О построении систем коллективного приема сигнала эфирного цифрового телевизионного вещания

Актуальность работы о построении систем коллективного приема сигналов эфирного телевизионного вещания определяется Федеральным законом «О связи» (в части обеспечения целостности, устойчивости и безопасности функционирования систем и сетей подачи сигналов эфирного цифрового телевизионного вещания) и Федеральной целевой программой «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009 – 2021 годы» (в части создания условий для обеспечения возможности приёма населением эфирного цифрового телевизионного сигнала в зонах «радиотени»).

В 2021 году заканчивается процесс отключения аналогового эфирного телевизионного вещания. При этом, благодаря комбинации цифрового эфирного телевидения, спутникового, кабельного и IP телевидения, а также ОТТ-сервисов, практически все население РФ имеет техническую возможность принимать 20 и более телеканалов в цифровом качестве.

Общие положения

При внедрении ЦТВ наиболее острым является вопрос разработки и создания системы приема цифровых ТВ программ. При построении данной системы на первый план выступают такие соображения как простота технической реализации и экономическая эффективность, минимизация временных затрат на создание системы и надежность ее элементов.

Для решения задачи обеспечения населения Российской федерации услугами цифрового эфирного телевизионного вещания (особенно это касается населения, проживающего на границах и вне зон обслуживания радиосигналами телевизионных передатчиков или в зонах «радиотени») на первый план выступают соображения создания на этих территориях систем коллективного приема цифровых программ, распространяемых в региональном эфире.

В связи с принятым решением о переходе Российской Федерации на стандарты цифрового ТВ вещания второго поколения [1, 2] возникли задачи актуализации и модернизации действующих национальных стандартов на системы DVB первого поколения (в части отражения в них специфики применения систем DVB второго поколения), а также подготовки новых национальных стандартов, распространяющих свое действие исключительно на системы второго поколения, в том числе на систему эфирного цифрового вещания DVB-T2.

Была поставлена задача разработки стандарта на системы коллективного приема, предназначенные для приема радиосигналов эфирного цифрового телевизионного вещания второго поколения DVB-T2 и распределения этих радиосигналов по кабелю в жилых и общественных зданиях, находящихся на границах и вне зон обслуживания радиосигналами телевизионных передатчиков или в зонах «радиотени».

В таблице 1 приведены принципиально возможные варианты формирования сигналов, которые могут распределяться в системе коллективного приема.

Вариант 1 (DVB-T2 → PAL/SECAM) рассчитан на использование устарелого аналогового приемного парка, требует для своей реализации демодуляции цифровых сигналов принимаемых мультиплексов с последующей аналоговой модуляцией сигналов (при этом число аналоговых модуляторов должно быть равно числу каналов, вошедшему в демодулируемые мультиплексы). Данный вариант сложен в реализации, требует больших капитальных затрат и не соответствует современным тенденциям цифровизации.

Вариант 2 (DVB-T2 → DVB-C) широко используется в мировой и отечественной практике, требует для своей реализации демодуляции сигналов DVB-T2 и последующей модуляции по стандарту DVB-C (в данном варианте число демодуляторов равно числу модуляторов). Выигрыш в помехоустойчивости и скорости потока, который может быть получен при этом преобразовании, не существенен для решения задачи коллективного кабельного приема при небольшом числе физических радиоканалов, распределяемых в сети. Данный вариант сложен в реализации и требует затрат на приобретение модемов.

Вариант 3 (DVB-T2 → DVB-C2) требует для своей реализации демодуляции сигналов DVB-T2 и последующей модуляции по стандарту DVB-C2 [3]. Данный вариант позволяет, в принципе, увеличить скорость распределяемых потоков по сравнению со скоростью принимаемых потоков. Однако получаемый при этом выигрыш не является решающим для решения задачи коллективного кабельного приема при небольшом числе физических радиоканалов, распределяемых в сети. Кроме того, необходимо учитывать тот факт, что в настоящее время в распоряжении абонентов и в торговой сети есть лишь небольшое число телевизионных приемников и приставок STB, поддерживающих работу со стандартом DVB-C2. Данный вариант сложен в реализации и требует затрат на приобретение модемов.

Вариант 4 (DVB-T2 → DVB-T2 с возможностью трансмодуляции и частотного конвертирования) требует для своей реализации демодуляции сигналов DVB-T2 и последующей модуляции в том же стандарте, но с другими параметрами модуляции. Выигрыш в помехоустойчивости и скорости потока, который, в принципе, может быть получен при этом преобразовании, не существенен для решения задачи коллективного кабельного приема при небольшом числе мультиплексов.

Вариант 5 (DVB-T2 → DVB-T2 без трансмодуляции и частотного конвертирования) не требует для своей реализации никаких преобразований сигналов, кроме прямого усиления и допускает сквозную передачу принятых сигналов DVB-T2 через распределительную сеть. По сложности реализации этот вариант наиболее прост и требует минимальных капитальных затрат. Кроме того, этот вариант в настоящее время широко используется для реализации систем ТВ приема в коттеджах и частных домах.

Таким образом, наиболее предпочтительным для построения системы коллективного приема с точки зрения сложности реализации, минимизации капитальных затрат и решения вопросов устойчивости функционирования системы является вариант сквозной передачи принимаемых сигналов DVB-T2 через распределительную сеть в неизменном виде (без трансмодуляции и частотного конвертирования) с возможностью приема на любые DVB-T2 приемники.

Системы коллективного приема сигналов эфирного цифрового телевизионного вещания должны обеспечивать возможность приема и распределения радиосигналов вещательного телевидения в стандартных телевизионных каналах по ГОСТ 7845 в диапазонах IV и V (470 — 862 МГц).

В зависимости от сложности сети и количества обслуживаемых абонентов системы коллективного приема [4] могут подразделяться на категории в соответствии с данными таблицы 2.

Таблица 2 – Классификация систем коллективного приема

Как перевестись на цифру и аналог вместе?

В некоторых регионах показывает только один мультипакет, который включает в себя 10 каналов. В таких ситуациях коллективная антенна не способна обеспечить цифровое вещание. Проблему можно решить через настройку аналоговых каналов.

Настройка цифрового и аналогового вещания зависит от выпуска, конфигурации и модели антенны. На практике было выявлено, что коллективные антенны позволяются одновременно просматривать аналоговые и цифровые телеканалы.

Иметь одновременно цифровые и аналоговые сигналы предпочитают зрители, которые хотят смотреть как местные, так и федеральные каналы. Чтобы это осуществить, нужно, чтобы антенна могла принимать сигналы в двух диапазонах: метровом и дециметровов.

Чтобы произвести настройку аналоговых каналов, необходимо приобрести кабель. Он подключается к антенному входу цифровой приставки (или телевизора). Если у абонента приставка, то дополнительным кабелем соединяете устройство с телеприемником. Затем устанавливается сигнал в аналоговом формате при помощи пульта управления.

Теперь можно начинать искать телеканалы. А переключаться на цифровое вещание можно также пультом, но уже в режиме AV.

Структура системы

• Системы коллективного приема представляют собой совокупность технических средств, предназначенных для приема и распределения в жилых и общественных зданиях радиосигналов цифрового телевизионного вещания стандарта DVB-T2, поступающих с выхода приемной антенны.
• Совокупность приемного оборудования и линейной сети, обеспечивающие прием и передачу радиосигналов цифрового телевизионного вещания в системе коллективного приема, образует распределительную сеть.
• Приемное оборудование (ПО), обеспечивающее частотную селекцию, усиление и распределение входных радиосигналов системы, состоит из антенного усилителя, канальных усилителей и выходного распределителя (см.рисунок 1). Сигналы ПО подаются на входы линейной сети (ЛС).
• Совокупность технических средств, устройств и кабельных линий, обеспечивающих передачу радиосигналов цифрового телевизионного вещания между выходом ПО и выходами абонентских розеток, образует линейную сеть.
• Входом распределительной сети является вход ПО, выходом распределительной сети являются выходы абонентских розеток.
• Основными компонентами ЛС являются магистральные и домовые усилители, распределители, ответвители, абонентские розетки и т.д.

АУ – антенный усилитель; КУ – канальные усилители; ВУ – выходы усилителей; ВР – вход распределителя; П – перемычка; U – источник питания КУ

Рисунок 1 — Приемное оборудование (ПО) системы коллективного приема

Телевидение через IP сеть

Телевидение через сеть интернет (IP телевидение) включает в себя цифровую технологию пакетной передачи видеоданных в сети по протоколу IP. Обмен данными по интернету происходит двухсторонним способом, что позволяет не только получать видеоданные хорошего качества, но и пользоваться услугами интерактивного телевидения предоставленные оператором IP телевидения. Перечень услуг может быть разным, количество не ограничено, а возможности определяются наличием подобранного оборудования и программного обеспечения. Например услуга “ заказать Видео” может заказать пользователю в нужное время индивидуальную трансляцию выбранной киноленты.

Источником телевизионных фильмов, а также любых видеоматериалов может служить сервер IP TV, в простейшем варианте представляющий из себя обычный компьютер, включающий в себя серверную операционную систему и жесткие диски большой емкости для хранения ресурсоемкой видеоинформации. Данный сервер соединяется с Интернетом или с внутренней локальной сетью. К этой сети также подключаются абоненты IP телевидения. С помощью пакетно- адресной передачи информации (основывающаяся на IP- адресации) осуществляется доставка видеоинформации от сервера к абонентам.

Выводы

• ФГУП НИИР разработало и согласовало с Заказчиком проект национального стандарта «Системы коллективного приема сигнала эфирного цифрового телевизионного вещания. Основные параметры, технические требования, методы измерений и испытаний [8]».
• Для решения задачи обеспечения населения Российской Федерации, проживающего на границах и вне зон обслуживания радиосигналами телевизионных передатчиков или в зонах «радиотени», услугами цифрового эфирного телевизионного вещания на первый план выступают соображения создания на этих территориях систем распространения сигналов ТВ программ и систем коллективного приема (СКП) цифровых сигналов, распространяемых в региональном эфире.
• Наиболее предпочтительным для построения системы коллективного приема с точки зрения сложности реализации, минимизации капитальных затрат и решения вопросов устойчивости функционирования системы является вариант сквозной передачи принимаемых сигналов DVB-T2 через распределительную сеть в неизменном виде (без трансмодуляции и частотного конвертирования) с возможностью приема на любые DVB-T2 приемники.
• При построении СКП на первый план выступают такие соображения как простота технической реализации и экономическая эффективность системы, минимизация временных затрат на создание системы и ее надежность.
• Настоящий стандарт распространяется на СКП сигналов эфирного цифрового телевизионного вещания, предназначенные для приема радиосигналов второго поколения DVB-T2 и распределения этих радиосигналов по кабелю в жилых и общественных зданиях.
• При этом радиосигналы DVB-T2 должны передаваться по системам СКП в стандартных телевизионных каналах по ГОСТ 7845 в диапазонах IV и V неизменном виде без трансмодуляции и частотного конвертирования с возможностью приема на любые DVB-T2 приемники.

Почему оборудование не ловит каналы и куда обращаться?

Управляющая компания, за которой закреплен дом, либо председатель многоквартирного дома занимается обслуживанием общедомовой антенны. Если с устройством что-то случается, например перестает работать или не ловит сигнал, то можно обратиться к вышеперечисленным структурам. Если обращаетесь в управляющую компанию, то необходимо писать заявление, где описывается суть проблемы.

В настоящее время все регионы стремительно переходят на цифровое вещание. Оно предоставляет абонентам хорошее изображение, качественный звук и отсутствие помех. Многие люди пользуются коллективной антенной, которая позволяет просматривать цифру. Главное – это узнать, получает ли устройство цифровой сигнал, и правильно настроить каналы.

Библиография

1. Европейский стандарт связи ETSI EN 302 755 V1.3.1 (2012-04). Телевидение вещательное цифровое (DVB); Структура кадра, канальное кодирование и модуляция для системы цифрового наземного телевизионного вещания второго поколения (DVB-T2).(Digital Video Broadcasting (DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2)).
2. Европейский стандарт связи ETSI TS 102 831 V1.2.1 (2012-08). Телевидение вещательное цифровое (DVB); Руководящие указания по внедрению для системы цифрового наземного телевизионного вещания второго поколения (DVB-T2). (Digital Video Broadcasting (DVB); Implementation guidelines for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2)).
3. Европейский стандарт связи ETSI EN 302 769, 2004. Телевидение вещательное цифровое (DVB); Структура кадра, канальное кодирование и модуляция для системы кабельного цифрового телевизионного вещания второго поколения (DVB-C2). (Digital Video Broadcasting (DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital transmission system for cable systems (DVB-C2)).
4. ГОСТ 52023 – 2003. Сети распределительные систем кабельного телевидения. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений и испытаний.
5. The NorDig group Document, ver. 2.2.2. 11.2012 Документ группы NorDig. Единые технические требования к испытаниям интегрированных приемников-декодеров для кабельных, спутниковых, наземных и IP-сетей. (NorDig Unified Test Specifications for Integrated Receiver Decoders for use in cable, satellite, terrestrial and IP-based networks).
6. Recommendation ITU-R BT.50O-13 (01/2012). Методология субъективной оценки качества телевизионных изображений. (Methodology for the subjective assessment of the quality of television pictures).
7. Recommendation ITU-R ВТ. 710-4 (1998). Методы субъективной оценки качества изображения в телевидении высокой четкости. (Subjective assessment methods for image quality in high-definition television).
8. ГОСТ Р 58020 – 2021. Системы коллективного приема сигнала эфирного цифрового телевизионного вещания. Основные параметры, технические требования, методы измерений и испытаний.