BLOG: Mr. Orbita: Zmiana FEC, a odbiorniki cyfrowe

Czym jest FEC?

FEC (Forward Error Correction) to system korekcji błędów w strumieniu danych. Jego wartość jest wyrażana w formie liczbowej. Stosowanie FEC pozwala na uniknięcie konieczności ponownego przesyłu danych, jeśli dojdzie do ich uszkodzenia. Analizowane są już przesłane dane i na ich podstawie określana jest przypuszczalna wartość "braku". W każdym pakiecie danych pojawiają się w tym celu dodatkowe informacje i wartość FEC informuje nas jak dużo dodatkowych danych jest przesyłanych.

Przykładowo FEC 3/4 oznacza, że na 4 bity 3 niosą informacje, a 1 jest "naddatkiem" przeznaczonym na potrzeby ewentualnej korekcji. Analogicznie 5/6 = na 6 bitów 5 niesie informacje, a 1 - korekcja.

Idąc dalej nie trudno zauważyć, że przy 3/4 w strumieniu znajduje się więcej danych korekcyjnych, niż w przypadku 5/6, bo po przesłaniu 12 bitów mamy:
- przy 3/4 - 3 bity mające za zadanie pomóc w korekcji błędów
- przy 5/6 - 2 bity korygujące

Gdy prędkość transmisji danych (przy SR wynoszącym 27500 dla DVB-S/QPSK, gdzie symbol = 2 bity) może wynieść 55 Mbit/s (brutto - licząc z FEC!), to nie trudno sobie wyobrazić, że na każdą sekundę ilość danych korygujących jest dość duża (FEC 3/4 = 13,75 Mbit/s, FEC 5/6 = nieco ponad 9 Mbit/s - tu mała uwaga - dla kanałów zostaje jeszcze mniej, bo dodatkowo oprócz obecności danych korekcyjnych ok. 3 Mbit/s "pożera" samo stosowanie kodowania korekcyjnego Reeda-Solomona), ale oczywiście są granice możliwości skorygowania strumienia. Wyznacza je dla przekazu satelitarnego stosunek sygnału do szumu (SNR - Signal to Noise Ratio). Upraszczając - strumień da się korygować tak długo, jak długo wartość SNR nie przekroczy punktu granicznego, który jest niższy dla wyższego FEC (tj. o większej ilości danych korygujących). Po tym korekcja kompletnie nie jest możliwa i nie odbieramy nic.

Oznacza to w efekcie końcowym, że dla FEC 5/6 jakość dostarczonego sygnału musi być lepsza, niż przy 3/4, bo są mniejsze szanse na jego skorygowanie w razie błędów (jako że jest mniej danych ku temu emitowanych). Jednocześnie ma się to odwrotnie w stosunku do wartości netto przepływności strumienia - FEC z mniejszą ilością danych korygujących oznacza, że jest więcej miejsca na same dane - kanały TV/stacje radiowe (z przykładu różnica wynosi niecałe 4 Mbit/s na korzyść FEC 5/6, FEC 7/8 daje kolejne ok. 3 Mbit/s zysku kosztem korekcji; co ważne nie rozpatrujemy tu DVB-S2, gdzie sytuacja komplikuje się za sprawą wykorzystania nowych technik, jak LDCP, BCH i nowych modulacji).

Podsumowanie:
 - zmiana FEC może oznaczać, że w pewnych skrajnych przypadkach może konieczne okazać się skorygowanie ustawienia czaszy, aby zapewnić lepszy sygnał - może się zdarzyć, że transmisja z tej samej częstotliwości, którą odbierano z FEC 3/4 zaczyna sprawiać problemy z FEC 5/6 (wg. norm ETSI różnica granicy odbioru między FEC 3/4, a 5/6 dla DVB-S wynosi ok 1 dB)
- zmiana FEC zaowocuje zyskaniem pewnej dodatkowej pojemności dla platform cyfrowych, którą mogą rozdysponować albo poprawiając jakość już nadawanych serwisów, albo dodając nowe (1-2).

Czy da się stwierdzić już teraz jak odbiornik zareaguje na zmianę FEC?

Tak i jest to relatywnie proste, o ile zna się podstawy obsługi posiadanego odbiornika cyfrowego. Możliwych jest pięć przypadków:

1) Posiadamy dekoder dedykowany od operatora

W takim przypadku to operator odpowiada za aktualizację listy kanałów, więc w dniu zmiany po prostu wyśle na satelitę nowy układ, dekoder sam pobierze go w trybie czuwania lub zaraz po uruchomieniu (stosownie o to monitując) i użytkownik nie musi robić praktycznie nic.

2) Brak konfiguracji FEC

Jeśli po wejściu do wyszukiwania ręcznego lub edycji transponderów w pamięci odbiornika cyfrowego (w menu) nie mamy nic, co nazywałoby się FEC, to oznacza, że producent zafundował nam wbudowaną funkcję Auto FEC, która jest domyślnie aktywna i z naszej strony nie musimy robić nic, a całej zmiany nawet nie zauważymy.

3) Jest FEC, ale jego zmiany dla DVB-S nie wpływają na odbiór

Jeśli po wejściu do wyszukiwania ręcznego lub edycji transponderów jest dostępna wartość FEC, to możemy dokonać pewnego eksperymentu. Idealnie, jeśli na ekranie widać stale paski siły i jakości sygnału. Wybieramy jedną z częstotliwości w DVB-S (może być ta, której FEC zostanie zmienione, ale nie koniecznie; w odbiorniku SD - którakolwiek) i patrzymy na wskazania pasków procentowych. Następnie zmieniamy FEC. Jeśli po zmianie nadal widzimy zarówno siłę, jak i jakość sygnału, to oznacza tyle, że producent przewidział w oprogramowaniu wybór FEC, ale w praktyce jest on tak przygotowany sprzętowo, że tą wartość ignoruje i zmiana z 25 sierpnia będzie dla użytkownika niezauważalna i także nie musimy robić nic (perfekcjoniści mogą sobie zmienić FEC dla samej satysfakcji posiadania poprawnego ustawienia - ja jako człowiek zwariowany na tym punkcie na pewno bym sobie to poprawił ;) ).

4) Jest FEC, jego zmiany dla DVB-S wpływają na odbiór, ale jest opcja Auto do wyboru

Analogicznie przeprowadzamy eksperyment jak w punkcie 3, ale okazuje się, że zmiany FEC na "błędne" powodują brak sygnału. Jednak po przejrzeniu wszystkich opcji mamy, oprócz 1/2, 2/3, 3/4 etc także "Auto" do wyboru i na nim jest sygnał. To oznacza, że zmiana FEC może nas dotknąć, ale możemy się przed nią zabezpieczyć. Jeśli mamy na sztywno wpisane przy częstotliwościach, których zmiana z 25 sierpnia ma dotyczyć - wartość 3/4 - to już teraz możemy przestawić ją na "Auto" (dodatkowo może być konieczne ręczne przeskanowanie tych częstotliwości po zmianie ustawienia, aby kanały "odświeżyły" się na liście). Wtedy nie powinniśmy odczuć skutków planowanych zmian. Jeśli jednak nie skorygujemy ustawień "zawczasu", to 25 sierpnia mamy pewność, że tuner przywita nas komunikatem "Brak sygnału".

5) Jest ustawienie FEC dla DVB-S, zmiany FEC wpływają na odbiór i nie ma opcji Auto do wyboru

Przypadek najbardziej pechowy. Oznacza to tyle, że nie możemy się zabezpieczyć z wyprzedzeniem i jednocześnie odbiornik sam sobie nie poradzi, czyli 25 sierpnia czeka nas obowiązkowa korekta ustawień

Jak wiele odbiorników może zostać dotkniętych problemem braku sygnału po zmianie FEC 25 sierpnia?

Moim prywatnym zdaniem - niewiele. Auto FEC dla DVB-S jest funkcją rozpowszechnioną od dość dawna i już starsze modele, jak choćby popularne Fergusony xx18 miały "Auto". W związku z tym przypuszczam, że jednak większość sprzętu funkcjonującego na rynku poradzi sobie bez ingerencji użytkowników i problem dotknie nielicznych odbiorców/abonentów. Nie można też porównywać obecnej zmiany FEC z poprzednimi dla kanałów HD (z 2/3 do 3/4 na transponderach DVB-S2 Cyfry+ i n), bo dla DVB-S2 Auto FEC jest faktycznie o wiele rzadziej spotykane i tu problemy na większej ilości sprzętu były nieuniknione. Dla DVB-S Auto FEC było wdrożone od dawna i większość producentów ją implementowało dla wygody klientów końcowych. Dlatego moim prywatnym zdaniem nie powinno być bardzo źle :)

Wykaz częstotliwości, dla których planowana jest zmiana FEC

Na koniec tylko w ramach przypomnienia wykaz częstotliwości, dla których ma zostać dokonana zmiana FEC:
- 10,719 GHz, pol. V (Cyfra+)
- 10,796 GHz, pol. V (Cyfra+)
- 11,488 GHz, pol. H (Cyfra+)
- 12,188 GHz, pol. V (Cyfrowy Polsat)
- 12,284 GHz, pol. H (Cyfrowy Polsat).

Dla wszystkich częstotliwości wartość SR (Symbol Rate) wynosi 27500 Msyb/s, a FEC obecnie to 3/4 (docelowo - 5/6).

Zapraszam do sprawdzania odbiorników i polecam wymianę doświadczeń w komentarzach - możecie określać swoje odbiorniki cyframi grup, które wyliczyłem wyżej. W ten sposób będzie łatwo dojść do tego, czy posiadacze danego modelu będą musieli coś zmieniać w ustawieniach, czy też mogą spać spokojnie. Mile widziana także merytoryczna dyskusja techniczna, ponieważ zdaję sobie sprawę z faktu spłycenia/uproszczenia kwestii FEC w opisie. Jeśli wydaje się Wam, że coś jest rozpisane nieprecyzyjnie - proszę o odzew, byle bez uszczypliwości ;)

• Mr. Orbita: Wrażenia po pierwszej transmisji na żywo w UHD w nc+
• Dlaczego nowe polskie kanały HD trafiają tylko do kablówek?
• Mr. Orbita: A 10 lat temu to było tak!
• Mr. Orbita: wrażenia po koncercie live w UHD
• Mr. Orbita: Tunery DVB-T a wytyczne MI