Giriş: DVB Systems'de Yüksek Hızlı Tasarım Imperative of High-Speed Design in DVB Systems
Dijital Video Yayınlama (DVB) standartları, modern televizyon ve multimedya teslimatının arka kemiğini uydu, kablo ve karasal ağlara doğru değiştirir.In erken HTC-S ve DVB-C standartları gelişmiş DVB-S2X ve DVB-T2 özellikleri, her iteration, her bir iteration, daha uzun bir süre boyunca bilgisayar destekli tasarım ve uygulama ilkeleri tanımlamak için temel bir gerekliliktir.
DVB System Architectures'ları Anlamak
DVB sistemleri farklı teslimat medya için optimize edilmiş bir standarttır.Ana mimarisi bir kaynak kodlama katmanından oluşur (MPEG-2, H.264, HEVC) çok sayıda ses, video ve verilere sahip olan bir ulaşım akışı (MPEG-TS) takip eder.
DVB-S2 ve DVB-S2X: Uydu Standartları
2005 yılında tanıtıldı, LDPC (Density Parity-Check) kodları BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) dış kodlar, yakın siparişlere ulaşmak (64SKAPSK, 16APSK ve 32SK) ve daha düşük çözünürlükte iki tane daha yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte hıza kadar hıza kadar hıza sahip olmak için yüksek çözünürlükte.
DVB-T2: Terrestrial Yayınlama
DVB-T2, farklı sağlamlık düzeyleri ile birden fazla hizmeti destekleyen en gelişmiş karasal standarttır.Çok fazla sempatiye müdahale, co-kanıt müdahale ve frekans seçici fading tasarımcılar, uygun modülasyon (QPSK) ve kod oranları ile çeşitli hizmetleri destekleyen esnek fiziksel bir tabaka boru hattına karşı hesaplamaları gerekir.
DVB-C2: Kablo Sistemleri
DVB-C2, kablo sistemlerinden tek tabanlı iletiye kadar kablo sistemleri hareket eder ve dağıtım ağındaki yanlış eşleştirmelere yol açar. 4096-QAM'a kadar destekler ve LDPC kodlarını kullanır. Yüksek hızlı tasarım, yükseltici doğrusallık, grup gecikmesi ve yansımaları ile ilgilidir.
Yüksek Hızlı DVB Design'te Anahtar Zorluklar
Yüksek hızlı, güvenilir bir USB sinyalleri, ilgili mühendislik zorluklarından oluşan bir setin üstesinden gelmek gerektirir. Her bir bozukluk frekansı ve veri oranı ile ölçeklenir, her seviyede titiz tasarım talep eder.
Signal Integrity ve Jitter
Pırk-per-saniye veri oranları, hatta küçük engeller PCB izlerinin üzerindeki sonsuzluklar, göz diyagramını bozan yansımalara neden olur. Jitter - hem de rastgele ve deterministic-must sıkı bir şekilde kontrol edilir.Deterministic jitter, güç kaynağı gürültü ve veriye bağlı etkilerden ortaya çıkar. Yüksek hızlı SerDes arabirimleri genellikle USB modülasyonları ve de yanlış sonuçlar için 50 farklı efekt.
Güç tüketimi ve ısı Yönetimi
Yüksek hızlı dijital mantık ve RF güç yükselteçleri önemli bir güç tüketiyor. Uydu transponderlerinde her bir watt değerli, yüksek hızlı tasarımların verimlilike karşı performans dengelenmesi gerekiyor. Terrestrial ve kablo kafa uçları aynı zamanda 64SK'li yüksek lineerlerde çalışırken, dinamik gerilim ölçeklendirme ve gelişmiş paketleme (örneğin, yüksek performanslı BGA'nın ısıtıcıları ile açığa çıkar) yaygın olarak RF güçlendiricileri ile RF-S2X ile birlikte 64SK yüksek doğrusallık gerektirir.
Band genişliği Limitleri ve Spetral Verimliliği
Kanal bant genişliği sonlu bir kaynaktır. DVB sistemleri düzenleyici tahsislere sığmalıdır - sefilli 8 MHz for line, 36-72 MHz for uydu transponders. Yüksek hızlı tasarım, spektral verimliliğinin sınırlarını optimize eder. Örneğin, DVB-S2X, bir hedef hata oranını korumak için 10 ([değiştirme: 0) [Dönersizce 10 °D) sağlar.
Uyumluluk ve Interoperability
Yeni hızlı tasarımlar, farklı sağlamlığı ile birlikte olmalıdır. Kablo kafa uçları hem de DVB-C2 sinyalleri ile tekrar modüle ve demodülatör tasarımına geri dönmek için kısıtlamalara ihtiyaç duyar. Terrestrial systems must support multiple PLPs with differenting robustness. Cable headends must handle both DVB-C and DVB-C2 sinyalleri.This back uyumluluğu, often require restrictlator and demodulator design, often requireing reurable Hardware and careful protokol handle.
Latency Constraints
DVB öncelikle bir yayın ortamı, etkileşimli hizmetler (örneğin, kanal zapping, geri dönüş kanalları talep edilen içerik için) düşük gecikme talep ediyor. Yüksek hızlı tasarım, FEC'den işlem gecikmeleri, Interleaver derinlikleri ve protokol yükü gibi bir süre boyunca, DVB-T2, birkaç yüz milisaniyeyi gecikmeye olanak sağlar; eğer bu gecikme çok büyükyse, kullanıcı deneyimini etkiler.
Yüksek Hızlı DVB için Core Technologies for High-Speed
Modern DVB sistemleri gelişmiş dijital sinyal işleme ve RF teknikleri bir setten faydalanıyor. Aşağıdaki teknolojiler yüksek hızlı ileti elde etmek için temeldir.
Orthogonal Frekans Bölünmesi Birden Çok Duyucu (OFDM)
USB-T2, DVB-C2 ve DVB-NGH (Next GenerationComp) Çok düşük seviyeli bir veri akışına bölmek, yüksek çözünürlükte, daha büyük FFT boyutları hem de alıcı yerel osilatörlerde gürültü performansı gerektirir.
LDPC ve BCH Hatası Düzeltme
Düşük Boyut Parity-Check (LDPC) kodları, BCH dış kodları ile birlikte yapılan hata düzeltme taşı, örneğin, DVB-T2 ve DVB-C2. LDPC, yüksek kod oranlarındaki performans genellikle yüksek kod oranlarında 0,8 oranında artış gösterir. Yüksek hızlı decoders paralel veya katlanmış mimariler 1 Gbps'nin üzerindeki etkisini uygular. Örneğin, bir 911-S2 LDPC decoder desteği 64,800-bit kod kelimelerini destekler.
Yüksek Hızlı Seriizerler /Deserializers (SerDes)
SerDes arabirimleri, SCULLY (CDR) ve daha yüksek çözünürlükte, JESD204B / CDR gibi basitleştirilmiş standartların, USB bağlantılarının yüksek hızlı bir şekilde kullanılması, per-lane veri oranlarının 12.5C ile taşınması için desteklenmesi ve daha yüksek çözünürlükte 10+ kat daha yüksek çözünürlükte kontrol edilmesi gerekir.
Gelişmiş Modulation Schemes
QPSK ve 16QAM'ın ötesine geçmek, DVB-S2X, 64APSK'yı (kayıtlama12+48 ring takımyıldızları ile) ve 256APSK'yi 5 bit / s / 911'in ötesindeki verimliliği kontrol etmek için, yüksek SNR ile kablo ortamları için 4096-QAM'ı destekler, daha yüksek sipariş modulu modülasyon mükemmel bir aşama gürültüyü, lineerliği ve SNR'yi geri yüklemeli.
MIMO ve Multi Anten Teknikleri
Hücrede daha az yaygın olmasına rağmen, DVB MIMO (Multiple Access multiple Çıkış) hem karasal hem de uydu. DVB-NGH, MIMO'yu mobil ve açık resepsiyon için tanıttı, iki aktarma anteni kullanarak (örneğin, çapraz-polarized) iki kapasiteye sahiptir. MIMO-DVB için yüksek hızlı bir tasarım alıcılar ve sofistike müdahale iptali gerektirir. Uydu çift-polarizasyon MIMO, DVB-S2X uzantıları ile birlikte çalışma altında.
Mühendisler için Pratik Tasarım
Teoriden üretime geçmek, belirli donanım ve sistem düzeyindeki sorunları ele almak gerektirir. Aşağıdaki hususlar başarılı yüksek hızlı bir USB tasarımı için kritiktir.
PCB Layout ve Impedance Control
Yüksek hızlı dijital ve RF devreleri, bir kaç resim içinde tek bir PCB paylaşmalı.Her sinyal katmanının altında özel bir zemin uçağı kullanın.Disbellek çiftleri için (örneğin, SerDes şeritleri), RF çıkışları için kontrol engelleyicisi (örneğin, bir USB-S2150 MHz L-bandı) kullanarak yüksek hızda sıkıştırılmış güçlendiricileri kullanın.
Saat Dağıtımı ve Faz Gürültü
Tüm DVB modülatörler ve demodulatörler temiz saatlere güveniyor. LO'deki faz gürültülerini doğrudan düşük jitter (100 fs rms) ve saatlerini diferansiyel çiftlerle paylaşmak için zaman ayırıyor.
Filtreleme ve Spetral Maske Uyum
Örneğin, DVB-S2, tespit edilen bir bant genişliğinin altında 20 dB'den daha az emisyon gerektirir. Yüksek hızlı tasarımlar keskin analog veya dijital filtreler dahil etmelidir.In DVB-C2, sinyalizasyon kanal müdahalesinden kaçınmak için filtrelenmelidir.
Yüksek Boyut Sistemleri için Termal Yönetim
Modern DVB kafa uçları, düzinelerce modülatör veya demodulatör kanallarını tek bir şapele paketler.Her kanal 5–15 W. Uygun termal tasarım olmadan, kavim sıcaklıklarını azaltmak, güvenilirlikleri azaltmak ve ısıtmak için ısıtmak için ısıtmak.
Test ve Doğrulama
Yüksek hızlı bir şekilde bir USB tasarımı uzman test ekipman gerektirir: vektör sinyal jeneratörleri, spektrum analizörleri, vektör ağ analizörleri (VNA), ve gerçek zamanlı oscilloskoplar, %8PSK ve 64AP için en yüksek fiyat test cihazları (BERT) için FEC-coded performansını ölçmek için.In DVB-S2X, tipik testler EVM (Error Vector Magnitude) ve 64SK için% 2'nin altında% 3'ü içerir.
Yüksek Hızlı DVB'teki Future Trends
DVB'nin evrimi IP ağlarıyla birlikte hareket ederek, 5G'nin yuvarlanması ve tüketici beklentileri immersive deneyimler için sürüyor.
5G Networks ile entegrasyon
DVB ve 5G karşılıklı olarak özel değildir; tamamlayıcıdır. Yayıncılar 5G yayınını nasıl teslim edeceğini araştırıyorlar (FeMBMS). Bu, 5G temel ağlarla arayüze, yüksek hızlı IP encapsülasyon ve gerçek zamanlı adaptasyona ihtiyaç duyar. Örneğin, DVB-I (over IP) düşük maliyetli ve çok yönlü akışlar talep ediyor.
Yazılım-Defined Radio and Cloud-Based Processing
Geleneksel DVB dişli, ASIC'leri özel olarak kullanır. Hızlandırılmış olarak, yüksek hızlı tasarımları FPGA'larda ve GPU'larda uygulanır, yazılım güncelleştirmelerinin yeni standartları desteklemesine olanak sağlar. Bulut tabanlı transkript ve çokluxing izin yayıncılar dinamik olarak ölçeklendirmeye izin verir. Yüksek hızlı SerDes, PCIe Gen4/Gen5) kritik hale gelir.
AI-Driven Signal Optimizasyonu
Makine öğrenme modelleri, LDPC'yi optimize edebilir ve ACM için kanal koşullarını tahmin edebilir ve bir sonraki nesildeki IPv6'da yapılan aborksiyon motorlarını telafi edebilirken, FPGA veya ASIC'de uygulanan AI inference motorları yüksek kodlu USB sistemleri için uygulanabilir hale getirebilir.
Yüksek Veri Oranları: DVB-S2X ve DVB-T2
DVB-S3 (SES’in "DVB-S3" ihracı, çok fazla kutuplulaştırma, daha geniş bant genişliği (500 MHz'e kadar), ve gelişmiş kodlama. Terrestrial sistemleri 32K'nın ötesine alt katlanabilir, daha karmaşık bir OFDM ve daha yüksek hız ADCs (above 2.5 GSPS) Bu ilerlemeler PCB tasarımı ve bileşen seçiminin sınırlarını zorlayacaktır.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
DVB sistemleri için yüksek hızlı tasarım, yayın geleneği ve daha fazla veri için sürekli talep arasındaki boşluğu köprüler, daha yüksek kaliteli ve daha düşük gecikmeli mimariler için.Bu konuların temel alınarak, bir sonraki CPU sistemleri oluşturmak için iyi donanımlı mühendisler, dijital yayın ağları, dünya çapındaki izleyicilere yönelik zorlayıcı içerikler sunmaya devam ediyor.
Daha fazla okuma için, resmi olarak )DVB Standartları[DVT:1) Son özellikler için sayfayı yayınlarken, yüksek hızlı tasarım zorlukları ve çözümleri üzerinde düzenli olarak yayınlar.