Предлагаемая статья написана по просьбе компании «Окно-ТВ» 1 техническим специалистом, непосредственно эксплуатирующим ее оборудование. Им была выполнена вся работа по построению сети, начиная от выбора оборудования для головной станции и кончая выбором абонентских приемников. Приобретенный во время этой работы опыт, позволивший объективно осветить многие аспекты, делает эту статью, по нашему мнению, интересной для начинающих или только обдумывающих переход на «цифру» операторов кабельных сетей, как еще одно мнение по оценке затрат на создание цифровой сети.
Естественно, пример, приведенный в статье, — условный, так как у всех есть свои уникальные особенности. Но он может служить шаблоном, помогающим в разработке сети цифрового кабельного ТВ на любом типе оборудования.

Цель данной работы — рассмотреть построение головной станции цифрового кабельного ТВ на каналообразующем оборудовании Teleview компании «Окно-ТВ» и дать приблизительную оценку затрат.
Для решения этой задачи установим для себя основные отправные точки:
• Ориентир по аудитории — населенный пункт России.
• Количество каналов — 40 (это среднестатистическое количество каналов, которое предлагают начинающие операторы).
• Недорогостоящее решение.
• Формат вещания — DVB-С.
• Использование надежного, расширяемого, многофункционального и недорогого оборудования.
Все увеличивающаяся тенденция развития и повсеместного внедрения цифрового ТВ в последнее время уже не требует никаких доказательств. На фоне удешевления цифрообразующего оборудования все четче прослеживаются очевидные плюсы цифрового ТВ, и, если не углубляться, сразу можно назвать самые важные из них:
1. Так называемое «студийное качество» транслируемых каналов.
Под термином «студийное качество», к сожалению, в большинстве случаев имеется в виду не абсолютное качество изображения, а возможность доставки «картинки» до потребителя без ухудшения качества сигнала, полученного на выходе кодера в студии, при условии, что он принят на ГС в цифровом виде.
2. Возможность передачи телевизионной программы с дополнительными, по сравнению с обычным аналоговым ТВ, возможностями — стереозвуком, несколькими языковыми дорожками субтитров и т.д. 3. Возможность использования сложнейших алгоритмов шифрования, что делает минимальными потери из-за пиратского просмотра.
4. Адресное наложение условного доступа — то есть возможность отключения и подключения любого абонента к любым программам дистанционно с компьютера, обслуживающего сеть (сервера), что, в частности, обеспечивает легкое и гибкое объединение программ в пакеты для продажи абонентам. 6. Более низкие требования к энергетике распределительных сетей, так как рабочее отношение сигнал/шум у цифровых каналов гораздо ниже. Как следствие, нужно меньше усилительного оборудования, соответственно, снижаются затраты на его обслуживание.
7. Вместо одного аналогового сигнала можно разместить, в среднем, 8 цифровых каналов, что дает выигрыш в использовании частот.
8. Потенциальная возможность увеличения программ до 400.
9. Готовность перехода на вещание в HD.
10. Возможность предоставления и вещания одновременно в аналоге, в «цифре» SD MPEG-2 и в более современном формате компрессии H.264 (MPEG-4 AVC) SD и HD.
Поскольку речь идет о цифровом телевидении, понятно, что самой дорогостоящей частью головной станции будет собственно цифрообразующее оборудование; и для тех, кто решил расширять свои существующие аналоговые сети или, особенно, строить с нуля сервис цифрового ТВ, финансовая составляющая — немаловажный вопрос. Цель данной работы — предложить достаточно недорогой путь для начала развития сервиса цифрового ТВ с использованием оборудования Teleview.
Приведенное в статье оборудование, при относительно небольшой цене, дает все вышеперечисленные плюсы цифрового ТВ.
Для кабельных операторов в настоящее время предлагаются три основные модели:
6 TV channel DVB-C Scrambling Converter (в дальнейшем — «6DVB-С»)
Многофункциональное устройство для преобразования шести телевизионных аналоговых программ в сигнал цифрового кабельного телевидения с возможностью совместной работы с системой адресного кодирования (условный доступ к просмотру программ). Отличительной особенностью устройства является реализация в одном приборе всех необходимых преобразований видео- и аудиосигналов для перевода аналоговых многоканальных кабельных и MMDS телевизионных сетей на цифровое вещание. Каждый видеосигнал может сопровождаться двумя аудиодорожками. На выходе один блок обеспечивает передачу всех оцифрованных каналов на одной несущей (36,15 МГц) в цифровом виде в соответствии со стандартом DVB-C в спектре шириной до 8МГц.
4ASI/ DVB-С Scrambling Converter (в дальнейшем — 4ASI)
По сути — ремультиплексер с 4-мя цифровыми входами (MPEG-2 TS, ASI).
Он позволяет принять 4 цифровых пакета программ (от 4 спутниковых приемников с ASI-выходами), демультиплексировать их и на выходе сформировать новый пакет из произвольной выбранных входных программ. Единственное ограничение при выборе накладывается на максимальную скорость суммарного потока, которая зависит от используемой схемы модуляции. В частности, для QAM64 поток не должен превышать 40,5 Мбит/с.
В функции прибора входит демультиплексирование потоков, QAM-модуляция и поддержка системы условного доступа. Система условного доступа DVCrypt разработана компанией «Окно-ТВ» и позволяет осуществлять адресное кодирование абонентов. База данных системы ведется в компьютерной программе, а кодирование осуществляется в конвертерах. На головной станции DVCrypt может использоваться только совместно с оборудованием Teleview. Для абонентов необходимо покупать приемники и карточки доступа так же, как, например, для «НТВ-Плюс». С выбором приемников особых проблем нет. В России приемники с поддержкой DVCrypt выпускают в «Ставрополе» («Сигнал»), в Рязани («Интеркросс»), также подходят Kaon’ы, Lumax’ы, WellAV’ы и многие другие.
Устройство выпускается в двух вариантах — с фиксированным модулятором QAM64 и с возможностью выбора схемы модуляции из ряда QAM32/64/128/256.
Выход конвертера — сигнал формата DVB-C на поднесущей 36,15 МГц, выбранный из соображений использования после этого прибора стандартных аналоговых преобразователей ПЧ в частоту канала. Возможен ручной или автоматический ввод программы канала (EPG).
Так как транспортные потоки MPEG-2 TS, c которыми работает ремультиплексер, используются для передачи программ как SD, так и HD, компрессированных как в MPEG-2, так и в H.264 , то при переходе к H.264 и высокому разрешению менять ремультиплексер не придется.
8 ASI / DVB-С Scrambling Converter (в дальнейшем — «8ASI»)
Практически те же параметры, что и у предыдущей модели, но с большим количеством входов. Необходимость в этой модели вызвана тем, что на практике бывают случаи необходимости сбора программ от более чем четырех источников.

В заключение надо сказать, что для работы с этими устройствами используется специальный софт, который делится на серверную и клиентскую части. Ни та, ни другая не требуют поддержки каких-то специальных аппаратных платформ. Они нормально работают на обычных современных ПК под управлением OS WinXP. Если оборудование цифровой обработки мы уже в целом выбрали, то чтобы определиться с остальным оборудованием, необходимо, для начала, выбрать будущий медиаконтент, который, в соответствии с условием, должен быть, в основном, русскоязычным и удовлетворять достаточно широкий спектр интересов.
Предлагается к рассмотрению следующий список каналов:


Конечно, к выбору каналов можно подойти и более вдумчиво, заказав исследование аудитории в предполагаемой зоне покрытия и получив в итоге список основных целевых групп и их соотношения в общей массе. В этом случае можно спрогнозировать более «смотрибельные» каналы, разбить их правильно по пакетам, тем самым сделав свои услуги более востребованными и конкурентоспособными. В нашем случае главная задача — отразить принцип построения головной станции, поэтому примем для расчета предложенный выше список каналов.
По данному списку можно определить, с какого вещательного спутника, с какого транспондера и с какими параметрами его можно принять, выяснить, передается ли канал в открытом виде или в кодированном. Зная позиции спутников, можно, используя их диаграмму направленности, определить минимально возможный диаметр приемных антенн. Но нужно, разумеется, иметь в виду, что профессиональный прием требует запаса по диаметру антенны на случай ухудшения погодных условий.
В итоге получаем следующую таблицу2:



Транспондеры нумеруем просто по порядку, чтобы посчитать затем требуемое приемное оборудование. Теперь необходимо выбрать приемное оборудование. При этом необходимо обратить внимание на поддержку требуемых форматом компрессии, а также на наличие выходного интерфейса, позволяющего соединить их с ремультиплексером (в данном случае ASI).
Можно встретить самые разные названия приемных устройств цифрового телевидения: цифровая приставка, приемник, тюнер, сет-топ бокс, ресивер и т.д. В дальнейшем мы будем называть приемник головной станции ресивером, а абонентское приемное устройство цифрового ТВ — STB (set-top box). Вернемся к нашему списку каналов. Как из него видно, первые девять каналов идут в открытом виде, но сжаты MPEG-4 AVC. Если использовать устройство 4ASI, то каналы пройдут нормально, но систему сжатия это не изменит, а потому на приемной части (то есть у абонента) необходимо будет использовать STB, которые могут декодировать MPEG-4 AVC. Однако на данный момент они еще дороже предназначенных для декодирования MPEG-2, поэтому есть смысл использовать их только для приема цифрового ТВ формата HD (вероятно, наших клиентов эта фраза может натолкнуть на мысль сразу ориентироваться на STB, которые поддерживают все форматы, в том числе HD, поскольку уже есть варианты покупки таких ресиверов по цене менее 60 у.е. в Китае).
Как мы видим, в нашей подборке основные российские каналы идут в MPEG-4 AVC. Можно было бы брать эти каналы и с других спутниковых позиций, но это увеличило бы количество антенн и, вероятно, в некоторых случаях потребовало бы установки антенн более больших размеров, что сильно увеличит затраты на систему.
Кроме того, существует общая тенденция использования MPEG-4 для ретрансляции каналов со спутника, поэтому рано или поздно все равно придется переходить на этот формат. По мере его распространения также есть тенденция удешевления приемного оборудования (как DVB-S, так и DVB-C).
Поэтому если бюджет ограничен, то для начала имеет смысл каналы, компрессированные в MPEG-4, принимать обычными бытовыми STB c поддержкой MPEG-4 и подавать их низкочастотные выходы (видео + стерео аудио) на устройство 6DVB-С с шестью встроенными кодерами MPEG-2 на входе. Поскольку каналов 9, то потребуется 2 6DVB-С устройства и, в результате, на одном устройстве останется 3 незадействованных входа, которые можно использовать для каналов местного значения, предварительно подав их с наземного приемного устройства на демодулятор.
Разумеется, если финансы оператора и абонентов позволяют, то лучше сразу приобрести профессиональные ресиверы с поддержкой MPEG-4 для приема со спутника и кабельные STB с поддержкой MPEG-2/MPEG4 SD и HD для абонентов. Оставшиеся каналы компрессированы в MPEG-2, так что их можно подать на ремультиплексер 4ASI. Таким образом, во всех цифровых потоках будет использоваться единая система компрессии MPEG-2.
Цены на абонентские STB для MPEG-2 стали уже вполне доступными, а их выбор на рынке достаточно большим.
Использование ASI-потоков позволяет нам доставить этот контент до абонента без потери качества. Вернее, потери в качестве будут наблюдаться только на программах, перекодированных из MPEG-4 в MPEG-2. Сохраняются стереозвук и все звуковые дорожки, а также все сопутствующие каналу потоки (субтитры, телетекст и т.д.).
Количество каналов, которые можно мультиплексировать и передать одним таким устройством, с одной стороны ограничивается максимально возможным потоком на выходе, а с другой — полосой 8 МГц и используемой схемой QAM.
Ввиду того, что чем больше констелляция, тем больший поток можно передать, но, вместе с тем, с увеличением QAM возрастают требования к отношению сигнал/шум, поэтому, как правило, используют 64QAM. Это дает достаточно хороший поток и достаточное для поддержания отношение сигнал/шум, при этом в среднем можно передать до 8 каналов.
Как видно из таблицы, в MPEG-2 передается 31 канал. Следовательно, нам понадобится 31:8 = 3.8, то есть 4 устройства 4ASI. Из таблицы опять же видно, что все эти каналы мы будем получать с 12 транспондеров, то есть нам необходимы 12 ресиверов с ASI-выходом. Кроме того, чтобы получить окончательный групповой спектр, потребуются так называемые UP-конвертеры, которые позволяют перенести промежуточную частоту 36,15 МГц, формируемую нашим оборудованием цифровой обработки, на заданную частоту трансляции. Теоретически можно воспользоваться стандартным аналоговым преобразователем, однако могут быть проблемы.3
А Teleview предлагает для этой цели устройство, представляющее собой два управляемых UP-конвертера, заключенное в корпус высотой 1 RU. Его мы и будем использовать для головной станции.
Теперь мы можем построить блок-схему нашей будущей головной станции:


Как видно из схемы, сигналы с RF-выходов UP-конвертеров складываются в групповой спектр обыкновенным пассивным сумматором4 и далее подаются в общую инфраструктуру сети.
Теперь составляем таблицу для подсчета приблизительной стоимость головной станции.
Как видно из таблицы, последним в графе упомянут измерительный прибор. Конечно, понятно, что это всего лишь инструмент; автор ни в коей мере не сомневается в профессионализме читателя, но решил указать это намеренно, чтобы учесть расходы и на него, поскольку стоимость измерительного прибора достаточно большая. Кроме того, многие начинающие кабельщики вообще считают, что вначале его приобретение можно отложить. На самом деле, если в аналоговом ТВ проблемы можно решать и без прибора (хотя, повторяю, даже в этом случае это подход, по меньшей мере, непрофессиональный) и, пользуясь своими знаниями, опытом и полученной на экране ТВ-картинкой, можно понять, что, например, звенит усилитель или сигнал слабый, то в цифровом ТВ во многих случаях такой подход невозможен.5
Необходимо отметить — чтобы работать в поле цифрового ТВ, прибор должен быть совместим c DVB-С и измерять такие основные параметры цифрового сигнала, как BER и MER, ну и, как обычно, отношение C/N, а также собственно уровень сигнала. На данный момент рынок таких приборов огромен — от самых дорогих брендовых до более дешевых Noname. Цена может колебаться от 800 до нескольких тысяч долларов. Конечно, приобретение и выбор измерительного прибора — весьма ответственное дело, и при наличии средств лучше не экономить и покупать уже зарекомендовавшее себя измерительное оборудование (стоимость которого может колебаться от 2000 до 3000 долларов, например, PROMAX). Хотя при стесненных средствах можно приобрести измерительный прибор и у китайских производителей, что может обойтись от 900 и до 1500 долларов; и на первое время его должно хватить, а если повезет, то он будет работать долго и надежно.
Как уже говорилось ранее, предложенный вариант построения полностью цифровой кабельной сети не есть догма и может быть реализован в разных вариациях (необходимо строить ее с учетом ваших реалий рынка). Вполне возможен и даже более вероятен вариант совместного вещания 8-15 каналов социального пакета в аналоге и разбивки цифрового контента на несколько пакетов (базовое программное обеспечение Teleview рассчитано до восьми), что только поможет вам конкурировать с уже существующими аналоговыми кабельными сетями. Это объясняется тем, что при общей дешевизне ТВ-приемников в каждой семье, как правило, больше одного телевизора, а аналоговый сигнал можно самостоятельно, а главное — бесплатно (небольшие потери в качестве в данном случае не в счет), разделить на все имеющиеся в доме телевизоры, а иногда и поделиться сигналом с соседом. Такая прекрасная возможность аналогового кабельного ТВ оборачивается и плохой стороной, поскольку своей доступностью она провоцирует на нелегальные подключения, которые, как правило, делаются технически неграмотно, что в итоге сказывается на всей сети и усложняет ее обслуживание. Если вы решили давать комбинацию из аналогового и цифрового ТВ, то должны быть к этому готовы.


Еще по поводу вариаций. Вполне возможно передавать (или запланировать на ближайшее будущее) пару пакетов HD, потому что количество ТВ-приемников (ЖК или плазменных), готовых к приему сигнала HD, увеличивается, а цена их постепенно снижается. На данный момент с HD, в основном, наблюдаются следующие проблемы:
Первая и основная — это недостаточное количество HD-контента, хотя в последнее время ситуация улучшается и количество каналов в этом формате постоянно растет.
Вторая проблема — высокая стоимость приемного абонентского оборудования; поэтому, как уже говорилось ранее, есть смысл сейчас нацеливать его на более обеспеченный и продвинутый класс абонентов.
Еще несколько замечаний по приемному абонентскому оборудованию:
• Если 2-3 года назад обращали внимание, в основном, на надежность его работы и поддержку определенной системы условного доступа, то сейчас, по мере решения большинством производителей подобных проблем, на передний план выходят сервисные возможности STB, а это во многом уже дело вкуса. Поэтому важно тестирование.
• По нашим сведениям, производители частенько путают версии программного обеспечения (ПО) в STB, а именно оно определяет его функции. Поэтому важно не только как STB выглядит и что на нем написано, но и какая версия ПО в нем зашита. Конечно, все приемники можно перешить, но если их более 2 тысяч, сделать это потом очень затруднительно. Кстати, по тому, как и насколько быстро производитель реагирует на ваши замечания по софту, вполне можно судить о серьезности его бизнеса.
• Цены STB катастрофически падают, чему способствуют неутомимые китайцы, и тут важно помнить, что уже далеко не всегда китайское значит плохое.
• Что бы там ни говорили о качестве брендов, практически все они делаются в Китае и там же, через очень короткое время, копируются, причем делают даже копии с копий.
• Ходят фантастические слухи о ценах от 20 до 12 долларов за STB, правда, сразу с замечаниями, что приемник работает только в принципе, но все равно это впечатляет наши падкие до низких цен души.
Поэтому не обязательно сразу гнаться за брендовыми STB, а стоит все же сначала поискать какие-нибудь Noname, и, вполне возможно, что вы много сэкономите. Кроме того, как правило, брендовые производители редко соглашаются продавать менее 1000 штук за нормальную цену, а в начале бизнеса выложить по 45-48 долларов (а то и больше) за 1000 штук (более 40 тысяч долларов), не считая доставки, НДС и таможенных сборов, для многих весьма проблематично.
• В связи с тенденциями удешевления STB уже стоит подумать о HD-приемниках, которые еще несколько лет назад стоили не одну сотню долларов, а сейчас уже можно найти и за сумму, не превышающую 100 долларов. • И вообще, по нашим представлениям, STB уже через 2-3 года начнут вымирать, поскольку в каждом новом телевизоре это будет уже встроенная функция. Производители приемников это уже понимают и готовятся к переходу на новую продукцию.
Необходимо учитывать, что в данной статье и в итоговой таблице не рассматриваются вопросы оформления прав на трансляцию и стоимость подписок, поскольку этот вопрос сложен и может зависеть от местного законодательства (хотя и достаточно изучен всеми, кто уже занимается ретрансляцией аналогового ТВ). Кроме того, не учитывается стоимость монтажных работ, расходных материалов, организации электроснабжения, аренды площадей под студию и антенное поле, поскольку они очень разнятся в зависимости от местных условий.

¹ Статья была передана в редакцию компанией «Окно-ТВ». Мы публикуем ее почти без изменений, но с нашими комментариями, которые вынесены в сноски (прим. ред.).
² Расчет диаметра антенн сделан для Краснодарского края.
³ Для конвертации цифровых потоков в конвертерах должны применяться ПАВ-фильтры в большей добротностью (более прямоугольной характеристикой), нежели те, которые требуются для аналоговых сигналов. Поэтому ПАВ-фильтры аналоговых конвертеров могут иметь слишком пологую характеристику и «съедать» часть прямоугольного цифрового спектра. Кроме того, цифровые конвертеры жестче нормированы по фазовым искажениям гетеродинов (прим. ред.).
⁴ Вместо сумматоров предпочтительнее использовать направленные ответвители, см. http://www.telesputnik.ru/archive/41/article/54.html (прим. ред.).
⁵ Отметим, что огрехи распределительной сети, которые приводят к сбоям приема DVB-сигналов, все равно носят аналоговый характер. Поэтому для определения причин плохого сигнала на абонентском приемнике все равно придется измерять аналоговые параметры, но это позволяют и «цифровые» приборы.(прим. ред.).