Спутниковые ресиверы DRE(DRS)-4500. Устройство и ремонт
В. ФЁДОРОВ,г. Липецк
Широкое распространение компанией НСК программ ’ Триколор ТВ~Центр” [ 1] на западной территории России подвигло её к продвижению передач на восток страны. В начале проекта "Триколор TB-Сибирь" использовали ресиверы DRE-5500 [2] с САМ-модулями системы DRE CRYPT, имеющие встроенный транскодер MPEG-2/MPEG-4. Но для снижения себестоимости было решено применить новые ресиверы DRE-4500 фирмы Digi Raum Electronics со встроенным транскодером, позволяющие устанавливать смарт-карты системы DRE CRYPT. Через несколько лет на смену DRE-4500 пришёл ресивер DRS-4500, выпускавшийся тайваньской фирмой DownRidge Select Limited, представлявшей собой правопреемницу Digi Raum Electronics.
В публикуемой статье рассмотрены ресиверы DRE(DRS)-4500, их особенности и различия, методы диагностики неисправностей, возникающих при их эксплуатации, причины, приведшие к ним, и способы их устранения.
Напомним, что по проекту "Триколор TB-Сибирь" НСК начала вещание 6 декабря 2007 г. на территории Урала, Сибири и части Дальнего Востока [1]. Для этого сначала использовали каналы спутника БОНУМ-1 в позиции 56° в. д. С целью вещания были арендованы два транспондера: 27 (12226,16 МГц) и 39 (12379,32 МГц) с левосторонней круговой поляризацией, а позже — дополнительно транспондер 35 (12379,60 МГц) с такой же поляризацией. Трансляцию вели в цифровом стандарте DVB-S.
Поскольку к началу 2013 г. спутник БОНУМ-1 практически исчерпал свой ресурс, ФГУП "Космическая связь" совместно с компанией Intelsat обеспечили перевод американского спутника DIREC TV-1 R в позицию 55,8° в. д. Программы транслировали через транспондеры Т0019 (12486,44 МГц), Т0014 (12413,54 МГц) L, Т0016 (12442,70 МГц) L, Т0012 (12384,38 МГц) L, Т0010
(12355,22 МГц) L. Первый из них вещал с правой круговой, а остальные — с левой круговой поляризацией. Ввиду того что полоса пропускания транспондеров была 24 МГц (33 МГц у спутника БОНУМ-1), скорость потока уменьшилась до 21500 Мбит/с при свёрточном коде 3/4.
В апреле 2014 г. спутник DIREC TV-1R, также практически отработавший свой ресурс, был замещён российским спутником ЭКСПРЕСС АТ-1, выведенным в ту же позицию 16 марта 2014 г. Программы стали транслировать через транспондеры ТР13 (11958 МГц), ТР15 (11996 МГц), ТР17 (12034 МГц), ТР19 (12073 МГц), ТР21 (12111 МГц), ТР23 (12149 МГц), ТР25 (12188 МГц), ТР27 (12226 МГц), ТР29 (12265 МГц), ТР31 (12303 МГц), ТРЗЗ (12341 МГц), ТР37 (12418 МГц), ТР39 (12456 МГц). Все они вещают с левой круговой поляризацией со скоростью потока 27500 Мбит/с при свёрточном коде 3/4.
Для передачи через такое ограниченное число (13) транспондеров большого пакета телевизионных каналов (40) передачи ведутся по формату сжатия видеосигналов MPEG-4, который предоставляет более высокие коэффициенты сжатия, чем MPEG-2. Кодирование происходит в системе DRE CRYPT 2. С целью просмотра программ необходимо установить в ресивер оплаченную смарт-карту "Триколор ТВ-Сибирь".
Модели DRE(DRS)-4500 (внешний вид показан в [1]) собраны почти по одинаковым схемам. Практически они отличаются входными NIM-модулями, узлами питания внешнего конвертера и коре-модулями (в их состав входит транскодер MPEG-2/MPEG-4). Они собраны в одинаковых корпусах, но с разными фирменными надписями на шильдиках передней панели.
Эти цифровые ресиверы предназначены для приёма спутниковых телевизионных и радиовещательных программ, передаваемых по системе DVB-S. Они преобразуют цифровой входной сигнал в аналоговый сигнал цветного телевидения со стандартным разрешением SD (Standard Definition). Частоты входных сигналов, приходящих с конвертера, могут находиться в пределах 950... 2150 МГц и иметь уровень от -65 до -25 дБмВт. Приём может происходить по системам МСРС и SCPC (множество программ или одна программа на одной несущей соответственно).
Ресиверы обеспечивают также приём сервисной информации, телетекста, субтитров. Память ресивера сохраняет настройки на' 5000 каналов. Для управления, настройки и установки параметров приёма используют меню экранной графики OSD и семидневное русифицированное навигационное меню EPG.
Для управления внешними устройствами, коммутирования конвертеров применён интерфейс, работающий по протоколам DiSEqC 1.0—1.2 (USALS). Ресиверы имеют выходы CVBS (разъёмы RCA-JACK или организации просмотра программ в студийном качестве).
Обновление программного обеспечения (ПО) ресиверов происходит с хост-компьютера, снабжённого последовательным интерфейсом RS-232. Также имеется возможность OTA (Over То Air) — обновления со спутника. Потребляемая мощность от сети переменного напряжения 190...250 В при частоте 50/60 Гц — не более 20 Вт. Допустимая рабочая температура — 5...40 °С. Размеры — 260x50x180 мм. Масса — не более 1,4 кг.
Кроме приёма открытых (FTA — Free То Air) каналов, ресиверы позволяют при использовании декодера, входящего в состав коре-модуля, просматривать кодированные каналы, скремблированные в системах DRE CRYPT 2 и BISS (Mode 1 с памятью на семь фиксированных ключей). Кодировка DRE CRYPT 2 внедрена в проекте "Триколор ТВ", а систему BISS широко используют российские государственные спутниковые вещатели.
У ресиверов отсутствует С1-интер-фейс (Common Interface) общего назначения для установки САМ-модулей. Поэтому просмотр программ, кодированных по другим системам криптографии, невозможен.
Несмотря на то что в настоящее время описываемые ресиверы официально сняты с производства, в восточной части России и странах Средней Азии имеется большой (несколько сот тысяч) парк этих аппаратов, и они по-прежнему рекомендуются НСК. Хотя компания настоятельно предлагает заменить их на современные ресиверы, имеющие расширенные функциональные возможности, она продолжает программно поддерживать их и модернизировать ПО.
Структурная схема ресиверов показана на рис. 1. Входной сигнал с наружного конвертера поступает на NIM-модуль. В ресиверах DRE-4500 использован модуль BS2F7VZ0194А, а в ресиверах DRS-4500 — модуль EDS-1547FF1В + , описанный в [2].
NIM-модуль BS2F7VZ0194A содержит микросхему РЧ-преобразователя-селектора каналов IX2476VA фирмы Sharp. Она обеспечивает настройку ресивера на несущую частоту требуемого канала и преобразует входной сигнал (при нулевой ПЧ), выделяя из него составляющие I и Q.
В модуле BS2F7VZ0194A сигналы I и Q проходят с РЧ-преобразователя на QPSK-демодулятор STV0299B фирмы ST Microelectronics. В нём происходит стандартная демодуляция QPSK-сигна-лов со скоростями потока 2...45 Мбит/с.
Для коррекции ошибок в декодере свёрточный код Виттерби может принимать весь ряд стандартных значений: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 (при длине кодового ограничения К = 7). Кроме того, демодулятор обеспечивает деперемеже-ние сигнала и декодирование кодов Рида-Соломона с коррекцией ошибок. Выходной транспортный поток Transport Stream (TS) дерандомизируется и нормализуется согласно нормам стандарта DVB-S и поступает на выход NIM-моду-ля.
С целью изменения поляризации конвертера использован метод инжекции в кабель снижения постоянного напряжения разных значений, служащего одновременно для питания конвертера: 13±0,5 В (вертикальная) или 18±0,5 В (горизонтальная). Потребляемый ток не должен превышать 0,5 А. В случае его превышения срабатывает защита и программно сообщается об этом пользователю. Поддиапазоны Ku-диапазона переключают путём подачи в кабель снижения синусоидального немодулиро-ванного сигнала частотой 22±4 кГц и амплитудой 0,6±0,2 В. Внешними дополнительными устройствами (поворотными механизмами, переключателями конвертеров) управляют инжектированием в кабель снижения команд, сформированных на основе протоколов DiSEqC 1.0—1.2 (USALS).
С выхода NIM-модуля сигналы TS в формате MPEG-4 или MPEG-2 приходят на коре-модуль, выполненный на микросхеме AVC-декодера NP4 или NP4+. Он связан с многофункциональным однокристальным декодером в процессоре STi5518BQC семейства Omega. Его основой служит микроконтроллер ST20, управляющий функционированием всего ресивера. Сигналы TS проходят либо через транскодер MPEG-4/ MPEG-2 коре-модуля и затем на процессор, либо поступают непосредственно на процессор, если приняты передачи, сжатые по системе MPEG-2.
Для связи AVC-декодера и микросхемы STi5518BQC использована технология клиент-сервер по принципу работы CAM-модулей. О коре-модуле подробнее будет рассказано ниже.
Скремблированный сигнал обрабатывается DES-дескремблером в микросхеме NP4 или NP4+. При приёме FTA-программ роутер потока в микросхеме направляет сигнал непосредственно на выход коре-модуля, в обход DES-дескремблера. В ресивере имеется слот картридера, обменивающегося данными со смарт-картами посредством интерфейса, соответствующего стандарту ISO 7816. Интерфейс связан с дескремблером системы условного доступа DRE CRYPT в микросхеме NP4 или NP4+.
С выхода коре-модуля сигналы TS попадают на однокристальный деко-
дер STi5518BQC, который обрабатывает их согласно спецификации MPEG-2 ISO/IEC 13818 при входной скорости до 60 Мбит/с. Они демультиплексируются им, выделяя требуемый телевизионный или радиовещательный канал, а также сигналы сервисной информации.
Полученные сжатые пакеты сигналов видеоизображения и звука со скоростями до 15 Мбит/с декодируются MPEG-декодером (MPEG-2 MP@ML ISO/IEC 13818). С его выхода цифровой несжатый видеосигнал в формате 4:3 или 16:9 (720 пкс на 576 строк при частоте полей 50 Гц), преобразованный DENC-кодером, проходит на буферные выходные усилители, выполненные на дискретных элементах. Цифровой несжатый сигнал звукового сопровождения поступает на выходные усилители через ЦАП HT82V731 фирмы Holtek.
С ресиверов можно снимать как композитный видеосигнал ПЦТВ (разъёмы RCA и SCART), так и компонентные RGB (SCART) и Y/C (S-Video). Аналоговые сигналы звукового сопровождения выведены как на RCA-, так и на SCART-разъёмы, а цифровые — через оптический S/P-DIF-вы-ход.
Обновление ПО с хост-компьютера обеспечивается через последовательный интерфейс RS-232. Преобразование уровней интерфейса в рабочие уровни процессора происходит в узле на дискретных элементах.
Ресиверы DRE(DRS)-4500 собраны на пяти печатных платах: основной, криптомодуля, картридера, управления и источника питания. Внешний вид основной платы МВ-08 rev.2.01, применённой в ресивере DRE-4500, показан на рис. 2, а принципиальная схема — на рис. 3. Последняя разделена на четыре части. Обратите внимание на то, что часть рис. 3.3 помещена рядом с рис. 3.1.
ЛИТЕРАТУРА
1. Фёдоров В. "Триколор ТВ" — общедоступное телевидение. — Радио, 2013, №3, с. 8-10.
2. Фёдоров В. Спутниковые ресиверы DRE-5000/5500, DRS-5001/5003 и GS-7300. Устройство и ремонт. — Радио, 2014, № 2, с. 8— 13; №3,с. 8—10; № 4, с. 7— 11; № 5, с. 7—11.
(Продолжение следует)
