DNA antenniverkon tekniikka ja laajentuminen Asiantuntija, Olli Knuuttila DNA
Sisältö DNA:n DVB-T2 suurkapasiteettiverkko Verkon vaatimukset kiinteistöille Rakentamisaikataulu 2
DVB-T2 vrs DVB-T DVB-T2 DVB-T FEC LDPC + BCH CC + RS Code Rate 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 Constellation QPSK, 16 QAM, 64 QAM, 256 QAM QPSK, 16 QAM, 64 QAM Guard Interval 1/4, 19/256, 1/8, 19/128, 1/16, 1/32, 1/128 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 FFT size 1K, 2K, 4K, 8K, 16K, 32K 2K, 8K Scattered Pilots 1%, 2%, 4%, 8% of total 8% of total Continual Pilots 0,35% of total 2,6% of total Max. Bandwidht 50,34Mb/s 31,66Mb/s DNA:n parametreillä hyötykuorma n. 37.5 Mbps Lähde: ENENSYS Technologies
Taajuushallinnointi Taajuustilanne 2010: Maanlaajuisesti 2 kpl VHF muxia Eli VAIN 25% spektristä hyötykäytössä 2011: VHF C mux hakuun Kanava 5 Kanava 6 Kanava 7 Geneve 2006 määrittää raamit TV-taajuuksien käytölle Analogisten lähettimien taajuusallokaatio perimänä Pohjoismaissa 7 MHz rasteri ja Venäjällä 8 MHz => Haasteita taajuustehokkuuden ja hallinnoinnin kanssa 4
Why use SFN (Single Frequency Network)? With SFN No SFN VHF Channel 12 VHF Channel 8 VHF Channel 6 VHF Channel 12 VHF Channel 11 VHF Channel 10 VHF Channel 9 VHF Channel 8 VHF Channel 7 VHF Channel 6 VHF Channel 5 VHF UHF Frequency 174 230 (56 MHz) 470 790 (320 MHz) Channels to use 8 channels (7 MHz) 40 channels (8 MHz) Used channels 3 mux VHF A, B, C 6 mux (+ 3 regional) A, B, C, D, E, F (+ G, SveaTV, Turku) With SFN DNA uses less channels, which enabled us to allocate space for 3rd VHF MUX in Finland
Spectrum is a scarce resource Spectrum efficiency will be one topic in IBC 2011 White space availability in USA: Channels & spectrum Source: IEEE / U.C. Berkeley Source: telecom-cloud.net
FQ coordination vs. thermal noise Examples below, Geneva 2006 coordination triggers SFN transmitters summarized arithmetically => Result.. Do we coordinate too tight? Coordination triggers (dbuv/m) Thermal noise f F (MHz) Analog Digital dbuv/m dbm 7 MHz 202 10 17 17,8-105,5 8 MHz 630 20 23 28,3-104,9 E (dbuv/m) = P (dbm) + 77.2 + 20 lg F (MHz) 7
IBC2011 Awards DNA ehdokkaana Lähde: www.ibc.org DNA:n erittäin taajuustehokas verkko ja uuden teknologian hyödyntäminen noteerattu alan toimijoiden keskuudessa 8
Sisältö DNA:n DVB-T2 suurkapasiteettiverkko Verkon vaatimukset kiinteistöille Rakentamisaikataulu 9
HD-vastaanoton tyypilliset ongelmat Joissain tapauksissa kauempaa tuleva heikompi Digitan signaali UHFtaajuusalueella peittyi vahvemman, läheltä tulevan DNA:n VHF-signaalin alle. DNA:n piloteissa ilmeni n. 20 tapausta (1.5M asukasta alueella) Tuotantoverkossa häiriöitä 100-150 (yli 2.7M asukasta näkyvyysalueella) Yleensä alle 3km VHF-lähettimestä ja etäällä UHF-lähettimistä Syyt: Yhdistelmäantenni UHF/VHF Edullinen laajakaistainen 47-862MHz vahvistin Ongelman ratkaisutapoja: Omat antennit UHF ja VHF-alueelle Kunnollinen säädettävä talovahvistin tai omat vahvistimet molemmille taajuuksille Tarvittaessa voimakkaamman VHFsignaalin vaimentaminen ennen talovahvistinta Antenniurakoitsija paikalle ja taloverkko kuntoon! Digita Transmitter in UHF 30 km DNA Transmitter in VHF 1.2 km 10
Harmoniset yliaallot & intermodulaatio Kuva 1 Harmoniset yliaallot Kuva 2 Verhokäyrä ja OFDM alikantoaallot Kuva 3 Intermodulaatiotuloksia Luonnollisessa värähtelyssä yliaallot ovat toisinaan pää- tai sivutuote DVB-T(2) signaalissa on tuhansia alikantoaaltoja Intermodulaation takia signaalikomponenteista generoituu häiriöitä tyypillisesti kuitenkin kymmeniä db hyötysignaaleja heikompia 11
Intermodulaatio & vahvistimet f1 f2 184,5 CH6 198,5 CH8 2nd order f1 + f2 f1 - f2 383 14 3rd order 2f1 ± f2 2f2 ± f1 170,5 212,5 567,5 581,5 Lähde: www.terraelectronics.com Esimerkkilaskelma Kanavat CH6 ja CH8 mid FQ UHF 32 562 UHF 33 570 UHF 34 578 UHF 35 586 Esim. Kivenlahti A-mux Intermodulaation takia häiriöt osuvat juuri tietyille muxeille Kova vahvistusarvo takaa kytkeytymisen Hyvä antenni ja oikea suuntaus estää häiriön pääsyn vastaanottoon Selektiivisyys ja kohinaluku ovat keskeisiä ominaisuuksia vahvistimissa 12
Antennivastaanotto Link Budget DVB-T2 Parameter Unit Rx Noise Floor PN=kTB dbm -105,7 Rx Noise Figure F db 6 C/N 256QAM, FEC 4/5 C/N db 23,5 Rx antenna gain Grx dbi 11,1 9,0 dbd Location probability (95%) Lp db 2,9 (75%) 9,0 (95%) Weather margin db Building loss LB db Minimum power outside Pmin dbm -77,5-71,4 Minimum field strength outside Emin dbuv/m 45,8 51,9 Esimerkki 9 dbd:n antennista DNA:n verkon peittoalueet laskettu 10m korkeuteen asennetulle 9 dbd:n ulkoantenneille Sarjaankytketyt vahvistimet parantavat tai pahentavat linkkibudjettia (Friisin yhtälö) 13
Friisin kaava vahvistinketjuille Huom. F ja G laskettava reaalisuhteina, ei db-arvoina F = 10 exp (NF/10) Esimerkkilaskelma 1: Antennilinjassa hyvälaatuinen mastovahvistin Mastovahvistin NF 1 = 3 db; G 1 = 16 db Vastaanotin NF 2 = 6 db hyöty linkkibudjetissa F total = 2 + (4 1) / 40 = 2.08 eli n. 3.17 db Lopputulos: Vastaanotto-ominaisuudet paranevat huomattavasti. Esimerkkilaskelma 2: Antennilinjassa aktiiviantenni, jossa suuri vahvistus ja kohinaluku Antennin vahvistin NF 1 = 7 db; G 1 = 20 db Vastaanotin NF 2 = 6 db hyöty linkkibudjetissa F total = 5.01 + (4 1) / 100 = 5.04 eli n. 7.03 db Lopputulos: Vastaanotto-ominaisuudet huononevat aktiiviantennin takia. 14
Sisältö DNA:n DVB-T2 suurkapasiteettiverkko Verkon vaatimukset kiinteistöille Rakentamisaikataulu 15
Vaihe 1A, noin 55% väestöstä 16
17
18
19
Noin marraskuun puoliväli 2011 20
21
Tahti: n. 2 asemaa käyttöön per viikko 22
23
24
Vaihe 1B, noin 86% väestöstä 25
Yhteenveto Antenniverkot modernisoitava Yhdistelmäantennit Laajakaistaiset vahvistimet Aiheuttavat ongelmia, jos lähetteiden tasoero on suuri. VHF- ja UHF signaali käsiteltävä erillään Käytettyjen aktiivivahvistimien tulee olla hyvälaatuisia (kohinaluku << 4 db) DVB-T(2) asiakaspotentiaali noin 1M taloutta Laadukas työ vaatii kunnon työkalut TV reception distribution in households (about 2.4 million): 42% via cable, 6% via satellite and 44% via terrestrial antenna network Devices and access in the Finnish households Device / Access % of all households (November 2009) Television 92 Cable TV or satellite antenna 48 Computer 83 Broadband access 73 Wired phone 26 Mobile phone 99 -WAP/GPRS/3G (internet) phone 54 Source: Statistics Finland, Consumer Barometers 26
Kiitos! Kysymyksiä?