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2008-010 pt

Só uma forma de o medir: LINK MARGIN

Descrição: 

A evolução das tecnologias de transmissão do sinal de radiodifusão obrigou a melhorias nas técnicas de medida e ajuste desse mesmo. Até há pouco tempo o sinal analógico era facilmente analisado através do "Nível", do C/N e V/A. Agora o sinal digital emitido por satélite e modulado em QPSK obriga-nos a optimizar ao máximo o C-BER e MER recebidos.


Existe agora um outro factor determinante para o instalador. A ALTA DEFINIÇÃO.

Actualmente as emissões digitais por satélite utilizam a codificação MPEG-2 e são transmitidas de acordo com norma QPSK. Este método de codificação de vídeo permite ao operador aproveitar ao máximo a largura de banda do canal e multiplexar vários serviços num único "Transponder".

Alta Definição vem associada uma codifição de vídeo MPEG-2 ou MPEG-4, se bem que a melhor qualidade, é permitida pela norma MPEG-4. O problema para o operador permanece na dificuldade de multiplexagem dos vários serviços MPEG-4 utilizando a norma clássica QPSK.

Nasce o 8PSK. Conhecido como DVB-S2, esta norma de transmissão ajusta-se melhor às condições de transporte para a multiplexagem dos serviços MPEG-4. É a evolução natural das transmissões por satélite e que já está presente no pacote do mais recente operador DTH Português- o pacote MEO da PT.

O DVB-S2 (segunda geração DVB-S), apresenta-se como o substituto da norma DVB-S.

O avanço nas técnicas de codificação digital e nos sistemas de processamento digital, disponibiliza elevadas taxas de transmissão que combinadas com potentes algoritmos de correcção de erros, disponibiliza um sistema robusto aos erros. Estas características permitem-nos afirmar que o DVB-S2 é o esquema de modulação adequado para a transmissão dos serviços de Alta Definição (H 2.64).

Na figura 1 podemos observar a constelação de um sinal real DVB-S2 com uma modulação típica 8PSK (transponder 12092 H ; TP56).


Sinal digital DVB-S:

Os esquemas digitais aplicados até à actualidade nos sistemas DVB-S caracterizam-se pela medida CBER. Esta medida representa a taxa de erro que se obtém antes do descodificador "VIterbi". Desta forma caracteriza-se o sinal sem ter em conta os algoritmos de correcção de erros e podemos analisar de uma forma clara o estado da instalação sem a implicação do ganho destes algoritmos.

O FMS considera a medida CBER fundamental para valorizar a qualidade correcta de um sinal DVB-S e é por isso que esta se torna importante no ecrã de medidas. Para além de ofrecer um valor absoluto de taxa de erros, o FSM mostra uma barra de qualidade a cores que demonstra uma valorização imediata e simples da medida.

Para além do CBER, existem outros valores a considerar adicionalmente como o "Nível", o MER, o VBER, "Taxa de Erros" assim como os serviços MPEG-2 disponíveis no multiplexer seleccionado (incluindo a sua imagem).

É importante destacar que a evolução desta medida com as características do canal as condições de recepção (vento, chuva......), apresentam-se de forma gradual e linear. Isto observa-se perfeitamente por meio do gráfico com uma barra de cores presente no FSM. Para valores de BER inferiores a 5.0E-3 esta barra apresenta-se a vermelho, para valores entre 5.0E-3 e 5.0E-4 a amarelo e a partir de 5.0E-4 a verde.

É importante que este comportamento linear à entrada do desmodulador de "Viterbi", também esteja presente na sua saída. Observa-se um incremento dos erros com a degradação de sinal até ao momento em que se produz a dessintonia, no entanto, em caso algum, uma pequena variação nas condições de recepção converte um sistema sem erros num sistema totalmente des-sintonizado.

Isto simplifica o trabalho de optimização do sinal DVB-S recebido, uma vez que o ajuste se faz de forma paulatina e constante, existindo uma zona ampla de segurança entre o sinal ideal e a perda deste (representado a amarelo na barra de qualidade de CBER entre 5.0E-3 e 5.0E-4). Fig.2


Sinal digital DVB-S2:
Pois bem, o sinal DVB-S2 obriga-nos a uma alteração do conceito do sistema de medida. Os potentes algoritmos de correcção de erros (BCH+LDPC) apresentam como característica fundamental a súa capacidade de corrigir uma percentagem importante de erros.

Mas isto não é sempre positivo. Como consequência da natureza dos algoritmos de correcção de erros, verificamos que a zona de segurança da degradação do sinal no DVB-S é linear, enquanto no DVB-S2 é muito mais abrupta e quase desaparece.
Com uma pequena variação do C/N na recepção do sinal, na ordem de décimas de dB, podemos passar de um sinal quase perfeito à impossibilidade da correcção de erros.

Isto tem graves e sérias implicações para o instalador de serviços DVB-S2 (Meo por exemplo), que utilizando os parâmetros de medida tradicionais (CBER, Nível, MER, VBER) não pode assegurar a estabilidade da instalação, pois desconhece a que a distâncias está a perda de sinal.

A norma ETSI EN 302 307 recomenda a utilização do parâmetro de medida PER para caracterizar a qualidade do sinal recebido a qualquer momento. Mas, por definição do mesmo parâmetro, o tempo necessário para conseguir o PER é muito elevado (perto de 24 horas) e portanto inviável como método para instalações.

É aqui que o FSM oferece uma mais valia ao instalador. A norma também estabelece como medida de qualidade o QEF quando o PER é <1E-7. Estabelece também alguns valores de SNR, em função do tipo de modulação e "Code Rate" associado, para alcançar este valor. O FSM é capaz de medir o SNR e calcular a distância existente ao QEF, o que denominamos de LINK MARGIN.
Esta medida caracteriza a qualidade do sistema de comunicação e podemos definila como uma distância em dB ao QEF.

Portanto, o LINK MARGIN está para o DVB-S2 como o CBER está para o DVB-S, ou seja, é o parâmetro a ter em conta no momento de certificar a estabilidade de uma instalação e no caso particular do mercado português, actual, como parâmetro fundamental para ajustar e calibrar sistemas do novo operador de satélite: MEO.

Assim o FSM apresenta o LINK MARGIN com especial destaque no ecrã de medidas. Ofrece o respectivo valor em dB e barra de qualidade codificada por cor, para que o instalador saiba a todo o momento a margem de manobra que tem para ajustar a antena.

Para além do LINK MARGIN, também apresenta o MER, o BCHBER e o CBER.

O LINK MARGIN é deste modo o indicador mais claro de distância que temos para as perdas de BCHBER. Fig.3

Assim como no DVB-S a margem "amarela" de segurança do BER era ampla, no caso do DVB-S2 não é o caso, nunca deveremos abandonar uma instalação que não tenha um LINK MARGIN a "verde"

As duas anteriores medidas são um exemplo claro de que para a medida de um sinal DVB-S2 e a segurança sobre a mesma não são suficientes as típicas análises de MER, BCBER e CBER, em ambas estes últimos parâmetros são muitíssimo equivalentes. Só com a medida dos valores de LINK MARGIN é que o instalador conseguirá salvaguardar a melhor potimização de uma instalação.
 

Freq. CBER MER BCHBER LINK MARGIN
1492 MHz 2x10-4 9,9 dB 1x10 -8 1,8 dB
1922 MHz 3x10-4 9,9 dB 1x10-8 3,1 dB

 

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