: архив : архив журнала "625" : 2003 : #06

Перспективы развития мультисервисных сетей кабельного телевизионного вещания
Николай Мамаев

Cовременные кабельные сети продолжают активно развиваться во всех передовых странах, в том числе и в России, предоставляя все больший спектр услуг пользователям.

Наиболее важными для их развития являются возможности предоставления интерактивных (двусторонних) каналов, доведения до пользователя практически неограниченного числа телевизионных программ в цифровом стандарте и многих новых информационных услуг. Причем технически эти многочисленные задачи решаются без расширения отведенного для телевидения диапазона частот.

Обобщенно можно сказать, что современная кабельная сеть является мультимедиасистемой, предоставляющей пользователю практически неограниченный спектр услуг, начиная от большого числа теле- и радиовещательных программ и заканчивая доступом в Интернет, возможностью организации видеоконференцсвязи и многими бытовыми и коммунальными услугами.

Однако для таких крупных мегаполисов России, как Москва, Санкт-Петербург и некоторых других городов создание мультисервисной сети разделяется на ряд этапов.

Рассмотрим эту проблему на примере одного из проектов модернизации и развития сети "Санкт-Петербургское кабельное телевидение" и Московской мультисервисной сети.

Санкт-Петербургское кабельное телевидение
На первом этапе "Телекомпания Санкт-Петербурга" планирует вместо существующих локальных сетей создать районные мультисервисные сети кабельного телевидения (МСКТВ), спроектированные по гибридной оптико-коаксиальной технологии (HFC – hybrid fibre and coaxial network). При этом пользователь может получить следующие новые услуги:

• доступ в телефонную сеть общего пользования;
• выход в Интернет и другие сети передачи данных;
• организация охранной и пожарной сигнализации;
• коллективные компьютерные игры;
• доступ к районным информационным базам данных;
• дистанционный учет коммунальными службами расхода газа, воды, тепла, электроэнергии по каналам телесигнализации в квартирах пользователей.

На втором этапе предполагается построить волоконно-оптическую транспортную сеть, главный центр МСКТВ и, объединив их с районными сетями абонентского доступа, создать единую сеть комплексного предоставления услуг пользователям Санкт-Петербурга. При этом могут быть реализованы услуги "видео по запросу", интерактивное телевидение и ряд других.

После реализации третьего этапа в результате расширения волоконно-оптической сети МСКТВ будут охвачены группы зданий, и абоненты получат возможности пользования видеотелефоном и видеоконференцсвязью. Причем, все перечисленные выше услуги абоненты сети МСКТВ могут получить "через одну розетку".

Существующая в настоящее время кабельная сеть Санкт-Петербурга состоит из локальных, не связанных между собой структур. В каждой из них головная станция (ГС) принимает телевизионные программы наземного и спутникового телевидения, конвертирует их сигналы для распределения по локальной сети кабельного телевидения и подводит к абонентам своей сети.

В данной сети может быть организована одна дополнительная услуга – доступ в Интернет, и то лишь при использовании для обратного канала телефонной сети общего пользования. Такой вариант доступа в Интернет в настоящее время не устраивает многих пользователей, особенно тех, у кого и для прямого канала используется телефонная линия, главным образом, из-за ее малой пропускной способности.

Итак, проектируемая в Санкт-Петербурге мультисервисная сеть интерактивного кабельного телевидения включает:

• городской телевизионный центр, оснащенный системами спутникового и наземного телевидения (приемо-передатчики и соответствующие антенны);
• районные центры сети, имеющие приемные станции наземного и спутникового телевидения;
• головные станции районного участка МСКТВ, соединенные с районным центром двунаправленной волоконно-оптической линией связи.

На ГС осуществляется преобразование групповых оптических сигналов в электрические и передача их в прямой канал распределительной сети. Такая же процедура производится и для обратных сигналов, идущих от абонентов. Таким образом, головная станция районной сети (а их может быть несколько) выполняет функции волоконно-оптического узла (ВОУ). На некоторых напрвлениях часть протяженных магистральных линий может быть выполнена с использованием волоконно-оптических линий (ВОЛ). В этом случае преобразование оптических сигналов в электрические производится перед субмагистральными и домовыми распределительными сетями, выполняемыми, как правило, с использованием коаксиальных кабелей.

Следует отметить, что протяженные участки коаксиальных кабельных линий не только вносят значительное ослабление сигнала, но и являются источником промышленных помех, а при прокладке на открытом воздухе подвергаются воздействию перепада температур, что в значительной степени отражается на их функциональных качествах.

Поэтому субмагистральные и домовые распределительные сети, включающие магистральные и домовые усилители, направленные ответвители с несколькими отводами и ненаправленные, корректирующие устройства, коммутаторы и другие элементы сети, монтируются, как правило, в отапливаемых помещениях.

Для обратных сигналов от абонента на распределительной сети устанавливаются усилители сигналов обратного канала – распределительный и домовой. Для передачи обратных сигналов используется диапазон частот 5…65 МГц.

Таким образом, на первом этапе создания мультисервисной сети интерактивного телевидения проводится следующий комплекс работ:

• объединение районных головных станций в единую сеть района, которые, в свою очередь, соединяются с помощью ВОЛ в общую сеть города;
• замена усилителей в распределительной коаксиальной сети с однонаправленных на двунаправленные;
• формирование на базе одной из головных станций районного центра мультисервисной сети интерактивного кабельного телевидения города.

Однако данный проект создания мультисервисной кабельной сети из-за отсутствия государственного финансирования скорректирован в направлении удешевления. Работы ведутся вновь созданной коммерческой компанией в составе государственного унитарного предприятия "Телекомпания Санкт-Петербургское кабельное телевидение" и ООО "Радиотехнологии". Предприятие ТКТ внесло в объединенную компанию все имеющееся у него оборудование, а ООО "Радиотехнологии" – денежные средства.

Для практической реализации в предстоящие 4-5 лет принята программа модернизации и развития существующих кабельных сетей различных районов города. Модернизация заключается в установке более современного усилительного и распределительного оборудования, а также частичная замена магистральных кабелей с тем, чтобы обеспечить требуемую полосу пропускания 5…86 МГц с перспективой организации обратного канала. Кроме того, все локальные районные сети объединяются в общую городскую сеть с использованием в дальнейшем оптического волокна в качестве транспортной сети.

На начальном этапе такой модернизации планируется создание крупных коллективных систем приема (кластеров), рассчитанных на 1…2,5 тыс. абонентов каждая.

Кластеры объединяются в районные кабельные сети с единой районной головной станцией, распределяющей каналы наземного телевидения.

Новым в концепции телекомпании Санкт-Петербурга является ориентировка на использование импортного оборудования. В ряде районов города (Выборгском, Калининском, Кировском, Фрунзенском) к настоящему времени строительство или закончено, или находится в стадии завершения.

После реконструкции по кабельным сетям Невского и Приморского районов абоненты смогут принимать не менее 13 телевизионных программ вместо восьми.

К модернизируемой кабельной сети в настоящее время подключено около 450 тыс. абонентов, имеющих возможность принимать 13…16 аналоговых телевизионных программ.

Предполагается в основном завершить реконструкцию в 2006 г., когда будет функционировать, хотя бы частично, волоконно-оптическая транспортная сеть, и будет построена центральная головная станция.

С целью накопления опыта и отработки методики строительства гибридной широкополосной сети создана опытная зона на территории Московского района, к которой уже к началу 2003 г. было подключено около 15 тыс. пользователей. Планируется в этом году проведение экспериментальных работ с обратным каналом и работ по предоставлению услуги доступа в Интернет.

В опытной зоне используется оптическое оборудование фирмы Hirschmann, а в коаксиальных магистралях – фирмы Teleste.

Мультисервисная сеть Москвы
Строительство мультисервисной сети Москвы ведет телекоммуникационная компания "Комкор-ТВ", причем, основой этой сети является волоконно-оптическая магистраль, охватывающая все города Московской области в радиусе 30 км за кольцевой автомобильной дорогой.

Сеть имеет трехуровневую структуру:

• транспортный участок для передачи сигналов на большие расстояния, выполненный с применением волоконно-оптических линий связи с длиной волны 1550 нм;
• радиальные участки доступа, образующие магистральные и субмагистральные сети; эти участки созданы с использованием оптических кабелей с длиной волны 1310 нм;
• абонентская распределительная сеть (коаксиальные кабели);
• на транспортном участке, как правило, выполненном по кольцевой структуре, создано две головных станции – основная и резервная, размещенные в противоположных частях города. Общая протяженность волоконно-оптической сети превышает две тысячи километров.

На основной головной станции сигналы телевизионных и радиовещательных программ (сеть УКВ ЧМ-вещания) преобразуются в цифровой стандарт и передаются по кольцевому транспортному участку на резервную головную станцию. Такая схема дублирования головных станций обеспечивает 100% резерв систем, формирующих программы телевидения и радиовещания. Существенно повышает живучесть сети при возникновении чрезвычайных ситуаций.

На основную головную станцию поступают сигналы 16 телевизионных программ (от всех московских государственных и корпоративных производителей программ) и девяти радиовещательных программ УКВ-диапазона из 25 каналов, работающих в Москве.

Групповой аналоговый сигнал перечисленных выше программ модулирует оптический передатчик, сигналы которого далее вводятся в транспортную сеть.

В волоконно-оптическую транспортную сеть включены первичные распределительные узлы, в которые могут вводиться также сигналы синхронной сети передачи данных SDH (Sinchronouse Date Hirarhie).

От распределительных узлов отходят волоконно-оптические линии (ВОЛ) сети доступа различной протяженности (длина их может составлять десятки километров), на концах которых создаются вторичные узлы. Вторичные узлы включают преобразователи оптических сигналов в электрические, распределяемые далее по коаксиальным сетям. Например, один из распределительных узлов в эксплуатируемой в настоящее время сети доступа обслуживает 162 локальных коаксиальных сети с числом абонентов около 75 тыс.

По сложившейся в технической литературе терминологии, по разновидностям структурных схем кабельных сетей транспортную сеть можно отнести к кольцевой схеме, ВОЛ, связывающие первичные и вторичные узлы, – к радиальной схеме и коаксиальные сети – к древовидной схеме.

К каждому вторичному узлу подведено четыре оптических волокна для прямого и обратного каналов от двух полуколец и четыре резервных волокна с целью перспективного развития сети в случае предоставления дополнительных услуг индивидуальным и корпоративным абонентам.

Коаксиальные сети обеспечивают прохождение всех сигналов в полосе 5…862 МГц в соответствии с требованиями Европейских стандартов EN 50083-3 (активное широкополосное оборудование коаксиальных сетей), EN 50083-4 (пассивное широкополосное оборудование коаксиальных сетей). Для обратных каналов отведена полоса 5…35 МГц. Это означает, что, в потенциале, по распределительной кабельной сети в Москве можно передавать до 60 аналоговых телевизионных программ, обеспечивая при этом и высокоскоростной доступ в Интернет.

При строительстве мультисервисной сети в Москве предполагается максимальное использование существующей сети на коаксиальных кабелях для реализации обратного канала, сформировав таким образом двухкабельную домовую распределительную сеть. В этом случае кабельный оператор будет иметь возможность подключать к своей сети всех потенциальных абонентов без ограничения, но с разными уровнями сервиса: для малообеспеченных пользователей минимальное число телевизионных и радиовещательных программ за небольшую плату, а для других категорий граждан – полный набор услуг, включая интерактивное телевидение.

При желании пользователя расширить перечень услуг, за дополнительную плату для него может быть произведена модернизация абонентской разводки.

В двухкабельной домовой сети возможно использование также имеющегося оборудования: домовых усилителей, недорогих одноотводных ответвителей и более дешевых абонентских разветвителей. При этом уровень взаимных помех уменьшается, а число обслуживаемых абонентов на участке может быть увеличено до 1500 вместо 500.

По мнению специалистов, при использовании двухкабельной домовой распределительной сети появляются возможности оптимизации структуры интерактивной сети в целом за счет подключения всех потенциальных абонентов без ограничения. При этом предоставляются разные уровни сервиса: от обычных вещательных услуг до высокоскоростного (6 Мбит/с) Интернета и создания индивидуальных виртуальных структур.

Затраты на строительство оптимизированной кабельной сети по сравнению с типовой можно сократить на 14%, а годовые эксплуатационные расходы уменьшить не менее, чем в три раза.

В настоящее время корпорация "Комкор-ТВ" сосредоточила свои усилия на строительстве кабельной сети в Центральном административном округе, в котором на начало 2003 г. было подключено около 250 тыс. абонентов. В других административных округах также развертываются работы (которые будут вести другие фирмы) по созданию кабельных сетей.

Планируется в течение пяти лет охватить кабельной сетью в Москве около 1,5 млн. квартир, что составляет примерно половину жилого фонда города.

Услуги доступа в Интернет через кабельную сеть предполагается предоставлять абонентам по таким тарифам: при скорости 128 кбит/с с объемом получаемой информации 140 МБ в месяц – $30, на скорости 256 кбит/с и при объеме 260 МБ – $44, на скорости 512 кбит/с и объеме 500 МБ – $75.

В обратном канале принята типовая скорость 64 кбит/с, при необходимости она может быть увеличена.

В заключение следует отметить, что разработка и внедрение новых телекоммуникационных сетей и систем определяется необходимостью включения России в современное информационное пространство мирового сообщества, и такая потребность прежде всего проявилась в крупнейших научно-технических и экономических центрах страны – Москве и Санкт-Петербурге.

Не случайным является и тот факт, что работы по оптимизации построения и выбору технических решений современной цифровой системы наземного телевизионного вещания осуществляются в опытных зонах Москвы, Санкт-Петербурга и Нижнего Новгорода.

Проводимые в настоящее время работы по проектированию и внедрению мультисервисных сетей кабельного телевизионного вещания в Москве и Санкт-Петербурге могут послужить отправной базой для разработки подобных сетей в других крупных административных и научно-технических центрах России с учетом их местных особенностей.