Оглавление
[ПОЗДРАВЛЕНИЕ] 1
ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ И ПРИОРИТЕТЫ ОТРАСЛИ 2
ДУАЙЕН ЦИФРОВОГО ТВ-ВЕЩАНИЯ 5
МЕТОДИКА КОРРЕКЦИИ НЕЛИНЕЙНОСТИ УСИЛИТЕЛЯ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПЕРЕДАТЧИКА, Л.Б. Калинин, Н.А. Яковлев 19
ИТОГИ 10-ЛЕТНЕГО РАЗВИТИЯ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ МГТС 24
НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ В СИСТЕМАХ ТЕЛЕВИДЕНИЯ, В.Н. Безруков, А.В. Балобанов, И.В. Власюк 26
РКСС: ПРИОРИТЕТНЫЙ ВЕКТОР РАЗВИТИЯ - БЕЗОПАСНОСТЬ 35
SATNET-2012: НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА КОНВЕРГЕНЦИЮ СЕТЕЙ 40
УСИЛИТЬ НАУЧНУЮ СОСТАВЛЯЮЩУЮ 42
КОНСТАНТИН ЛАНИН: «РЫНОК VSAT ГОТОВИТСЯ К ПРЫЖКУ», Беседовала И.А. Богородицкая 46
САМЕР ХАЛАВИ: «THURAYA ОТКРЫТА ДЛЯ СОТРУДНИЧЕСТВА», Беседовала И.А. Богородицкая 52
МИНКОМСВЯЗИ БЕРЕТ КУРС НА ОТКРЫТОСТЬ 56
ТЕХНИЧЕСКАЯ ВОЗМОЖНОСТЬ ОРГАНИЗАЦИИ МАГИСТРАЛЬНЫХ СПУТНИКОВЫХ КАНАЛОВ В КА-ДИАПАЗОНЕ, В.К. Зарубин, Б.А. Локшин, Ю.Ю. Орлов 59
КОНВЕРГЕНЦИЯ И ДИВЕРГЕНЦИЯ ТЕХНОЛОГИЙ И СЕРВИСОВ В СЕТЯХ VSAT KU- И КА-ДИАПАЗОНОВ 65
ПАМЯТИ ШТЕФАНА КОЛЛАРА 76
ОПТИЧЕСКИЙ РЕФЛЕКТОМЕТР НА ОСНОВЕ ИЗМЕРЕНИЙ ОТНОШЕНИЯ ЛАНДАУ – ПЛЯЧЕКА, В.А. Бурдин 81
ПРИЧИНЫ ОГРАНИЧЕНИЯ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ В ЦИФРОВЫХ АБОНЕНТСКИХ ЛИНИЯХ, ОРГАНИЗОВАННЫХ В НЧ-КАБЕЛЯХ СО ЗВЕЗДНЫМИ ЧЕТВЕРКАМИ, В. Шчепанович 89
ХАРАКТЕРИСТИКИ МНОГОПРОЛЕТНОЙ СИСТЕМЫ DWDM С КАНАЛАМИ 40 ГБИТ/С DPSK В СЕТКЕ 50 ГГЦ 94
[ПОЗДРАВЛЕНИЕ] 101
ПОЖАРОБЕЗОПАСНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ: ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ РЕШЕНИЯ, И.А. Овчинникова 102
"УМНЫЙ ДОМ» — В КАЖДЫЙ ДОМ И ОФИС 111
В ПРЕДДВЕРИИ ЮБИЛЕЯ МГТС 113
[ПОЗДРАВЛЕНИЕ] 115
[ПОЗДРАВЛЕНИЕ]
| 30.06.2012 |
| Электросвязь |
| Москва |
| 23 |
| 6 "6" |
ПОЗДРАВЛЯЕМ ЮБИЛЯРА!
8 июня исполнилось 75 лет Евгению Алексеевичу Манякину.
Евгений Алексеевич после окончания в 1959 г. Московского электротехнического института связи начал трудовую биографию, работая инженером в НИИР.
В 1980 г. он был назначен начальником Главного планово-финансового управления Министерства связи СССР. В 1.983—1991. гг. Е.А. Манякин занимал должность заместителя министра связи СССР. На этом ответственном посту он руководил экономическим направлением развития отрасли, способствовал внедрению новых технологий в почтовой связи.
Евгений Алексеевич стоял у истоков создания Регионального содружества в области связи. Под его руководством были разработаны основополагающие документы, регулирующие межгосударственные отношения в области связи. Е.А. Манякин с 1991 по 2003 гг. был генеральным директором Исполкома РСС и внес большой вклад в укрепление сотрудничества между администрациями связи РСС.
С 2003 г. Евгений Алексеевич - советник председателя Совета глав РСС, а с 2006 г. - еще и помощник генерального директора ФГУП «Почта России».
Е.А. Манякин награжден орденами Трудового Красного Знамени и Дружбы народов, российскими и иностранными медалями, имеет звание «Почетный радист». Евгений Алексеевич - кандидат экономических наук, академик MAC.
Редколлегия и редакция журнала «ЭЛЕКТРОСВЯЗЬ» поздравляют Евгения Алексеевича и желают ему крепкого здоровья!
| ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ И ПРИОРИТЕТЫ ОТРАСЛИ |
| 30.06.2012 |
| Электросвязь |
| Москва |
| 3 |
| 6 "6" |
Состоялась коллегия Минкомсвязи России
В расширенном заседании Коллегии Министерства связи и массовых коммуникаций России (15 мая 2012 г., Москва) приняли участие представители регуляторов и органов власти, отвечающих за развитие отрасли, а также бизнес-сообщества. Выступавшие говорили о наиболее актуальных вопросах, стоящих перед отраслью, обсуждали перспективы ее развития.
И. Щёголев, исполняющий обязанности министра связи и массовых коммуникаций Российской Федерации, в своем докладе обозначил и то, что уже удалось сделать (в 2011 г. рынок информационных технологий вернулся к устойчивому развитию и приблизился к 900 млрд руб.; рост составил 14,7%), и первоочередные рабочие планы, в основу которых были положены приоритеты, намеченные президентом страны В.В. Путиным. Это обеспечение условий для демографического рывка (к 2018 г. суммарный коэффициент рождаемости должен достигнуть 1,753), ускоренное развитие Сибири и Дальнего Востока (к 1 июля администрация связи представит свою позицию по обеспечению ИКТ-услугами населения труднодоступных регионов), создание к 2020 г. 25 млн современных рабочих мест, построение новой, «умной» экономики. Доля продукции высокотехнологичных отраслей экономики, к которым относится и отрасль связи, в валовом внутреннем продукте (ВВП) к 2018 г. должна вырасти относительно уровня прошлого года, по прогнозам, в 1,3 раза.
Решение этих задач непосредственно связано с ИКТ: недавние исследования доказывают прямое влияние состояния телеком-инфраструктуры на объем ВВП: рост проникновения ШПД на 10% приводит к увеличению ВВП страны на 1%, удвоение средней скорости ШПД способствует повышению ВВП на 0,3%. При этом функции регулятора, подчеркнул И. Щёголев, заключаются в формировании конкурентной среды, стимулирующей снижение тарифов на доступ и повышение скорости передачи данных.
Основные достижения отрасли за 2008-2011 гг.:
- реформа «Ростелекома», который из простого магистрального оператора в результате синергического эффекта от слияния межрегиональных компаний превратился в «национального чемпиона» — полновесного четвертого игрока на рынке, участника крупнейших федеральных проектов;
- веб-трансляция выборов 4 марта (см. «ЭС», 2012, N 3, с. 2);
- конверсия радиочастотного спектра, вернее модели, которые могут сделать ее эффективной, — чтобы и государство предоставило операторам административный ресурс, и бизнес вложился, обеспечив тем самым развитие технологий 4G. В начале мая были объявлены конкурсы на частоты под LTE — теперь дело за участниками рынка. И.О. министра высказал предположение, что Москва попадет в десятку крупных городов, где уже в 2012 г. заработают сети LTE;
- проект внедрения мобильной связи на трассе Чита—Хабаровск, где также использовалась модель частно-государственного партнерства с участием всех крупнейших компаний. Было установлено свыше 300 базовых станций, более 100 антенно-мачтовых сооружений. Проект стал первым ярким примером совместного использования операторами сетевой инфраструктуры;
- международный роуминг. Эту задачу администрация связи решает путем переговоров с отдельными странами;
- снижение административных барьеров. Сроки получения разрешения на использование частот сократились, по словам министра, до полутора месяцев;
- переход к практике принятия обобщенных решений, в частности, для Ка- и Ки-диапазонов;
- упрощение процедуры лицензирования;
- существенно изменившийся ландшафт взаимодействия государства и граждан, государства и предпринимателей в результате запуска портала госуслуг, где представлено 900 федеральных, 12 тыс. региональных и 23 тыс. муниципальных услуг, которыми могут воспользоваться 2 млн зарегистрированных пользователей. К 2018 г. государственные и муниципальные услуги в электронном виде, напомнил глава Минкомсвязи, должны получать не менее 70% россиян;
- переход на электронное взаимодействие между различными ведомствами. С ноября 2011 г. было произведено 57 млн обменов данными;
- координация информационных расходов всех государственных органов;
- технопарки как важная часть инфраструктуры поддержки инноваций.
По сути, все перечисленное, подчеркнул И. Щёголев, так или иначе работает на новую экономику.
Исполняющий обязанности заместителя Председателя Правительства Российской Федерации Д. Рогозин акцентировал внимание на стратегических вопросах обеспечения кибербезопасности России в глобальном мировом пространстве. Решение вопросов безопасности в информационной сфере, считает вице-премьер, должно осуществляться по нескольким направлениям: это системная работа на международном уровне, осознание современных угроз, существующих в мировом киберпространстве, и поиск путей борьбы с ними, совместная выработка международных документов в этом направлении. А главное — необходимо срочно стимулировать разработку и производство отечественного современного телеком-оборудования и ПО, а также технических регламентов, в которых были бы прописаны требования к устойчивости оборудования и безопасности использования сетей связи специального назначения.
О реализации ФЦП по цифровизации телерадиовещания рассказал генеральный директор ФГУП РТРС А. Романченко. За 2009-2012 гг. завершено строительство 1200 объектов вещания и 40 центров формирования мультиплексов. Цифровое вещание начато в 41 регионе страны, где проживает свыше 43 млн человек. В регионах, где вещание осуществлялось в стандарте DVB-T, сети переводятся на стандарт DVB-T2. На завершающей стадии работы по созданию спутников «Экспресс-АМ5» и «Экспресс-АМ6», начало эксплуатации которых в 2013 г. позволит обеспечить доставку цифрового сигнала первого мультиплекса как в европейскую часть страны, так и на территорию Сибири и Дальнего Востока, а также организовать трансляцию региональных каналов.
По материалам пресс-службы Минкомсвязи России
| ДУАЙЕН ЦИФРОВОГО ТВ-ВЕЩАНИЯ |
| 30.06.2012 |
| Электросвязь |
| Москва |
| 4, 5, 6, 7, 8 |
| 6 "6" |
К 90-ЛЕТИЮ М.И. КРИВОШЕЕВА
Мировая инфокоммуникационная общественность готовится отметить 40-летие международной стандартизации цифрового многофункционального ТВ-вещания и ТВЧ (МСЭ-Р, Документ N 6/57 от 7 июня 2012 г.). Эту дату связывают с собранием 11-й Исследовательской комиссии по телевещанию (ИК 11), которое состоялось в Женеве 5-18 июля 1972 г. В процессе стандартизации активно участвовали представители многих государств. Большую роль в подготовке основополагающих документов и их принятии сыграла деятельность Международного союза электросвязи, в рамках которого еще в 1948 г. и была создана ИК 11, в 2000 г. вошедшая в состав ИК 6 (вещание).
Символично, что 30 лет, с самого начала стандартизации цифрового ТВ-вещания, этот процесс возглавлял Марк Иосифович Кривошеев, которому 30 июля исполняется 90 лет. М.И. Кривошеев — старейший российский ученый и специалист в области телевещания, один из плеяды создателей современного телевидения, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РСФСР, главный научный сотрудник НИИ Радио.
На основе введенного им в телевизионную науку глобального подхода к развитию ТВ-вещания была создана новая методология, успешно использованная при разработке более 100 рекомендаций. Понадобились глубокие знания, огромная воля, умение мотивировать строгими фактами и доводами, чтобы достичь таких результатов.
Вклад М.И. Кривошеева в разработку цифрового интерактивного телевизионного вещания трудно переоценить, но больше всего ученый гордится тем, что весь мир признает приоритет нашей страны в деле стандартизации цифрового ТВ-вещания. Более 60 лет такая стратегически важная сфера, как международная стандартизация телевещания, развивается при непосредственном творческом участии представителей России.
Марк Иосифович впервые сумел объединить усилия специалистов многих стран, нацеленные на создание надежного фундамента цифрового телевещания в виде пакета рекомендаций, ставших мировыми стандартами для телецентров, наземных и спутниковых систем. Все это сэкономило значительные средства и время для развития многофункционального цифрового телевидения, которое является важной компонентой информационного общества России и мира.
Марк Иосифович Кривошеев родился 30 июля 1922 г. в Полтаве. В жизни, он говорит, ему везло (и это при том, что в семь лет мальчик остался без отца). Учился в Полтавской общеобразовательной школе N 10 имени В.Г. Короленко. Крутая, говоря современным языком, была школа: в списке ее почетных выпускников главный конструктор ОКБ ракетостроения, строительства космической и авиационной техники, дважды Герой Социалистического Труда В.Н. Челомей, руководитель подпольной комсомольской организации «Непокоренная полтавчанка» Герой Советского Союза Елена Убийвовк, актриса Ада Роговцева (тоже, между прочим, Герой — только Украины), а также «основоположник современного телевидения, доктор технических наук, Почетный связист Украины М.И. Кривошеев». Там же, в Полтаве, в Доме пионеров Марк участвовал в создании приемника для механического телевидения — было радиолюбителю 11 лет.
Повезло М. Кривошееву и позже, когда он, студент Московского института инженеров связи (МИИС), помогал восстанавливать учебные лаборатории на кафедре профессора С.И. Катаева. В 1944 г. Москва была еще затемнена, и в МИИС к С.И. Катаеву приезжали С.В. Новаковский, А.А. Расплетин, И.С. Джигит и другие корифеи. Собираясь по вечерам, они создавали новый ТВ-стандарт 625 строк, дискутировали по поводу основных принципов и формулировок. Стандарт рождался у него на глазах. Так М.И. Кривошеев впервые приобщился к электронному телевидению, ставшему в дальнейшем делом всей его жизни. Студента-трудоголика пригласил на работу главный инженер Московского телецентра (МТЦ) С.В. Новаковский: из эвакуации привезли оборудование, и надо было поднимать стойки, заниматься другими такелажными работами. Но вскоре с должности грузчика Марка перевели на настройку камер.
Первая телепередача, в которой он участвовал, состоялась 7 мая 1945 г. Марк Иосифович вспоминает: «Я никогда не забуду этот день. Вечером в Большом театре должны были собраться разобщенные войной выдающиеся деятели радио на мероприятие, посвященное учреждению Дня Радио, а затем и Общества имени А.С. Попова. Ответственность за это лежала на заместителе наркома связи СССР А.Д. Фортушенко, который до войны был первым главным инженером московского телецентра. Он знал о готовящейся исторической трансляции, рано утром приехал в телецентр, чтобы лично убедиться, что передача состоится. Как председатель этого исключительно важного собрания радистов, он не мог во время передачи присутствовать на Шаболовке».
Это было потрясающее событие. Еще не кончилась война, а Москва выпустила телевизионную программу по стандарту 343 строки! При этом использовалось оборудование RCA, созданное В.К. Зворыкиным. (Этот замечательный человек, уроженец города Мурома, внес, по мнению М.И. Кривошеева, самый большой вклад в создание телевидения: «Приоритет Зворыкина в сфере телевидения признан всем миром: никого рядом не поставишь. Голова думала, руки делали. Не только патенты написал, но и все главное создал: и трубку, и камеру, и кинескоп». Впервые они встретились^ июле 1957 г. в Париже на симпозиуме по цветному телевидению. Запомнилась фраза основателя телевещания: «Если большевики сделали в Муроме телевидение, то я за советскую власть».)
Знаменательно, что практически всего через месяц после окончания тяжелейшей Второй мировой войны, 12 октября 1945 г., вышло решение правительства о реконструкции МТЦ и строительстве новых телецентров в Ленинграде и Киеве. Оно, в частности, предусматривало подготовку группы студентов МИИС для восстановления московского ТЦ. В нее вошел и М. Кривошеев, которого по рекомендации С.И. Катаева взял на преддипломную практику в свою лабораторию в НИИ-108 выдающийся ученый в области телевидения и радиолокации А.А. Расплетин.
В дипломной работе, пожелтевшие листы которой до сих пор хранятся в одной из многочисленных папок бесценного по исторической значимости архива М.И. Кривошеева, приведен расчет генератора строчной развертки с демпфирующим диодом. До этого все расчеты велись для частоты строчной развертки примерно 8 кГц, при этом паразитные емкости отклоняющих катушек не учитывались. А для стандарта 625 частота строк была 15625 Гц. Впервые потребовалось вывести формулы для расчета упомянутой схемы, в том числе с учетом паразитных емкостей. Позже эти расчеты стали широко использоваться инженерами.
Впервые растр на 625 строк М.И. Кривошеев получил в лаборатории А.А. Расплетина летом 1946 г. на созданном им блоке развертки. После этого был сформирован ряд сигналов, демонстрирующих высокое качество картинки. С тех пор мир работает на стандарте 625 строк с параметрами этой развертки. Она использовалась при разработке первых телевизоров на стандарте 625 строк на заводе им. Козицкого в Ленинграде. За прошедшие годы в телевизорах и камерах изменилось все: входная часть, усилители, а основные параметры базовой развертки для черно-белого и цветного изображения сохранились и при цифровом телевещании.
3 сентября 1948 г. М.И. Кривошееву, в то время уже руководителю аппаратно-студийного комплекса, посчастливилось «нажать кнопку» — первым вывести в эфир сигналы ТВ-программы в стандарте 625 строк. Причем Марк Иосифович всегда подчеркивает, что это не его стандарт: он лишь первым вывел картинку в эфир. Телевидение в стандарте 625 строк сегодня смотрят более шести миллиардов человек.
В июле 1948 г. в Стокгольме был создан специальный орган по телевещанию — 11-я Исследовательская комиссия Международного консультативного комитета по радио (МККР). Наш стандарт 625 строк еще никто не видел, специалисты других стран могли ознакомиться с ним только в Москве и только в телецентре. Следует отметить такой факт: когда приехали американцы со своей испытательной таблицей стандарта 525 строк, введенного в США в 1946 г., они захотели все проверить сами и поставили перед камерой испытательную таблицу — картинка получилась великолепная. После секундного молчания все начали обнимать друг друга. Высоко оценивали качество картинки и другие представители. Так состоялся выход М. Кривошеева «на международную арену».
От двух до ста. В 1950 г. М.И. Кривошеев был переведен в Министерство связи СССР, и вскоре его назначили начальником вновь образованного в
Главном радиоуправлении отдела телевидения, УКВ-ЧМ-вещания и радиорелейных линий. Сейчас трудно себе представить, что значит быть начальником такого отдела, когда нет ни планов, ни частот. Все надо было начинать с нуля.
Первый вариант частотного плана для выделенных в то время трех ТВ-каналов ОВЧ-диапазона был разработан М.И. Кривошеевым в 1951 г., его консультировал Б.А Введенский. Этот план, позволивший начать ТВ-вещание во многих городах, использовался при подготовке к первой конференции 1952 г. в Стокгольме, где составлялся частотный план для ТВ-станций Европы. А в 1953 г. он участвовал в VII Пленарной ассамблее МККР и собрании ИК 11, где в отчет МККР, содержащий данные по частотному планированию сетей ТВ, впервые были включены защитные отношения для разработанного в СССР стандарта 625 строк.
В 1961 г. состоялась вторая европейская конференция в Стокгольме, сыгравшая судьбоносную роль в развитии ТВ-вещания: в частотный план в диапазонах ОВЧ и УВЧ были включены станции СССР в зоне примерно 400 км от западных границ. На основе стокгольмского плана ТВ-станции Европы работают в эфире и по сей день. М.И. Кривошеев принимал участие в его создании как делегат СССР и представитель ОИРТ.
В министерстве М.И. Кривошеев занимался разработкой стратегии и готовил старт внедрения в стране всего комплекса средств и сети ТВ- и УКВ-ЧМ-вещания, и поныне работающей в России, объездил столицы всех союзных республик и многие крупные города. Начинал в 1950 г., когда работали всего два телецентра (Москва и Ленинград), а к 1959 г. была создана уже сотня телецентров, мощных ретрансляционных станций и станций УКВ-ЧМ-вещания. Ни одна страна в мире не демонстрировала столь быстрых темпов создания ТВ-сети. Марк Иосифович внес значимый вклад в эти достижения 53 года в НИИРе. Через девять лет министр связи СССР Н.Д. Псурцев подписал приказ о назначении М.И. Кривошеева начальником отдела телевидения и лаборатории ТВ-измерений НИИР. Этот уникальный приказ, в котором министр выдвигал работника центрального аппарата на научную должность в НИИ, до сих пор хранится в отделе кадров института.
Здесь М.И. Кривошеев разрабатывал технические средства ТВ-вещания, стоял у истоков отечественной школы ТВ-измерений. Впрочем, метрологией ему пришлось заниматься задолго до этого. Чтобы измерять параметры на выходе оборудования, требовались новые, более совершенные методы. Хорошие приживались, другие отпадали, поэтому ТВ-метрологии в широком спектре нужно было обеспечить измерение всего: передающих трубок, кинескопов, мониторов, наземных и спутниковых ТВ-каналов и др.
Особенно важная сфера деятельности — участие в работе Технической комиссии (ТК) ОИРТ, которая занималась вопросами техники ТВ-вещания, и в ИК И МСЭ-Р (МККР). В 1954 г. М.И. Кривошеев избирается от СССР членом бюро и вице-председателем группы изучения 3 (ГИ-3), принявшей разработанный в СССР ТВ-стандарт на 625 строк. М.И. Кривошеев работал в ГИ-3 до его избрания в 1970 г. вице-председателем ИК 11 МККР.
40 лет международной стандартизации цифрового многофункционального ТВ-вещания и ТВЧ. Мир вступал в этап перехода к цифровому телевизионному вещанию в условиях многообразия подходов, острой конкуренции производителей ТВ-оборудования, неравенства экономических возможностей и несовпадения интересов разных стран. 5-18 июля 1972 г. на собрании ИК 11 вначале царила напряженность. Все остро негодовали по поводу ничем не оправданного принятия на Пленарной ассамблее МККР в Осло (1966 г.) документов по трем несовместимым аналоговым системам: NTSC, PAL и SECAM. Присутствующие явно были обеспокоены тем, что подобная ситуация может повториться в цифровом телевещании. Председатель высокого собрания, а им был М.И. Кривошеев, понимал, что работа не будет продвигаться, если он не получит поддержку комиссии. Как из врагов сделать друзей?.. И председатель решился впервые сформулировать принципиально новую стратегию:
приступить к внедрению цифрового телевещания, используя существующие частотные планы, огромный парк телевизоров и передатчиков, наземные и спутниковые линии и др. Главное — передача единых сигналов цифровых студий должна обеспечиваться в стандартных каналах! Это предложение прозвучало неожиданно и было воспринято в те времена как фантазия, но дальновидность и инициативы председателя были поддержаны.
В результате под руководством М.И. Кривошеева была разработана первая исследовательская программа по кодированию и компрессии цифровых ТВ-сигналов. Она предполагала разработку новых цифровых ТВ-систем с использованием существующих наземных каналов, имеющих полосу частот 6, 7 и 8 МГц (концепция 6-7-8), и спутниковых каналов телевещания и связи. Удалось объединить усилия специалистов разных стран, поскольку была поставлена сложная, но совершенно конкретная задача.
Так зародились основы для создания более 100 рекомендаций, мировых ТВ-стандартов для телецентров, наземных и спутниковых систем. «Фантазия» председателя в итоге оказалась явью, и были приняты рекомендации, предусматривающие использование для ТВЧ и нескольких программ стандартного разрешения стандартных каналов. Так был открыт путь к реальному внедрению цифрового телевещания.
Большой вклад внес М.И. Кривошеев в подготовку и принятие единой рекомендации по кодированию ТВ-сигнала в студиях. Рекомендация 601 стала для цифровых студий всего мира унифицированным стандартом, благодаря которому они смогли избавиться от несовместимых между собой аналоговых систем цветного телевидения NTSC, PAL и SECAM, значительно повысили свои технологические возможности и первыми продемонстрировали готовность к внедрению цифрового телевещания.
За принятие Рекомендации 601 - первого мирового стандарта для видеосигналов и оборудования в цифровых ТВ-студиях - МККР был удостоен «Золотой Эмми» — приза Национальной академии ТВ-искусств и наук США. Высоко оценивается вклад М.И. Кривошеева и в разработку первых рекомендаций по цифровому многопрограммному спутниковому ТВ-вещанию.
Более 90 изобретений, отечественных и зарубежных патентов, некоторые в соавторстве с учениками. Значительная часть изобретений связана с ТВ-измерениями: методы измерений и контроля с введением испытательных сигналов в ТВ-сигнал, учет визуального восприятия флуктуационных помех на ТВ-экране, с использованием взвешивающих фильтров, разработка методов измерения характеристик передающих и приемных ТВ-трубок, разработка методов измерения для автоматизированных систем управления ТВ-вещанием, создание методов измерений цифровых ТВ-систем и т.д. Сама жизнь заставляла озаботиться получением и анализом показателей качества изображения. В дальнейшем это пригодилось для цифровой обработки изображений, сжатия цифровых потоков данных и т.д., а в итоге вылилось в предпосылки бурного развития телевещания.
Своим огромным интеллектуальным запасом профессор Кривошеев щедро делится не только с соотечественниками, но и с зарубежными коллегами. У Марка Иосифовича много последователей и учеников. Непосредственно им и совместно с другими авторами написаны более 350 статей и докладов и более 30 книг - тираж 350 тысяч, 10 121 страница! Его работы переведены на многие иностранные языки и изданы в ряде стран. Эти книги стали бесценным источником знаний для нескольких поколений специалистов.
За личный вклад. Все знаки отличия М.И. Кривошеева перечислить трудно. Назовем лишь те, которые свидетельствуют, что корифей российского и мирового телевидения не почивает на лаврах, а выдает на-гора продукцию, востребованную не только у нас, но и в международном масштабе.
Государственные: орден Трудового Красного Знамени, орден Дружбы, орден «За заслуги перед Отечеством» IV и III степеней, медаль «За трудовую доблесть», Государственная премия СССР и Государственная премия Российской Федерации. В 2002 г. Марк Иосифович удостоился благодарности Президента Российской Федерации. Его заслуги отмечены государственными наградами Франции (Chevalier de I'Ordre National de Merite) и Польши («Золотая медаль Ордена за заслуги»).
Международные: М.И. Кривошеев удостоен почетных званий и наград 20 стран мира, крупных международных ТВ-форумов HAT, NAB, IBC и др. Он лауреат премии ТЭФИ - единственный инженер за всю историю премии.
В 2007 г. в Женеве генеральный секретарь МСЭ Хамадун Туре вручил ему награду Всемирного информационного общества-2007 — «За достижения на протяжении всей жизни в техническом развитии телевизионных служб и систем».
От телеком-сообщества: еще в советские времена Марк Иосифович стал Почетным радистом и Мастером связи. В 2011 г. награжден Национальной премией «Большая цифра» за вклад в развитие цифрового ТВ, в 2012 г. - отмечен премией Международной академии связи «За вклад в развитие информационного общества России».
2007—2012: боевая пятилетка. Марк Иосифович трепетно относится к репутации ученого: представляя на мировой арене свою страну, он постоянно стремится создавать новое. Доказательством его интенсивной работы сегодня служит то, что Россия по-прежнему входит в число лидеров международной стандартизации новых направлений цифрового телевещания.
В 2008 г. по инициативе нашей страны был представлен вклад о цифровой передаче объемного телевидения, в котором излагалась стратегия изучения объемного цифрового телевещания. А уже в 2012 г. была принята рекомендация. Научные приоритеты в области объемного телевидения, подчеркивает М.И. Кривошеев, принадлежат П.В. Шмакову, известному ученому из Ленинграда. Это подтверждают Международный союз электросвязи и Европейский вещательный союз.
За Россией приоритет и в области многофункциональных видеоинформационных систем (ВИС) на основе цифровых технологий больших экранов, телевидения высокой (ТВЧ) и сверхвысокой (ТСВЧ) четкости. Они дополняют домашний и мобильный просмотр 2D/3D-изображений как внутри помещений, так и снаружи. Международная стандартизация систем ТСВЧ (более 1000 строк) для вещательных и невещательных применений была предложена председателем ИК 11 М.И. Кривошеевым еще в начале 1990-х гг. Он же стал председателем впервые созданной в рамках МСЭ-Р группы по проблемам международной стандартизации ВИС. В 2008 г. ИК 6 МСЭ-Р приняла решение изучать требования к таким системам в рамках вопроса «Вещание приложений мультимедиа и данных». Разработка пакета стандартов по мировому сопряжению традиционных сред передачи с Интернетом и обмену контентом началась. Наряду с телерадиовещанием ВИС станут важными составляющими информационного обеспечения — мир будет экранизирован. Миллионы экранов и пять миллиардов терминалов! Слияние интерактивных ВИС с мобильными сетями (в 2010—2012 гг. получены два российских и один международный патент) значительно увеличит загрузку всех средств коммуникаций.
На повестке дня еще одна проблема — многостандартность. В мире существует более 40 вещательных стандартов. Как с этим бороться? М.И. Кривошеев предложил концепцию всемирного информационного роуминга (ВВР), воспользовавшись этим термином мобильной связи, чтобы обозначить возможность приема сигнала там, где имеется доступ к информации.
Многие трудности все возрастающей многостандартности в телерадио-и мультимедийном вещании будут преодолены путем реализации всемирного вещательного роуминга как в традиционном вещании, так и в Интернете. Благодаря ВВР абонент, обладающий универсальным терминалом, адаптированным для приема множества разных станций, получит возможность принимать любые известные стандарты в любой зоне вещания — как это происходит в мобильной связи. Доступ к огромным объемам медиаконтента в Интернете — по единому мировому IP. ВВР входит во всеобъемлющую концепцию всемирного информационного роуминга. Предложение по всемирному вещательному роумингу уже принято для изучения в МСЭ.
Все эти вклады российских ученых направлены на то, чтобы телерадиовещание стало более многофункциональным, интерактивным, позволяющим получать одновременно десятки видов информации, необходимой для жизни человека.
Цифровое телевидение в России сегодня. Еще 19 августа 1997 г. на межведомственном совещании по проблемам развития цифрового ТВ в Госкомсвязи России М.И. Кривошеев предложил стартовые положения Концепции внедрения цифрового ТВ-вещания, предусматривающие преобразование традиционного аналогового ТВ-вещания в цифровое многофункциональное интерактивное ТВ-вещание с обеспечением ряда инфокоммуникационных услуг (см. «ЭС», 1997, N 12). Концепция учитывала прогресс в международной стандартизации цифрового ТВ-вещания, а также специфические особенности нашей страны, необходимость гармонизированного использования наземных и спутниковых систем, кабельного ТВ и других средств для создания единого информационного поля, сопряженного с мировым. Достижение этих задач стало реальным благодаря принятию международных стандартов, о которых речь шла выше.
А в ноябре 2010 г. М.И. Кривошеев, выступая на Конгрессе HAT, изложил основные стартовые положения новой концепции развития отрасли до 2020-2025 гг.: это переход на 2D/3D-вещание, интеграция ТВ-вещания и информационных технологий, 2D/3D-видеоинформационные системы, массовое внедрение ШПД и услуг Интернета, использование полос частот аналогового ТВ-вещания на основе инновационных технологий. Концепция учитывает многие рекомендации МСЭ-Р по ТВ-вещанию.
Международная стандартизация — это фундаментальные знания, искусство дипломатии и дар предвидения. В заключение лишь одна из многочисленных оценок труда М.И. Кривошеева: «Системы телевидения развивались на национальном и региональном уровне, каждая в соответствии со своим собственным стандартом, причем эти стандарты часто были несовместимы друг с другом. Такая ситуация сохранялась и с возникновением цветного ТВ. Хаос продолжался, несмотря на появление систем видеозаписи, международных спутниковых систем, и в начале развития цифрового ТВ. Вся эта Вавилонская башня громоздилась все выше и выше, и положение становилось все хуже. Так продолжалось бы и дальше, если бы не вмешались инженер из России и Международный союз электросвязи.
Проблема была решена благодаря титаническим усилиям профессора Марка Кривошеева, который в условиях сложной политической обстановки провел все техническое сообщество, участвовавшее в работе МСЭ, через нагромождения технических проблем к решению, имевшему жизненно важное значение для мировых телекоммуникаций. Приведу только два наиболее значимых результата: это Рекомендация МСЭ 601-4, которая сделала возможным создание общемировых стандартов для цифровых систем видеозаписи, и Рекомендация МСЭ ВТ.709-2, которая создала уникальный стандарт ТВЧ (HDTV CIF) для производства программ ТВЧ и обмена ими в общемировом масштабе» (Дж. Флаерти, председатель Технического комитета Всемирного вещательного союза, старший вице-президент по технике корпорации СВС, США).
И действительно, практически из рук М.И. Кривошеева Россия и другие страны получили базовые рекомендации, ставшие мировыми стандартами во многих сферах цифрового ТВ-вещания. Это результат региональных инициатив и совместной международной деятельности ведущих специалистов, которых М.И. Кривошееву впервые удалось объединить и направить на достижение поставленных задач.
Редакция и редколлегия журнала «Электросвязь», российское научно-техническое сообщество поздравляют Марка Иосифовича с юбилеем, благодарят его за достойное служение науке, отрасли, стране и желают ему здоровья, новых творческих свершений и оптимизма!
***
Профессиональная биография М.И. Кривошеева началась 7 мая 1945 г., когда он, будучи студентом Московского института инженеров связи (МИИС), участвовал в техническом обеспечении первой в Европе послевоенной передачи МТЦ.
1946: окончание МИИС, направление в МТЦ.
1947: руководитель аппаратно-студийного комплекса МТЦ. 3 сентября 1948 г. впервые вывел в эфир сигналы ТВ-программы по стандарту 625 строк.
1950: перевод в Министерство связи СССР. Начальник отдела телевидения, УКВ-ЧМ-вещания и радиорелейных линий в Главном радиоуправлении.
1954-1970: член и вице-председатель бюро ТВ-группы изучения Международной организации по радио и телевизионному вещанию (ОИРТ).
1957: участие в подготовке первых проектов постановления СМ СССР о строительстве нового Московского телецентра с башней для антенн высотой 500 м. 1959: начальник отдела телевидения и лаборатории ТВ-измерений Научно-исследовательского института радио (НИИР). С 1996 г. - главный научный сотрудник НИИР.
1959, 1966, 1968: кандидат, доктор технических наук, профессор. 1962: руководство разработкой ТВ-комплекса для спутниковой системы связи «Молния», впервые передавшей в 1965 г. сигнал ТВ-программы из Москвы во Владивосток и обратно.
1970-2000: бессменный (в течение 30 лет!) руководитель ИК 11 (телевещание) в МККР (МСЭ-Р).
1980: руководитель разработки ТВ-комплекса для передачи сигналов программ Олимпиады-80.
1999: принятие ИК 11 единого мирового стандарта для телевидения высокой четкости (ТВЧ).
2000: почетный председатель ИК-6 (телевизионное и звуковое вещание) МСЭ-Р.
2004: дуайен, заместитель руководителя делегации Российской Федерации и председатель первой сессии Конференции РРК 2004/6 в Женеве, на которой были разработаны технические основы для планирования на второй сессии (2006 г.) наземного цифрового ТВ-вещания в 120 странах. Первая сессия закрепила для всей территории-России и стран-членов СНГ частотные каналы (примерно 500 МГц в диапазоне ниже 1 ГГц). Благодаря этому впервые появилась возможность говорить о совмещении ТВ-вещания, LTE и других служб в этой полосе!
2008: начало международной стандартизации объемного (3D) цифрового ТВ-вещания в МСЭ - по инициативе М.И. Кривошеева и в рамках предложенной им стратегии.
2009: руководитель международной группы в МСЭ-Р по проблемам стандартизации интерактивных видеоинформационных систем (ВИС), основоположником которых М.И. Кривошеев и является. (Эти решения он предвидел еще тогда, когда работал в лаборатории А.А. Расплетина.) Отчет группы утвержден в 2011 г.
2010—2011: разработка стартовых положений новой концепции развития телерадиовещания России до 2020-2025 гг. Также был автором основных положений концепции перехода от аналогового ТВ-вещания к цифровому (2009—2015 гг.).
Фото:
- Х.Туре и М.И. Кривошеев после избрания их Почетными докторами СПбГУТ (2011 г.)
***
КНИГИ ПО ТВ ИЗМЕРЕНИЯМ, ЦИФРОВОМУ ТВ И ПЕРСПЕКТИВАМ ТВ, НАПИСАННЫЕ ПРОФЕССОРОМ М.И. КРИВОШЕЕВЫМ (НИИР) ЛИЧНО И СОВМЕСТНО С ЕГО УЧЕНИКАМИ И КОЛЛЕГАМИ
Всего: 30 книг (10121 страница), опубликованы и переведены в нескольких странах на 9 языках (русский, английский, французский, испанский, китайский, польский, венгерский, чешский, румынский) - 345340 экземпляров.
Фото:
- 1. Измерения в телевизионном оборудовании (Русский)
- 2. Оценка и измерение флуктуационных помех в телевидении (Русский)
- 3. Основы телевизионных измерений (Русский)
- 4. Основы телевизионных измерений (Русский)
- 5. Основы телевизионных измерений (Русский)
- 6. Основы ТВ-измерений (Испанский)
- 7. Телевидение. Измерения. Методы и устройства (Английский)
- 8. Основы ТВ-измерений (Румынский)
- 9. Телевизионные измерения (Венгерский)
- 10. Основы ТВ-измерений (Французский)
- 11. Основы ТВ-измерений (Польский)
- 12. Световые измерения в телевидении (Русский)
- 13. Световые измерения в телевидении (Английский)
- 14. Измерения в цветном телевидении (Русский)
- 15. Измерения в ТВ-каналах (Английский)
- 16. Цветовые измерения (Русский)
- 17. Телевизионные методы и устройства отображения информации (Русский)
- 18. Цифровое телевидение (Русский)
- 19. Первые двадцать лет ТВЧ (Английский)
- 20. Цифровая передача изображения и звука (Английский)
- 21. Цифровая передача изображения и звука (Китайский)
- 22. Цифровое телевизионное вещание (Русский)
- 23. Международная стандартизация цифрового телевизионного вещания (Русский)
- 24. Интерактивное телевидение (Русский)
- 25. Развитие технических средств телевизионного вещания (Русский)
- 26. Перспективы развития телевидения (Русский)
- 27. Перспективы развития телевидения (Русский)
- 28. Перспективы развития телевидения (Китайский)
- 29. Перспективы развития телевидения (Польский)
- 30. Перспективы развития телевидения (Чешский)
- Президент России Д.А. Медведев вручает М.И. Кривошееву орден «За заслуги перед Отечеством» III степени
| МЕТОДИКА КОРРЕКЦИИ НЕЛИНЕЙНОСТИ УСИЛИТЕЛЯ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПЕРЕДАТЧИКА, Л.Б. Калинин, Н.А. Яковлев |
| 30.06.2012 |
| Л.Б. Калинин, Н.А. Яковлев |
| Электросвязь |
| Москва |
| 9, 10, 11 |
| 6 "6" |
Л.Б. Калинин, старший научный сотрудник ОАО «Мощная аппаратура радиовещания и телевидения» (МАРТ), к.т.н.; [email protected]
Н.А. Яковлев, студент Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
УДК 62-533.7
Ключевые слова: коррекция нелинейности, усилитель мощности цифрового передатчика, амплитудная характеристика.
Введение. Требования по линейности к усилителям радиосигналов с амплитудно-фазовой модуляцией, как правило, выдвигаются по четырем параметрам: нелинейности амплитудной и фазо-амплитудной характеристик, равномерности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и группового времени запаздывания (ГВЗ) в полосе рабочего канала. Достигнутая линейность в зависимости от назначения тракта оценивается по различным показателям: уровню комбинационных и интермодуляционных искажений, дифференциальному усилению, дифференциальной фазе, коэффициенту ошибок модуляции (MER), уровню боковых «плеч» спектрограммы и др. [1].
Для аналоговых телевизионных передатчиков были разработаны методика и устройства раздельной коррекции. В соответствующих измерительных приборах формировался видеосигнал «пила от уровня белого до уровня черного с насадкой 4,43МГц» [2]. Усилитель выдерживал такой режим неограниченно долго, и каждый параметр корректировался независимо от других. В результате раздельную коррекцию удавалось выполнить за короткое время.
В радиосигнале цифрового телевидения пиковая мощность на порядок превышает среднюю. Нельзя снять амплитудную характеристику (АХ) тракта во всем динамическом диапазоне традиционными способами, так как максимальные защиты тракта по току, рассеиваемой мощности и др. рассчитаны на средний режим. Контроль линейности осуществляется по комплексным показателям — уровню MER, уровню «плеч» спектральной характеристики. Одновременная коррекция взаимозависимых амплитудной и фазоамплитудной нелинейностей в существующих устройствах [3] достаточно трудоемка и требует высокой квалификации исполнителя.
Методика коррекции нелинейности усилительного тракта приемлемой трудоемкости, основанная на предварительном снятии АХ в импульсном режиме. Динамические показатели возбудителя цифрового DVB-T/H телевизионного передатчика характеризуются уровнем средней мощности, пик-фактором (Clip) и диапазоном коррекции (Headroom) [3]. Уровень коррекции из допустимого диапазона 12—24 дБ выбирается исходя из свойств усилителя тракта. В мощных передатчиках, где важен КПД и усилитель работает до режима насыщения, устанавливается минимальный диапазон коррекции — 12 дБ. Выбор пик-фактора зависит от требований к выходным параметрам передатчика.
На рис. 1 представлены экспериментальные зависимости уровня «плеч» спектрограммы от величины Clip для двух режимов ограничения — «мягкого» (кривая 7) и «жесткого» (кривая 2) и уровня MER (кривая 3). Зависимости MER для обоих режимов совпадают. При норме MER > 35 дБ [4] следует, что пик-фактор должен быть не менее 8 дБ. В возбудителе устанавливают Сliр=9 дБ. Уровень средней мощности возбудителей для передатчиков в 0,5—1 кВт составляет единицы мВт. При такой динамике без дополнительной коррекции на выходе возбудителя обеспечивается MER>39 дБ, уровень «плеч» [меньше или равно]-48 дБ. Этот запас по параметрам можно считать достаточным для проведения в нем предкоррекции.
Методика коррекции нелинейности на примере линейки передатчиков «НЕВА-Ц»[5] мощностью 0,5, 1, 2 и 5кВт. В них используются широкополосные автономные блоки-усилители со средней мощностью 600 Вт на восьми транзисторах BLF 888 NXP. Мощности более 600 Вт достигаются сложением, соответственно, двух, четырех и девяти блоков.
Перед началом коррекции необходимо убедиться, что Clip каждого блока больше 8 дБ, т.е. снять АХ, отрегулировать блок и установить системой автоматической регулировки усиления (АРУ) заданную среднюю мощность 600 Вт с гарантией, что Сliр[больше или равно]8. Последующая работа серийных идентичных блоков в системе сложения мощностей практически не ухудшает выходные линейные параметры тандема «возбудитель — один блок усилителя». Это позволяет вводить предкоррекцию нелинейности АХ тракта в возбудителе, подключив к последнему один из серийных блоков заданного частотного канала. Такое решение является вынужденным для многоблочного тракта. В транзисторном усилителе цифровых радиосигналов имеются системы АРУ, плавного запуска, запрета включения при отсутствии входного сигнала, выбора средней мощности и др. Для снятия АХ передатчика их необходимо отключать во всех блоках, что весьма трудоемко.
До уровня средней мощности АХ снимается любым известным способом. Особенностью является снятие АХ в динамическом диапазоне на порядок большем, чем средняя мощность усилителя.
Это возможно только в импульсном режиме. Важно определить его параметры — длительность и скважность импульсов, при которых защиты по средним току, температуре, выходной мощности не отключат усилитель и не возникнет превышения максимально допустимых пиковых токов, напряжений.
Длительность импульса определяется по рекламируемым фирмой NXP для BLF888 двухтоновым режимам с пиковой мощнстью 500—600 Вт и испытательными сигналами 600 и 600,1 МГц. При разносе частот 0,1 МГц предельная мощность длится около 5 мкс. С другой стороны, быстродействие защиты усилителя по току превышает 5 мкс. Следовательно, импульс длительностью [меньше или равно] 5 мкс можно рекомендовать для снятия АХ блоков усилителей для транзистора BLF888. Скважность при клиппировании до 10 дБ должна быть [больше или равно]10. Важно, что из-за превышения средней мощности 600 Вт здесь нельзя использовать двухтоновый режим.
На рис. 2 представлена предлагаемая авторами структурная схема стенда. Внешняя модуляция генератора (2) импульсами 5 мкс со скважностью 1000 позволяет дойти в усилителе (3) до насыщения прежде, чем защиты начнут его отключать. Уровень сигнала на входе индицируется в цифрах генератором (2), выходной сигнал снимается с направленного ответвителя падающей волны усилителя, амплитуда радиосигнала в импульсе измеряется запоминающим осциллографом (4). Опорная точка на АХ, соответствующая средней мощности (600 Вт), определяется в этой же схеме. В импульсном генераторе (1) устанавливается скважность два, и на АХ отмечается точка «О» с координатами напряжений входного и выходного сигналов, соответствующими 50% мощности в нагрузке (5).
На снятой АХ (рис. 3), как правило, два участка нелинейности. Начальный участок спрямляется изменением смещений транзисторов усилителя при первичной электронной регулировке блоков. После снятия АХ достаточно сделать три шага, чтобы ввести в возбудитель предкоррекцию: обработать АХ, построить искомую зависимость выходного уровня корректора от входного U(0)/U(i), нормировать кривую U(0)/U(i) и внести ее в конкретную программу предкорректора.
Обрабатывая АХ, определим координаты точек «а» — номинальной мощности усилителя, «b,с» — начала и конца участка насыщения, «d,i,k» — не менее трех точек участка насыщения. Опорная точка «О» может быть принята за точку «a», если она ниже, чем уровень насыщения «с» на выбранный уровень Clip > 8 дБ. Если разница меньше, то для получения заданного MER необходимо снизить номинальную среднюю мощность блока, поскольку, как видно по АХ, в усилителе ограничение «жесткое» (рис. 1, кривая 2).
Зависимость U(0)/U(i) отсутствии предкоррекции — это прямая от нуля до уровня U(BX)(c), у которой производная равна 1. Для введения коррекции в области насыщения b—с производную (крутизну) увеличивают. Процесс показан на рис. 3: чтобы поднять уровень В до В', надо на входе иметь напряжение А, при котором усилитель обеспечивает этот уровень (А'). Такое построение проводим для точек d, i, k участка насыщения.
В программе предкоррекции [3] номинальный уровень средней мощности усилителя размещается над значением U(i)=0,25 нормированной характеристики U(0)/U(i). Поэтому кривая 4 (рис. 3) переносится на рис. 4 с нормировочным коэффициентом U(i)(норм)= 0,25U(вх)U(вх)(a).
Экспериментальная кривая предкоррекции нелинейности усилителя, полученная в результате обычных последовательных приближений для достижения MER=35 дБ, и кривая, построенная по измеренной АХ, приведены на рис. 4. Они практически совпадают в рабочей области. Вид характеристики выше измеренного Clip произволен и определяется программой аппроксимации корректора. Линия а фактического ограничения в тракте оказалась левее линии b (Clip=9 дБ), установленной в корректоре.
Заключение. Предложенная методика позволяет провести независимую предкоррекцию нелинейной АХ усилителя цифрового радиосигнала как первый шаг общей коррекции. Она обеспечивает установку Сliр>8дБ в усилителе, гарантируя достижение требуемого результата и позволяя на этом шаге не обращать внимания на получающийся показатель MER. Вторым шагом является независимая предкоррекция нелинейности фазоамплитудной характеристики по критерию увеличения показателя MER (или уровня «плеч») до требуемой стандартами величины [4]. Третий, четвертый шаги — линейная коррекция АЧХ и ГВЗ в полосе частот цифрового радиосигнала. Они не трудоемки, так как независимы друг от друга. В корректор вносятся данные фактических АЧХ и ГВЗ тракта с его полосовым фильтром.
Не исключая возможности окончательной шлифовки показателей линейности, предлагаемая методика заранее гарантирует достижимость результата и заметно сокращает трудоемкость коррекции нелинейности. Данная методика была использована при выпуске транзисторных цифровых телевизионных передатчиков мощностью 2 кВт РТЦ-2000, «Нева Ц-5» [5] и др.
***
ЛИТЕРАТУРА
1. Калинин Л.Б., Левин М.Е. Сравнение показателей нелинейности трактов усиления // Техника средств связи. Серия ТРС. - 1989. — N9.
2. ГОСТ Р50890-96 Передатчики телевизионные маломощные. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений. Госстандарт России. — М.: 1996.
3. PROTELEVISION [Электронный ресурс] URL: http://www. protelevision.com/pdf/DS_2000_print_ver6.html (дата обращения: 19.08.11).
4. КонсультантПлюс. Правила применения оборудования систем телевизионного вещания. Часть I. Приказ Министерства информационных технологий и связи РФ от 10.01.2006 N1. [Электронный ресурс] URL: http://base.consultant.ru/cons/ cgi/online.cgi?req=doc&n==58111&base=LAW (дата обращения: 19.08.11).
5. Ткаченко Д.А., Модель В.М. и др. Передатчики и аппаратура для цифрового телерадиовещания // Электросвязь. — 2011. — N2.
Получено после доработки 23.01.12
| ИТОГИ 10-ЛЕТНЕГО РАЗВИТИЯ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ МГТС |
| 30.06.2012 |
| Электросвязь |
| Москва |
| 11 |
| 6 "6" |
На состоявшейся в конце мая пресс-конференции С. Иванов, генеральный директор ОАО «Московская городская телефонная сеть» (МГТС), входящего в Группу МТС, подвел итоги развития сети передачи данных по технологии ADSL в течение 10 лет и использования бренда «Интернет от МГТС» в течение 5 лет. Он рассказал также о перспективах развития сети по волоконно-оптической технологии GPON.
В этом году исполняется 10 лет со дня запуска в эксплуатацию широкополосной сети передачи данных МГТС. Подключение по медной паре позволило обеспечить доступ в глобальную сеть с одновременно работающим телефоном по существующей телефонной линии. Первыми абонентами сети были клиенты корпоративного сектора и частные пользователи премиум класса. В 2005 г. началось предоставление домашнего Интернета для абонентов МГТС.
В мае 2011 г. компания запустила в Москве проект по реконструкции медной инфраструктуры на волоконно-оптическую на базе технологии GPON (Gigabit-capable passive optical network).
Модернизация абонентской линии по «оптике» меняет приоритетность предоставления услуг: вместе с заменой медной телефонной линии на оптическую МГТС осуществляет доступ в сеть Интернет и цифрового телевидения.
Сегодня оптическая сеть пo технологии GPON позволяет оказывать услуги широкополосного доступа в Интернет со скоростью до 200 Мбит/с. После завершения строительства сети абонентам станут доступны услуги видеонаблюдения, пожарно-охранной сигнализации, телеметрии и другие интерактивные сервисы.
До конца 2012 г. МГТС обеспечит подключение к оптической сети 1,7 млн московских домохозяйств, в 2013 г. — 3,4 млн домохозяйств, а в 2014 г. монтированная емкость сети достигнет 4,4 млн портов. Подключение абонентов к оптической сети будет производиться поэтапно до 2015 г., а на 2016—2017 гг. запланирован демонтаж старой инфраструктуры (медных кабелей).
Строительство новой оптической сети дает возможность сократить затраты Группы МТС на оперативное развертывание сетей LTE в Москве и обеспечить максимальную (для московского рынка) скорость передачи данных в сетях четвертого поколения.
В рамках проекта Группа МТС построит порядка 15 тыс. км ВОЛС по всей Москве. МТС планирует использовать развернутую в столице волоконно-оптическую сеть для подключения базовых станций - уже в 2012 г. будет создана транспортная инфраструктура, которая позволит до конца года перевести большинство базовых станций МТС в Москве на IP-технологии.
Развивая одновременно две сети передачи данных, Группа МТС сможет создать в Москве сетевую инфраструктуру для высокоскоростной передачи данных как для фиксированных, так и беспроводных сетей.
| НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ В СИСТЕМАХ ТЕЛЕВИДЕНИЯ, В.Н. Безруков, А.В. Балобанов, И.В. Власюк |
| 30.06.2012 |
| В.Н. Безруков, А.В. Балобанов, И.В. Власюк |
| Электросвязь |
| Москва |
| 12, 13, 14, 15 |
| 6 "6" |
УДК 621.397.13.
В.Н. Безруков, заведующий кафедрой телевидения им. С.И. Катаева МТУСИ, д.т.н.
А.В. Балобанов, ст. преподаватель кафедры телевидения им. С.И. Катаева МТУСИ
И.В. Власюк, доцент кафедры телевидения им. С.И. Катаева МТУСИ, к.т.н.; [email protected]
Ключевые слова: оптическое отображение, преобразователь свет-электрический сигнал, амплитудно-пространственные искажения сигнала изображения, оптическая система, искажения масштаба.
Введение. При оптическом отображении электромагнитного излучения от исходной сцены на датчик телевизионного (ТВ) сигнала возникают нелинейные и линейные преобразования пространственной, временной и цветовой структуры соответствующих сигналов изображений [1—8]. Они приводят к изменению яркости, контраста, четкости, а также масштаба объектов в пространстве изображения. Эти искажения корректируются в преобразователях свет — сигнал с достаточной для субъективного видеоконтроля точностью (не высокой в силу свойств зрительной системы человека). Однако внедрение эффективных методов видеокомпрессии ведет к тому, что изображения контролируемых объектов, удаленные от точки, соответствующей оптической оси ТВ-камеры (ТВК), оказываются пораженными артефактами видеокомпрессии за счет относительно меньшего масштаба и контраста. Эти искажения особенно заметны, поскольку в пространстве изображения, в центральной его части, могут присутствовать аналогичные объекты, переданные с более высоким качеством.
Для решения указанной проблемы необходимо обеспечить повышенную точность оценки искажений оптического преобразования, для чего потребуется представленный ниже математический аппарат. Результаты работы целесообразно использовать при реализации предварительной цифровой обработки исходного сигнала в системах телевидения с видеокомпрессией.
Постановка задачи. Определим как ортогональный вариант видеоконтроля случай, когда оптическая ось ТВК ортогонально позиционирована по отношению к совокупности плоскостей, в пределах которых распределены объекты, подвергаемые ТВ контролю, а высота установки ТВК h выбрана с учетом среднего, например, в вертикальном направлении, размера объекта.
Идеальным является случай с фиксированным расстоянием z=const между оптической системой ТВК и каждым из контролируемых объектов. При этом в пределах угла поля зрения ТВК по отношению к оптической системе (ОС) целесообразно реализовать приблизительно сферический вариант распределения контролируемых объектов в пространстве видеоконтроля. В данном случае плоскость фокусировки ОС в некоторой степени совмещается с распределением контролируемых объектов и последние проецируются на светочувствительную поверхность преобразователя свет—сигнал с относительно высокой четкостью. Однако реальные объекты чаще всего позиционированы (продольно и по глубине) в контролируемом пространстве, ортогональном оптической оси ТВК.
Специфика оптического отображения указанного пространства и отдельных объектов на ТВК может быть представлена на основе преобразований области проецирования. Контролируемые объекты оптически отображаются с различным масштабом, четкостью, контрастностью, спектральным составом соответствующего электромагнитного излучения на светочувствительную поверхность ТВК, установленную на высоте h по отношению к контролируемому видеоинформационному пространству. При этом оптически проецируемые объекты распределены в пределах указанного пространства, ограниченного функцией конуса. В конечном итоге имеет место стробирование проецируемого сигнала изображения сцены светочувствительной поверхностью в соответствии с форматом внутрикадрового пространства (растра).
Анализ искажений ТВ изображений следует осуществлять для общего варианта оптического отображения контролируемой сцены.
Вывод общего соотношения для описания процесса оптического преобразования. Общее выражение функции, отражающей проецируемую область, без учета стробирования имеет вид:
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
Для упрощения будем считать с = 1,0. Тогда
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
При сечении функции конуса любой плоскостью z = z(0)=const произведение az(0) определяет радиус окружности, ограничивающей функцию сечения. По существу а в пределах сечения функции конуса, например, плоскостью y0z геометрически отражает
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
Представим исходное выражение конуса, соответствующего оптической проекции, в виде:
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
Для этого варианта рассмотрим специфику изменений конфигурации объектов видеоконтроля в зависимости от координат в пределах внутрикадрового пространства. Перейдем к цилиндрическим координатам при z = z(0)=const:
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
Найдем функцию площади сечения как
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
а функцию изменения площади сечения в зависимости от угла поля зрения ТВК как
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
Соответственно изменение площади сечения определяется радиусом и степенью изменения радиуса в зависимости от угла оптического отображения. Согласно последнему соотношению
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
Выражение (3) отражает нелинейный характер зависимости радиуса и, следовательно, площади ортогонально контролируемого пространства от изменений угла поля зрения [пси] ТВК.
Анализ искажений при ортогональном видеоконтроле. Увеличение угла поля зрения ТВК на фиксированное значение определяет возрастание (в соответствии с соотношением (3)) степени наращивания протяженности (по радиусу) контролируемого пространства при выполнении оптического проецирования. При этом в пределах соответствующей проекции изменяется (перераспределяется) относительная площадь в зависимости от направления оптического отображения объектов.
Из-за нелинейного наращивания площади падают относительные размеры (масштаб) контролируемых объектов локального типа с возрастанием угла, отражающего направление проецирования на светочувствительную поверхность преобразователя свет-сигнал. Это обусловливает преобразование масштаба объектов при их попадании на периферии поля зрения ТВК. Причем относительный размер эквивалентных объектов может существенно снижаться (при прочих равных условиях) на краях внутрикадрового пространства по отношению к варианту ТВ контроля объектов в его центре из-за увеличения удельной площади, оптически отображаемой в пределах фиксированного телесного угла. Соответственно количество пикселей, отражающих один и тот же объект в центре и на периферии растра, различно и при относительно больших углах поля зрения оптической системы ТВК может существенно возрастать в центре растра.
На рис. 1, а и б представлены результаты вычислений функции
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
Пространство полученных значений расчетной функции ограничено в соответствии с внутрикадровым пространством, имеющим формат растра р = l/h=4/3, где h — высота растра, l — его протяженность.
Согласно полученным результатам, при угле поля зрения ТВК порядка 16 град. текущие изменения относительного масштаба в пределах протяженности отдельного контролируемого объекта во многих случаях приемлемы. Однако совокупность обращенных к ТВК отсчетов, составляющих контролируемый объект, распределена в пространстве и по глубине по отношению к камере.
Специфика распределения определяет масштабные трансформации конфигурации каждого из объектов в результате проецирования. При этом проецирование пространственной структуры каждого из локальных объектов, распределенных в пределах внутрикадрового пространства, чаще всего реализуется под углом по отношению к оптической оси ОС. Данный угол может быть задан как средний угол проецирования совокупности точек локального объекта или угол проецирования его центра тяжести. Чем больше относительный размер локального объекта, тем больше разброс углов проецирования совокупности соответствующих ему отсчетов.
Согласно полученным результатам, при максимальных угловых размерах проецирования отсчетов отдельного объекта [пси] [меньше или равно] 8 град. можно считать, что общий угол проецирования (угловой размер) [дельта] [пси] конкретного объекта имеет фиксированное значение. Следовательно, масштабными искажениями пространственной структуры объекта в данном случае можно пренебречь.
Масштабные изменения пространственной структуры, вносимые при видеоконтроле объектов с применением ТВК, сопряжены с ухудшением разрешающей способности ТВ изображений на краях растра. Это вызвано не только действием аберраций, которые возрастают на краях угла поля зрения оптической системы, но и усредняющим действием площади светочувствительного элемента, т.е. пространственными интегральными (апертурными) искажениями линейного типа [3, 4, 6]. Уменьшение масштаба объекта при проецировании, в частности, определяет сопутствующее расширение пространственного спектра сигнала проецированного изображения в область более высоких пространственных частот. Такое расширение сопровождается увеличением воздействия линейных искажений интегрального типа и степени подавления высокочастотных составляющих пространственного спектра. В результате возникает дополнительное ухудшение четкости ТВ изображений на краях поля зрения ТВК.
Одновременно с этим относительное увеличение проецируемой площади в пределах фиксированного угла поля зрения, имеющее место на краях внутрикадрового пространства, приводит к падению амплитуды сигнала (из-за сопутствующего снижения освещенности) и появлению неравномерности фона и уровня в сигнале изображения на выходе ТВК.
На рис. 2 приведены результаты вычисления сечений функции G(0) ([пси]) в горизонтальном направлении и под углом в 45 град., отражающие амплитудные искажения (аддитивные и мультипликативные изменения уровня) сигналов ТВ изображений в зависимости от угла поля зрения ТВК.
Анализ искажений при неортогональном видеоконтроле. Изменение угла, отражающего направление проецирования данного объекта по отношению к оптической оси ОС (отклонение положения по оси 0у) учтем, повернув функции (2) на угол в относительно оси 0х (поворот в плоскости y0z). При этом координаты точек функции конуса по оси 0х не изменятся Отношения же между исходными координатами точек (y,z) и координатами точек повернутого конуса (y([тета]y),z[тета]y ) определим в соответствии с выражениями:
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
С учетом высоты h установки ТВК и угла проецирования испытательного объекта, соотношения (4) приобретают следующий вид:
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
В полученном выражении последовательно определим трансформации, обусловленные изменениями положения области проецирования объекта по оси 0х. Изменение угла проецирования по отношению к оптической оси (отклонение его положения по оси 0х) учтем, повернув соотношения (6) на угол [тета](Х) относительно оси 0х (поворот в плоскости x0z). При этом соотношения (5) изменяются следующим образом:
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
Подставляя (6) в соотношение (1), получим:
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
Соответственно:
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
Частным случаем является вариант уравнения (8) при параметре [пси]=0. Тогда
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
Уравнение (9) фактически определяет координаты измененной по положению функции конуса в пространстве xyz и направление оси конуса. Обозначим
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
Тогда решением уравнения (8) станет общеизвестное соотношение
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
Проведем необходимые вычисления для варианта z = z(0i) = const. На рис. 3 представлены результаты вычислений оценки конфигурации сечения проецируемой области видеоконтроля плоскостью z = z(0i) = const = 5 при фиксированном угле поля зрения [пси] =0,04 [пи] и изменениях направления видеоконтроля конкретного объекта. В частности, для случая
[Формула.
Материал доступен в бумажной версии издания.]
показаны изменения формы сечения функции проекции, ограниченной конусом, при отклонении его оси в горизонтальном и вертикальном направлениях, а также под углом ±45 град, на следующие значения составляющих ([тета](х), [тета](у)) угла отклонения:
[тета](x)=±0,2[пи]; [тета](y)=0; [тета](x)=0; [тета](у)=0,2[пи];
[тета](x)=±0,141[пи]; [тета](у)= 0,141[пи].
Кроме того, приведены результаты вычислений изменений формы сечений при выборе составляющих отклонения [тета](x), [тета](у), оси проекции в соответствии со значениями: [тета](x) =0, [тета](у) =0, [тета](x) = -0,028[пи]; [тета] = 0,028[пи]; [тета](x) = -0,084[пи], [тета](у) = 0,084[пи].
Заключение. Разработанный вариант оценки изменений масштаба контролируемых объектов позволяет учитывать и компенсировать с помощью обратных цифровых преобразований нелинейного типа изменения пространственных параметров контролируемых объектов, возникающих в зависимости от высоты установки h, расстояния от ТВК до конкретного объекта z, угловых размеров конкретного из контролируемых объектов [пси] и его координат в пределах внутрикадрового пространства.
При использовании ТВК с большим углом поля зрения в значительной мере возрастает степень негативного влияния нелинейных и линейных искажений на качество передачи пространственной структуры сигналов изображений объектов, локализованных в краевых участках внутрикадрового пространства. Это влияние следует, безусловно, учитывать при разработке новых и совершенствовании существующих методов внутрикадрового адаптивного сжатия спектра и передачи сигналов ТВ изображений.
В частности, при увеличении угла поля зрения ТВК значительным трансформациям подвергается пространственный спектр сигналов ТВ изображений. Целесообразно адаптивно регулировать размер, конфигурацию и ориентацию блоков при сжатии в соответствии с сопутствующим падением пространственной разрешающей способности в краевых -областях растра. В верхней и нижней частях растра может быть использовано увеличение размера блоков в вертикальном направлении, в левой и правой — в горизонтальном.
При фиксированной скорости цифрового потока на выходе кодирующего устройства полученный выигрыш в сжатии спектра сигнала изображения обеспечит резерв для снижения в центре растра искажений квантования. Соответственно может быть достигнуто увеличение четкости и снижение выбросов, возникающих при реализации квантования из-за резкого ограничения спектра пространственной структуры ТВ изображений. Подобное адаптивное, динамического типа регулирование степени сжатия в центральных участках внутрикадрового пространства может дать заметное приращение субъективного качества декодированных ТВ изображений.
***
ЛИТЕРАТУРА
1. Кривошеев М.И. Основы телевизионных измерений. — 3 е изд. - М.: Радио и связь, 1989. - 608 с.
2. Безруков В.Н. Разработка и применение элементов теории преобразования сигналов изображений в системах прикладного телевидения. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н. - М.: МТУСИ, 1996.
3. Безруков В.Н., Власюк И.В., Комаров П.Ю. Мультипликативные амплитудные искажения оптического отображения видеоинформации в пространство кадра при телевизионном контроле // Метрология и измерительная техника в связи. — 2005.
- N5. - С. 24-30.
4. Безруков В.Н., Басекеев А.А., Власюк И.В. Специфика оценки пространственных характеристик сигналов изображений в системах телевизионного контроля объектов // Метрология и измерительная техника в связи. - 2006. — N2. — С. 42—48.
5. Комаров П.Ю., Безруков В.Н., Власюк И.В. Цифровое ТВ: специфические искажения // Мобильные системы. — 2006. — N11.-С. 28-33.
6. Безруков В.Н., Басекеев А.А. Неортогональный телевизионный контроль видеоинформационного пространства // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2008. — N1.
- С. 48-52.
7. Безруков В.Н., Мамаев В.Ю., Селиванов К.В. Специфика анализа апертурных характеристик в системах телевидения // TComm. Телекоммуникации и транспорт. - 2009. - N2. - С. 35-39.
8. Безруков В.Н. Выбор параметров преобразований масштаба при видеоконтроле объектов в системах телевидения // Электросвязь. - 2011. - N1. - С. 42-45.
Получено 19.10.11
| РКСС: ПРИОРИТЕТНЫЙ ВЕКТОР РАЗВИТИЯ - БЕЗОПАСНОСТЬ |
| 30.06.2012 |
| Электросвязь |
| Москва |
| 16, 17 |
| 6 "6" |
