Построение локальных кабельных сетей цифрового ТВ на основе трансмодуляторов TELEVES

ПОДЕЛИТЬСЯ
Снижение цен на абонентские приемники стандарта DVB-C, а также появление на рынке телевизоров со встроенными DVB-C приемниками в корне изменили концепцию построения локальных кабельных сетей. На сегодняшний день ввиду экономической целесообразности использование таких устройств, как трансмодуляторы, при раздаче сигналов кабельного телевидения выходит на первый план. Ведь перевод целого транспондера, принимаемого со спутника в стандарте DVB-S/S2, в стандарт DVB-C и последующий прием на встроенный в телевизор приемник в расчете на один канал обходится на порядок ниже по стоимости, чем при построении, например, аналоговой сети. Кроме того, качество изображения остается цифровым и, как правило, существенно лучшим, чем при использовании отдельного приемника, плюс нет дополнительных устройств рядом с телевизором, а также используется только один пульт дистанционного управления и т. д.

televes_T0x

Почему именно DVB-C?

Конечно, первой причиной, по которой в распределительных телевизионных сетях желательно использовать DVB-C, является тот факт, что этот стандарт был разработан именно для раздачи цифрового сигнала в кабельных сетях. Формат модуляции QAM, как основной формат передачи цифровых сигналов в телевизионных сетях, соответствующий стандарту DVB-C, характеризуется устойчивостью к шуму и высокой спектральной эффективностью. Несмотря на то, что стандарт DVB-T также может использоваться для подобных целей, и существуют примеры больших кабельных сетей, работающих в этом стандарте, – это решение технически менее рационально и, как правило, существенно дороже при реализации. Кроме того, наличие встроенного телевизионного приемника DVB-C в современных телевизорах уже на данный момент является опцией, незначительно влияющей на их стоимость.

Почему именно оборудование Televes?

Безусловно, оборудование компании Televes традиционно занимает наиболее комфортную с точки зрения инсталляторов и интеграторов телекоммуникационного оборудования нишу, реализуя оптимальное соотношение цена/качество. На сегодняшний день Televes переводит свою профессиональную линейку оборудования для головных станций на третье поколение устройств – серию T0X. В отличие от предыдущих поколений трансмодуляторов устройства серии T0X работают в стандарте DVB-S2. Кроме того, появилась возможность корректировать выходной сигнал, убирая из входного потока ненужные сервисы, а также менять ширину полосы по выходу и использовать различные типы модуляций (QAM 64, QAM 128 и QAM 256). Но одним из наиболее приятных сюрпризов, преподнесенных новой линейкой, стал сдвоенный трансмодулятор DVB-S2/QAM (ref. 5630), который при сохраненной стоимости своего одноканального предшественника дает возможность переводить в DVB-C сразу два транспондера. Соответственно, использование такого трансмодулятора позволяет снизить в два раза оценочную стоимость на один канал.
Отметим, что с помощью изделий Televes можно также выполнить трансмодуляцию сигналов наземного цифрового телевизионного вещания (COFDM) в QAM. Приведение всех форматов модуляции к унифицированному формату QAM позволяет абоненту сети использовать единственный приемник для всех типов сигналов, независимо от того, какой у них был оригинальный формат модуляции (DVB-S, DVB-S2 или COFDM). Это позволяет пользователю избежать неприятного нагромождения различных тюнеров у каждого установленного в доме телевизора, а также вообще не применять внешних тюнеров в случае, если телевизоры имеют встроенные DVB-C приемники.

televes_tab

Область применения кабельных сетей, построенных на базе трансмодуляторов

Кардинальное снижение стоимости трансмодуляторов новой серии T0X позволило расширить сферу их применения. Если раньше трансмодуляторы применялись в крупных сетях кабельных операторов, то теперь сфера их применения может быть расширена  вплоть до локальных домашних сетей непосредственно у конечного потребителя. Основное преимущество использования в малых сетях – это удобство эксплуатации и качество картинки. То есть нет необходимости в каком-либо вспомогательном оборудовании (внешних спутниковых и эфирных ресиверах и т. п.) для просмотра телепрограмм, кроме, собственно, телевизора (что, несомненно, очень удобно и, кроме того, дополнительно дает еще и значительное улучшение качества изображения). При использовании в телевизионных сетях гостиничных комплексов, помимо вышеуказанных преимуществ, привлекает еще и минимизация влияния человеческого фактора – в номере устанавливается минимальное количество оборудования. Для кабельных операторов основным преимуществом подобных реализаций предположительно будет уменьшение затрат на создание социальных бесплатных пакетов вещательных программ. То есть для создания бюджетного набора бесплатных каналов нет необходимости использовать то же дорогостоящее оборудование, что и для кодированных, можно просто взять готовый транспондер со спутника или цифрового эфира и после соответствующей коррекции сервисов непосредственно в трансмодуляторе запустить в сеть. И, наконец, структуры, использующие трансмодулированный сигнал, расширяют диапазон применения систем МИТРИС. Подобные решения позволяют операторам МИТРИС без труда и особых затрат, не меняя кодировки, войти в кабельные сети затененных районов (заключив предварительно договоры с кабельными операторами), интегрироваться в локальные сети гостиничных комплексов и т. п. В такие системы удачно вписываются новые CAM-модули кодировки CryptON (эту кодировку применяет большинство МИТРИС-операторов), которые можно использовать непосредственно в телевизорах со встроенными DVB-C ресиверами.
Остановимся на некоторых особенностях, присущих трансмодуляторам серии T0X.

Форматирование транспортных пакетов – “stuffing”

televes_T0x_2В большинстве случаев приемники QAM имеют программное обеспечение, которое выполняет поиск программ по признаку только одной символьной скорости, например, 6,875 Мбод (при максимальной символьной скорости для модуляции QAM в полосе 8 МГц равной 8,931 Мбод). Поэтому установленные в головной станции модули трансмодуляторов должны формировать поток, состоящий из сигналов с одной и той же символьной скоростью, независимо от того, каковы были битовые скорости на их входах.
Для того чтобы добиться соответствия этим особенностям сигнала QAM, в головной станции производится форматирование (“stuffing”) транспортного пакета MPEG2.
Кроме того, сигналы наземного TV вещания с модуляцией COFDM в разных странах варьируются по битовой скорости в соответствии с параметрами передачи (например, для Испании это такие параметры: ширина полосы 8 МГц, 64QAM, FEC 2/3 и защитный интервал 1/4). То же самое происходит и со спутниковыми сигналами. Этим можно объяснить тот факт, что при трансмодуляции сигналов из COFDM или QPSK в QAM получаются различные выходные наборы из двух параметров, например:

  • спутник QPSK (27,5 Мбод, FEC 3/4) => 64QAM 6,875 Мбод;
  • наземный COFDM (64QAM, FEC 2/3, IG 1/4) => 64QAM 3,600 Мбод.

Это усложняет автоматический поиск или “сканирование”: приемник должен детектировать все передаваемые сигналы QAM путем поиска входной полосы, используя как параметры для этого поиска и частоту, и битовую скорость.
Этот процесс может быть очень длительным. Автоматический поиск облегчается, если все сигналы QAM идентичны (одни и те же формат модуляции и символьная скорость). Вот почему перед модуляцией QAM по отношению к демодулированным данным применяются методы форматирования (“stuffing”).

Исключение сервисов

В некоторых случаях, особенно по отношению к входным сигналам DVBS2, входная скорость принятого со спутника сигнала может оказаться слишком высокой для того, чтобы быть полностью переданной в выходном сигнале QAM. Можно выбрать, какие из сервисов, доступных на входе, будут переданы на выходе, и исключить нежелательные программы, уменьшив таким путем битовую скорость. В то же самое время в некоторых сетях, таких как малые сети КТВ, трансмодулятор из DVB-S2 в QAM может исключить определенные сервисы (фильтрация SID), чтобы оператор сети мог избежать лицензионных платежей провайдеру за не нужные ему сервисы.

Переименование оператора – “Operator_id”

Для некоторых кабельных сетей важно заменить имя оператора_id, полученное из входного транспортного потока, на другое имя в выходном потоке.

Обработка NIT

Чтобы облегчить приемнику поиск всех доступных сигналов QAM в сети SMATV, был реализован соответствующий механизм для того, чтобы обработать таблицу NIT (NIT Handling). Он состоит из генератора таблицы NIT, которая содержит всю информацию о различных каналах QAM, присутствующих в сети (частота, формат модуляции, скорость передачи в бодах). Любой трансмодулятор (DVBS2-QAM или COFDM-QAM) может заменить входную таблицу NIT на другую. Таким образом, для того чтобы получить доступ к этим данным, приемник должен настроиться только на один канал QAM, чтобы получить информацию обо всех других, что очень облегчает поиск.
Пользователь управляет этим механизмом обработки NIT посредством версии 2.12 или более высокой версии программы CDC.

Что представляет собой сдвоенный блок трансмодуляторов DVB-S2/QAM?

Сдвоенный блок трансмодуляторов из DVB-S2 в QAM состоит из двух модулей трансмодуляторов, установленных на одном шасси и называемых модулями «A» и «B». Каждый модуль принимает на свой вход сигнал спутникового транспондера (в одном из форматов модуляции, определяемых стандартами DVB-S/S2: QPSK или 8PSK) и демодулирует его так, чтобы получить мультиплекс MPEG2. Затем весь мультиплекс используется для модуляции промежуточной частоты в формате QAM. Модулированная ПЧ с помощью быстро перестраиваемого повышающего преобразователя преобразовывается в выходной канал (в диапазоне UHF или VHF и с максимальной шириной полосы 8 МГц).
У каждого модуля трансмодулятора «A» и «B» есть свой собственный повышающий преобразователь, что позволяет сдвоенному блоку трансмодуляторов DVBS2-QAM передавать эти два выходных сигнала полностью независимо, таким путем достигая оптимального использования диапазона частот передачи.
Одно из возможных применений блока состоит в том, что с его помощью можно разделить входной сигнал транспондера в формате DVBS2 (прямая трансмодуляция которого обычно приводит к превышению максимально допустимой ширины полосы канала) на два выходных канала QAM, поддерживая при этом все сервисы транспондера. У двух выходных сигналов транспондера должны быть одна и та же ширина полосы и полярность, поскольку входы обоих модулей «A» и «B» являются раздельными.
Для того чтобы программировать рабочие параметры двух модулей в составе сдвоенного блока трансмодуляторов DVBS2-QAM (главным образом, частоты входа и выхода и форматы модуляции) используется универсальный программатор (ref. 7234).
Сдвоенный блок DVBS2 — QAM включает петлевой вход и выход FI, для которых используются «верхние» F — разъемы. Таким путем входной сигнал подается на входы нескольких модулей, и обеспечивается питание LNB, предназначенных для преобразования входных сигналов, за счет подачи напряжения через входной разъем (13/17 V).
В случае частичной потери входным сигналом мощности светодиодный индикатор на передней панели начинает мигать.  Когда мощность сигнала возвращается к нормальной величине, он опять начинает светиться непрерывно. Кроме того, цвет свечения LED-индикатора указывает на текущее состояние блока:

  • Зеленый: нормальная работа обоих модулей «A» и «B».
  • Оранжевый: правильная работа по C/N при заниженном уровне входного сигнала на входе одного из модулей.
  • Красный: отклонение от нормального режима работы в одном или обоих модулях «A» и/или «B».

Точно так же у каждого модуля есть входные и выходные RF-разъемы, для того чтобы можно было суммировать их выходные сигналы перед последующим усилением.

Пример построения головной станции КТВ на базе трансмодуляторов Televes

В качестве примера реализации локальной кабельной сети на базе трансмодуляторов Televes представим сеть, включающую украинские и русскоязычные открытые каналы (всего около 60-ти телеканалов), принятые со спутников Amos 2/3 (4 гр.з.д.), Astra 1E/4A (4.8 гр.в.д.) и Hot Bird 6/8/9 (13 гр.в.д.). На Рисунке 1 показана схема построения головной станции сети КТВ, которая осуществляет вещание в соответствии со стандартом DVB-C посредством трансмодуляции из DVB-S2 в QAM. Схема проста в реализации, но не предоставляет возможности цифрового ремультиплексирования для формирования нового мультиплекса ТВ программ (производится перенос всего транспондера целиком с возможностью удаления отдельных каналов из входного потока).

Рисунок 1. Схема построения «малой» сети кабельного телевидения на базе сдвоенных трансмодуляторов DVB-S2/QAM.
Рисунок 1. Схема построения «малой» сети кабельного телевидения на базе сдвоенных трансмодуляторов DVB-S2/QAM.

Ввиду высокой степени интеграции (перенос одним блоком сразу двух спутниковых каналов) обеспечивается выигрыш по стоимости по сравнению с оборудованием того же класса, что актуально при построении малых кабельных сетей и при формировании пакетов открытых каналов. Настройка оборудования головной станции легко производится с помощью универсального программатора.

Выводы

Использование нового продукта от Televes, который представляет собой сдвоенный блок трансмодуляторов DVB-S2/QAM, может стать хорошим подспорьем в работе для операторов кабельных сетей, позволяя им эффективно решать некоторые задачи. Попытка решить эти задачи с помощью других изделий приводит к большим затратам и к более громоздким и сложным решениям. В первую очередь, это касается тех операторов, которые должны в своей сети обеспечить передачу некоторого количества открытых каналов в рамках так называемого «социального пакета» программ, предоставляемых пользователю бесплатно. Обычно эти программы сосредоточены в пределах одного-двух мультиплексов, передаваемых со спутника на двух частотах. Тогда использование всего одного сдвоенного блока трансмодуляторов позволяет полностью решить задачу и избежать больших затрат на трансмодуляцию отдельных открытых каналов.
Второй удачный вариант использования этого изделия – приведение сигналов, полученных от различных источников и имеющих различные форматы модуляции, к единому формату – QAM.
Как видим, использование сдвоенного блока трансмодуляторов оправдано во всех случаях, когда не требуется разбирать мультиплекс телевизионных программ (спутниковый транспондер) на отдельные составляющие его программы, а можно трансмодулировать целиком.

Автор: Химич Петр Васильевич

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Понравилось нас читать?