Bart Van Utterbeeck SSPI Broadcast day 5 de junho Shaping the future of satellite communications 1

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1 Bart Van Utterbeeck SSPI Broadcast day 5 de junho

2 O que é DVB-S2? Novo padrão DVB para transmissão digital por satélite (2004) Deve substituir DVB-S & DVB-DSNG no futuro Digital Video Broadcasting (DVB); Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications 2

3 O que é DVB-S2? Quais são as vantagens? Melhor eficiência espectral comparada com DVB-S até 40% de redução de banda (custo) ou até 2.5dB de aumento de margem Novas funcionalidades que oferecem: Mais flexibilidade Mais aplicativos Utilização do enlace até o último db 3

4 Como foi alcançado este aumento de eficiência? Novos métodos para Forward Error Correction (FEC) Inner coding Outer coding DVB-S Viterbi Reed/Solomon DVB-S2 LDPC BCH LDPC foi escolhido entre 7 métodos de FEC LDPC usa grandes blocos de dados Normal Frames (64800 bits) Short Frames (16200 bits) Mais opções de FEC: 1/4, 1/3, 2/5, 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 8/9, 9/10 O LDPC foi inventado por Gallager nos anos 60 mas somente com a tecnologia de hoje (90 nm technology) o LDPC pôde ser implementado num só ASIC 4

5 text Como foi alcançado este aumento de eficiência? Mais fatores de Roll-Off (20%, 25% and 35%) 4 esquemas de modulação adaptados para TWTA Q I=MSB Q=LSB Q 100 MSB 10 ρ= ρ=1 000 LSB 010 φ=π/ Q R 2 text R 1 I 1100 QPSK 2 bits/symbol MSB I LSB R Q R R I 8PSK 3 bits/symbol I MSB LSB γ = R 2 / R APSK 4 bits/symbol γ1 =R 2 / R 1 γ2 =R 3 / R APSK 5 bits/symbol 5

6 Eficiência DVB-S2 comparada com DVB-S/DSNG: 18 db Baixa C/N 6

7 Exemplo: 5 Mbit/s, Roll-off 1.35 DVB-S DVB-S bit/hz 4.88 MHz USD/mês (2500 US$/ MHz) bit/hz 4.53 MHz USD/mês (2500 US$/ MHz) 7

8 Exemplo: 5 Mbit/s, Roll-off 1.35 DVB-S2 DVB-S bit/hz 3.8 MHz 9500 US$/mês (2500 US$/ MHz) bit/hz 3.4 MHz 8500 US$/mês (2500 US$/ MHz) 8

9 Um novo parâmetro: Pilots Desafio para DVB-S2 Performance quase Shannon Manter sincronismo em condições de muito ruído Exige muito do demodulador Preocupação: Clientes com antena/lnb existentes só deveriam trocar a caixa set-top box para receber sinais DVB-S2 Pilots 9

10 DVB-S2: Multiple streams numa só portadora Um modulador DVB-S2 pode ter múltiplos inputs físicos ou lógicos: DVB-S2 modulator TS input 1 TS input 2 IP input Input interfaces Mode and Stream Adaptation (including padding) BB frames Coding and modulation Insertion of dummy PL frames Dummy PL frame PL frames Os dados de cada input são processados e transportados em frames separados. Os BB frames são multiplexados no Physical Layer para formar uma só portadora (não é TS multiplexing) Demoduladores são capazes de receber e decodificar os streams individuais 10

11 Variable coding and modulation (Modulação e Codificação Variável) No DVB-S2 existe a possibilidade de que cada frame seja Modulado e Codificado com seus próprios parâmetros CCM Constant Coding and Modulation Todos os frames têm a mesma modulação e codificação (fixo) VCM Variable Coding and Modulation Vários streams/serviços são modulados e codificados com seus próprios parâmetros (fixo por stream/serviço) ACM Adaptive Coding and Modulation Cada frame está modulado/codificado com seus próprios parâmetros. Os parâmetros podem ser modificados dinamicamente dependendo da qualidade de recepção de cada demodulador (Exige um canal de retorno por demodulador) 11

12 Parâmetros DVB-S2 Modulador Demodulador Modulação e.g. Broadcast QPSK Profile: FEC -CCM e.g. -QPSK/8PSK 9/10 Frame -Normal frames Short / Normal -Single TS Pilots Receptores de baixo custo X On / Off Input Stream Id X X X X CCM (VCM/ACM : Demod segue Mod) CCM (VCM/ACM : Demod segue Mod) 0 (Broadcast: Normal Frames, Nos demais perfis : Demod segue Mod) 0 (Demodulador sempre segue Modulador) (1) Frequência, Symbolrate e Roll-off : Igual a DVB-S/DSNG (2) Broadcast em DVB-S2 : CCM, QPSK/8PSK, Normal frames, Single TS X 12

13 Calculador DVB-S DVB-S2 Artigo e Calculador 13

14 Exemplo 1 Satellite News Gathering 14

15 Satellite News Gathering: Trends Possibilidade de enviar arquivos para o Studio (e vice-versa) EBU : 80% das contribuições são off-line ASBU : MENOS (Multimedia Exchange Network Over Satellite) Tapeless environment Manter a possibilidade de transmitir vídeo ao vivo Acesso a Internet/intranet + + VoIP Aumentando a produtividade on-site Configuração remota do DSNG/Fly-away 15

16 FlexSNG: One-way Multistream Studio SNG van or Fly-Away DVB S2 Demodulator DVB S2 Modulator IP TelliCast Server IP ASI TS Company LAN ASI TS TelliCast Client Video encoder Storage Server 16

17 FlexSNG: Two-way IP only Studio SNG van or Fly-Away DVB S2 Modem DVB S2 Modem PEP-Box 4000 TelliNet FTP Acceleration TelliShape QoS IP Rede LAN ftp/http TelliShape Client TelliNet Client QoS PEP-Box 1000 or SW FTP/HTTP Acceleration Internet Storage Server 17

18 FlexSNG: Two-way Multistream Studio SNG van or Fly-Away DVB S2 Modem DVB S2 Modem PEP-Box 4000 TelliNet FTP Acceleration TelliShape QoS ftp/http IP ASI TS Video encoder ASI TS Rede LAN TelliShape Client SW TelliNet Client PEP-Box 1000 or SW Internet Storage Server 18

19 Exemplo 2 Distribuição TV Digital / TV Móvel 19

20 Distribuição TV Digital / TV Móvel Multiplex 1 TRANSCEIVER 1 Multiplex 2 Multiplex 3 TRANSCEIVER 2 ASI 1 ASI 2 ASI 3 ASI 1 ASI 2 ASI 3 Vantagens Transponder saturado Uso mais eficiente do espectro no satélite Transporte transparente Não há necessidade de re-multiplexar Permite uma mistura de padrões, por exemplo: ISDB-T com DVB-H ou MediaFLO TRANSCEIVER 3 Terrestre 20

21 Conclusão DVB-S2 Economiza banda no satélite ou aumenta a disponibilidade Performance quase Shannon Feito para Multimídia Video + dados Aumentando a eficiência para unicast e P2P (ACM) Padrão aberto Em junho 2006 foram feitos testes de interoperabilidade pela RAI-CRIT para ITU-R. Relatório público disponível no site da EBU: trev_309-dvb_s2.pdf 21

22 Obrigado pela sua atenção Bart Van Utterbeeck Newtec América do Sul Ltda Cel:

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