System transmisji satelitarnej i naziemnej

Kwadraturowe kluczowanie z przesunięciem fazowym lub modulacja czterofazowa (Quadrature Phase-Shift Keying oder Quaternary Phase-Shift Keying, QPSK) to cyfrowa metoda modulacji w inżynierii komunikacyjnej i forma kluczowania z przesunięciem fazowym (PSK). Za pomocą QPSK mogą być przesyłane dwa bity na symbol. Podwaja to wykorzystanie dostępnej przepustowości (efektywność widmowa) w porównaniu z binarnym kluczowaniem z przesunięciem fazowym (PSK). Podstawową właściwością jest to, że punkty symboli narysowane na płaszczyźnie zespolonej mają dokładnie taką samą odległość od punktu zerowego pod względem wartości bezwzględnej. Oznacza to, że amplituda nie przenosi żadnych informacji, tylko fazę. Stąd wzięła się nazwa tej techniki modulacji. Każdy punkt informacyjny zawiera dwa bity informacyjne. QPSK zapewnia takie same wyniki jak 4-QAM. Jednak w QAM dwie wzajemnie ortogonalne nośne o tej samej częstotliwości są modulowane pod względem ich amplitudy. Wypadkowa dwóch nośnych ma ponownie amplitudę i fazę, z którymi następnie łączy się symbol - jednak w sensie technicznym transmisji w QAM nie ma modulacji fazy, lecz raczej QDSB (AM z tłumioną nośną). 

Dzięki korekcji błędów w przód kanał może być oglądany przynajmniej z silnymi artefaktami, podczas gdy wszystkie błędy mogą być korygowane dla sygnału o średniej sile i odtwarzany jest obraz wolny od błędów. Szeregowy strumień danych sygnału NRZ jest najpierw dzielony na dwie równoległe ścieżki za pomocą demultipleksera. Następnie można przetwarzać po dwa bity, tak zwane dibity. Dibitom tym przypisana jest funkcja złożonego symbolu z częścią rzeczywistą i urojoną. Jako nośniki wykorzystywane są dwa sygnały sinusoidalne o tej samej częstotliwości, z których jeden jest przesunięty w fazie o 90° (sygnał kosinusoidalny). Tak więc sygnał QPSK jest dodaniem dwóch sygnałów PSK. Procedura odbioru działa w odwrotnej kolejności. QPSK znajduje zastosowanie w transmisji sygnału w cyfrowych kanałach satelitarnych (np. DVB-S), w naziemnej emisji sygnałów cyfrowych, a także w przewodowych metodach transmisji. Dobrze znaną aplikacją, w której można również monitorować sygnał QPSK, jest transmisja czarno-białych obrazów (faksów) przez sieć telefoniczną. Niemodulowany nośnik brzmiałby jak czysta fala sinusoidalna. Modulacja sprawia, że sygnał jest szerszy. Szybko i ciągle kluczowana nośna brzmi wtedy jak szum. Cyfrowy standard transmisji radiowej DAB wykorzystuje różnicowy QPSK. Ten rodzaj modulacji jest obecnie stosowany również w technologii HSDPA w sieciach UMTS. Tutaj szybkość transmisji danych wzrasta z 384 kbit/s do ok. 2 Mbit/s.

Z kolei w systemach transmisji naziemnej stosowane są schematy modulacji COFDM, OFDM z podziałem pasma na segmenty i 8VSB.

Przypomnijmy, że modulacja OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) to specjalna implementacja modulacji wielonośnej: metoda modulacji wykorzystująca wiele nośnych ortogonalnych do cyfrowej transmisji danych. Jest to specjalna forma modulacji FDM, w której przesłuch między sygnałami modulowanymi na sąsiednich nośnych jest redukowany przez ortogonalność nośnych (tj. maksimum nośnej jest przy przejściu przez zero dla sąsiednich nośnych).Użyteczne informacje, które mają być przesyłane z dużą szybkością transmisji danych, są najpierw dzielone na pewną liczbę częściowych strumieni danych o małej szybkości transmisji. Każdy z tych częściowych strumieni danych jest modulowany indywidualnie przy użyciu konwencjonalnej metody modulacji, takiej jak kwadraturowa modulacja amplitudy z małą szerokością pasma, a następnie dodawane są zmodulowane sygnały RF. Aby możliwe było rozróżnienie poszczególnych sygnałów podczas demodulacji w odbiorniku, konieczne jest, aby nośne były względem siebie ortogonalne w przestrzeni funkcyjnej. Efektem tego jest to, że częściowe strumienie danych wpływają na siebie w jak najmniejszym stopniu. Zaletą OFDM jest to, że umożliwia łatwe dostosowanie transmisji danych do specjalnych cech kanału transmisyjnego, takiego jak kanał radiowy, poprzez precyzyjną granulację. Jeśli w widmie sygnału OFDM wystąpią zakłócenia wąskopasmowe, nośne, na które wpływają zakłócenia, mogą zostać wyłączone z transmisji danych. Ogólna szybkość przesyłania danych jest zmniejszona tylko o niewielką część. Natomiast w przypadku szerokopasmowej kwadraturowej modulacji amplitudy z tylko jedną nośną zakłócenia wąskopasmowe w kanale transmisyjnym mogą uniemożliwić pełną transmisję danych. Destrukcyjne zakłócenia z odbioru wielościeżkowego dotyczą tylko pojedynczych nośnych.

Z kolei Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing (COFDM) to metoda transmisji informacji cyfrowych, która uzupełnia metodę modulacji OFDM o korekcję błędów w przód w obrębie symbolu. Mocne strony COFDM leżą w jego odporności na ogólnie zakłócający odbiór wielościeżkowy i jego echa oraz wynikającą z tego możliwość obsługi kilku sąsiadujących przestrzennie nadajników na tej samej częstotliwości transmisji, co tak zwana sieć simulcast. Nadaje się również do mobilnego odbioru przesyłanych za jego pomocą sygnałów. COFDM jako metoda transmisji wykorzystywana jest w szczególności przez Digital Audio Broadcasting (DAB), Digital Radio Mondiale (DRM) oraz przez europejski standard telewizji cyfrowej DVB-T. Jednoczesne działanie lub odbiór wielościeżkowy skutkuje konstruktywną i destrukcyjną interferencją w czasie symbolu, co prowadzi do kasowania lub wzmacniania poszczególnych częstotliwości nośnych. Jednakże, ponieważ duża liczba częstotliwości nośnych jest dostępna równolegle w kanale, a interferencja jest selektywna pod względem częstotliwości, tylko pojedyncze nośne są faktycznie anulowane lub wzmacniane w określonych przestrzennych punktach odbioru. Zasadniczo OFDM ma te same problemy fizyczne, co metody z pojedynczą nośną, ale zakłócające wpływy interferencji można znacznie zmniejszyć, ponieważ czas trwania symbolu w OFDM jest znacznie dłuższy niż w metodach z pojedynczą nośną. Oprócz korekcji błędów w przód poprzez kodowanie kanałowe, informacje, które mają być transmitowane, są redundantnie rozdzielane na kilka częstotliwości nośnych w COFDM. Dzięki temu odbiornik COFDM jest w stanie odtworzyć prawidłowe dane użytkownika nawet w przypadku wymazania poszczególnych częstotliwości nośnych przez zakłócenia oraz możliwa jest jednofalowa praca nadajnika z nakładającymi się strefami poszczególnych nadajników. Przedział ochronny zapewnia zachowanie „czasu ciszy” między dwoma przesyłanymi symbolami, tak że nie ma przesłuchu symboli między kolejnymi symbolami. Typowe czasy ochrony wynoszą od 1/32 czasu trwania symbolu do 1/4 czasu trwania symbolu. Długość okresu ochronnego określa możliwą różnicę odległości między nadajnikami wolną od zakłóceń międzysymbolowych. Przy czasie spoczynku 33 µs różnice odległości od dziesięciu kilometrów interferują, co pozwala na odległości nadajnika około 20 km, ponieważ anulowanie wymaga podobnych natężeń pola.

Dodajmy także, że 8VSB to metoda modulacji używana do nadawania w standardzie telewizji cyfrowej ATSC. Modulacja ATSC i 8VSB jest stosowana głównie w Ameryce Północnej; natomiast standard DVB-T wykorzystuje COFDM. Metoda modulacji określa sposób fluktuacji sygnału radiowego w celu przekazania informacji. ATSC i DVB-T określają modulację używaną w naziemnej telewizji cyfrowej; dla porównania, QAM jest metodą modulacji stosowaną w przypadku kabli. Specyfikacje telewizji kablowej mogą więc wskazywać, że obsługuje ona 8VSB (dla telewizji nadawczej) i QAM (dla telewizji kablowej). 8VSB to zatem 8-poziomowa szczątkowa modulacja pasma bocznego. Zasadniczo konwertuje strumień binarny na reprezentację ósemkową poprzez przesunięcie amplitudy, dopasowując sinusoidalną nośną do jednego z ośmiu poziomów. 8VSB jest w stanie przesłać trzy bity (23=8) na symbol; w ATSC każdy symbol zawiera dwa bity ze strumienia transportowego MPEG, które są modulowane w celu uzyskania liczby trzybitowej. Otrzymany sygnał jest następnie filtrowany pasmowo-przepustowo za pomocą filtra Nyquista w celu usunięcia nadmiarowości w listkach bocznych, a następnie przesuwany w górę do częstotliwości nadawczej.

Wiele wskazuje na to, iż COFDM ma lepszą wydajność w dynamicznych i statycznych sytuacjach wielościeżkowych oraz oferuje korzyści dla sieci jednoczęstotliwościowych i odbioru mobilnego. Niemniej jednak w 2001 r. raport techniczny sporządzony przez Grupę Techniczną COFDM wykazał, że COFDM nie oferuje żadnych znaczących korzyści w porównaniu z 8VSB. W podsumowaniu raportu zalecono podłączenie odbiorników do anten zewnętrznych podniesionych do około 30 stóp (9 m) wysokości. Ani 8VSB, ani COFDM nie działały zadowalająco w większości instalacji testowych w pomieszczeniach. Ponowne testy przeprowadzone przy użyciu tych samych odbiorników COFDM z dodatkiem przedniego filtra środkowoprzepustowego dały znacznie lepsze wyniki dla odbiornika DVB-T, ale nie przeprowadzono dalszych testów. Debata na temat modulacji 8VSB i COFDM wciąż trwa. Zwolennicy COFDM twierdzą, że jest on odporny na wiele ścieżek znacznie bardziej niż 8VSB. Jest to ważna właściwość modulacji przy odbiorze HDTV np. w telewizji podczas poruszania się pojazdów, co nie jest możliwe w przypadku 8VSB. Wczesne odbiorniki 8VSB DTV (telewizja cyfrowa) często miały trudności z odbiorem sygnału w środowisku miejskim. Nowsze odbiorniki 8VSB radzą sobie jednak lepiej z wielodrożnością, ale poruszający się odbiornik nadal nie może odebrać sygnału. Ponadto modulacja 8VSB wymaga mniejszej mocy do przesłania sygnału na tę samą odległość. Z tego powodu na mniej zaludnionych obszarach 8VSB może przewyższać COFDM. Jednak w niektórych obszarach miejskich, a także do użytku mobilnego, to COFDM może oferować lepszy odbiór niż 8VSB. Ponadto w fazie rozwoju znajdowało się kilka „ulepszonych” systemów VSB, w szczególności E-VSB, A-VSB i MPH. Braki w 8VSB w odniesieniu do odbioru wielościeżkowego można rozwiązać za pomocą dodatkowych kodów korekcji błędów w przód, które zmniejszają użyteczną przepływność, takich jak używane przez ATSC-M/H do odbioru mobilnego/ręcznego. ATSC 3.0, to kolejny główny standard telewizyjny w Stanach Zjednoczonych, będzie korzystał z COFDM. Zdecydowana większość amerykańskich stacji telewizyjnych używa COFDM w swoich studiach do nadawania i operacji zbierania wiadomości. Są to zarazem łącza komunikacyjne typu punkt-punkt, a nie transmisje rozgłoszeniowe.

Przypomnimy, że telewizja kablowa lub CATV (od Community Antena Television) to system telewizyjny oferowany za pośrednictwem sygnałów o częstotliwości radiowej, które są przesyłane do telewizorów za pośrednictwem sieci światłowodowych lub kabli koncentrycznych. Poza telewizją kabel taki może również świadczyć usługi telefoniczne i zapewniać dostęp do Internetu. System ten wykorzystuje światłowodowe lub koncentryczne sieci telewizji kablowej do przekształcenia ich w linię cyfrową lub analogową. Kable telewizyjne  są zwykle rozprowadzane w miastach, dzieląc położenie z kablami elektrycznymi i telefonicznymi; w przeciwieństwie do metody over-the-air stosowanej w tradycyjnych transmisjach telewizyjnych, na falach radiowych, która wymaga anteny telewizyjnej. Telewizja kablowa jest odpowiedzią na konieczność  doprowadzenia sygnałów telewizyjnych i emisji dźwięku o różnorodnym charakterze do domów abonentów, bez konieczności posiadania przez nich różnych urządzeń odbiorczych, odtwarzaczy, a przede wszystkim sprzętu antenowego. CATV to zatem usługa oferująca przesyłanie obrazu telewizyjnego do domów abonentów. Sieci telewizji kablowej istnieją od lat 40. Pierwszą sieć kablową założył w Stanach Zjednoczonych technik z Oregonu. Sieć posiadała system anten, wzmacniaczy i mikserów sygnału, a sygnał był przesyłany kablami do sąsiadów, dzięki czemu każdy mógł oglądać telewizję bez anten. Obecnie rozprzestrzenia się na całym świecie. Chociaż istnieją różne topologie sieci, poniżej schematycznie opisano topologię obejmującą główne elementy sieci CATV. Dla uproszczenia nie jest opisana możliwość interaktywności poprzez samą sieć (dla usług typu pay-per-view, czy choćby dla ułatwienia połączenia z Internetem).

Dodajmy też, że 64-QAM to rodzaj modulacji kwadraturowej (QAM), w której fala nośna o stałej częstotliwości może istnieć w jednym z sześćdziesięciu czterech różnych, dyskretnych i mierzalnych stanów na wykresie konstelacji. Wykres konstelacji składa się z dwóch osi składowych, a mianowicie współfazy (oś X) i kwadratury (oś Y). Te dwie składowe są prostopadłe do siebie lub przesunięte w fazie o 90˚ względem siebie. Każdy symbol w 64-QAM jest stanem konstelacji, który zawiera sześć bitów, jedną możliwą kombinacją z 64 różnych stanów w zakresie od 000 000 do 111 111.  Korzystając ze schematu 64-QAM, możliwe jest modulowanie zarówno amplitudy, jak i fazy fali nośnej i przesyłanie stosunkowo większej liczby bitów, uzyskując w ten sposób wyższą przepływność w porównaniu z innymi QAM niższego rzędu, takimi jak 16-QAM i 8 - QAM, BPSK i QPSK. Maksymalna szybkość transmisji danych, jaką można osiągnąć przy użyciu schematu 64-QAM, wynosi do 26,9 Mb/s. Podczas oceny modulacji 64-QAM należy ocenić następujące parametry”

• Wielkość wektora błędu (EVM): Ten parametr mierzy, jak dokładnie testowane urządzenie (DUT) może przesyłać symbole w ramach odpowiedzi konstelacji 64-QAM.
• Współczynnik wycieku sąsiedniego kanału (ACLR): Mierzy średnią moc w porównaniu z mocą nadawania, która przenika do sąsiednich kanałów, powodując w ten sposób zakłócenia w innych sąsiednich kanałach.
• Emisje niepożądane: Są to emisje wynikające z niepożądanych efektów nadajnika, takich jak emisja harmonicznych i produkty intermodulacji.

64-QAM ma stosunkowo wyższą przepływność (6 bitów na symbol), którą można osiągnąć, ponieważ liczba bitów na symbol jest zwiększona w porównaniu ze schematami M-QAM niższego rzędu i innymi technikami, takimi jak BPSK i QPSK. W porównaniu z BPSK (1 bit na symbol), modulacja 64-QAM osiąga 6-krotnie lepszą wydajność pasma i 3-krotnie lepszą wydajność pasma w porównaniu z QPSK (2 bity na symbol). Technika modulacji 64-QAM jest szeroko stosowana w zastosowaniach, takich jak cyfrowe systemy CATV, modem kablowy oraz cyfrowa naziemna telewizja (freeview). Modulacja ta jest również używana w LTE dla łącza w górę (UL) i łącza w dół (DL), gdzie transmisja 64-QAM oparta na UL zapewnia korzyści w środowiskach małych komórek. Gdy wymagane są wyższe szybkości transmisji danych, można zastosować bardziej zaawansowane schematy konstelacji QAM, takie jak 256-QAM, 1024 QAM i 4096 QAM.

Dodajmy ponadto, że 16VSB to skrót od 16-poziomowej szczątkowej modulacji pasma bocznego, zdolnej do transmisji czterech bitów (24=16) na raz. Inne, wolniejsze, ale bardziej wytrzymałe formy VSB to 2VSB, 4VSB i 8VSB. 16VSB ma dwukrotnie większą pojemność danych niż 8VSB; podczas gdy 8VSB zapewnia 19,39 Mbit/s w kanale telewizyjnym 6 MHz, 16VSB może dostarczać 38,78 Mbit/s, jednakże przy większej podatności na błędy transmisji. Podczas gdy 8VSB to cyfrowy format modulacji transmisji ATSC, 16VSB zaplanowano do dystrybucji kablowej. 16VSB jest około dwa razy bardziej podatny na szumy, dlatego nadaje się gorzej do nadawania niż 8VSB, ale za to dobrze funkcjonuje w kontekście stosunku sygnału do szumu w hybrydowej dystrybucji światłowodowo-koncentrycznej, umożliwiając dwa razy większą przepustowość w kanale 6 MHz.

Jednak od 2004 r. w Stanach Zjednoczonych firmy kablowe zdecydowały się rozszerzyć swoje istniejące systemy oparte na kwadraturowej modulacji amplitudy, aby przenosić telewizję cyfrową, zamiast przyjmować jakąkolwiek formę VSB. Ten wybór branży kablowej jest jednym z czynników podnoszonych w celu wyjaśnienia powolnego rozpowszechniania się nadawanej telewizji cyfrowej w USA

Omawiana norma wskazuje, że sygnał wizyjny obrazu nieruchomego powinien być wytwarzany elektronicznie. Chodzi tu o:

• Sygnał pasów kolorowych;
• Sygnał piłokształtny;
• Modulowany sygnał piłokształtny;
• Sygnał pakietów częstotliwości;
• Sygnał schodkowy o pięciu schodkach.

W tym przypadku stosowany jest sygnał sinusoidalny o częstotliwości 1 kHz. Do pomiaru charakterystyki częstotliwościowej stosowany jest sygnał sinusoidalny o zmiennej częstotliwości.

Przypomnijmy też, że sygnał pomiarowy, sygnał testowy to specjalnie ukształtowany sygnał o zadanych, znanych metrologowi parametrach, służący pobudzeniu mierzonego układu lub sprawdzanego przyrządu. Na podstawie reakcji na ten sygnał można ocenić ich sprawność, dokładność, klasę lub inne parametry, które są istotne dla dokonującego pomiary. Ogólnie sygnały elektryczne można podzielić na analogowe i cyfrowe.

Sygnały analogowe, ze względu na kształt,można podzielić na:

• sinusoidalne,
• prostokątne,
• piłokształtne.

Sygnały cyfrowe, ze względu na częstość powtarzania, można podzielić na:

• sygnały o zadanym wzorze,
• sygnały losowe (wzór sygnału nie powtarza się i nie da się przewidzieć jaki będzie w przyszłości)
• sygnały pseudolosowe (wzór sygnału powtarza się, ale dopiero po długim czasie, w stosunku do czasu trwania pojedynczego bitu; sekwencja do czasu jej powtórzenia ma rozkład podobny do losowego); przykładem takiego sygnału jest sygnał zawierający sekwencje PRBS.

Norma stwierdza, że sygnał w.cz. jest zwykle modulowany cyfrowo strumieniem transportowym MPEG, zawierającym dane wizyj ne, foniczne oraz informacji o usługach. Zarazem dodano, że jeżeli to możliwe, należy stosować się do postanowień podrozdziałów 3.3 i 3.4 standardu IEC 60107-1.

Przypomnijmy, że norma IEC 60107-1:1997 Metody pomiarów w odbiornikach do transmisji telewizyjnych – Część 1: Uwagi ogólne – Pomiary na częstotliwościach radiowych i wideo dotyczy standardowych warunków i metod pomiarów w odbiornikach telewizyjnych zgodnych ze standardami telewizji naziemnej określonymi przez ITU-R. Takie odbiorniki mogą być używane między innymi do bezpośredniego odbioru z anteny, odbioru przez sieci kablowe lub jako monitor do nagranego wideo, filmów domowych i gier. Zajmuje się też określaniem osiągów i umożliwia porównywanie wyposażenia poprzez wyszczególnienie cech, które są przydatne w specyfikacjach oraz poprzez ustanowienie jednolitych metod pomiaru tych charakterystyk. wymagania dotyczące wydajności nie są określone.

Wskazano także, że modulacja powinna być zgodna z systemem, dla którego został zaprojektowany badany odbiornik.

(1)      Systemy kablowe:

W systemach kablowych stosowane są schematy modulacji 64QAM i 16VSB.

(2)      Transmisja satelitarna:

Przy transmisji satelitarnej stosowane są schematy modulacji QPSK, TC-8PSK, BPSK.

(3)      Transmisja naziemna:

Przy transmisji naziemnej stosowane są schematy modulacji COFDM, OFDM z podziałem pasma na segmenty i 8VSB.

Gdy stosowany jest schemat modulacji OFDM (COFDM lub OFDM z podziałem pasma na segmenty), do modulacji nośnych stosowane są schematy QPSK, DQPSK, 16QAM i 64QAM.

Zaznaczono też, że w następnych sekcjach zamiast 16QAM, 64QAM, 256QAM, QPSK, COFDM, OFDM z podziałem pasma na segmenty i 8VSB jest stosowany typowy zapis „QAM, PSK, OFDM i VSB”.

Punkt 5.3.3 zawiera wskazanie, że poziom sygnału w.cz. należy wyrażać jako wartość skuteczną napięcia modulowanej fali nośnej, mierzonego na rezystorze obciążenia. Definicja poziomu sygnału w.cz. jest zaś zgodna z podaną w podrozdziale 3.4 omówionego wyżej standardu  IEC 60107-1.

Przykładowy schemat blokowy systemu pomiarowego przedstawiono na rysunku 2.

Norma wskazuje, że jako źródło sygnału obrazu nieruchomego można stosować generator sygnału wizyjnego, a jako źródło sygnału obrazu ruchomego magnetowid i odtwarzacz DVD.

Norma stwierdza także, że koder wizji powinien umożliwiać kodowanie sygnałów wizyjnych zgodnie z formatem MPEG2. Z kolei koder fonii powinien umożliwiać kodowanie sygnałów fonicznych zgodnie z formatem MPEG2 lub AC-3, lub  MPEG2-AAC.

Przypomnijmy, że Moving Picture Experts Group 2 (MPEG-2) to oznaczenie grupy standardów kodowania audio i wideo uzgodnione przez MPEG (Moving Picture Experts Group) i opublikowane jako standard ISO 13818. Ogólne używane są one do kodowania audio i wideo do transmisji sygnałów, w tym cyfrowej telewizji naziemnej, satelitarnej lub kablowej. Z pewnymi modyfikacjami jest to również format kodowania używany przez komercyjne dyski filmowe SVCD i DVD. MPEG-2 jest podobny do MPEG-1, ale obsługuje również wideo z przeplotem (format używany w telewizorach). Wideo MPEG-2 nie jest zoptymalizowane pod kątem niskich przepływności (poniżej 1 Mbit/s), ale przewyższa wydajność MPEG-1 z szybkością 3 Mbit/s i wyższą. MPEG-2 wprowadza i definiuje strumienie transportowe, które są przeznaczone do przesyłania cyfrowego obrazu i dźwięku przez nieprzewidywalne i niestabilne media i które są używane w transmisjach telewizyjnych. Z pewnymi ulepszeniami, MPEG-2 jest również obecnym standardem dla transmisji HDTV. Dekoder zgodny ze standardem MPEG-2 powinien być w stanie odtwarzać MPEG-1. Dźwięk MPEG-2, zdefiniowany w części 3 standardu, charakteryzuje się wyższymi parametrami w stosunku do dźwięku MPEG-1, dostosowując kodowanie programów audio z więcej niż dwoma kanałami. Część 3 standardu pozwala na zapewnienie wstecznej kompatybilności, umożliwiając dekoderom audio MPEG-1 dekodowanie komponentu stereo dwóch kanałów głównych lub w sposób niekompatybilny wstecz, co pozwala koderom lepiej wykorzystać dostępną przepustowość. MPEG-2 obsługuje różne formaty audio, w tym MPEG-2 AAC.

MPEG-2 służy do ogólnego kodowania ruchomych obrazów i powiązanego dźwięku, które tworzy strumień wideo przy użyciu trzech typów danych ramek (ramki wewnętrzne, przewidywalne ramki końcowe i dwukierunkowe przewidywalne ramki) ułożonych w określonej kolejności zwanej „Strukturą GOP” (GOP = grupa obrazów). Zwykle materiałem źródłowym jest sekwencja wideo w rozdzielczości pikseli ustawionej na 25 lub 29,97 klatek na sekundę z dźwiękiem. MPEG-2 obsługuje zeskanowane strumienie wideo zarówno progresywne, jak i z przeplotem. W strumieniach ze skanowaniem progresywnym podstawową jednostką kodowania jest pole.  Strumień MPEG-2 składa się z serii zakodowanych klatek obrazu. Trzy sposoby kodowania obrazu to: kodowanie wewnętrzne (ramka I), predykcyjne wsteczne (klatka P) i dwukierunkowe predykcyjne (ramka B).  Wyjściowa szybkość transmisji bitów z kodera MPEG-2 może być stała (CBR) lub zmienna (VBR), z maksimum określanym przez odtwarzacz – na przykład maksymalna możliwa prędkość w przypadku filmu DVD to 10,4 Mbit/s. Aby osiągnąć stałą przepływność, stopień kwantyzacji jest zmieniany w celu uzyskania wymaganej przepływności. Zwiększenie kwantyzacji powoduje, że podczas dekodowania wideo widoczny jest defekt, zwykle w postaci „mozaiki”, w której nieciągłości na krawędziach makrobloków stają się bardziej widoczne jako zmniejszenie przepływności.

Dodajmy też, że AAC (Advanced Audio Coding) to komputerowy format cyfrowego sygnału audio oparty na algorytmie kompresji stratnej, procesie, w którym niektóre dane audio są usuwane w celu uzyskania najwyższego możliwego stopnia kompresji, w wyniku czego plik wyjściowy brzmi jak jak najbardziej zbliżony do oryginału. Format AAC odpowiada międzynarodowemu standardowi „ISO/IEC 13818-7” jako rozszerzenie MPEG-2: standardu stworzonego przez MPEG (Moving Picture Experts Group). Ze względu na wyjątkową wydajność i jakość, technologia Advanced Audio Coding (AAC) stanowi rdzeń MPEG-4, 3GPP i 3GPP2 i jest preferowanym kodekiem audio do transmisji internetowych, bezprzewodowych i cyfrowych. Ten format AAC został wybrany przez firmę Apple jako podstawowy format dla iPodów i oprogramowania iTunes. Jest również używany w innych aplikacjach Ahead Nero, Winamp i Nintendo DSi. Format AAC, w przeciwieństwie do formatu OGG, pozwala prawnie na włączenie ochrony praw autorskich, te nieautoryzowane pliki audio, które mają ochronę przed kopiowaniem, nie będą działać w AAC. Na przykład pliki AAC dla iPoda w oprogramowaniu iTunes, chociaż są kompatybilne do odtwarzania na Nintendo DSi, nie mogą być odtwarzane, ponieważ jest to nieautoryzowane. Obecnie iTunes udostępnia swoje utwory w formacie AAC bez ochrony DRM, więc autoryzowane urządzenie nie jest konieczne do odtwarzania muzyki kupionej w jego sklepie.

Punkt 5.4.5 wskazuje zaś, że w modulatorze sygnałem modulującym powinien być strumień transportowy z wyjścia multipleksera, a sygnał  wyjściowy powinien być zgodny z systemem transmisji.

Przypomnijmy, że multiplekser (w skrócie: MUX lub Mux) to układ selekcyjny w elektronice analogowej i cyfrowej, za pomocą którego można wybrać jeden z wielu sygnałów wejściowych i przełączyć na wyjście. Multipleksery są porównywalne do przełączników obrotowych, które nie są ustawiane ręcznie, ale za pomocą sygnałów elektronicznych. Różnica w stosunku do przekaźnika polega na tym, że połączenia nie są wykonywane mechanicznie, ale za pomocą scalonych obwodów półprzewodnikowych. Dzięki cyklicznemu przetwarzaniu multiplekser może być użyty do konwersji równoległych strumieni danych na strumienie szeregowe. Ponadto za pomocą multipleksera można zaimplementować funkcję przełączania lub dowolny możliwy stan przełączania. Istnieją multipleksery optyczne i demultipleksery do transmisji sygnału za pomocą światłowodów, które współpracują z przełącznikami optycznymi lub z elementami selektywnymi pod względem długości fali w multipleksowaniu z podziałem długości fali. Odpowiednikiem multipleksera jest demultiplekser, za pomocą którego ponownie rozdzielane są połączone kanały danych. Multipleksery analogowe działają dwukierunkowo, co oznacza, że mogą być również używane jako demultipleksery. Oprócz wielu wejść i wyjść multiplekser ma jeden lub więcej sygnałów sterujących, które określają, które wejście jest wybrane. Wejście, które jako sygnał sterujący posiada identyfikator w postaci liczby binarnej, jest przełączane na wyjście. Na przykład multiplekser z napędem równoległym z kluczem oznaczenia n-MUX ma n sygnałów sterujących, 2n wejść i jedno wyjście. Wejścia są zwykle numerowane liczbami od 0 do 2n-1.