В рубрику "Новые продукты" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
В апреле 2005 г. компания Newtec поставила первый в мире серийный модулятор DVB-S2, позволяющий клиентам начать его использование в режиме DVB-DSNG/S с переключением в режим DVB-S2, когда это им необходимо. К концу 2005 г. на рынке появились первые демодуляторы DVB-S2 Newtec, которые сделали реальностью полноценное решение DVB-S2
Александр Ануфриев
Заместитель генерального директора ООО "НПО СвязьПроект"
История создания стандарта
Эра цифровой спутниковой связи фактически началась в 1980-х гг. прошлого века, когда стали известны возможности экономии затрат и полос частот при внедрении двухфазовой манипуляции (BPSK) и квадратурной фазовой манипуляции (QPSK). Вещательные компании стали широко применять эти технологии в начале 1990-х гг. после того, как ETSI (European Telecommunications Standards Institute - Европейский институт стандартов связи) выпустил первый DVB-S-стандарт, совмещающий QPSK с кодированием Рида-Соломона или упреждающий прямое исправление ошибок по методу Витерби (FEC).
Вскоре после этого ETSI одобрил две более высокие схемы модуляции, разработанные компанией Newtec - 8PSK и 16QAM (восьмипозиционные фазовые манипуляции и 16-позиционные амплитудно-фазовые манипуляции); компания выпустила новый стандарт -DVB-DSNG.
Несмотря на энергоемкость и больший размер антенны, 8PSK и 16QAM дают преимущества в использовании полосы частот. Соответственно более высокие схемы модуляции особенно интересны для применений, требующих высокой скорости передачи данных (широкополосные IP-сети передачи данных и телевизионный обмен студийного качества). Кроме того, помимо больших мощностей передачи, высокие схемы модуляции требуют и более надежных помехозащитных кодов.
Более эффективные FEC (Forward Error Correction) коды, такие, как широко известный Turbo-код, были разработаны в начале 1960-х годов как математические модели. Однако высокая сложность этих алгоритмов не позволяла организовать их широкое промышленное и коммерческое применение из-за отсутствия мощных вычислительных микросхем. Но сегодняшняя эволюция мощных процессоров DSP, FPG и высокоемких модулей памяти позволяет внедрять такие достижения науки, которые еще несколько лет назад принадлежали исключительно к области научной фантастики. После длительных дебатов по поводу того, как наилучшим образом внедрить такие технологии, комитет ETSI остановился на техническом решении, предложенном компанией Hughes, известном как Low Density Parity Check (LDPC). Этот революционный код корректировки ошибок в комбинации с новыми схемами модуляции и рядом новых конструктивных особенностей лежит в основе стандарта DVB-S2, являющегося новейшим стандартом ETSI для спутниковых коммуникаций.
Использование кода LDPC в сочетании со схемами модуляции, применяемыми в стандарте DVB-S2, позволяет настолько близко подойти к теоретическому пределу Шеннона для спутникового канала связи, что многие специалисты считают дальнейшие улучшения излишними.
DVB-S2: отличия от DVB-DSNG
С первого взгляда стандарт DVB-S2 (EN302307) имеет немного очевидных преимуществ по сравнению с DVB-DSNG/S-стандартами (EN301210 и EN300421): внешние коды Рида-Соломона с декодированием по методу Витерби и внутренние FEC-коды заменены кодами ВСН и LDPC соответственно. Новый стандарт поддерживает модуляции QPSK (2 бит/Гц), 8PSK (3 бит/Гц), 16APSK (4 бита/Гц) и даже 32APSK (5 бит/Гц). По сравнению с QAM, схема модуляции APSK позволяет легко компенсировать нелинейность транспондера.
Другими принципиальными отличиями и преимуществами по сравнению с DVB-DSNG/S являются: возможность комбинировать в одной несущей различные потоки данных; поддержка режимов с переменным и адаптивным кодированием и модуляцией (Variable Coding and Modulation и Adaptive Coding and Modulation) и внутренняя поддержка данных, не относящихся к формату MPEG (Generic Mode).
Комбинирование различных потоков данных удовлетворяет растущую потребность в передаче различных сигналов на одной несущей полностью в "прозрачном" виде.
Режим VCM позволяет применять разные схемы модуляции и уровни корректировки ошибок к каждому из различных потоков данных в одной несущей; режим АСМ позволяет динамически менять схемы демодуляции и уровни защиты от ошибок для каждого потока данных в зависимости от условий приема.
Где и как используется DVB-S2
Основной причиной использования стандарта DVB-S2 несомненно является улучшение эксплуатационных характеристик систем спутниковой связи. Такое улучшение немедленно сказывается на сокращении затрат. По сравнению с предыдущими стандартами при равных условиях передачи, DVB-S2 позволяет передавать на 30% больше данных в тех же полосах частот. В среднем сигнал в DVB-S2 требует на 2,5 дБ меньше энергетического запаса по линии связи при том же количестве дополнительных байт для корректировки ошибок. Эти преимущества могут выражаться в уменьшении мощности канала, более дешевых спутниках, меньшем диаметре антенн или комбинации всего вышеперечисленного .
Уменьшение диаметра антенны и возможность использования меньших по размеру усилителей должны быть особенно привлекательны для производителей, интеграторов и операторов автомобилей DSNG (drive-away), терминалов fly-away и земных станций типа VSAT.
Как DVB-S2 работает на практике
Простейший режим DVB-S2 называется CCM (Constant Coding and Modulation) - режим передачи, для которых необходим только модулятор DVB-S2 и демодулятор со стандартными интерфейсами, такими, как ASI. Характерно, что демодулятор DVB-S не может быть использован с модулятором DVB-S2, когда тот работает в режиме DVB-S2.
В зависимости от типа оборудования, пара модулятор и демодулятор может обрабатывать один или несколько потоков данных одновременно. Каждый поток данных соединен с модулятором/демодулятором через собственный физический интерфейс и передается "прозрачно" на одной общей несущей. Если модулятор поддерживает режим VCM, каждый поток данных может кодироваться и модулироваться через собственный набор параметров.
Использование режима АСМ требует более сложной инфраструктуры в дополнение к паре модулятор и демодулятор. Эта инфраструктура должна осуществлять обратную связь - сообщать условия прохождения сигнала со стороны приема и применять адаптивные алгоритмы для настройки параметров передачи сигнала динамично для каждого потока данных и соответственно регулировать скорость передачи данных полезной нагрузки.
DVB-S2 и другие решения Newtec на платформе Azimuth
Модули модулятора DVB-S2 и демодулятора Newtec заняли свое место в ряду профессиональной серии продуктов Azimuth. Модуль модулятора может быть поставлен в двух версиях: одна с ПЧ-выходом (50-180 МГц) и другая с интерфейсом L-диапазона (950-1750 МГц). Новые модули полностью совместимы с существующими интерфейсами данных Azimuth и модулями частотных конвертеров; возможно использование встроенного программного обеспечения DVB-DSNG/S на модуле модулятора DVB-S2. На шасси Azimuth возможно скомбинировать несколько интерфейсов входов (выходов), позволяющих модулятору (демодулятору) обрабатывать несколько потоков данных одновременно в режиме ССМ или VCM/ACM.
Что касается других продуктов Newtec, то модуляторы DVB-S2 и демодуляторы могут быть поставлены в целом ряде версий программного обеспечения (с возможностью последующего расширения) в зависимости от требований, например, максимальной скорости передачи символов и схем модуляции. Революционная интерфейсная карта Gigabit Ethernet обеспечивает GbE- и ASI-интер-фейсы с модулятором (демодулятором), что открывает возможности самого разнообразного применения.
Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #1, 2007
Посещений: 16567
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Новые продукты" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
