مطالب از سراسر وب

DVB-S چیست و چه تفاوتی با DVB-S2 دارد؟

دنیای اطلاعات: کلمه DVB که مخفف عبارت انگلیسی Digital Video Broadcasting می باشد، در واقع مجموعه ای از استاندارد های مربوط یه تلویزیون دیجیتال است که بر پایه لایه فیزیکی جهت انتقال و نرم افزار های مربوط به هر استاندارد پیاده سازی می شود.
استاندارد DVB توسط پروژه ای به همین نام که یک کنسرسیوم بین المللی با بیش از ۲۷۰ عضو است انجام می پذیرد و انتشار آن توسط کمیته فنی متشکل از چندین کمیته شامل ETSI, CENELEC و EBU صورت می گیرد.
ارسال داده ها بر اساس نوع استاندارد های مورد استفاده می تواند در لایه فیزیکی از طریق امواج ماکرویو، امواج ماهواره ای، فیبر نوری، کابل کواکسیال و … صورت پذیرد. DVB بر اساس نوع لایه های فیزیکی، نرم افزار مربوطه و نحوه رمز نگاری و رمز گشایی به دسته بندی های مختلفی تقسیم بندی می شود که در زیر به بررسی DVB-S و DVB-S2 می پردازیم.

DVB-S چیست و چه تفاوتی با DVB-S2 دارد؟

DVB-S چیست؟

یکی از روش های ارسال صدا و تصویر، انتقال ماهواره ای آن (DVB-S) می باشد.
برای انتقال ماهواره ای صدا و تصویر ابتدا صدا و تصویر آنالوگ باید به یک انکدر وارد و در این دستگاه نخست تبدیل A/D (تبدیل آنالوگ به دیجیتال) انجام شده، که با انجام این تبدیل حجم اطلاعات آن به ۲۷۰ Mbps افزایش می یابد. سپس برای کاهش Bit Rate خروجی، فشرده سازی انجام می شود. معمولا از استاندارد MPEG2 برای کد کردن و کاهش Bit Rate خروجی استفاده می شود، با فشرده سازی اطلاعات به روش MPEG2 می توانیم بدون افت محسوس در کیفیت Bit Rate خروجی را تا مقدار حدودا ۴ Mbps (برای یک تصویر و دو صدا) کاهش دهیم. به طور کلی به عمل فشرده سازی در انکدر، کدینگ منبع، Source Coding می گویند. خروجی انکدر که به صورت TS می باشد به دستگاهی به نام مدولاتور وارد می شود تا بعد از اعمال کدینگ کانال، عمل مدولاسیون انجام شود. معمولا از مدولاسیون QPSK استفاده می گردد. خروجی مدولاتور بعد از عمل مدولاسیون به فرکانس IF یا فرکانس میانی برده می شود، که این فرکانس در حوزه ماهواره(۹۵۰-۲۱۵۰ MHz) L Band می باشد. سیگنال L Band خروجی مدولاتور به دستگاهی به نام Up Convertor وارد می شود تا فرکانس ارسالی ما در حوزه فرکانس ارسال (۱۳٫۷۵۰ – ۱۴٫۵۰۰ GHz) قرار گیرد. در واقع یک شیفت فرکانسی را خواهیم داشت که IF به RF تبدیل می شود و به کمک یک Wave Guide وارد تقویت کننده یا HPA می شود تا علاوه بر جبران افت مسیر، سیگنال RF تقویت شده و آماده ارسال گردد. هم اکنون دو واحد Up Convertor و HPA در یک دستگاه به نام SSPB قرار دارد. سیگنال RF تقویت شده در خروجی SSPB یا HPA به کمک یک Wave Guide وارد OMT می شود تا علاوه بر توانایی ارسال و دریافت همزمان دو پورت یا پلاریزه مخالف، عمل ارسال پلاریزه مخالف را در ارسال به حداقل رسانده و و تنها پلاریزه مورد نظر را ارسال نماییم. انتهای OMT به فید هورن Feed Horn متصل می باشد و به این وسیله وارد آنتن گردیده و عمل ارسال یا UP LINK انجام گیرد(بوسیله تابیده شدن از ساب رفلکتور بر روی رفلکتور اصلی).
سیگنال ارسالی مورد نظر، بعد از دریافت به وسیله ترانسپوندر مربوطه (ماهواره مجموعه ای از ترانسپوندر ها می باشد) تقویت شده و برای آنکه سیگنال را در محدوده فرکانس دریافت قرار دهد(۱۰٫۷۰۰-۱۲٫۷۵۰ MHz ) یک شیفت فرکانسی می دهد و با توجه به موقعیت بیم ترانسپوندر، که کدام نواحی را پوشش می دهد، ارسال به زمین یا DOWN LINK انجام می گیرد.
با افزایش سن ماهواره و تمام شدن تدریجی سوخت موجود در آن، که برای ثابت نگه داشتن ماهواره در مدار استفاده می شود، بتدریج ماهواره دارای حرکتی به شکل ۸ می شود و با توجه به باریک بودن بیم دیشهای ارسال که در ابعاد بزرگ استفاده می شود، نیاز به تراکینگ یا تعقیب ماهواره احساس می گردد. بنابراین یک سیگنال با پهنای باند بسیار کم در حدود ۵۰ KHz با توان ثابت توسط ترانسپوند ارسال می گردد. به این فرکانس فرکانس بیکن گفته می شود. همانطور که گفته شد با توجه به Narrow Band بودن سیگنال بیکن باید از LNB PLL یا حرفه ای برای دریافت آن استفاده کرد زیرا باتوجه به خطای فرکانس لوکال سایر LNBهای خانگی، که بسیار بالاتر از ۵۰ KHz می باشد، سیگنال بیکن آشکار سازی نمی گردد. سیگنال بیکن دریافت شده به وسیله LNB PLL ، بعد از تقویت و شیفت فرکانسی به حوزه L Band برده می شود، تا بوسیله یک رسیور مخصوص به نام Beacon Receiver دیکد شده و به کنترلر تراکینگ دیش فرستاده می شود. با توجه به توان دریافتی از سیگنال بیکن و ثابت بودن توان ارسالی سیگنال بیکن توسط ترانسپوندر ، سیستم کنترلر تراکینگ فرمان حرکت دیش به سمت چپ یا راست را می دهد و با مقایسه با وضعیت قبلی سیگنال دریافتی از بیکن رسیور، دستور جدید را صادر می کند. اگر سیگنال دریافتی از بیکن رسیور بهتر شد در همین جهت حرکت را ادامه میدهد و در غیر این صورت، در جهت عکس دستور حرکت صادر می کند و همین عمل در حرکت به بالا و پایین نیز انجام می گردد.

DVB-S2 چیست؟

از چندی پیش، اخباری راجع به امواج ماهواره ای با مقادیر FEC عجیب و غیر معمول ۹/۱۰ یا ۸/۹ به گوش می رسید. مزیت استفاده از چنین مقادیر (غیر استانداردی) چیست؟
مقادیر FEC برابر ۸/۹ یا ۹/۱۰ تنها هنگامی که راجع به سیستم کلاسیک ارسال امواج ماهواره (dvb-s) صحبت می کنیم، غیر استاندارد به نظر میرسد. اما زمانی که راجع با استاندارد جدید DVB-S بحث می کنیم این مقادیر کاملا استاندارد هستند این عبارت مخفف نسخه دوم ارسال تصاویر دیجیتال ماهواره ای می باشد در واقع DVB-S سازمانی است که امواج تلویزیون های کابلی و زمینی را نیز شامل می شود (dvb-c,dvb-t).
مزیت بزرگ این استاندارد جدید کارایی بالاتر آن است به زبان ساده با یک فرستنده ثابت و مشخص می توان به میزان ۳۰% بیشتر بیت های اطلاعاتی است به همین دلیل است که ارائه دهندگان سرویس تلویزیونی که مایل به ارائه سرویس های وضوح بالا HDTV هستند به این استاندارد جدید علاقه ی زیادی دارند سیگنال تلویزیون وضوح بالا حتی زمانی که با روش پیشرفته Mpeg-4 هم فشرده شده باشد باز هم در مقایسه با سیگنال تلویزیون دیجیتال کلاسیک Mpeg-2 نیازمندند ارسال اطلاعات بیشتری خواهد بود.
شاید بعضی از شما عبارت QPSK راشنیده یا خوانده باشید QPSK عبارت است از نوعی خاص از مدولاسیون که در آن فاز امواج سینوسی با توجه به زوج بیت های دریافتی تغییر می کند زوج بیت های ۱۰,۱۱,۰۱٫۰۰ باعث تغییرات متفاوتی در فاز امواج می شوند این موضوع را با استفاده از دیاگرام بهتر می توان نشان داد.
اگر زوج بیت ورودی ۰۰ باشند مدولاتور QPSK فاز سیگنال خروجی را نسبت به موج اصلی ۴۵ درجه تغییر می دهد اگر زوج بیت بعدی ۱۰ باشند تغییر فاز برابر با ۱۳۵ درجه خواهد بود و به همین ترتیب دامنه موج سینوسی برای همه زوج بیت ها ثابت می ماند (در دیاگرام طول بردار ثابت است) این مدولاسیون توسط DVB-S کلاسیک استفاده می شود و یکی از مدولاسیون ممکن برای Dvb-s2 نیز می باشد گزینه های دیگر سیستم DVB-S2 عبارت است از ۳۲apsk ، ۸psk ، ۱۶apsk
در ۸psk هم دامنه ثابت است اما مقادیر مجاز بیشتری بای تبدیل فاز به یک بسته سه تایی بیت های پیاپی و نه مانند Qpsk یک زوج بیت بستگی دارد در این دولاسیون هر سیمبل شامل سه بیت میشود ۱۶apsk,32apsk گذشته از انتقال فاز ۳,۲ سطح دامنه استفاده می کنند در ۱۶apsk سیمبل شامل ۴ بیت و در ۳۲apsk شامل ۵ بیت می باشد
از نظر کلی هر چه نقاط بیشتر باشند کارایی مدولاسیون هم بیشتر خواهد بود اما اگر کار به این سادگی بود همه از ۳۲apsk استفاده می کردند پس مشکل کجاست؟ اشکال کار عبارت است از حساسیت در مقابل تداخل هر چه کارایی بیشتر شود امنیت در مقابل نویز کاهش می یابد مسلن است Qspk ایمن تر سیستم مدولاسیون می باشد.
خوشبختانه سیستم DVB-S2 نه تنها مدولاسیون ها جدید بالکه روش های جدید تصحیح خطا را نیز شامل می شود آنها به شدت به کارایی افزایش یافته استاندارد جدید کمک می کنند و اینجاست که مقادیر جدید FEC به میدان می آیند این مقادیر می توانند در دامنه ۴/۱ تا ۱۰/۹ تغییر کنند در واقع مقادیر مجاز عبارت است از. ۱/۴،۱/۳،۱/۲،۲/۵،۳/۵،۴/۵،۵/۶،۸/۹،۹/۱۰ در بین این مقادیر نمونه های عجیب از قبیل ۱۰/۹ دیده می شوند.پس حالا می توانید مطمئن باشید که ارائه دهندگان سرویس های مهواره ای به هیچ عنوان قصد فریب شما را ندارند آنها تنها در حال معرفی تکنولوژی جدی هستند برای دریافت این سیکنال ها به یک رسیور بسیار مدرن نیاز دارید که بتواند سیگنال های DVB-S2 را شناسایی کند البته طبیعی است که رسیور قادر خواهد بود که سیکنال های کلاسیک DVB-S را نیز دیافت کند معمولا چنین رسیوری خواهد توانست بسته های اطلاعاتی Mpeg-4 را نیز در کنار Mpeg-2 کلاسیک رمز گشایی کند و نیز با سیگنال های HDTV هم سازگار خواهد بود.

مزایای MPEG-4 و DVB-S2

یکی از تکنیک های جدیدی که روز به روز بیشتر در تلویزیونهای ماهواره ای جا می افتد ، سیستم MPEG-4 می باشد. ممکن است یک فرد حرفه ای این سیستم را H.26 , AVG MPEG-4 یا MPEG -4.10 بنامد. این نامهای مختلف از اسامی ( یاشماره های ) استاندارد های معرفی شده ، مشتق می شوند. سیستم معروف MPEG-2 بیش از ۱۰ سال قدمت داد و تردیدی نیست که MPEG-4 جایگزین آن خواهد شد. مسلما مزیت اصلی آن ، در کارایی بیشتر می باشد. در حالی که در سیستم MPEG-2 به نسبت تراکمی در حد ۵۰:۱ دست می یابیم ، تکنیکهای جدید چیزی در حد ۱۰۰:۱ را در اختیار می گذارد. چنین پیشرفتی بدین معنی است که تعداد کانالهای رادیویی و تلویزیونی قابل ارسال از یک فرستنده خاص ، به دو برابر افزایش می یابد. بنابراین با تغییر به حالت MPEG-4 مالکان شبکه های رادیو تلویزیون شاهد کاهش چشمگیری در هزینه های مالکیت یااجاره فرستنده خواهند بود .

با این همه ، برای عملی شدن موضوع نه تنها سیگنالهای ارسالی ، بلکه دیکودرها موجود در رسیورها نیز باید تغییر کرده و از نوع متفاوتی باشند. ریسیورهای معمولی اروپایی می توانند سیگنالهای MPEG-2 را رمز گشایی کنند ،اما قادر به کار با سیگنالهای MPEG-4 نیستند. بخش زیادی از آنها قادر به کار با سیگنالهای MPEG-2 با فرمت ۴ : ۲ : ۰ هستند. گروه کوچکی از آنها نیز می توانند علاوه بر این فرمت ، با سیگنالهای MPEG-2 فرمت ۴: ۲: ۲ نیزکار کنند. این فرمت کیفیت بالاتر تصویر را تضمین می کند و در حال حاضردر سیگنالهای برخی کانالها بکار می رود. متاسفانه تفاوت در کیفیت تصاویر، چندان قابل توجه نیست. جهت دستیابی به یک بهبود چشمگیر در کیفیت تصاویر، باید استاندارد تصاویر را از حالت معمولی ( SDTV ) به حالت کیفیت بالا (HDTV ) ارتقا دهیم. تفاوت اصلی این استاندارد ها در دقت تصاویر است. اکثر کانالهای ماهواره ای عادی که بصورت SDTV پخش می شوند ، دارای دقتی در حد ۵۶۰x720 پیکسل برای سیستم PAL و یا ۴۸۰x720 پیکسل برای سیستم NTSC هستند .

برخی از کانالهای تبلیغاتی ممکن است از دقت های پایین تری مانند ۵۷۶x352 و یا حـــتی ۲۸۸ در ۳۵۲ پیکسل نیز بهره مند باشند. چنین سیگنالهای کم دقتی به نرخ بیت های کمی نیاز دارند ، اما کیفیت تصاویرشان نیز فاصله زیادی تا حد مطلوب دارند. استاندارد HDTV قدمی در جهت مخالف است. دقت این سیستم در حد ۱۰۸۰*۱۹۲۰ پیکسل و یا ۱۲۸۰*۷۲۰ پیکسل با تعداد فریم های تصویر دو برابر در هر ثانیه می باشد .

استاندارد HDTV هیچگونه فشرده سازی را از قبیل MPEG-2 و MPEG-4 در بر نمی گیرد. نرخ بیت های مورد نیاز این سیستم در هر ثانیه چهار برابر نرخ بیت یک سیگنال SDTV می تواند یک کانال HDTV را راه اندازی کند. اتخاذ چنین تصمیمی می تواند دردناک باشد. تعجبی ندارد که معرفی MPEG-4 ممکن است کمک قابل ملاحظه ای به جا افتادن HDTV در اروپا بکند با تغییر همزمان از SDTV، MPEG-4 / HDTV می توان به ازای هر دو کانال SDTV قبلی ، یک کانال HDTV داشت. و این پایان ماجرا نیست. می توان با استفاده از مدولاسیون جدیدی که DVB-S2 نامیده می شود به بهبودی بیشتری در حداکثر نرخ بیت قابل رله هر فرستنده دست یافت این مدولاسیون ، نسخه اصلاح شده ای از مدولاسیون شناخته شده DVB-S یعنی مدولاسیون QPSK به همراه روش های تصحیح خطا می باشد. DVB-S2 تا ۳۰ درصد بیت ریت را افزایش می دهد .

به بیان دیگر چنانچه در حال حاضر در هر فرستنده دارای ۷ یا ۸ کانال SDTV باشیم ، DVB-S2 امکان داشتن ۱۰ کانال SDTV را مهیا می سازد. البته رسیورها نیز باید از نو طراحی شوند تا با DVB-S2 سازگار باشند. در چنین شرایطی رسیورهای فعلی ، بی استفاده خواهند بود. حالا یک تغییر همزمان از DVB-S+MPEG-2 به DVB-S2 +MPG-4 را تصویر کنید. با این کار در هر فرستنده دارای ۲۰ کانال SDTV یا ۵ کانال HDTV خواهیم بود ! هیچ مانعی در مقابل ترکیب تعدادی کانال HDTV و SDTV بر روی یک فرستنده وجود ندارد. مثلا ۲ کانالHDTV و ۱۲ کانال SDTV
مدتی از آزمایشات اولیه MPEG-4 و DVB-S2 می گذرد. همچنین چندین کانالHDTV را می توان در اروپا دریافت کرد هر چند الزاما مجانی نیستند ریسیورهای جدید MPEG-4 هم در حال ظاهر شدن هستند. احتمالا یک دوره زمانی مشخص را شاهد خواهیم بود که در طول آن MPEG-2 و SDTV و DVB-S2 و DVB-S و MPEG-4 و HDTV در کنار هم و در ترکیب متفاوت وجود خواهند داشت. در هر حال ما باید خود را برای تحولات چشمگیر در زمینه تلویزیونهای ماهواره ای و در طی چندسال آینده آماده کنیم.

تفاوت DVB-S و DVB-S2

امکانات DVB-S DVB-S2
رابط ورودی Single TS (Transport Stream) Multiple TS and GSE (Generic Stream Encapsulation)
حالت ها CCM (Constant Coding and Modulation) VCM (Variable Coding and Modulation) و ACM (Adaptive Coding and Modulation)
FEC تصحیح خطای رید-سالامون (RS) 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 LDPC + BCH 1/4, 1/3, 2/5, 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 6/7, 8/9, 9/10
مدولاسیون Single-carrier QPSK QPSK, 8PSK, 16APSK, 32 APSK
Interleaving Bit interleaving Bit interleaving
Pilots Pilot symbols Pilot symbols
بازده طیفی (حداکثر.) ۱٫۶۱ ۴٫۴۴
اندازه بلوک ~ ۳۲ کیلوبیت ۱۶ کیلوبیت, ۶۴ کیلوبیت
Roll off ۰٫۳۵ ۰٫۲۰, ۰٫۲۵, ۰٫۳۵
پیچیدگی پیاده سازی کم خیلی زیاد
Stream adaptation MPEG MPEG and programmable
Symbol rate (Roll off factor) with 36 MHz transponder usage ۲۷٫۵ Mbauds (ROF 0.35) ۳۰٫۹ Mbauds (ROF 0.20)
نرخ بیت با استفاده از ترانسپوندر ۳۶ مگاهرتز ۳۳٫۸ مگابیت بر ثانیه ۴۶ مگابیت بر ثانیه (+۳۶%)
تعداد کانال های SD و کانال های HD ۷ SDTV MPEG2, 15 SDTV h.264, 1 HD MPEG2. 3 HD h.264 ۱۰ SDTV MPEG2, 21 SDTV h.264, 2 HD MPEG2. 5 HD h.264

درباره ادمين

مجید کوهی طراح سایت و دانش آموخته مهندسی تکنولوژی جوشکاری است. وی از بحث و مطالعه در مورد فناوری و فلسفه لذت می‌برد، به سبک زندگی اسلامی علاقه دارد و اوقات فراغتش را با کیهان شناسی، طراحی مدارهای الکترونیکی و زمین شناسی می‌گذراند.
تعداد مقالات: 1525 مقاله تا کنون.

دیدگاهتان را بنویسید

  • آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های مورد نیاز با علامت‌ * مشخص شده‌اند.
  • مخاطبان گرامی، برای انتشار نظرات لطفا نکات زیر را رعایت فرمایید:
  • 1- نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.
  • 2- نظرات حاوی مطالب کذب، توهین یا بی‌احترامی به اشخاص، قومیت‌ها، عقاید دیگران، موارد مغایر با قوانین کشور و آموزه‌های اسلامی منتشر نمی‌شود.
  • 3- نظرات پس از ویرایش تایید می‌شود.