68Научно-технические разработки

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Цифровые решения


А. Лапшин Теле-Спутник - 1(63) Январь 2001 г.


В предыдущих номерах журнала (см. №№ 11, 12 за 2000 г.) мы уже рассматривали некоторые аспекты использования цифрового оборудования.
В данной статье мы более подробно остановимся на некоторых вопросах.

Все больший интерес, который проявляют кабельные операторы к цифровым решениям, не случаен. Это обусловлено следующим.

1. Переход спутникового вещания на цифровой формат

Остается все меньше и меньше спутниковых ТВ каналов, транслируемых в аналоговом формате. Это заставляет оператора использовать оборудование для приема цифровых спутниковых каналов. В простейшем варианте это прием цифровых каналов, декодирование и перевод их в аналоговую форму (см. рис.1). В качестве примеров будем использовать оборудование финской компании Teleste Corporation. То есть используется пара "Цифровой спутниковый приемник + ТВ модулятор".

Другим вариантом является перевод спутниковых цифровых пакетов из QPSK-сигнала в сигнал стандарта DVB-C. При этом у оператора значительно больше "степеней свободы" по сравнению с вариантом 1.

  • Прямой перевод цифровых пакетов из DVB-S в DVB-C. Для этого используется всего один модуль — DVB-S/DVB-C трансмодулятор. Однако это возможно лишь в двух случаях: все программы в цифровом пакете — открытые, или декодирование закрытых каналов происходит на цифровом терминале абонента (в этом случае необходимо соглашение с провайдером услуг о вводе дополнительного кода оператора в цифровой поток). Недостатком такого варианта является то, что, как правило, не все программы в пакете будут интересны для зрителя. То есть это приводит к неэффективному использованию емкости цифровых каналов QAM.
  • Более интересный вариант — это создание своих собственных цифровых пакетов, т.е. выбор из множества спутниковых каналов наиболее интересных с точки зрения абонентов и передача только этих программ в кабельную сеть. Это позволит на начальном этапе не реконструировать целиком старые домовые распределительные сети (для расширения диапазона до 862 МГц), а при наличии свободных 8-мегагерцовых каналов в частотном плане, передавать цифровые пакеты в диапазоне до 240 МГц.

Это более сложная задача, поскольку к декодированию добавляются операции демультиплексирования и мультиплексирования. На рис. 2 показан пример создания двух цифровых каналов в частотном диапазоне до 240 МГц.

В данном примере показана выборка 12 кодированных программ из различных цифровых спутниковых пакетов и создание двух открытых пакетов QAM.

 Рис. 1. Перевод цифрового сигнала в аналоговый

Рис. 1. Перевод цифрового сигнала в аналоговый

2. Укрупнение систем кабельного телевидения

При этом происходит объединение локальных систем с малыми головными станциями в единую телекоммуникационную структуру, т.е. появляется необходимость создания транспортных сетей.

Развитие транспортных сетей происходит следующим образом:

  • спутниковые транспортные сети;
  • аналоговые кабельные транспортные сети;
  • цифровые транспортные сети закрытых стандартов;
  • телекоммуникационные транспортные сети.

В настоящее время для городов наиболее эффективным является использование кабельных сетей. Аналоговые транспортные сети имеют ограниченную область применения. Даже при использовании технологии 1550 нм предельное расстояние, на которое можно передать аналоговый сигнал, составляет порядка 100 км. В основном это обусловлено накапливанием искажений при аналоговой форме передачи.

 Рис. 2. Создание двух собственных цифровых пакетов

Рис. 2. Создание двух собственных цифровых пакетов

3. Увеличение количества предоставляемых услуг

Современные сети кабельного телевидения уже перестали быть только средством доставки телевизионных сигналов до абонентов. Появились новые услуги, такие как передача данных (Интернет), видео по запросу и т.д. Это требует значительно большей емкости транспортных сетей с точки зрения объема передаваемой информации.

Рассмотрим необходимую емкость транспортной сети при оказании услуги VoD (видео по запросу).

Предположим, что в городе с общим количеством абонентов 200 тысяч процент пользования услугой VoD составит всего лишь 2%, т.е. 4 тысячи абонентов. При этом одновременно услугой будут пользоваться 50%, что составит 2000 абонентов, хотя, по всей видимости, эта величина будет значительно выше, поскольку пиковые нагрузки будут приходиться на вечернее время и выходные.

При использовании скорости передачи для каждого фильма в 3 Мбит/с общее количество программ в одном канале QAM64 составит 12. Простое вычисление показывает, что для обеспечения работы системы для 2000 пользователей мы должны выделить 157 каналов QAM64 или обеспечить суммарную емкость транспортной сети 6 Гбит/с!!! Что, естественно, в аналоговых сетях возможно только при использовании технологии DWDM. Однако технология DWDM отнюдь не дешева и также имеет ограничения как по дальности передачи сигналов, так и по суммарной емкости.

На рис. 3 показан пример использования технологии DWDM при передаче каналов в формате QAM64.

В этом варианте максимальное количество программ, передаваемых в формате QAM64 при скорости 3 Мбит/с на каждую программу, составит 1600.

Таким образом, неизбежным является переход операторов крупных сетей кабельного телевидения к цифровым транспортным сетям. Естественно, что при этом наиболее приемлемым является использование цифровой транспортной сети открытого стандарта.

Оценим эффективность использования цифровых сетей открытого стандарта для передачи DVB сигналов.

 Рис. 3.  DWDM и QAM64

Рис. 3. DWDM и QAM64

SDH и АТМ

В сетях SDH используются интерфейсы E3 и DS3, которые соответствуют скоростям 34 и 45 Мбит/с, что позволяет передавать в канале STM-1 три цифровых потока. В случае передачи цифрового потока MPEG-2 емкость составляет соответственно 29.14 Мбит/с для E3 и 37.98 Мбит/с для DS3. Максимальная полезная нагрузка канала STM-1 составляет 149.76 Мбит/с. Простое вычисление показывает, что при использовании для передачи DVB сигналов интерфейса E3 мы будем использовать емкость STM-1 всего лишь на 58%, а DS3 — на 76%. При использовании в сетях SDH технологии ATM мы увеличиваем эффективность до 86%. Кроме того, технология ATM более адаптирована для работы с потоками, использующими различные скорости передачи.

Использование интерфейсов E3 и DS3 возможно только для каналов QAM64, поскольку емкость каналов QAM256 на 30% выше.

Одним из вариантов построения цифровых транспортных сетей, предлагаемых на рынке, является решение финской компании Teleste Corporation ATMux™. Иллюстрация этого решения приведена на рис. 4.

Данное решение имеет некоторые особенности, по сравнению с предложениями других производителей:

  • Функция Центральной Головной Станции
    • Формирование услуг
    • Декодирование
    • Ремультиплексирование
    • Кодирование
  • Встроенная функция узла транспортной сети
    • SDH, ATM или выделенной линии (dark fibre)
  • Поддерживает
    • Централизованную или распределенную систему условного доступа (CA)
    • Централизованное или распределенное мультиплексирование
    • Ввод дополнительных локальных услуг
  • Обеспечивает решение для VoD
  • Обеспечивает операции с
    • SPTS (Single Program Transport Stream)
    • MPTS (Multi Program Transport Stream)
    • Любая комбинация SPTS и MPTS
  • Поддерживает форматы сигналов
    • DVB-S
    • DVB-T
    • DVB-C
    • ASI
 Рис. 4. Цифровое решение  Teleste Corporation

Рис. 4. Цифровое решение Teleste Corporation

Применение данной платформы позволяет при использовании технологии DWDM передать в одном волокне вместо 1600 программ 11 264 программ при тех же условиях (рис. 5)!!!

Исходя из всего изложенного выше можно сделать следующие выводы:

  • Неизбежен переход на цифровые транспортные сети, в первую очередь, в больших городах, что обусловлено укрупнением систем и увеличением количества предоставляемых услуг;
  • При выборе цифрового оборудования можно рекомендовать придерживаться следующих принципов:
    • Открытые стандарты (к сожалению, очень часто многие понимают этот принцип лишь в части интерфейсов, что приводит к резкому увеличению количества модулей, входящих в общую систему);
    • Масштабируемость;
    • Поддержка как централизованных, так и распределенных систем;
    • Возможность постепенного развития системы от простого приема цифровых программ до построения цифровой транспортной сети без замены оборудования;
    • Возможность модификации модулей системы (идеальный вариант модификации — это замена только внутреннего программного обеспечения без замены самих моделей);
  • Наиболее оптимальной в настоящее время для цифровых транспортных сетей является технология ATM.

При подготовке данной статьи использовались материалы, предоставленные компанией Teleste Corporation.

 Рис. 5.  ATMux и DWDM

Рис. 5. ATMux и DWDM



 
Теле-Спутник Январь 2001
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