Чтобы избежать проблем с фильтрацией на границах

Комбинированная интерактивная сеть вещания и передачи
данных на основе технологий МИТРИС и MMDS
1. Введение
Представлен бюджетный вариант мультимедийной системы МИТРИС, в которой с целью
снижения затрат на проектирование и производство системы в целом используются
элементы технологии MMDS. На данном этапе система МИТРИС вполне утвердилась как
вещательная система, но ее потенциал как информационной системы пока используется
слабо, поскольку на первом этапе внедрения системы возникают некоторые трудности. Их
причина кроется в необходимости дополнительных затрат, которые должен понести
инвестор при проектировании и производстве специального оборудования СВЧ – диапазона.
Вторая причина – относительно высокая стоимость абонентского оборудования. При
мелкосерийном производстве цена абонентской станции может быть слишком высокой для
индивидуального пользователя и доступной только для корпоративных пользователей.
Соединение преимуществ МИТРИС, связанных с большой пропускной способностью при
передаче вещательных и прямых информационных каналов, с относительно низкой ценой
оборудования обратного канала по технологии MMDS, а также доступностью и низкой ценой
абонентских модемов DOCSIS (CPE) позволяет создать вполне успешную интерактивную
систему, имеющую разумную цену. Благодаря этому решению жители небольших городов,
поселков городского типа и сел, кроме многопрограммного ТВ вещания, могут получить
широкополосный доступ в Интернет. Проект подобной системы был представлен на
проводившийся в рамках выставки EEBC – 2009 конкурс и стал лауреатом в номинации
«Лучший проект в области беспроводных коммуникаций».
2. Возможности системы МИТРИС
Переход МИТРИС на цифровой формат придал новый мощный импульс развитию этой
системы. Использование очень широкой (до 800 МГц) полосы частот дает возможность
добиться очень большой информационной емкости (до 172-х ТВ программ) без
использования каких либо сложных спектрально-эффективных методов модуляции. В
системе используется стандарт вещания DVB-S (тип модуляции – QPSK). Благодаря
высокой энергетической эффективности системы, которая обеспечивается за счет
использования модуляции с постоянной огибающей (QPSK) и относительно высоких
коэффициентов усиления передающей и приемных антенн, уровень излучаемой системой
мощности может быть очень мал (не более 20 мВт на одну несущую), что позволяет системе
соответствовать самым высоким экологическим требованиям. Центральную станцию
МИТРИС можно располагать в любом месте населенного пункта, не опасаясь при этом
нарушить санитарные нормы. Фирма «РОКС» уже построила множество таких вещательных
систем, которые эксплуатируются в самых разных климатических условиях (от тропической
жары до сибирских морозов) и работают надежно. Система МИТРИС зарекомендовала себя
с наилучшей стороны также и в условиях сложного рельефа местности (например, в горах),
поскольку допускает многократную ретрансляцию группового вещательного сигнала.
3. Интерактивный MMDS
3.1 Технология DOCSIS
Развитие беспроводных телерадиоинформационных систем проходит параллельно с
развитием кабельных сетей, которые развиваются опережающими темпами. В крупных
городах существуют уже достаточно разветвленные сети кабельного ТВ (CATV).
Подавляющее большинство из них используется как сети ТВ вещания. Поэтому на данном
этапе реализация интерактивного режима функционирования очень актуальна как для
кабельных, так и для беспроводных сетей, в том числе строящихся, а также уже
построенных и используемых.
Для построения новых и модернизации уже существующих кабельных сетей применяется
технология DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification). Эта технология
позволяет ввести обратный канал для интерактивного обслуживания абонентов в
вещательные системы, которые основываются на стандартах DVB. Для того, чтобы сеть
могла использоваться
в
интерактивном режиме,
она должна
образовывать
двунаправленную линию связи между терминалами пользователей и провайдером
сервисов.
Таким образом, интерактивная система объединяет прямой канал (нисходящий поток –
downstream) и обратный канал (восходящий поток - upstream). Основная концепция состоит
в том, что линия связи прямого канала (downstream) используется для одновременной
передачи данных ко всем терминалам пользователей. Кроме полезной информации, в
прямом канале передается также информация, которая предназначена для управления
сетью. Управление сетью имеет целью адаптировать сеть к изменяющемуся количеству
активных абонентов, а также обеспечить синхронизацию информации, посылаемой
множеством абонентов в направлении головной станции.
В восходящем направлении информация разделена по времени на пакеты соответственно
технологии TDMA (Time Division Multichannel Access). Для управления сетью используются
дополнительные каналы, вводимые в прямой канал. Один такой канал используется для
синхронизации 8-ми обратных каналов, которые имеют пакетную структуру.
Функции управления сетью сосредоточены в модеме базовой станции - CMTS (Cable Modem
Termination System), который в случае применения в беспроводных сетях обычно называют
WMTS. Каждый из абонентов также должен иметь свой модем (CPE). Поскольку работа
абонентских модемов строго регламентирована со стороны WMTS, такая сеть является
бесконфликтной (в отличие, например, от сети Ethernet, которая работает по методу
преодоления коллизий).
Передача сообщений прямого и обратного каналов происходит на радиочастотах в
разрешенных диапазонах, а именно:
- 70÷130 МГц и 300-862 МГц для прямых каналов;
- 5÷65 МГц – для обратных каналов.
Рисунок 1. Структурная схема WMTS DOCSIS.
Чтобы избежать проблем с фильтрацией на границах прямого и обратного каналов в
двунаправленных линейных усилителях и абонентских модемах, рекомендуется избегать
использования в одной и той же сети частот верхнего участка диапазона для обратного
канала и нижнего участка – для прямого.
3.2. Принцип множественного доступа – FDM/TDM
Схема множественного доступа (частотное и временное мультиплексирование - FDM/TDM)
выбирается в зависимости от количества пользователей в одной среде передачи
информации. Информация нисходящего (downstream) потока посылается одновременно ко
всем пользователям сети. Для того чтобы пользователь мог отделить “свою” информацию
от “чужой”, каждому пользователю присваивается адрес.
Информация восходящего (upstream) потока может поступать от любого из пользователей
сети, и также должна содержать адрес, по которому она идентифицируется в WMTS.
Восходящие сообщения и каналы управления в нисходящем направлении разделены на
отдельные каналы по 1-2 МГц для нисходящих или 1-2 МГц и 200 КГц – для восходящих
каналов. Каждый нисходящий управляющий канал содержит команды для синхронизации по
пакетам для 8-ми различных восходящих каналов, частоты которых прописаны в протоколе
МАС (Media Access Control) – устройстве управления пакетным режимом. В восходящих
каналах информация поступает от пользователей в виде пакетов соответственно
технологии TDMA. Это означает, что каждый из частотных каналов является общим для
большого числа пользователей. Технология TDMA использует методику слотов, которая
требует передачи стартового момента времени и принудительной синхронизации к общему
источнику тактовой частоты.
Для
интерактивного
нисходящего
управляющего
сигнала,
передача
которого
осуществляется на отдельной частоте, могут использоваться скорости 1,544 или 3,088
Мбит/с, а для нисходящего управляющего сигнала, передаваемого совместно с MPEG-2 TS,
скорость должна быть кратной 8 Кбит/с.
3.3 Интерактивная телерадиоинформационная система на основе MMDS и
DOCSIS
Система построена с использованием оборудования DOCSIS в качестве составляющих
частей системы. Радиочастотные части системы разрабатываются из расчета
необходимости преобразования специфического частотного плана в соответствии со
стандартом DOCSIS в частоты, применяемые в сетях MMDS.
Определяющими параметрами системы являются:
- пропускная способность прямого канала с временным разделением и с полосой 6 МГц –
30 Мбит/с (модуляция 64 QAM) или при том же типе модуляции 41 Мбит/с в полосе 8 МГц;
- пропускная способность обратного канала от 256 Кбит/с до 10 Мбит/с при использовании
множественного доступа с временным разделением и модуляцией типа QPSK или 16 QAM в
полосе от 200 КГц до 3,2 МГц;
- система работоспособна только в условиях прямой видимости.
С целью увеличения емкости сети возможно применение системы из четырех секторных
антенн с диаграммой направленности, формирующей в горизонтальной плоскости лучи
шириной 900. За счет такой антенной системы информационная емкость сети за счет
повторного использования частот увеличивается, по меньшей мере, в 2 раза.
Несмотря на множество преимуществ, которые свойственны интерактивной системе MMDS,
при попытке использования ее прямого канала для передачи, кроме передачи данных, также
сигналов многопрограммного ТВ вещания проявляется свойственный ей недостаток
частотного ресурса. Это вынуждает разработчиков применять сложные типы модуляции,
обладающие большой спектральной эффективностью. Однако при этом страдает
энергетика системы, так как сложные типы модуляции (64QAM, например) требуют
большого отношения сигнал/шум в приемнике.
Поскольку прямой и обратный каналы при передаче их по радиоканалам полностью
независимы друг от друга, то вполне разумно для передачи сигналов ТВ вещания и прямых
каналов передачи данных использовать мощный частотный ресурс системы МИТРИС, а для
передачи обратных информационных каналов использовать радиоканал MMDS, что
позволит снизить стоимость абонентских станций.
3.4. Формирование интерактивных услуг
Узел формирования услуг доступа к сетям передачи данных (СПД) и телефонии
представляет собой стандартный узел доступа в Интернет, дополненный шлюзом пакетной
телефонии. Шлюз пакетной телефонии преобразует параметры классической телефонии с
коммутацией каналов, выполняемой обычным телефонным коммутатором, в параметры,
соответствующие пакетной среде передачи. При этом коммутация по-прежнему
производится телефонным коммутатором. Это означает, что функция формирования услуг
остается за оператором телефонной сети, равно как и доходная база с включением платы
за междугородный трафик. Для формирования услуг телефонии (а не услуг передачи
речевой информации)
применим кодек G.711.
В пакетной среде применяется
протокол/сигнализация MGCP. Этот протокол подразумевает концентрацию большинства
интеллектуальных функций системы в оборудовании головной станции и позволяет
применить в абонентской части медиаадаптеры (МТА) Motorola VT-100, стоимость порта в
которых в два с половиной раза ниже, чем в широко распространенных МТА Cisco ATA-18x ,
соответствующих протоколу H323. Кроме того, в рассматриваемом решении отсутствует
проблема потери сигналов DTMF, что позволяет предоставлять абонентам создаваемой
сети услуги коммутатора класса 5.
В данном техническом решении предлагается
использовать шлюз Nuera ORCARDT-8, отличающийся большой плотностью и низкой
удельной стоимостью портов. В рассматриваемой начальной конфигурации этот шлюз
способен поддерживать до 1000 абонентов, а в полной комплектации - до 4000, что придает
системе масштабируемость.
Объединенный пакетный трафик телефонии и СПД
адаптируется к передаче в
широкополосную беспроводную сеть доступа
с помощью маршрутизатора Motorola
BSR2000, который реализует дополнительный транспортный протокол DOCSISxx. Это
устройство обеспечивает передачу двух нисходящих потоков и до восьми восходящих. При
большой производительности, BSR2000 имеет по сравнению с другими подобными устройс твами ряд других важных преимуществ. Первое из них состоит в том, что он поддерживает
упоминавшийся ранее стандарт DOCSIS2.0, что очень существенно для телефонии. Второев том, что допускает использование низших в иерархии QAM типов модуляции (16QAM,
32QAM), что может оказаться необходимым для обеспечения работы в сложной помеховой
обстановке. Наконец, третье его преимущество состоит в том, что он может работать в
режиме сетевого моста с использованием протокола PPPoE, что упрощает интеграцию
строящейся сети с наследуемыми системами передачи данных и системами биллинга.
Второй из возможных вариантов схемы формирования интерактивных услуг может быть
реализован на WMTS Cadant C3 фирмы Arris, который хорошо зарекомендовал себя в
беспроводных применениях. Можно также использовать компактный вариант WMTS Cadant
C4, который содержит ряд дополнительных устройств, поддерживающих услуги пакетной
телефонии, а также включает в себя модуль управления. Cadant C4 поддерживает стандарт
DOCSIS3.0.
WMTS Arris Cadant C3 (см. Рисунок 1) предназначен для:
- формирования нисходящего потока данных и модуляция несущей в прямом канале;
- управления работой абонентских модемов;
- демодуляции нескольких несущих в обратном канале и приема данных от абонентских
модемов;
- подключения сети, образованной системой абонентских модемов (CPE), к внешней
сети и внешним устройствам.
Для обеспечения работы клиентских устройств, управления WMTS и учета трафика
применяются дополнительные устройства, а именно маршрутизатор и сервер управления
сетью.
Сервер Supermicro SYS-5015-MF4+B (DHCP, TFTP, маршрутизатор).
Сервер Supermicro SYS-5015-MF4+B работает под управлением операционной системы
FreeBSD версии 6.х/7.х и играет роль маршрутизатора для клиентских устройств, DHCP и
TFTP сервера.
Кроме того, сервер предназначен для мониторинга состояния сетевых интерфейсов и
системы в целом посредством протокола SNMP, а также анализа сетевого трафика на
основании протокола NetFlow.
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамической конфигурации узла)
сервер предназначен для конфигурации клиентских кабельных модемов. От DHCP сервера
кабельный модем получает следующие данные: IP адрес в соответствии с MAC адресом
модема, маску подсети, адрес TFTP сервера.
TFTP (Trivial File Transfer Protocol — простой протокол передачи файлов) сервер
предназначен для выдачи клиентским кабельным модемам файлов конфигурации
(профайлов).
SNMP (Simple Network Management Protocol — простой протокол управления сетью)
протокол, предназначенный для проверки функционирования и внесения изменений в
функционирование сетевых устройств.
Netflow — протокол, предназначенный для сбора информации об IP-трафике внутри сети,
позволяющий централизовано вести подробную статистику.
Сервер Supermicro SYS-5015-MF4+B (сервер управления сетью).
Сервер Supermicro SYS-5015-MF4+B работает под управлением операционной системы
FreeBSD версии 6.х/7.х.
Предназначен для мониторинга работы сетевых элементов (маршрутизаторов, WMTS, CPE
и т. д.), управления сетевыми элементами, ведения абонентской базы, сбора и хранения
информации об объемах принятой/переданной информации.
4. Структурная схема системы
Основное назначение данной системы – это оказание комплекса мультимедийных услуг в
небольших городах, поселках городского типа и сельской местности.
Наличие у системы МИТРИС большого частотного ресурса позволило использовать часть
этого ресурса для передачи прямых каналов сети передачи данных. Для обратных каналов
сети передачи данных необходимо выделение отдельной полосы частот, обеспечивающей
необходимый дуплексный разнос с основной полосой. В нашем случае полосы передачи и
приема имеют значительный частотный разнос (передача 11,7 – 12,5 ГГц, прием 2,1 –
2,3 ГГц), что позволяет использовать на входах понижающих конверторов приемной части
простые фильтры, которые, тем не менее, эффективно подавляют сигнал передатчика в
приемнике. При этом излучение шумов передатчика в полосе приемника эффективно
подавляется волноводным трактом передатчика с частотой среза около 9 ГГц.
Необходимость использования еще одного частотного диапазона – это, пожалуй,
единственный недостаток данной системы. Однако он будет заметен только в крупных
городах, имеющих более-менее развитую коммуникационную инфраструктуру, и совсем не
скажется в малых населенных пунктах, где отсутствуют какие-либо беспроводные
коммуникации, кроме GSM. Кроме того, под термином MMDS принято понимать базовые
сети коммуникаций, работающие в диапазонах частот, занимающих полосу от 2 ГГц до
11ГГц. Системы беспроводного доступа, использующие более высокие диапазоны, принято
называть LMDS. Система МИТРИС занимает промежуточное положение. Таким образом, у
разработчика комбинированной системы МИТРИС+MMDS есть большой выбор возможных
частот обратного канала. Важно только, чтобы это были стандартные диапазоны, для
которых серийно производится радиочастотное оборудование.
Для подсоединения к общей передающей антенне вещательного и информационного
передатчиков необходимо применить дипексор, состоящий из волноводного циркулятора и
волноводного полоснопропускающего фильтра. Для нормальной работы фильтра
необходимо обеспечить интервал по полосе частот, равный суммарной полосе нескольких
вещательных каналов, которыми придется пожертвовать. Количество вещательных каналов
при этом уменьшится до 16-ти. Но и в этом случае количество передаваемых системой ТВ
программ будет достаточно большим (128 ТВ программ).
Параметры, относящиеся к системе в целом, приведены в Таблице 1.
Таблица 1. Технические параметры, относящиеся к системе в целом.
№ п/п
Наименование параметра, единица измерения
1
Количество секторов антенной системы ЦС для
приема обратных каналов
2
ЭИИМ для передатчика сигналов ТВ вещания ЦС
при использовании антенны с круговой диаграммой
направленности с Ку=16 дБ, Вт
3
ЭИИМ для передатчика информационных сигналов
ЦС при использовании антенны с круговой
Величина по ТЗ
4
11
диаграммой направленности с Ку=16 дБ, Вт
40
4
Полоса частот передачи ЦС, ГГц
5
Полоса частот приема ЦС, ГГц
2,1 – 2,3
6
Диапазон частот передачи модема ЦС (WMTS), МГц
(соответствует стандарту DOCSIS 2.0)
480+/-5
7
Диапазон частот приема модема ЦС (WMTS), МГц
(соответствует стандарту DOCSIS 2.0)
44+/-3
8
Уровень сигнала на каждом из радиочастотных
входов модема ЦС (WMTS), дБмкВ
75+/-2
9
Уровень сигнала на выходе WMTS, дБмВ
+/-15
10
Коэффициент шума приемников ЦС, дБ, не более
11
Верхняя граница динамического диапазона по входу
приемников ЦС при ИМИ 3-го порядка не более
минус 40 дБн, дБм, не менее
11,7 - 12,5
2,0
-55
12
Коэффициент шума приемников абонентских
станций, дБ, не более
4,0
13
Максимальный уровень мощности на выходе
передатчика АС, дБм, не менее
+17
14
Коэффициент усиления антенн АС, дБ
15
Пропускная способность прямого канала
41,71Мбит/с в канале
8МГц (64QAM)
16
Количество нисходящих каналов
16 вещательных +
20
1 информационный
17
Количество восходящих каналов
18
Пропускная способность обратного канала
10,24Мбит/с в канале 3,2МГц
(16QAM)
19
Радиус зоны обслуживания
30Км при ширине луча
секторных антенн 90 град.
4
4.1 Центральная станция (ЦС)
Поскольку в данном проекте не требуется реализации предельно возможной для такой
системы пропускной способности, центральная станция системы, предназначенная для
передачи сигналов ТВ вещания и прямых каналов передачи данных, может быть выполнена
с использованием антенны с круговой диаграммой направленности, а не системы секторных
антенн. При использовании одного WMTS пропускная способность прямого цифрового
канала передачи данных достигает 41,71 Мбит/с. Энергетический потенциал радиолиний
для передачи сигналов ТВ вещания и нисходящего потока данных различны. Это
объясняется тем, что для приема абонентской станцией вещательных сигналов вполне
достаточно иметь отношение сигнал/шум SNR = 15 дБ, в то время как для приема прямого
канала передачи данных, в котором используется модуляция 64QAM, это отношение должно
быть не менее 28 дБ. Однако, учитывая тот факт, что вещательный передатчик является
групповым и служит для передачи 16-ти несущих, его мощность распределяется между
этими несущими, поэтому для выравнивания зон обслуживания при передаче вещательных
и информационных сигналов достаточно, чтобы передатчик информационных каналов имел
выходную мощность только на 5 дБ выше, чем у вещательного передатчика.
Оборудование центральной станции можно разделить на передающее и приемное (см.
Рисунок 2).
Передающая часть состоит из двух ветвей: вещательной и информационной.
Вещательная ветвь начинается с каналообразующего оборудования, которое может быть
самым разнообразным.
Здесь вставить «Рисунок 2. Структурная схема Центральной станции» из Приложения
На рисунке 2 показано несколько типов устройств, которые могут быть выбраны для
формирования пакетов цифровых ТВ программ, скремблирования этих программ системой
условного доступа и модуляции сигналов ПЧ. Типичная полоса модулированного сигнала
для каждой из несущих составляет около 35 МГц, что при модуляции QPSK и цифровом
сжатии по стандарту MPEG-2 соответствует восьми программам ТВ. Максимальное
количество модулированных несущих в групповом спектре – 16. Таким образом, как уже
было сказано, количество ТВ программ с вещательным качеством, передаваемых системой,
может достигать 128. При использовании более прогрессивных методов цифровой
компрессии это количество может быть увеличено в 1,5 – 2 раза.
Основа вещательной системы – это Блок мощного повышающего преобразователя (BUC1),
который переносит весь групповой спектр из диапазона ПЧ (900 – 1700 МГц) в диапазон
радиочастот (чаще всего, 11,7 – 12,5 ГГц) и усиливает радиочастотный сигнал по мощности.
Усиленный сигнал, пройдя через диплексор, излучается антенной с круговой диаграммой
направленности. Зона обслуживания Центральной станции имеет форму круга с радиусом
около 30 Км.
Групповой многочастотный сигнал формируется на ПЧ с помощью Блока 8-канального
сумматора-эквалайзера, который имеет восемь входов и два выхода (один из выходов –
контрольный). Сумматор-эквалайзер поставляет стабильный по уровню выходной сигнал и
позволяет осуществлять раздельную регулировку уровня в каждом из каналов. Он же
обеспечивает BUC1 напряжением питания.
Информационная ветвь передатчика начинается с передающей части модема
центральной станции (WMTS). Сигнал downstream на выходной частоте модулятора через
Кроссовер, который предназначен для подачи питания на мощный повышающий
преобразователь – BUC2, подается на BUC2. На выходе BUC2 установлен
полоснопропускающий фильтр (ППФ), который необходим для правильного суммирования в
антенне сигналов вещательной и информационной частей.
Приемная часть центральной станции опирается на систему из четырех секторных антенн с
лучами шириной 90 град., которые конструктивно совмещены с малошумящими
понижающими конверторами. Конверторы выполняют перенос спектра принятого сигнала на
промежуточную частоту, для чего в их составе используются гетеродины с нормированными
значениями частот. Питание на понижающие конверторы подается через кабели снижения с
помощью того же Кроссовера. Сигналы промежуточной частоты от понижающих
конверторов поступают на отдельные входы WMTS DOCSIS. В приемной части WMTS они
обрабатываются и демодулируются.
Очень важным свойством центральной станции является возможность ее развития путем
простого добавления дополнительных WMTS. При этом при желании в дальнейшем
развивать систему необходимо зарезервировать дополнительные частоты прямых и
обратных каналов, количество которых растет пропорционально количеству WMTS.
Еще одним важнейшим преимуществом системы, которое она позаимствовала из
классической интерактивной системы МИТРИС, является возможность использования
абонентских станций, предназначенных только для приема вещательных сигналов. Таким
путем при модернизации вещательной системы МИТРИС и превращении ее в
интерактивную по данной схеме можно полностью сохранить всех старых абонентов и
добавить тех новых абонентов, которым «интерактив» не нужен.
Система контроля и управления, разработанная фирмой Ведекон, позволяет полностью
автоматизировать работу администратора системы по добавлению и удалению абонентов.
В системе доступен журнал всех событий, имевших место в процессе эксплуатации.
Удобный, интуитивно понятный интерфейс позволяет в кратчайшее время получить
интересующую информацию. Система имеет несколько уровней доступа, что позволяет
гибко назначать права тем или иным лицам, имеющим отношение к эксплуатации сети.
Система контроля и управления незаменима при диагностике и устранении неисправностей
в сети.
«Ведекон АСР» – специализированный программный комплекс, представляющий собой
автоматизированную систему управления
сетевыми элементами и сетью с
интегрированными средствами учета принятой/переданной информации, а также системой
взаимодействия с клиентами (CRM).
Функции управления:
1.
Автоматизация создания нового включения с получением из базы данных договоров
информации о требующихся услугах.
2.
Мониторинг работы модемов подписчиков. Основные параметры работы модемов
сохраняются в базе данных, динамика изменения параметров отображается на графиках.
Система мониторинга является мощным инструментом для локализации и устранения
неисправностей, а также планирования технического обслуживания оборудования.
3.
Автоматизация действий в отношении клиента, в случае невыполнения последним
своих обязательств в отведенные сроки: временное отключение, снижение скорости доступа
к сети и т. д.
4.
Мониторинг работы источников бесперебойного питания.
Функции по взаимодействию с клиентами:
1.
Автоматизация процесса прохождения заявки на подключение клиента в рамках
технического отдела компании-провайдера услуг.
2.
Автоматизация процесса подготовки нарядов на выполнение работ по установке,
ремонту и демонтажу оборудования.
«Ведекон CRM» (Customer relationship management) – программный продукт,
предназначенный для поддержки эффективного обслуживания клиентов. Гибкий
инструмент, позволяющий специалистам по работе с клиентами вести клиентскую базу и
историю
общения
с
клиентами.
«Ведекон Договоры» – программный продукт, предназначенный для автоматизации
формирования договоров и дополнительных соглашений с контрагентами, ведения базы
контрагентов, автоматизации процесса формирования счетов за предоставленные услуги.
4.2 Особенности абонентских станций (АС)
Абонентские станции также состоят из приемной и передающей частей. Приемная часть
абонентской станции предназначена для приема вещательных сигналов и сигналов прямого
информационного канала в диапазоне Ku. Она состоит из осенесимметричной антенны и
малошумящего конвертора (LNB), подобных тем, которые используются в системах
спутникового ТВ стандарта DVB-S. Желательно только, чтобы этот LNB обладал по
возможности большим динамическим диапазоном по выходу, а его выходной сигнал
соответствовал бы входному диапазону не только тюнера DVB-S, но и кабельного модема
CPE (см. Рисунок 3).
Передающая часть работает в нижнем диапазоне, т. е. диапазоне MMDS. Сигнал обратного
канала DOCSIS с выхода CPE направляется на повышающий преобразователь, который
должен преобразовать его в радиочастотный диапазон и усилить по мощности. Напряжение
питания подается на конвертор, который конструктивно объединен с антенной, посредством
специального инжектора.
Абонентский модем (CPE) обеспечивает демодуляцию несущей в прямом канале,
передачу данных, предназначенных абонентским компьютерам, в порт Ethernet, прием
данных от абонентских компьютеров через порт Ethernet, модуляцию несущей в обратном
канале и передачу данных головной станции кабельных модемов в назначенном тайм-слоте.
Комбинированная сеть вещания и передачи данных на основе технологий МИТРИС и DOCSIS.
Центральная станция
вещания и передачи
данных
Конвертор диапазонов
с антенной
12 ГГц
Оборудование
системы ТВ вещания
МИТРИС
ПРД-к
МИТРИС
2,1 ГГц
Прямой канал,
ПЧ
Обратный канал, ПЧ
Головная станция
кабельных модемов
(CMTS)
Internet
Сервер управления
Кабельный
модем
EuroDOCSIS 2.0
питание
Инжектор питания
Компьютер клиента
Компьютер клиента с
Wi-Fi адаптером
Прямой канал
Трафик клиентов
DHCP/TFTP сервер,
маршрутизатор,
подсчет трафика
Обратный канал
Управление
30 км
Конвертор диапазонов
с антенной
ТВ
Базовая станция
Wi-Fi
Точка доступа
Wi-Fi
Рабочее место
администратора
Рисунок 3. Архитектура системы в целом.
На первый взгляд может показаться, что использование двух разных антенн в приемной и
передающей частях абонентской станции должно повысить ее стоимость. На самом деле
это не так. Возможность применения в приемной части антенн, малошумящих конверторов и
тюнеров от приемных станций спутникового ТВ стандарта DVB-S, которые, являясь
изделиями массового потребления, имеют при высоких технических и эксплуатационных
параметрах весьма разумную цену, позволяет получить приемлемую цену всего решения.
В СВЧ – трансиверах (высокочастотных головках) абонентских станций классической
интерактивной системы МИТРИС, использующей одну приемопередающую антенну,
приходится решать трудные технические задачи по частотному разделению нисходящих и
восходящих каналов, созданию малошумящих высокостабильных гетеродинов в
передающей части и т. д. Эти задачи являются вполне решаемыми, но их решение требует
дополнительных затрат на разработку и производство СВЧ узлов. Эти затраты, несмотря на
использование только одной антенны, существенно повышают общую стоимость
абонентской станции. Передающее же оборудование абонентской станции MMDS имеет
умеренную цену.
Абонентские модемы, поддерживающие стандарты DOCSIS2.0/3.0 способны предоставить
пользователям множество дополнительных возможностей. Через порт Ethernet они могут
входить в местную проводную сеть и обслуживать до 32-х PC, а также соединяться с точкой
доступа беспроводной сети Wi-Fi. Конфигурация вторичных сетей на стороне пользователя
определяется самим пользователем.
Выводы
Поскольку разработка и производство оборудования интерактивной системы в Ku диапазоне требует больших затрат, а стоимость абонентского оборудования становится
приемлемой только при серийном производстве, предложен комбинированный вариант, суть
которого состоит в том, что прямые информационные каналы передаются вместе с
телевизионными каналами в диапазоне 11,7 – 12,5 ГГц, а для передачи обратных каналов
используется диапазон MMDS, т. е. 2,1 – 2,3 ГГц, для которого абонентское оборудование
значительно дешевле. Многочисленные испытания такой системы дали обнадеживающие
результаты.
Таким образом, если вещательные станции МИТРИС дополнить приемниками обратных
каналов DOCSIS, которые работают на частотах от 2,1 до 2,3 ГГц (обычно требуется полоса
не более 200 МГц), то они преобразуются в центральные станции комбинированной системы
МИТРИС+DOCSIS. Так можно построить весьма разветвленную сеть передачи
высокоскоростных данных Интернет. На структуру сети вещания дополнительное
оборудование для передачи данных не влияет. Система может быть введена в
эксплуатацию поэтапно.