Размещено на http://www.allbest.ru/

ОГЛАВЛЕНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. Общие принципы построения систем цифрового телевидения в Российской Федерации
• 1.1 Центры формирования мультиплексов
• 1.2 Транспортные сети
• 1.3 Сеть наземных радиотелевизионных передающих станций
• 1.3.1 Резервирование
• 2. Реализация вещания DVB-Т2 в режиме одночастотной сети при наличии помех
• 2.1 Принцип построения одночастотной сети
• 2.2 Построение сети при наличии помех
• 2.2.1 Технические требования к оборудованию и линиям связи
• 2.2.2 Настройка приемо-передающего оборудования
• 2.2.3 Передача TS
• 2.2.4 Настройка модулятора на прием TSoIP
• 3. Анализ параметров DVB-T2
• 3.1 Анализатор параметров цифрового телевидения ENENSYS Referee T2
• 3.2 Методика контроля транспортного потока по IP
• 4. Безопасность жизнедеятельности
• 4.1 Анализ наличия опасностей и вредностей на действующем объекте РТРС
• 4.2 Организационные меры обеспечения безопасности
• 4.3 Меры по обеспечению электробезопасности
• 4.4 Зашита от статического электричества
• 4.5 Зашита от электромагнитного излучения
• 4.6 Мероприятия по эргономическому обеспечению
• 4.7 Микроклимат
• 4.8 Освещение
• 4.9 Мероприятия по пожарной безопасности
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Создание сети цифрового эфирного телевидения в России - необходимый шаг в развитии единого информационного пространства страны и решении проблемы информационного неравенства между жителями крупных городов и малочисленных населенных пунктов. В то время, как горожане могут выбирать наиболее предпочтительный канал, многие телезрители, проживающие в отдаленных населенных пунктах, лишены этой возможности и принимают в лучшем случае только два телеканала. К началу строительства цифровой сети в России около 3 млн. россиян могли смотреть только один телеканал. Почти половина жителей страны (44%) могла принимать не более четырех телеканалов. При этом технические возможности аналогового вещания были исчерпаны.

В настоящее время перспективы перехода на цифровое телевизионное вещание не вызывают сомнений благодаря очевидным преимуществам цифровых методов передачи информации перед аналоговыми методами. В России разработана и уже осуществляется концепция поэтапного перехода к цифровому телерадиовещанию.

Правительственная комиссия по телерадиовещанию под председательством первого вице-премьера Игоря Шувалова 7 июля 2011года одобрила внедрение нового стандарта цифрового вещания DVB-T2 в Российской Федерации.

DVB-T2 - является стандартом второго поколения, цифрового наземного телевидения. Стандарт DVB-T2 имеет существенные преимущества по сравнению со стандартом DVB-T.

Появление DVB-T2 мотивируется более высокой спектральной эффективностью при переходе от аналогового телевидения к DVB-T2,или при переходе от DVB-T на DVB-T2.

Повышение спектральной эффективности означает, что при фиксированной ширине спектра может быть передано в эфир большее количество программ, или такое же количество программ с высоким аудио/видео качеством. В частности, в одном радиочастотном канале шириной 8 МГц обеспечивается трансляция до 10 телевизионных каналов стандартной четкости (720х576 элементов с чересстрочной разверткой 50 Гц) или 3-4 канала высокой четкости (1920х1080 элементов с чересстрочной разверткой 50 Гц). Кроме того, стандарт DVB-T2 обеспечивает расширение зоны покрытия, улучшает качество цифрового телерадиовещания.

1. Общие принципы построения систем цифрового телевидения в Российской Федерации

Согласно Постановлению Правительства Российской Федерации от 3 декабря 2012 года № 985 а так же дополнениям от 29 августа 2015 года № 911 реализация Федеральной целевой программы "Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009-2018 годы" было возложено на: Министерство связи и массовых коммуникаций Российской Федерации, федеральное государственное унитарное предприятие "Российская телевизионная и радиовещательная сеть" (далее РТРС), федеральное государственное унитарное предприятие "Космическая связь", открытое акционерное общество "Газпром космические системы".

В силу географических особенностей в Российской Федерации существует 11 часовых поясов. Поэтому, чтобы население получало информацию в удобное время, многие вещатели формируют несколько временных дублей телеканалов, предназначенных для трансляции в разных часовых поясах. Применительно к спутниковой доставке телевизионного сигнала с учетом разницы во времени с московскими студиями и орбитальными позициями на геостационарной орбите, закрепленными за Российской Федерацией, территория России разделена на 5 условных участков, так называемых "временных" зон вещания, для которых осуществляется формирование временных дублей. "Временные" зоны вещания обозначаются буквами: "А", "Б", "В", "Г" и "М". При этом количество часовых поясов не соответствует количеству временных дублей, формируемых вещателями. Кроме того, "временные" зоны вещания включают в себя до двух и более часовых поясов. В результате вещатели 1 мультиплекса формируют для зон вещания временные дубли с различным сдвигом относительно московского времени (таблица 1).

Таблица 1 - Зоны вещания

Зона	Часовой пояс	Регион
М	-1, 0, +1	Центральный регион, Северо -Запад
Г	+2, +3	Урал, Западная Сибирь
В	+4, +5	Восточная Сибирь
Б	+6, +7	Республика Саха, Дальний Восток
А	+7, +8, +9	Камчатка, Сахалин, Чукотка, Магаданская область

Рассмотрим структурную схему цифрового телевизионного вещания РФ для одной из зон (рис. 1), полагая при этом, что сети филиалов РТРС начинаются от выхода линии телерадиокомпании (ТРК) и заканчиваются входами абонентского приемного оборудования пользователей.

Система наземного эфирного цифрового телевизионного вещания включает 3 основные стадии передачи телевизионного сигнала от студии к зрителям:

1) формирование единого сигнала мультиплекса из сигналов от нескольких вещателей;

2) доставка сигнала мультиплекса до объектов наземного вещания;

3) трансляция сигнала мультиплекса для непосредственного приема телезрителями.

С учетом социальной значимости телеканалов первого мультиплекса необходимо обеспечить бесперебойную круглосуточную трансляцию входящих в него телеканалов. Чтобы выполнить это требование, было построено два равнозначных центра формирования федеральных мультиплексов, обеспечивающих взаимное резервирование, - основной на технических площадях Российской телевизионной и радиовещательной сети (РТРС), другой, резервный, в Государственном предприятии "Космическая связь" (ГП КС).



Рисунок 1 - Структурная схема цифрового телевизионного вещания РФ

1.1 Центры формирования мультиплексов

Центры формирования федеральных мультиплексов (ЦФФМ) оснащены однотипным оборудованием компрессии ТВ- и звуковых сигналов, мультиплексирования, формирования пакетов T2-MI, а также скремблирования.

На вход ЦФФМ ТВ - сигналы от студий федеральных телерадиокомпаний поступают по волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС) в формате SDI с вложенными сигналами звукового сопровождения, телетекста, скрытых субтитров и метками управления (SCTE-104) для врезки региональной и локальной рекламы. По отдельным каналам поступают данные для формирования электронной программы телепередач (EPG).

Кодирующее оборудование ЦФФМ обеспечивает компрессию ТВ-сигналов в соответствии со стандартом MPEG-4/AVC, звуковых - MPEG-1 Layer II.

Мультиплексоры ЦФФМ обеспечивают формирование из компрессированных ТВ- и звуковых сигналов транспортных потоков (TS), включение в TS сигналов EPG и распределение информации для последующей организации PLP с заданными информационными скоростями. PLP - канал физического уровня, формируемый в рамках мультиплекса.

С выходов мультиплексоров TS поступают на входы DVB-T2-шлюзов, в которых происходит формирование соответствующих T2-MI-потоков. T2-MI представляет собой поток данных, содержащий команды управления модуляторами передатчиков DVB-T2 для работы в синхронном режиме и соответствующие потоки PLP. Символы в потоке T2-MI объединены в кадры, которые, в свою очередь, объединяются в супер-кадры, обеспечивающие синхронную работу передатчиков в сети SFN с помощью меток времени (timestamp). Метка определяет момент времени начала супер-кадра, (т.е. начала преамбулы супер-кадра - символа P1), который служит, прежде всего, для синхронизации и идентификации потока при приеме.

Для ограничения доступа к программам первого мультиплекса при их распространении по спутниковым каналам связи используется отечественная система условного доступа (СУД). Скремблеры СУД являются в своем роде уникальными устройствами, не имеющими аналогов в мире. Они обеспечивают посервисное скремблирование программных потоков в потоке T2-MI и устанавливаются непосредственно после шлюзов DVB-T2.

Помимо формирования сигнала 1 мультиплекса для 5 вещательных зон ЦФФМ выполняют задачи непрерывного мониторинга входных ТВ- и звуковых сигналов и выходных TS. Причем контролируются TS, сформированные как в основном ЦФФМ, так и в резервном. Это позволяет минимизировать время ввода в работу резервного ЦФФМ при возникновении аварийной ситуации на основном. Решение о переводе работы с одного центра на другой принимается на основании согласованного положения о взаимодействии РТРС и ГП КС.

Каждый ЦФФМ формирует 5 потоков T2-MI с временными сдвигами относительно московского времени +0, +2, +4, +7 и +9 часов. Полная информационная скорость каждого из потоков T2-MI первого мультиплекса на выходах шлюзов составляет 33,4 Мбит/с.

С выходов ЦФФМ TS 1 мультиплекса по двум независимым, географически разнесенным ВОЛС передаются в центры космической связи (ЦКС) ГП КС, откуда осуществляется их трансляция в направлении назначенных космических аппаратов (КА). Для трансляции через космические аппараты серии "Ямал" сигнал формируется в основном ЦФФМ.

Для обеспечения бесперебойной доставки сигнала TS 1 мультиплекса в ГП КС разработана и действует схема межобъектового резервирования, которая работает на уровне ЦКС. В соответствии с этой схемой каждый ЦКС, помимо трансляции основных, предназначенных конкретно для него TS 1 мультиплекса, обеспечивает резервирование смежного ЦКС и в случае необходимости готов принять его нагрузку.

Центр формирования региональных мультиплексов - предназначен для функционирования в составе Автоматизированного комплекса цифрового вещания ФГУП «РТРС». В состав регионального центра функционально входят те же системы, что и в состав федерального, и дополнительно система автоматического замещения блоков федеральных программ, поддерживающая обмен данными с сервером видеоматериалов.

Центр формирования региональных мультиплексов выполняет следующие функции:

· получение программ и дополнительных данных от региональных вещателей и рекламных агентств для формирования регионального пакета программ;

· ретрансляция пакета федеральных программ, а также автоматическое замещение блоков федеральных программ согласно расписанию и управляющим сигналам;

· формирование регионального пакета программ для организации регионального вещания;

· адаптация сформированных транспортных потоков к передаче в одночастотных сетях вещания;

· реализация условного доступа к телерадиопрограммам;

· управление, контроль и мониторинг систем, входящих в региональный и местные узлы.

1.2 Транспортные сети

Доставка сигнала мультиплекса является одной из основных задач, качественное выполнение которой во многом определяет качество работы всей сети эфирного телевизионного вещания. Федеральная транспортная сеть должна обеспечивать требуемую пропускную способность и гарантированную доставку каналов федерального мультиплекса, дистанционное управление и мониторинг.

Доставка цифровых пакетов на всю территорию России осуществляется с использованием космических аппаратов серии "Экспресс" и "Ямал" (рис.2).

Доставка сигнала 1 и 2 мультиплексов до объектов вещания в зонах "М" и "Г" обеспечивается с помощью космического аппарата (КА) "Экспресс-АМ7" (точка стояния 40 град. в.д.), до зоны "В" сигнал 1 мультиплекса доставляется с помощью КА "Ямал-401" (точка стояния 90 град. в.д.). С помощью того же аппарата сигнал 2 мультиплекса доставляется до зон "В", "Б" и "А".

Рисунок 2 - Схема доставка цифровых пакетов на всю территорию России с использованием космических аппаратов серии "Экспресс" и "Ямал"

Доставка сигнала 1 мультиплекса в зоны вещания "Б" и "А" обеспечивается с помощью КА "Экспресс-АМ5", (точка стояния 140 град. в.д.). При этом в центре космической связи ГП КС "Хабаровск" осуществляется переприем сигнала с космического аппарата "Экспресс-АМ33" с последующим подъемом этого сигнала на КА "Экспресс-АМ5".

В 2014 г. вещателями 2 мультиплекса было принято решение о трансляции сигналов телеканалов, входящих во 2 мультиплекс, только в городах с численностью населения более 50 тыс. человек, однако подобная ситуация является временной. Вещание в населенных пунктах с численностью менее 50 тыс. человек будет начато в 2018 г., и для доставки ТВ-сигнала будет использоваться такая же схема, как и схема, реализованная для 1 мультиплекса.

Доставка сигнала через космические аппараты осуществляется в С-диапазоне (3,6-4,2 ГГц). Единственным исключением является КА "Ямал-402" (точка стояния 55 град. в.д.), на котором используется Ku-диапазон (10,7- 12,5 ГГц). Указанный аппарат задействован для доставки регионального контента в Краснодарский край и на территорию Крымского федерального округа.

На сегодняшний день именно спутниковые линии связи являются основным средством доставки сигнала мультиплекса до объектов эфирного вещания. Однако, предусмотрена система резервирования транспортных потоков через наземные средства связи. Наземные средства связи могут состоять из существующих сетей ОАО «Ростелеком», ОАО «Транстелеком», построенных на базе линий ВОЛС, РРЛ, или собственных линий ФГУП «РТРС», существующих, или строящихся.

1.3 Сеть наземных радиотелевизионных передающих станций

Оборудование наземных радиотелевизионных передающих станций (РТПС) можно условно разделить на несколько отдельных элементов (подсистем):

· подсистема приема цифрового пакета телерадиопрограмм из транспортной сети;

· подсистема передачи цифрового пакета телерадиопрограмм в эфир;

· подсистема управления и мониторинга.

Обобщенная структурная схема РТПС приведена на рисунке 3.

1. Цифровой пакет телерадиопрограмм принимается подсистемой приема и преобразуется в транспортный поток.

2. Транспортный поток поступает на подсистему передачи, с выхода которой цифровой пакет телерадиопрограмм излучается в эфир.

3. Подсистема управления и мониторинга обеспечивает контроль параметров оборудования наземного передающего комплекса и управление режимами работы оборудования по отдельному каналу связи.

Оборудование каждой из трех вышеуказанных подсистем может включать в себя резерв (подсистему резервирования) для обеспечения бесперебойной работы всего наземного передающего комплекса.

В состав аппаратуры спутникового приема эфирных станций входят:

· спутниковые приемные антенны с конвертором LNB (low-noise block converter);

· спутниковые приемники;

· автоматический переключатель резервирования спутниковых трактов приема (при соответствующей схеме резервирования).



Рисунок 3 - Обобщенная структурная схема РТПС

Основными элементами передачи цифрового пакета телерадиопрограмм в эфир являются передатчик стандарта DVB-T2, со встроенным синхронизатором ГЛОНАСС/GPS для синхронизации одночастотной сети и антенно-фидерный тракт.

В подсистемах передачи цифрового пакета телерадиопрограмм в эфир цифровой компрессированный сигнал по интерфейсу ASI поступает на вход передатчика DVB-T2, где осуществляется его кодирование, синхронизация, модуляция и передача на вход антенно-фидерного тракта. Управление и контроль осуществляется как с лицевой панели, так и через web-интерфейс

Опорным сигналом для синхронизации в одночастотной сети является сигнал со спутников GPS или Глонасс, который передается один раз в секунду, 1 pps (Pulse Per Second). GPS/Глонасс-сигнал принимается головной станцией и всеми передатчиками одночастотной зоны.

Каждый передающий центр оснащен блоком дистанционного контроля, к которому непосредственно подключается оборудование, установленное на передающем центре. Устройство представляет собой промышленный компьютер, программное обеспечение которого включает приложения сбора данных от подключенных устройств, SNMP агент, WEB сервер. Блок СДК предназначен для дистанционного мониторинга параметров устройств передающего центра, имеет встроенный журнал событий и позволяет отслеживать текущее состояние подключенных устройств, в любой момент иметь информацию о текущем состоянии оборудования, а так же вести историю событий, дистанционно управлять передатчиками: изменять режимы работы, включать/выключать. В случае возникновения критических событий, сообщение об этом сразу поступает на пункт наблюдения. Сообщения о событиях сохраняются в базе данных, на протяжении всего времени эксплуатации. Непрерывно записываются наиболее важные параметры оборудования.

Основными элементами подсистемы управления и мониторинга наземного передающего комплекса являются:

· блок системы управления;

· датчики (охранной сигнализации, пожарной сигнализации, протекания, температуры);

· исполнительные устройства (климатическое оборудование, коммутационно-согласующее устройство АФУ);

· Ethernet коммутатор;

· оборудование сопряжения с внешним каналом связи.

Управляемые устройства, имеющие интерфейс Ethernet, подключаются к блоку системы управления через Ethernet коммутатор.

Связь с пунктом наблюдения осуществляется по внешнему каналу связи через оборудование сопряжения.

В зависимости от типа внешнего канала связи варианты построения системы управления и мониторинга можно разделить на следующие типы:

· система управления и мониторинга через канал GSM;

· система управления и мониторинга через спутниковый канал по технологии iDirect;

· система управления и мониторинга через спутниковый канал по технологии DVB'RCS.

· сеть Ethernet, оптико-волоконную линию.

1.3.1 Резервирование

В штатном варианте РТПС для каждого мультиплекса программ должны обеспечиваться схема резервирования распределительной сети, средств эфирного вещания, а так же резервирование приема цифрового пакета телерадиопрограмм из транспортной сети.

В зависимости от используемого канала транспортной сети подсистемы приема цифрового пакета телерадиопрограмм подразделяются на следующие типы:

· подсистема приема цифрового пакета телерадиопрограмм по спутниковому каналу;

· подсистема приема цифрового пакета телерадиопрограмм по волоконно-оптическому каналу;

· подсистема приема цифрового пакета телерадиопрограмм по радиорелейному каналу.

РТПС при любых вариантах распределения региональных программ (спутниковая или наземная сеть), должна обеспечивать прием федеральных программ из федеральной спутниковой распределительной сети в соответствии со стандартом DVB-S/S2. Это необходимо для того, чтобы при отказе региональной распределительной сети, или головной станции, в регионе сохранялось вещание федерального пакета программ.

Так, если будет использоваться структурное резервирование федеральной распределительной сети, станции должны содержать две спутниковых антенны диапазона С и автоматический переключатель резервирования спутниковых трактов приема.

В каждом из спутниковых трактов приема должна обеспечиваться возможность выделения:

· только федеральных программ;

· только региональных программ;

· одновременно федеральных и региональных программ.

Автоматический выбор трактов спутникового приема федеральных и региональных программ на эфирных станциях должен осуществляться как по командам системы управления федерального центра, так и в автономном режиме.

Для первого мультиплекса максимальное число приемников DVB-S/S2 должно быть равно двум. Один для приема федеральных программ, один для приема региональных программ. Схема построения РТПС должна обеспечивать подключение любого из приемников к любому из двух трактов спутникового приема в автоматическом режиме. При этом должна обеспечиваться автоматическая настройка частот и режимов приема (скорость передачи, режим кодирования и т.п.). Должна обеспечиваться возможность формирования команд на изменение частот настройки и режимов работы приемников от региональной головной станции.

Для регионов, использующих спутниковое распределение и арендуемые тракты наземного распределения региональных программ, в РТПС должна быть предусмотрена установка соответствующей аппаратуры с распределенной модификации программ. Эта аппаратура может использоваться также при комбинации спутникового приема и наземных распределительных линий ФГУП «РТРС» и в других подобных случаях.

В простейшем варианте станция может не иметь резерва оборудования эфирного вещания и содержать один тракт спутникового приема. Такая схема может использоваться на РТПС с малой зоной охвата населения на начальных этапах строительства сети.

цифровой телевидение сеть помеха

2. Реализация вещания DVB-Т2 в режиме одночастотной сети при наличии помех

2.1 Принцип построения одночастотной сети

Под одночастотной сетью SFN (Single Frequency Network) подразумевают определенную зону вещания, в которой несколько передатчиков могут транслировать на одинаковой частоте (рис 4), не мешая друг другу, что позволяет экономить частотный ресурс. При этом результирующий сигнал от них может быть успешно принят и декодирован приемниками которые оказываются в зоне приема сигналов от двух, трех и более передатчиков. Это важное свойство SFN достигается только при выполнении некоторых технологических условий, суть которых заключается в обеспечении синхронного вещания передатчиков. Другими словами, передатчики в одночастотной сети должны выдавать в эфир абсолютно одинаковый сигнал синхронно как по частоте, так и по времени.

Прежде чем углубляться в технический анализ, коснемся вкратце работы одночастотной сети.

Рисунок 4 - Функциональная схема сети SFN стандарта DVB-T2

Для корректной работы SFN, необходимо соблюдение нескольких условий:

· передатчики должны получать один и тот же синхронизирующий (опорный) сигнал;

· сигнал, приходящий на передатчики в зоне SFN, должен быть абсолютно одинаковый по структуре и передаваемой информации, иными словами, иметь один источник;

· каналы распространения сигналов до передатчиков спутниковые или наземные (РРЛ, ВОЛС) должны быть «прозрачными», то есть не добавлять или не исключать ни одного бита транспортного потока.

· в передатчиках должна обеспечиваться задержка сигнала, необходимая для того, чтобы сигнал, доставленный на передатчики различных производителей с различным временем обработки сигнала, мог выходить с этих передатчиков одновременно.

Опорным сигналом для синхронизации в одночастотной сети является сигнал со спутников GPS (Global Positioning System) или Глонасс, обеспечивающий высокостабильную опорную частоту 10 МГц возбудителей передатчиков, и идентичный тактовый импульс сигнальных процессоров с частотой 1 Гц, который передается один раз в секунду 1pps (Pulse Per Second ). Под идентичностью сигналов 1 pps имеется в виду то, что они должны быть одинаковыми повсюду с минимальной ошибкой, не превышающей величины порядка сотен наносекунд. По этой причине импульсы 1 pps могут передаваться только через каналы, задержка в которых известна, постоянна и может быть компенсирована. GPS/Глонасс-сигнал принимается головной станцией и всеми передатчиками одночастотной зоны. Что касается стабильности опорной частоты 10 МГц, то речь идет не о фазе и не о небольших мгновенных изменениях частоты, а о неизменности средней частоты за длительный период времени. Практически, если изменение опорной частоты составляет ±1х10^-9 от величины 10 МГц, но среднее значение за длительный период (за 24 часа или более) составляет 10 МГц с точностью 2х10^-12, то результат можно считать допустимым

Источником транспортного потока является центр формирования мультиплекса. В шлюзе (gateway) центра формирования мультиплекса формируется стандартный поток T2-MI который состоит из: информационных символов T2-MIP (T2-modulator information packet) и специальных символов, обеспечивающих передачу информационного сигнала, устойчивый прием и декодирование телевизионных программ в зоне обслуживания передатчиков. Шлюз T2-MI использует опорные сигналы 1 pps и 10 МГц, идентичные сигналам синхронизации работы передатчиков сети SFN. Передатчики сети SFN, кроме информации о синхронизации, содержащейся в транспортном потоке, также нуждаются в опорных сигналах времени и частоты (1 pps и 10 МГц).

Пакеты потока T2-MI, предназначенные для синхронизации времени излучения передатчиков , имеют метку времени T2 timestamp (рис.5). Метка определяет момент времени начала суперкадра, (т.е. начала преамбулы суперкадра - символа P1). Все T2-кадры в суперфрейме имеют одно и то же значение timestamp. Метки для последующего суперкадра должны увеличиваться на длительность супекадра.

Возможны два механизма формирования метки: абсолютной seconds since 2000 и относительной subseconds.

Абсолютная метка времени (поле seconds since 2000) содержит количество секунд, прошедших от 2000-01-01 00:00:00 UTC и увеличивается с каждым секундным импульсом 1 pps (это абсолютное время, по которому работают все передатчики SFN-зоны).

Рисунок 5 - Формат пакета T2-MI с полями формирования метки времени.

Относительная метка времени (поле subseconds) задается в формирователе транспортного потока T2-MI (T2-шлюзе). Значение метки после прихода очередного импульса 1pps равно количеству субсекундных единиц умноженному на Tsub. Здесь Tsub = 1/64 мкс для стандартного канала 8 МГц. Значение относительной метки, не превышающей одной секунды, выбирается с учетом сетевых задержек и времени задержки в модуляторе.

Поле rfu зарезервировано для будущего использования.

Поле bw указывает на полосу пропускания канала. В данном случае 4¹⁶, что соответствует стандартному каналу 8 МГц.

Поле utco задает смещение (в секундах) между текущим временем и временем по Гринвичу. Используется только при формировании абсолютной метки.

Взятые вместе поля seconds since 2000 и subseconds определяют DVB-T2 timestamp и время выхода сигнала DVB-T2 с передатчика, которое вычисляется так: seconds since 2000 + subseconds х Tsub.

Когда поле seconds since 2000 имеет значение = 0, используется только относительный счетчик, поле subseconds и время выхода сигнала DVB-T2 с передатчика, которое вычисляется так: subseconds х Tsub.

В случае использования seconds since 2000 передатчик выдает сигнал в эфир по абсолютному времени. Если передается только subseconds, то для вычисления времени передачи используется сигнал 1 pps.

Итак, получив сигнал 1 pps, передатчик вычисляет сетевую задержку(Network Delay) - это время, необходимое для прохождения информационного сигнала (далее ИС) от формирователя транспортных потоков T2-MI центра мультиплексирования до входа возбудителя (рис.6). В структуре транспортного потока T2-MI (T2-Modulator Interfase) имеются символы синхронизации с информацией T2-MIP (T2-modulator information packet), позволяющей оценить сетевую задержку, которая зависит от используемого тракта передачи. Для того, чтобы все передатчики начали вещать синхронно, в пакете передается максимальная задержка (Maximum Delay), задаваемая оператором. Эта задержка состоит из времени доставки потока до передатчика и суммарного времени обработки в самом передатчике (Total Delay) от входа в передатчик до выхода с антенны. Передача каждого PLP должна быть отложена на период, равный разности между собственными задержками и максимальной.

Общая задержка сигнала в передатчике (Total Delay) состоит из времени обработки сигнала в передатчике (Processing Delay) и рассчитываемой передатчиком времени динамической задержки (Dynamic Delay).

Динамическая задержка (Dynamic Delay) - время, на которое искусственным образом задерживается обработка ИС для достижения требуемого времени передачи. Оценивается микроконтроллером возбудителя на основании времени обработки сигнала в модуляторе. Устанавливается в автоматическом режиме.

Задержка при обработке (Processing Delay) - это время обработки ИС в модуляторе передатчика. Задержка зависит от технической реализации модулятора и от параметров передаваемого сигнала. Для сравнения, если величина защитного интервала в одночастотной зоне измеряется десятками и сотнями микросекунд (10^-6 с), то разница во времени обработки в передатчиках различных производителей может отличаться на десятки и сотни миллисекунд (10^-3 с). Следовательно, передатчик должен обеспечить нужную динамическую задержку для нормального функционирования сети SFN, чтобы сигналы от различных передатчиков попадали в защитный интервал. Если в одночастотной зоне установлены передатчики одного производителя, то проблем с синхронизацией, как правило, не возникает. Но если в сети есть передатчики различных производителей, то передатчики должны уметь задерживать сигнал на промежутки времени, достаточные для компенсации разности времени обработки сигнала в передатчиках других фирм.



Рисунок 6 - Временные диаграммы задержек информационного сигнала в сети SFN стандарта DVB-T2

Время обработки сигнала в передатчике Processing Delay известно производителям и используется в процессе вычисления передатчиком задержки Dynamic Delay. Возможная величина Dynamic Delay определяется емкостью буфера передатчика и должна быть достаточной для обеспечения необходимого значения Total Delay (рис. 6). Если Dynamic Delay вычисляется на всех передатчиках одночастотной сети правильно, то сигнал выходит со всех передатчиков синхронно, что должно обеспечить нормальную работу одночастотной зоны.

При приеме сигнала от разных передатчиков в зонах их наложения телевизионные приемники должны устойчиво принимать сигналы от различных передатчиков, в том числе - отличающихся по уровню менее 16 - 20 дБ. В одночастотной сети используются передатчики различной мощности. Как следствие, расстояния, например, от передатчика 5 кВт и передатчика 100 Вт до точки с равным уровнем сигнала будут различными. Так как скорость распространения волны конечна (задержка времени распространения составляет одна микросекунда приблизительно на каждые 300 м), то сигналы от передатчиков разной мощности до точки с равным уровнем сигнала будут распространяться разное время. Следовательно, нужно иметь возможность задержать сигнал на передатчике, для того чтобы в наиболее «важной» точке приема сигналы от разных передатчиков пришли одновременно. Для этого на каждом передатчике устанавливается вручную постоянная, или статическая, задержка (Static Delay) (рис. 6). Данная задержка также должна обеспечиваться емкостью буфера передатчика. Желательно иметь возможность устанавливать как положительную, так и отрицательную статическую задержку. Это делает возможным проводить сведение передатчиков в одночастотной зоне на одном передатчике, устанавливая его как на задержку, так и на опережение относительно других передатчиков. Отрицательная задержка возможна, т.к. она просто формируется за счет уменьшения динамической задержки (Dynamic Delay) (рис. 6).

Стандартный метод настройки SFN, обеспечивающий синхронную работу передатчиков, заключается в калибровке временных задержек обработки информационного сигнала в модуляторах передатчиков с использованием встроенных средств измерения, установке метки времени и защитного интервала, исходя из временных задержек информационного сигнала (рис.6) и топологии размещения передатчиков в зоне обслуживания. Оценка сетевых задержек на входе возбудителя и итоговых задержек в модуляторах должна обеспечивается измерителем с визуальной индикацией результатов измерений. При большом разбросе задержек на программном или аппаратном уровне необходимо ввести дополнительные статические задержки, выровняв, таким образом, разброс задержек в модуляторах передатчиков. Именно соблюдение всех задержек на всех передатчиках обеспечивает синхронизацию SFN, при этом передатчики начинают передавать один и тот же суперкадр одновременно.

2.2 Построение сети при наличии помех

Нередки случаи, когда сотрудники РТПС сталкиваются с некорректной работой спутниковых приемных систем из-за воздействия внешних индустриальных помех. Число РЭС - потенциальных источников помех увеличивается, и актуальность проблемы растет в геометрической прогрессии, особенно в крупных городах.

Дефекты изображения и звука при воздействии помех, в общем, такие же, как и при слабом сигнале: от периодического «заикания» звука и «рассыпания» картинки до полной невозможности приема, что противоречит политике бесперебойного вещания РТРС.

Довольно часто помехи создаются радиолокационными станциями (РЛС). До сих пор широко используются импульсные РЛС - это «идеальные постановщики помех» для спутниковых приемных систем. Мощность РЛС в импульсе может достигать нескольких МВт, частоты излучения могут располагаться непосредственно в диапазоне C или рядом с ним. Кроме того, иногда частота меняется от импульса к импульсу. Главный отличительный признак помехи от РЛС -- периодичность и время проявления. Дефекты наблюдаются с периодом 10-25 с, в этих пределах варьируется период вращения антенн РЛС. Если, кроме того, неподалеку находится аэродром, и проблемы с приемом совпадают по времени с полетами самолетов, можно с уверенностью утверждать, что именно РЛС является источником помех.

Могут мешать приему и станции радиорелейных линий (РРЛ), которые иногда используют частоты диапазона C и даже Ku. В отличие от РЛС, передающая антенна РРЛ излучает непрерывные сигналы с довольно узким спектром, поэтому помеха от РРЛ поражает не весь диапазон, а только его отдельные участки.

Случай из практики: в непосредственной близости к РТПС располагается радиолокационная база ПВО, работа которой негативно сказывается на приеме 1 и 2 Mux. в C-диапазоне. Оперативные мероприятия, предпринятые сотрудниками (в частности сооружение защитного экрана, перенос приемной антенны за защитный барьер, и даже подъем антенны на высоту h = 40 м) не принесли никаких результатов. При сканировании диапазона спектроанализатором, совместно с радиочастотным центром, было выявлено, что полезный сигнал, заданной частоты транспондера, полностью разрушается изнутри импульсом РЛС, в связи с чем прием из федеральной спутниковой сети не представляется возможным. (рис.7.8.9.10)

Рисунок 7 - прием DVB/S2 на приемную антенну без влияния помехи

Рисунок 8 - прием DVB/S2 на приемную антенну при воздействии интенсивной внешней помехи

Рисунок 9 - мониторинг C-диапазона узконаправленной антенной



Рисунок 10 - мониторинг C-диапазона при span = 1.0 GHz

В итоге, руководством РТРС было принято решение получать транспортный поток по ВОЛС с соседней РТПС, расположенной вне зоны действия помехи и имеющей устойчивый, зарезервированный прием спутникового сигнала из федеральной сети.

2.2.1 Технические требования к оборудованию и линиям связи

1. Спутниковое приемное оборудование должно обеспечивать уверенный прием TS из федеральной спутниковой сети. Приемник должен обеспечивать инкапсуляцию пакетов T2-MI в IP-пакеты. Многоадресная доставка транспортного потока MPEG-2 через RTP должна основываться на IP-протоколе версии 4 согласно ГОСТ Р 54994-2012. В случае одноадресной доставки транспортного потока MPEG-2 может использоваться протокол, описанный в ГОСТ Р 54994-2012.

2. Волоконно-оптическая линия связи должна обеспечивать фиксированный канал передачи данных. Канал должен быть «прозрачным», то есть не добавлять или не исключать ни одного бита транспортного потока.

3. Модулятор должен иметь наличие ASI/IP вход, с возможностью автоматического переключения входных интерфейсов, а также настройки приоритетов входного потока.

2.2.2 Настройка приемо-передающего оборудования

Рассмотрим настройки приемо-передающего оборудования на базе приемника Harmonic proview 7100 и передатчика HC-DVB-50 «Март».

Harmonic ProView 7100 настраивается при помощи отдельного интерфейса Harmonic EMS (element managment system).Для перехода к начальной странице EMS (рис. 11) предварительно потребуется на передней панели приемника настроить сетевой интерфейс для управления (т.е. ввести IP адрес, маску и шлюз), с помощью браузера зайти на веб страничку приемника (ввести в браузере IP адрес, который мы ввели на панели приемника) и выбрать пункт «Launch ProView 700 EMS». Для работы данного приложения необходима установленная в системе Java Runtime Enviroment.

Рисунок 11 - Начальная страница Harmonic EMS

После того как EMS запустилась мы видим экран которых разбит на 6 частей, опишем их слева направо, сверху вниз (см. рис. 12).



Рисунок 12

1. Devices -- Пункт отображает список устройств которыми мы управляем с помощью данной программы.

2. Physical Input -- Настройки DVB-S/S2 портов, CAM модулей, а так же встроенного BISS.

3. Multiplex Input -- Показывает программы идущие в потоке со спутника(при правильной настройке DVB-S/S2)

4. Multiplex, Transcoding & Decoding Output -- Подменю настройки потоков которые хотим получить на выходе с приемника.

5. Physical Output -- Настройки мультикаст групп и адреса интерфейса(ов) источника мультикаста.

6. Alarms -- Сообщения о текущий ошибках. (таких как: не декодируется сигнал, плохое качество приема и т.д.).

Настройка DVB-S/S2

Для настройки DVB-S входа необходимо нажать правой кнопкой мыши на нужном входе и выбрать пункт меню «Properties». Откроется окно для ввода всех необходимых параметров. При этом нужно учесть что 7100, позволяют установить большинство полей в Automatic, т.е. приемник подберет параметры сам. Необходимо задать только Символьную скорость (Symbol Rate), частоту (в любом из двух полей в Carrier Frequency), а так же необходимые параметры LNB, поляризации, частоты гетеродина, и т.д. После ввода всех нужных параметров, необходимо нажать кнопку «apply» и изменения сразу вступят в силу. Для того что бы видеть нигде ли мы не ошиблись и все ли в порядке с коаксиальной коммутацией стоит нажать кнопку «Show Status», справа откроется окно статуса где можно увидеть информацию по принимаемому спутниковому сигналу.

Physical Output

В данном разделе производится настройка параметра адресов интерфейсов для выхода потока с приемника, а так же соотносим DVB Multiplex out с мультикаст группами (с приемника можно послать до 4 независимых потоков, но если у вас лицензия только на один DVB Multiplex, то смысла в четырех разных группах нет, так как содержимое групп будет одинаковым).

Итак, первое что делаем, это раскрываем меню GBE(рис. 13), в GBE Port 1 нажимаем правой кнопкой мыши и выбираем пункт меню «Properties». В данном меню вводим IP адрес и маску, а так же включаем сам интерфейс установив Enabled в «Yes» (рис). Данный IP адрес - адрес выходного GBE интерфейса. Его значение выбирается из топологии построения IPсети. В данной сети присутствуют приёмник/ресивер (Harmonic) как источник транспортного потока (TS) и модулятор(ы) передатчиков как приёмник TS. В данном случае в сети 192.168.168.0 может присутствовать 254 устройства(маска 255.255.255.0). Этими устройствами могут быть источники транспортного потока (TS), приёмники TS, устройства наблюдения и контроля за потоком, мониторинга оборудования, маршрутизаторы и др.

Если вы подключаете два интерфейса для передачи данных в целях резервирования, необходимо настроить Gbe Port 2 по аналогии с Gbe Port 1.



Рисунок 13 - настройка GBE интерфейса

Далее открываем пункт меню «Sockets», в котором отображаются 4 возможных исходящих логических порта для вещания TS в IPсеть. При осуществлении перехода в свойства одного из портов открывается меню изображенное на рис.14.

Имеет смысл подробнее остановиться на данной настройке.

Так как топология IP сети, в которой присутствуют источники и приёмники TS, может быть как угодно сложна или проста, то IP адреса источников и приёмников могут располагаться в разных подсетях. Для преодоления этого можно использовать широковещание в IP. Основным является условие пропуска широковещательных потоков возможными промежуточными устройствами (маршрутизаторы, коммутаторы и др.). В многоадресной рассылке источник посылает единственный экземпляр данных по общему маршруту тем получателям, кто подписался на рассылку. Преимущество этого подхода: добавление новых пользователей не влечет за собой необходимость увеличения пропускной способности сети по общему маршруту до потребителей услуги. Соответственно, снижается нагрузка и на промежуточное оборудование.



Рисунок 14 - настройка логического порта

Таким образом, к одному источнику TS можно подключить несколько приёмников. Для широковещания в простых сетях можно выбрать адрес из диапазона от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Для сетей сложных необходимо пользоваться адресацией исходя из рекомендаций RFC5771. В настройках приемника TS (модулятор передатчика ТВ) необходимо указать адрес широковещания источника TS. Так же необходимо определиться с Destination UDP Port-порт приемника UDP (может быть от 0 до 65535). Этот порт необходимо включить на приёмнике TS.Source UDP Port может быть любым - указывает порт источника и используется как идентификатор источника.

Отмечу, что нужно установить пункт «Connected to Output Multiplex Port» в соответствии с нужным Multiplex Out (актуально если у вас больше одного Multiplex Out). И, конечно же не забыть Enabled -- YES.

В итоге, исходя из произведенных манипуляций, получаем следующие сетевые настройки, отображенные в таблице 2, необходимые в дальнейшем для настройки модулятора DVB/T2.

Таблица 2 - Сетевые настройки

Local Network	1 MUX
IP Port	1000
Static IP Address	192.168.168.12
IP Netmask	255.255.255.0
Multicast IP Address	238.1.1.1

2.2.3 Передача TS

С порта GBE1, приемника Harmonic 7100, транспортный поток (TS) через преобразователь среды (медиаконвертер - Tx) поступает в волоконно-оптическую сеть (рис.15).

На приемной стороне, сигнал из волоконно-оптической сети преобразуется в медиаконвертере (Rx) , далее преобразованный сигнал, через стандартизированный физический сетевой интерфейс RG-45, поступает на коммутатор и следом на вход TSoIP передатчика. Коммутатор (Switch) является промежуточным звеном, которое позволяет подключать дополнительные устройства для управления и настройки передатчика, оценки качественных показателей вещания, мониторинга PLP- и T2-MI-потоков на наличие ошибок.

Рисунок 15 - структурная схема передачи сигнала по оптоволоконной сети

2.2.4 Настройка модулятора на прием TSoIP

В передатчике установлен модулятор Датской компании «ProTelevision Technologies»(Рис.16). Модулятор имеет встроенный web-интерфейс с помощью которого производятся настройки и мониторинг передатчика. Для этого нужно в браузере ввести ip адрес (см. инструкцию завода изготовителя), пройти аутентификацию логин - пароль.



Рисунок 16 - Модулятор DVB-T2

Основным источником транспортного потока для «РТРС» являются спутниковые транспортные сети. Стандартная коммутация приемника DVB/S/S2 и возбудителя DVB-T2 производится через асинхронный последовательный интерфейс (ASI) кабелем 75 Ом с помощью bnc разъемов. Передатчик, при наличии TS, осуществляет вещание в эфир без каких либо дополнительных манипуляций (рис. 17).

Так как в данном случае мы имеем неустойчивый спутниковый прием, и более надежный прием из локальной сети, то нам необходимо настроить IP вход передатчика, а так же выставить приоритеты в коммутации потока.

Настройка параметров коммутации находится в панели узла «Switching».

Для вызова панели узла «Switching» необходимо навести курсор на его поле, нажать левую клавишу мыши и, удерживая ее, переместить курсор вниз (Drag&Drop). После отпускания клавиши, откроется панель управления с текущим состоянием узла (поле «TS Switching» рис 17).

В меню «TS-Primary» - производится установка основного (первичного) входного интерфейса модулятора. Так как за основной был принят IP поток, то в данной колонке выбираем - TSoIP, а так же один из двух логических приемников Rx1 либо Rx2.



Рисунок 17 - Работа модулятора через ASI

В меню «TS-Secondary» - производится установка вторичного входного интерфейса. В данном случае устанавливаем ASI in1 либо ASI in2 в зависимости от коммутации оборудования.

В меню «TS Switching Policy» - выставляется предпочтение первичного потока.

Так как первичный поток имеет приоритет при переключениях - это означает, что при отсутствии TSoIP, модулятор работает через ASI. Как только появляется TSoIP, происходит коммутация на данный поток. Это сопровождается кратковременным пропаданием в течение 7 секунд (рис. 18).

Рисунок 18 - Момент переключения потоков

Настройка сетевых параметров находится в панели узла «TSoIP Rx1».

Для вызова панели узла «TSoIP Rx1» необходимо навести курсор на его поле, нажать левую клавишу мыши и, удерживая ее, переместить курсор вниз(Drag&Drop). После отпускания клавиши, откроется панель управления с текущим состоянием узла (рис.19).

В панели управления ввести сетевые данные (таблица 2) и нажать кнопку «Apply» (применить). Для ввода параметров IP порта источника TS необходимо войти меню «SYSTEM». Выбрать LAN. Ввести параметры (рис.20) и нажать «Apply».

Рисунок 19 - Панель настройки сетевых параметров

Рисунок 20 - Ввод параметров IP источника TS

При правильно произведенных настройках, передатчик начнет вещание.

На (рис.21) показана работа передатчика при наличии транспортных потоков на IP и ASI входах.



Рисунок 21 - Работа передатчика при наличии транспортных потоков на IP и ASI входах

3. Анализ параметров DVB-T2

3.1 Анализатор параметров цифрового телевидения ENENSYS Referee T2

Приемник измерительный ENENSYS Referee T2 предназначен для: измерения физических характеристик цифровых телевизионных сигналов стандартов DVB-T2 и DVB-T, определения количественных характеристик транспортных и T2MI потоков.

Представляет собой инструментальное средство, подключаемое к компьютеру (ноутбуку) для анализа параметров сигналов цифрового телевидения. Программное обеспечение приемника «DiviSuite» предоставляет возможность анализа и мониторинга радиочастотных сигналов, видеосигналов и поддерживает стандарты MPEG2-TS, DVB, ATSC и ISDB. Кроме того, поддерживает сбор данных в режиме реального времени, анализ данных в режиме offline и декодирование видеосигналов. Принцип действия прибора в режиме анализатора спектра основан на методе последовательного анализа сигнала с индикацией параметров входного сигнала на экране монитора. Центральный процессор прибора обеспечивает прием команд оператора, вводимых с клавиатуры компьютера, преобразование данных, отображение их на дисплее и взаимодействие с внешними устройствами. Питание прибора осуществляется по каналу USB от компьютера.

Программное обеспечение «DiviSuite» состоит из базового приложения DiviSuite Basic, которое может быть расширено за счет активизации дополнительных программных модулей (плагинов), таких как:

RF Scope - плагин для мониторинга радиочастотных сигналов (рис 22). Реализует функции мониторинга качества радиочастотных сигналов в режиме реального времени, контролирует параметры входящих радиочастотных сигналов:

· Состояние демодуляции;

· Уровень сигнала, SNR (отношение сигнал/шум), MER (интенсивность ошибок модуляции);

· Импульсная характеристика (эхо-сигналы);

· Интенсивности битовых ошибок: итерация по алгоритму LDPC и интенсивность битовых ошибок BCH в DVB-T2;

· Диаграмма реализуемых состояний сигналов;

· Параметры модуляции: сигнализация на уровне L1 в DVB-T2 (параметры модуляции PLP).

Рисунок 22 - мониторинг качества радиочастотных сигналов

TS Analyzer - плагин для анализа MPEG2-TS (рис23). Представляет собой инструментальное средство анализа транспортного потока стандарта MPEG2, обеспечивает анализ содержимого потока посредством декодирования таблиц системной информации (SI). В дополнение к функции анализа PID приложения DiviSuite Basic анализ потока может выполняться с помощью таблиц (PAT, PMT, EIT…). В этом режиме выполняются измерения точности PCR, обеспечивающие отображение значений в режиме реального времени, а также графическое отображение хронологических данных и графическое отображение параметров точности PCR. Анализ потока выполняется в соответствии с требованиями стандарта ETSI TR 101 290 уровни 1, 2 и 3 (высокий, средний, низкий приоритет).

Рисунок 23 - Анализ транспортного потока

T2-MI Analyzer плагин для анализа T2-MI. Представляет собой инструментальное средство мониторинга интерфейса модулятора DVB-T2. Обеспечивает поддержку мониторинга параметров DVB-T2 в режиме реального времени и демультиплексирование контента PLP. Затем этот контент может быть проанализирован в режиме реального времени. С использованием плагина TS Analyzer, может быть выполнено его декодирование и отображение параметров. Мониторинг T2-MI включает в себя анализ сигнала формата T2-MI, анализ кадров формата T2 (суперкадр T2, структура кадра T2, кадры BB…), декодирование сигналов формата L1 (предварительная и пост-обработка на уровне L1, параметры модуляции PLP) и анализ временных меток T2-MI (рис. 24).

Рисунок 24 - Анализ T2-MI

3.2 Методика контроля транспортного потока по IP

Для контроля TS необходимо подключить анализатор к USB входу компьютера (ноутбука) с помощью кабеля входящего в комплект прибора. Выбрать сетевые настройки в зависимости от контролируемого потока «Контроль 1 MUX» или «Контроль 2 MUX»,и запустить программу «DiviSuite». Выбрать конфигурацию входа: «IP» (рис. 25).

Рисунок 25 - Начальная страница «DiviSuite»

В списке выбрать нужный мультиплекс, и, в левом нижнем углу нажать кнопку «Start». Внизу экрана при наличии потока появится зеленая строка «Reseiving stream packets of 188 bytes».

Для контроля параметров T2-MI необходимо в меню «Monitoring» нажать вкладку «T2-MI» (рис. 26).



Рисунок 26 - Контроль параметров T2-MI

Для контроля ошибок транспортного потока 1,2 и 3 уровня выполнить следующее:

- в меню «Monitoring» перейти по вкладке «ETR 290»;

-для корректного отображения информации необходимо обнулить счетчики, нажав кнопку «Reset»;

...