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Récepteur de mesure TV EFA

Plate-forme numérique multinorme pour l’analyse de signaux QAM

Fig. 1 Les nouveaux récepteurs de mesure sont les seuls au monde à pouvoir démoduler, analyser et surveiller des signaux en temps réel et également en parallèle : des solutions optimales, par exemple, pour les têtes de réseau.

Plate-forme numérique multinorme ultrasouple

Les nouveaux récepteurs de mesure TV numériques EFA couvrent aussi bien la norme DVB-C 2) (modèles 60 et 63) que la norme américaine de télévision numé-rique par câble UIT-T J.83/B (modèles 70 et 73). Les modèles 60 et 63 prennent la relève des versions éprouvées 20 et 23. La figure 2 montre une comparaison des

deux générations d’appareils, la figure 3 les normes de distribution par câble.

La nouvelle génération se caractérise par une grande souplesse : les démo-dulateurs TV analogiques existants peu-vent être équipés de modules de cette nouvelle plate-forme numérique multinorme pour constituer des appa-reils mixtes analogiques/numériques. De plus, toutes les normes de démodu-

Parallèlement à la télévision numé-

rique terrestre et à la norme satelli-

taire DVB-S déjà bien implantée, la

télévision numérique par câble est

pour beaucoup de téléspectateurs une

alternative de choix. Cette technologie

autorise la réalisation d’un canal de

retour1) au même niveau physique

(câble coaxial), permettant à l’usager

de renvoyer des informations à la

tête de réseau, par exemple pour

accès à l’Internet, vidéo à la demande,

etc. La barrière entre équipements

de communication de données et

réseaux de télévision n’a encore

jamais été aussi basse qu’aujourd’hui.

D’où le besoin croissant d’appareils

de mesure capables d’effectuer un

maximum de mesures en un minimum

de temps. Les nouveaux récepteurs de

mesure EFA sont au mieux préparés à

cette mission.

Actualités de Rohde&Schwarz No 172 (2001/ III)

RADIODIFFUSION Récepteurs de mesure

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lation numériques peuvent être mises en œuvre sur la base du même maté-riel 3). Enfin, l’option analyseur/décodeur MPEG2 (EFA-B4) permet de réaliser un outil de mesure complet couvrant toutes les fonctions, de l’analyse dans le domaine fréquenciel à la surveillance du protocole bande de base MPEG2.

Signaux traités en parallèle et en temps réel

Les nouveaux récepteurs de mesure EFA sont les premiers appareils de mesure au monde à démoduler, analyser et sur-veiller les signaux en temps réel et égale-ment en parallèle. Leur aptitude au mul-ticanal – même à canaux adjacents de haut niveau en mode « High Adjacent Channel » – ainsi que la mesure de spec-tre et la fonction historique en font des solutions de mesure uniques en leur genre pour les têtes de réseau (fig. 1). Leur grande précision, la reproductibilité des mesures et leur vitesse ouvrent en outre à ces modèles EFA le domaine d’application de la production de modu-lateurs QAM. Grâce à leur étage de réception de haute qualité et à leur grande dynamique dans la mesure du « Modulation Error Ratio » (MER) – qui peut être mesuré jusqu’à une valeur garantie supérieure à 42 dB –, les nou-veaux modèles EFA sont les démodula-teurs de référence en recherche et déve-loppement.

Etage de réception adapté à n’importe quelle mission

La conception modulaire de la plate-forme EFA comprend pour chaque mis-

1) Voir aussi Euro DOCSIS / DVB RCC ES 200 800 Standards

2) Digital Video Broadcast over Cable – EN 300 429.

3) Sauf démodulation DVB-T.

Fig. 2 Comparaison des principales caractéristiques des modèles EFA 20/23 et des nouveaux modèles 60/63 (en vert : existant, en jaune : moyennant restrictions, en orange : impossible).

Démodulation/analyse simultanées

Calcul du BER

Diagramme en constellation

Mesures de spectre

Calcul du canal de transmission

Réponse impulsionnelle

Facteur de crête

Eye Monitoring

Historique

Paramètres QAM

Générateur de bruit

EFA 20/23 EFA 60/63

✕ ✓

BER avant Reed Solomon,pas de calcul en arrière-plan BER avant/après Reed Solomon

✓ ✓y compris histogrammes pour I et Q

✕ ✓y compris mesure de réjection hors bande

Amplitude et phaseRéponse en fréquence

Amplitude, phase et diagramme polaireRéponse en fréquence

Réponse impulsionnelle du canal Réponse impulsionnelle du canal Valeurs numériques / zoom / en µs jusque km

✕ ✓ Distribution d'amplitude, CCDF

✕ ✓

✕ ✓

✓ ✓

✓ ✓

✓

Fig. 3 Comparaison des différentes normes de télédistribution par câble. Les formules ne s’appliquent qu’à la norme J.83/B.

Constellation QAM, longueur des symboles

6 bits par symbole, 3 pour I et 3 pour Q

Espacement des canaux 6 MHz

Filtre de roll-off racine de cosinus 0,18

Débit de symboles 5.056941 Msymb/s

Débit du multiplex de transport

26,970352 Mbit/s

Codage de canal FEC codage concaténé RS (128, 122)

64QAM

8 bits par symboles, 4 pour I et 4 pour Q

6 MHz

racine de cosinus0,12

5.360537 Msymb/s

38,810701 Mbit/s

codage concaténé RS (128, 122)

256QAM

2à 4 bits pour I et Q

8 MHz (J.83/A)6 MHz (J.83/C)

0,15 (J.83/A)0,13 (J.83/C)

réglable(jusqu'à 7 Msymb/s)

réglable(jusqu'à 56 Msymb/s)

RS (204, 188)

16, 32, 64, 128,256 QAM

J.83/B DVB-CJ.83/A/C

Mode

Débit du TS (256QAM) = 5,360537 Msymb/s

128

122

60 · 128 · 7 bit + 42 bit

60 · 128 · 7 bit

15

14Débit du TS (64QAM) = 5,056941 Msymb/s = 26,970352 Mbit/s··

128

122

88 · 128 · 7 bit + 40 bit

88 · 128 · 7 bit

20

19= 38,810701 Mbit/s··

·6 bitSymb

·8 bitSymb

Calcul du débit du TS (J.83/B) :

·

·

Actualités de Rohde&Schwarz No 172 (2001/ III)

sion un étage de réception parfaitement adapté. Trois versions sont disponibles :◆ L’étage de réception standard est

l’étage optimal pour les mesures sur le site, c’est-à-dire là où une bonne sélectivité est nécessaire.

◆ L’étage de réception non sélectif de haut de gamme se compose d’un convertisseur-abaisseur RF à large bande, obligatoire pour la réalisation de mesures de haute qualité en sortie directe d’émetteurs ou de modula-teurs et là où aucun autre signal ne peut perturber la démodulation.

◆ L’étage de réception sélectif de haut de gamme se compose de l’étage de réception non sélectif de haut de gamme et d’un présélecteur RF et permet de réaliser des mesures très précises, même lorsqu’il faut une grande sensibilité.

Grandes réserves pour 256QAM

Les réseaux modernes de télédistribution par câble utilisent de nombreux canaux pour la transmission d’informations, cer-tains en offrant plus d’une centaine (TV analogique, 64QAM, 256QAM ainsi que radiodiffusion sonore). Pour assurer des mesures toujours parfaites sur ces canaux, le récepteur de mesure doit pré-senter de grandes réserves de perfor-mances en termes d’intermodulation et de bruit propre. Il faut qu’en outre la partie numérique du récepteur mette en forme les signaux suivant des fonc-tions de filtrage spécifiées avec précision (filtre à « roll-off »).

Les nouveaux récepteurs de mesure QAM EFA répondent au mieux à ces exigences et présentent, notamment en modulation numérique d’ordre élevé (p.ex. 256QAM), des caractéristiques à la limite de ce qui est aujourd’hui techni-quement réalisable dans des analyseurs temps réel (fig. 4).

Fig. 5 Visualisation de l’his-torique dans le cas de la défaillance d’un amplificateur de canal. On voit nettement la perte de niveau, se tradui-sant par une dégra-dation de l’erreur de modulation (MER) et, par le fait même, de l’erreur de transmis-sion (représentée en bas de l’écran par D.ERR).

Fig. 4 Diagramme en cons-tellation en 256QAM : l’appareil présente, même dans ce mode de fonctionnement diffi-cile, de grandes réserves ; 10.000 mesures sont ici visualisées.

Fig. 6 La fonction intégrée d’analyse de spectre permet de mesurer de manière entièrement automa-tique la réjection hors bande du signal QAM, tel que défini dans les prescrip-tions ETR 290.

36Actualités de Rohde&Schwarz No 172 (2001/ III)

RADIODIFFUSION Récepteurs de mesure

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Résumé des caractéristiques – Récepteur de mesure EFA – Modèles 60 / 63 / 70 / 73

Normes de transmission DVB-C, UIT-T J.83/A/C analogue à EN 300 429 (modèles 60/63) ; UIT-T J.83/B (modèles 70/73)

Gamme de fréquence 48 MHz ... 862 MHz (modèles 60/70) ; 45 MHz ... 1000 MHz (modèles 63/73) ; 5 MHz ... 1000 MHz (modèles 63/73 avec option EFA-B3)Gamme de niveau d’entrée –74 dBm ... +20 dBm (modèles 60/70) ;(64QAM) –50 dBm ... +20 dBm (modèles 63/73) : –74 dBm ... +20 dBm (modèles 63/73 avec option EFA-B3)Bandes passantes (filtre SAW) 2 / 6 / 7 / 8 MHzModulation 4, 16, 32, 64, 128 et 256QAMEvaluations du BER en amont et en aval du décodeur Reed-SolomonFonctions de mesure niveau, décalage de fréquence, décalage du débit de symboles,

débit binaire du multiplex de transport MPEG2, BER (« Bit Error Ratio ») en amont et en aval du décodeur Reed-Solomon, atté-nuation de la porteuse, erreur de quadrature, déséquilibre d’amplitude, gigue de phase, EVM (« Error Vector Magnitude »), MER (« Modulation Error Ratio »), SNR (« Signal/Noise Ratio »), réjection hors bande (selon ETR 290), facteur de crête

Graphiques diagramme en constellation, histogramme I ou Q, spectre, réponse amplitude/fréquence, réponse phase/fréquence, réponse temps de propagation de groupe/fréquence, diagramme polaire, « echo pattern » (réponse impulsionnelle du canal), distri-bution d’amplitude (RF), CCDF (RF), « eye monitoring », « history »

Signaux de sortie multiplex de transport MPEG, ASI (BNC), SPI (LVDS)Options décodeur de mesure MPEG2 (EFA-B4), présélecteur RF (EFA-B3)

Traitement simultané des principaux paramètres clés

Les principaux paramètres d’un signal modulé en numérique, tels que niveau, erreur de modulation MER, erreur vecto-rielle EVM, taux d’erreurs binaires BER, synchronisation et erreur de transmis-sion, sont mesurés et enregistrés simul-tanément par le récepteur. Ils sont sur-veillés en permanence en arrière-plan, indépendamment de la mesure ponc-tuelle en cours, et peuvent être visua-lisés sur demande, graphiquement en fonction du temps ou numériquement, à l’aide de la fonction historique (fig. 5).

Parallèlement à la fonction historique, tous les paramètres cités sont aussi com-parés à des limites programmables. En cas de dépassement des limites, un enre-gistrement horodaté est consigné dans le registre d’alarmes. Un tableau récapi-tulatif des alarmes permet de tirer de pré-cieux enseignements sur la disponibilité du signal diffusé.

Convivialité habituelle

La structure des commandes des nou-veaux récepteurs de mesure QAM est simple et logique. Outre les mesures de base – niveau, taux d’erreurs binaires, offsets, synchronisation, etc. –, le menu de mesure est subdivisé en quatre grou-pes :◆ « Constellation Diagram » Visualisa-

tion du diagramme en constellation ainsi que des fonctions de distribution (histogrammes I et Q)

◆ « Frequency Domain » Toutes les mesures dans le domaine fréquenciel, telles que visualisation du spectre (fig. 6), amplitude, phase et temps de propagation de groupe au sein du canal de transmission

◆ « Time Domain » Toutes les mesu-res dans le domaine temporel, telles que « echo pattern » (réponse impul-sionnelle du canal), distribution d’am-

BIBLIOGRAPHIE◆ Récepteur de mesure TV EFA – L’appareil

de mesure de précision analysant éga-lement des signaux QAM quelconques. Actualités de Rohde & Schwarz (1999), N° 164, p. 22–23.

◆ Récepteur de mesure ATSC EFA – Toutes les mesures pour la norme TV numérique nord-américaine. Actualités de Rohde & Schwarz (2000), N° 167, p. 11–13.

◆ Détermination de la CCDF – Comparaison de deux méthodes (dans ce numéro, p. 52–53).

Autres informations et fiches techniques : www.rohde-schwarz.com

(mot-clé EFA)

plitude et CCDF, « eye monitoring » en fonction du temps ainsi que sur-veillance graphique et numérique de paramètres clés (niveau, erreur de modulation MER, erreur vectorielle EVM, taux d’erreurs BER, synchronisa-tion et erreur de transmission) dans la fonction historique avec monitorage à long terme (analyse de tendance, jusqu’à 1000 jours)

◆ « QAM Parameters » Affichage numérique des résultats du dépouille-ment mathématique et statistique des constellations I/Q : erreur de modula-tion MER, erreur vectorielle EVM, rap-port signal/bruit SNR, gigue de phase, déséquilibre d’amplitude I/Q, erreur de quadrature I/Q et atténuation de la porteuse.

Tous les menus de mesure permettent de connecter le générateur de bruit inté-gré. Il est ainsi possible de tirer aisément des conclusions sur le comportement du système de transmission en injectant un bruit blanc additionnel.

Yann Auffret ; Christoph Balz

Différentes fiches techniques concernant la famille EFA sont téléchargeables.

◆ Standard test receiver◆ High-end test receiver◆ High-end demodulator◆ Multistandard digital and analog

platform for terrestrial and CATV applications

◆ Application areas: production, monitoring, coverage, service, research and development

◆ Comprehensive measurement and monitoring functions

◆ Modular design — easy retrofitting of options

◆ MPEG2 analyzer/decoder option◆ IEC/IEEE-bus and RS232 interface◆ Simple, user-friendly operation

DVB-C Test Receiver EFA, Models 60/63B/G Analog TV Test Receiver EFA, Models 12/33D/K or I Analog TV Test Receiver EFA, Models 78/89Comprehensive analysis/demodulation/monitoring of digital and analog TV signals

ATSC/8VSB Test Receiver EFA, Models 50/53ITU-T J.83/B Test Receiver EFA, Models 70/73

M/N Analog TV Test Receiver EFA, Models 90/93

Comprehensive analysis/demodulation/monitoring of digital and analog TV signals

◆ Standard test receiver◆ High-end test receiver◆ High-end demodulator◆ Multistandard digital and analog

platform for terrestrial and CATV applications

◆ Application areas: production, monitoring, coverage, service, research and development

◆ Comprehensive measurement and monitoring functions

◆ Modular design — easy retrofitting of options

◆ SDTV MPEG2 analyzer/decoder option◆ IEC/IEEE-bus and RS-232-C interface◆ Simple, user-friendly operation

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