Введение 1 страница. Кабельное телевидение – современная модель телевизионного вещания, в которой телесигнал передается посредством высокочастотных сигналов

Кабельное телевидение – современная модель телевизионного вещания, в которой телесигнал передается посредством высокочастотных сигналов, передаваемых через проложенный к потребителю кабель.

Кабельные сети получили распространение в конце 80-х – начале 90-х годов прошлого столетия – это в нашей стране.

К 1989 году было построено несколько десятков сетей с общим числом 80000 абонентов.

Перестройка, политическая и экономическая нестабильность увеличила и без того огромное отставание нашей страны в сфере информационных технологий.

А сейчас Россия переживает бурный рост телекоммуникационных технологий, в том числе кабельного телевидения – число потребителей стремительно возрастает, пропорционально этому росту увеличивается конкурентность на самом рынке кабельного телевидения, что обеспечивает максимальное качество, по приемлемой цене.

Поэтому, целью моей работы является разработка современной сети кабельного телевидения, которая обеспечит высокое качество показа, при достаточной дешевизне для потребителя и выгодных условий для поставляющей компании. С этой целью поставлены следующие задачи:

- составить анализ существующих телевизионных сетей,

- проанализировать ГОСТы регулирующие строительство сетей кабельного телевидения, архитектуры и технологий организации сетей,

- исследовать принципы цифровой системы передачи данных,

- разработать и рассчитать конкурентоспособную сеть кабельного телевидения.

Актуальность данной темы обусловлена широким распространением кабельного телевидения, как весомой базой информации абонентов.

В качестве информации были мной использованы учебные и научные материалы, данные ведущих распространителей кабельного телевидения, и Интернет – ресурсы. Так же были использованы данные о новейших кабельных сетях, используемых в г. Ростове – на – Дону. Данная работа, я думаю, может использоваться как при создании новых сетей кабельного телевидения, так и для усовершенствования существующих.

Глава 1. Краткий обзор современных систем кабельного ТВ

Для выполнения поставленных задач нужно провести сравнительный анализ существующих общедоступных телерадиовещательных сетей, что даст возможность мне определить преимущества и недостатки этих сетей и сделать выводы о целесообразности разработки модели кабельного телевидения, для этого составлю таблицу 1.

Таблица 1- сравнение традиционных телерадиовещательных сетей

Наименование сети	Достоинства	Недостатки
Эфирное телерадиовещание в метровом и дециметровом диапазонах	Беспроводное распространение сигналов Возможность охвата больших территорий площадью до1500 – 10000 кв. километров Возможность непосредственного приема сигналов на телеприемники Наличие развитой инфраструктуры	Ограниченная информационная емкость диапазонов Высокие удельные затраты на канал Необходимость излучения больших мощностей для охвата больших территорий Большое энергопотребление Большой размер санитарно-защитной зоны Потребность в сложных специальных сооружениях.

		Низкая помехозащищенность Большие затраты при переходе на цифровое вещание. Потребность в больших количествах распределительных линий между передатчиками
Спутниковое телевидение	Возможность охвата больших территорий свыше 10000 кв. километров Высокое качество аналогового вещания вследствие использования частотной модуляции Открытое распространение сигналов Значительная информационная емкость вследствие большой емкости диапазона и большого количества ИСЗ – источников сигнала на орбите Быстрый переход на вещание в цифровом виде Большие возможности по созданию глобальных сетей	Необходимость применения дорогостоящего приемного оборудования с перенацеливаемыми антеннами для приема сигналов с разных ИСЗ Трудности с размещением индивидуальных антенн значительного размера- недостаточная надежность антенных приводов в плохих погодных условиях. Более высокая стоимость приема закрытых программ по сравнению с кабельными сетями

		Дорогостоящий космический сегмент Для каждого отдельного телевизора нужен свой тюнер Высокие цены на оборудование для интернета Прием сигнала только в зоне прямой видимости
Сети кабельного телевидения	Невысокие затраты на канал при увеличении числа каналов Возможность предоставления дополнительных услуг, Интернет, телефон и других Возможность простого контроля абонентов в коммерческой сети Высокое качество сигнала Возможность непосредственного приема сигнала на телеприемники Огромная информационная емкость Высокая помехозащищенность	Требует значительных инвестиций при строительстве Экономическая неэффективность применения в местах с низкой плотностью населения Значительные эксплуатационные затраты

Возможность усовершенствования без капитального строительства

Таким образом, я считаю, что сети кабельного телевидения являются оптимальным вариантом по соотношению цена-качество. В свою очередь сети кабельного телевидения согласно ГОСТ Р 52023-2003 по масштабу распределения на СКТ-1 строится для нескольких отдельных зданий, СКТ-2 район города, СКТ-3 город (округ города), СКТ-4 регион (город).

Разработку сети кабельного телевидения нужно осуществлять в классе СКТ-4, выбор обоснован высокой урбанизацией территории страны, сеть меньшего размера не сможет эффективно бороться с возросшей конкуренцией.

Также для разработки алгоритма построения СКТ я рассматриваю, как разделение СКТ по применяемым архитектурам сети и технологиям, и основные достоинства и недостатки этих архитектур и технологий.

1.2 Обзор современных систем кабельного телевидения

За двадцать лет своего пребывания на рынке телевизионного вещания аудиторию кабельного телевидения устраивало получение более обширного выбора транслируемых программ, а его операторы получали удовлетворительную прибыль от стоимости подписки. Но специалисты распространяющих компаний понимали, что привлечение рекламодателей обеспечит приток достаточно крупного источника дохода. Поэтому кабельное телевидение стало достаточно зрелым объектом, обслуживающим зрителей и рекламодателей.

Успех кабельного телевидения я отслеживаю по двум взаимосвязанным элементам:

1) Уникальность сетей и программ, которая привлекает целевые демографические группы аудитории.

2) Осуществляемым вложениям кабельными сетями в программы первого показа.

В отличие от обхватывающих массовым рекламодателям нужные огромные аудитории эфирных сетей, кабельное TV гарантирует доведение рекламы до гораздо наименьших по объемам групп, для представителей которых отличительны общие демографические характеристики и совместные интересы. Рекламодатели понимают, что Lifetime, МТМ, Cartoon Network и The Discovery Cannel гарантируют охват требуемых групп зрителей. Сети кабельного TV разграничивают собственные торговые марки одинаково, как изготовители товаров.

Некоторые представители кабельных сетей так востребованы, что в затратах на рейтинговый пункт заполучили громадное значение, нежели простые эфирные сети. Так, на мой взгляд ведущего рейтинга двумя более значимыми сетями были и остаются ESPN и MTV. По версии одного из ведущих экспертов: "...узконаправленные кабельные сети ESPN, MTV, CNN, гарантируют доступ к очень большим аудиториям обусловленных возрастом, хобби, увлечениями оказывающих воздействие на принятие решения о покупке, что имеет очень весомое значение для заинтересованных в них компаний-производителей".

1.3 Современное состояние и перспективы развития

Последние два года для рынка кабельного TV были чрезвычайно значимы по числу и содержательности произошедших на нем событий. Сюда пришли большие частные вложения, чего же нет в эфирном цифровом TV. Самые новые инвесторы готовы развивать рынок кабельного TV и располагают чтобы достичь желаемого результата достаточными ресурсами. Сейчас в пятерку фаворитов составляют фирмы: "Система", "Нафта-Москва", "Ренова-Медиа", "ЭР-Телеком", "Мультирегион". Конкурентная борьба привела к важному подъему абонентской базы. Учитывая мнение знатоков, в ближайшее время продолжится сегментация рынка, он будет наиболее структурированным, у операторов появится вероятность наиболее полного удовлетворения необходимостей абонентов с помощью применения новейших технологий, расширения диапазона предоставляемых услуг и увеличения значения гарантийного обслуживания. И еще усовершенствуется законодательная база, регламентирующая работу операторов коммерческого TV, упростится операция получения лицензий.

Я думаю, что в ближайшей перспективе на рынке кабельного TV проявятся те же тенденции, собственно и на рынке мобильной связи: сформировавшаяся категория больших инвесторов общенационального (и регионального) масштаба станет создавать унифицированные кабельные сети, предоставляя покупателям наибольший набор услуг за благоразумные деньги. Начнется и процесс конвергенции медийного и телекоммуникационного разделов — абоненты станут получать как мультимедийный контент, так и предложения связи и IP-телефонию. Само собой, покупатели так или иначе будут в выигрыше — соответствие абонентской платы и качества и размера услуг определенно окажется в их выгоду".

И ещё - появление больших инвесторов означает увеличение затрат на исследование спроса и менеджмент. Это, конечно, повысит правильно ориентироваться клиентам. Зритель получит тот самый результат, который желает и, практически, станет "править"таким образом развитием рынка в собственных интересах. К тому же, развивающаяся между большими игроками конкурентная борьба не даст возможности в значительной степени и быстро поднимать расценки. Сейчас развитие кабельного TV пока ещё ограничивают такие моменты, как неготовность абонентов расплачиваться за то, что им нравится, широкая доступность пиратского видео по заказу и недостаток легального русскоязычного высококачественного заказа. И как я думаю, при подходящей финансовой коньюктуре взрывной подъем можно ждать, в случае если хотя бы немного исправить ситуацию пиратства.

Глава 2 Разработка задачи и технических требований к проекту

Общая характеристика объекта проектирования.

На данный момент существуют четыре основные модели построения оптических сетей доступа: «кольцо», «точка-точка», «дерево с активными узлами», «дерево с пассивными узлами».

Кольцевая топология на базе SDH позитивно показала себя в городских кабельных сетях. Впрочем в сетях доступа не все обстоит также превосходно. Когда при построении городской магистрали размещение узлов намечается на этапе проектирования, то в сетях доступа невозможно заблаговременно знать где, когда и какое количество абонентских узлов станет установлено. При случайном территориальном и временном подключении пользователей кольцевая топология сможет перевоплотиться в сильно изломанное кольцо с большим количеством ответвлений, включение новых абонентов исполняется методом разрыва кольца и вставки добавочных частей.

На практике нередко эти петли совмещаются в некоем кабеле, что приводит к появлению колец, схожих более на ломаную – «сжатых» колец (collapsed rings) для роста пропускной возможности и резервирования используют двойное кольцо. Дабы избежать снижения надежности сети применяют кольцо меньшего размера называемые так же субмагистральными.

Топология P2P не накладывает лимитирования на применяемую сетевую технологию. P2P может быть реализована как для любого сетевого стандарта, но и для нестандартных (proprietary) решений, к примеру, использующих оптические модемы. С точки зрения защищенности и охраны передаваемой информации, при соединении P2P поддерживается предельная безопасность абонентских узлов. Потому что ОК надо прокладывать персонально до абонента, данный расклад считается более дорогим и интересен как правило для крупных потребителей.

Недостатком топологии считается большие затраты на кабели, потому что протяженность кабельных линий резко возрастает.

«Дерево с активными узлами» – это экономичное с точки зрения применения волокна решение. Данное решение превосходно вписывается в рамки эталона Ethernet с иерархией по скоростям от центрального узла к абонентам 1000/100/10 Мбит/с (1000Base-LX, 100Base-FX, 10Base-FL). Но в любом узле дерева непременно обязано присутствовать интенсивное устройство (применительно к IP-сетям, коммутатор либо маршрутизатор).

Оптические сети доступа Ethernet, в основном использующие данную топологию, сравнительно недороги. К главному изъяну нужно отнести присутствие на переходных узлах интенсивных устройств, требующих персонального питания.

рис. 3 – Топология «дерево с активными узлами»

2.4«Дерево с пассивным оптическим разветвлением PON (P2MP)»

Решения на базе архитектуры PON применяют закономерную топологии «точка-многоточка» P2MP (point-to-multipoint), которая положена в базу технологии PON, к одному порту центрального узла возможно подключать целый волоконно-оптический сектор древовидной архитектуры, обхватывающий десятки абонентов. При всем этом в переходных узлах дерева устанавливаются малогабаритные, всецело пассивные оптические разветвители (сплиттеры), не требующие питания и профилактики.

Хорошо известно, что PON позволяет экономить на кабельной инфраструктуре, с помощью уменьшения суммарной длине оптических волокон, так как на участке от центрального узла до разветвителя применяется всего одно волокно. В наименьшей степени обращают внимание на иной источник экономии – уменьшение количества оптических передатчиков и приемников в центральном узле. В то же время экономия от второго фактора в некоторых вариантах оказывается даже наиболее значимой. Так по оценкам фирмы NTT конфигурация PON с разветвителем в центральном офисе в непосредственной близости к центральному узлу как оказалось экономичнее, нежели сеть точка-точка, хотя уменьшение длины оптического волокна почти что нет. Более того, если расстояния до абонентов не велики с учетом расходов на использование оказывается, что PON с разветвителем в центральном офисе экономичнее, нежели PON с разветвителем, приближенным к абонентским узлам.

рис. 4. Топология «дерево с пассивным разветвлением»

Современный этап становления СКТ характеризуется существенным повышением канальной емкости, организацией интерактивности, введением передачи сигналов в цифровой форме (сеть интернет, телефония, цифровое TV). Сегодня существует технологий возведения сетей кабельного TV также более обозначений, которыми называют данные технологии. Воспользуемся определениями, использованными в книжке З.А. Зима «Системы кабельного TV». Рассмотрим основные технологии построения сетей кабельного телевидения: HFC (Hybrid Fiber Coaxial) – гибридные сети кабельного телевидения, FTTC (Fiber To The Carb) – оптика до группы домов, FTTB (Fiber To The Building) – оптика до здания, FTTH (Fiber To The Home) - оптика в дом, квартиру и стандарт DOCSIS (Data over Cable Systems Interface) стандарт передачи данных по кабельным сетям североамериканский.

Гибридные оптико-коаксиальные сети (HFC – Hybrid Fiber Coax) возводятся, по трем главным технологиям, часто именуются классическими сетями. По HFC сетям передают как аналоговые, так и цифровые сигналы. При построении систем кабельного TV (СКТ) в основном количестве применяют HFC сети, они обладают наибольшей возможной широкополосностью из всех видов имеющихся сетей, как на магистральных участках, так и на участках абонентского доступа. HFC сети сегодня обретают все наибольшее и наибольшее распространение благодаря широкополосности, мультимедийности, простоте формирования контента, способности формирования равенства информационных потоков в двух направлениях, доступа ко всем абонентам, высочайшей надежности и простоте обслуживания.

В сетях HFC транспортная сеть строится на оптическом волокне либо арендуется, она связывает между собой головную и узловые станции, топология находится в зависимости от числа узловых станция.

По оптическим магистралям и субмагистралям сигнал подается от узловой головной станции к оптическим узлам. От них строится коаксиальная распределительная сеть использующая кабель большого диаметра и имеющий небольшие потери (не хуже 0,07 дБ/100 м).

Для того чтобы создать модель сети кабельного TV нужно понять что такое модель. Модель — некий материальный либо мысленно представляемый объект либо явление, замещающий оригинальный объект либо явление, сохраняя лишь некие весомые его качества, к примеру, в ходе познания (созерцания, анализа и синтеза) или же конструирования. Разрабатываемая сеть будет обладать качествами и параметрами присущими сетям кабельного TV. Будет разработана методика расчета ключевых составляющих сети кабельного телевидения представленных на рис.

2.7 Техническое задание на разработку сети кабельного телевидения

Для того чтобы приступить непосредственно к разработки сети кабельного телевидения, я составлю техническое задание. Техническое задание, это документ, в котором оператор и проектировщик, обговаривают все требования к сети, документации, нормам. При составлении данного документа нужно учитывать следующее:

- количество частных домов, малоэтажных и высотных;

Техническое задание на проектирование № 1 Системы кабельного телевидения г. Ростов на Дону СОГЛАСОВАННО УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор Генеральный директор ОАО «РКС» ОАО «РАБТ» __________ Лебедев С.В. __________ Жуков К.В. «» 201 г. «» 201 г.
	Общие сведения
1.1	Документ дающий основания для проектирования	Договор № от «»201 г.
1.2	Фирма	СКТ РКС г. Ростов – на – Дону
1.3	Заказчик	ОАО «РКС», г. Ростов – на – Дону ул. Садовая 17, тел: 999999, фиксированный лицензионный знак на распространение услуг по трансляции TV программ по СТ № 1234567890, по распространению данных №2345678912.
1.4	Исполнитель	ОАО «ЮСК», г. Ростов – на Дону ул.Жукова 32, тел.: 111111, лицензия на проектирование №54545454
1.5	Вид строительства	Новая застройка
1.6	Основные технико-экономические показатели проекта	Мощность данного объекта 350 тыс. пользователей. Наибольшая пропускная способность СКТ 120 цифровых телевизионных каналов.
1.7	Требования к конкурентоспособности и экологичности продукции	Используемое оборудование должно сопровождаться сертификатами соответствия.
1.8	Требования к режиму работы предприятия	Режим – круглосуточный, с непрерывным пребыванием обслуживающего персонала на территории ЦУС
1.9	Выделение резервных точек доступа и обработки	Обеспечить резервы на сотрудничество со школами, больницами, муниципальными предприятиями.
1.10	Требования к безопасности труда	С учетом требований СНиП 11-01-12 из раздела проектной документации «Организация условий труда работников. Управление производством и предприятием»
2.1	Состав проектируемых сооружений, тип оборудования	1. Антенная вышка 2. Центральная станция 3. Волоконно-оптическая распространительная сеть 4. Домовые распределяющие сети 5. Центральный узел передачи данных 1.1. Конфигурация данного антенного приемного оборудования должна обеспечивать прием каналов СКТ с0 120 спутниковых позиций, 10 эфирных каналов с 3 направлений. 2.1. Использовать центральную станцию первого класса. 2.2. Количество каналов окончательно определяется после утверждения перечня передаваемых каналов и предоставления заказчиком плана конвертации. 2.3. В составе головной станции должно быть включено резервное оборудование для нескольких каналов.
2.2	Общие требования	1. Полоса частот прямого канала 49.256 МГц. 2. Оптимальным уровнем считать величину 72 дБмкВ. 3. Сделать возможным частотное пакетирование программ.
2.3	Площадка под строительство, помещения	1. Предусмотрено строительство СКТ в г. Ростове – на - Дону. 2. Антенные базы разместить на крыше здания по адресу: г.Ростов – на -Дону ул. Садовая. Оборудование центральной станции – центральные оптические приемо-передающее, узлы ПД и ТС разместить в выделенном здании на 12-м этаже 12 этажной постройки по адресу: ул. Садовая 17.
2.4	Электроснабжение	Обеспечить электропитание центрального оборудования от действующих систем электропитания. Электроснабжение центральной станции первой категории.
	Приспособление помещений	Согласно требованиям производителя, ВНТП и СНиП.
	Условия проектирования	1. Проектируемая сеть должна соответствовать требованиям ГОСТ Р 52032-2011. 2. Системы защитного заземления в данный проект не входят. Обеспечить подключение к существующим системам.
	Состав проекта	По данным СНиП 11-01-12.
	Исходные данные	7.1 Планы застройки
		7.2 Адрес установки ЦС и антенного блока. 7.3 Перечень строений, под зоной проектирования.
		7.4При эксплуатации действующих стоек Заказчик обязан предоставить акты их осмотра. 7.5 Типовые чертежи действующих строений. 7.6 Список телевизионных каналов, планируемых к распространению 7.7 Результаты испытаний действующих систем
		8.1 Лицензии на распространение услуг по трансляции ТВ - каналов по сети кабельного телевидения. 8.2 Разрешение на строительство 8.3 Разрешение о монтаже действующих систем TV. 8.4 Места под установку усилительного оборудования
	Дополнительные условия	9.1 Получение разрешений на прокладку магистрали. 9.2 Возможна разработка проекта поэтапно.
		9.4 Данное техническое задание может изменяться и дополняться по необходимости.

Модули серии CATV-11 конвертируют любой TV канал диапазона 47-870 МГц в любой канал CATV диапазона 45-882 МГц стандартов CCIR или OIRT (Россия) на конце обозначения модуля дополнительно указываеться буква «О». выходной частотный диапазон перестройки определяется типом модуля. В выходных каскадах модулей использованы высоко избирательные фильтры, допускающие наращивание числа суммируемых каналов без снижения отношения сигнал/шум. Программирование модулей осуществляется через головной контролер CHP 6000 HC посредством РС. В модуле предусмотрена возможность подачи дистанционного питания на мачтовые усилители = 12 В/400 мА.

Наименование параметра	Значение
Диапазон входных частот	47…870 МГц (шаг 31,25 КГц)
Уровень входных сигналов (АРУ)	52...90dbµV
Номинальный входной уровень	68 dbµV
Коэффициент шума	≤ 10 db
TV стандарты	CCR, OIRT
Питание мачтового усилителя	12 В/400 мА
Отношение сигнал/шум	≤ 57 db
Регулировка выходного уровня	20 db
Максимальный выходной уровень	116 dbµV
Питание	= 12 В/0,5 А
Масса	1,3 кг

ВЧ предварительный телевизионный усилитель CHS 6000 B

Модуль CHS 6000 B представляет собой малошумящий предварительный усилитель TV сигналов в частотных диапазонах MB III (174-230 МГц) и ДМВ (470-862 МГц). Используется в сочетании с TV конвертерами серии CHC.

Наименование параметра	Значение
Диапазон рабочих частот	МВ III	174…230 МГц
ДМВ	470…862 МГц
Коэффициент усиления	МВ III	20 db
ДМВ	18 db
Коэффициент шума	МВ III	≥ 4 db
ДМВ	≥ 4 db
Максимальный выходной уровень	МВ III	97 dbµV
ДМВ	94 dbµV
Количество суммированных выходов
Питание	= 12 В/ 0,45 А
Масса	1,3 кг

Модули серии CHM60.. представляют собой пакет телевизионных модуляторов, служащих для модуляции аналоговых А/V сигналов в соответствующий канал ВЧ-диапазона. Есть 8 различных модулей, отличающихся диапазоном выходных частот. Модули рассчитаны на обработку стерео звукового сопровождения или двойного звука в соответствии с процессом сигнальной обработки TV звука и обладают возможностью работы в смежных каналах.

Модули рассчитаны на работу в стандартах CCIR и OIRT. Для модулей OIRT (Россия) на конце обозначения добавляется буква «О».

Наименование параметра	Значение
Уровень входного видео сигнала	0,8 … 1,3 В
Уровень входного аудио сигнала	1 в
Входной импеданс по видео входу	75 Ом
Входной импеданс по аудио входу	0.6/12 кОм
Аудио режимы	Моно/стерео/двойной звук/авто
Перекос амплитуд между видео и аудио несущими	B/G – 15 МГц D/K – 13 МГц
Частотный разнос между видео и аудио несущими	B/G – 5,5 МГц D/K – 6,5 МГц
Девиация звука	30/50/75 кГц
Выходное отношение сигнал/шум	≥ 60 db
Максимальный выходной уровень	B/G: 118 dbµV D/k: 116 dbµV
Выходной импеданс	75 Ом
Питание	=12В/0,45 А
Масса	1.3 кг

Модуль CHF 6020 C представляет собой традиционный канальный конвертер FM диапазона (87,5-108 МГц). В одном модуле предусмотрены одновременная независимая конвертация двух FM каналов. Программируются входной/выходной каналы и выходной уровень. Управление осуществляется посредством адресной шины CHF 6000 U.