GK Capital cable networks - Централни станции на кабелна телевизия
Както показва CSTB-2007, операторите рязко са увеличили вниманието си към предоставянето на цифрови телевизионни услуги, както DVB-C, така и IPTV. Това се улеснява и от плановете и решенията на правителството за "цифровизиране" на телевизионното излъчване. На този фон става ясно, че аксиомата за класа на хеденда е явно остаряла.
Общите принципи за формиране на цифрови станции са най-лесни за разглеждане на примера на кабелна телевизионна станция (DVB-C), приемаща телевизионно съдържание от сателит. Условно можем да разделим такива станции на два вида.
Първият тип включва главни станции, които не променят програмния състав на потоците, получени от сателитни транспондери, а само променят вида на цифровата модулация. Такива главни станции се състоят от така наречените „QPSK-QAM трансмодулатори“. Трансмодулаторите не извършват никакви манипулации директно на нивото на цифровия MPEG поток. Те само декодират MPEG потока от QPSK сигнала и след това модулират RF носителя, използвайки избрания тип QAM модулация. Като правило се използва 64 QAM модулация.
Наскоро такива "трансмодулиращи" главни станции включват по-усъвършенствани модули, които все още извършват някои прости операции с MPEG поток. По правило това е само PID филтриране (премахване на ненужни идентификатори на пакети) и премахване на нежелани програми от потока. Производството на трансмодулатори е по силите на почти всички производители на главни станции, дори и начинаещи, с много скромно технологично ниво. Линии от трансмодулатори QPSK-QAM вече се предлагат от повечето компании за главни станции.
Нека разгледаме по-подробно какви възможности за технологично внедряване съществуват за цифрови централни станции с функциитецифрово демултиплексиране и повторно мултиплексиране на MPEG транспортни потоци. Днес има три такива опции: ASI-комутирани цифрови станции, ATM-комутирани цифрови станции и IP-комутирани цифрови станции.
ASI превключването е широко известно и най-често срещано. Няма нужда да го описваме - повечето цифрови хенденди използват точно такъв метод за предаване на MPEG потоци между приемници, мултиплексори и QAM модулатори.
DVB ASI интерфейсът е прост и надежден, тъй като първоначално е проектиран за тази цел. Много оператори дори не знаят за съществуването на някои алтернативни опции. Те обаче съществуват и предоставят много интересни възможности.
С нарастващата популярност на IP мрежите на пазара започнаха да се появяват станции с IP комутация. Това даде възможност да се изключат скъпите ASI мултиплексори от комплекса и да се заменят с управлявани комутатори, въпреки че някои от функциите на мултиплексора са делегирани на други модули. Такова решение, например, предлага Tandberg Television, чиято продуктова линия включва, наред с други неща, сателитни приемници, мултиплексори и QAM модулатори, оборудвани с GigE интерфейси за предаване на MPEG през IP потоци.
По този начин както ATM-комутацията, така и IP-комутацията в цифрова централна станция ви позволяват да създавате фундаментално нови, така наречените разпределени инфраструктури. Такива главни станции осигуряват формирането на телевизионно съдържание, по-нататъшно мултиплексиране (за създаване на софтуерни пакети) и могат да бъдат раздалечени в пространството между централната и централната станции.
Операторът може да формира многопрограмни потоци на едно място и да ги прехвърля в много региони и населени места. Във всекиместност от многопрограмния поток ще формират свои собствени софтуерни пакети. Системата за условен достъп може да бъде или централна, обща за всички, или използвана „на място“, доколкото е необходимо. Това решение позволява на операторите да създават (мултиплексни) пакети, които са оптимални от търговски и технически съображения на дадена територия, по-специално, операторът може да има различни програмни политики в различни мрежови сегменти, като се фокусира върху различните нужди на абонатите в различни населени места или градски райони. За всеки конкретен мрежов сегмент операторът може да избере оптималния състав на телевизионните програми за различни пакети, оптималната политика на кодиране на системата за условен достъп, оптималния честотен план и др.
Операторите от различни класове понякога трябва да предоставят цифрови телевизионни услуги в различни формати (например едновременно в аналогов формат, DVB-C и IPTV), поради което на преден план излизат не техническите параметри на централната станция, а тяхната функционалност и унификацията на използваните модули. Това се отнася за практически всички използвани видове модули, но предимно сателитни (SAT) приемници. Ясно е, че операторът на SAT SAT приемника на първо място се нуждае от нискочестотен (A/V) или високочестотен (HF или RF) изход (или и двата), за да осигури излъчване в аналогов формат. Но веднага щом възникне въпросът за организирането на цифрова телевизия, операторът се нуждае от допълнителен ASI цифров изход от SAT приемника. Ако излъчвате едновременно в аналогови и цифрови формати (например DVB-C и IPTV), тогава SAT приемникът, в допълнение към A / V или RF изходи, вече ще се нуждае от два ASI изхода или ASI и IP изход едновременно. някоипроизводителите на централни станции, анализирайки пазара и слушайки исканията на операторите, започнаха да произвеждат сателитни приемници с аналогови и цифрови изходи на борда. Пример за това е сателитният приемен модул, включен в станцията TERRA CMH3000, наречен RD112. Наред с пълноценен аналогов изход, той има и ASI изход, който може да се използва за реализиране на цифрова телевизия във формат DVB-C или IPTV.
Немската компания ASTRO тръгна по обратния път. Като част от модулите на централната станция V16 на този производител има V251CI SAT приемник с три ASI изхода наведнъж, което позволява използването на същия модул не само за генериране на аналогов сигнал, но и цифрови сигнали във всеки DVB и IPTV формат едновременно.
Съвсем различен подход предлага един от водещите производители в областта на оборудването за кабелна телевизия, финландската компания TELESTE. Неговото решение се основава на ATM-превключване за формиране на DVB-C услуга, но всички модули за формиране на канали на DVX/ATMux платформа имат ATM и ASI изходи. Последният може да се използва за генериране на услуги в IPTV формат, едновременно с излъчване в DVB-C формат.
Изискванията за унифициране могат да бъдат приложени и към други модули на главния терминал: мултиплексори, QAM модулатори, IP стримери, DVD приемници и др. Следователно оборудването, използвано от оператора за предоставяне на цифрова телевизионна услуга в един формат, като DVB-C, за предпочитане трябва да може дапаралелна употреба и в различен формат, като например IPTV. Този подход ще направи възможно унифицирането на централната станция по отношение на генерирането на различни формати на изходни сигнали при минимални общи разходи.
Нека подходим към проблема с избора на параметрите на централната станция (и следователно на нейните показатели за разходите) от другата страна. Нека да разгледаме какви технически характеристики на главната страница са необходими на оператора на кабелна телевизия в настоящата ситуация. Не толкова отдавна SKT оператор, използващ коаксиална мрежа или HFC мрежа с голям коаксиален сегмент (FTTC архитектура), постави повишени изисквания към оборудването за формиране на канали, за да осигури необходимите параметри на изхода на абоната. Сега тези изисквания са се променили донякъде.
Например, нека разгледаме влиянието на класа на главния блок върху основния параметър на SKT с FTTH или FTTB архитектура - отношението носеща към шум (C/N). Спомнете си, че основните отличителни характеристики на FTTH / FTTB архитектурите са [1]:
За да се оцени влиянието на централната станция върху параметрите на изходния абонат, е необходимо да се вземе предвид цялата HFC мрежа, която обикновено се състои от основната станция, FOCL и коаксиален сегмент (фиг. 4).
Липсата на FOCL я превръща в чисто коаксиална мрежа, а липсата на коаксиална опорна мрежа я превръща в мрежа с FTTH/FTTB архитектура. Фигура 4 също така показва типични стойности за C/N (съотношение носеща към шум), CSO (интермодулационно изкривяване от втори ред) и CTB (интермодулационно изкривяване от трети ред) за всяка секция на мрежата. Чрез тези най-важни параметри, SKT всъщност се изчислява с помощта на добре известни формули:
| (1) |
| (2) |
| (3) |
Въз основа на (1), ние ще сравним архитектурите FTTC и FTTH (очевидно, архитектурата FTTB ще заема междинна стойност) според критерия C/N.
Фигура 5 показва зависимостите на C/N от нивото на входната оптична мощност P на оптичния възел ORX422 (Macrotel) за различни индекси на оптична модулация m. За други видове операционни усилватели числените стойности за C/N ще се променят, но естеството на самите криви ще остане. От разглеждането на фиг. 5 можем да заключим, че при намаляване на входната оптична мощност Рin с 1 dB, C/N също намалява с 1 dB. Следователно SCTs с FTTH архитектура работят с C/N = 44…48 dB, т.е. на границата на изискванията за самия SKT. Таблица 1 показва изчислените стойности на изходния C/N (т.е. при абоната) за различни C/N стойности на главните станции с присъщата C/N стойност на FOCL = 44 dB.
Прегледът на таблица 1 показва много слаба зависимост на използвания клас на централната станция от крайната стойност на C/N в FTTH архитектурата.
Таблица 2 показва подобни зависимости за FTTC архитектурата, но за типична стойност C/N = 52 dB за FOCL. Разглеждането на таблица 2 показва, че за да се постигне изходен C / N от порядъка на 43 dB (изискване на GOST R 52023), C / N на коаксиалната секция на SKT може да варира от 48 до 43 dB, в зависимост от класа на главата. С други думи, в зависимост от класа на главния терминал, броят на абонатите на SKT архитектура FTTC може да варира почти 3 пъти (!). По този начин изграждането на SKT на архитектурата FTTC води до задължително използване на глава с висок изход C / N за големи SKT. С FTTH архитектурата е възможно да се използва много по-евтина глава (например 2-ри клас).
Така може да се твърди, че глстанция на настоящия етап, в зависимост от нейното функционално предназначение (аксесоари) и размера на SKT, могат да бъдат наложени следните основни изисквания:
- Многофункционалност, т.е. възможност за работа с всички видове сигнали (HTB, CTB, A/V и др.) във всички необходими формати (аналогов, DVB, IPTV и др.). Може би в момента това е най-важният критерий при избора на типа глава.
- Наличието на вградена система за управление и мониторинг (NMS - система за управление на мрежата).
- Наличие на вградена цифрова и аналогова система. Това е важно само ако има единство на НСЧ.
- Изходно съотношение сигнал/шум и съотношение сигнал/шум за определен брой канали.
- Възможност за работа в съседни канали, т.е. нивото на смущения извън обхвата.
- Ниво на изходния сигнал за даден брой канали.
- Качеството на генерираните сигнали (ниво на изкривяване, диференциална фаза и диференциално усилване, неравномерна честотна характеристика и групово забавяне, селективност, чувствителност, стабилност на честотата и амплитудата, дълбочина на вградената AGC система и др.).
- Надеждност и лекота на използване. Възможност за автоматично резервиране, извършвано по един или друг принцип.
- Наличие на допълнителни входно/изходни функционални интерфейси и др.
По този начин, обобщавайки изискванията към централната станция SKT в съвременните условия, бих искал още веднъж да подчертая:
- Главната станция трябва не само да предоставя пълна гама от решения за организиране на аналогово телевизионно излъчване, но и да може да интегрира решения за организиране на цифрова телевизия във формати DVB-C и IPTV.
- При изграждането на SKT с FTTH архитектуракрайната стойност на съотношението носеща към шум (C/N) е слабо зависима от класа на използваната глава, което позволява при определени условия използването на станции от по-нисък клас.
- При избора на типа на централната станция, в зависимост от мащаба на SKT, трябва да се обърне сериозно внимание на функционалността, мащабируемостта и гъвкавостта на входящите цифрови модули.
- Важна роля играе наличието на единна система за управление и мониторинг (включително оптичната мрежа). За големите SKT много важен момент е наличието на автоматично резервиране. Всички допълнителни функции на централната станция се осигуряват, като правило, за сметка на друго спомагателно оборудване.
Автори: Колпаков И.А., ген. директор на фирма Контур-М, Субботин М.Ю., управител на фирма Контур-М.