Сеть цифрового телевидения в филиале РТРС «Тамбовский ОРТПЦ»

Достаточно эффективные решения по этой технологии предлагает компания TandbergTelevision. В состав продукции входят мультиплексеры спутниковые приемники, QAM-модуляторы, оснащенные GigE-интерфейсами для передачи потоков в формате MPEG over IP. ATM и IP-коммутация в цифровой головной станции позволяют создавать принципиально новые, так называемые распределенные инфраструктуры. Такие станции формируют телевизионный контент, выполняют мультиплексирование (с целью создания программных пакетов), и могут разносится пространственно. Оператор может сформировать мультипрограммные потоки в одном месте и передать их в различные населенных пунктов. В каждом из которых из многопрограммного потока будет сформирован свой пакет программ. Система условного доступа также может быть центральной, общей для всех, так или использоваться локальной, в необходимом объеме.

Это позволяет для каждого конкретного сегмента сети выбрать состав ТВ-программ для разных пакетов, политику кодирования системы условного доступа, и пр. Кроме технических параметров головной станции, важность имеют и функциональные возможности и унификация используемых модулей. Это касается практически всех типов используемых модулей, Так для организации цифрового телевидения, оператору требуется наличие у SAT-приемника ASI цифрового выхода. А для осуществления одновременного вещания в аналоговом и цифровом, то SAT-приемнику необходимы A/V (ВЧ) выход, два ASI выхода (или ASI и IP-выход) одновременно. Такими возможностями обладает модуль спутникового приемника RD112, из состава станции CMH3000 компании TERRA. Для создания сети цифрового телевидения необходимо создание головной станции (ГС, англ. H ead-end).ГС — это комплекс, выполняющий функции приема, раскодирования и демультиплексирование сигналов от различных источников и преобразование их в IPMulticast-потоки.

Выполнение этих функций, прежде всего, выполняет стример (англ. — streamer), являющийся основным компонентом ГС. IP-вещание телевизионных каналов организуется с созданием каждому каналу собственный уникальный адрес и порт IPM ulticast. Также осуществляется инкапсуляция DVB-сигналов в IP-пакеты, которые передаются IP-сеть. При этом может использоваться формат MPEG 2 или MPEG 4, с точки зрения снижения нагрузки на сеть последний предпочтительнее. Упрощенная схема головной станции представлена на рисунке 8. Рисунок 11.

Схема головной станции.

На видеосерверы возлагаются функции по реализации услуг NVoD, VoD, PVR. Они представляют собой прежде всего массив большой емкости со спецальным программным обеспечением, которое реализует multicast-трансляцию видеоматериалов для NVoD и unicast-трансляцию для VoD. Видеосервер, кроме того, осуществляет перехват и запись multicast-потоков, то есть поддерживает услугу PVR. Для оптимальной загрузки полосы пропускания предлагается использовать распределенную систему видео серверов: непосредственно в филиале предлагается установка 3 серверов VoD BitBand Vision 680 с ПО ViewCore и характеристиками: 1,8 TB хранилище и не менее 900 Мбит/с пропускной способности. У каждого из подключаемых провайдеров и на каждый район устанавливается локальный сервер. Кластерная архитектура оборудования BitBand в будущем обеспечит простое масштабирование хранилища контента и производительности потоковой передачи, простым включением дополнительных серверов Vision в существующие кластеры. Видео серверами управляет «Maestro server management and content distribution suite» :набор приложений управления Maestro (Maestro Management Suitе);центр Maestro (Maestro Cente;агент Maestro (Maestro Agent);шлюз потоковой передачи Maestro (Maestro Streaming Gateway).Данные серверы поддерживают SNMPчто позволит организовать удаленное управления ими с помощью стандартных инструментов сторонних производителей. B itBand обеспечивает полную, отказоустойчивую схему, при этом каждый сервер в кластере может принять обслуживание активных потоков от любого сервера, что и обеспечивает высокую готовность, котороя возрастает по мере расширения кластера.

Серверы способны обеспечить предоставление услуг VoD, nVOD, nPVR и TimeSHIFT в любом из форматов (MPEG-2, MPEG-4, MP3, VC1).Программного обеспечения — middleware — обеспечит клиенту возможность пользоваться интерактивными сервисами. M iddleware — это специализированный программный комплекс, обеспечивающий управление услугами IPTV, авторизацию, ведение статистики и формирование визуальных интерфейсов пользователям, администраторам, а также программные интерфейсы для интеграции с существующими системами OSS/BSS. В данном проекте будет установлено 3 сервера с программным обеспечением SI2000CE Middleware (рисунок 9).Составляющие Iskratel SI2000CE Middleware, которые находятся на разных серверах, перечисленны ниже: SI2000CE Middleware CPGW (Content Provider Gateway) — сервер портала поставщика контента;Content Management & Distribution — сервер управления и распределения контента;SI2000CE Middleware CP Сервер — дополнительный сервер;SI2000CE Middleware Master Сервер — основной сервер. Рисунок 12. Компоненты SI2000CE MiddlewareСигнал на станцию приходит закрытый и в закрытом виде доходит до STB. Это необходимо для защиты контента.

Функцию обеспечения защиты контента выполняют системы условного доступа (CAS). Этот компонент решения шифрует ТВ-сигнал для того, чтобы смотреть могли только авторизованные пользователи. CAS может обеспечивать авторизацию как собственными методами, так и средствами сторонних систем, автоматизированной системы расчетов или middleware. В качестве средства авторизации могут использоваться как смарт-карты, так и программные ключи, когда пользователю достаточно воспользоваться паролем. Декодирование телеканалов осуществляется непосредственно на абонентской приставке или персональном компьютере. Таблица 2Характеристики приставки AmiNET110Выходы.

Композитный, компонентный, RGB, S-видео.

Инфракрасный модулятор с «loop-through» стерео и цифровой аудио S/P-DIF электрический.

Мастер USB 1.1Графическое разрешение640×438 (525 линий) или 640×512 (625 линий), 16-бит RGB цвет, 8-бит альфа смешение.

КодекиMPEG1 & MPEG2 MP@ML, до 10 Мбит/сИнтерфейс смарт-картISO-7816.

Размер114×100×35 мм.

КонструкцияЦельный алюминиевый корпус.

Питание5 В, 700 МаОперационная средаETS 300−019−1-3 Класс 3.1Соответствие ЕМСEN 55 022. FCC Часть 15Безопасность.

Сертификат безопасности EN60950, и ELSVD. Подтверждено CE, CB и CSA органами контроля безопасности. 2.4 Разработка плана расположения оборудования и прокладки кабеля.

Планируемые к подключению провайдеры интернет услуг отображены на рисунке 13. Рисунок 13. Схема расположения подключаемых провайдеров.

Для их подключения предлагается построить высокоскоростную волоконно-оптическую линию связи с филиалом «Ростелеком», с проключением на нее арендованных каналов и линий связи от других организаций-провайдеров интернет-услуг города. Схема прокладки кабеля представлена на рисунке 14. Рисунок 14. Схема прокладки кабеля.

Кабель будет прокладываться в имеющейся кабельной канализации. Собственную абонентскую сеть IP-TV развертывать на данном этапе не требуется. Оборудование головной станции IP-TV предлагается разместить в помещениях № 201а, б, в (рисунок 15) обладающих достаточной площадью, возможностью оборудования эффективной вентиляции (шахта) и имеющая кабельную шахту на другие этажи, в том числе с проходом в кабельную канализацию. При этом в 201в — планируется разместить оборудования приема контента. В 201б размещаются Middleware, система защиты контента от несанкционированного доступа (CAS/DRM), система распределения контента. В 201а — рабочие места для контроля вещания и управления (1 место), технической поддержки (2 места) Рисунок 15. План расположения помещений, выделяемых для размещения оборудования2.

5 Выбор программного обеспеченияVideoLAN — это полноценное программное решение для работы с потоковым видео, разработанное студентами парижского университета EcoleCentraleParis и другими разработчиками, проживающими по всему миру. V ideoLAN распространяется на условиях лицензии GNU GeneralPublicLicense (GPL). V ideoLANпредназначен для работы с потоковым MPEG-видео в высокоскоростных сетях. Решение на основе VideoLAN включает в себя следующие программы: VLS (VideoLANServer) с возможностью трансляции на один или несколько компьютеров сети файлов формата MPEG-1, MPEG-2 и MPEG-4, DVD-видео, цифрового телевидения, включая спутниковое, а также видео в реальном времени; VLC (изначально называемый VideoLANClient), который можно использовать либо как сервер потоковой трансляции файлов формата MPEG-1, MPEG-2 и MPEG-4, DVD-видео и видео в реальном времени на один или несколько компьютеров сети, либо как клиент для приема, декодирования и демонстрации видеопотоков в различных операционных системах. На следующем рисунке представлена полная структура решения на основе VideoLAN: Рисунок 16.

Общий вид решения на основе VideoLANVLC работает на множестве платформ: Linux, Windows, Mac OS X, BeOS, *BSD, Solaris, FamiliarLinux, Yopy/Linupy и QNX. Поддерживаются следующие источники: файлы форматов MPEG-1, MPEG-2 и MPEG-4/DivX на жестком диске, оптических приводах и т. п. диски формата DVD и VCD, декодер спутникового сигнала (DVB-S), потоковое видео в форматах MPEG-1, MPEG-2 и MPEG-4, транслируемое при помощи VLS или VLC. VLC также можно применять в качестве сервера для потоковых трансляций по протоколам IP v4 и IPv6: файлов MPEG-1, MPEG-2 и MPEG-4/DivX, DVD, сигнала с карты захвата с кодированием в MPEG. VLS транслирует потоковое видео, передаваемое по протоколам IPv4 и IPv6: из файлов форматов MPEG-1, MPEG-2 и MPEG-4/DivX, хранящихся на жестком диске или компакт-диске, с DVD-дисков из локального привода оптических дисков, либо копию DVD на жестком диске, получая сигнал спутникового декодера (DVB-S) или декодера обычного цифрового телевидения (DVB-T), получая сигнал карты захвата с кодированием в MPEG. К решению на базе VideoLAN вы можно добавить службу информации о каналах, основанную на стандарте SAP/SDP. Мини-сервер SAP объявляет о многоадресныхтрансляцих по протоколу IPv4 или IPv6, а VLC получает эти объявления и автоматически добавляет объявленные трансляции в список воспроизведения. Чтобы полностью разобраться в устройстве решения на базе VideoLAN, необходимо понять разницу между кодеком и контейнером. Кодек — это алгоритм сжатия, который уменьшает объем данных. Существуют кодеки для видео — и аудио-данных. MPEG;

1, MPEG-2, MPEG-4, Vorbis, DivX — это кодеки. Контейнер содержит один или несколько потоков, уже обработанных кодеками. В большинстве случаев контейнер содержит потоки звука и изображения. AVI, O gg, MOV, ASF,. — это контейнеры. Содержащиеся в них потоки могут быть сжаты разными кодеками. В идеале в любой контейнер можно было бы поместить данные, обработанные любым кодеком. Но, к сожалению, некоторые форматы несовместимы друг с другом. Таблицу допустимых комбинаций кодеков и контейнеров можно найти на странице списка возможностей. Когда VLC декодирует поток, сначала производится его демультиплексирование.

Это означает, что VLC считывает контейнер и разделяет потоки аудио, видео и субтитров (если они присутствуют). Затем каждый из этих отдельных потоков передается декодерам, которые при помощи математических преобразований распаковывают сжатые данные. MPEG является кодеком. Существует несколько версий этого кодека: MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4,.MPEG также является контейнером, который иногда называют MPEG System. Существует несколько типов контейнера MPEG: ES, PS и TSНапример, при воспроизведении видео с DVD-диска, MPEG-поток состоит из нескольких отдельных потоков (называемых элементарными потоками, ElementaryStreams — ES): один поток содержит видео, другой — звук, третий — субтитры и т. д. Эти потоки совмещены в один Программный поток (ProgramStream — PS).

То есть файлы с расширением. VOB, которые находятся на DVD, являются файлами формата MPEG-PS. Однако этот формат не предназначен для трансляции потокового видео по сети или, например, через спутник. Поэтому для передачи MPEG-видео по таким каналам был разработан формат Транспортного потока (TransportStream — TS).

2.6 Планирование информационной безопасности.

Для обеспечения информационной безопасности необходи выполнить целый ряд организационных, технических, правовых мероприятий. Филиал РТРС «Тамбовский ОРТПЦ» является стратегически важным объектом, благодаря этому обладает созданной и успешно функционирующей системой безопасности. И в рамках данного проекта требуется обеспечить защиту только вновь создаваемой сети цифрового телевидения. Для решения это задачи предлагается внедрить систему IRDETO PISYS (рисунок 17). Система защиты содержимого Irdeto — это решение для цифрового телевидения (IPTV) от компании Idreto Access для безопасной доставки видео сервисов пользователям. Система Irdeto для IPTV — это всестороннее решение защиты содержимого, нацеливающееся на потребительские рынки. В качестве биллинга предлагается использовать систему Fastcom 10, созданную на базе платформы Oracle 10g. Fastcom 10 используется в качестве универсальной системы расчетов за весь комплекс услуг. Одним из важнейших преимуществ новой версии биллинговой системы ее разработчики считают значительное расширение интеграционных функций. Это решение позволяет создать единое информационное пространство, обеспечивая централизованный учет ресурсов, доступ к консолидированной базе данных, гибкую настройку тарифных планов, взаимодействие с ERP-, CRM-, финансовыми системами и другими корпоративными приложениями.

3. Экономическая часть.

Капитальные вложения — это единовременные затраты на строительство, приобретение, установку и монтаж оборудования. Капитальные вложения для данного проекта направлены на строительство вещательной сети IPTV. Определим капитальные вложения, необходимые дляреализацию проекта. Они включают в себя:

К= Цо + Ст + См + Сп (3.

1.)где Цо — затраты на оборудование, необходимое для строительства вещательной сети, Ст — транспортные расходы на доставку оборудования, См — затраты на монтаж и настройку оборудования, Сп — затраты на проектирование сети. Затраты на монтаж оборудования (затраты на работу по установке оборудования и прокладку кабеля) принимаем в размере 20% от затрат на оборудование:

См = Цо⋅ 0,2 = 64 006 тыс. руб. (3.

2.)Транспортные затраты принимаем в размере 5% от затрат на оборудование:

Ст = Цо⋅ 0,05 = 16 001,5 тыс. руб. (3.

3.)Затраты на проектирование сети принимаем в размере 3% от затрат на оборудование:

Сп= Цо⋅ 0,03 = 9 600,9 тыс. руб. (3.

4.)Цены на оборудование указаны в рублях. Источником являются прайс-листы компаний-поставщиков данного оборудования. Капитальные вложения приведены в таблице 3. Таблица3 Расчет стоимости оборудования.

НаименованиеСсылка на характеристики.

Цена за шт. Руб. Кол-во (шт.)Сумма, тыс. руб. Абонентская приставка IPTV MAG-245Базовый блок цифровой головной станции КТВ PBI DMM-1000.

Модуль профессионального IRD приемника PBI DMM-1500P-44S2Модуль профессионального IRD приемника PBI DMM-1500P-44T2Антенна cпутниковая.

Антенна эфирная.

КреплениеКонвертор для спутниковой антенны.

Коммутатор D-Link DES-3016.

Сервер Dell PowerEdge 19 502 50 018 64 632 54 133 13 214 0002 4002 3 009 205 74 622 36 030 121 111 115 176 18 64 665 8 233 13 214 0002 4002 30 092 086 19 022 360Итого затраты на оборудование: 320 030Рассчитаем затраты на проект.

Таблица.

4 — Капитальные вложения.

Всего затраты на оборудование320 030Монтажные работы64 006Транспортные затраты16 001,5Затраты на проектирование сети9 600,9Общие затраты на реализацию проекта409 638,44. Мероприятия по охране труда4.

1 Электробезопасность.

Важное значение для предотвращения электротравматизма имеет правильная организация обслуживания действующих электроустановок, проведение ремонтных, монтажных и профилактических работ. В зависимости от категории помещения необходимо применять определенные защитные меры, обеспечивающие достаточную электробезопасность при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте. Данное помещение, где находиться оборудование для IPTV вещания, относится к классу помещений с повышенной опасностью. Характеристика помещения: сухое, нежаркое, с токонепроводящим полом, без токопроводящей пыли, существует возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п. с одной стороны, и к металическим корпусам электрооборудования, которые при пробое изоляции могут оказаться под напряжением, с другой. В помещениях с повышенной опасностью электроприборы, переносные светильники должны быть выполнены с двойной изоляцией или напряжение питания не должно превышать 42 В. Во время работы оператору запрещается:

1) касаться одновременно экрана монитора и клавиатуры; прикасаться к задней панели системного блока при включенном питании;

2) переключать разъемы интерфейсных кабелей периферийных устройств при включенном питании;

3) загромождать верхние панели устройств посторонними предметами;

4) производить отключение питания во время выполнения активной задачи;

5) производить частые переключения питания;

6) допускать попадание влаги на поверхность системного блока, монитора, рабочую поверхность клавиатуры, дисковода, принтера и других устройств;

7) производить самостоятельно вскрытие и ремонт оборудования.

8) оператору запрещается приступать к работе при обнаружении любой неисправности оборудования до ее устранения.

4.2 Защита от статического электричества.

Средства защиты от статического электричества приведены в ГОСТ 12.

4.124−83.Основные мероприятия, применяемые для защиты от статического электричества производственного происхождения, включают методы, исключающие или уменьшающие интенсивность генерации зарядов, и методы устраняющие образующиеся заряды. Интенсивность генерации зарядов можно уменьшить соответствующим подбором пар трения или смешиванием материалов таким образом, что в результате трения один из смешанных материалов наводит заряд одного знака, а другой — другого. В настоящее время создан комбинированный материал из нейлона и дакрона, обеспечивающий защиту от статического электричества по этому принципу. Образующиеся заряды статического электричества устраняют чаще всего путем заземления электропроводных частей производственного оборудования. Сопротивление такого заземления должно быть не более 10 Ом. При невозможности устройства заземления практикуется повышение относительной влажности воздуха в помещении. Можно увеличить объемную проводимость диэлектрика, для чего в него вносят графит, ацетиленовую сажу, алюминиевую пудру, а в жидкие диэлектрики — специальные добавки. Для ряда машин и агрегатов нашли применение нейтрализаторы статического электричества (коронного разряда, радиоизотопные, аэродинамические и комбинированные). Во всех типах этих устройств путем ионизации воздуха вблизи элемента конструкции, накапливающего заряд статического электричества, образуются ионы, в том числе со знаком, противоположным знаку заряда, что и вызывает его нейтрализацию. К средствам индивидуальной защиты от статического электричества относятся электростатические халаты и специальная обувь, подошва которой выполнена из кожи либо электропроводной резины, а также антистатические браслеты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данная работа проводилась с целью разработки проектных решений по построению сети цифрового телевидения в филиале РТРС «Тамбовский ОРТПЦ», обеспечивающей присоединение к своей сети наземного цифрового эфирного вещания, сетей связи операторов, оказывающих услуги в неэфирных средах, а также допускающей в перспективе, организацию и построение собственной абонентской сети. Цель данной работы была достигнута в ходе решения следующих задач:

1. Выполнить анализ существующей инфокоммуникационной системы предприятия. 2. Осуществить выбор типа и топологии сети.

3. Выполнить выбор оборудования и кабельной системы. 4. Разработать план расположения оборудования и прокладки кабеля.

5. Произвести выбор программного обеспечения. 6. Осуществить планирование информационной безопасности. В дипломном проекте разработан ряд проектных решений по построению сети цифрового телевидения в филиале РТСР «Тамбовский ОРТПЦ» практическая реализация которых позволит увеличить прибыль предприятия с минимальными экономическими затратами за счет возмездного предоставления провайдерам «неэфирного» телевидения видео контента, транслируемого филиалом.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Ручкин В. Н. -Архитектура компьютерных сетей / Ручкин В. Н., Фулин В. А. — М.: Диалог-МИФИ, 208. — 240 с.

2. Библиотека гостов:

http://elec.ru/library/gosts3. Выбор спутников и пакетов программ:

http://www.lyngsat.com4. Инструкция по эксплуатации измерительного прибора ИТ-085. Подборка оборудования:

http://shop.nag.ru6. Программное обеспечение MiddlewareStalker:

http://www.infomir.eu/rus/solutions/free-middleware-stalker7. Дуглас Э. Камер — Сети TCP/IP. Принципы, протоколы и структура / Дуглас Э. Камер. — М.: Вильямс, 2011. — 848 с.

8. Тематический сайт «IP TV в России» :

http://blog.iptv-russia.ru9. Теоретическая информация:

http://ru.wikipedia.orgВедомость дипломного проекта.