Они бывают очень разные, как по размеру, так и по назначению: от коллективной антенны на две-три квартиры до кабельной сети на город, от эфирной системы прямого усиления до матричной спутниковой системы. В последнее время все более популярны системы интерактивного IP-телевидения. Раньше это было очень дорогое решение, которое могли позволить себе только крупные операторы связи и Интернет-провайдеры. Сейчас можно построить полнофункциональную сеть IPTV для жилого комплекса или гостиницы, по стоимости сравнимую с качественной аналоговой СКПТ.
Чем коллективная система лучше индивидуальной?
Стоимость. Цена коллективной системы в пересчете на одного абонента меньше, чем цена индивидуальной системы с такими же возможностями. Это естественно, поскольку часть оборудования используется всеми абонентами совместно и покупается «вскладчину».
Качество. Прием телевидения в современном городе - не такая уж простая задача. В общем случае, для качественного приема необходимо серьезное оборудование, слишком дорогое для одного пользователя. Жильцы многоквартирного дома могут позволить себе установить хорошее оборудование и заплатить за качественный монтаж.
Обслуживание. Поддержание индивидуальной системы в рабочем состоянии - забота только ее владельца. Такие системы либо вообще не обслуживаются, либо у каждого жильца есть свой «мастер», который следит только за «своей» системой. В результате в одном доме сосуществуют несколько систем, построенных разными фирмами, на разном оборудовании и в разное время. Как правило, какая-либо документация и маркировка отсутствуют. Каждый «мастер», впервые придя в дом, вынужден разбираться с мешаниной кабелей в слаботочных щитках. Коллективная система монтируется по заказу ТСЖ, управляющей компании или компании-застройщика, по утвержденной проектной документации, и в дальнейшем обслуживается квалифицированным персоналом.
Внешний вид здания. Разнокалиберные, установленные в разных местах и разным способом индивидуальные антенны портят внешний вид здания. Очень часто управляющая компания или правление ТСЖ запрещают жильцам устанавливать какие-либо антенны на наружных стенах. Да это и не всегда возможно технически - например, на стеклянном фасаде или на стене, закрытой сайдингом. Бывает, что все окна квартиры выходят на северную сторону, где спутниковые антенны не могут работать в принципе. Конечно, можно установить индивидуальные антенны на крыше, но там место, как правило, ограничено. Кроме того, от каждой индивидуальной антенны должен спускаться в квартиру абонента как минимум один кабель. В современных жилых домах в одном подъезде может быть 100 и более квартир - такое количество кабелей не вместит ни один кабельный «стояк». С коллективной системой все проще: место для одной-двух тарелок найдется всегда, а общих, «магистральных» кабелей в вертикальных кабельных каналах нужно будет проложить от 1 до 9 (в зависимости от выбранной технологии и количества принимаемых спутников) - это уже вполне реально.
Отсутствие дополнительных кабелей. Пользователь индивидуальной антенны обычно прокладывает от своих антенн отдельные кабели. Если антенна смонтирована за окнами квартиры, для кабелей нужно сверлить наружную стену. Через дырку снаружи попадает холодный воздух и пыль, а если она просверлена неграмотно, во время дождя из нее может вытекать вода. В коллективной системе в квартиру абонента заходит единственный кабель, по которому доставляются сигналы и спутникового, и обычного телевидения. Он прокладывается по «штатному» пути - от слаботочного этажного щитка на лестничной площадке. В подавляющем большинстве случаев к коллективной системе можно подключить уже существующую квартирную разводку, доработав ее по минимуму, без прокладки новых кабелей (только заменив абонентские розетки и делители). То есть, для подключения к коллективной системе в квартире не нужно проводить «грязные» монтажные работы и нарушать существующую отделку.
Возможности модернизации. Коллективные системы легко масштабируются. Например, в коллективную систему для приема обычного телевидения и НТВ-Плюс можно добавить спутниковые каналы высокой четкости (например, пакет «Платформа HD»). Для этого достаточно установить одну дополнительную тарелку, и каналы с добавленного спутника автоматически станут доступными всем абонентам системы. С индивидуальными системами так не получится - дополнительную антенну придется устанавливать у каждого абонента. Коллективную систему легко расширить и по охвату. Например, если система смонтирована на один подъезд жилого дома, можно подключить к ней другие подъезды, просто проведя в них кабели. Современные технологии позволяют доставить сигналы от спутниковых антенн по волоконно-оптическим кабелям даже в соседние дома. Эта технология особенно актуальна для дачных и коттеджных поселков. В таких поселках здания невысокие, и зачастую спутники закрыты близко расположенным лесом. Коллективная система позволит установить один антенный пост на весь поселок и «оптикой» подключить к нему отдельные дома. Один и тот же волоконно-оптический кабель можно использовать для подключения телевидения, телефонов и высокоскоростного Интернета.
Коллективная антенна с общим усилителем
Система представляет собой аналог традиционной системы «антенна на подъезд» и состоит из комплекса эфирных антенн, специального многовходового усилителя и распределительной сети.
Комплекс антенн обеспечивает качественный прием городских телепрограмм. В современных городах эфирное телевидение транслируется в разных частотных диапазонах и зачастую с нескольких разных направлений, поэтому одной всеволновой антенны, как правило, недостаточно. Например, в эфире города Екатеринбурга 20 телевизионных каналов, которые передаются с трех разных телебашен в трех частотных диапазонах (МВ-I, МВ-III, ДМВ) и с разной поляризацией излучения (горизонтальной и вертикальной). Поэтому для качественного приема всех городских программ в центре города необходим комплекс из пяти эфирных антенн.
Многовходовый усилитель (Multiband) нужен для корректного сложения сигналов от антенн разных диапазонов. На телецентрах используются передатчики разной мощности, а антенны разных диапазонов имеют неодинаковое усиление, в результате уровни телевизионных сигналов на выходах антенн могут существенно отличаться. Например, в центре Екатеринбурга сигнал «Первого канала» в метровом диапазоне может быть сильнее сигналов дециметровых каналов в несколько тысяч раз (на 30-40 dB). Чтобы раздать телевизионные сигналы от одного антенного комплекса на множество телевизоров, их обязательно нужно усилить. Но сигналы разных телевизионных диапазонов нужно усиливать по-разному, иначе либо каналы с маленькими уровнями окажутся на входе телевизоров слишком слабыми, «зашумленными», либо каналы с высокими уровнями перегрузят усилитель, что еще хуже - на всех каналах появятся «перекрестные» помехи. Усилители Multiband имеют несколько входов (как правило, от 3 до 5) для подключения антенн разных диапазонов, с раздельной регулировкой усиления по каждому входу. Бывают мощные усилители Multiband для большого числа абонентов (многоквартирный дом, подъезд высотного дома) и относительно слабые для небольших систем (частный дом или несколько соседних квартир).
Распределительная сеть состоит из кабелей и делителей. Ее назначение - доставить сигналы с выхода усилителя до телевизоров абонентов. Выходная мощность усилителя должна распределяться между всеми абонентами по возможности поровну, только при этом условии усилитель используется максимально эффективно, а уровни сигналов на всех абонентских розетках находятся в допустимых пределах. Однако реальные распределительные сети строятся обычно по «линейной» схеме, где одни абоненты находятся рядом с усилителем, а другие - далеко. Поэтому в сети используются два типа делителей мощности - на равные части (разветвители, splitters) и на неравные (ответвители, couplers).
Достоинства:
система недорогая, компактная и простая в эксплуатации. При необходимости на ее базе можно построить более сложную систему: эфирную СКПТ с головной станцией или систему для коллективного приема эфирных и спутниковых программ.
Недостатки:
система применима только для небольшого количества абонентов (один подъезд или небольшой многоквартирный дом, офис, коттедж). Усилитель Multiband позволяет раздельно регулировать усиление по частотным диапазонам, однако выровнять с его помощью уровни разных каналов внутри одного диапазона нельзя. Поэтому система корректно работает, только если усилитель в ней - единственный.
Эфирная СКПТ с головной станцией прямого усиления.
Это более сложная система, в ней телевизионные сигналы каждого канала обрабатываются отдельно. Основа системы - головная станция прямого усиления. Это модульная конструкция, состоящая из базового блока или шасси, на которое устанавливаются модули канальных усилителей - по одному на каждый канал. Такая схема позволяет выровнять уровни всех телевизионных каналов, «подстричь их под одну гребенку». Такой «подстриженный» групповой сигнал можно раздавать большому количеству абонентов, многократно усиливая его, если необходимо.
Поканальная обработка позволяет устранить проблемы с приемом отдельных каналов: дополнительно усилить слабые, возможно, ослабить слишком сильные.
Достоинства:
система позволяет получить на абонентских розетках качественные сигналы всех городских телеканалов, даже при сложных условиях приема. СКПТ с головной станцией может обслуживать большой многоквартирный дом или даже несколько домов, микрорайон. Ее можно интегрировать с коллективной спутниковой системой, можно добавить в нее собственные каналы - например, раздать на телевизоры абонентов изображение с камер видеонаблюдения.
Недостатки:
стоимость СКПТ с головной станцией несколько выше, чем системы с общим усилителем. На каждый телевизионный канал необходим отдельный модуль канального усилителя, поэтому, если в городе появляются новые каналы, головную станцию необходимо модернизировать.
Системы коллективного приема эфирных и спутниковых программ (SMATV)
Все предлагаемые нами коллективные спутниковые системы предполагают одновременный прием спутниковых и эфирных (обычных) телепрограмм. Сигналы спутникового и эфирного телевидения доставляются в квартиры абонентов по одному кабелю. Для одновременного подключения телевизора и спутникового приемника используются специальные абонентские розетки с двумя раздельными выходами (TV/SAT) или внешние фильтры-разделители.
Матричные системы (Star Distribution)
Эти коллективные спутниковые системы обладают максимальными возможностями и наиболее удобны в эксплуатации. Однако, они самые дорогие и довольно громоздкие, поэтому используются в основном для небольшого количества абонентов - за редкими исключениями, для одного жилого или офисного здания.
Основу их составляют матричные антенные переключатели - мультисвитчи. В общем случае мультисвитч имеет несколько входов для подключения спутниковых антенн (как правило, 4, 8 или 16), один вход для подключения обычной телевизионной антенны (или сигнала местного кабельного ТВ) и несколько абонентских выходов (обычно 4, 6, 8, 10, 12 или 16). В зависимости от управляющего сигнала, поступающего от ресивера абонента, абонентский выход подключается к тому или иному спутниковому входу. Сигнал обычного телевидения всегда присутствует на всех абонентских выходах. Таким образом, каждый абонент получает доступ к любым каналам со всех спутниковых антенн в системе, независимо от других абонентов.
В силу некоторых причин технического характера для подключения к матричной системе одной спутниковой антенны иногда необходимо использовать не один, а несколько спутниковых входов: 2, 3 или 4. Это зависит от выбранного спутника, точнее, от используемого частотного диапазона и поляризации излучения. Например, для коллективного приема программ НТВ-Плюс и «Триколор» (спутник Eutelsat W4/W7) необходимо использовать 2 спутниковых входа, для приема популярных европейских спутников HotBird - 4, а для приема телевидения высокой четкости (пакет «Платформа HD» и др.) со спутника Eurobird-9 достаточно одного входа.
Для увеличения емкости матричных систем выпускаются каскадируемые мультисвитчи - кроме абонентских выходов они имеют «проходные» или «магистральные» выходы, на которых повторяются входные сигналы спутникового и обычного телевидения. К этим выходам подключается следующий мультисвитч - оконечный или другой каскадируемый. По такой схеме строятся матричные системы с линейной топологией - например, для одного подъезда многоэтажного дома.
Другая схема, используемая для расширения емкости - радиальная. Сигналы от телевизионной антенны и спутниковых и антенн делятся с помощью разветвителей и направляются на несколько мультисвитчей. Такая схема может быть использована, например, в матричной системе на несколько подъездов, если в доме немного этажей.
В более крупных системах используются комбинации линейной и радиальной схем: сигналы от источников делятся радиально и подаются на входы нескольких линейных цепочек из мультисвитчей, включенных каскадно.
Мультисвитчи бывают активными и пассивными. Пассивные просто делят входной сигнал между абонентскими и магистральными выходами, активные еще и усиливают его, чтобы компенсировать потери мощности при делении и затухание сигналов в кабелях. Производители предлагают широчайший набор мультисвитчей и вспомогательных устройств (многоканальные усилители, многоканальные ответвители, блоки питания и т.п.), на основе которых можно строить коллективные системы разной сложности и размера.
Достоинства:
Можно коллективно принимать сигналы нескольких спутников
Абонент может принимать любые каналы со всех спутниковых антенн, подключенных к системе
Система «прозрачна» для ресивера абонента: настройка и пользование ресивером происходит точно так же, как если бы абонент использовал собственную индивидуальную антенну (антенны)
Прием платных спутниковых программ осуществляется абсолютно легально, так же, как и через индивидуальные системы
Недостатки:
В системе используется «многокабельная» магистральная разводка. Это несколько осложняет монтаж, особенно в старых зданиях
Довольно дорогое оборудование
«Однокабельные» коллективные системы
«Магистральная» разводка таких коллективных систем выполняется одним кабелем, а вместо дорогих и сложных матричных переключателей используются компактные и дешевые делители, поэтому система получается недорогой и простой в монтаже. Однако возможности «однокабельных» систем сильно ограничены.
В спутниковом телевидении используются разные частотные диапазоны и разные поляризации излучения радиоволн. В индивидуальной приемной системе выбор диапазона и поляризации происходит в конвертере - электронной «головке» антенны, и в кабель к абоненту поступают сигналы не всех каналов спутника, а только из одного диапазона и одной поляризации - именно тех, которые нужны в данный момент абоненту. В коллективной системе необходимо одновременно принимать все сигналы спутника. Просто сложить их, чтобы подать в один кабель, нельзя - они перекрываются по частоте и будут мешать друг другу.
«Однокабельные» коллективные системы строятся по одной из трех схем:
«Однокабельная» система без частотного уплотнения
Система позволяет коллективно принимать программы только одного спутника, но не все, а только часть их - в одном частотном диапазоне и только с одной поляризацией излучения. Типичный пример - популярный спутник Ямал-201 90,0Е, у которого наиболее интересные телеканалы передаются в С-диапазоне с левосторонней вращательной поляризацией (LZ).
Спутниковая антенна и конвертер используются обычные, как для индивидуального приема. Спутниковый усилитель необходим, чтобы компенсировать потери сигнала при делении между абонентами и затухание в кабелях. Обычные телевизионные делители не подойдут - они работоспособны только в диапазоне частот обычного телевидения (5…1000 МГц), а нужны широкополосные, с поддержкой спутникового диапазона (до 2150 МГц).
Пример простейшей «однокабельной» коллективной спутниковой системы (прием пакета «Континент-ТВ» в одном подъезде)
Достоинства:
система очень простая и дешевая
Недостатки:
сильно ограниченное применение. Можно принимать сигналы только одного спутника, например:
платный пакет «Радуга-ТВ» со спутника ABS-1 75,0E
платный пакет «Континет-ТВ» со спутника Intelsat-15 85,2E
платный пакет «Триколор-ТВ» со спутника Eutelsat W4/W7 36,0E
платный пакет «Триколор-Сибирь» или «НТВ-Плюс-Восток» со спутника Бонум-1 56,0Е (но только один на выбор, не одновременно)
пакет высокой четкости «Платформа HD» со спутника Eurobird-9 9,0Е
«Однокабельная» система со специальным конвертером Single Cable Solution
Система не намного сложнее и дороже систем без уплотнения, но для нее требуется «экзотическое» оборудование. Это либо специальный конвертер с встроенным устройством частотного уплотнения двух сигналов разной поляризации (Single Cable Solution), либо внешнее устройство уплотнения.
Системы Single Cable Solution применимы только в отдельных частных случаях, когда все нужные каналы спутника расположены на близких частотах. Типичный пример использования - коллективный прием пакетов «НТВ-Плюс» и «Триколор-ТВ» со спутника Eutelsat W4/W7 36,0E или «НТВ-Плюс-Восток» и «Триколор-Сибирь» со спутника Бонум-1 56,0Е.
Достоинства:
система простая и дешевая
систему можно легко интегрировать с существующей эфирной системой «антенна на подъезд», заменив обычные делители сигнала на широкополосные
Недостатки:
сильно ограниченное применение - можно использовать только для коллективного приема «НТВ-Плюс» и «Триколор-ТВ»
система «не прозрачна» для абонентских ресиверов. Настройки ресивера для работы в коллективной системе Single Solution отличаются от настроек в индивидуальной системе. Автоматическая настройка не поддерживается, каналы нужно «прописывать» вручную
«Однокабельная» система с головной станцией спутниковых конвертеров (IF-IF Processing)
Это более сложная система, требующая более дорогого оборудования, но с ее помощью можно принимать программы разных спутников (правда, общее число каналов ограничено).
Распределительная сеть остается точно такой же, с одним «магистральным» кабелем и широкополосными делителями. Между распределительной сетью и спутниковыми антеннами устанавливается головная станция - набор модулей-конвертеров, каждый из которых обрабатывает сигнал на одной несущей частоте (один «транспондер»). С их помощью можно собрать в один кабель сигналы разных каналов с разных спутников, работающих в разных частотных диапазонах и с разной поляризацией. Таким образом, головная станция эмулирует один «виртуальный спутник», на котором собраны все интересующие абонента программы.
Достоинства:
систему можно использовать для коллективного приема программ нескольких разных спутников
Недостатки:
требуется довольно дорогое оборудование головной станции
количество каналов, доступных абоненту, ограничено числом модулей головной станции. Если на спутнике появился новый телевизионный пакет, то, чтобы он стал доступен, на головной станции необходимо установить дополнительный модуль.
система «не прозрачна» для абонентских ресиверов. Настройки ресивера для работы в коллективной системе с головной станцией IF-IF Processing отличаются от настроек в индивидуальной системе. Автоматическая настройка не поддерживается, каналы нужно «прописывать» вручную
Цифровое кабельное телевидение (DVB-C)
В принципе, это технология сетей кабельного телевидения, но в упрощенном варианте она успешно используется и в коллективных спутниковых системах. Например, если абоненты находятся на значительных расстояниях друг от друга (коттеджный поселок), или если нужно организовать коллективный прием спутниковых программ в существующей обычной кабельной сети, непригодной для работы в спутниковом диапазоне.
Сигналы спутникового телевидения поступают на вход головной станции, состоящей из модулей трансмодуляторов, которые преобразуют сигналы цифрового спутникового телевидения (DVB-S, DVB-S2) в сигналы кабельного цифрового телевидения (DVB-C). Кабельные цифровые каналы формируются в диапазоне обычного телевидения, на метровых или дециметровых волнах, поэтому их можно доставлять абонентам через классические кабельные сети, коаксиальные или оптико-коаксиальные. В телевизионном диапазоне потери в кабелях намного меньше, чем на спутниковых частотах. Это позволяет строить очень большие коллективные системы, до микрорайона, поселка и даже города. Правда, для приема спутниковых программ абоненту нужен специфический кабельный цифровой ресивер - он немного отличается от спутникового и стоит несколько дороже.
Достоинства:
систему можно использовать для коллективного приема программ нескольких разных спутников
систему можно использовать для коллективного приема программ нескольких разных спутников
можно строить протяженные системы с очень большим количеством абонентов
можно легко интегрировать систему в существующую распределительную сеть для обычного (эфирного или кабельного) телевидения. При этом сама сеть не требует никакой переделки, не нужны даже специальные абонентские розетки.
Недостатки:
количество каналов, доступных абоненту, ограничено числом модулей головной станции. для просмотра спутниковых программ абоненту необходим специальный кабельный цифровой приемник
Системы кабельного телевидения (CATV)
Традиционно системы кабельного телевидения - это коллективные системы с очень большим количеством абонентов, от большого дома до целого города, и строят их, как правило, не конечные пользователи, а кабельные операторы, не для собственных нужд, а для предоставления услуг кабельного ТВ населению. Хотя, конечно, бывают исключения.
Система кабельного телевидения (СКТВ, CATV) состоит из трех частей: источники сигналов, головная станция, распределительная сеть.
Источниками сигналов могут быть: эфирные антенны (местные городские программы), спутниковые антенны (спутниковые программы), а также собственная телестудия, видеомагнитофон, DVD-проигрыватель, компьютер и т.п. (собственные программы).
Головная станция - это модульное устройство, которое состоит из базового блока (шасси) и набора функциональных модулей. В зависимости от используемых источников сигналов это могут быть модули канальных усилителей или конвертеров (эфирное ТВ), спутниковых приемников (спутниковое ТВ), или модуляторов (сигналы от собственных источников). Головная станция принимает сигналы телевизионных программ от разных источников, в разных частотных диапазонах (телевизионный, спутниковый, немодулированные сигналы аудио/видео) в разном формате (аналоговый, цифровой) и преобразует их в стандартные сигналы аналогового вещательного телевидения в диапазоне метровых и дециметровых волн. Таким образом, с точки зрения абонента СКТВ эфирные, спутниковые и собственные программы оператора ничем не отличаются - для их приема достаточно обычного телевизора.
Распределительная сеть представляет собой систему из кабелей, усилителей и делителей (ответвителей и разветвителей). Ее назначение - доставить сигнал головной станции до каждой абонентской розетки, при этом компенсировав потери на деление и на затухание в кабелях и, по возможности, сохранив качество сигнала. Уже много лет все более или менее крупные СКТВ строятся с использованием волоконно-оптических кабелей, в основном по технологии «волокно до здания» (Fiber to the Building, FTTB). Оптические кабели вносят в сотни раз меньшее затухание, имеют почти идеальную амплитудно-частотную характеристику, не боятся сырости, грозы, наведенных индустриальных помех, и служат в несколько раз дольше медных. Электрический сигнал с выхода головной станции преобразуется в световой поток, усиливается, если необходимо, разветвляется специальными оптическими делителями и доставляется в каждый дом, подключенный к СКТВ. В доме устанавливается оптический приемник, он преобразует оптический сигнал обратно в электрический, чтобы можно было его подать на входы обычных телевизоров. Домовая распределительная сеть строится на обычных коаксиальных кабелях и делителях.
Достоинства:
СКТВ может охватывать огромное количество абонентов - микрорайон, поселок, город
абоненту СКТВ не требуется никакого дополнительного оборудования, кабельные каналы принимаются на обычный телевизор
Недостатки:
оборудование современной СКТВ - сложное и дорогое, поэтому технология применима только для относительно большого количества абонентов (от нескольких сотен)
количество каналов, доступных абоненту, ограничено числом модулей головной станции (обычно не более 50…60)
Цифровое вещание в СКТВ
Сегодня многие кабельные операторы не только предоставляют услуги традиционного аналогового телевидения, но предлагают несколько цифровых пакетов, в том числе с программами высокой четкости (HDTV). Можно подать в кабельную сеть цифровые пакеты со спутников, используя трансмодуляторы. Однако, кабельным операторам вряд ли интересно ретранслировать спутниковые каналы без изменений - ведь тогда абоненты будут платить за просмотр платного ТВ спутниковому оператору, а кабельщикам выгодно продавать собственные услуги.
Поэтому в «цифровых» головных станциях используется более сложное оборудование. Спутниковые сигналы демодулируются - преобразуются в цифровые потоки. Платные, кодированные программы, принимаемые со спутников, дешифруются - делаются открытыми. Затем из разных спутниковых каналов кабельный оператор формирует собственные цифровые пакеты, в соответствии со своей маркетинговой стратегией. Сформированные цифровые потоки вновь кодируются - но уже собственной системой кодирования кабельного оператора, которая позволяет ему управлять доступом абонентов к программам и собирать плату за просмотр. Потом цифровые потоки переносятся на частоты метрового и дециметрового диапазонов и вместе с аналоговыми каналами отправляются в распределительную сеть.
Для просмотра аналоговых каналов абоненту достаточно обычного телевизора, а для приема цифровых программ нужен кабельный цифровой ресивер, и, как правило, специфический - с поддержкой той системы кодирования, которую использует кабельный оператор. Обычно кабельные операторы и продают абонентам эти ресиверы или выдают в аренду.
Технология СКТВ рассчитана на большой охват абонентов - от нескольких сотен до нескольких тысяч. Кабельный оператор вынужден рассчитывать на среднюю платежеспособность населения. Поэтому «чисто цифровых» СКТВ в нашей стране нет (по крайней мере, пока) и цифровое вещание позиционируется, как дополнительная услуга.
Системы IP-телевидения (IPTV)
Это совсем новая, но стремительно развивающаяся технология.
В системах IPTV телевизионные программы доставляются абонентам через компьютерные сети с использованием протокола Интернета (IP). Следует различать интернет-телевидение (телевизионное вещание в Интернете, онлайн-вещание) и IP-телевидение. Хотя используется, в принципе, одна и та же технология, это совершенно разные по сути услуги.
В первом случае вещание осуществляется в публичной сети Интернет, без каких-либо ограничений по территории, как правило, бесплатно. Соответственно, никаких гарантий качества (как и самой возможности приема) не существует - все зависит от того, как подключен к Интернету каждый конкретный «телезритель», какую скорость предполагает его подключение и насколько оно надежно. Для просмотра телепрограмм используется ПК. По большому счету, телевещание в Интернете - это один из многочисленных сервисов Интернета.
Система IP-телевидения строится специально для предоставления населению услуг платного телевидения. Вещание локализовано в кабельной
сети одного оператора - как правило, это сеть Ethernet или ADSL. В этой сети используются различные механизмы, гарантирующие качество доставки видео. Для просмотра программ используется телевизор, который подключается к компьютерной сети через специальную приставку - IP-Set Top Box (IP STB).
Системы IPTV - больше, чем просто системы коллективного приема. Есть несколько принципиальных отличий систем IP телевидения от любых других СКПТ:
В сетях кабельного телевидения используется аналоговый транспорт. Даже цифровые телевизионные программы DVB передаются по сети в виде аналогового радиочастотного сигнала. От головной станции до абонентской розетки сигнал подвергается многократному пассивному делению и усилению, что неизбежно приводит к снижению его качества (увеличению отношения «сигнал-шум»). В системах IPTV используются только цифровые сигналы, каждое активное устройство распределительной сети обеспечивает регенерацию (восстановление) сигнала. Поэтому в системах IPTV можно доставлять программы телевидения любому количеству абонентов на любые расстояния, сохраняя исходное качество изображения и звука.
В «классических» кабельных сетях на каждой абонентской розетке одновременно присутствуют сигналы всех телепрограмм, которые транслируются в системе. Поэтому количество телеканалов (и других услуг) ограничено полосой пропускания сети. В IPTV на абонентскую розетку поступает сигнал только одной телепрограммы - той, которую абонент просматривает в данный момент. Поэтому пропускная способность участка сети определяется не количеством доступных услуг, а количеством подключенных к этому участку абонентов. В результате при правильном структурировании сети количество доступных услуг систем IPTV практически не ограничено.
В IPTV в качестве транспорта изначально используется двунаправленный симметричный канал связи - компьютерная сеть. Это позволяет легко реализовать интерактивные услуги. Т.е. услуги, на содержание которых может оперативно влиять сам абонент: прежде всего, услуги «по запросу», а также управление своей подпиской, «онлайновые» покупки, электронные голосования, тотализаторы, сетевые игры, электронную почту и доступ в Интернет (без компьютера, с помощью телевизора и STB).
Все интеллектуальные устройства «классических» кабельных сетей (например, спутниковые приемники головной станции или абонентские кабельные цифровые ресиверы) - это электронные автоматы, работающие по жесткой программе. В системах IPTV как головное оборудование, так и абонентский Set-Top-Box, -это компьютеры, работающие под управлением «обычных» операционных систем. Весь функционал IPTV реализуется программно. Одна и та же аппаратная платформа позволяет разработчику, и даже более того - пользователю, придумать, написать и внедрить программное обеспечение для самых разных услуг. Другими словами, IPTV - «открытая» система, в ней можно реализовать любые услуги, которые можно реализовать в Интернете, с той разницей, что в системе IPTV они будут предоставляться с гарантированным качеством.
В состав головной станции IPTV обычно входят:
Стримеры. Это устройства, которые обеспечивают «онлайновые» услуги - прием телевидения и радио. Они преобразуют сигналы телевизионных каналов (спутниковых, эфирных или от собственных источников, цифровых или аналоговых) в IP-пакеты, которые затем транслируются в сеть методом групповой передачи (multicast).
Серверы услуг «по запросу». Они обеспечивают «оффлайновые» услуги. На дисковых накопителях серверов хранятся фильмы и музыка. Каждый абонент может в любое время воспроизвести на своем телевизоре фильм или песню по своему выбору. При этом сервер на головной станции выполняет функции удаленного DVD-проигрывателя. Передача пакетов в сеть производится одному конкретному абоненту, методом unicast.
Серверы «отложенного просмотра» позволяют не только воспроизводить, но и записывать «онлайновый» контент, то есть выполняют функции удаленного видеомагнитофона. Абонент может запрограммировать запись интересной ему передачи и посмотреть ее в любое удобное время. Еще интереснее услуга «смотреть сначала»: сервер записывает все передачи определенного телеканала и хранит архив за какое-то время, скажем, за три часа. Если абонент включил этот канал на середине передачи, он может начать просмотр с ее начала, со сдвигом по времени.
Система условного доступа (CAS) разрешает просмотр платного контента только авторизованным абонентам
Система клиентского самообслуживания - Middleware. По сути, это программа, основная задача которой - сформировать на экранах телевизоров интуитивно-понятный клиентский интерфейс, систему меню, с помощью которых абонент выбирает нужную ему услугу и управляет просмотром.
Функции распределительной сети в системах IPTV выполняет компьютерная сеть передачи данных (СПД). Как правило, одна и та же СПД используется одновременно для IPTV, для доступа в Интернет и для телефонии. Грубо говоря, в квартиру к абоненту приходит одна «витая пара». Услуги разделяются не физически, а логически (например, с помощью механизма виртуальных локальных сетей VLAN).
Абонентским устройством системы IPTV является телевизор и STB, которые фактически превращаются в домашний мультимедийный центр: выполняют одновременно функции обычного телевизора, медиаплеера (сетевого аналога видеомагнитофона или DVD плеера/рекордера), игровой приставки и компьютера для доступа в Интернет.
Современные IP STB поддерживают телевидение высокой четкости (HDTV) и могут подключаться к HD телевизорам через цифровой интерфейс HDMI. STB имеет «на борту» высокопроизводительный процессор и полупроводниковый «жесткий диск» объемом в несколько Гбайт. Это позволяет реализовать существенную часть функционала IPTV прямо в приставке, средствами ее программного обеспечения, не обращаясь лишний раз к серверам головной станции и не загружая сеть лишним трафиком. Благодаря такой возможности удалось избавиться от основного недостатка ранних систем IPTV - «медленной» реакции на команды пользователя.
Пока системы IPTV мало распространены, в основном из-за сравнительно высокой стоимости STB - от $150 для телевидения обычного разрешения и от $200 для телевидения высокой четкости. Как правило, IP телевидение предлагается действующими компаниями-провайдерами Интернета в качестве дополнительной услуги.
Чем коллективная система лучше индивидуальной?
Стоимость. Цена коллективной системы в пересчете на одного абонента меньше, чем цена индивидуальной системы с такими же возможностями. Это естественно, поскольку часть оборудования используется всеми абонентами совместно и покупается «вскладчину».
Качество. Прием телевидения в современном городе - не такая уж простая задача. В общем случае, для качественного приема необходимо серьезное оборудование, слишком дорогое для одного пользователя. Жильцы многоквартирного дома могут позволить себе установить хорошее оборудование и заплатить за качественный монтаж.
Обслуживание. Поддержание индивидуальной системы в рабочем состоянии - забота только ее владельца. Такие системы либо вообще не обслуживаются, либо у каждого жильца есть свой «мастер», который следит только за «своей» системой. В результате в одном доме сосуществуют несколько систем, построенных разными фирмами, на разном оборудовании и в разное время. Как правило, какая-либо документация и маркировка отсутствуют. Каждый «мастер», впервые придя в дом, вынужден разбираться с мешаниной кабелей в слаботочных щитках. Коллективная система монтируется по заказу ТСЖ, управляющей компании или компании-застройщика, по утвержденной проектной документации, и в дальнейшем обслуживается квалифицированным персоналом.
Внешний вид здания. Разнокалиберные, установленные в разных местах и разным способом индивидуальные антенны портят внешний вид здания. Очень часто управляющая компания или правление ТСЖ запрещают жильцам устанавливать какие-либо антенны на наружных стенах. Да это и не всегда возможно технически - например, на стеклянном фасаде или на стене, закрытой сайдингом. Бывает, что все окна квартиры выходят на северную сторону, где спутниковые антенны не могут работать в принципе. Конечно, можно установить индивидуальные антенны на крыше, но там место, как правило, ограничено. Кроме того, от каждой индивидуальной антенны должен спускаться в квартиру абонента как минимум один кабель. В современных жилых домах в одном подъезде может быть 100 и более квартир - такое количество кабелей не вместит ни один кабельный «стояк». С коллективной системой все проще: место для одной-двух тарелок найдется всегда, а общих, «магистральных» кабелей в вертикальных кабельных каналах нужно будет проложить от 1 до 9 (в зависимости от выбранной технологии и количества принимаемых спутников) - это уже вполне реально.
Отсутствие дополнительных кабелей. Пользователь индивидуальной антенны обычно прокладывает от своих антенн отдельные кабели. Если антенна смонтирована за окнами квартиры, для кабелей нужно сверлить наружную стену. Через дырку снаружи попадает холодный воздух и пыль, а если она просверлена неграмотно, во время дождя из нее может вытекать вода. В коллективной системе в квартиру абонента заходит единственный кабель, по которому доставляются сигналы и спутникового, и обычного телевидения. Он прокладывается по «штатному» пути - от слаботочного этажного щитка на лестничной площадке. В подавляющем большинстве случаев к коллективной системе можно подключить уже существующую квартирную разводку, доработав ее по минимуму, без прокладки новых кабелей (только заменив абонентские розетки и делители). То есть, для подключения к коллективной системе в квартире не нужно проводить «грязные» монтажные работы и нарушать существующую отделку.
Возможности модернизации. Коллективные системы легко масштабируются. Например, в коллективную систему для приема обычного телевидения и НТВ-Плюс можно добавить спутниковые каналы высокой четкости (например, пакет «Платформа HD»). Для этого достаточно установить одну дополнительную тарелку, и каналы с добавленного спутника автоматически станут доступными всем абонентам системы. С индивидуальными системами так не получится - дополнительную антенну придется устанавливать у каждого абонента. Коллективную систему легко расширить и по охвату. Например, если система смонтирована на один подъезд жилого дома, можно подключить к ней другие подъезды, просто проведя в них кабели. Современные технологии позволяют доставить сигналы от спутниковых антенн по волоконно-оптическим кабелям даже в соседние дома. Эта технология особенно актуальна для дачных и коттеджных поселков. В таких поселках здания невысокие, и зачастую спутники закрыты близко расположенным лесом. Коллективная система позволит установить один антенный пост на весь поселок и «оптикой» подключить к нему отдельные дома. Один и тот же волоконно-оптический кабель можно использовать для подключения телевидения, телефонов и высокоскоростного Интернета.
Коллективная антенна с общим усилителем
Система представляет собой аналог традиционной системы «антенна на подъезд» и состоит из комплекса эфирных антенн, специального многовходового усилителя и распределительной сети.
Комплекс антенн обеспечивает качественный прием городских телепрограмм. В современных городах эфирное телевидение транслируется в разных частотных диапазонах и зачастую с нескольких разных направлений, поэтому одной всеволновой антенны, как правило, недостаточно. Например, в эфире города Екатеринбурга 20 телевизионных каналов, которые передаются с трех разных телебашен в трех частотных диапазонах (МВ-I, МВ-III, ДМВ) и с разной поляризацией излучения (горизонтальной и вертикальной). Поэтому для качественного приема всех городских программ в центре города необходим комплекс из пяти эфирных антенн.
Многовходовый усилитель (Multiband) нужен для корректного сложения сигналов от антенн разных диапазонов. На телецентрах используются передатчики разной мощности, а антенны разных диапазонов имеют неодинаковое усиление, в результате уровни телевизионных сигналов на выходах антенн могут существенно отличаться. Например, в центре Екатеринбурга сигнал «Первого канала» в метровом диапазоне может быть сильнее сигналов дециметровых каналов в несколько тысяч раз (на 30-40 dB). Чтобы раздать телевизионные сигналы от одного антенного комплекса на множество телевизоров, их обязательно нужно усилить. Но сигналы разных телевизионных диапазонов нужно усиливать по-разному, иначе либо каналы с маленькими уровнями окажутся на входе телевизоров слишком слабыми, «зашумленными», либо каналы с высокими уровнями перегрузят усилитель, что еще хуже - на всех каналах появятся «перекрестные» помехи. Усилители Multiband имеют несколько входов (как правило, от 3 до 5) для подключения антенн разных диапазонов, с раздельной регулировкой усиления по каждому входу. Бывают мощные усилители Multiband для большого числа абонентов (многоквартирный дом, подъезд высотного дома) и относительно слабые для небольших систем (частный дом или несколько соседних квартир).
Распределительная сеть состоит из кабелей и делителей. Ее назначение - доставить сигналы с выхода усилителя до телевизоров абонентов. Выходная мощность усилителя должна распределяться между всеми абонентами по возможности поровну, только при этом условии усилитель используется максимально эффективно, а уровни сигналов на всех абонентских розетках находятся в допустимых пределах. Однако реальные распределительные сети строятся обычно по «линейной» схеме, где одни абоненты находятся рядом с усилителем, а другие - далеко. Поэтому в сети используются два типа делителей мощности - на равные части (разветвители, splitters) и на неравные (ответвители, couplers).
Достоинства:
система недорогая, компактная и простая в эксплуатации. При необходимости на ее базе можно построить более сложную систему: эфирную СКПТ с головной станцией или систему для коллективного приема эфирных и спутниковых программ.
Недостатки:
система применима только для небольшого количества абонентов (один подъезд или небольшой многоквартирный дом, офис, коттедж). Усилитель Multiband позволяет раздельно регулировать усиление по частотным диапазонам, однако выровнять с его помощью уровни разных каналов внутри одного диапазона нельзя. Поэтому система корректно работает, только если усилитель в ней - единственный.
Эфирная СКПТ с головной станцией прямого усиления.
Это более сложная система, в ней телевизионные сигналы каждого канала обрабатываются отдельно. Основа системы - головная станция прямого усиления. Это модульная конструкция, состоящая из базового блока или шасси, на которое устанавливаются модули канальных усилителей - по одному на каждый канал. Такая схема позволяет выровнять уровни всех телевизионных каналов, «подстричь их под одну гребенку». Такой «подстриженный» групповой сигнал можно раздавать большому количеству абонентов, многократно усиливая его, если необходимо.
Поканальная обработка позволяет устранить проблемы с приемом отдельных каналов: дополнительно усилить слабые, возможно, ослабить слишком сильные.
Достоинства:
система позволяет получить на абонентских розетках качественные сигналы всех городских телеканалов, даже при сложных условиях приема. СКПТ с головной станцией может обслуживать большой многоквартирный дом или даже несколько домов, микрорайон. Ее можно интегрировать с коллективной спутниковой системой, можно добавить в нее собственные каналы - например, раздать на телевизоры абонентов изображение с камер видеонаблюдения.
Недостатки:
стоимость СКПТ с головной станцией несколько выше, чем системы с общим усилителем. На каждый телевизионный канал необходим отдельный модуль канального усилителя, поэтому, если в городе появляются новые каналы, головную станцию необходимо модернизировать.
Системы коллективного приема эфирных и спутниковых программ (SMATV)
Все предлагаемые нами коллективные спутниковые системы предполагают одновременный прием спутниковых и эфирных (обычных) телепрограмм. Сигналы спутникового и эфирного телевидения доставляются в квартиры абонентов по одному кабелю. Для одновременного подключения телевизора и спутникового приемника используются специальные абонентские розетки с двумя раздельными выходами (TV/SAT) или внешние фильтры-разделители.
Матричные системы (Star Distribution)
Эти коллективные спутниковые системы обладают максимальными возможностями и наиболее удобны в эксплуатации. Однако, они самые дорогие и довольно громоздкие, поэтому используются в основном для небольшого количества абонентов - за редкими исключениями, для одного жилого или офисного здания.
Основу их составляют матричные антенные переключатели - мультисвитчи. В общем случае мультисвитч имеет несколько входов для подключения спутниковых антенн (как правило, 4, 8 или 16), один вход для подключения обычной телевизионной антенны (или сигнала местного кабельного ТВ) и несколько абонентских выходов (обычно 4, 6, 8, 10, 12 или 16). В зависимости от управляющего сигнала, поступающего от ресивера абонента, абонентский выход подключается к тому или иному спутниковому входу. Сигнал обычного телевидения всегда присутствует на всех абонентских выходах. Таким образом, каждый абонент получает доступ к любым каналам со всех спутниковых антенн в системе, независимо от других абонентов.
В силу некоторых причин технического характера для подключения к матричной системе одной спутниковой антенны иногда необходимо использовать не один, а несколько спутниковых входов: 2, 3 или 4. Это зависит от выбранного спутника, точнее, от используемого частотного диапазона и поляризации излучения. Например, для коллективного приема программ НТВ-Плюс и «Триколор» (спутник Eutelsat W4/W7) необходимо использовать 2 спутниковых входа, для приема популярных европейских спутников HotBird - 4, а для приема телевидения высокой четкости (пакет «Платформа HD» и др.) со спутника Eurobird-9 достаточно одного входа.
Матричная коллективная система для приема программ 4-х спутников на 8-ми независимых приемниках (частный дом, коттедж)
Для увеличения емкости матричных систем выпускаются каскадируемые мультисвитчи - кроме абонентских выходов они имеют «проходные» или «магистральные» выходы, на которых повторяются входные сигналы спутникового и обычного телевидения. К этим выходам подключается следующий мультисвитч - оконечный или другой каскадируемый. По такой схеме строятся матричные системы с линейной топологией - например, для одного подъезда многоэтажного дома.
«Линейная» матричная система для приема 3-х спутников на 20 абонентов (один подъезд)
Другая схема, используемая для расширения емкости - радиальная. Сигналы от телевизионной антенны и спутниковых и антенн делятся с помощью разветвителей и направляются на несколько мультисвитчей. Такая схема может быть использована, например, в матричной системе на несколько подъездов, если в доме немного этажей.
В более крупных системах используются комбинации линейной и радиальной схем: сигналы от источников делятся радиально и подаются на входы нескольких линейных цепочек из мультисвитчей, включенных каскадно.
«Линейно-радиальная» матричная система для приема НТВ-Плюс (Триколор-ТВ) на 30 абонентов (жилой дом 3 подъезда, 5 этажей, 2 квартиры на этаже)
Мультисвитчи бывают активными и пассивными. Пассивные просто делят входной сигнал между абонентскими и магистральными выходами, активные еще и усиливают его, чтобы компенсировать потери мощности при делении и затухание сигналов в кабелях. Производители предлагают широчайший набор мультисвитчей и вспомогательных устройств (многоканальные усилители, многоканальные ответвители, блоки питания и т.п.), на основе которых можно строить коллективные системы разной сложности и размера.
Достоинства:
Можно коллективно принимать сигналы нескольких спутников
Абонент может принимать любые каналы со всех спутниковых антенн, подключенных к системе
Система «прозрачна» для ресивера абонента: настройка и пользование ресивером происходит точно так же, как если бы абонент использовал собственную индивидуальную антенну (антенны)
Прием платных спутниковых программ осуществляется абсолютно легально, так же, как и через индивидуальные системы
Недостатки:
В системе используется «многокабельная» магистральная разводка. Это несколько осложняет монтаж, особенно в старых зданиях
Довольно дорогое оборудование
«Однокабельные» коллективные системы
«Магистральная» разводка таких коллективных систем выполняется одним кабелем, а вместо дорогих и сложных матричных переключателей используются компактные и дешевые делители, поэтому система получается недорогой и простой в монтаже. Однако возможности «однокабельных» систем сильно ограничены.
В спутниковом телевидении используются разные частотные диапазоны и разные поляризации излучения радиоволн. В индивидуальной приемной системе выбор диапазона и поляризации происходит в конвертере - электронной «головке» антенны, и в кабель к абоненту поступают сигналы не всех каналов спутника, а только из одного диапазона и одной поляризации - именно тех, которые нужны в данный момент абоненту. В коллективной системе необходимо одновременно принимать все сигналы спутника. Просто сложить их, чтобы подать в один кабель, нельзя - они перекрываются по частоте и будут мешать друг другу.
«Однокабельные» коллективные системы строятся по одной из трех схем:
«Однокабельная» система без частотного уплотнения
Система позволяет коллективно принимать программы только одного спутника, но не все, а только часть их - в одном частотном диапазоне и только с одной поляризацией излучения. Типичный пример - популярный спутник Ямал-201 90,0Е, у которого наиболее интересные телеканалы передаются в С-диапазоне с левосторонней вращательной поляризацией (LZ).
Спутниковая антенна и конвертер используются обычные, как для индивидуального приема. Спутниковый усилитель необходим, чтобы компенсировать потери сигнала при делении между абонентами и затухание в кабелях. Обычные телевизионные делители не подойдут - они работоспособны только в диапазоне частот обычного телевидения (5…1000 МГц), а нужны широкополосные, с поддержкой спутникового диапазона (до 2150 МГц).
Пример простейшей «однокабельной» коллективной спутниковой системы (прием пакета «Континент-ТВ» в одном подъезде)
Достоинства:
система очень простая и дешевая
Недостатки:
сильно ограниченное применение. Можно принимать сигналы только одного спутника, например:
платный пакет «Радуга-ТВ» со спутника ABS-1 75,0E
платный пакет «Континет-ТВ» со спутника Intelsat-15 85,2E
платный пакет «Триколор-ТВ» со спутника Eutelsat W4/W7 36,0E
платный пакет «Триколор-Сибирь» или «НТВ-Плюс-Восток» со спутника Бонум-1 56,0Е (но только один на выбор, не одновременно)
пакет высокой четкости «Платформа HD» со спутника Eurobird-9 9,0Е
«Однокабельная» система со специальным конвертером Single Cable Solution
«Однокабельная» система коллективного приема «НТВ-Плюс» на подъезд с использованием устройства частотного уплотнения SUP-575
Система не намного сложнее и дороже систем без уплотнения, но для нее требуется «экзотическое» оборудование. Это либо специальный конвертер с встроенным устройством частотного уплотнения двух сигналов разной поляризации (Single Cable Solution), либо внешнее устройство уплотнения.
Системы Single Cable Solution применимы только в отдельных частных случаях, когда все нужные каналы спутника расположены на близких частотах. Типичный пример использования - коллективный прием пакетов «НТВ-Плюс» и «Триколор-ТВ» со спутника Eutelsat W4/W7 36,0E или «НТВ-Плюс-Восток» и «Триколор-Сибирь» со спутника Бонум-1 56,0Е.
Достоинства:
система простая и дешевая
систему можно легко интегрировать с существующей эфирной системой «антенна на подъезд», заменив обычные делители сигнала на широкополосные
Недостатки:
сильно ограниченное применение - можно использовать только для коллективного приема «НТВ-Плюс» и «Триколор-ТВ»
система «не прозрачна» для абонентских ресиверов. Настройки ресивера для работы в коллективной системе Single Solution отличаются от настроек в индивидуальной системе. Автоматическая настройка не поддерживается, каналы нужно «прописывать» вручную
«Однокабельная» система с головной станцией спутниковых конвертеров (IF-IF Processing)
«Однокабельная» система со станцией спутниковых конвертеров «ПЧ в ПЧ» на два подъезда для приема НТВ-Плюс, Триколор-ТВ и Континент-ТВ
Это более сложная система, требующая более дорогого оборудования, но с ее помощью можно принимать программы разных спутников (правда, общее число каналов ограничено).
Распределительная сеть остается точно такой же, с одним «магистральным» кабелем и широкополосными делителями. Между распределительной сетью и спутниковыми антеннами устанавливается головная станция - набор модулей-конвертеров, каждый из которых обрабатывает сигнал на одной несущей частоте (один «транспондер»). С их помощью можно собрать в один кабель сигналы разных каналов с разных спутников, работающих в разных частотных диапазонах и с разной поляризацией. Таким образом, головная станция эмулирует один «виртуальный спутник», на котором собраны все интересующие абонента программы.
Достоинства:
систему можно использовать для коллективного приема программ нескольких разных спутников
Недостатки:
требуется довольно дорогое оборудование головной станции
количество каналов, доступных абоненту, ограничено числом модулей головной станции. Если на спутнике появился новый телевизионный пакет, то, чтобы он стал доступен, на головной станции необходимо установить дополнительный модуль.
система «не прозрачна» для абонентских ресиверов. Настройки ресивера для работы в коллективной системе с головной станцией IF-IF Processing отличаются от настроек в индивидуальной системе. Автоматическая настройка не поддерживается, каналы нужно «прописывать» вручную
Цифровое кабельное телевидение (DVB-C)
В принципе, это технология сетей кабельного телевидения, но в упрощенном варианте она успешно используется и в коллективных спутниковых системах. Например, если абоненты находятся на значительных расстояниях друг от друга (коттеджный поселок), или если нужно организовать коллективный прием спутниковых программ в существующей обычной кабельной сети, непригодной для работы в спутниковом диапазоне.
Сигналы спутникового телевидения поступают на вход головной станции, состоящей из модулей трансмодуляторов, которые преобразуют сигналы цифрового спутникового телевидения (DVB-S, DVB-S2) в сигналы кабельного цифрового телевидения (DVB-C). Кабельные цифровые каналы формируются в диапазоне обычного телевидения, на метровых или дециметровых волнах, поэтому их можно доставлять абонентам через классические кабельные сети, коаксиальные или оптико-коаксиальные. В телевизионном диапазоне потери в кабелях намного меньше, чем на спутниковых частотах. Это позволяет строить очень большие коллективные системы, до микрорайона, поселка и даже города. Правда, для приема спутниковых программ абоненту нужен специфический кабельный цифровой ресивер - он немного отличается от спутникового и стоит несколько дороже.
Достоинства:
систему можно использовать для коллективного приема программ нескольких разных спутников
систему можно использовать для коллективного приема программ нескольких разных спутников
можно строить протяженные системы с очень большим количеством абонентов
можно легко интегрировать систему в существующую распределительную сеть для обычного (эфирного или кабельного) телевидения. При этом сама сеть не требует никакой переделки, не нужны даже специальные абонентские розетки.
Недостатки:
количество каналов, доступных абоненту, ограничено числом модулей головной станции. для просмотра спутниковых программ абоненту необходим специальный кабельный цифровой приемник
Системы кабельного телевидения (CATV)
Традиционно системы кабельного телевидения - это коллективные системы с очень большим количеством абонентов, от большого дома до целого города, и строят их, как правило, не конечные пользователи, а кабельные операторы, не для собственных нужд, а для предоставления услуг кабельного ТВ населению. Хотя, конечно, бывают исключения.
Система кабельного телевидения (СКТВ, CATV) состоит из трех частей: источники сигналов, головная станция, распределительная сеть.
Источниками сигналов могут быть: эфирные антенны (местные городские программы), спутниковые антенны (спутниковые программы), а также собственная телестудия, видеомагнитофон, DVD-проигрыватель, компьютер и т.п. (собственные программы).
Головная станция - это модульное устройство, которое состоит из базового блока (шасси) и набора функциональных модулей. В зависимости от используемых источников сигналов это могут быть модули канальных усилителей или конвертеров (эфирное ТВ), спутниковых приемников (спутниковое ТВ), или модуляторов (сигналы от собственных источников). Головная станция принимает сигналы телевизионных программ от разных источников, в разных частотных диапазонах (телевизионный, спутниковый, немодулированные сигналы аудио/видео) в разном формате (аналоговый, цифровой) и преобразует их в стандартные сигналы аналогового вещательного телевидения в диапазоне метровых и дециметровых волн. Таким образом, с точки зрения абонента СКТВ эфирные, спутниковые и собственные программы оператора ничем не отличаются - для их приема достаточно обычного телевизора.
Распределительная сеть представляет собой систему из кабелей, усилителей и делителей (ответвителей и разветвителей). Ее назначение - доставить сигнал головной станции до каждой абонентской розетки, при этом компенсировав потери на деление и на затухание в кабелях и, по возможности, сохранив качество сигнала. Уже много лет все более или менее крупные СКТВ строятся с использованием волоконно-оптических кабелей, в основном по технологии «волокно до здания» (Fiber to the Building, FTTB). Оптические кабели вносят в сотни раз меньшее затухание, имеют почти идеальную амплитудно-частотную характеристику, не боятся сырости, грозы, наведенных индустриальных помех, и служат в несколько раз дольше медных. Электрический сигнал с выхода головной станции преобразуется в световой поток, усиливается, если необходимо, разветвляется специальными оптическими делителями и доставляется в каждый дом, подключенный к СКТВ. В доме устанавливается оптический приемник, он преобразует оптический сигнал обратно в электрический, чтобы можно было его подать на входы обычных телевизоров. Домовая распределительная сеть строится на обычных коаксиальных кабелях и делителях.
Достоинства:
СКТВ может охватывать огромное количество абонентов - микрорайон, поселок, город
абоненту СКТВ не требуется никакого дополнительного оборудования, кабельные каналы принимаются на обычный телевизор
Недостатки:
оборудование современной СКТВ - сложное и дорогое, поэтому технология применима только для относительно большого количества абонентов (от нескольких сотен)
количество каналов, доступных абоненту, ограничено числом модулей головной станции (обычно не более 50…60)
Цифровое вещание в СКТВ
Сегодня многие кабельные операторы не только предоставляют услуги традиционного аналогового телевидения, но предлагают несколько цифровых пакетов, в том числе с программами высокой четкости (HDTV). Можно подать в кабельную сеть цифровые пакеты со спутников, используя трансмодуляторы. Однако, кабельным операторам вряд ли интересно ретранслировать спутниковые каналы без изменений - ведь тогда абоненты будут платить за просмотр платного ТВ спутниковому оператору, а кабельщикам выгодно продавать собственные услуги.
Поэтому в «цифровых» головных станциях используется более сложное оборудование. Спутниковые сигналы демодулируются - преобразуются в цифровые потоки. Платные, кодированные программы, принимаемые со спутников, дешифруются - делаются открытыми. Затем из разных спутниковых каналов кабельный оператор формирует собственные цифровые пакеты, в соответствии со своей маркетинговой стратегией. Сформированные цифровые потоки вновь кодируются - но уже собственной системой кодирования кабельного оператора, которая позволяет ему управлять доступом абонентов к программам и собирать плату за просмотр. Потом цифровые потоки переносятся на частоты метрового и дециметрового диапазонов и вместе с аналоговыми каналами отправляются в распределительную сеть.
Для просмотра аналоговых каналов абоненту достаточно обычного телевизора, а для приема цифровых программ нужен кабельный цифровой ресивер, и, как правило, специфический - с поддержкой той системы кодирования, которую использует кабельный оператор. Обычно кабельные операторы и продают абонентам эти ресиверы или выдают в аренду.
Технология СКТВ рассчитана на большой охват абонентов - от нескольких сотен до нескольких тысяч. Кабельный оператор вынужден рассчитывать на среднюю платежеспособность населения. Поэтому «чисто цифровых» СКТВ в нашей стране нет (по крайней мере, пока) и цифровое вещание позиционируется, как дополнительная услуга.
Системы IP-телевидения (IPTV)
Это совсем новая, но стремительно развивающаяся технология.
В системах IPTV телевизионные программы доставляются абонентам через компьютерные сети с использованием протокола Интернета (IP). Следует различать интернет-телевидение (телевизионное вещание в Интернете, онлайн-вещание) и IP-телевидение. Хотя используется, в принципе, одна и та же технология, это совершенно разные по сути услуги.
В первом случае вещание осуществляется в публичной сети Интернет, без каких-либо ограничений по территории, как правило, бесплатно. Соответственно, никаких гарантий качества (как и самой возможности приема) не существует - все зависит от того, как подключен к Интернету каждый конкретный «телезритель», какую скорость предполагает его подключение и насколько оно надежно. Для просмотра телепрограмм используется ПК. По большому счету, телевещание в Интернете - это один из многочисленных сервисов Интернета.
Система IP-телевидения строится специально для предоставления населению услуг платного телевидения. Вещание локализовано в кабельной
сети одного оператора - как правило, это сеть Ethernet или ADSL. В этой сети используются различные механизмы, гарантирующие качество доставки видео. Для просмотра программ используется телевизор, который подключается к компьютерной сети через специальную приставку - IP-Set Top Box (IP STB).
Системы IPTV - больше, чем просто системы коллективного приема. Есть несколько принципиальных отличий систем IP телевидения от любых других СКПТ:
В сетях кабельного телевидения используется аналоговый транспорт. Даже цифровые телевизионные программы DVB передаются по сети в виде аналогового радиочастотного сигнала. От головной станции до абонентской розетки сигнал подвергается многократному пассивному делению и усилению, что неизбежно приводит к снижению его качества (увеличению отношения «сигнал-шум»). В системах IPTV используются только цифровые сигналы, каждое активное устройство распределительной сети обеспечивает регенерацию (восстановление) сигнала. Поэтому в системах IPTV можно доставлять программы телевидения любому количеству абонентов на любые расстояния, сохраняя исходное качество изображения и звука.
В «классических» кабельных сетях на каждой абонентской розетке одновременно присутствуют сигналы всех телепрограмм, которые транслируются в системе. Поэтому количество телеканалов (и других услуг) ограничено полосой пропускания сети. В IPTV на абонентскую розетку поступает сигнал только одной телепрограммы - той, которую абонент просматривает в данный момент. Поэтому пропускная способность участка сети определяется не количеством доступных услуг, а количеством подключенных к этому участку абонентов. В результате при правильном структурировании сети количество доступных услуг систем IPTV практически не ограничено.
В IPTV в качестве транспорта изначально используется двунаправленный симметричный канал связи - компьютерная сеть. Это позволяет легко реализовать интерактивные услуги. Т.е. услуги, на содержание которых может оперативно влиять сам абонент: прежде всего, услуги «по запросу», а также управление своей подпиской, «онлайновые» покупки, электронные голосования, тотализаторы, сетевые игры, электронную почту и доступ в Интернет (без компьютера, с помощью телевизора и STB).
Все интеллектуальные устройства «классических» кабельных сетей (например, спутниковые приемники головной станции или абонентские кабельные цифровые ресиверы) - это электронные автоматы, работающие по жесткой программе. В системах IPTV как головное оборудование, так и абонентский Set-Top-Box, -это компьютеры, работающие под управлением «обычных» операционных систем. Весь функционал IPTV реализуется программно. Одна и та же аппаратная платформа позволяет разработчику, и даже более того - пользователю, придумать, написать и внедрить программное обеспечение для самых разных услуг. Другими словами, IPTV - «открытая» система, в ней можно реализовать любые услуги, которые можно реализовать в Интернете, с той разницей, что в системе IPTV они будут предоставляться с гарантированным качеством.
В состав головной станции IPTV обычно входят:
Стримеры. Это устройства, которые обеспечивают «онлайновые» услуги - прием телевидения и радио. Они преобразуют сигналы телевизионных каналов (спутниковых, эфирных или от собственных источников, цифровых или аналоговых) в IP-пакеты, которые затем транслируются в сеть методом групповой передачи (multicast).
Серверы услуг «по запросу». Они обеспечивают «оффлайновые» услуги. На дисковых накопителях серверов хранятся фильмы и музыка. Каждый абонент может в любое время воспроизвести на своем телевизоре фильм или песню по своему выбору. При этом сервер на головной станции выполняет функции удаленного DVD-проигрывателя. Передача пакетов в сеть производится одному конкретному абоненту, методом unicast.
Серверы «отложенного просмотра» позволяют не только воспроизводить, но и записывать «онлайновый» контент, то есть выполняют функции удаленного видеомагнитофона. Абонент может запрограммировать запись интересной ему передачи и посмотреть ее в любое удобное время. Еще интереснее услуга «смотреть сначала»: сервер записывает все передачи определенного телеканала и хранит архив за какое-то время, скажем, за три часа. Если абонент включил этот канал на середине передачи, он может начать просмотр с ее начала, со сдвигом по времени.
Система условного доступа (CAS) разрешает просмотр платного контента только авторизованным абонентам
Система клиентского самообслуживания - Middleware. По сути, это программа, основная задача которой - сформировать на экранах телевизоров интуитивно-понятный клиентский интерфейс, систему меню, с помощью которых абонент выбирает нужную ему услугу и управляет просмотром.
Функции распределительной сети в системах IPTV выполняет компьютерная сеть передачи данных (СПД). Как правило, одна и та же СПД используется одновременно для IPTV, для доступа в Интернет и для телефонии. Грубо говоря, в квартиру к абоненту приходит одна «витая пара». Услуги разделяются не физически, а логически (например, с помощью механизма виртуальных локальных сетей VLAN).
Абонентским устройством системы IPTV является телевизор и STB, которые фактически превращаются в домашний мультимедийный центр: выполняют одновременно функции обычного телевизора, медиаплеера (сетевого аналога видеомагнитофона или DVD плеера/рекордера), игровой приставки и компьютера для доступа в Интернет.
Современные IP STB поддерживают телевидение высокой четкости (HDTV) и могут подключаться к HD телевизорам через цифровой интерфейс HDMI. STB имеет «на борту» высокопроизводительный процессор и полупроводниковый «жесткий диск» объемом в несколько Гбайт. Это позволяет реализовать существенную часть функционала IPTV прямо в приставке, средствами ее программного обеспечения, не обращаясь лишний раз к серверам головной станции и не загружая сеть лишним трафиком. Благодаря такой возможности удалось избавиться от основного недостатка ранних систем IPTV - «медленной» реакции на команды пользователя.
Пока системы IPTV мало распространены, в основном из-за сравнительно высокой стоимости STB - от $150 для телевидения обычного разрешения и от $200 для телевидения высокой четкости. Как правило, IP телевидение предлагается действующими компаниями-провайдерами Интернета в качестве дополнительной услуги.
