46Представляем приборы

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Системы распределения ТВ сигнала Philips для спутниковых и кабельных сетей


Теле-Спутник - 3(41) Март 1999 г.


Сегодня Philips — одна из немногих компаний в мире, готовых предложить завершенные (end-to-end) системы видеосжатия и распределения ТВ сигналов, работающие в стандарте MPEG-2/DVB. Гибкая архитектура аппаратуры Philips позволяет конфигурировать системы в соответствии с индивидуальными пожеланиями заказчика.

Назначение систем может быть самым разным — от передачи сигнала из аппаратных телецентра к передающей станции до распространения сигнала от провайдеров спутниковых каналов к конечному пользователю.

В этой публикации дан краткий обзор оборудования Philips, позволяющего создавать наземные и спутниковые системы распределения ТВ сигналов.

При формировании распределяемых мультиплексированных потоков предусмотрено использование целого ряда различных источников. Это могут быть аналоговые сигналы, получаемые по спутниковым или наземным сетям, цифровые несжатые потоки, поступающие из студии или считываемые с видеомагнитофона, цифровые сжатые потоки, в том числе транспортные потоки MPEG-2, принятые со спутника, по кабелю или по эфиру.

Аналоговые сигналы преобразуются в цифровые и, вместе с несжатыми цифровыми потоками, компрессируются видео- и аудиокодерами Philips.

Видеокодер DVS3112/2 MPEG-2/DVB за счет использования специальных алгоритмов обеспечивает очень высокую степень сжатия без потери качества воспроизводимого сигнала. DVS3112/2 поддерживает функции автотестирования и сигнализации об аварии и гарантирует высокую надежность работы.

Дополнительное повышение эффективности использования канала передачи обеспечивается за счет применения системы статистического мультиплексирования StatCast™. При статистическом мультиплексировании используется то обстоятельство, что скорость передачи цифрового потока, необходимая для качественного воспроизведения изображения, не постоянна, а зависит от характера передаваемого сюжета (его динамики, насыщенности мелкими деталями и т.д.). Мультиплексированный поток, формируемый распределительной системой Philips, может включать более десятка видеопотоков с различными сюжетами. Это позволяет варьировать скорости отдельных видеосоставляющих, поддерживая неизменной их общую скорость. Использование системы статистического мультиплексирования позволяет дополнительно снизить скорость передачи на 20-30% и передавать в одном транспортном потоке до 24 видеосигналов. Система демонстрировалась на прошлогодней выставке IBC в Амстердаме. Во время демонстрации по спутниковому каналу шириной 36 МГц передавалось 16 программ различного содержания. При скорости передачи 38.2 Мбода и FEC=3/4 система обеспечивала отличное качество сигнала в условиях DTH приема.

Система реализуется контроллером StatCast Controller 4900, который взаимодействует с видеокодерами DVS3112/2 через АТМ коммутатор.

Система StatCast™ позволяет задавать диапазон изменения скорости передачи для каждого видеопотока, а также выходную скорость каждой программы, причем последний параметр может динамически меняться системой управления компрессией (см. ниже).

Программное обеспечение контроллера обеспечивает удобное управление, наглядную систему мониторинга и сбор статистических данных.

Основой системы распределения цифровых ТВ сигналов компании Philips является устройство DVS3200-1 TokenMux. Устройство имеет высокоскоростную кольцевую шину, к которой подключаются различные входные модули. Их выбор определяется задачами конкретной распределительной системы. В частности, это могут быть интерфейсы видеокодеров, аудиокодеры, модули ввода данных, поступающих по скоростным шинам G703, демультиплексоры транспортного потока MPEG-2, блоки ввода данных ECM и EMM. Потоки данных, образуемые этими модулями, определенным образом пакетизируются (пакеты называются Tokens) и поступают на шину TokenMux. Следует отметить, что все модули могут извлекаться и устанавливаться без отключения устройства. Это позволяет менять конфигурацию системы без остановки ее работы.

Помимо входных модулей, к шине TokenMux подключается один или несколько мультиплексоров, считывающих пакеты Tokens и объединяющих содержащуюся в них информацию в мультиплексированные транспортные потоки. Необходимое управление потоками осуществляется через блок системной интеграции (System Integration Unit — SIU), входящий в состав TokenMux. Он распространяет информацию и сигналы управления, формируемые cистемой управления компрессией, подключаемой к блоку через шину Ethernet. На основе получаемых сигналов управления SIU формирует управляющие пакеты Tokens, содержащие инструкции для мультиплексирования потоков.

Для синхронизации работы всех модулей TokenMux рассылает по внутренней шине синхроимпульсы, которые используются, в частности, и для формирования сигналов синхронизации, включаемых в выходной мультиплексированный поток.

Остановимся на некоторых возможностях системы TokenMux.

Одна из них — способность системы выделять информацию, передаваемую в интервале кадрового гасящего импульса PAL сигнала, и вставлять ее в выходной мультиплексированный поток. Такой информацией являются строки телетекста, скрытые титры, биты широкоформатного изображения (16/9) и метки для вставки рекламных роликов. Эту функцию выполняет модуль интерфейса видеокодера.

TokenMux может осуществлять пассивное и активное ремультиплексирование транспортных потоков MPEG-2.

В первом случае таблицы PSI (Program Specific Information) и SI (Service Information) определяются заново, а во втором — используются таблицы, содержащиеся во входных транспортных потоках. Формирование всей служебной информации производится системой управления компрессией.

Компоненты, включаемые в выходной мультиплексированный поток, могут задаваться совершенно произвольно.

TokenMux позволяет кодировать выходные транспортные потоки, причем, возможно применение техники Simulcrypt, позволяющей использовать один скремблированный поток в рамках разных систем условного доступа.

На базе TokenMux могут строиться как небольшие, так и разветвленные системы распределения сигналов, с повышенной за счет применения избыточности надежностью. В последнем случае используются каскадные схемы включения TokenMux, а входные потоки подаются через маршрутизаторы.

Координация работы всей системы распределения, а также вычисление необходимых данных для включения в таблицы мультиплексированного потока осуществляется системой управления компрессией. Система предполагает управление со стороны операторов трех типов.

Оператор сети управляет аппаратными ресурсами сети.

Мониторинг и управление сетью осуществляется этим оператором через графический интерфейс, представляющий собой схематическое изображение сети на экране ПК. Он позволяет быстро менять конфигурацию сети в случае сбоя блока или при изменении структуры формируемых потоков. При сбоях возможен режим автоматического переключения на резервные блоки. Любые изменения не требуют остановки системы.

Оператор сети выделяет сетевые ресурсы для операторов программ и операторов условного доступа.

Оператор программ осуществляет независимое от оператора сети управление параметрами программ. Он определяет:

  • параметры передачи сигнала (степень защиты, скорость потока, формат изображения);
  • составляющие выходного мультиплексированного потока, использование скремблирования;
  • характер добавляемой сервисной информации (например, электронный гид).

В пределах отведенных сетевых ресурсов, параметры программы могут гибко меняться от события к событию.

Оператор условного доступа группирует компоненты программ для наложения определенной системы условного доступа, после чего назначает каждой группе свои значения ECM (Entitlement Management Message). Эти параметры вычисляются на базе управляющего слова, генерируемого общим для всех систем условного доступа генератором. В случае использования SimulCrypt, одной программе может задаваться несколько значений ECM.

Система управления компрессией одинаково хорошо подходит как для первичных систем распределения сигнала (от студии к провайдерам программ) или полностью автоматизированных кабельных головных станций, так и для требующих высокого быстродействия спутниковых систем распространения DTH.

Рассмотренная структура системы формирования сигнала не зависит от среды его распространения. Средой определяется тип модулятора, подключаемого к выходу мультиплексора. Модуляторы обеспечивают канальное кодирование и модуляцию сигнала в соответствии с требованиями стандарта DVB. При распространении сигнала по спутниковой сети используется QPSK модулятор DVS3545. Обеспечивая скорость выходного сигнала в диапазоне 1-45 Мбод, он может использоваться для передачи как одиночных программ, так и пакетов. Помимо QPSK модуляции, DVS3545 поддерживает модуляцию 8PSK и 16 QAM. 8QPSK иногда используется в спутниковых сетях первичного распределения ТВ сигнала. Дополнительное введение 16QAM позволяет легко менять тип модуляции и делает блок удобным для использования в беспроводных сетях распространения ТВ сигнала (MMDS).

Модуль может работать в режиме формирования немодулированной несущей, используемом при настройке антенны на спутник, и, при отсутствии входного сигнала, в режиме модуляции псевдослучайной последовательностью. Модуль предусматривает мониторинг всех параметров. У него имеется разъем для индикации неисправностей.

QAM модулятор DVS3730 может использоваться для распространения сигнала в кабельных сетях или в сетях беспроводной передачи, работающих с QAM модуляцией. Этот модуль поддерживает модуляцию 16, 32, 64 и 256 QAM. Он обрабатывает входные потоки, скорость которых достигает 80 Мбит/с. Уровень выходного сигнала по мощности может варьироваться в пределах 1-11 дБм. Выходное отношение сигнал/шум у модуля не ниже 50 дБ.

Модулятор выпускается в трех модификациях. DVS3730/XX оборудован выходом промежуточной частоты 36 МГц. Две другие модификации DVS3731/XX и DVS3732/XX имеют RF выходы. Их выходные частотные диапазоны, 48-603 МГц и 603-863 МГц соответственно, покрывают весь наземный ТВ диапазон. Эти модели имеют тестовые RF выходы c ослаблением — 20 дБ.

Все блоки оборудованы контактами для вывода сигналов неисправности и интерфейсом RS485 для дистанционного управления.

Иногда нет необходимости полностью ремультиплексировать цифровые потоки, а требуется только изменить или добавить какую-нибудь составляющую. В таких случаях незаменимую помощь может оказать Stream Cutter. Этот модуль позволяет совершать подобные изменения в потоке без его демультиплексирования. В устройстве предусмотрен один последовательный интерфейс для ввода основного потока и еще 4 для ввода дополнительных или замещающих компонент. С помощью Stream Cutter можно добавить к принятому пакету местную программу или вставить рекламный ролик. Его использование актуально при замещении служебных таблиц, например, таблицы сетевой информации NIT (Network Information Table).

Другой интересной новинкой является Logo Inserter, позволяющий накладывать статическую картинку поверх основного изображения. Этот модуль может использоваться для наложения логотипа распространителя программы или для добавления какой-либо местной информации. Картинка может быть как прозрачной, так и закрывающей часть исходного изображения, неподвижной или бегущей. Наложение дополнительного изображения происходит без сложного и дорогостоящего процесса декодирования-кодирования и не увеличивает скорость передачи информации.



Оборудование компрессии на цифровой передающей станции Сколково на стадии монтажа

Компания Philips Digital Video Systems начала свою деятельность в Москве в июле 1997 года. За полтора года своего существования компания реализовала несколько крупных проектов.

Наиболее значимый проект связан с организацией цифрового вещания НТВ-Плюс, успешно запущенного 1 февраля нынешнего года. Для этого проекта Philips DVS поставил оборудование для кодирования, мультиплексирования, ремультиплексирования и компрессии. На начальном этапе оборудование будет формировать 5 транспортных пакетов с 6 видеопрограммами в каждом. В будущем, при расширении системы, количество программ в каждом потоке может быть увеличено до 10. Необходимое для этого оборудование уже подготовлено. В дополнение, компания будет поставлять бытовые спутниковые приемники НТВ-Плюс.

Другой интересный проект, для которого Philips DVS поставил и установил оборудование, — “НТВ Интернейшнл” — вещание трех русскоязычных программ на Европу через спутник Hot Bird.

Цифровое оборудование компрессии (6 ТВ программ на один транспондер) было поставлено также одному из основных московских вещателей — компании “ТВ Центр”.

Несмотря на непростую финансовую ситуацию, в России наблюдается постоянный интерес людей к спутниковому и кабельному телевидению, дающему возможность смотреть действительно хорошие программы и по содержанию и по качеству изображения. С другой стороны, просматривается намерение политических и финансовых групп инвестировать в средства массовой информации, которые обеспечивают важнейшие механизмы продвижения к власти. Так что в течение грядущих лет в России будет над чем поработать, и команда Philips DVS сделает все от нее зависящее, чтобы использовать эту возможность.



 
Теле-Спутник Март 1999
наверх
 



Уважаемые посетители!
В связи с полной реконструкцией Архива, возможны ситуации, когда текст будет выводиться не полностью или неправильно (отсутсвие статей в некоторых номерах это не ошибка). Если заметите какие-то ошибки, то, пожалуйста, сообщите нам о них. Для связи можете воспользоваться специальной формой:

Номер журнала: *
Страница: *
Дополнительные сведения: *
Желательно четко опишите замеченную проблему - это поможет быстрее ее решить.
Мы не отвечаем на вопросы! Их следует задавать на нашем форуме!
Антиспам: * Нажмите мышкой на синий квадрат:


Поля, помеченные звездочкой (*)
обязательны для заполнения





Новый сайт