11.3. Мультиплексоры и ремультиплексоры
Мультиплексор служит для объединения в единый транспортный поток цифровых по- токов от различных источников — кодеров сжатия, выходов других мультиплексоров, инкапсуляторов, выходов приемников-декодеров, генератора PSI/Si таблиц, ECM ге- нератора и EMM инжектора, формирователя ЭПП и т.д. Приходящие сигналы могут иметь разную временную базу (т.е. формироваться с несколько различающимися такто- выми частотами), и задача мультиплексора сформировать асинхронный поток с со- хранением синхронизирующей информации каждого из компонентов. Ранее в четвер- той главе мы рассматривали механизм синхронизации в потоке MPEG-2 с помощью PCR — ссылок на программные часы.
Принцип действия мультиплексора основан на свойствах буфера памяти — инфор- мация записывается в него с одной тактовой частотой, а считывается с другой, более высокой частотой. Если представить себе цепочку последовательно соединенных буфе- ров, синхронизированных таким образом, что выходные пачки импульсов не перекры- ваются во времени, это и будет мультиплексор. В некоторых конструкциях цепочку замыкают в кольцо. Приходящие потоки (как правило, в формате DVB-ASI, однако в старых моделях мультиплексоров могут использоваться и другие стыки) демультиплек- сируются до уровня ПЭП и затем заново «сшиваются» в единый транспортный поток с общей тактовой частотой, синхронизированной с местным источником частоты 27 МГц. Поскольку время прихода пакетов на разные входы не синхронизировано, время их пробега внутри мультиплексора также различается, что может вызвать дрожание меток PCR. Для устранения этого явления для всех ремультиплексируемых сервисов произ- водится коррекция PCR на основе специальных временных меток, вставляемых в пакет на входе мультиплексора. Большинство мультиплексоров оперируют с дескремблиро- ванными потоками, хотя в последнее время появились модели, обрабатывающие скрем- блированные потоки с сохранением всей информации условного доступа.
Основным параметром мультиплексора считается выходная скорость транспортного по- тока, которая у большинства моделей составляет 55...60 Мбит/с. Существуют и образцы со скоростью до 100 Мбит/с. Разумеется, устанавливаемая на выходе скорость потока должна быть по крайней мере не ниже суммы скоростей всех объединяемых потоков. Превышение скорости выходного потока компенсируется введением нулевых (пустых) па- кетов на выходе мультиплексора. Чаще всего используется формат DVB-ASI, в то же время многие модели имеют несколько выходов с различными форматами цифрового сигнала.
В системах с УД мультиплексор (точнее, входящий в его состав скремблер) выпол- няет функцию скремблирования заданных сервисов транспортного потока. Для этого, как мы знаем, генерируется контрольное слово, которое передается в скремблер и на зашифровку в генератор ECM, а затем в составе ECM вводится в транспортный поток. Если программа передается в открытом виде, скремблер обрабатывает ее пакеты конт- рольным словом, состоящим по умолчанию из одних единиц.
Ремультиплексоры представляют собой разновидность мультиплексоров, работающих не с отдельными сервисами, а с мультиплексированными транспортными потоками. Ре- мультиплексор выделяет из приходящих транспортных потоков нужные сервисы и ком- бинирует их в новые транспортные потоки, изменяя при этом соответствующим образом таблицы служебной информации и, если необходимо, режим скремблирования. Ремуль- типлексоры называют еще процессорами транспортного потока (Transport Stream Processor).
Параметры и технические характеристики некоторых моделей мультиплексоров и ремультиплексоров, имеющихся на рынке, приведены в табл. А2 Приложения А.
Паразитные составляющие спектра в полосе рабочих частот не должны превышать уровня минус 55 дБс.
Для цифровых спутниковых систем сбора новостей предлагаются модуляторы, обес- печивающие наряду с ФМ-4 также режимы модуляции ФМ-8 и KAM-16. Эффектив- ность использования спектра в этих режимах выше, но выше и требования к отноше- нию сигнал-шум на приеме. Совсем недавно появились модуляторы, использующие вместо каскадного кодирования по стандарту DVB-S турбокодирование, кратко описан- ное в первой главе. Эти устройства в определенных режимах обеспечивают наиболее эффективное использование пропускной способности канала и могут применяться в отдельных случаях, например, при организации обратных спутниковых каналов.
Модуляторы для сетей кабельного телевидения и для наземного эфирного вещания строятся с учетом соответствующих стандартов и имеют характеристики, отличающиеся от рассмотренных по многим параметрам.
В табл. A3 Приложения А приведены основные параметры некоторых моделей моду- ляторов, выпускаемых промышленностью.