54Научно-технические разработки

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Система наложения текстовой информации для оперативного информирования абонентов кабельных сетей


А.Борисов,
старший научный сотрудник лаборатории НИЛ-10 МТУСИ,
В.Чулков,
начальник Управления технического развития ОАО "Мостелеком"
Теле-Спутник - 7(69) Июль 2001 г.



 Рис. 1.

Рис. 1.

Как информировать абонентов об изменениях в кабельной сети?

 Рис. 2

Рис. 2

Многие из нас раньше встречали на двери своего подъезда объявление: "Уважаемые абоненты. В вашу кабельную сеть введена новая программа на N канале. Описание того, как настроиться на нее, вы можете найти в инструкции к вашему телевизору".

К сожалению, последнее время ситуация с информированием абонентов кабельных сетей о вводе новых каналов и услуг, профилактических работах и других изменениях стала хуже. Это связано с тем, что в крупных современных кабельных сетях такие изменения случаются все чаще, и своевременное извещение абонентов о произошедших изменениях стало весьма трудоемкой задачей. Сложившееся положение доставляет много неудобств как абонентам сетей, лишь спустя много дней узнающим от соседей о том, что в кабельную сеть введен новый канал, так и кабельным операторам, которым приходится отвечать на множество звонков абонентов при проведении профилактических работ.

Весьма эффективным средством информирования может быть бегущая строка с экстренными сообщениями, кратковременно накладываемая на изображение одного из центральных каналов. При этом зритель может смотреть основную программу и знакомиться с информационными сообщениями. Безусловно, при этом сигнал звукового сопровождения основной программы не должен искажаться. Информация оказывается весьма оперативной и адресной, так как ее получают абоненты именно той сети, в которой происходят изменения. Кроме того, наложение бегущей строки позволяет еще решить проблему экстренного оповещения населения о чрезвычайных ситуациях. Ведь согласно данным независимой исследовательской компании "КОМКОН-2", услугами радиотрансляционной сети, которая ранее служила этим целям, пользуется около 18% населения [4], в то время как телевизор смотрят каждый день более 80% жителей.

По этим причинам многие кабельные операторы проявляют сегодня большой интерес к системам наложения изображения ("Вопросы кабельщиков", Т/С №3, 2001 г.).

Традиционный способ формирования наложенного изображения

 Рис. 3

Рис. 3

Обычно наложение дополнительного изображения на сигнал вещательного телевидения выполняется с использованием комплекта оборудования, аналогичного показанному на рис. 1.

Здесь радиочастотный сигнал с частоты Fвх сначала переносится понижающим конвертором на промежуточную частоту Fпч. Затем с помощью высококачественного демодулятора выделяются композитный цветной видеосигнал и сигнал звука. Композитный сигнал при помощи PAL/SECAM декодера раскладывается на компонентные сигналы основных цветов RGB. Одновременно в блоке формирования наложенного изображения формируется компонентный сигнал наложенного изображения. Сигналы синхронизации, поступающие из блока декодера, необходимы для правильного размещения наложенного изображения на телевизионном экране. Затем компонентные сигналы основного и наложенного изображения складываются в сумматоре. На сумматор из блока формирования наложенного изображения кроме налагаемого компонентного сигнала поступает также сигнал управления, определяющий режим суммирования, коэффициенты сложения, режим прозрачности или замещения. Блок формирования наложенного изображения чаще всего выполняется в виде платы, устанавливаемой в компьютере (см. "Вопросы кабельщиков", Т/С №3, 2001 г.). Далее полученный суммарный компонентный сигнал в кодере PAL или SECAM снова преобразуется в композитный сигнал, который затем поступает на модулятор и переносится на выходную радиочастоту. В такой системе многоступенчатая демодуляция и обратная модуляция сигналов требуется главным образом для обеспечения возможности суммирования видеосигналов на низкой частоте.

Такой способ имеет ряд положительных свойств:

  • n можно производить наложение цветных титров;
  • можно параллельно осуществлять частотную конвертацию сигнала;
  • можно производить транскодирование сигнала (например PAL-SECAM);
  • в процессе преобразования производится нормализация отношения видео- и аудионесущих.

Однако у этой структуры имеются и существенные недостатки:

     Рис. 3



  • Основной недостаток — это искажение сигнала. Любые дополнительные преобразования вносят искажения в сигнал, особенно это относится к демодулятору. Демодуляция и последующая модуляция неизбежно ухудшают все параметры ТВ сигнала. Так, в литературе утверждается, что только демодуляция ТВ сигнала с подавленной одной боковой полосой может ухудшить отношение сигнал/шум на 6 дБ [5]. При этом дополнительные искажения сигнала присутствуют независимо от наличия титров.
  • Демодулируется и затем модулируется не только сигнал изображения, но и сигнал звукового сопровождения. Это увеличивает искажения.
  • Система ввода дополнительной информации представляет собой очень сложный и дорогой комплекс устройств, стоимость которого составляет несколько тысяч долларов. Такой комплекс могут позволить себе только крупные студии КТВ. Оснащение такими комплексами каждой ГС КТВ представляется маловероятным. К тому же трудно обеспечить его вандалозащищенность при автономной работе.
  • При наложении титров обычно теряются сигналы измерительных строк и телетекста.
  • При отключении титровальной станции пропадает сигнал основного изображения.
  • Существуют проблемы с передачей сигналов расширенного звукового сопровождения (NICAM, стереозвук).
  • Обслуживание всех устройств комплекса требует высокой квалификации от персонала.

По совокупности параметров видно, что далеко не на каждую головную станцию можно установить такой комплект оборудования, он требует значительного места для размещения, имеет высокую стоимость, а в ряде случаев неприемлемо снижает качество изображения.

Решение отечественных разработчиков

При создании пилотной кабельной сети нового поколения ОАО "Мостелеком" потребовалось оборудование наложения титров. Однако по описанным выше причинам ни один из стандартных комплектов оборудования не оказался приемлемым. Поэтому специалисты ОАО "Мостелеком" обратились в Московский Технический Университет Связи и Информатики (МТУСИ). Перед сотрудниками МТУСИ была поставлена сложная задача — создать устройство наложения титров, которое не вносило бы искажений в телевизионный сигнал, имело малые габариты и вес, обеспечивало автономную работу и при этом было значительно дешевле аналогов. Коллектив разработчиков с успехом справился с этой задачей.

За основу был принят метод наложения титров по высокой частоте, без демодуляции основного сигнала. Теория говорит, что можно суммировать два высокочастотных сигнала при условии, что их несущие частоты синхронизированы с точностью до фазы. Реализация этого метода на практике оказалась весьма сложной задачей. Было разработано устройство, не имеющее аналогов в мире. На него был получен патент [1], а разработчиками защищена кандидатская диссертация [2]. Упрощенная структурная схема устройства наложения титров по высокой частоте показана на рис. 2. Устройство включается в разрыв тракта промежуточной частоты стандартного конвертора головной станции. Конверторы многих производителей (например, Teleste, Ikusi и др.) имеют специальные разъемы для такого подключения. Сигнал промежуточной частоты проходит транзитом через устройство наложения титров, при этом небольшая часть этого сигнала ответвляется направленным ответвителем НО1 на схемы выделения несущей частоты и синхроимпульсов.

В схеме выделения несущей частоты при помощи системы ФАПЧ формируется несущая частота, с точностью до фазы соответствующая несущей частоте входного радиосигнала. Блок выделения синхроимпульсов обеспечивает правильное место ввода титров в исходное изображение. Блок формирования наложенного изображения выполняет ту же роль, что и при традиционном методе. Сформированный сигнал наложенного изображения в балансной схеме модулирует выделенную несущую частоту. Затем в направленном ответвителе НО2 радиосигнал наложенного изображения подсуммируется к телевизионному сигналу. Особенностью балансного модулятора является то, что на его выходе сигнал присутствует только в области ввода наложенного изображения. В остальное время в радиоканал ничего не вводится, и основной сигнал в это время не подвергается никаким искажениям, также здесь отсутствует потеря информации измерительных строк и телетекста. Благодаря использованию транзитного прохождения сигнала, отключение питания блока титрирования не приводит к пропаданию изображения или появлению в нем искажений.

В состав устройства титрирования входит встроенный микропроцессор, который обеспечивает его автономную работу. Для этого, перед началом работы, через имеющийся в блоке порт RS232 со стандартного РС вводится требуемое текстовое сообщение и задаются требуемые интервалы времени выдачи сообщений. После этого встроенный микропроцессор по внутренним часам реального времени в заданные интервалы времени автоматически включает устройство и выводит запрограммированное сообщение на изображении канала.

Внешний вид устройства титрирования показан на рис. 3, а вид изображения с наложенным текстом на рис. 4. Устройство по своим ценовым и конструктивным характеристикам пригодно для установки в составе головной станции любого класса. Опытный образец устройства установлен на пилотной интерактивной сети кабельного телевидения ОАО "Мостелеком" в МО "Дорогомилово" [3] и успешно эксплуатируется уже более двух лет.

Немного о завтрашних возможностях

Решив поставленную задачу, сотрудники МТУСИ продолжили развитие этого направления. На выходе уже новый вариант устройства, который включает в себя повышающий и понижающий конверторы. Новое устройство стало независимым от наличия на конверторах головной станции разъемов промежуточной частоты и приобрело новые возможности. Такое устройство уже не требует для своей работы головной станции и может быть включено в любой участок сети КТВ. Так как в новом устройстве появилась возможность электронной перестройки частоты, то стало возможным при помощи одного устройства поочередно выводить заданные сообщения на нескольких каналах. Эта возможность может быть полезна, например, в гостиницах аэропортов для информирования постояльцев о задержках рейсов или начале регистрации пассажиров. Дополнительно предусматривается удаленная загрузка сообщений и управление устройством, что избавит операторов сети от необходимости посещать головную станцию для смены сообщений.

Заключение

Хочется надеяться, что описанная в статье уникальная разработка отечественных специалистов будет востребована в нашей стране, и нам не придется через несколько лет покупать такое оборудование под маркой иностранного производителя.

Литература

  • Устройство для введения дополнительной информации в воспроизводимое телевизионное изображение: Пат. РФ 2144278, МКИ 7 Н 04 N 5/278, 5/272, 7/08. Васютин В.А. Заявл. 17.06.98. Опубл. 10.01.2000.
  • Борисов А.Е. Разработка методов и устройств ввода дополнительной информации. Диссертация на соискание степени кандидата технических наук. Москва, 2000.
  • http://www.mostelecom.ru . Интернет-сайт ОАО "Мостелеком".
  • http://www.comcon-2.com . Независимая исследовательская компания "КОМКОН-2".
  • Варбанский А.М. Передающие телевизионные станции.— М.: Связь, 1980. — 328 с.

При строительстве экспериментальной мультисервисной кабельной сети нового поколения в МО "Дорогомилово" специалисты ОАО "Мостелеком" столкнулись с неожиданной проблемой — необходимостью оперативного информирования абонентов о процессах, происходящих в работе кабельной сети. Это связано с тем, что современная многофункциональная сеть кабельного телевидения — живой организм. В такой сети постоянно будут происходить изменения: вводиться новые каналы, изменяться формат вещания старых, появляться и исчезать новые виды услуг, проводиться профилактические работы. И без информирования абонентов обо всех этих событиях оператору трудно рассчитывать на эффективную эксплуатацию сети. Извещение абонентов через печатные издания неэффективно, так как информация сообщается неадресно — не абонентам сети, а всем читателям газеты. К тому же в этом случае все равно не удается обеспечить 100%-й охват абонентов.

Более логичным решением задачи является использование возможностей самой кабельной сети. Для этого в ней был создан специальный информационный вещательный канал. Однако это не решило проблемы полностью. Для того чтобы привлечь абонентов к регулярному просмотру информационного канала, необходимо наполнить его интересным круглосуточным информационным содержанием, что в масштабах отдельной кабельной сети оказалось невозможным. А в отсутствие такого наполнения посещаемость и эффективность работы канала падает.

Было решено попробовать другое решение — использовать кратковременное наложение бегущей строки с важными сообщениями на сигнал одного из центральных каналов. Информационная эффективность такого решения очень высока. Более того, закон в ряде случаев позволяет производить такую операцию, при условии, что строка будет занимать не более 7% площади экрана. Главным препятствием для реализации такого решения была громоздкость и дороговизна комплекта необходимого оборудования. Тем не менее, задача с помощью специалистов МТУСИ была решена.



 
Теле-Спутник Июль 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