До недавнего времени самым распространенным, а иногда и единственным, средством доставки телевизионных сигналов в частные квартиры и дома было эфирное телевизионное вещание. Для этого использовались и используются по настоящее время открытые метровые и дециметровые радиоканалы, организуемые передающим и приемным оборудованием в свободном пространстве. Частоты вещания распределены в соответствии с частотным планом, установленным государственными органами контроля радиосвязи. Радиочастотный спектр эфирного телевизионного вещания, таким образом, был предоставлен для свободного общественного использования.
Работа содержит 1 файл
Рис. 1.1. Архитектура системы кабельного телевидения
Рассмотрим подробнее назначение всех трех сетевых уровней системы КТВ. Транспортный уровень является базовым уровнем сети. Качество передачи в транспортной сети должно быть очень высоким, а ее канальная емкость (или скорость передачи) очень большой, поэтому она выполняется на основе волоконно-оптических линий связи.
Приём кабельного ТВ на приставку World Vision Focus Combo T2/S2 (Санкт-Петербург)
Транспортная сеть соединяет центральный оптический передатчик, установленный на центральной головной станции, с несколькими оптическими приемниками, установленными на узловых станциях. Транспортная сеть, таким образом, является частью линейного тракта между выходом центральной головной станции и входами узловых станций или между несколькими узловыми станциями. Она является полностью оптической частью системы и не требует включения какого-либо линейного промежуточного оборудования.
Магистральная линия соединяет оптический приемник узловой головной станции (или местную головную станцию в СКПТ) с распределительной сетью. Следовательно, магистральная сеть является частью линейного тракта между выходом узловой (ипи местной) станции и точкой подключения коаксиальной распределительной сети. Этот уровень может строиться, как и предыдущий, на базе волоконно-оптических линий связи, но часто для этого применяется и высококачественный коаксиальный кабель (например, серии 565), специально предназначенный для строительства магистральных линий. В последнем слу чае для поддержания характеристик сигнала на приемлемом уровне используются магистральные усилители, включенные в каскад друг за другом. Возможны и варианты комбинирования ВОЛС и коаксиального кабеля в магистрали.
Третий уровень сети КТВ — это уровень домовой и абонентской сети. Распределительные домовые сети подключаются к магистрали с помощью магистральных ответвителей. Строится распределительная сеть на основе коаксиального кабеля типа RG-6 или RG-11. На этом участке используются домовые усилители, устройства распределения сигнала и абонентские ответвители. Абонентские ответвления, выполненные также из коаксиального кабеля (в основном типа RG-6) являются низшим уровнем распределения и заканчиваются абонентскими розетками.
Домовая сеть является самой критичной частью линейного тракта, поскольку она находится на наибольшем удалении от центральной головной станции. Домовая распределительная сеть является наименее помехозащищенной частью распределительной сети, особенно в низкочастотной области спектра. Качеству сигнала в оконечных точках домовой распределительной сети нужно уделять особое внимание, поскольку это является главным критерием работоспособности всей системы.
Участок сети от узловой станции до абонентской розетки в сфере сетевых технологий принято называть “последней милей”. Последняя миля, таким образом, включает магистральный участок и домовой распределительный участок сети. Часть системы, подключенная к выходу узловой станции (т.е. обслуживаемая одним оптическим приемником), образует распределительный сегмент. Распределительный сегмент может быть чисто коаксиальным или состоять из оптической и коаксиальной части. Емкость одного распределительного сегмента может достигать нескольких десятков тысяч абонентов.
Все три описанных уровня обязательно присутствуют только в системах СКТ-4. В системах СКТ-3 может отсутствовать верхний, транспортный, уровень. В системах СКТ-2 присутствуют два нижних уровня — магистральный и домовой -а транспортный уровень отсутствует. В системах класса СКТ-1 присутствует только домовая и абонентская сеть, т.е. только нижний уровень распределения. На рис.
1.2, 1.3 и 1.4 показаны обобщенные структурные схемы телевизионных кабельных систем разных классов. По рисункам видно, что системы классов СКТ-1 и СКТ-2 имеют общие черты — отсутствие транспортного уровня и получение сигнала от независимой местной головной станции. Система класса СКТ-4 не является оригинальным вариантом структуры, а лишь объединяет несколько систем класса СКТ-3 в одну крупную систему посредством транспортной сети таким образом, как показано на рис. 1.5. Центральная головная станция системы СКТ-4 может быть источником сигнала не только для узловых головных станций, но также и непосредственно для распределительного оптического узла магистрали, т.е. выполнять роль узловой станции.
При построении сети внутри одного уровня применяются различные физические топологии или конфигурации соединения устройств. Транспортная сеть строится по кольцевой и звездообразной конфигурации. Наиболее часто используется кольцевая конфигурация, при которой центральная головная станция соединена со всеми узловыми станциями с помощью одной транспортной линии, замкнутой в кольцо. Сигнал в кольцевой структуре транслируется от одной станции к другой по принципу эстафеты, пока его не получат все станции в кольце, причем сигнал может передаваться по кольцу в обоих направлениях.
Рис. 1.2. Система класса СКТ-1
Звездообразная структура строится по радиальному принципу, при котором транспортные участки передачи расходятся в виде лучей от центральной головной станции. Кольцевая структура является наиболее выгодной, поскольку расход кабеля на ее создание увеличивается незначительно, но при этом обеспечивается резервирование в системе — если один участок кольца выходит из строя, вся система в целом остается работоспособной. Тем самым повышается надежность системы, что особенно важно на транспортном уровне сети. В звездообразной структуре при выходе из строя одного участка транспортной сети работоспособность всей системы не нарушается, но резервирование не обеспечивается. Древовидная структура широко применяется на магистральном и домовом уровнях распределения. Она представляет собой одну
Рис. 1.3. Система класса СКТ-2
ветвь, в которой все блоки расположены друг за другом (ее также можно представить как кольцо, но незамкнутое). В древовидной структуре при нарушениях на одном участке сети может нарушиться работа всей системы или, по крайней мере, большой ее части. На рис. 1.5 показаны обобщенные схемы сетей, построенных по топологиям дерево, звезда и кольцо.
Сеть магистрального уровня может строится на основе любой из трех конфигураций. Оптическая часть магистрали, как правило, строится по кольцевой конфигурации. На более низком уровне, сеть практически всегда строится на основе древовидной конфигурации.
Структура каждой отдельной магистральной линии представляет собой дерево, ветвями которого являются домовые распределительные сети, подключенные к магистрали в определенных точках с помощью магистральных ответвителей.
Рис. 1.4. Система класса СКТ-3
Рис. 1.5. Топологии “дерево», “звезда”, “кольцо”
Сама домовая распределительная сеть также строится по принципу дерева, в котором сигнал с выхода домового усилителя разводится с помощью распределительного устройства (делителя) по стоякам или по подъездам многоквартирного дома. Далее, от стояков сигнал доводится до конечных точек сети (абонентских розеток) с помощью абонентских ответвителей, поддерживающих конфигурацию типа дерево или звезда. Выбор того или иного варианта структуры определяется требованиями к надежности системы (степенью резервирования). Также выбор структуры в большой мере зависит от географических условий местности и конфигурации существующей в данной местности кабельной и канализационной инфраструктуры.
1.4. Комплекс оборудования кабельных сетей
Комплекс производимого в настоящее время оборудования, предназначенного для построения современной сети КТВ, содержит множество различных устройств и компонентов. Все оборудование коаксиальных кабельных сетей можно разделить на два больших класса — активное оборудование и пассивное оборудование. Активным называется прибор, потребляющий при работе электроэнергию.
К активному оборудованию относятся в основном усилители и источники питания. Пассивное оборудование не требует питания для выполнения своих функций. К пассивному оборудованию относятся различные распределительные устройства, корректоры АЧХ и аттенюаторы. Кабель также можно отнести к пассивной части оборудования.
С точки зрения выполняемых функций главное отличие активного оборудования от пассивного состоит в том, что первое, как правило, увеличивает уровень передаваемого сигнала или, иначе говоря, выполняет усиление сигнала. Пассивное оборудование, наоборот, снижает уровень передаваемого сигнала или, что означает то же самое, вносит потери в сигнал.
Конкретизируем перечень оборудования современных сетей КТВ и приведем основные компоненты, входящие в его состав. Кабельная сеть может строится на основе следующих компонентов:
• широкополосные и диапазонные радичастотные усилители;
• пассивные распределительные устройства (делители, ответвители);
• корректоры АЧХ (эквалайзеры)
• коаксиальные и оптические кабели;
Головная станция является основой системы кабельного телевидения, обеспечивая трансляцию всех сигналов в кабельную сеть. Головные станции различаются по классам, определяющим их функциональное назначение и масштаб обслуживаемой сети, а также по категориям качества (профессиональная или полупрофессиональная). Профессиональная головная станция должна иметь в своем составе конверторы с двойным преобразованием частоты и встроенное оборудование системного мониторинга для контроля состояния сети. Комплекс приемного антенного оборудования можно рассматривать как часть оборудования головной станции.
Оптический приемник и оптический передатчик вместе с оптическим кабелем образуют оптическое звено системы передачи. Оптическое звено имеет два окончания — головное и узловое. На стороне головного окончания оптический приемник и передатчик является частью оборудования головной станции (местной или узловой). На стороне узлового окончания оптический приемник и передатчик образуют оптический узел, предназначеный для обслуживания коаксиального распределительного сегмента. Желательно иметь на узле возможность резервирования оптического оборудования и средства мониторинга коаксиального сегмента.
Радиочастотный усилитель является отновным элементом коаксиальной распределительной сети. Он поддерживает необходимый для обслуживания всех абонентов уровень сигнала в сети, компенсируя потери сигнала в кабеле и распределительных устройствах. Рззличают магистральные и домовые радиочастотные усилители. Подробнее они будут рассмотрены в главе об активном оборудовании коаксиальных систем передачи.
К пассивным распределительным устройствам относятся делители (распределители) и ответвители. Они предназначенных для обслуживания нескольких кабельных направлений передачи. На сегодняшний день в индустрии кабельных сетей существует разделение на профессиональные и бытовые изделия, которые принято различать по цвету корпуса. В светлых корпусах (с покрытием сплавом олово-висмут или никелем) выпускаются изделия профессионального качества, а изделия с желтым корпусом (цинковое покрытие) обладают менее высоким, бытовым, качеством.
Помимо качественных различий по техническим показателям (полоса частот, проходное затухание, неравномерность АЧХ и др.) существуют очевидные конструктивные различия этих классов изделий. Основным недостатком желтых изделий является низкое качество разъемов. Качество пайки крышек корпусов у них также оставляет желать лучшего, в результате чего они обеспечивают меньшую помехозащищенность. Цена желтых изделий, разумеется, может быть значительно ниже. То же самое относится и к усилительному оборудованию.
Для создания современных кабельных сетей применяется коаксиальный и волоконно-оптический кабель. Оба типа кабеля имеют свои недостатки и преимущества. В частности, волоконно-оптический кабель выигрывает по ширине доступной для передачи полосы частот и защищенности от внешних помех, но традиционный коаксиальный кабель более дешев и удобен в прокладке. На сегодня оба типа кабеля продолжают активно и наравне использоваться в сетях гибридной архитектуры, каждый на своем иерархическом уровне. Оптический кабель преимущественно применяется на транспортных и частично магистральных линиях, а на основе коаксиального кабеля строится распределительная магистральная и домовая сеть.
Хотя конечным обслуживаемым прибором кабельной сети является телевизор, кроме него, для приема сигналов у абонентов могут устанавливаться терминальные устройства, выполняющие конвертирование частот принимаемых сигналов и (или) декодирование кодированных сигналов. Терминальное устройство может быть индивидуальным, т.е. обслуживающим одного абонента, или коллективным, предназначенным для группы абонентов.
Выбор того или иного компонента или устройства зачастую делается, прежде всего, на основе ценового фактора, однако, выбор должен выполняться с учетом не только стоимости устройства, но и его технических характеристик. При выборе устройства рекомендуется обращать внимание на следующие существенные моменты.
1. Полноту технической документации (спецификации) устройства. Перечень технических характеристик, которые должны быть приведены в спецификации устройства, определяется специально разработанным стандартом, используемым в данной кабельной системе.
2. Соблюдение требований, предъявляемых используемым стандартом к техническим характеристикам устройства. За выполнением этого требования, разумеется, должен следить производитель устройства, но обязанностью разработчика является проверка того, чтобы при строительстве сети использовалось только оборудование одного данного стандарта.
3. Минимальные размеры и вес устройства. Это позволит установить устройство в труднодоступных местах и уменьшит вероятность его кражи.
Источник: www.stud24.ru
Проект системы коллективного приёма ТВ для многоквартирного дома
Типовой проект системы коллективного ТВ для многоквартирного дома.
В проекте 2 подъезда, Эфирное и спутниковое ТВ.
Используется оборудование Terra.
Состав: Пояснительная записка, размещение элментов на типовых этажах, структурная схема, кабельный журнал, спецификация.
Софт: AutoCAD 2013
- Каталог
- Инженерные системы
- Кабельные системы, связь, СКС
- Проект системы коллективного приёма ТВ для многоквартирного дома
Проект коллективного ТВ для многоквартирного дома.dwg
Чтобы скачать чертеж, 3D модель или проект, Вы должны зарегистрироваться и принять участие в жизни сайта. Посмотрите, как тут скачивать файлы
Источник: vmasshtabe.ru
Что внутри головной станции кабельного телевидения
2014-06-23 в 11:18, admin , рубрики: iptv, ит-инфраструктура, Сетевые технологии, телевидение, метки: iptv, телевидение
На хабре есть пост про головную станцию IPTV. В нем было рассказано про способы приема и дальнейшей передачи сигнала со спутников по IP-сетям. Я же напишу про то, что входит в головную станцию именно кабельного телевидения и как все это работает. Осторожно, много фоток и текста.
Общая схема
Как я и писал в начале, в отличии от IPTV головная станция КТВ должна быть в каждом месте, где планируется обилие абонентов. Причина проста — в КТВ сигнал приходит абоненту уже совершенно в другой среде — коаксиальном кабеле, его не получится передать через IP сеть. В тоже время вещание, принятое со спутников, можно спокойно передавать от Магистральной Головной Станции (МГС) к Региональной (РГС) в виде Multicast’а через IP-сеть. Ниже пример с принципиальной схемы.
Конечно, у крупных операторов может быть несколько МГС с целью резервирования и принятия каналов с разных территориально удаленных спутников.
Еще где-то надо брать местные эфирные телеканалы. Вам нужно показывать местную погоду, рекламу, новости. На это есть два варианта — либо забрать их обычной эфирной антенной с эфира, оцифровать, преобразовать и передать абоненту, либо забрать непосредственно у правообладателей контента (РТПЦ).Второй вариант обычно более затратный — вам нужно стыковаться со сторонней организацией, размещать у нее свое оборудование. По-этому в основном местные канала берут с эфира.
Немного теории
У людей часто происходит путаница, что же они смотрят у себя телевизоре. Вообще сейчас распространено 3 типа вещания
- Аналоговое — вы ловите его обычной антенной на чердаке или балконе, хотя может и оператор продавать его через кабель
- Цифровое — DVB, теперь сигнал цифровой
- IPTV — классический multicast, который приходит к вам в дом через интернет
- «Телевидение через интернет» — под этим обычно понимают youtube, Smartv, в общем то, что вы смотрите через обычные запросы
У каждого типа есть свое преимущество.
Аналоговое телевидение хорошо тем, что заработает в любом старом телевизоре без использования каких-либо преобразователей. На каждый канал здесь выделяется полоса в 8MHz, если смотреть на измерения прибором спектра, вы отчетливо увидите несущую звука и изображения.
В цифровое телевидение (DVB) используются теже частоты, что и в аналоговым. Ключевым отличием будет то, что в полосу 8MHz может быть засунуто много каналов. Вы уже не увидите отдельной несущей в этой полосе, сигнал будет равномерно распределен по ней. Кроме того, за счет того, что сигнал теперь цифровой, появилась возможность шифровать его.
С таким подходом стало возможно составлять абонентам пакеты каналов. Ничего хитрого в них нет — все каналы (на самом деле не все) к вам приходят в шифрованом виде, а карточка, вставленная в приставку, содержит ключ к их расшифровке.
Сам формат DVB определяет логику сжатия нескольких каналов в одну полосу частот. Существуют различные виды DVB, например DVB-C (кабельное), DVB-T (эфирное), DVB-S (спутниковое). К недостаткам DVB можно отнести то, что абоненту теперь обязательно ставить дополнительное оборудование и возиться с карточкой.
IPTV отлично подходит для абонентов, но провайдеру с ним работать тяжелее. Оно дает дополнительную нагрузку на существующую абонентскую IP-сеть. Здесь правит Multicast. Как и в DVB, вы можете принимать абсолютно все каналы, но часть будет зашифрована. В отличии от DVB, IP-сеть подразуменвает не только канал от провайдера к абоненту, но и обратный.
Это позволяет использовать для расшифровки уже, например пару логин-пароль. В целом неплохо об IPTV написано здесь.
Про «интернет телевидение» говорить особо не о чем, оно вроде и так понятно большинству. Обычный видеоконтент передается в большинстве случаев через HTTP. Провайдер не несет никакой ответственности за его качество.
Ниже на изображении приведен пример совместного вещания аналогового и цифрового (DVB-C) телевидения в одной и той же частотной сетке.
В моем примере в аналоге вещается один канал (по-моему, «Карусель»), а в цифре 8 различных каналов. Отчетливо видно, что в цифровом виде информация равномерно распределена по ширине, а в цифровом явно выделяются две несущие изображения и звука.
Ключевым отличительным моментом именно кабельного телевидения от IPTV/«через интернет» является то, что информация передается только к абоненту (мы же не будем рассматривать DOCSIS?), от него на Ваше оборудование не придет никаких ответов о некачественном сигнале, ошибках или еще чем-то. В любом случае в первую очередь придется идти к нему со своим проверенным временем телевизором и измерительными приборами.
Также, в отличии от IP-сетей, если от вас ушло, не факт, что это же придет абоненту. Здесь нет никаких проверок контрольных сумм (в цифровом на самом деле есть, но при их некорректности просто пропадет картинка), подтверждения подлинности информации…
Предвосхищу холивар IPTV vs КТВ.
Давайте просто посчитаем: один канал SD-качества (480p) можно передавать с приемлемым качеством с битрейтом 3-4 MBps. HD-качества — 8-10 MBps. Итого, имея в наборе каналов 180SD+20HD оператору нужно потратить только около 1GBps (а то и больше) на аплинках их оборудования. Это пока не учитывая видео с записями с разных мест, нескольких звуковых дорожек.
На сегодняшний момент у обычных массовых операторов проводного интернета общие аплинки между домовыми узлами 1GBps. Телевидение засунуть в текущую инфраструктуру сложно.
С другой стороны, после стройки для услуги интернет остались «темные» (неиспользуемые) волокна в кабелях ВОЛС, они ведь обычно кладутся с запасом. Их можно испльзовать для наших целей. Кроме того, есть огромное количество мест, где набирают обороты такие технологии, как G(E)PON, с которыми кабельное телевидение легко интегрируется.
В добавок сама система кабельного телевидения менее прихотлива и более проста по сравнению с IP-сетями. Здесь вам не надо учитывать никаие QoS, согласование портов, дубляж каналов, неправильную маршрутизацию. А это значит, что требуется меньшее внимание к домовым узлам, можно попробовать «поставить и забыть» (конечно при подключении нового клиента возможно придется подкрутить на домовом приемнике АЧХ и мощность).
Кроме того — обычный пользователь пока мало привык к IPTV, а домашние телевизоры, поддерживающие эту технологию из коробки без приставок тоже пока не появляются в огромной массе.
Мое мнение — к IPTV сегодня массовый пользователь пока не готов. Как и массовый оператор.
Что внутри
- Оборудование для приема местных каналов — считайте, что куча ТВ-тюнеров, они просто принимают эфирный (или какой-то еще) сигнал и преобразуют его в IP-multicast.
- Антенный пост — несколько обычных антенн для приема эфирного телевидения
- Декодеры/модуляторы — преобразуют IP-мультикаст в сигнал, который уже смогут принять пользовательские телевизоры (цифровой или аналоговый)
- Сетевое оборудование — обычно L3-коммутатор (да можно и L2) для объединения смешивания multicast-а местного и магистрального
- Каналообразующее оборудование — оптический передатчик и усилитель
Вот теперь приведу примерную схему конкретной РГС,
Понятно, что состав может меняться в зависимости от ситуации. Например, если у вас удобное месторасположение и не составляет труда состыковаться с местными каналами через IP-сеть, вам в принципе может быть не нужен антенный пост.
Если качество изображения местных каналов неудовлетворительное из-за плохого приема на антенном посту, его можно перенести в другое место, все равно с него уходит чистый мультикаст, который можно прогнать через IP-сеть. В нескольких городах у нас так и получилось.
Как я уже и писал в теоретической части, сигнал к абоненту может уходить либо аналоговый, либо цифровой. Учитывая, что цифровой сигнал работает в той же частотной сетке, это не составляет никаких проблем.
Для передачи между оптическими усилителями/приемниками используется лазерный сигнал через оптоволокно на длине волны 1550нм. Для соединений используется «косая» полировка APC. Чем-то это похоже на DWDM.
Сам комплекс не очень большой — пара стоек:
На рисунке самая левая стойка не в счет, там оборудование предназначено для другого. Кроме того, полезно добавить в стойку мониторинговое оборудование.
Прием местного вещания
Как и писал выше, необходимо организовать прием местных федеральных каналов (например, «Россия 1», «ОРТ»). В нашем случае они берутся в качестве аналогового сигнала и конвертируются затем в мультикаст. У нас используется Anevia Flamingo 660, это энкодеры аналока в мультикаст. По большому счету это системеный блок с несколькими установленными в него ТВ-тюнерами.
Ниже изображение энкодеров сзади и спереди. Фото получились не очень хорошие по причине не самого лучшего освещения.
Слева также изображена планка для кроссировок выходов в антенн со входами в энкодеры. Своеобразная патчпанель.
Антенный пост
Сигнал эфирных каналов должен откуда-то появиться на описаных выше энкодерах. Для этого неподалеку (на крыше) от аналогового энкодера ставится антенный пост. Так как эфирное вещание у нас в стране идет в метровом и дециметровом диапазонах, ставятся две антенны. Подключаются они к энкодерам. Снизу фотка с крыши (возможно кто-то узнает свой город?)
Сетевое оборудование
Итак, мы придумали откуда брать контент. Часть забираем местных каналов, часть с магистральной головы. На чем-то нужно принять Multicast-траффик, смаршрутизировать его, отфильтровать лишнее. Как я и писал раньше, это обычный коммутатор (лучше L3).
Сюда сводится весь принятый магистральный (от МГС) и местный (с антенного поста) мультикаст. В нашем случае это Catalyst 3750 с дополнительным блоком питания. Здесь смешиваются мультикастовые группы, часть отдается для мониторинга, часть местного контента можно передать в другие близлежащие города. Для Multicast маршрутизации поднят PIM SM. На коммутаторе у нас еще затерменировано управление всеми железками из комплекса РГС (а адресов много — у каждой платы есть свой адрес и на нее можно зайти).
Если ваш антенный пост удален от модуляторов, то на нем тоже потребуется какой-нибудь коммутатор.
Декодеры/модуляторы
