Digitális Műsorszórás. Prukner Péter

Átírás

1 Digitális Műsorszórás Prukner Péter

2 Műsorszórás fogalma Földfelszíni vagy műholdas rendszerrel végzett egyirányú megfelelő vevőkészülékkel rendelkező, elvileg korlátlan számú felhasználónak szánt rádiótávközlési eljárás, hangok, képek vagy egyéb természetű jelek továbbítására.

3 Műsortovábbítás blokkvázlata Forrás (Videó és/vagy audió, adat) Fejállomás Műsor továbbító rendszer Műsor továbbító közeg Vevő Visszirányú adat

4

5 KTV HÁLÓZAT FELÉPÍTÉSE

6 KTV HÁLÓZATON HASZNÁLT FREKVENCIASÁVOK Frekvenciaallokáció 2012-ben Frekvenciaallokáció 2014-től

7 MŰHOLDAS TÁVKÖZLÉS JELENTŐSÉGE Szabó Zoltán Magyar Telekom Kolter Ferenc - Digitális TV Platform Fejlesztési Osztály

8 SIMULCRYPT Fejállomás T-HOME Feladóállomás TELESPAZIO Feladóállomás

9 BESUGÁRZOTT TERÜLET (FOOTPRINT) AMOS-3

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19 DVB-T hálózatok létesítése, üzemeltetése Árki Zsolt Antenna Hungária Zrt.

20 Tartalom Előzmények A hálózatépítés ütemezése A hálózat felépítése: Fejállomás Szétosztó hálózat Adóberendezések, combinerek Antennarendszerek Üzemeltetés Egyéb műszaki feladatok Digital Dividend

21 Előzmények

22 Genf 2006 Genfi egyezmény 2006-ban a földfelszíni digitális tv csatornák felosztásáról Egy hónapos értekezletsorozat: allotment és assingment kijelölések Magyarország 7 országos lefedésre kapott lehetőséget az UHF sávban, 1 lefedésre a VHF sávban és 3 DAB+ multiplexre szintén a VHF sávban

23 Pályázat DVB-T licenszekre 2008-ban az NMHH (akkoriban NHH) megpályáztatta 5 DVB-T és 1 DAB multiplex licenszét Az AH nyerte el a hálózatépítés jogát

24 A hálózatépítés ütemezése

25 DVB-T hálózat legfontosabb jellemzői MFN hálózat SFN szigetekkel 64QAM, 8k, FEC 3/4, GI 1/4 22,39 Mbps Alapvetően tetőantennás vételre készült hálózat, de város környezetben általában biztosított a szobaantennás vétel lehetősége Először 2 multiplex kiépítése kezdődött el, a 3. multiplex DVB-H-ra volt kijelölve, az utolsó 2 multiplex csatornáit pedig még foglalta az analóg tv sugárzás Összesen 90 telephely (20 nagyteljesítményű, 11 közepes és 59 kisteljesítményű) Cégen belüli döntés, hogy az egyes multiplexek azonos lefedettségűek legyenek

26 Hálózatkiépítés ütemei telephely 56% lefedettség telephely 88% lefedettség telephely 95% lefedettség telephely 97% lefedettség telephely 98% lefedettség telephely 99% lefedettség

27 A hálózat felépítése

28 A hálózattervezés kiindulási feltételei Cél: A tervezett telephelyekre az adók sugárzási paramétereinek a megtervezése Antennakarakterisztika Maximális effektív kisugárzott teljesítmény (ERP max ) Bemenő adatok: A telephely koordinátája Az antenna magassága (szabad hely a tornyon az antennarendszer számára) Elvi sugárzási paraméterek az NMHH adatszolgáltatásából Potenciális zavaróadók az NMHH adatszolgáltatásából Célterület: a lehető legnagyobb ellátottság elérése Vételi mód: tetőantennás Adásmód: 64QAM, FEC 3/4, GI 1/4 Korlátozások: Hazai és külföldi digitális televízióadók védelme Hazai és külföldi analóg televízióadók és egyéb szolgálatok (ha van ilyen) védelme az átmeneti időszakban

29 Hálózattervezési példa: Miskolc 63-as TV csatorna

30 Elvi sugárzási paraméterek

31 Miskolc-Aggtelek-Tokaj SFN blokk Aggtelek 62 km 42 km Miskolc 45 km Tokaj

32 SFN: Öninterferencia Késleltetés: 0 μs GI:1/4: nincs öninterferencia.

33 Antennakarakterisztika tervezése

34 Antennakarakterisztika tervezése

35 Hazai és külföldi szolgálatok védelme A 63-as csatornán egyéb szolgálat (magyar katonai) nem üzemel A 63-es csatornán (ill. szomszédos csatornákon) hazai analóg adók nem üzemelnek Az NMHH adatszolgáltatásban megadott paraméterek biztosítják a külföldi adók védelmét

36 Besugárzás tervezés Zavaróadók

37 Ellátott terület tetőantennás vételhez

38 Miskolc lefedettsége Ellátottság tetőantennás, kültéri antennás és szobaantennás vételre

39 Fejállomás főbb jellemzői Elosztott architektúra: távoli, központi és 2014 májusáig körzeti (regionális) fejállomások HDTV és SDTV programok kódolása Videó: MPEG-4/AVC (H.264) Min. 2 sztereó csatornás audió: MPEG-1 Layer2 vagy AAC Dolby AC-3 jelek áteresztése Teletext, DVB-feliratok áteresztése szinkronizáltan Rádióprogramok kódolása a videó enkódereken Statisztikus multiplexálás Conax 7 feltételes hozzáférési rendszer (CAS) Elektronikus műsorkalauz (EPG) beiktatása Szolgáltatási információk beültetése (SDT, NIT (LCN), TDT, TOT) Levegőn keresztüli (OTA) szoftverfrissítés a MinDig TV matricás vevőkészülékekre a DVB-SSU szabvány szerint HbbTV jelzőtábla (AIT) kijátszása Aktív képformátum jelzése (AFD)

40 Forrásjelek összegyűjtése (contribution)

41 Távoli fejállomás az MTVA-ban

42 Köponti fejállomás

43 Konkrét berendezések

44 A teljes fejállomás

45 Aktív képformátum jelzés hiánya

46 Aktív képformátum jelzés AFD kóddal

47 Országos szétosztó hálózat (distribution)

48 Adóberendezések A számossága és ára miatt az adóberendezések alkotják a hálózat költségének a legjelentősebb részét, emiatt a kiválasztása nagy körültekintést igényel Hosszú tender a szállító kiválasztásra: technikai paraméterek vs költségek Hatásfok az egyik legfontosabb paraméter (21-22%-ról 34-35%-ra javult az elmúlt pár évben) TCO (Total Cost of Ownership) számítás számos paraméter alapján (ár, MTBF, javítási költségek, tartalékanyag mennyisége, hatásfok, alapterület, terembe kibocsájtott hőmennyiség, stb.) Levegő versus Folyadékhűtés Teljesítménykategóriák: 100W-ig kisteljesítmény, 100W-1kW közepes, 1kW-tól felfelé nagyteljesítményű Redundanciák a telephely fontossága alapján: 1+1, N+1 és DD Kiegészítő berendezések: GPS vevő, ASI splitter, monitoring vevő, UPS (csak az exciter számára)

49 Léghűtéses adóberendezés

50 Folyadékhűtésű adóberendezés

51 Evolúció

52 Combiner

53 Kisteljesítményű adó 100 W-tól lefelé Adóberendezés, vagy transposer, vagy gap-filler

54 Gap-filler üzemmód A DVB-T gerinchálózat által nem megfelelően besugárzott területek ellátására szolgáló kis teljesítményű (P RF <100W) adóberendezés, amely az átjátszó állomás területén elérhető DVB-T gerincadó jelét veszi és a vételi frekvenciával megegyező csatornán (gap-filler) vagy ettől eltérő csatornán (transposer) kisugározza az ellátatlan területre. anyaadó az anyaadó ellátatlan területe gap-filler Ideális gap-filler eset a gap-filler vevőantennája és az anyaadó között optikai átlátás van A gap-filler adó- és vevőantennája 180 fokra van egymástól és szintben eltolva Az anyaadó jele mentes minden azonos és szomszédcsatornás zavartól Ideális esetben a gap-filler által besugárzott terület teljes mértékben mentes az anyaadó vagy az anyaadóval SFN-ben sugárzó egyéb adók jelétől. Ha a fenti ideális állapot nem teljes mértékben teljesül akkor a gap-filler által besugárzott területen SFN állapot áll ellő. 54

55 A gap-fillerek felépítése Általános tömbvázlat: anyaadó vételi szint Tx/Rx ant. közötti elválasztás nem kívánt visszacsatolás, saját jel F Rx F Tx = F Rx P OUT processzálási idő ( ) késleltetés a bemenet és a kimenet között A nem kívánt visszacsatolás hatását kompenzáló áramkőr. A gap-filler legfontosabb egysége 55

56 Gyakorlati megvalósítás Adóantenna rendszer A sep (db), Tx/Rx antennák közötti elválasztás Vevőantenna (ELTI, G A =10 12dBd) Minimálisan szükséges vételi szint (P INmin ) kalkuláció: P INmin (dbm) = P out (dbm) A sep (db) A sup (db) = -43dBm = 64dBuV ha: P out = 50W = 47dBm (kimenő teljesítmény) A sep = 80dB (Tx/Rx elválasztás, a gyakorlatban max dB érhető el!) A sup = 10dB (max. megengedett echo szint az anyaadó jelhez képest) saját kisugárzott jel ebből a működéshez szükséges minimális anyaadó térerősség: ~ 84dBuV/m anyaadó jel 56

57 Antennarendszerek A C Multiplex összes csatornája a 60-as csatorna felett volt A felső csatornák használata miatt az összes antennát ki kellett cserélni A telephelyek kiépítése három különböző módon történt: Teljes antennacsere helikopteres emeléssel (közös digitális és analóg sugárzás) Antennapanelek cseréje a meglévő acélszerkezet megtartásával (közös analóg és digitális sugárzás) Új csak digitális antennarendszer telepítése a tornyon elérhető szabad helyre (nem érinti az analóg sugárzásokat) Általános elvárások az antennarendszerekkel szemben: Teljes sáv átfogása (CH21-től CH 69-ig) Hosszú élettartam, nagy megbízhatóság Terhelhetőség 2 analóg és 3 digitális csatornára jelenleg, és 7 digitális csatornára a jövőben Két félantenna, a félantennának alkalmasnak kell lennie a teljes teljesítményre Két főtápvonal, egy főtápvonalnak is alkalmasnak kell lennie a teljes teljesítményre Üzemelés alatti karbantartás lehetősége: elég hely az antennán belül a térerősség nem lehet nagyobb 61 V/m-nél az antennaszerkezeten belül)

58 Antennarendszerek Teljes csere Teljes antennacsere 10 emelet, 4 irány Irányított antennarendszer, korlátozás nyugat felé Az antennacsere 1 napos leállással Ideiglenes antenna nem lett telepítve

59 Antennarendszerek

60 Antennarendszerek Panel csere Meglévő acélszerkezet, de új panelek, kábelek, elosztók 8 emelet, 4 irány Irányított antennarendszer, korlátozás dél felé Olcsóbb mint a teljes antennarendszer cseréje, de hosszabb időt vesz igénybe Az átépítés ideje alatt ideiglenes antenna biztosította a sugárzást

61 Antennarendszerek, külön antennarendszer a digitális sugárzáshoz Csak digitális antenna 12 emelet, 4 irány Kvázi körsugárzó antenna

62 Antennarendszerek Kevés szabadhely a tornyon

63 Üzemeltetés NOC: 24/7 hálózatirányítás (más szolgáltatásokkal együtt) Minden telephely monitorozott adóberendezés, kiegészítő eszközök és Transport Stream szinten (átjátszó telephely esetében 4G/3G/GPRS hálózaton keresztül) 5 vidéki szervizközpont a vidéki helyszíni beavatkozásokra (8/5 munkarend + telefonügyelet) Szervizes kollégák műszaki háttértámogatása Budapestről (8/5 munkarend + telefonügyelet). Gyártói support a műszaki háttértámogató csapaton keresztül Internetes fórumok jelentősége!

64 Vidéki szervizközpontok

65 Hálózatirányítási központ

66 Egyéb műszaki feladatok Új szolgáltatások fejlesztése (pl: HbbTV) Vevőkészülékek tesztelése matricarendszerhez Beruházási és üzemeltetési költségkeretek kontrollja Ügyfélszolgálat (Call Center) műszaki támogatása Marketing terület műszaki támogatása

67 Digital Dividend 1 WRC12 döntés az UHF sáv tetejének felszabadítása mobil szolgáltatások számára (WRC07 már előre jelezte) Érintett sáv MHz; 72 MHz, 9 TV csatorna Érintett telephelyek száma: 59 Áthangolt adóberendezések mennyisége: 87 Megvalósítás 2 hónap alatt Munkavégzés ütemezetten több telephelyen egy időben Nézők tájékoztatása! Közvetlenül az analóg tv hálózatok lekapcsolása után

68 Digital Dividend 2 Várhatóan döntés a WRC15-ön napjainkban (WRC12 vetette fel a kérdést) További UHF sáv felszabadítása mobil hálózatok számára: MHz; 96 MHz, 12 TV csatorna A visszamaradó 224 MHz-es sávban nincsen hely 5 multiplex számára Digital Dividend 2 során DVB-T2, és esetleg HEVC átállás?

69 Jelenlegi DVB-T paraméterek FFT üzemmód (vivők száma): 8k Moduláció: 64 QAM Kódarány (CR): ¾ Védelmi intervallum (GI): 1/4 Öninterferencia védelmi idő: 224µs (védőtávolság: 67km) Jel-zaj viszony (C/N): 21.2dB [tetőantennás vételhez] Nettó bitsebesség: Mbit/s / Multiplex

70 Lehetséges DVB-T2 paraméterek FFT üzemmód (vivők száma): 32k extended Moduláció: 256 QAM Kódarány (CR): 2/3 Védelmi intervallum (GI): 1/16 Pilot vivő mintázat: PP4 Öninterferencia védelmi idő: 224µs (védőtávolság: 67km) Jel-zaj viszony (C/N): 20.5dB [tetőantennás vételhez] Nettó bitsebesség: 37 Mbit/s / Multiplex

71 Lehetséges DVB-T2 paraméterek FFT üzemmód (vivők száma): 32k extended Védelmi intervallum (GI): 1/16 Előny: a vivők számának növelésével növekszik a szimbólum idő, azaz arányosan kisebb védelmi intervallumra van szükség abszolút értékben azonos védelmi idő eléréséhez, így nő a hasznos szimbólumidő, azaz az átviteli kapacitás. Hátrány: a vivők frekvenciatartományban közelebb kerülnek egymáshoz, megnő a rendszer érzékenységre a Doppler-hatásra. A mobil (nagy sebességű, autós) vétel így nem lehetséges.

72 Lehetséges DVB-T2 paraméterek Moduláció: 256 QAM Kódarány (CR): 2/3 A többállapotú moduláció jelentősen növeli az átviteli kapacitást, a növekvő zajérzékenységet a kódolási eljárás javulása, valamint az alacsonyabb kódarány kompenzálja.

73 Lehetséges DVB-T2 paraméterek A változatlan védelmi idő és a közel azonos jel-zaj viszony azt eredményezi, hogy változatlan adóhálózati sugárzási paraméterek mellett (telephely, antenna, adóteljesítmény) tetőantennás vétel esetén a vételi lehetőségek változatlanok maradnak (a megfelelő vevőkészülék használatával). A kapacitásnövekedés multiplexenként 65%.

74 Lehetséges DVB-T2 paraméterek Az NMHH nemzetközi frekvenciakoordinációs eljárások (vagy konferencia) során törekedhet a frekvenciakészlet felhasználásának átszervezésére. Törekvések lehetnek: változatlan adóhálózat (telephely, antenna, teljesítmény), nagyobb SFN-ek, például:

75 Lehetséges DVB-T2 paraméterek Ekkora méretű SFN-ek esetén az öninterferencia elkerüléséhez szükséges a DVB-T2 rendszer lehető legnagyobb védelmi intervallumának használata, amely azonos vételi lehetőségek biztosítása mellett csökkenti a MUX-onkénti adatátviteli kapacitást, de adott frekvenciakészletből több multiplex kialakítását eredményezi, így összességében nagyobb kapacitás érhető el.

76 Lehetséges DVB-T2 paraméterek FFT üzemmód (vivők száma): 32k extended Moduláció: 256 QAM Kódarány (CR): 2/3 Védelmi intervallum (GI): 19/128 Pilot vivő mintázat: PP2 Öninterferencia védelmi idő: 532µs (védőtávolság: 159.5km) Jel-zaj viszony (C/N): 21.2dB [tetőantennás vételhez] Nettó bitsebesség: 32.8 Mbit/s / Multiplex

77 Összegzés, jelenleg és Dividend2 (700MHz) esetén FFT Mod. CR GI PP C/N [Rice] Data cap. # MUX Total data cap. 8k 64QAM ¾ ¼ (224µs) dB 22.39Mbit/s Mbit/s 32k ext. 256QAM 2/3 1/16 (224µs) PP4 20.5dB 37Mbit/s 3 111Mbit/s 32k ext. 256QAM 2/3 19/128 (532µs) PP2 21.2dB 32.8Mbit/s 4* 131.2Mbit/s *Sikeres frekvenciakoordináció szükséges. A DVB-T2 jel-zaj viszony és átviteli kapacitás értékei a nemzetközi szervezetek (ITU, EBU) által kiadott aktuális ajánlások és jelentéseknek megfelelőek. Ezek számításokon, laboratóriumi és valós körülmények közötti teszteléseken, valamint működő hálózatok (Anglia, Svédország, Finnország, Dánia, Ausztria) üzemeltetései tapasztalatain alapulnak. Továbbá a DVB-T2 rendszer számos további funkcióval bír, melyek például csökkenthetik az átviteli kapacitást (TR-PAPR adóberendezés hatásfok növelő technika), csökkenthetik a zajérzékenységet (ACE-PAPR), vagy bizonyos körülmények fennállása esetén jelentősen növelhetik az átviteli kapacitást (TFS).

78 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!