HD-palvelujen käyttöönotto antenniurakoitsijan näkökulmasta

Transkriptio

1 HD-palvelujen käyttöönotto antenniurakoitsijan näkökulmasta SANT kevätseminaari Vesa Erkkilä Month Year

2 Maanpäällisen HDTV:n yleistilanne Maanpäällinen HDTV alkaa VHF III alueella Verkkotoimilupahakemukset on jätettävä 8.5. mennessä Mukana Digitan kanssa kilpailevia hakijoita Tämän jälkeen ohjelmistoluvat Jos aloitus DVB-T:llä, alustavaa lähetystoimintaa on mahdollisesti jo syksyllä (varsinaisten ohjelmistolupien myöntäminen kestänee pitempään) Jos aloitus DVB-T2:lla, testilähetykset aloitettaneen suunnitelmien mukaan syksyllä ja operatiivinen toiminta mahdollisesti vuoden 2010 alussa Jos aloitetaan T:llä, T-vastaanottimilta edellytetään korttilinkitystä, joten on joko hankittava uusi boxi tai kytkettävä linkityksen hoitava moduli television CI-liitäntään Jos aloitetaan T2:lla, on hankittava uusi digiboxi. On myös nostettu esiin mahdollisuus liittää television CI-paikkaan T2-moduli. Tällöin integroitujen televisioiden ostajat voisivat käyttää laitettaan, kuten ennen. 2 Title of presentation

3 HDTV yleistilanne jatkoa Kuvaformaatti mitä todennäköisimmin 720p Bittinopeuden tulisi olla 7 Mbit/s 3 ohjelmakanavaa mahtuu heikosti tavalliseen DVB-T-lähetteeseen (huom. 7 MHz kanavaleveys) T2-lähetteeseen laitettaisiin mielellään 5 ohjelmakanavaa, mutta bittinopeuden pitäisi olla n. 35 Mbit/s Keskustelua bittinopeuksista ja erilaisista vaihtoehdoista käydään parhaillaan ja lopputulos selviää lähikuukausina Katsojat ovat suhtautuneet HDTV:hen hyvin myönteisesti. Haasteena kuitenkin se, ollaanko maksu-tv:ssä HD-laadusta valmiita maksamaan enemmän kuin SD-laadusta. Onko mainonta HD-kanavassa arvokkaampaa kuin SD-kanavassa? Uudenlaisia liiketoimintamalleja verrattuna nykytelevisioon tultaneen näkemään 3 Title of presentation

4 Ensimmäisten HD-lähetysten taajuusalue on joka tapauksessa VHF III Valittiinpa kumpi tahansa standardi, käytetään VHF III -aluetta Joka tapauksessa VHF antennit on saatava toimimaan Testilähetykset olisi hyvä saada ilmaan mahdollisimman aikaisin, jotta asennuksia päästäisiin tekemään mahdollisimman pian. Jos valitaan T2, omakotiasukkaat tuskin tilaavat asennuksia ennen kuin vastaanottimia on saatavilla. Yhteisantennikiinteistöt sen sijaan lienevät potentiaalisia ensimmäisen vaiheen asiakkaita. Jos valitaan T, asennuksia riittänee kaikissa kiinteistöissä sitten, kun signaalit ovat kyseisellä alueella ilmassa. 4 Title of presentation

5 VHF:n erityispiirteet VHF etenee paremmin kuin UHF. Täytelähettimiä tarvitaan vähemmän. VHF:llä on erityisesti taajamissa UHF:ää korkeampi häiriötaso Pelkkä signaalitason mittaus ei riitä vaan on kiinnitettävä erityistä huomiota virheisiin, ja kuvanlaatuun Häiriöiden suhteen on hyvä muistaa, että lisävahvistus ei juurikaan paranna tilannetta. Suuntaava, hyvän ja tasaisen kanavan tuottava antenni on paras lääke häiriöitä vastaan. Suuntakuvioltaan laaja antenni puolestaan kerää paljon häiriöitä suhteessa haluttuun signaaliin huono C/I Häiriöt voivat olla satunnaisia (mopo, juna, lada), jolloin niiden havaitseminen asennusvaiheessa saattaa olla hankalaa. T2:ssa on selvästi T:tä parempi impulssihäiriöiden sietokyky. On odotettavissa, että häiriöongelmat ovat T2:ta käytettäessä varsin pieniä. Ne vaikuttavat joka tapauksessa jonkin verran vaadittavaan minimikentänvoimakkuuteen. T2:n parametreja ei vielä ole valittu, laboratoriotestit ja kenttätestit ovat vasta alkamaisillaan Tarkempia tietoja on vielä odotettava 5 Title of presentation

6 T2:n keskeiset muutokset/parannukset suhteessa T:hen 6 Title of presentation

7 DVB-T2 DVB-T2-standardin tavoitteena on parantaa DVB-T standardia Historia: Kaupalliset vaatimukset huhtikuussa 2007 DVB-hyväksyntä uudelle spesifikaatiolle kesäkuussa 2008 ETSI julkaisua odotetaan huhtikuun 2009 vaiheilla Ensimmäiset eri valmistajien laitteiden yhteensopivuustestit on tehty maaliskuussa 2009 hyvällä menestyksellä Kenttätestejä ja laboratoriotestejä valmistellaan ja aloitellaan parhaillaan Digita testaa itse ja osallistuu kansainvälisiin testitapahtumiin Ensimmäisiä vastaanottimia odotetaan markkinoille vuoden 2009 lopulla ja kaupallinen toiminta alkanee vuoden 2010 alussa. Ensimmäisenä aloittanee Iso-Britannia Seuraavassa kalvoissa nostetaan esiin keskeisiä T2-teemoja. Speksin sisältöön voi tutustua tarkemmin seuraavan linkin kautta

8 T T2: Parannettu virheenkorjaus T2:n odotetaan kasvattavan kapasiteettia noin 50% suhteessa T:hen Suomessa DVB-T-lähetteen bittinopeus on 22 Mbit/s, T2-lähetteellä se voisi olla 33 Mbit/s Laboratorio- ja kenttätestit osoittavat lopulta, kuinka suureen kapasiteetin kasvuun päästään käytännössä Koodauksena LPDC + BHC (samat kuin DVB-S2-standardissa) Ollaan hyvin lähellä Shannonin teoreettista rajaa Vaikutus antenniurakoitsijan työhön: Ei Viterbi koodausta Viterbin jälkeistä BER-arvoa ei voi käyttää raja-arvona, vaan tarvitaan uusi raja

9

10 T T2: Enemmän parametrivaihtoehtoja Ennen 64 QAM korkein modulaatio, nyt 256 QAM Lisää kaistanleveyksiä: 1.7, 5, 6, 7, 8, 10 MHz Lisää suojavälivaihtoehtoja: 1/128, 1/32, 1/16, 19/256, 1/8, 19/128, ¼ Ennen 8k korkein FFT:n koko, nyt 1k, 16k ja 32k 32k-moodissa samaa suojaväliä käytettäessä hyötydatan osuus on ratkaisevasti suurempi Lisää kapasiteettia 8k 32k Vaikutus antenniurakoitsijan työhön: 256 QAM:in konstellaatiokuva on varsin tiheä Eri verkoissa saatetaan käyttää erilaisia parametreja ja tällä on vaikutusta esim. rajaarvoihin ja laitteiden toimintaan ylipäätään

11 T T2: Laajennettu kaistanleveys Mahdollista 8k, 16k ja 32k moodeissa Pysytään kuitenkin vaaditun spektrimaskin sisällä Esim. 32k-moodissa saadaan 500 kantoaaltoa lisää n. 2% lisää kapasiteettia Vaikutus antenniurakoitsijan työhön: Voi olla vaikutuksia viereisen kanavan häiriöihin Mahdollisesti ei oteta käyttöön vielä VHF-alueella, koska ylittää spektrimaskin

12 T T2: Käännetty konstellaatio Käännetään konstellaatiota Lähetetään I- ja Q-arvot ajallisesti peräkkäisissä symboleissa Seurauksena parempi suorituskyky monitiekanavassa Haasteena kasvanut laskentateho vastaanottimessa sekä yhteensopimattomuus toisen signaalin huippuarvon ja keskiarvon suhdetta pienentävän menetelmän kanssa (ACE). Seuraavilla sivuilla 2 kalvoa BBC:n aihetta käsittelevästä esityksestä Vaikutus antenniurakoitsijan työhön: Ei olennaisia vaikutuksia

13

14

15

16 T T2: Uusi pilottirakenne 8 hajautettua pilottikuviota (scattered pilots) Pilotit ovat kantoaaltoja joiden vaihe ja amplitudi tiedetään Vastaanotin käyttää näitä kanavaestimointiin ja synkronointiin DVB-T:ssä 1/12 OFDM kantoaalloista hajautettuja pilotteja => 8 % soluista kuluu hajautettuihin pilotteihin T2:sessa 8 kuviosta valitaan tehokkain suojavälin mukaan => 1 % soluista kuluu hajautettuihin pilotteihin FFT koosta riippuvat toistuvat pilotit (continual pilots) DVB-T:ssä toistuvat pilotit vievät 2,6 % soluista DVB-T2:ssa 8k-32k:ssa toistuvat pilotit vievät ainoastaan 0,35 % soluista Eri palveluille voidaan antaa omat modulaatiot ja FEC:it, joten saman kanavanipun palveluilla voi olla erilainen robustisuus Vaikutus antenniurakoitsijan työhön: Ei olennaisia vaikutuksia. 1. sukupolven vastaanottimissa mahd. synkronointihaasteita. DVB-T:n pilottirakenne

17 T T2: Parannettu lomittelu DVB-T on varsin herkkä impulssihäiriöille ja nopeille muutoksille mobiilikanavassa Tästä syystä DVB-H-spesifikaatiossa DVB-T:n lisäksi käytetään IP-tason lomittelua ja virheenkorjausta (MPE-FEC) T2-spesifikaatiossa lomittelua parannetaan perustasolla, jolloin se yhdessä tehokkaan virheenkorjauksen kanssa antaa parhaan suorituskyvyn ja kapasiteettia ei tuhlata ylimääräisiin kehysrakenteisiin Lomittelua tehdään monella tasolla: OFDM-symbolin sisällä, ajallisesti yhden palvelun datavirran sisällä sekä virheenkorjausblokkien sisällä. Vaikutus antenniurakoitsijan työhön: Impulssihäiriöt VHF:llä eivät ole yhtä suuri ongelma kuin T-järjestelmässä Lomittelun määrä saattaa vaikuttaa BER-raja-arvoihin. Todennäköisesti kuitenkin Suomessa käytetään tiettyä vaikiolomittelua, eli ei alueellisia eroja.

18 Lähetindiversiteetti, MISO/Alamouti (optio) Kaksi SFN-lähetintä lähettää saman informaation, mutta eri RF-signaalin Hyödynnetään Alamouti-koodausta Parantaa SFN-suorituskykyä ja tätä kautta peittoa monikanavaympäristössä Haittapuolena on pilottidatan kasvu kapasiteetti pienenee MISO (Multiple Input Single Output) Vaikutus antenniurakoitsijan työhön: Ei otettane Suomessa käyttöön ainakaan kiinteän vastaanoton verkoissa.

19 T T2: Huippuarvon ja keskiarvon suhteen pienentäminen (PAPR, Peak to Average Ratio) Taustaa Normaali OFDM-moduloitu signaali on kohinamaista ja siinä on tästä syystä voimakkaita piikkejä Piikkien takia lähettimen pääteasteessa on varauduttava nopeisiin hetkellisiin tehoihin ja kohtuullisen matalaan keskimääräiseen tehoon suhteessa piikkitehoon Pääteasteen hyötysuhde kärsii DVB-T-lähettimissä piikkien tasoa rajoitetaan ennen päätevahvistinta ja aikaansaadaan hallittu piikkien leikkaus Piikkien leikkaus aiheuttaa kuitenkin häiriökomponentteja sekä itse lähetteen spektrin sisälle että sen ulkopuolelle T2:ssa on kaksi menetelmää, TR ja ACE, tilanteen parantemiseen. Perusideana on muokata signaalia jo valmiiksi siten, että siinä ei esiinny korkeita huippuarvoja Huippuja ei tarvitse leikata (ei säröä), Parempi hyötysuhde TR (Tone Reservation) 1% kantoaalloista ei välitä dataa, vaan ne asetetaan sellaiseen tilaan (amplitudi ja vaihe), että ne pienentävät signaalin huippuja ACE (Active Constellation Extension) Kantoaaltojen konstellaatiopisteitä siirretään hieman siten, että huippuarvot pienenevät Molempia tekniikoita voidaan käyttää erikseen tai yhdessä ACE ei toimi käännetyn konstellaation kanssa Noin 20% pienennys PAPR arvoon Vaikutus antenniurakoitsijan työhön: Yhteisantenniverkon vahvistimeen voidaan ajaa signaaleja hieman korkeammalla tasolla. Käytännössä kyseessä on vain n. 1 db vaikutus eli ei merkitystä yhteisantennitehotasoilla

20 Laajennuskehykset (FEF = Future Extension Frame) Koska spesifikaation toteutuksessa haluttiin edetä nopeasti, jätettiin ulkopuolelle mm. MIMO-tekniikat ja TSF MIMO-tekniikat Näiden avulla järjestelmän suorituskykyä olisi voitu parantaa edelleen. Haasteina kustannukset kahdennetusta antenni- ja lähetinratkaisusta lähetyspäässä sekä kahden vastaanottoantennin tuottamat käytännön hankaluudet TFS (Time Frequency Slicing) Tässä palvelu jaetaan useille taajuuskanaville ja vastaanottiin hyppii kanavalta toiselle vastaanottaessaan yhtä palvelua Edut: Erittäin laaja kaistanleveys Aika, paikka ja taajuushäipymän kompensointi Palveluiden statistinen multipleksointi taajuuksien välillä Haitat Monimutkaisuus Verkon peittoalueen muotovaatimuksiin liittyviä haasteita FEF mahdollistaa sen, että ensimmäisetkään T2-vastaanottimet eivät hämäänny, vaikka joidenkin palveluiden osalta käytössä olisi MIMO tai TFS Vaikutus antenniurakoitsijan työhön: TFS ei tule käyttöön alkuvaiheessa, mutta mahdollisesti myöhemmin. Vaikutusta kanavien väliseen tasonsäätöön. Mahdollisesti myös useita vastaanottoantenneja eri suuntiin Diversiteettietu. MIMO tuskin toteutuu kiinteässä vastaanotossa

21 T2:n alkuvaiheen haasteet antenniurakoitsijalle ja mahdollisia ratkaisuja Haasteet Epävarmuus oikeista tavoitearvoista Mittavastaanottimien puute Miten tavoitearvojen toteutuminen todetaan Kuluttajavastaanottimien puute Voidaanko edes varmistaa, että kuva näkyy Ratkaisumalleja Jos mittavastaanottimia ei ole ensimmäisessä vaiheessa saatavilla, etsitään jokin yhteisesti sovittava menettelytapa, jolla päästään hyvään tulokseen suurimmassa osassa tapauksia Esimerkiksi riittävän hyvä antenni riittävän korkeassa kentänvoimakkuudessa ja kanavassa (kanava katsotaan spektrillä). Jos nämä ehdot täyttyvät, toimii hyvin todennäköisesti, vaikka täysi mittaaminen ei olisikaan mahdollista. 21 Title of presentation

22 HDTV tuo uusia mahdollisuuksia kaikille alan toimijoille Kuluttajille parempilaatuinen kuva ja uusia sisältöjä Antenniurakoitsijoilla uutta asennettavaa Laitekauppiaille uutta myytävää Verkko-operaattoreille, maksu-tv-operaattoreille ja sisältötaloille uutta liiketoimintaa Menestyksekästä HD-aikaa koko alalle! 22 Title of presentation