Проект модели кабельной сети

• Видео по Запросу (VoD).

• Time-shifted-TV, с реализацией как на стороне абонентского оборудования, так и на стороне MiddleWare.

• Аудио по запросу (AoD).

• WEB-серфинг.

• FTP-сервисы.

Предоставление услуг реального времени (голос, IPTV, видеонаблюдение) накладывает серьезные ограничения на применяемое оборудование:

– привязка пользователя к порту входа в сеть;

– приоритезация трафика для различных сервисов;

– только авторизированный доступ пользователя к ресурсам сети;

– защита от несанкционированных действий, включая вирусные атаки, и обеспечение защиты транспортной сети от перегрузок, вызванных лавинным ростом трафика;

– скорость сходимости менее 200 мсек., что соответствует требованиям, предъявляемым к приложениям реального времени.

И, конечно же, коммутаторы не должны быть дорогими. На стадии выбора оборудования коммутаторы MetroEthernet таких компаний, как Cisco, Alcatel, Siemens и др., не рассматривались по причине высокой стоимости. Свой анализ мы остановили на трех производителях доступного большинству операторов оборудования: D-Link, QTech, Edge-Core. Из этих трех наиболее распространенным является коммутаторы D-Link (серия DES-30xx, DES-33xx, DES-35xx и DES-36xx). Они поддерживают все необходимые протоколы, некоторые модели имеют возможность расширения до четырех портов 1GE или 10GE.

Рис. 16 – Топология сети

Отличные параметры по обработке потоков 10G показало оборудование Edge-Core, также имеющее на борту до четырех интерфейсов 10G. Но применяемые протоколы (STP, RSTP, MSTP) показали сходимость кольца от 30 до 60 с, что недопустимо для приложений реального времени. Оборудование компании QTech использует протокол ERRP, что гарантирует сходимость кольца за 200 мс.

Общая топология сети показана на рис. 16.

 

3 Расчет сегментов СКТ

3.1Расчет антенного поста

Для эфирных приёмных антенн.  Основными техническими параметрами являются: коэффициент усиления, ширина диаграммы направленности (ДН), уровень боковых и задних лепестков ДН (защитное отношение). Так как антенна является входным устройством, то особое внимание следует уделять шумовым соотношениям. Приведём основные из них: шумовая температура антенны:

Тша=(Т0/2)((500/fиз)2+А),(0К),                                                          (7)               

где Т=293 К нормальная температура,

fиз, МГц - частота несущей изображения,

А=1 для антенн «волновой канал», А=1,5 для логопериодических антенн.

Шумовое напряжение на выходе антенны:                                              

Uша=(кТшаПR)1/2, (В),                                                                       (8)

где: П (МГц), - эквивалентная шумовая полоса (для системы SECAM П=5,75МГц),

R=75 Ом - волновое сопротивление  фидера,

k - постоянная Больцмана.

Требуемое напряжение на выходе антенны:

Uа треб=20 lg Uша+С/Ш+120, (дБмкВ),                                            (9)

где требуемое напряжение с выхода антенны при заданном С/Ш.

При использовании антенного усилителя под шумовой температурой следует понимать суммарную шумовую температуру антенны и усилителя:

ТΣ=Таш+Т0(Кш.ус-1).                                                                         (10)

 При соединении антенны и  усилителя отрезком кабеля с  затуханием L (дБ) под   Кш. ус. следует понимать Кш. ус. (дБ)+L(дБ).

Для выбора спутниковых антенн необходимо знать величину эквивалентной изотропно излучённой мощности в точке приёма. Обычно это значение публикуется. Полезной может оказаться формула для допустимого диаметра антенны:                         

      D=10(С/Ш-Рэиим)20,                                                                     (11)

         где С/Ш - требуемое отношение сигнал/шум на выходе приёмника-модулятора.

        Рэиим - изотопно излученная мощность в точке приема, дБВт.

Так для Рэиим=44 дБВт и С/Ш=54 дБ (типовое значение дл ГС первого класса) потребуется антенна диаметром 3,2 м. При индивидуальном приёме (С/Ш=42 дБ) потребуется антенна D=0,8 м.

Широкополосные усилители.

Как было сказано выше, для усилителей, предназначенных для работы с более чем 10-ю ТВ каналами в диапазоне до 862 МГц, должны быть указаны значения СТВ и CSO. Причём эти значения определяются как максимальный выходной уровень усилителя в дБмкВ, при котором отношение сигнала к комбинационным помехам составляет минус 60 дБ. Стандарт EN 50083-3 требует от производителя публиковать значения СТВ и CSO. Это позволит разработчику сделать обоснованный выбор усилителей. Кроме того, полезно использовать понятие приведённого динамического диапазона. Если на вход усилителя с коэффициентом шума F и коэффициентом усиления К подать ТВ-сигнал с уровнем Uвх , то выходное отношение С/Ш будет определяться величиной:

С/Ш(дБ)=Uвых(дБ)-F(дБ)-2,41(дБмкВ),                                            (12)

где K - коэффициент усиления, дБ;

F - коэффициент шума усилителя, дБ;

Uвых(дБ) - расчётная величина, в первом приближении равная

Uвых.max - 7,5lg(N-1)-10lg(M-1),                                              (13)

где N - число транслируемых каналов,

М - число каскадно включённых усилителей, включая ГС.

Из приведённой формулы следует, что для реализации возможно большего С/Ш необходимо выбирать усилители с большим уровнем выходного сигнала при минимальном коэффициенте усиления и минимальном коэффициенте шума. Однако при этом необходимо учитывать, что при заданной длине магистрали применение усилителей с малым коэффициентом усиления приводит к увеличению их числа и, следовательно, к удорожанию магистрального оборудования.

С приведённым динамическим диапазоном (ПДД) связано такое важное явление, как накопление шумов. Другими словами: величина ПДД характеризует количество шумов, вносимых активными устройствами, которые могут быть накоплены по магистрали. Накопление шумов в магистрали в основном обязано активным устройствам (усилителям). При использовании нескольких усилительных каскадов (ГС, магистраль, стояк), выходное отношение С/Швых. легко находится через известные значения ПДД каждого из активных устройств:

С/Ш(дБ)=Uвых(дБ)-F(дБ)-2,41(дБмкВ).                                           (14)

При каскадировании n активных устройств с равными С/Ш, выходное отношение С/Швых уменьшится на величину, равную 10lgn.

Количество антенн зависит от количества каналов транслируемых в сети. Список каналов указывается в задании на проектировании, в проектируемой модели кабельного телевидения будут транслироваться 29 каналов принимаемых со спутника.

Таблица 2 – список принимаемых каналов

	Канал	Спутник	Частота МГц	Тип сигнала (аналоговый, цифровой)	Код (тип модуляции доступа)	Поляризация
1	СТБ	Amos	11274	MPEG-2, 7770, 3/4		H
2	MTV	Eutelsat	12399	MPEG-2, 27500, 3/4	Viaccess	R
3	НТВ	Eutelsat	12399	MPEG-2, 27500, 3/4		L
4	ТНВ	Eutelsat	12238	MPEG-2, 27500, 3/4		R
5	ТНТ	Eutelsat	12399	MPEG-2, 27500, 3/4		L
6	TV 5 Europe	Hot Bird	11322	PAL D/K		V
7	Discovery Russia	Hot Bird	11304	MPEG-2, 27500, 3/4	Power Vu	H
8	ART-Europe	Hot Bird	12015	MPEG-2, 27500, 3/4		V
9	Hallmark Rus	Hot Bird	12460	MPEG-2, 27500, 3/4	Power Vu	V
10	Fashion TV	Hot Bird	12245	MPEG-2, 27500, 3/4		H
11	Ajara	Hot Bird	12245	MPEG-2, 27500, 3/4		H
12	Cartoon	Hot Bird	12169	MPEG-2, 27500, 3/4	Power Vu	H
13	Fox Kids	Hot Bird	10722	MPEG-2, 21990, 3/4	Cruptoworks	H

 

Продолжение таблицы 2.

14	Travel Chanel	Hot Bird	10930	MPEG-2, 27500, 3/4	Irdeto	H
15	CNN Inter	Hot Bird	12597	MPEG-2, 27500, 3/4	Viaccess	V
16	Deutsche Welle	Hot Bird	11163	PAL D/K		V
17	Eurosport Russia	Hot Bird	12558	MPEG-2, 27500, 3/4	Viaccess	V
18	Viva Polska	Hot Bird	11604	MPEG-2, 27500, 5/6		H
19	TRT Inter	Hot Bird	10974	PAL D/K		H
20	APT/MART	Intesat	11519	MPEG-2, 17500, 3/4		V
21	СГУ	LMI	12600	MPEG-2, 5750, 3/4		V
22	КазахстанТВ	NSS	11670	MPEG-2, 19510, 3/4	Digicipher	H
23	Хабар ТВ	NSS	11670	MPEG-2, 19510, 3/4	Digicipher	H
24	Детский	Экспресс	4175	MPEG-2, 20250, 3/4		R
25	Муз ТВ	Экспресс	11525	MPEG-2, 20250, 3/4	Power Vu	V
26	ТВ центр	Экспресс	4175	MPEG-2, 20250, 3/4		R
27	Дарьял ТВ	Ямал	3645	MPEG-2, 28000, 3/4		L
28	ОРТ	Ямал	3645	MPEG-2, 28000, 3/4		L
29	Спорт	Ямал	3645	MPEG-2, 28000, 3/4		L

                 Пример построения спутникового  антенного поста, спроектированного  для приема 29 спутниковых каналов  размещен ниже. Представленные 29 каналов  принимаются практически со всех доступных для данной местности спутников, и их количество может быть увеличено до требуемых по техническому заданию 60 каналов без капитальных вложений и строительства. На случай выхода из строя одной из спутниковых антенн предусмотрена одна резервная антенна, также это позволит техническому персоналу проводить регламентные и профилактические работы без прекращения вещания рис. 19.

Рис. 17 – Схема спутникового антенного поста

              Для установки спутниковых антенн  на кровлях как уже построенных зданий, так и на кровлях уже построенных необходимо предусматривать нагрузки на кровлю. Для этого на этапе проектирования необходима плотная совместная работа архитекторами и строителями, чтобы не допустить разрушающего влияния антенного оборудования на здание.

             При размещении антенн на кровле  следует учитывать наличие существующих  сооружений (вентиляционных, лифтовых  шахт и т.п.) проводов радиотрансляционных  и других сетей. Антенны расставляются  на таком расстоянии от кровли, чтобы при повале антенны  элементы не выходили за края кровли. Спутниковые антенны не должны перекрывать друг другу видимость на спутники. Пример расположения на кровле здания спутникового антенного поста показан на рис. 18.

Рис. 18 – Расположение спутникового антенного поста на кровле здания

3.2 Головная станция Teleste на базе платформы  DVX  предназначены для высококачественной обработки различного вида сигналов (телевизионных, радио, данных и др.). Используются для построения крупных информационно-транспортных систем (городских, региональных, межрегио-нальных) на базе телекоммуникаций и современных СКТ. Позволяют обрабатывать каналы различных источников (эфирное AM TV, спутниковое аналоговое TV, FM-радио, цифровые форматы DVB -S, DVB -T, DVB-C, DVB-ASI и пр.), интегрируются с оптическим оборудованием (HFC-сети) и сетями связи общего пользования (ATM/SDH). Настройка, управление, контроль станции  могут осуществляться как в местном режиме, так и через глобальную сеть Internet. Программное обеспечение разработано с учетом всех требований операторов и позволяет значительно облегчить эксплуатацию станции и сети и уменьшить текущие издержки. Основные задачи, решаемые при помощи данной системы: передача программ аналогового телевидения и радиовещания; передача программ цифрового телевидения и радиовещания; передача данных (Internet, цифровая телефония, видеоконференции, игры, видео по запросу, телеметрия и т.д.); организация систем видеонаблюдения.