Shaping the Future ofSatellite Communications

Bart Van Utterbeeck2014-08-24

Tutorial: Fly-Away, Drive-Away e DSNG

• DVB-S2X• Estamos em (R)Evolução• Parâmetros DVB-S2X relevantes para

contribuição• Contribuições em 4K

• Convergência Contribuição – IP• Tendências• Banda-C vs Banda-Ku vs Banda-Ka

• Contribuições ‘stand-alone’• Contribuições através de uma plataforma

multiserviços

AGENDA

• Newtec sugere o início de um novo padrão DVB (Fevereiro 2012)

• Commercial Module (CM_BSS)• Existe a necessidade de desenvolver um novo padrão

DVB para satélite (Junho 2012)• Duas linhas

• Evolutiva : Com objetivo de definir um novo padrão que deve ser uma evolução do DVB S2

• Revolutiva : Estudo sobre potencial de outras tecnologias / conceitos

• Technical Module (CM_S2)• Call for Technologies em fevereiro 2013

EVOLUÇÃOREVOLUÇÃO

http://issuu.com/dvbscene/docs/dvb_scene_issue_39

NOVO PADRÃODVB-S2X • DVB Steering board

aprova o novo padrão (27-02-2014)

DVB-S2 eXtension

• Norma ETSI EN 302307-2 Extensão a norma DVB-S2 ETSI EN 302307

DVB-S2X - DESEMPENHO

DTH DSNG VSAT Mobile

• Roll-offs reduzidos permitem uma maior taxa de símbolos numa mesma banda ocupada

• Exemplo para um transponder de 36 MHz• DVB-S (35%) 26.7 Mbaud• DVB-DSNG (25%) 28.8 Mbaud• DVB-S2 (20%) 30.0 Mbaud• DVB-S2X (5%) 34.2 Mbaud

-Reduzindo o Roll-off -Filtros avançados com Clean Channel Technology (CCT)

MAIS OPÇÕES DE ROLL OFF

DVB-S2 Otimizado para operação Não Linear (distribuição como DTH).

DVB-S2X otimiza ambos os casos Linear e Não Linear

LINEAR E NÃO LINEAR

PowerDistortion PowerDistortion

Operação Linear Operação Não Linear

36 MHz 36 MHz

Multi-portadora Portadora única

• Contribuição fixa• Uso ocasional• Mobile backhauling• IP Trunking

• DTH• Multistream DTT• Cable head-ends

8 Newtec Proprietary – Unrestricted

RESUMINDO

DVB-S2X vs DVB-S2:• Mais opções de

MODCODs• Maior granularidade• Linear vs Não-Linear

• Rolloffs adicionais 5%, 10%, 15%

• Modulações Elevadas (até 256APSK)

• VL-SNR para aplicativos móveis (incluso medium frames)

-11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

1

2

3

4

5

6

S2 (RO=20%)

S2-X (RO=5%)

CNR in allocated BW [=Rs x (1+RO)] in (dB)

Raw

effi

cien

cy (b

ps/H

z al

loca

ted

BW) un

cons

train

ed S

hann

on b

ound

Ganho de 51%comparadocom DVB-S2

SNR Extendido

Maior granularidade

SNR Extendido

Aumento em eficiência

256APSKBPSK-S

DEMO 4K P60 4:2:2 10-BIT COM REDE HÍBRIDA SATÉLITE - FIBRA

16 APSK, FEC 4/5Roll Off : 10%100 Mbps, 36 Mhz

JUNHO 2014 – COMMUNICASIA (SINGAPURA)

DESMISTIFICADA

http://www.newtec.eu/article/whitepaper/dvb-s2x-demystified

Newtec copyright ©

Outras funcionalidades-Timeslicing-Transponder bonding-VL-SNR

CONVERGÊNCIA : CONTRIBUIÇÃO - IP

TENDÊNCIAS EM CONTRIBUIÇÃO - EXCHANGE

Necessidades:• Conteúdo não linear e conteúdo linear

• Automação e Gerência• Gerência de frota de SNG e Fly-Away• Scheduling• Automação de transmissões

• Conectividade (Internet, VoIP)

• Soluções híbridas (Satélite – Fibra)

AS BANDAS SATELITAIS - UM RESUMO SIMPLIFICADO

Banda-C

+ Alta robustez contra atenuação de chuva+ Área de cobertura grande (continental)- Requer antenas grandes /

Baixa potência Soluções grandes

- Espectro limitado

Ideal para:• Cobertura de eventos de

longa duração• Transmissão ao vivo com

duração de uma hora ou mais

Banda-Ku

+ Alta potência / antenas menores+ Área de cobertura razoavelmente grande+ Disponibilidade de Espectro (cfr última licitação Anatel)- Sensível à atenuação de

chuva

Ideal para:• Transferência de arquivos• Comunicação Jornalista –

estúdio• Jornalismo

Banda-Ka

+ Alta potência / antenas pequenas Solução compacta+ Reutilização de espectro Baixo custo/MHz- Muito sensível à

atenuação de chuva- Área de cobertura

pequena: Spotbeam Requer solução híbrida satélite – fibra

Ideal para:• Transferência de arquivos• Comunicação Jornalista -

estúdioCaso : Enlace bi-direcional Ponto-a-Ponto

Caso : Plataforma multiserviços

CASO TÍPICOBANDA-C

MDM6100 MDM6100

VIDEO DADOS DADOS VIDEO

•Solução simples e compacta

•Operação similar a contribuições comuns

•Ideal para uso ocasional e/ou para serviços oferecidos por terceiros

•Oportunidade para plataformas IP

•Diferentes opções de modems conforme necessidade

•Diferentes tecnologias de transmissão no canal retorno (inbound)

•Rede otimizada para IP (Otimização de protocolos, QoS, gestão de endereços IP,..)

CASO TÍPICOBANDA-KUBANDA-KA

Sistema de multiserviços

Internet / Rede privada

Shared Forward

Return

IP/Ethernet

DVB-S2 CCT

MDM6100* Satellite Modem

MDM3100 IP Modem

ConribuiçãoFixa

Fly-AwayContribuição FNG

MDM3100 IP Modem

Teleporto

MDM6100* Satellite Modem

ContribuiçãoDSNG

SCPC (DVB-S2X)

Mx-DMA (HRC)

MF-TDMA (4CPM)

HRC: HighResCoding

Mx-DMA: Cross-Dimentional Multiple Access

HRC/MX-DMA(INBOUND) • HRC – HighResCoding

• Modulações QPSK-32APSK• Baixa latência• Velocidade 32 kbps até 21 Mbps

• Mx-DMA• Possibilita a otimização da

transmissão através de adaptação dinâmica (sem perder lock) de:• MODCOD• Taxa de símbolos• Frequência central da portadora• Potência de transmissão na remota

Efeito de atenuação de chuva no DSNG

DVB-S2 8PSK 5/6 : 9.6 dB Es/NoMargem de chuva : 3.5 dB

Clear Sky Es/No : 13.1 dB

SCPCClear Sky :Em condições Clear Sky a portadora é recebida com bastante margem

Vídeo (taxa fixa) Dados (ACM) Limiar Es/No para modulação SCPC

Atenuação de Chuva:Após 3.5 dB de atenuação recebemos a portadora no limiar da modulação

8PSK 5/6

Margem

8PSK 5/6

Es/No

Interrupção de Serviço:O Es/No do sinal recebido está abaixo do Es/No limiar

8PSK 5/6

Efeito de atenuação de chuva no DSNG

Clear Sky Es/No : 13.1 dBHRC 16APSK 4/5: 12.16 dBHRC 8PSK 5/6 : 9.65 dB(DVB-S2 8PSK 5/6 : 9.6 dB)

HRC/MX-DMAClear Sky:Em condições Clear Sky a portadora é transmitida numa modulação mais eficiente. Economizando banda no satélite

Vídeo (taxa fixa) Dados (ACM) Limiar Es/No para modulação SCPC

16APSK 4/5 (HRC)

Atenuação de Chuva:MODCOD e symbolrate são adaptados para garantir a taxa fixa. A taxa da portadora de dados é reduzida

8PSK 5/6 (HRC)

Atenuação de Chuva Forte:MODCOD e symbolrate são adaptados para garantir ‘sobrevivência’ da transmissão (caso permitido)

8PSK 2/3 (HRC)

POTENCIAL DE PLATAFORMAS DE CONTRIBUIÇÃO?

• Plataformas Inteligentes para uso inteligente do espectro

• Contéudo não linear Oportunidade para banda Ku/Ka

• Transmissões dinâmicas (Mx-DMA) para garantir alta disponibilidade em condições de chuva

• Escalabilidade desde algumas SNGs para múltiplas frotas

• Múltiplas opções de modems• Modems compactos para conectividade e/ou conteúdo Não Linear • Modems versáteis para multi-uso operando ‘em sistema’ e ‘stand alone’

Distribuição ContribuiçãoLinear

Não LinearCrítico

Não LinearNão Crítico

O FUTURO JÁ COMEÇOU

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QUESTIONS/REMARKS

BACK-UP SLIDES

• Canal LinearAs características do canal não variam em função da potência

• Canal Não Linear

As características do canal variam em função da potência

• Unconstrained Shannon limit

Limite teórico absoluto de Shannon

• Modulation Constrained Shannon limit

Limite teórico de Shannon por tipo de modulação

ALGUMAS DEFINIÇÕES

(1)Shannon Limit: Unconstrained vs Modulation Constrained(a)Unconstrained: Limite

teórico absoluto(b)Modulation constrained:

O limite teórico por modulação (ex: Limite de 8PSK é 3 bit/sim)(2) Bit por símbolo

Linear Channel

Modulation Constrained na prática!

MODCOD Es/No (dB) Bit/Simbolo8PSK 5/6 9.7 2.42

8PSK 8/9 11.1 2.59

16APSK 2/3 9.6 2.57

16APSK 3/4 10.5 2.90

16APSK 4/5 11.5 3.07

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Nesta região os MODCOD’s em 8PSK estão se aproximando da limitação (constraint) da própria modulação (3 bit/símbolo) e os MODCODs em 16APSK aproximam melhor o “unconstrained shannon limit”.

Linear Channel

Source: Figure H.2 , EN302307v010101p

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Modulation Constrained na prática!

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Conclusão: 1. Num canal linear, com C/N acima de 9.5

dB é melhor utilizar DVB-S2 16APSK invés de DVB-S2 8PSK devido a limitação de 8PSK (3 bit/simbolo)

2. Newtec sugere de incluir mais modulações e FEC no DVB-S2

3. Em combinação com Clean Channel Technology é possível alcançar eficiências ainda maiores em bit/Hz

Linear Channel

Source: Figure H.2 , EN302307v010101p

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