Построение головной станции цифрового кабельного ТВ

Введение DVLab:

Предлагаемая статья написана по нашей просьбе техническим специалистом, непосредственно эксплуатирующим оборудование DVLab. Им была

выполнена вся работа по построению сети, начиная от выбора оборудования для головной станции и кончая выбором абонентских приемников.

(Конечно под чутким руководством и финансовым контролем администрации). Приобретенный во время этой работы опыт, позволивший объективно

осветить многие аспекты, делает эту статью, по нашему мнению, интересной для начинающих или только обдумывающих переход на цифру операторов

кабельных сетей, как еще одно мнение по оценке затрат на создание цифровой сети.Мы сознательно не делаем никаких сравнений с конкурирующим

оборудованием ни по ценам, ни по возможностям, считая это некорректным, так как у нас нет для этого полной информации. С другой стороны, каждое

решение имеет право на жизнь, если оно кого-то устраивает. Наша цель – предлагать свои решения задач по переходу на цифровое вещание, и делать

эти предложения как можно более интересными и сбалансированными по всем параметрам.

Естественно, пример приведенный в статье - условный, так как у всех есть свои уникальные особенности. Один к одному никто его не реализует, но

этот пример может служить шаблоном, помогающим в разработки сети цифрового кабельного ТВ на любом типе оборудования.Так как работа над

повышением возможностей нашего оборудования ведется постоянно, со временем будут подготовлены еще несколько подобных примеров,

учитывающих как другие потребности, так и новые возможности приборов.Eще одно замечание. У каждого автора свой взгляд, свои акценты.

Какие – то моменты мы считаем более важными, какие – то менее, но приводим работу в том виде , как она написана.

Цель данной работы – рассмотреть построение головной станции цифрового кабельного ТВ на каналообразующем оборудовании компании DVLab и

приблизительная оценка затрат.

Для решения этой задачи установим для себя основные отправные точки:

Ориентир по аудитории – населенный пункт России
Количество каналов- 40 (это среднестатистическое количество каналов которое предлагают начинающие операторы !)
Недорогостоящее решение
Формат вещания DVB-С
Использование надежного, расширяемого, многофункционального и недорогого оборудования

Все увеличивающаяся тенденция развития и повсеместного внедрения цифрового ТВ в последнее время уже не требует никаких доказательств.

На фоне удешевления цифрообразующего оборудования все четче прослеживаются очевидные плюсы цифрового ТВ и, если не углубляться, сразу можно

назвать самые важные из них :

1. Так называемое «студийное качество» транслируемых каналов.

Под термином «студийное качество», к сожалению, больше имеется ввиду не абсолютное качество изображения, а возможность доставки «картинки»

до потребителя без ухудшения того качества, которое было в студии.

2. Возможность передачи телевизионной программы с дополнительными, по сравнению с обычным аналоговым ТВ, возможностями - стереозвуком,

несколькими языковыми дорожками субтитров и т.д.

3. Возможность использования сложнейших алгоритмов шифрования, что делает минимальными потери из-за пиратского просмотра.

4. Адресное криптование – т. е. возможность отключения и подключения любого абонента к любым программам дистанционно с компьютера,

обслуживающего сеть (сервера).

5 .Возможность гибкого управления контентом, доступом к контенту, легкое и гибкое пакетирование

6. Выгодная энергетическая составляющая, в связи с тем, что требования к отношению сигнал/шум у цифровых каналов гораздо меньше.

(Как следствие, нужно меньше усилительного оборудования и соответственно его обслуживания!)

7. Вместо одного аналогового сигнала можно разместить, в среднем, 8 цифровых каналов, что дает выигрыш по использованию частот.

8. Потенциальная возможность увеличения программ до 400.

9. Готовность перехода на вещание в HD.

10. Возможность предоставления и вещания одновременно в аналоге, в цифре SD MPEG2 и в более продвинутом варианте H264(MPEG4AVC) SD и HD.

Поскольку речь идет о цифровом телевидении, то понятно, что самой дорогостоящей частью головной станции будет собственно цифрообразующее

оборудование и для тех, кто решил расширять свои существующие аналоговые сети или, особенно, строить с нуля сервис цифрового ТВ, финансовая

составляющая немаловажный вопрос. Цель данной работы – предложить достаточно недорогой путь для начала развития сервиса цифрового ТВ,

используя оборудование компании DVLab. Приведенное в статье оборудование, при относительно небольшой цене, дает абсолютно все вышеперечисленные

плюсы цифрового ТВ. Немаловажно и то, что эта аппаратура является масштабируемой, надежной и управляемой, может легко интегрироваться в сторонние

билинговые системы, делая процесс работы почти полностью автоматическим.

Для кабельных операторов в настоящее время предлагаются 3 основные модели:

6 TV channel DVB-C Scrambling Converter(в дальнейшем – «6DVB-С») - Многофункциональное устройство для преобразования 6-и телевизионных

аналоговых программ в сигнал цифрового кабельного телевидения с возможностью работы в системе адресного кодирования. Отличительной особенностью

устройства является осуществление в одном приборе всех необходимых преобразований видео и аудио сигналов для перевода аналоговых многоканальных

кабельных и MMDS телевизионных сетей на цифровое вещание. Есть поддержка системы условного доступа к просмотру программ. Каждый видео сигнал может

сопровождаться двумя аудио дорожками. На выходе один блок обеспечивает передачу всех оцифрованных каналов на одной несущей (36,15МГц) в цифровом

виде в соответствии со стандартом DVB-C в спектре шириной до 8МГц.

4ASI / DVB-С Scrambling Converter (в дальнейшем –«4ASI»)

По сути - ремультиплексор имеющий 4 цифровых ASI входов (TS Mpeg2 ASI), позволяющий выделить из четырех цифровых потоков (принятых, от 4 спутниковых

ресиверов или других устройств, имеющих ASI выходы), телевизионные программы, выбранные оператором кабельной сети. Количество принимаемых программ

выбирается самим оператором в пределах потока, пропускаемого конвертером (для QAM64 с потоком менее 40.5Мбит в сек) с помощью входящей в состав

поставкиспециализированной программы - анализатора цифровых потоков. В функции прибора входит демультиплексирование потоков, модуляция

QAM 32/64/128/256 в зависимости от варианта исполнения, и поддержка системы условного доступа. Выход конвертера - сигнал формата DVB-C на поднесущей

36,15МГц,выбранные из соображений использования после этого прибора стандартных аналоговых преобразователей ПЧ в частоту канала. Возможен ручной

или автоматический ввод программы канала (EPG) Поскольку TS Mpeg2 может транслировать и Н264 как в стандарте SD, так и HD, то эти изделия могут

называться HD ready.

8 ASI / DVB-С Scrambling Converter (в дальнейшем –«8ASI»)

Практически те же параметры, как и предыдущая модель но с большим количеством входов. Необходимость в этой модели вызвана тем что на практике бывают

случаи необходимости сбора программ с количества источников больше чем 4.

Основные технические параметры данных устройств можно найти на сайте

www.dv-lab.com

В заключении надо сказать, что для работы с этими устройствами используется специальный софт, который делится на серверную и клиентскую части.

Ни та, ни другая не требует поддержки каких-то особенных платформ или специального hardware. Все они не требуют особенно мощных PC и нормально

работают на обычных рабочих станциях под управлением OS WinXP

Если с цифрообразующим оборудованием уже как -то определились, то чтобы определиться с остальным оборудованием необходимо, для начала, выбрать

будущий медиаконтент, который в соответствии с условием должен быть в большинстве своем русскоязычным, кроме того должен покрывать достаточно

широкий спектр интересов.

Предлагается к рассмотрению следующий список каналов:

1- транспондеры нумеруем просто по порядку чтобы посчитать затем требуемое приемное оборудование

Теперь необходимо выбрать приемное оборудование. При выборе приемного оборудования кроме фактора надежности необходимо учитывать сопряжение по

системе сжатия, а также сопрягаемость типов выходных интерфейсов приемника с цифровым каналообразующим оборудованием. Так как имеется много

вариантов названия приемных устройств цифрового телевидения - цифровая приставка, приемник, тюнер, Set-Top-Box, ресивер и т.д. будем в дальнейшем

называть приемник головной станции ресивером, а абонентское приемное устройство цифрового ТВ - STB (Set -Top-Box). Вернемся к нашему списку каналов.

Как видно из него, первые девять каналов идут в открытом виде, но сжаты MPEG4 AVC. Если использовать устройство 4ASI, то каналы пройдут нормально,

но систему сжатия это не изменит, а потому на приемной части (т.е у абонента) необходимо будет использовать STB, которые могут декодировать MPEG4 AVC,

однако, на данный момент они еще дороже MPEG2 и их есть смысл использовать только для приема цифрового ТВ формата “HD”, (вероятно, наших клиентов

эта фраза может натолкнуть на мысль сразу ориентироваться на STB, которые поддерживают все форматы, в том числе HD, поскольку уже есть варианты

покупки таких ресиверов по цене менее 60уе в Китае). Как мы видим, в нашем варианте в MPEG4 AVC идут основные российские каналы. Можно было бы

брать эти каналы и с других позиций, но это увеличило бы количество антенн и, вероятно, в некоторых случаях потребовало бы установки антенн более

больших размеров, а это сильно увеличит затраты на систему. Кроме того, существует общая тенденция использования MPEG4 для ретрансляции каналов

со спутника, поэтому, рано или поздно, все равно придется переходить на этот формат. По мере распространения этого формата также есть тенденция

удешевления приемного оборудования (как DVB-S так и DVB-C).В виду всего вышесказанного можно сказать, что для начала есть смысл принять каналы

обычными бытовыми STB (можно и профессиональными ресиверами, если позволяют средства!) поддерживающими MPEG4 и подать их низкочастотные выходы

(Видео + стерео аудио) на устройство 6DVB-С. Поскольку каналов 9, то необходимо 2 6DVB С устройства и, в результате, на одном устройстве останется 3

незадействованных входа, которые можно использовать для каналов местного значения, предварительно подав их с наземного приемного устройства на

демодулятор. Все оставшиеся каналы используют сжатие MPEG2, следовательно выгодней будет использовать 4ASI ремультиплексор, поскольку цены на

абонентские STB для MPEG2 стали уже вполне доступными, а выбор их на рынке достаточно большим. Использование ASI потоков нам доставить этот контент

до абонента без потери качества, сохраняя стереозвук и все звуковые дорожки, а также все сопутствующие каналу потоки (субтитры, телетекст и т.д.).

Количество каналов, которые можно смультиплексировать и передать одним таким устройством, с одной стороны ограничивается максимально возможным

потоком на выходе, а с другой стороны, полосой 8 МГц и используемой QAM. В виду того, что чем больше канстеляция, тем больший поток можно передать,

но вместе с тем, с увеличением QAM возрастают требования к отношению сигнал/шум, как правило используют 64QAM. Это дает достаточно хороший поток

и достаточное для поддержания отношение сигнал/шум, при этом в среднем можно передать до 8 каналов ! Из таблицы известно, что количество каналов

идущих в MPEG2 равно 31, следовательно нам необходимо 31:8=3.8 т.е. 4 устройства 4ASI. Опять же из таблицы, мы видим, что все эти тридцать каналов

мы будем получать с 12 транспондеров,что означает что нам необходимо 12 ресиверов с ASI выходом. Кроме того, для того чтобы получить окончательный

групповой спектр, нам необходимы так называемые UP конвертеры, которые позволяют перенести промежуточную частоту 36.15 с нашего цифрообразующего

оборудования на требуемую частоту трансляции. Теоретически, можно воспользоваться стандартным аналоговым преобразователем, однако могут быть

проблемы. Так например при использовании OV35 столкнулись с тем, что некоторые образцы имеют очень плохие показатели, хотя есть образцы, которые

работали вполне нормально. DV-Lab предлагает проверенное устройство, которое в одном 1U корпусе содержит 2 управляемых UP конвертера, их мы и

будем использовать для головной станции. В связи со всем вышесказанным, мы можем построить блок схему нашей будущей головной станции :

Как видно из таблицы, помимо вышеупомянутых устройств, последним в графе упомянут измерительный прибор. Конечно понятно, что это всего лишь инструмент

и автор ни в коей мере не сомневается в профессионализме читателя, но решил указать это намеренно, чтобы учесть расходы и на него, поскольку стоимость

измерительного прибора достаточно большая. Кроме того, многие начинающие кабельщики вообще считают, что в начале его приобретение можно отложить !

На самом деле, если в аналоговом ТВ проблемы можно решать и без прибора (хотя, повторяю, даже в этом случае это подход, по меньшей мере,

непрофессиональный!) и пользуясь своими знаниями, опытом и полученной на экране ТВ картинкой можно понять, что например звенит усилитель или сигнал

слабый, то в цифровом ТВ во многих случаях такой подход не возможен! Необходимо отметить, что для того чтобы работать в поле цифрового ТВ,

прибор должен быть совместим c DVB - С и измерять такие основные параметры цифрового сигнала, как BER и MER, ну и, как обычно, отношение C/N, а также

собственно уровень сигнала. На данный момент рынок таких приборов огромен- от самых дорогих брендовых, до более дешевых “NONAME”. Цена может

колебаться от 800 до нескольких тысяч долларов. Конечно, приобретение и выбор измерительного прибора это весьма ответственное дело и, при

наличии средств, лучше не экономить и покупать уже зарекомендовавшее себя измерительное оборудование (стоимость которого может колебаться от 2000

до 3000 долларов, ну например PROMAX). Хотя, при стесненных средствах, можно приобрести и у китайских производителей, что может обойтись от 900 и до

1500 долларов и на первое время его должно хватить, а если повезет, то он будет работать долго и надежно.

email shokin@arax.md

Комментарий DVLab

Как уже говорилось ранее, предложенный вариант построения полностью цифровой кабельной сети не есть догма и может быть реализован в разных вариациях

(необходимо строить ее с учетом Ваших реалий рынка).Вполне возможен, и даже более вероятен вариант совместного вещания 8-15 каналов социального пакета

в аналоге и разбивки цифрового контента на несколько пакетов (базовое програмное обеспечение DV -Lab рассчитано до 8.), что только поможет вам конкурировать

с уже существующими аналоговыми кабельными сетями. Это объясняется тем, что при общей дешевизне ТВ приемников, в каждой семье, как правило, более одного

телевизора, а аналоговый сигнал можно самостоятельно, а главное бесплатно (небольшие потери в качестве в данном случае не в счет)) разделить на все

телевизоры присутствующие в доме (да и в соседнем) ! Такая прекрасная возможность аналогового кабельного ТВ оборачивается и плохой стороной, поскольку

своей доступностью провоцирует на нелегальные подключения, которые как правило делаются технически неграмотно, что в итоге сказывается на всей сети и

на ее обслуживании. Если вы решили давать комбинацию из аналогового и цифрового ТВ, то должны быть к этому готовы!

Еще по поводу вариаций-

Вполне возможно передавать (или запланировать на ближайшее будущее) пару пакетов HD, потому что количество ТВ приемников (ЖК или плазменных) готовых

к приему сигнала HD увеличивается,а цена их постепенно снижается. На данный момент, проблема HD, в основном, состоит в следующем :Первая и основная

проблема -это недостаточное количество HD контента, хотя в последнее время ситуация улучшается и количество каналов в этом формате постоянно растет.

Вторая проблема это высокая стоимость приемного абонентского оборудования, поэтому, как уже говорилось ранее, есть смысл сейчас нацеливать его на

более обеспеченный и продвинутый класс абонентов!

Еще несколько замечаний по приемному абонентскому оборудованию:

Если ранее, 2-3 года назад, основное на что обращалось внимание, это надежность работы и работы с определенной системой условного доступа, то сейчас,

по мере решения большинством производителей подобных проблемм, на передний план выходят сервисные возможности STB, а это в некоторых случаях уже

дело вкуса, поэтому важно тестирование.По нашим сведениям, производители частенько путают версии програмного обеспечения в STB, а именно оно

определяет его функции. Поэтому важно не только как STB выглядит и что на нем написано? а какая версия програмного обеспечения в нем зашита. Конечно,

все приемники можно перешить, но если их более 2 тысячи, сделать это потом очень затруднительно. Кстати, по тому как и на сколько быстро производитель

реагирует на Ваши замечания по софту, вполне можно судить о серьезности его бизнеса.Цены STB катастрофически падают, чему способствуют неутомимые

китайцы и тут важно помнить, что уже далеко не всегда китайское значит плохое! Что бы там не говорили о качестве брендов, практически все они делаются

в Китае и там же, через очень короткое время, копируются причем делают даже копии с копий.Ходят фантастические слухи о ценах в от 20 до 12 долларов за

STB, правда сразу с замечаниями, что приемник работает только в принципе, но все равно это впечатляет наши падкие до низких цен души. Поэтому, не стоит

сразу гнаться за брендовыми STB, а стоит все же сначала поискать какие-нибудь “Noname” и, вполне возможно,что много сэкономите. Кроме того, как правило

брендовые производители редко соглашаются продавать менее 1000 штук за нормальную цену, а в начале бизнеса,как вы понимаете выложить по 45-48 долларов

(а то и больше) за 1000 штук (т.е. более 40000 $ USA) не считая доставки, НДС и таможенных сборов весьма проблематично.

В связи с тенденциями удешевления STB, уже стоит подумать о HD приемниках, которые еще несколько лет назад стоили не одну сотню долларов, а сейчас уже

можно найти и за сумму не превышающую 100 $.

И вообще, по нашим представлениям, STB уже через 2-3 года начнут вымирать, поскольку в каждом новом телевизоре комбинированный цифровой DVB-T +DVB-C

тюнер будет уже встроенной функцией. Производители приемников это уже понимают и готовятся к переходу на новую продукцию ( например Sony Bravia).

Необходимо учитывать, что в данной статье и в итоговой таблице не рассматриваются вопросы оформления прав на трансляцию и стоимость

подписок, поскольку этот вопрос сложен и может зависеть от законодательства планируемой местности (хотя и достаточно изучен всеми, кто уже

занимается ретрансляцией аналогового ТВ). Кроме того, не учитывается стоимость монтажных работ, расходных материалов, организации электроснабжения,

аренда площадей под студию и антенное поле, поскольку они очень разнятся в зависимости от местных условий.