Уже более года в Киеве работает в опытном режиме микроволновая интегрированная телерадиоинформационная система МИТРИС. Это уникальная разработка украинских ученых, около пяти лет работающих над проблемой создания телекоммуникационных систем в высокочастотных диапазонах.

Директор института электроники и связи Нарытник Т.Н.

Мы попросили рассказать о системе МИТРИС научного руководителя проекта, директора киевского Института электроники и связи, академика УАН НП Т.Н. Нарытника и генерального директора ЗАО "МИТРИС" В.Н. Галича.

Для развития современных телекоммуникационных систем характерен переход на более высокие частоты, что позволяет расширять полосу частот системы при использовании современных технологий. Система МИТРИС наиболее близка по идеологии к американским LMDS системам (local multipoint distribution service — системы локального беспроводного широкополосного доступа), осуществляющим многоканальное телевизионное вещание в диапазонах частот 12, 28 и 38 ГГц. Широко применяемые MMDS системы (многоканальные многоточечные распределительные системы) работают в диапазоне частот порядка 2,1-2,7 ГГц ("кусочками" по 200 МГц). MMDS системы являются конкурентами систем типа МИТРИС.

Система МИТРИС, разработанная киевским Институтом электроники и связи в кооперации с ведущими киевскими научными и производственными организациями, работает в настоящее время в диапазоне 11,7-13,5 ГГц. Система может также работать в диапазонах 27-30 ГГц и 40-43 ГГц. В диапазоне 27-30 ГГц система проходит сейчас этап лабораторных испытаний. Диапазон 40-43 ГГц пока только заявляется, его использование зависит от результатов испытаний в диапазоне 27-30 ГГц. Диапазон 27-30 ГГц — это "американский", а 40-43 ГГц — "европейский" диапазон. Система МИТРИС использует частотную модуляцию (ЧМ) сигнала, в этом ее существенное отличие от MMDS систем, где применяется амплитудная модуляция (АМ). Применение ЧМ дает существенный выигрыш в мощности передатчика, до 40 дБ по сравнению с АМ. Уровень излучаемой мощности в системе МИТРИС составляет 50 мВт на канал, что в 500-1000 раз меньше, чем у MMDS систем. В то же время ширина полосы частот на один телеканал в MMDS системах с АМ составляет 8 МГц, а в системе МИТРИС с ЧМ — 22 МГц, что является естественной платой за меньшую мощность сигнала. Шаг сетки частот в системе — 28 МГц.

Головная приемо-передающая антенна МИТРИС

Головная приемо-передающая всенаправленная многодиапазонная антенна МИТРИС является оригинальной украинской разработкой на уровне открытия. Антенна имеет круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости, в вертикальной плоскости ширина диаграммы направленности — 4°. Диаметр зоны обслуживания антенны при данной мощности — до 40 км. В антенне осуществляется частотное суммирование сигналов в СВЧ диапазоне на базе новейших достижений микроволновой диэлектроники.

Экологически безопасная система МИТРИС, основанная на базе новейших конверсионных ресурсо-энергосберегающих микроволновых технологий микроэлектроники и диэлектроники, предназначена для построения интегрированных сетей, обеспечивающих связь абонента с внешним миром и предоставление ему всего комплекса информационных услуг, прежде всего многоканального телевидения и широкополосного Интернета.

В ближней зоне (до 5 км) прием возможен непосредственно на облучатель конвертора

МИТРИС ориентирована на использование дешевого оборудования абонентских спутниковых систем, адаптированных к системе, прием сигнала осуществляется в зоне прямой видимости передающей антенны на расстоянии: до 5 км — непосредственно на облучатель конвертора; до 15 км — на антенну диаметром 20-25 см; до 30 км — на антенну диаметром 60 см; до 40 км — на антенну диаметром 90 см. Интересно, что возможен даже прием сквозь сухую кирпичную стену.

Первоначально было получено разрешение на разработку системы в диапазоне 11,7-13,5 ГГц, в середине 1997 года была запущена в экспериментальном режиме 4-канальная система, затем 12-канальная, к концу 1997 года работала 24-канальная система. Позже ввиду отсутствия лицензий (частотной и на вещание) МИТРИС перешла на 12-канальное вещание в сокращенной полосе частот, транслируя ведущие российские и украинские каналы. Как говорит В.Н. Галич, заявка на получение лицензий подана, все шаги пройдены, и в сентябре-октябре по преодолении юридических тонкостей лицензии должны быть получены. Сейчас в выделяемом диапазоне частот возможно разместить 24 телеканала. Существует проект перехода к шагу сетки частот 14 МГц с чередованием каналов с вертикальной и горизонтальной поляризацией, тогда емкость системы составит 42 канала. Для сравнения, кабельные сети в Киеве могут пропустить в основном 17-18 программ, основная проблема с точки зрения качества, по словам специалистов, — большая протяженность сетей при недостаточном количестве головных станций.

Важным вопросом для разработчиков МИТРИС было теоретическое и практическое изучение влияния системы на ТВ-прием непосредственно со спутников в той же полосе частот. Возможное влияние было одним из аргументов противников систем типа МИТРИС, сторонников MMDS систем. В результате исследований был сделан вывод, что совместная работа спутникового и наземного вещания в данной полосе возможна. За счет пространственного разноса никакого влияния не наблюдалось (МИТРИС работает горизонтальным лучом, а спутниковые приемные системы направлены выше). Другим направлением экспериментальной работы был набор статистики по работе системы в разных атмосферных условиях, по работе в условиях реальной городской застройки.

3-диапазонный облучатель


С системой МИТРИС хорошо согласуются кабельные сети, по системе возможен обмен программами операторов кабельного ТВ. МИТРИС незаменима для частной застройки, где прокладка кабельных сетей нерентабельна. МИТРИС сможет накрыть те достаточно обширные зоны в Киеве, где плохо принимается эфирное телевидение из-за сложного рельефа и, как следствие, явлений замирания и т.п. Для зон радиотени разрабатывается необслуживаемый активный ретранслятор, функционирует экспериментальный образец. Уже сегодня существуют планы распространения сети МИТРИС на Киевскую область. Для этого будет сформирован пакет приоритетных программ типа программ киевских телестудий. Его можно будет принимать на большем расстоянии за счет более узкой полосы телесигналов на антенну большого диаметра (1-2 м) и ретранслировать вместе с программами местных телестудий. Для 100-процентного охвата всего киевского региона потребуется установить 50-80 ретрансляторов и базовых станций.

По словам П.Я.Ксензенко, генерального директора предприятия "РОКС", принимающего участие в разработке системы МИТРИС, доставка сигнала к абоненту может осуществляться при помощи четырех типов приемных систем:

• индивидуальная абонентская приемная система полностью идентична спутниковому приемному комплекту, обеспечивает наивысшее качество принимаемого сигнала, так как сигнал принимается без дополнительных преобразований и усиления. Причем, учитывая частотную модуляцию, принимаемый сигнал практически не подвергается индустриальным и другим помехам;
• коллективная приемная система для приема сигнала от одной антенны и разводке по первой ПЧ 900-2150 МГц к абонентам на подъезд или дом;
• коллективная приемная система для приема через большие и малые головные станции кабельного ТВ. Система позволяет оперативно организовывать кабельные сети с минимальными затратами на прием, минуя прием каналов со спутника;
• коллективная и индивидуальная приемо-передающая головная станция интерактивного типа с приемником и передатчиком МИТРИС. Такие системы осуществляют сбор и предварительную обработку информации по телефонным и кабельным сетям с последующей передачей на транслятор МИТРИС. Здесь уже возможна организация цифровой телефонии, компьютерных сетей и прочих широкополосных услуг, поскольку МИТРИС является интегральной системой и кроме телевидения и радиовещания предполагает решение множества других задач, служит основой для создания интегрированной информационной сети.

Антенна диаметром 30 см с конвертором готова к производству

Очень интересная ситуация сложилась в Киеве с подключением к системе МИТРИС. Система работает в опытном режиме, коммерческое вещание начнется лишь с окончанием оформления лицензий. По расчетам руководителей МИТРИС это произойдет в октябре 1998 года. Сейчас транслируется в некодированном виде 12 телеканалов — украинские, российские, один западный канал. По одному из каналов собственная программа крупного киевского кабельного оператора раздается в локальные кабельные сети. Поскольку диапазон вещания совпадает с диапазоном спутникового телевидения, прием сигнала возможен с использованием стандартного оборудования спутникового ТВ (конвертор с небольшой антенной или даже без нее, аналоговый ресивер) и никакого дополнительного оборудования пока не требуется. Многие небольшие киевские фирмы (около 40) предлагают услуги по подключению к МИТРИС. Потенциальный клиент, позвонивший в фирму, часто интересуется возможностью смотреть российские телеканалы. Клиенту объясняют, что установка для него спутниковой антенны будет стоить достаточно дорого (с поворотной системой — порядка $900), но есть возможность установки гораздо более дешевого оборудования для приема сигнала МИТРИС. При этом клиент предупреждается о том, что фирма-установщик не несет ответственность за возможные отключения. В Киеве сложился устойчивый рынок по подключению к МИТРИС, стоимость установки системы "под ключ" составляет $160-200, из них около $80 — стоимость абонентского приемного оборудования. По оценкам, МИТРИС за полгода без всякой рекламы приобрела около 8 тысяч абонентов. Таким образом, к началу кодированного коммерческого вещания МИТРИС уже имеет сформировавшуюся аудиторию. ЗАО "МИТРИС" планирует самостоятельно продавать декодеры и брать плату за подключение. В стандартном комплекте предполагается использовать дешевый ресивер типа НТВ-2000 или НТВ-1000. По словам В.Н. Галича, максимальная абонентская плата в Киеве за полный пакет программ не превысит $5-6 в месяц, что вполне приемлемо для людей среднего достатка.

Киевская фирма "Тивимик" будет поставлять для МИТРИС адресные системы кодирования ACS-TV собственной разработки. Директор фирмы Г.С. Солдатенков сообщил нам, что эти системы широко применяются в кабельных сетях, используются, в частности, в Волгограде, Москве, Гатчине, Санкт-Петербурге. В России эта система известна под маркой "Universal 500". Декодеры для системы производятся в Киеве, в них применяется оригинальный специализированный микропроцессор собственной разработки. Система позволяет кодировать неограниченное число каналов с возможностью управления каждым абонентским декодером по каждому из каналов.

Прогресс не стоит на месте, абонентское оборудование для приема спутниковых каналов постоянно совершенствуется. Увеличиваются объемы выпуска ресиверов, сменяется парк, падает цена. В системе МИТРИС используются дешевые, освоенные промышленностью элементы спутниковых систем, поэтому по мере снижения цены на цифровые ресиверы с легкостью произойдет переход на цифровое вещание, емкость системы составит до 200 цифровых телеканалов. Цифровой путь для МИТРИС неизбежен.

"СВЧ техника — та область науки и техники, где Украина сохраняет мировой уровень," — говорит Т.Н. Нарытник. — К нам приезжают, с нами считаются, у нас заказывают. Развитие системы МИТРИС отвечает национальным интересам Украины, поскольку это оживит некоторые сектора радиоэлектронной промышленности, обеспечит занятость рабочих по всей Украине." Не случайно на 1-м Межгосударственном Телефоруме стран СНГ "Содружество" 18-23 августа 1998 года (г. Москва) Институту электроники и связи за работу МИТРИС вручен диплом победителя Конкурса технических решений.