DVB-S2 (DVB-S2)

Перейти к навигации Перейти к поиску

DVB-S2 — второе поколение цифрового спутникового вещания, стандарт на вещание цифрового телевидения, который станет преемником DVB-S. Был разработан в 2003 году группой DVB Project, международным промышленным консорциумом, и ратифицирован ETSI (EN 302307) в марте 2005 года. Стандарт предусматривает усовершенствование DVB-S и ввод электронного сбора новостей (или Digital Satellite News Gathering), используемого мобильными устройствами для посылки звуков и изображений с любой точки мира домой на телевизионную станцию[прояснить].

DVB-S2 предназначен для ТВ-вещания, включая стандартное разрешение и высокой чёткости (HD). Внедрены интерактивные сервисы, такие как Internet access и (профессиональная) передача контента. Разработка DVB-S2 совпала с появлением видеокодеков HDTV и H.264 (MPEG-4 AVC).

Добавлены два новых ключевых свойства, в сравнении с DVB-S:

  • Мощная схема кодирования, основанная на современном LDPC. Для упрощения LDPC коды имеют специальную структуру, известную как Irregular Repeat-Accumulate.
  • Режимы VCM (Variable Coding and Modulation, переменное кодирование и модуляция) и ACM (Adaptive Coding and Modulation, адаптивное кодирование и модуляция), которые позволяют оптимизировать полосу частот, используя динамично изменяющиеся параметры.

Ещё одним отличием является улучшенная модуляция 32APSK (амплитудная и фазовая манипуляция), увеличенные скорости трафика и специальный транспортный механизм для передачи IP-пакетов данных, включая потоки видео и аудио MPEG-4, при этом сохраняется обратная совместимость с базовым MPEG-2 TS.

DVB-S2 достигает гораздо лучшего использования полосы частот, нежели предшественники. Повышается максимальный битрейт на той же полосе частот спутника. Измеренная производительность DVB-S2 превышает DVB-S на 30%, при прочих равных полосе частот и мощности передаваемого сигнала. Поскольку применяется новая технология сжатия (MPEG-4 AVC), то сигнал с качеством HDTV транслируется в той же полосе частот, которую ранее занимал формат DVB-S (основанный на MPEG-2 SDTV).

В марте 2014 года группой DVB Project была опубликована спецификация DVB-S2X как расширение для DVB-S2.

Ключевые особенности

[править | править код]
  • Прямой приём одного и более транспортных потоков MPEG-2 (новый формат MPEG-TS обратно совместим с прежним).
  • Родной формат данных для DVB-S2 называется Generic Stream (GS), и может быть использован для эффективной передачи данных по протоколу IP, включая кодеки MPEG-4, AVC/H.264.
  • Обратная совместимость с DVB-S, прозрачная для конечного пользователя, и DVB-DSNG, который используется для electronic news gathering (см. выше).
  • Переменное кодирование и модуляция (VCM) призваны оптимизировать использование полосы частот, основываясь на приоритете входных данных, так чтобы SDTV мог бы доставляться более надежно, нежели HDTV в той же полосе.
  • Адаптивное кодирование и модуляция (ACM) обеспечат гибкую передачу параметров, подстроенную под условия приёмного оборудования, например, переключение на более низкий битрейт в периоды передачи темного фона.
  • Четыре режима модуляции:
    • QPSK и 8PSK предназначены для широкого вещания и могут быть использованы в нелинейных передатчиках сообразно ситуации.
    • 16APSK и 32APSK используются для специальных целей, полулинейной передачи, но также могут служить и целям широкого вещания, несмотря на то, что требуют большего уровня С/Ш и применения продвинутых методов исключения искажений на передающей земной станции.
  • Улучшенная крутизна АЧХ: α = 0,2 и α = 0,25 в сравнении с DVB-S α = 0,35. Разработчики в свои модемы и модуляторы давно добавили Roll-off 0,15; 0,1; 0,05 (в большинстве случаев за эту опцию нужно доплачивать) .
  • Улучшенное кодирование: современный длинный код LDPC сдобрен кодом коррекции ошибок BCH, который допускает quasi-error-free (QEF) на приёмной стороне канала AWGN. Это новшество поможет избежать специфичных ошибок уровня и битрейта LDPC. Кадр коррекции ошибок FEC может иметь длину 64800 (нормальный) или 16200 (короткий) бит. Если используются VCM или ACM, то вещание может состоять из комбинаций нормальных и коротких кадров.
  • Несколько скоростей передачи кода для гибкой подстройки к передаваемым параметрам: 1/4, 1/3, 2/5, 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 8/9 и 9/10. Скорости 1/4, 1/3 и 2/5 специально предназначены для условий плохого приёма с модуляцией QPSK. Значения 8/9 и 9/10 плохо работают там, где уровень сигнала ниже уровня шума. Как бы то ни было, в целевых диапазонах Ku и Ka эти скорости рекомендованы для пресечения несанкционированного доступа по соображениям авторского права или моральных устоев страны.
  • Возможность синхронизации потока для обеспечения надежного прямого соединения между точками передачи и приёма.

В зависимости от скорости модуляции система может работать на уровнях С/Ш между -2,4 дБ (QPSK, 1/4) и 16 дБ (32APSK, 9/10) с вероятностью пакетной ошибки PER=10−7 (что соответствует битовой вероятности ошибки BER=6.7*10-11 ). Дистанция до границы Шеннона колеблется в пределах от 0,7 до 1,2 дБ.

Минусы DVB-S2:

  • Слишком большие блоки для определенных типов трафика и режимов работы каналов связи (особенно это актуально для обратных каналов работающих в TDMA-режиме, где быстрота синхронизации важна);
  • Некоторые МодКоды с высокой скоростью кодирования менее эффективны чем МодКоды с более высоким индексом модуляции, но с более низкой скоростью кодирования, из-за чего в ACM-режиме не используются;
  • Большая разница в сигнал/шум (Es/N0) между соседними МодКодам (данную проблему частично устранил DVB-S2X).

Таблица спектральной эффективности DVB-S2 (ETSI EN 302307-1)

# Mod Normal Short Es/N0 (Frame Normal) PER 10-7

{for Frame Short add 0,2-0,3 dB}

FEC Pilot off Pilot on FEC Pilot off Pilot on
Spec. eff Spec. eff Spec. eff Spec. eff
Bit/symbol Bit/symbol Bit/symbol Bit/symbol
1 QPSK 1/4 0,490243 0,478577 1/5 0,365324 0,357467 -2,35
2 QPSK 1/3 0,656448 0,640827 1/3 0,629060 0,615532 -1,24
3 QPSK 2/5 0,789412 0,770627 2/5 0,760928 0,744564 -0,30
4 QPSK 1/2 0,988858 0,965327 4/9 0,848840 0,830585 1,00
5 QPSK 3/5 1,188304 1,160026 3/5 1,156532 1,131661 2,23
6 QPSK 2/3 1,322253 1,290788 2/3 1,288400 1,260693 3,10
7 QPSK 3/4 1,487473 1,452076 11/15 1,420269 1,389725 4,03
8 QPSK 4/5 1,587196 1,549426 7/9 1,508181 1,475747 4,68
9 QPSK 5/6 1,654663 1,615288 37/45 1,596093 1,561768 5,18
10 QPSK 8/9 1,766451 1,724416 8/9 1,727961 1,690800 6,20
11 QPSK 9/10 1,788612 1,746049 6,42
12 8PSK 3/5 1,779991 1,739569 3/5 1,725319 1,692033 5,50
13 8PSK 2/3 1,980636 1,935658 2/3 1,922040 1,884959 6,62
14 8PSK 3/4 2,228124 2,177525 11/15 2,118761 2,077885 7,91
15 8PSK 5/6 2,478562 2,422276 37/45 2,381056 2,335120 9,35
16 8PSK 8/9 2,646012 2,585924 8/9 2,577778 2,528046 10,69
17 8PSK 9/10 2,679207 2,618365 10,98
18 16APSK 2/3 2,637201 2,574613 2/3 2,548792 2,505223 8,97
19 16APSK 3/4 2,966728 2,896320 11/15 2,809662 2,761633 10,21
20 16APSK 4/5 3,165623 3,090495 7/9 2,983575 2,932574 11,03
21 16APSK 5/6 3,300184 3,221863 37/45 3,157488 3,103514 11,61
22 16APSK 8/9 3,523143 3,439530 8/9 3,418357 3,359924 12,89
23 16APSK 9/10 3,567342 3,482680 13,13
24 32APSK 3/4 3,703295 3,623332 11/15 3,493093 3,419165 12,73
25 32APSK 4/5 3,951571 3,866247 7/9 3,709309 3,630805 13,64
26 32APSK 5/6 4,119540 4,030589 37/45 3,925526 3,842446 14,28
27 32APSK 8/9 4,397854 4,302894 8/9 4,249850 4,159906 15,69
28 32APSK 9/10 4,453027 4,356875 16,05

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=DVB-S2&oldid=116538658