přenášeným s datovým signálem.
3. 3. Zapojení podle nároku 1, vyznačující se tím, že distribuční větve přenosového distribučního systému jsou tvořeny optickými kabely a vysílače (14a) až (14n) DVB-T nebo DAB malého výkonu obsahují optočlen pro transformaci optického signálu na elektrický signál.
4. 4. Zapojení podle kteréhokoli z nároků laž3, vyznačující se tím, že přenosový distribuční systém je vytvořen jako duplexní s obousměrnými distribučními větvemi, kdy na vstup zpětného směru druhého distribučního bodu (13a) až (13n) každé distribuční větve je připojen výstup prvního až n-tého přijímače (17a) až (17n) zpětného signálu, na jehož vstup je připojen výstup příslušné první až n-té přijímací antény (16a) až (16n) a jehož výstup je spojen se vstupem zpětného směru druhých distribučních bodů (13a), (13b) a (13n) distribučních větví, přičemž výstup prvního distribučního bodu (12) je spojen se vstupem jednotky (18) řízení a přenosu dat.
5. 5. Zapojení podle nároku 4, vyznačující s e t í m , že první až n-tý vysílač (14a) až (14n) DVB-T nebo DAB a první až n-tý přijímač (17a) až (17n) zpětného signálu jsou tvořeny prvním až n-tým přijímačem/vysílačem.
6. 6. Zapojení podle kteréhokoli z nároků laž5, vyznačující se tím, že vysílače (14a) až (14n) DVB-T a/nebo DAB malých výkonů jsou umístěny na pozicích převaděčů GSM a/nebo na stožárech vysokého napětí a/nebo na železničních stanicích.
7. 7. Zapojení podle kteréhokoli z nároků 4 až 6, vyznačující se tím, že spolu s vysílači (14a) až (14n) DVB-T a/nebo DAB malých výkonů jsou na pozicích převaděčů GSM a/nebo na stožárech vysokého napětí a/nebo na železničních stanicích umístěny i přijímače (17a) až (17n) zpětného signálu.
8. 8. Zapojení podle kteréhokoli z nároků 1 až 7, vyznačující se t í m, že vysílače (14a) až (14n) DVB-T a/nebo DAB malých výkonů jsou od sebe vzájemně vzdáleny v rozmezí 500 m až 4 km.