– FEC określa sposób przesyłania różnego rodzaju sygnałów cyfrowych, w tym sygnałów telewizji satelitarnej i naziemnej. Parametr FEC jest podawany w postaci ułamka, np. 3/4, można go nazwać sprawnością kodowania. Pozornie może wydawać się, że czym większa sprawność kodowania tym lepiej i należy dążyć do sprawności kodowania 100% czyli 10/10. Z punktu widzenia pojemności rzeczywiście tak jest – czym wyższy FEC tym więcej programów mieści się w jednym transponderze. Sama pojemność to nie wszystko, bardzo ważna jest też jakość transmisji, czyli uzyskanie obrazu i dźwięku bez zakłóceń, deformacji i przerw. W tym celu opracowano kodowanie nadmiarowe, polegające na dodaniu do sygnału dodatkowych elementów, umożliwiających wykrywanie i poprawianie uszkodzeń sygnału cyfrowego, jeśli takie się pojawią.
Sygnały odbierane z satelitów mają bardzo małą moc, zaledwie kilka razy większą od szumów i zakłóceń. Szumy i zakłócenia pochodzą od tła kosmicznego, od sąsiednich satelitów oraz od czynników naziemnych – zarówno naturalnych, jak powodowanych działalnością człowieka. Sztuka polega na tym, aby prawidłowo odbierać sygnały nieznacznie przekraczające tło szumowe. Antena satelitarna razem z konwerterem nie odbiera samego sygnału, lecz zawsze sumę produktów: sygnał pożądany + szumy + zakłócenia. Sytuacja pozornie wygląda beznadziejnie – sygnał pożądany jest w sposób trwały skażony szumami i zakłóceniami. Można to zmienić, jeśli w sposób świadomy wstawi się dodatkowe elementy nadmiarowe do sygnału, a odbiornik będzie precyzyjnie wiedział, według jakiego wzoru dodano te elementy. Te dodatkowe elementy trzeba wprowadzić przed wysłaniem sygnału; w praktyce odbywa się to w naziemnej stacji nadawczej, dosyłającej sygnały do satelity.
Liczbowo ujmuje to parametr FEC, który jest skrótem od angielskiej nazwy forward error correction, co można przetłumaczyć jako wyprzedzająca korekcja błędów. FEC podaje się w postaci ułamka, w którym pierwsza liczba informuje o tym, ile występuje bitów informacyjnych w podstawowej porcji bitów. Dla przykładu FEC=3/4 oznacza, że w sygnale występują 3 bity informacyjne na każde 4 bity. Pozostały jeden bit jest w tym przypadku nadmiarowy – służy do ewentualnej korekcji 3 bitów informacyjnych, gdyby uległy one przekłamaniom.
Można tworzyć nieograniczoną liczbę wariantów parametru FEC, w praktyce w normach międzynarodowych występuje:
* 5 wartości dla systemu satelitarnego pierwszej generacji DVB-S (stosowana jest tylko modulacja QPSK),
* 11 wartości dla systemu satelitarnego drugiej generacji DVB-S2 z modulacją QPSK (4 wartościową),
* 6 wartości dla systemu satelitarnego drugiej generacji DVB-S2 z modulacją 8PSK (8 wartościową).
Oficjalnie dopuszczone do stosowania wartości parametru FEC zamieściłem w tablicy.
Planowana na 25 sierpnia zmiana ma dotyczyć 5 transponderów o częstotliwościach 10,718 GHz, 10,796 GHz, 11,488 GHz, 12,188 GHz, 12,284 GHz. Wszystkie wymienione transpondery przesyłają programy o standardowej rozdzielczości SDTV, wykorzystują system pierwszej generacji DVB-S z modulacją QPSK. FEC z 3/4 ma zostać zmieniony na 5/6. Różne możliwe zmiany oraz ich skutki przedstawiłem w tablicy, przy założeniu, że jeden program TV o rozdzielczości standardowej zajmuje 3,5 Mbit/s.
Przyrost pojemności transpondera można wykorzystać na różne sposoby, nie tylko zwiększając liczbę programów TV, lecz także wstawiając dźwięk wielokanałowy, umieszczając następne programy radiowe itp.
Zmiana FEC na 5/6 to nie wszystko, w zapasie pozostaje jeszcze jedna możliwość – przejście na FEC=7/8. Na tym kończą się możliwości systemu pierwszej generacji DVB-S, w którym jest aktualnie nadawanych większość programów wchodzących w skład krajowych platform satelitarnych. Do odbioru tych programów wystarcza zwykły, tani dekoder satelitarny pierwszej generacji. Kilka milionów takich dekoderów jest w tej chwili używanych przez polskich abonentów.
Dalsze efekty można uzyskać, przechodząc na system drugiej generacji DVB-S2, który umożliwia zastosowanie bardziej wydajnej modulacji 8PSK (w przybliżeniu dwa razy bardziej wydajnej od QPSK) oraz udostępnia szerszą paletę wartości FEC (zbiór wartości podałem w pierwszej tablicy). Korzystanie z systemu DVB-S2 jest w tej chwili ograniczone, gdyż wymaga wyposażenia abonentów w droższe dekodery. W systemie DVB-S2 są nadawane niemal wszystkie programy wysokiej rozdzielczości HDTV.
Każdego nadawcę kusi, aby podnosić liczbę FEC, bo w ten sposób może zwiększyć liczbę programów, przesyłanych w każdym transponderze. Wadą takiego pomysłu jest to, że ze wzrostem FEC maleje efekt ochronny, uzyskiwany prze kodowanie nadmiarowe. W praktyce oznacza to konieczność zapewnienia lepszego stosunku sygnału do szumu w satelitarnym zestawie odbiorczym, czyli stosowania lepszych lub większych anten satelitarnych a także konwerterów o mniejszych szumach termicznych i fazowych oraz bardziej precyzyjnego instalowania anten satelitarnych.
Zwiększając FEC po stronie nadawczej podnosi się wymagania na sprzęt odbiorczy dla telewizji satelitarnej. Zauważą to osoby, które mają mniejsze lub gorsze anteny lub konwertery o słabszych parametrach. Objawy będą polegać na częstszym zamrażaniu obrazu lub nawet utracie wizji i fonii, zwłaszcza w czasie opadów deszczu. Obecnie staje się to istotne ze względu na bardziej dynamiczny klimat w naszym kraju, z często występującymi ulewami. Także intensywne opady śniegu są szkodliwe, kiedy następuje oblepienie talerza anteny i konwertera skorupą śniegu i lodu.
Jeżeli przyczyną gorszego odbioru jest tylko niedokładne ustawienie anteny satelitarnej, to możliwa jest bardziej precyzyjna jej regulacja. Jeżeli powodem jest niedostateczna jakość anteny lub konwertera, wtedy konieczna stanie się ich wymiana na inne, o lepszych parametrach.
W każdym razie podwyższenie parametru FEC z 3/4 na 5/6 jest operacją ryzykowną. O jej skutkach przekonamy się już po 25 sierpnia. Dokonałem pomiaru jakości odbioru sygnału satelitarnego przed 25 sierpnia, zrobię to ponownie na początku września i będę mógł porównać wyniki.
Zapowiadana operacja podwyższenia FEC budzi wątpliwości z tego powodu, że dotyczy transponderów umieszczonych na satelitach Hot Bird 13E. Na tej pozycji orbitalnej występuje duże zagęszczenie transponderów a ponadto, na bliskich sąsiednich pozycjach 16E oraz 10E pracują inne satelity, wykorzystujące zbliżone częstotliwości. Ponadto satelity Hot Bird mają szerokie wiązki nadawania, zapewniając odbiór programów od Hiszpanii po Ukrainę, ale gęstość mocy sygnałów odbieranych z tych satelitów jest mało skoncentrowana. Mogą ucierpieć Polacy odbierający programy na krańcach Europy np. w Irlandii i Szkocji, gdzie skumulują się dwa efekty – podwyższony FEC z mniejszą mocą sygnału.