Стандарты цифрового вещания и приема

[infinite.uz]

                    Стандарты цифрового вещания и приема

Уже довольно продолжительное время мы живем в э*цензура*у  цифровых технологий. Телевещание плавно переходит от аналогового к цифровому и хотелось бы по подробней знать процесс формирования и в частности стандарты цифрового вещания и приема.

К стати процесс по моему мнению еще не до конца (еще вообще когда либо будет конец) сформирован и сейчас на стадии интенсивного развития.

Сейчас различают такие основные стандарты в цифровом телевидении.

DVB — европейский стандарт цифрового телевидения. Сейчас действует на нашей территории.

ATSC — американский стандарт цифрового телевидения.

ISDB — японский стандарт цифрового телевидения.

DTMB — китайский стандарт цифрового телевидения.

DMB — корейский стандарт цифрового телевидения.

 
Способы передачи  цифрового  телевещания

DVB-S спутниковое цифровое телевещание

DVB-S2 спутниковое цифровое телевещание нового стандарта

DVB-C кабельное цифровое телевещание

DVB-T наземное цифровое телевещание

DVB-T2 наземное цифровое телевещание нового стандарта

DVB-H цифровое телевещание для мобильных устройств

IPTV цифровое телевещание для сетей интернет.

 
Преимущества цифрового телевидения по сравнению с аналоговым телевидением очевидны.

    Повышение помехоустойчивости в передаче и записи телевизионного сигнала.
    Существенное увеличение числа телевизионных программ, передаваемых в том же частотном диапазоне.
    Создание телевизионных систем  высокой чёткости.
    Повышение качества изображения и звука в телевизионных приёмниках.
    Уменьшение мощности передатчиков.
    Архивирование и запись телевизионных программ .
    Передача в телевизионном радио сигнале различной дополнительной информации, в том числе телепрограммы (EPG)
    Возможность выбора языка вещания (звуковой дорожки) и субтитров.
    Расширение функциональных возможностей используемой аппаратуры.

Основным недостатком можно считать.

    Замирания и рассыпания принимаемой картинки на «квадратики» при недостаточном уровне сигнала, данные либо принимаются качественно на 100% , либо принимаются плохо и картинки не видно вообще или с квадратиками.

В сравнении с аналоговым вещанием одинаковой мощности передатчика. Цифровое все еще принимается  без помех, а аналогового уже почти нет.

Что касается видео кодеков то применяются в основном
MPEG-2 (от английскогоMoving Picture Experts Group)
H.264 (MPEG-4 AVC)

[TeleDinaburg]

А как же стандарт DVB-C2? Компании кабельного телевидения Германии,такие гиганты как Kabel Deutscland исключительно засчет высокой эффективной передачи данных в этом стандарте с высоким помехоустойчивым кодированием переводят кабельное хозяйство со старого DVB-C.У них в "кабеле" уже фактически нет резерва для его энергетического развития кроме как перевода оборудования на новый стандарт протокола передачи данных DOCSIS 3.1.Дойче упорно не хотят покидать рынок HFC сетей в который вложена уйма денег и переходить на оптоволокно.

 

Забыт в выше опубликованном перечне новейших стандартов и американский ATSC 2.0 .Понятно что он тестируется,но в США от тестов к действующему стандарту рукой махнуть.Тем более на подходе вещание в разрешении 4К или Ultra HD с высокопроизводительным кодеком H.265.А японцы так вообще обьявили всему миру, что государственным стандартом телевидения у них станет в скором времени стандарт с разрешением видео 8К (Super Hi-Vision),что в 16 раз выше привычного HD.Так что война стандартов и форматов еще продолжится и на европейском DVB-T2 теоретический предел Шеннона,заявленный ранее не остановится.

[TeleDinaburg]

Совсем забыл о утверждении консорциумом DVB Project (Digital Video Broadcasting Project) спецификации (расширении) стандарта DVB‑S2X.

Стандарт DVB-S2X характеризуется
более эффективными показателями спектральной
эффективности соотношения
сигнал/шум (C/N), являющегося
типичным для профессиональных приложений, таких как передающие линии или IP- каналы. Он также поддерживает очень низкие показатели сигнал/ шум C/N, до -10 dB.

Стандарт DVB-S2X основан напринципах хорошо зарекомендовавшего себя стандарта DVB-S2. Он использует проверенную схему прямой коррекции ошибок (FEC) LDPC в сочетании BCH FEC в качестве
внешнего кода, обеспечивая тем самым следующие дополнительные элементы:

Меньшие опции затухания
на уровне 5 и 10 процентов
(в дополнение к 20%, 25% и 35%, доступным в DVB-S2).

Более точная градация и увеличение количества
видов модуляции и кодирования.

Новый пакет опций для линейных и нелинейных каналов.Дополнительные опции скремблирования для критических ситуаций с помехами от совмещённого канала.

Склеивание каналов – до 3.Поддержка операций с очень низким коэффициентом SNR – до -10 dB SNR.
Опция «Супер-кадр» (Super- frame option).

 

Введение стандарта DVB-S2 уже
привело к значительному
улучшению показателей
спектральной эффективности для
работы DTH-приложений, поэтому
DVB-S2X не смог принести каких- либо значимых новых
преимуществ на физическом
уровне в этом плане, которые
были бы подобны переходу от
DVB-S к DVB-S2 (где-то на уровне
30%). Тем не менее стандарт DVB- S2X обеспечивает для DTH более
точную настройку физического и
верхнего протоколов DVB-S2,
предлагая довольно
привлекательный пакет (для
проектов нового поколения, которые, в любом случае,
потр*цензура*ют обновления
ресиверов).

Наиболее важными функциями
для DTH является связывание
каналов и более точная
детализация модуляции, а также
опции FEC в сочетании с более
резким затуханием. Связывание до трех спутниковых каналов будет поддерживать более высокие совокупные скорости передачи данных, а также сделает возможным дополнительное статистическое мультиплексирование для
высокоскоростных сервисов,
таких как Ultra HD. Обязательное
использование Переменного
кодирования и модуляции (VCM) в ресиверах предлагает возможность увеличения
спектральной эффективности для
Ultra HD каналов, гарантируя при
этом стабильность работы во
время сильных ливней за счёт
одновременной передачи высокозащищённых SD-
компонентов.

Спецификация стандарта DVB-S2X
была опубликована в Синей книге DVB. Вскоре после этого
практически все поставщики
профессионального передающего и приёмного спутникового оборудования объявили о своей
поддержке новой модификации.

Стандарт DVB-S2X был представлен практически одновременно с появлением новой системы эффективной видеокомпрессии – HEVC. Ожидается, что в новых спутниковых ресиверах будет
предусмотрена поддержка обеих
технологий для более
эффективной поддержки HD и в
особенности Ultra HD каналов.

 

[TeleDinaburg]

Прежде чем начать описывать в этой ветке как же работают и "устроены" стандарты цифрового телевидения в разных средах распространения,я решил вначале напомнить,а для некоторых это будет новость,что существует Формат,а не Стандарт T2-MI,подразумевающий под собой инкапсуляцию пакетов T2-MI в транспортный поток MPEG-2 TS,передаваемый со спутника для доставки федеральных каналов на приемные радиотрансляционные Центры и последующей их ретрансляцией в эфир наземного вещания в стандарте DVB-T2.

 

Инкапсуляция выглядит как поток данных на одном PIDе. На приёмной стороне после декапсуляции данные

подаются на T2-MI интерфейс модулятора DVB-T2, т.е. не тр*цензура*ется мультиплексор.

 

T2-MI (T2 Modulator Interface),т.е специально разработанный протокол инкапсуляции пакетов в передаваемый транспортный поток для последующей подачи на модулятор передатчика (минуя мультиплексор, необходимый ранее в стандарте DVB-T) наземного цифрового телевидения в стандарте DVB-T2. Это также необходимо для контроля и изменения параметров модуляторов и передатчиков из Центра Формирования мультиплексов,а также для их синхронной работы в режиме SFN так как в каждом пакете передается timestamp.

 

T2-MI пакеты инкапсулируются в

виде данных в MPEG-2 TS поток.

 

 

Также по картинке видно, можно подмешать региональный местный контент к федеральным пакетам переданным по T2-MI.

 

Так вот на сегодня есть ПО, способное на лету разбирать эти T2-MI пакеты и выделять из них TS-поток уже с самими телеканалами и анализировать его.Бытовых ресиверов таких нет и не предвидется,а вот отдельные компьютерные DVB карты,способные работать с инкапсулированным T2-MI потоком есть.И об них разговор в следующем посте.Заодно там уже попробую обьяснить все без сегодняшней технической терминологии.

 

Помимо российских федеральных пакетов,вещающих в формате T2-MI есть ряд иностранных.Об этом я напишу позже в этой же ветке.

[TeleDinaburg]

HbbTV начинает заключение

контрактов о поставках наборов

для тестирования HbbTV 2.0

 

 

Международная инициативная группа HbbTV Association, в задачи которой входит выработка открытого стандарта для доставки контента через вещательные и широкополосные сети на подключаемые телевизоры и сет-топ-боксы, объявила о выборе поставщиков наборов для тестирования спецификации HbbTV 2.0.

 

О выпуске спецификации HbbTV

2.0 и начале тендера на поставку

наборов тестирования HbbTV

было объявлено в феврале 2015

года. Ассоциация HbbTV

заключила контракты с Digital TV Labs и RT-RK, которые

предусматривают включение в

набор 500 видов тестирования.

Они должны дополнить собой все подходящие виды тестирования из тестового набора HbbTV 1/1.5 и прочих источников. Конкретные

тесты тщательно отбирались на

предмет своей наибольшей

важности для различных

функций, поддерживаемых в

спецификации.

 

Ожидается, что избранные

поставщики начнут представление тестов в сентябре 2015 года и этот процесс продлится до января 2016. Их рассмотрение будет проводиться сразу же после получения как членами HbbTV, так и третьими сторонами.

 

Новые тесты будут предлагаться в

комплекте с уже существующим

набором по мере доступности и

будут отмечаться как

«дополнительный тестовый

материал», тр*цензура*ющий окончательного утверждения. Этот шаг необходим для того, чтобы сделать новые тесты доступными как можно скорее.

 

Лаборатория Digital TV Labs

выиграла объявленный

ассоциацией HbbTV Association

открытый тендер на право

осуществлять поставку тестов,

относящихся к ключевым новым технологиям, которые должны

будут испытаны при помощи

готовящегося к выпуску тестового

набора HbbTV 2.0.

 

Контракт предусматривает

поставку тестов для системы

обнаружения экрана-спутника с

использованием протокола DIAL,

удалённого запуска приложений

на экране-спутнике, а также удалённого управления связью

между приложениями. Он также

включает в себя тесты, связанные с синхронизацией приложений и

контента на различных

устройствах, многопотоковой синхронизацией и улучшенной

поддержкой приложений для

синхронизации видео в HbbTV 2.0.

 

Стандарт HbbTV 2.0 является

стандартом гибридного DVB-

вещания последнего поколения,

регламентирующий принципы

доставки контента через

вещательные и широкополосные сети на подключаемые телевизоры и сет-топ-боксы.Стандарт HbbTV 2.0, в котором среди прочих технологий реализована поддержка HTML 5.0,HEVC и DVB DASH, позволяет предоставлять пользователю более широкий спектр услуг, а также даёт вещателям и операторам новые возможности для монетизации контента. В частности, среди этих новых услуг и возможностей может быть трансляция контента в формате Ultra HD, широкий выбор приложений для экрана-спутника,служба Push-VOD, вставка рекламы, а также синхронизация передаваемого через вещательный канал видео с субтитрами или дополнительной звуковой дорожкой из широкополосного интернет-канала.

 

В Digital TV Labs ожидают, что

полноценный релиз набора

тестирования HbbTV 2.0 состоится

ближе к концу 2016 года – в

преддверии ожидаемого в 2017

году выпуска совместимых со стандартом устройств, однако,

отдельные тестовые инструменты

станут доступными раньше и будут предоставляться членам

ассоциации HbbTV по мере

появления.

[Bayeke]

Перспективы спутникового ТВ. 

 

Информация взята от сюда

[Veetalee]

Очень перспективная технология. Уверен, когда обретет массовый характер пойдут продажи и реализация оборудования - начнется новая эра спутникового тв. 

[ШУХРАТ_SAT]

Cтандарты вещания

 

Cтандарты DVB

 

передача сигнала

dvb-s | dvb-s2 | dvb-c | dvb-cs | dvb-t | dvb-h | dvb-ms | dvb-mc | dvb-mt | dvb-dsng

.

мультиплексирование

dvb-si | dvb-txt | dvd-vbi | dvb-data | dvb-ssu

.

кодирование

dvb-mpeg

.

субтитры

dvb-sub

.

интерактивность

dvb-nip | dvb-rcc | dvb-rcp | dvb-rcd | dvb-rcl | dvb-rcg | dvb-rccs | dvb-rcs | dvb-rct | dvb-rcgprs

.

домашняя мультимедийная платформа

mhp

.

интерфейсы

dvb-phd | dvb-shd | dvb-atm | dvb-han | dvb-hln | dvb-ihdn | dvb-ci | dvb-pi | dvb-irdi

.

интернет-протоколы

dvd-ipi

.

условный доступ

dvb-csa | dvb-sim

.

измерения

dvb-m

[ШУХРАТ_SAT]

                                                                                                                               DVB-S

Спутниковое ТВ (SAT) вещание было и остается самым быстрым, надежным и экономичным способом подачи ТВ сигнала высокого качества в любую точку обширного пространства.

Все вещательные искусственные спутники Земли (ИСЗ) размещаются на так называемой геостационарной орбите (ГО) – круговой орбите высотой ~36000 км в плоскости экватора. Находясь на ГО, спутник неподвижен относительно поверхности Земли, т.к. вращается с той же угловой скоростью, что и Земля. Зона видимости геостационарной ИСЗ – около одной трети земной поверхности.

Для SAT вещания выделены специальные участки радиочастотного спектра в сантиметровом диапазоне волн, где допускается повышенная плотность потока мощности с ИСЗ. Наиболее освоен участок KU-диапазона с частотами 11,7…12,5 ГГц. Вещательную мощность ИСЗ в данной точке приема принято характеризовать эквивалентной изотропно излучаемой мощностью (Р ЭИИМ), представляющей собой произведение выходной мощности передатчика ИСЗ на коэффициент усиления передающей антенны в данном направлении. Р ЭИИМ обычно выражается в дБ?Вт (dBW) и обычно составляет 45…60 dBW. В соседних диапазонах 10,7…11,7 ГГц и 12,5…12,75 ГГц вещают спутники так называемой фиксированной спутниковой службы с типовыми значениями Р ЭИИМ 38…52 dBW.

Одной из особенностей применения ИСЗ является ограниченность энергетического потенциала спутникового ретранслятора, в силу чего в SAT вещании традиционно используют методы обработки, тр*цензура*ющие минимального отношения несущая/шум (C/N) на входе демодулятора в обмен, например, на полосу частот сигнала. В аналоговом вещании это был выбор частотной модуляции (вместо амплитудной), а в цифровом вещании приходится применять мощное каскадное помехоустойчивое кодирование и модуляцию с невысокими кратностями (например, QPSK вместо более высокоскоростной 16 QAM). Дополнительной особенностью цифрового SAT вещания является тот факт, что многопрограммное вещание осуществляется за счет мультиплексирования в цифровом потоке, а работа передатчика ИСЗ осуществляется только на одной несущей в нелинейном режиме, что позволяет повысить его выходную мощность на 2,5…4 dB. Такое повышение энергетики эквивалентно уменьшению диаметра рефлектора приемной антенны в 2 раза в сравнении с приемом сигналов аналогового вещания.

В 1994г. в рамках консорциума DVB Project был создан Европейский стандарт спутниковой цифровой системы многопрограммного ТВ вещания - стандарт DVB-S, работающий в полосе частот 11/12 ГГц (European Standard EN 300 421 v.1.1.2, 1997-08). Для целей SAT вещания выделены полосы частот в диапазонах 12, 29, 40 и 85 ГГц. В диапазонах 40 ГГц и 85 ГГц выделен спектр частот шириной в 2 ГГц.

В октябре 1996г. был принят проект Рекомендации по общим функциональным требованиям к многопрограммным системам SAT вещания в полосе частот 11/12 ГГц, а уже в октябре 1999г. был выработан проект новой Рекомендации, учитывающей, что в мире существуют четыре схожие по архитектуре системы: стандарт DVB-S (Система А), DSS (Система В), G1-MPEG-2 (Система С) и ISDB-S (Система D).

Система А (стандарт DVB-S) разработана европейским консорциумом DVB Project и предназначена для доставки служб многопрограммного ТВ вещания или ТВЧ в частотных диапазонах фиксированной и радиовещательной SAT служб (10,7…12,75 ГГц) с их непосредственным приемом на домашние интегральные приемники-декодеры, а также на приемники, подключенные к системам с SAT коллективными ТВ антеннами SMATV (Satellite Master Antenna ТВ), и систем кабельного телевидения (СКТ) при первичном и вторичном распределениях программ ТВ вещания. В настоящее время практическое все цифровое SAT ТВ вещание на все пять континентов осуществляется по стандарту DVB-S.

Существует два основных способа цифровой передачи SAT сигналов:
передача N сжатых цифровых сигналов на N несущих;
мультиплексирование N сжатых цифровых сигналов и их передача на одной несущей.

Число программ ТВ вещания, которое можно передавать с помощью одного спутникового транспондера, зависит от тр*цензура*емой скорости передачи информации, компонентного или композитного формата кодирования для источника сигнала, качества и разрешающей способности исходного изображения, критичности алгоритма сжатия к некоторым видам изображений и тр*цензура*емого качества восстановленного изображения.

Достижения в области сжатия данных позволяет организовать большое количество цифровых высококачественных ТВ каналов с относительно низкими скоростями (менее 1 Мбит/с, что эквивалентно 20-25 ТВ каналов в стандартной полосе SAT канала величиной 27 МГц). Во многих случаях допустима и скорость в 400 кбит/с, что эквивалентно не менее 60 ТВ каналов с одного транспондера.

Структурная схема передающей части стандарта DVB-S показана на рис.1. На передающей стороне выполняются следующие преобразования потока данных для его адаптации к каналу:
транспортное мультиплексирование и рандомизация для дисперсии энергии;
внешнее кодирование с помощью кода Рида-Соломона (RS);
сверточное перемежение и внутреннее кодирование с использованием выколотого сверточного кода;
формирование сигнала в основной полосе частот и его модуляция.

Для SAT систем ТВ вещания характерны ограниченная мощность передаваемого сигнала и, следовательно, повышенная чувствительность к воздействию шумов и интерференционных помех. Совместное использование энергетически эффективной квадратурной фазовой модуляции QPSK и каскадного кодирования для канала на базе укороченного кода RS и сверточного кода в сочетании с алгоритмом декодирования Витерби с мягким решением обеспечивает высокую помехоустойчивость системы в условиях воздействия шумовых и интерференционных помех, а также нелинейности бортового ретранслятора (т.е. возможности работы при повышенной мощности). Благодаря согласованной фильтрации и прямому исправлению ошибок, высокое качество приема достигается даже в экстремальных условиях, когда уровень минимального сигнала близок к значениям, соответствующим пороговым значениям отношений несущая/шум (C/N) и несущая/интерференционная помеха (C/I). При этом гарантируется не более одной ошибки в час, что эквивалентно вероятности ошибок около 10 -10…10 -11 на входе демультиплексера MPEG-2 в приемнике-декодере.

Для согласования передаваемого сигнала с полосой и энергетическими характеристиками конкретного транспондера устанавливается тр*цензура*емое соотношение BW/Rs, где BW – полоса транспондера по уровню – 3 dB, Rs – скорость передаваемых символов. Так, для модуляции QPSK, скорости сверточного кода R и скорости RS-кода 188/204, соответствующая скорость передачи информационных символов составит:

RU = R(2Rs)(188/204) = 1,843 R Rs.

Для данной скорости символов Rs может быть выбрано одно из 5 значений кодовой скорости внутреннего сверточного кода, что соответственно изменяет полученную скорость символов RU и спектральную эффективность системы CU=RU/BW.

Структурна схема блоков адаптации к каналу стандарта DVB-S на передающей и приемной сторонах показаны на рис.2. Как уже отмечалось выше, основным видом модуляции в стандарте DVB-S принята QPSK (в отечественной литературе иногда именуется как ФМ-4), хотя в отдельных случаях могут использоваться 8 PSK (ФМ-8) и даже 16 QAM (КАМ-16). Применение помехоустойчивого кодирования позволяет значительно снизить тр*цензура*емое для работы демодулятора с QPSK отношение Еб/N0 (отношение энергии в одном бите информации к спектральной плотности мощности шума, см. рис.3), а для модуляции большей кратности пороговое значение Еб/N0 оказывается несколько выше.

 

[ШУХРАТ_SAT]

DVB-S2

В 2004г. появился стандарт SAT вещания, именуемый DVB-S2, который явился модификацией ранее существовавшего стандарта DVB-DSNG, предусматривающего максимально возможную совместимость с системой цифрового спутникового вещания DVB-S. Для придания большей универсальности применения и повышения эффективности при работе по каналам с достаточным энергетическим запасом, в технические нормы на системы первичного распределения добавлены опции режимов передачи, основанные на модуляции типа 8 PSK и 16 QAM.

Новый же стандарт DVB-S2 призван покрыть недостатки как стандарта DVB-S (низкие скорости потоков за счет формата модуляции QPSK), так и стандарта DVB-DSNG (работа SAT передатчиков при пониженных выходных мощностях в силу требования обеспечения более низких искажений). Необходимость в пересмотре имеющихся стандартов была обусловлена несколькими причинами.

Важнейшим фактором создания нового стандарта DVB-S2 стали планы массового запуска HDTV. Уже на сегодняшний день начинает наблюдаться дефицит в частотном ресурсе даже при трансляции SDTV. Если же все SAT программы будут вещаться в ТВЧ, то имеющегося частотного ресурса окажется недостаточным даже при переходе к более совершенным системам компрессии ТВ сигнала. Таким образом, перспектива появления HDTV потребовала разработки форматов канального кодирования, более эффективно использующих имеющиеся частотные ресурсы (т.е. DVB-S2).

Вторая причина появления стандарта DVB-S2 обязана неудовлетворительной работе имеющихся приемных систем K a-диапазона. Качество приема в этом диапазоне очень сильно зависит от погодных условий, в первую очередь, от дождя. Поэтому для трансляций в этом диапазоне часто тр*цензура*ется более высокая помехозащищенность, чем в С- и KU-диапазонах.

Третья причина появления стандарта DVB-S2 – появление интерактивных SAT сетей с адресными услугами. Такие сети тр*цензура*ют большого транспортного ресурса и оптимизировать его использование можно, адаптировав параметры каждого адресного потока к условиям приема конкретного адресата. Старые стандарты таких возможностей не предоставляют.

Таким образом, от нового стандарта DVB-S2 требовалось следующее:
повысить эффективность использования транспортного канала, т.е. предоставить возможность в полосе стандартного канала передавать больше бит полезной информации на помехоустойчивость;
допускать дифференцированный подход к выбору транспортных параметров для разных услуг, передаваемых в одном канале.

Кроме того, стандарт DVB-S2 должен был обеспечить совместимость с прежними стандартами и пути плавной миграции от старого оборудования к новому.

Первые два требования удалось выполнить за счет введения в стандарт более разнообразных схем модуляции, использования более эффективных систем защитного кодирования и введения дополнительных коэффициентов скругления, обеспечивающих более крутые фронты модулированного сигнала.

Гибкость формирования канала была достигнута теми же методами, что и эффективность использования спектра методами, а также за счет введения режимов VCM (Variable Coding and Modulation) и АСМ (Adaptive Coding and Modulation). Первый режим допускает разный уровень помехозащищенности услуг, передаваемый в одном канале, а второй - дополнительную возможность адаптации транспортных параметров к текущим условиям приема услуги. Режим АСМ предназначен для сетей с обратным каналом, где приемные системы имеют возможность переправлять на головную станцию информацию об условиях приема.

В результате был создан универсальный стандарт (DVB-S2), на базе которого могут строиться сети для распространения ТВ программ стандартной или высокой четкости, сети для предоставления интерактивных услуг, например, доступа в Интернет, сети для профессиональных приложений, таких как передача цифрового ТВ от студии к студии, сбор новостей и раздача сигнала на эфирные ретрансляторы. Новый стандарт DVB-S2 также удобен для формирования сетей передачи данных и создания IP-магистралей.

Большинство эффективных механизмов, заложенных в DVB-S2, оказались несовместимыми со старыми стандартами. Потому, для выполнения требования совместимости вниз, разработчики ввели в стандарт два режима. Один – совместимый вниз, но менее эффективный, а другой, использующий все новые возможности, но не позволяющий использовать приемники стандарта DVB-S.

Первый стандарт DVB-S2 рекомендуется для предоставления традиционных услуг, на период миграции к новому стандарту, а второй – для применения в профессиональных сетях и для передачи новых услуг, которые невозможно принять старыми приемниками.

Новый стандарт DVB-S2 предусматривает четыре возможности схемы модуляции (рис.1). Первые две, QPSK и 8 PSK, предназначены для использования в вещательных сетях. Передатчики транспондеров работают там в режиме, близкому к насыщению, что не позволяет модулировать несущую по амплитуде. Более скоростные схемы модуляции, 16 APSK и 32 APSK, ориентированы на профессиональные сети, где часто используются более слабые наземные передатчики, не вводящие бортовые ретрансляторы в нелинейный режим работы, а на приемной стороне устанавливаются профессиональные конвертеры (LNВ), позволяющие с высокой точностью оценить фазу принимаемого сигнала. Эти схемы модуляции можно использовать и в системах вещания, но в этом случае каналообразующее оборудование должно поддерживать сложные варианты предыскажений, а на приемной стороне должен быть обеспечен более высокий уровень отношения сигнал/шум. Символы внутри констелляционного поля APSK модулированного сигнала размещены по окружностям. Такой вариант является наиболее помехоустойчивым в плане передачи амплитуды символа и позволяет использовать ретрансляторы в режимах, близких к точке насыщения.

Обратим внимание на то, что, по сравнению с QPSK, верхняя схема модуляции, 32 APSK, позволяет повысить общую скорость потока в 2,5 раза.

Одновременно с введением более высоких уровней модуляции стандарт DVB-S2 предусматривает возможность применения двух дополнительных коэффициентов скругления alpho (?). К используемому в DVB-S ? = 0,35, в новом стандарте добавлены коэффициенты ? = 0,20 и ? = 0,25. Новые, более низкие значения коэффициентов обеспечивают большую крутизну импульсов, что позволяет использовать спектр более эффективно. С другой стороны, снижение a способствует повышению нелинейных искажений, что особенно сказывается при передаче одной несущей на транспондер. Поэтому конкретное значение коэффициента выбирается с учетом всех параметров передачи.

Для защиты от помех в новом стандарте DVB-S2, как и в прежних, используется перемежение данных и наложение двухуровневого кода для прямой коррекции (Forward Error Correction - FEC). Но системы внешней и внутренней кодозащиты – другие, чем в стандарте DVB-S. В качестве внешней кодозащиты в место кода Рида-Соломона используется код Боуза-Чоудхури-Хоквингема (BCH), а в качестве внутренней, вместо сверточного кода, - код с низкой плотностью проверок на четность (Low Density Parity Check Codes – LDPC).

Для дополнительного снижения частоты ошибки используется внешний уровень кодозащиты ВСН, работающий при малой плотности ошибок. В большинстве режимов код позволяет исправлять до 12 ошибок, но в некоторых – до 8 или до 10 ошибок.

Стандарты DVB-S и DVB-DSNG жестко ориентированы на передачу транспортного потока MPEG-2 TS. Структура транспортного кадра нового стандарта не привязана к определенному формату. Она позволяет передавать как транспортные пакеты MPEG-2, так и произвольные потоки с непрерывной или пакетной структурой.

DVB-S2 предусматривает двухуровневое пакетирование потока, введенное для решения проблемы с синхронизацией приемной системы в условиях работы с низким уровнем отношения сигнал/шум.

Режимы с совместимостью вниз в основном предназначены для сетей вещания и более всего – для операторов, предоставляющих субсидии на покупку абонентских приемников. Они могут использовать эти режимы на время смены парка приемников, а затем переключиться на более эффективные, несовместимые режимы.

Стандарт DVB-S2 допускает два таких режима. В первом производится одновременная передача сигналов стандартов DVB-S и DVB-S2, асинхронно комбинируемых в одном частотном канале. Во втором сигнал DVB-S2 накладывается на сигнал DVB-S с помощью иерархической модуляции. То есть поток DVB-S выступает в качестве сигнала верхнего приоритета, а поток DVB-S2 – в качестве сигнала нижнего приоритета (рис.2). Сигнал DVB-S2 передается с помощью модуляции 8 PSK с неоднородной структурой констелляционного созвездия. Две точки созвездия, размещенные в каждом квадранте, отображают один символ сигнала с верхним приоритетлм. Наложение сигнала DVB-S2 осуществляется сдвигом символов в констелляционном поле по окружности на угол ±?. Такой сигнал может передаваться ретранслятором, работающим в режиме, близкому к насыщению.

Совместимые вниз режимы не позволяют полностью использовать потенциал нового стандарта DVB-S2 и довольно сложны в реализации. Поэтому, скорее всего, они не получат широкого распространения.

В зависимости от выбранного режима помехоустойчивого кодирования и схемы модуляции, уровень сигнал/шум, позволяющий принять сигнал на приемной стороне, колеблется от -2,4 dB (при модуляции QPSK и FEC с относительной скоростью 1/4) до +16 dB (32 APSK и FEC 9/10). Эти значения справедливы для гауссовского канала и идеального демодулятора. Они были получены методом компьютерного моделирования. При условии допустимости BER на уровне 10Е-7 энергетика сигнала превышает предел Шеннона всего на 0,7 – 1,2 dB.

По сравнению с DVB-S, новый стандарт DVB-S2 обеспечивает повышение скорости передачи полезной информации на 20-35% или при той же эффективности использования спектра дает запас по уровню сигнала в 2-2,5 dB.

На рис. 2 показаны варианты полезной скорости, достигаемые при разных конфигурациях системы, а также полезные скорости сигналов стандартов DVB-S и DVB-DSNG.

Выигрыш в эффективности передачи оказывается еще более значительным при использовании режима АСМ, предназначенного для интерактивных адресных приложений, таких как передача IP unicast. Этот режим позволяет исключить запас по энергетике в 4-8 dB, закладываемый в спутниковые сигналы для неблагоприятных условий приема, что дает возможность удвоить или утроить пропускную способность транспондера. Режим АСМ наиболее эффективен применительно к трансляциям К?-диапазона, а также для тропических зон приема.

На рис. 3 показана схема работы спутниковой системы в этом режиме. Система включает АСМ шлюз, DVB-S2 модулятор с поддержкой АСМ, передающую наземную станцию, спутник и систему приема спутникового сигнала, подключенную к АСМ шлюзу через реверсный канал.

В АСМ режиме формат помехоустойчивого кодирования и схема модуляции могут меняться от кадра к кадру. В условиях повышенного затухания сигнала услуга может поддерживаться за счет снижения скорости передачи полезной информации с одновременным повышением избыточности помехозащитного кода и/или перехода к более помехоустойчивой схеме модуляции. Качество принимаемого сигнала оценивается параметром C/N + I.

Каждая приемная система измеряет величину этого параметра и по реверсному каналу отправляет результат к АСМ шлюзу.

Следует отметить, что консорциум DVB Project не предполагает, что новый стандарт заменит старые уже в ближайшее время. Сегодня в мире работает множество коммерчески успешных спутниковых сетей стандарта DVB-S, и их трансляции принимаются миллионами декодеров, способными прослужить еще не один год. Поэтому наиболее вероятным сценарием внедрения нового стандарта DVB-S2 выглядит его использование для трансляции услуг, которые не могут быть приняты традиционными приемниками. Например, ТВ сигналов, компрессированных в новых форматах и/или передаваемых с высоким разрешением.

Вполне возможно, что новый стандарт DVB-S2 быстро найдет применение и в сетях спутникового сбора новостей. Хотя бы в виду значительных преимуществ, которые предоставляет АСМ режим. Но скорость его массового внедрения, вероятно, будет зависеть от появления новых услуг, несовместимых с имеющейся приемной аппаратурой.