DVB-S

DVB-S-logo

DVB-S (forkortelse for engelsk " D igital V ideo B road casting - S atellite" ; tysk "Digital Satellite TV ") og etterfølgerstandarden DVB-S2 er navn for kringkasting av DVB -Signalen via satellitt .

Sendingen av DVB via satellitt (f.eks. Astra , Eutelsat ) er den mest brukte DVB-varianten. Takket være den høye dataoverføringshastigheten overføres de fleste TV- og radioprogrammer samt tilleggstjenester her (f.eks. ARD og ZDF siden august 1997). Ved slutten av 2008 ble over 1500 radio- og fjernsynsprogrammer overført via Astra-satellittene alene, hvorav nesten 300 TV-programmer og telemedietjenester og rundt 170 ukrypterte radiostasjoner. I motsetning til DVB-C ( "C" for kabel , kabel ') og DVB-T ( 'T' for terrestrisk ), betyr DVB-S ikke krever noen ekstra infrastruktur ( kabelnett , landbaserte senderkjeder ), og således tilbyr radiomottak selv i avsidesliggende områder. Det er parabolske antenner som, ved automatisk å spore antennen, muliggjør mottak i fly, på skip eller til og med i busser mens kjøretøyet er i bevegelse. Derfor gjelder begrepet "TV overalt" mer for DVB-S enn for DVB-T. Noen ganger fungerer DVB-S til og med som dataleverandør for kabelnettverk eller DVB-T.

Utstyr og kostnader

I motsetning til DVB-C er det ingen driftskostnader med DVB-S ( bortsett fra betal-TV ), siden satellittoperasjonen betales av kringkasterne . Siden eldre TV-apparater ikke kan motta DVB-S-signalet direkte, må de imidlertid bruke en digital mottaker .

En viktig fordel med DVB-S er at, i motsetning til analog kringkasting, kan flere programmer sendes på en transponder (MCPC). Dette representerer en kostnadsfordel for programleverandøren, siden leie av satellittransponder er veldig kostbart. Antall programmer som sendes samtidig via en transponder, avhenger av dataoverføringshastigheten tilordnet de respektive programmene. I gjennomsnitt er antall programmer i SDTV rundt åtte fulle TV-programmer med gjennomsnittlig oppløsning, og i HDTV rundt fire programmer.

Overføringsteknologi og moduleringsmetoder

DVB-S inkluderer optimaliseringer for de satellitt-spesifikke egenskapene (mangel på refleksjon , lavt bære / støy-forhold (CNR), overføringssignalet til den lave toppfaktoren ) for overføring av digitale data . Brukes QPSK- modulering. For MCPC-signaler ("Multiple Channel per Carrier", flere kanaler per bærefrekvens), brukes veldig høye symbolhastigheter på mer enn 10.000 kSym / s, for SCPC-signaler ("Single Channel per Carrier", en kanal per bærefrekvens) lav symbolhastigheter på mindre enn 10.000 kSym brukes / s. Siden ekstern feilbeskyttelse ( FEC ) er nødvendig på grunn av typen overføring via satellitt, i motsetning til digitale kabelsignaler (dvs. DVB-C) , er det høye feilkorreksjonskomponenter i datastrømmen på typisk 1/6 til 1/3 av bruttodatahastigheten. Med DVB-S2 (se nedenfor), til tross for bedre korreksjonsmetode, er den nødvendige feilrettingskomponenten vanligvis den samme eller enda større, siden 8 PSK i stedet for 4 PSK (QPSK) vanligvis brukes.

resepsjon

For å motta satellitt kringkasting kreves en parabolantenn med en digitalt kompatibel signalomformer (LNB), som videresender signalene til forbrukeren ved hjelp av forskjellige kablingsmetoder ( f.eks. Satellittblokkfordeling eller Unicable ).

Det er mange LNB-design som varierer med hensyn til forskjellige kriterier (i henhold til frekvensområde, design, antall abonnenter som kan kobles til, flerbryterfunksjonalitet ).

Programdiversitet av frekvensbåndene sammenlignet med andre DVB-overføringstyper

To polarisasjonsplan brukes per satellitt (for det meste vannrett og loddrett, sjeldnere venstre- og høyresving). Derfor kan dette frekvensområdet brukes nesten to ganger. Satellittgrupper bestående av flere satellitter kan være stasjonert ved hver baneposisjon - ved Astra på 19 ° øst er det for eksempel fire satellitter. Alle satellitter i orbital posisjon deler 4 GHz båndbredde, forutsatt at de alle er rettet mot samme resepsjonsområde.

Mange frekvenser og flere satellittposisjoner tillater mange programmer. Teoretisk sett er DVB-S overlegen DVB-C når det gjelder antall programmer bare når de mottar flere satellittposisjoner. Selv om den brukbare HF-båndbredden per satellittposisjon i Ku-båndet er betydelig større ved 4 GHz enn i kabelnettverk med DVB-C (0,8 GHz), settes verdien i perspektiv når du vurderer det lavere signal / støy-forholdet på DVB-S (fungerer med QPSK) sammenlignet med DVB-C (bruker for det meste QAM ). Med tanke på Shannon-Hartley-loven beregnes en lignende kanalkapasitet.

Den direkte sammenligningen ser slik ut:

  • per satellitt : 4 GHz / 40 MHz = 100 digitale QPSK-transpondere (4 GHz = satellittkapasitet, 40 MHz = båndbredde per transponder inkludert mellomrom)
  • Kabel : ca. 800 MHz / 8 MHz = 100 digitale QAM-kanaler (800 MHz = kabelkapasitet, 8 MHz = kabelkanalbåndbredde)

For å øke antallet programmer i DVB-S ytterligere, kan imidlertid flere satellittposisjoner brukes til mottakelse, og dermed kan antall programmer økes ved å begrense båndbredden til en satellittposisjon i Ku-båndet. Med kabelmottak vil du måtte bytte mellom forskjellige kabelnettverk for å oppnå samme effekt. I praksis er derfor rekkevidden av programmer tilgjengelig via satellitt (f.eks. ASTRA) et mangfold av rekkevidden som tilbys av en kabelnettoperatør.

Denne beregningen tar ikke hensyn til at båndbredden til DVB-S bare for tiden brukes frekvenser i Ku-båndet. En utvidelse med andre frekvensbånd er teknisk mulig når som helst og betyr, for eksempel med utvidelse av Ka-båndet (17,7–21,2 GHz), mer enn dobling av den brukbare båndbredden til en satellittposisjon, som deretter tilsvarer 250 digitale QPSK-transpondere. I fremtiden kan Ka-Band også tilby ekstra multimedia- eller programtilbud. Teoretisk sett vil det også være mulig å bruke C-båndet for å øke tilbudet ytterligere . Dette er imidlertid lite sannsynlig på grunn av den store antennediameteren som kreves.

I tillegg til Ku-båndet som er vanlig i Europa, brukes C-båndet (3,4–4,2 GHz) også i Amerika, Asia og Afrika. Dette er preget av en betydelig lavere følsomhet for svikt når det regner. For mottak av de fleste satellitter kreves speildiameter på 2 m eller mer. Dette bindet tilbyr bare noen få tilleggsprogrammer i tysktalende land, men noen veldig eksotiske programmer.

Sammenligningen mellom DVB-S og DVB-T er tydeligere: DVB-T har en lavere brukbar båndbredde med maksimalt 0,5 GHz. HF-båndbredden er betydelig lavere, og den mulige enkeltfrekvensoperasjonen løser ikke problemet at bare maksimalt 15 prosent av frekvensene kan brukes. Båndbredden reduseres også den modulasjon som er vanligvis bare mulig (COFDM i 16QAM eller 64QAM) og verneintervall . Alle effektene samlet viser at DVB-T tillater omtrent fem prosent av datahastigheten til DVB-S. Alternative topologier er bare mulig med stor innsats.

DVB-S2

Et av de første DVB-S2 TV-kortene.

DVB-S2 er en videreutvikling av DVB-S-standarden. Bruk av forbedrede metoder for koding, modulering og feilretting øker datahastigheten med opptil 30%. I mars 2005 ratifiserte ETSI DVB-S2-standarden under nummer EN 302 307 . For å bytte mottak fra DVB-S til DVB-S2, er det ikke nødvendig med ny signalomformer (LNB), "bare" nye mottakerbokser (mottakere) eller TV-apparater med en tilsvarende DVB-S2-mottaker.

I stedet for 4PSK (QPSK) med DVB-S, bruker DVB-S2 valgfritt modulasjonstypene 8PSK, 16APSK eller 32APSK. Tilpasningen ( ACM ) utføres valgfritt ved tilbakemelding av mottakskvaliteten fra referansemottakeren. Hvis mottakssituasjonen er dårlig, kan modulasjonen endres for å unngå avbrudd i mottaket.

Med samme bitfeiltakt (BER), krever 8PSK et høyere signal-til-støy-forhold (SNR) på omkring 4 til 4,5 dB. Samtidig brukes vanligvis den mer effektive feilkorreksjonskoden LDPC (bortsett fra for eksempel Dish Network i USA) , som krever rundt 1,5 dB mindre signal / støy-forhold enn DVB-S. Dette er en av grunnene til at en høyere nettodatahastighet oppnås sammenlignet med DVB-S. LDPC kan også brukes med QPSK for å redusere den nødvendige SNR eller for høyere nettodatahastigheter. Under SNR som kreves for feilfri mottakelse fører LDPC imidlertid raskere til totalt signaltap, mens DVB-S i utgangspunktet produserer flere og flere bildefeil.

DVB-S2 muliggjør også mer effektiv utnyttelse av DVB-C- kanaler i kabelnettverk som bruker satellitt-TV-transpondere som signalkilder. "Brede" Astra-transpondere i DVB-S-modus var i stand til å transportere typisk ca. 38 Mbit / s nettodatahastighet (DVB-S, QPSK, 27500 kSymb / s, FEC 3/4) og dermed en kabelkanal med 64 - Til i stor grad fylle QAM- modulering, har den mer moderne 256-QAM-moduleringsplanen i kabelnett en nettodatahastighet på 50,8 Mbit / s. Bedre utnyttelse av denne nettodatahastigheten er bare mulig med en feed med DVB-S2.

Modus DVB-S2, Pilot on, 8PSK, 22000 kSymb / s, FEC 2/3 resulterer i en nettodatahastighet på ca. 42,5 Mbit / s. De offentlige HDTV-programmene kjører i Tyskland med denne konfigurasjonen på "smale" Astra-transpondere. Senking av feilbeskyttelsen til FEC 3/4 resulterer i en nettodatahastighet på ca. 47,7 Mbit / s med ellers identiske parametere, men krever ca. 1,3 dB mer SNR for stabil mottakelse (C / N-lås). Noen HD + og Sky Deutschland transpondere bruker denne driftsmodusen. Med kombinasjonen av DVB-S2 og den eldre QPSK-modulasjonen, gir "brede" Astra-transpondere enda bedre utnyttelse: med parametrene DVB-S2, Pilot off, QPSK, 27500 kSymb / s, FEC 9/10 er resultatet et netto - Datahastighet på 49,2 Mbit / s. Den ekstremt lave feilbeskyttelsen FEC 9/10 er mulig her gjennom kombinasjonen med den mer effektive LDPC-feilretting av DVB-S2.

"Brede" Astra-transpondere, operert i DVB-S2 og med 8PSK-modulasjonstypen, oppnår nettodatahastigheter på 53 Mbit / s til nesten 60 Mbit / s og er derfor bare praktisk hvis innholdet i den respektive transponderen ikke mates 1: 1 til kabelnett skal være.

Nødvendig SNR ved FEC 23 ifølge Lyngsat.com
Fremgangsmåte QPSK 8PSK
DVB-S0 4.4 8.1
DVB-S2 3.1 6.6

Bruken av bedre algoritmer for reduksjon av bildedata ( f.eks. H.264 eller MPEG-4 AVC i stedet for H.262 eller MPEG-2-video) og bedre oppløsning ( HDTV ) er ikke nødvendigvis knyttet til DVB-S2. Så det sender WDR Televisions HD-kanaler som for øyeblikket er H.264 kodet eller parallell med en aktivert i mars 2021 DVB-S2-transpondere via DVB-S (på samme transpondere som SD-programmene). Til og med RTLs UHD- kanal sendes på en DVB-S transponder. Siden nye sluttapparater med forskjellige demodulatorer og dekodere er nødvendige for nyere formater, bytter de fleste leverandører også til en mer datahastighetseffektiv og derfor mer kostnadseffektiv moduleringsmetode hvis dette allerede er i bruk av alle programmer som sendes på transponder på grunn av kravene til dekoderen Mottaksenhet støttes. Av denne grunn blir DVB-S2 ofte ledsaget av en endring i lydkodeken til fordel for Dolby Digital (AC-3), som de store kringkasterne allerede tilbyr med DVB-S. Av de tyskspråklige HD-kanalene er det bare offentlige kringkastere og Servus TV som sendes med MPEG-1 Audio Layer 2 (MP2) kodeken som vanligvis brukes til MPEG-2 lyd .

DVB-S2X

DVB-S2X er en videreutvikling av DVB-S2-standarden. Forbedringene er mindre enn ved bytte fra DVB-S til DVB-S2. De viktigste endringene er:

Analog nedleggelse

Sammenlignet med den begrensbare delbare båndbredden til analoge satellitt-TV-sendere, tillater digital datakomprimering at flere digitale sendere kan sendes i samme frekvensområde. Av denne grunn ble de analoge satellittkanalene slått av i april 2012 av båndbreddegrunner og av økonomiske årsaker fra kringkasterne (og i noen tilfeller også satellittoperatørene).

Distribusjon ved bruk av Sat-over-IP

Sat-over-IP-teknologi er en standard for mottak av DVB-S og DVB-S2-signaler og distribusjon via Ethernet- nettverk. SAT-IP er en åpen, produsentuavhengig standard som er sertifisert av den europeiske standardiseringsorganisasjonen CENELEC. Sat-IP oversetter mottatte satellittsignaler til lokale nettverk ved hjelp av en Sat-IP-omformer, uavhengig av internettforbindelse . Dette muliggjør mobil mottak av satellittsignalet via WLAN eller LAN på enheter som ikke har en integrert satellittmottaker. Dette betyr at det er tilstrekkelig å forsyne alle enheter som er koblet til det respektive nettverket ved hjelp av en enkelt LNB- og satellitt-IP. Dette muliggjør satellittmottak på alle nettverkskompatible enheter som nettbrett, PC-er, bærbare datamaskiner, smarttelefoner og alle TV-er via WLAN eller LAN. Det er derfor ikke nødvendig å koble hver enkelt enhet til en tvilling LNB eller quad LNB eller en distribusjonsstasjon. Forutsetningen er at de nye enhetene er egnet for Sat-IP, da det ellers kreves en spesiell Sat-to-IP-router for å konvertere Sat-signalet til et nettverkssignal. Disse enhetene tilbys også under navnet Sat-IP-Converter, Sat-IP-Server eller Sat-IP-nettverkssender og kan overføre det konverterte signalet til flere sluttanordninger samtidig. SAT-IP-LNB er tilgjengelig som allerede har implementert SAT-IP-omformerprogramvaren og konverterer signalet direkte i LNB.

Se også

weblenker

Commons : DVB-S  - samling av bilder, videoer og lydfiler
Commons : DVB-S2  - samling av bilder, videoer og lydfiler

Individuelle bevis

  1. ASTRA tildelingslister for stasjoner , tilgjengelig i 2008
  2. a b c d e DVB-S (2) Funksjoner / DVB-S (2) Egenskaper. Hentet 22. mai 2021 .
  3. Pakker: ARD Digital - KingOfSat. Hentet 22. mai 2021 .
  4. Pakker: ZDF Vision - KingOfSat. Hentet 22. mai 2021 .
  5. Astra 1KR / 1L / 1M / 1N ved 19,2 ° Ø - LyngSat. Hentet 22. mai 2021 .
  6. DVBS DVBS2 DVBS2X bithastighetsovervåking 11391 H Astra 19.2East. Hentet 22. mai 2021 .
  7. https://www.dvb.org/resources/public/factsheets/dvb-s2x_factsheet.pdf
  8. https://arxiv.org/pdf/1411.5098v1.pdf