Что такое DVB-S2X?

Стандарт DVB-S2X является расширением стандарта DVB-S2, которое привносит в него дополнительные технологические возможности и функции. DVB-S2X был официально опубликован как ETSI EN 302 307, часть 2, в то время как собственно DVB-S2 является частью 1. Данный стандарт обеспечивает повышенную производительность и дополнительные функции для работы ключевых приложений DVB-S2, включая DTH-платформы, раздачу сигнала, VSAT и DSNG. Спецификация стандарта также обеспечивает возможность использования дополнительного рабочего диапазона для покрытия потребностей развивающихся рынков, таких как рынок мобильных приложений.

    Предпосылки создания стандарта

Стандарт DVB-S2 был разработан примерно 10 лет назад с чётким прицелом на потребности DTH-платформ. С тех пор появились совершенно новые требования к телевещанию, и задача создателей DVB-S2X состояла в разработке необходимых технических характеристик для их удовлетворения. Данная работа была проведена спутниковой подгруппой Технического модуля концерна DVB под руководством доктора Альберто Морелло (RAI), который в прошлом возглавлял группу разработчиков DVB-S2. 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 C/N, до -10 dB для мобильных приложений (применяющихся для работы в открытом море, в авиации, в поездах и т.д.).

Как же это работает?

Стандарт DVB-S2X основан на принципах 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).

Результатом всего этого является следующая спектральная эффективность DVB-S2X (в сравнении с DVB-S2):

Используемый диапазон соотношения C/N увеличен вплоть до отметки -10 dB за счёт дополнительных опций кадрирования, кодирования и модуляции, что позволит предоставлять услуги спутниковой связи для мобильных (морских или авиационных) или очень маленьких направленных спутниковых антенн. Для VSAT приложений стандарт DVB-S2X открывает возможность поддержки передовых технологий для создания в будущем широкополосных интерактивных сетей, иными словам – стандарт предусматривает ослабление внутрисистемных помех, перемещение луча и многоформатные передачи. Результатом этого может стать значительное увеличение ёмкости и гибкости широкополосных интерактивных спутниковых сетей, что возможно благодаря использованию опциональной структуры супер-кадрирования.

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, потребуют 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.

Более точная детализация модуляции и FEC опции позволяют достичь более высокой операционной гибкости. Для профессиональных и DSNG приложений схемы модуляции с повышенной эффективностью предлагают показатели такой эффективности на уровне около 6 bps/Hz (с 256 APSK). Поддерживаемые показатели C/N до 20 dB позволяют улучшить усиление на 50%.

Проникновение на рынок

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.

Следующие шаги

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.

Всё очень просто. Если не вдаваться в различные детали и рассуждения с техническими примерами, можно констатировать, что применение модуляции DVB-S2X даёт экономию используемого частотного ресурса.  Разработан новый технический стандарт был совсем недавно, в начале прошлого года, и сейчас состоялась «премьера» его применения в спутниковом вещании. Что характерно и вполне ожидаемо — первым телеканалом, транслирующимся посредством DVB-S2X стал канал ультравысокой чёткости.  Но это только начало, ведь уже в 2020 году Олимпийские игры в Токио японская вещательная телекомпания NHK обязалась транслировать в 8K. Нетрудно догадаться, что для передачи телесигнала сверхвысокой чёткости потребуются новые кодеки сжатия и специальные параметры модуляции телеканала. И сейчас шансы на то, что трансляция будет в DVB-S2x/HEVC (кодек сжатия) резко повысились.

Сколько частотного ресурса можно сэкономить при применении DVB-S2X? От 30 до 50%. Это даёт возможность трансляции в одном спутниковом «стволе» двух телеканалов в 8K или, как минимум, четырёх телеканалов UHD.  Давно ли было это время когда мы подсчитывали сколько телеканалов в DVB-S/MPEG-2 можно уместить с отличным качеством для стандартного телесигнала? От 6 до 8 при классическом SR 27500 FEC 3/4.  В первых цифровых трансляциях на спутниках Hot Bird столько каналов и входило в пакеты. Увеличение количества телеканалов за счёт качества «картинки» произошло уже потом.

И вот сейчас мы стоим на пороге своеобразного нового «витка» технологической эволюции. Ведь на некоторых современных телекоммуникационных спутниках связи применение связки DVB-S2X/HEVC позволят уместить в одном транспондере как раз 5-6 телеканалов в UHD.

Вряд ли кто будет спорить, что в борьбе различных технологий у спутникового вещания есть отличный козырь — трансляции телепрограмм с отличнейшим качеством «картинки», чего не могут себе позволить в массовом масштабе наземные интернет-провайдеры.

В заключение сообщим параметры вещания «SES Demo UHD», который и стал первым телеканалом, транслирующимся с применением DVB-S2X: 11553 Hor SR 25500, FEC 11/20 (DVB-S2X/QPSK). Принять сигнал в настоящий момент возможно на некоторых DVB-картах марки TBS.