Наступивший XXI век может быть охарактеризован бурным развитием процессов информатизации во всех сферах человеческой жизни, объединяющим людей из разных стран, без географических и геополитических границ. Информация, роль которой в таком обществе, часто именуемым информационным (постиндустриальным) неумолимо возрастает, становится не только фактором общения, обладания новыми знаниями, но также и важнейшим средством производства. В прошлом веке главным источником информации являлось телевидение, с развитием информационных технологий еще одним источником информации стал интернет. Сейчас происходит конвергенция этих двух источников информации в один. Важную роль в этом объединении сыграло кабельное телевидение. Первые сети кабельного телевидения появились США в середине 50-х годов, которые создавались для доставки телевизионного сигнала, где эфирный прием был затруднен. Постепенно из отдаленных районов кабельное телевидение стали строить и в тех местах, где уровень эфирного сигнала был достаточным, привлекая абонентов новыми услугами и качеством обслуживания.
На территории России только в 1979 году была принята законодательная база для создания кабельных систем коллективного приема, к 1989 году было построено несколько десятков сетей с общим числом 80000 абонентов. Последовавшая перестройка, политическая и экономическая нестабильность увеличила и без того огромное отставание с сфере информационных технологий. Сейчас наша страна переживает бурный рост телекоммуникационных технологий, в том числе кабельного телевидения. С одной стороны отсталость России в сфере кабельного вещания дает преимущества: можно построить новые сети основываясь на опыте зарубежных коллег, использовать новые технологии а не модернизировать старые которые морально устарели. С другой стороны нет опыта построения сетей такого рода и специалистов с таким опытом.
Итак, целью представленной работы является разработка модели сети кабельного телевидения. В соответствии с этой целью поставлены следующие задачи:
- провести анализ существующих телевизионных сетей,
- проанализировать ГОСТы регламентирующие строительство сетей кабельного телевидения, архитектуры и технологии организации сетей,
- исследовать основные принципы цифровой
системы передачи данных, - разработать алгоритм построения сетей
кабельного телевидения, - разработать и рассчитать сеть кабельного телевидения.
В качестве источников информации были использованы учебные и научные материалы, в том числе Интернет – ресурсы. Структура представленной работы обусловлена логикой исследования и включает введение, основную часть, включающую три главы, заключение с выводами, список использованных источников, приложения.
Информационные технологии в домашней среде
... коммуникации 5. сетевые технологии - обработка, хранение и обмен информации осуществляется в сети [8;8]. Как и всякая технология, информационные технологии, предполагающие технологическое применение ... сетевых технологий, разноуровневые информационные системы, специфика применения современных информационных технологий, в том числе в банковской сфере, где основная роль отводится современным методам ...
1 Существующие телевизионные сети
Для выполнения поставленных задач необходимо провести сравнительный анализ существующих общедоступных телерадиовещательных сетей, что даст возможность определить преимущества и недостатки этих сетей и сделать выводы о целесообразности разработки модели кабельного телевидения, для этого составим таблицу 1.
Таблица 1- сравнение традиционных телерадиовещательных сетей
|
Наименование сети |
Достоинства |
Недостатки |
|
Эфирное телерадиовещание в метровом и дециметровом диапазонах |
Беспроводное распространение сигналов Возможность охвата больших территорий площадью до1500 – 10000 кв. километров Возможность непосредственного приема сигналов на телеприемники Наличие развитой инфраструктуры |
Ограниченная информационная емкость диапазонов Высокие удельные затраты на канал Необходимость излучения больших мощностей для охвата больших территорий Большое энергопотребление Большой размер санитарно-защитной зоны Потребность в сложных капиталоемких специальных сооружениях (мачты, башни) Низкая помехозащищенность Большие затраты при переходе на цифровое вещание Потребность в больших |
Продолжение таблицы 1
|
количествах распределительных линий между передатчиками |
||
|
Спутниковое телевидение |
Возможность охвата больших территорий свыше 10000 кв. километров Высокое качество аналогового вещания вследствие использования частотной модуляции Открытое распространение сигналов Значительная информационная емкость вследствие большой емкости диапазона и большого количества ИСЗ – источников сигнала на орбите Быстрый переход на вещание в цифровом виде Большие возможности по созданию глобальных сетей |
Необходимость применения дорогостоящего приемного оборудования с перенацеливаемыми антеннами для приема сигналов с разных ИСЗ Трудности с размещением индивидуальных антенн значительного размера Недостаточная надежность антенных приводов в плохих погодных условиях Более высокая стоимость приема закрытых программ по сравнению с кабельными сетями Дорогостоящий космический сегмент Для каждого отдельного телевизора нужен свой тюнер Высокие цены на оборудование для интернета Прием сигнала только в зоне прямой видимости |
Продолжение таблицы 1
|
Сети кабельного телевидения |
Невысокие затраты на канал при увеличении числа каналов Возможность предоставления дополнительных услуг, Интернет, телефон и других Возможность простого контроля абонентов в коммерческой сети Высокое качество сигнала Возможность непосредственного приема сигнала на телеприемники Огромная информационная емкость Высокая помехозащищенность Возможность усовершенствования без капитального строительства |
Требует значительных инвестиций при Экономическая неэффективность применения в местах с низкой плотностью населения Значительные эксплуатационные затраты |
Таким образом, сети кабельного телевидения являются оптимальным вариантом по соотношению цена-качество. В свою очередь сети кабельного телевидения согласно ГОСТ Р 52023-2003 по масштабу распределения на СКТ-1 строится для нескольких отдельных зданий, СКТ-2 район города, СКТ-3 город (округ города), СКТ-4 регион (город).
Разработку сети кабельного телевидения нужно осуществлять в классе СКТ-4, выбор обоснован высокой урбанизацией территории страны, также сеть меньшего размера не сможет эффективно бороться с возросшей конкуренцией.
Также для разработки алгоритма построения СКТ необходимо рассмотреть разделение СКТ по применяемым архитектурам сети и технологиям, рассмотреть основные достоинства и недостатки этих архитектур и технологий.
1.2 Топология сетей доступа кабельного телевидения
Существуют четыре основные топологии построения оптических сетей доступа: «кольцо», «точка-точка», «дерево с активными узлами», «дерево с пассивными узлами».
Рис. 1 – Топология «Кольцо»
Кольцевая топология на основе SDH положительно зарекомендовала себя в городских телекоммуникационных сетях. Однако в сетях доступа не все обстоит также хорошо. Если при построении городской магистрали расположение узлов планируется на этапе проектирования, то в сетях доступа нельзя заранее знать где, когда и сколько абонентских узлов будет установлено. При случайном территориальном и временном подключении пользователей кольцевая топология может превратиться в сильно изломанное кольцо с множеством ответвлений, подключение новых абонентов осуществляется путем разрыва кольца и вставки дополнительных сегментов. На практике часто такие петли совмещаются в одном кабеле, что приводит к появлению колец, похожих больше на ломаную – «сжатых» колец (collapsed rings) для увеличения пропускной способности и резервирования применяют двойное кольцо. Чтобы избежать снижения надежности сети применяют кольцо меньшего размера называемые еще субмагистральными.
«Точка-точка» (P2P)
Топология P2P не накладывает ограничения на используемую сетевую технологию. P2P может быть реализована как для любого сетевого стандарта, так и для нестандартных (proprietary) решений, например, использующих оптические модемы. С точки зрения безопасности и защиты передаваемой информации, при соединении P2P обеспечивается максимальная защищенность абонентских узлов. Поскольку ОК нужно прокладывать индивидуально до абонента, этот подход является наиболее дорогим и привлекателен в основном для крупных абонентов.
Недостатком топологии является большие затраты на кабели так как протяженность кабельных линий резко возрастает.
Рис. 2 – Топология «точка-точка»
«Дерево с активными узлами» – это экономичное с точки зрения использования волокна решение. Это решение хорошо вписывается в рамки стандарта Ethernet с иерархией по скоростям от центрального узла к абонентам 1000/100/10 Мбит/с (1000Base-LX, 100Base-FX, 10Base-FL).
Однако в каждом узле дерева обязательно должно находиться активное устройство (применительно к IP-сетям, коммутатор или маршрутизатор).
Оптические сети доступа Ethernet, преимущественно использующие данную топологию, относительно недороги. К основному недостатку следует отнести наличие на промежуточных узлах активных устройств, требующих индивидуального питания.
Рис. 3 – Топология «дерево с активными узлами»
«Дерево с пассивным оптическим разветвлением PON (P2MP)»
Решения на основе архитектуры PON используют логическую топологии «точка-многоточка» P2MP (point-to-multipoint) , которая положена в основу технологии PON, к одному порту центрального узла можно подключать целый волоконно-оптический сегмент древовидной архитектуры, охватывающий десятки абонентов. При этом в промежуточных узлах дерева устанавливаются компактные, полностью пассивные оптические разветвители (сплиттеры), не требующие питания и обслуживания.
Общеизвестно, что PON позволяет экономить на кабельной инфраструктуре, за счет сокращения суммарной протяженности оптических волокон, т.к. на участке от центрального узла до разветвителя используется всего одно волокно. В меньшей степени обращают внимание на другой источник экономии – сокращение числа оптических передатчиков и приемников в центральном узле. Между тем экономия от второго фактора в некоторых случаях оказывается даже более существенной. Так по оценкам компании NTT конфигурация PON с разветвителем в центральном офисе в непосредственной близости к центральному узлу оказывается экономичнее, чем сеть точка-точка, хотя сокращение длины оптического волокна практически нет. Более того, если расстояния до абонентов не велики с учетом затрат на эксплуатацию оказывается, что PON с разветвителем в центральном офисе экономичнее, чем PON с разветвителем, приближенным к абонентским узлам.
Рис. 4 – Топология «дерево с пассивным разветвлением»
Современный этап развития СКТ характеризуется существенным увеличением канальной емкости, организацией интерактивности, внедрением передачи сигналов в цифровой форме (интернет, телефония, цифровое телевидение).
В настоящее время существует технологий строительства сетей кабельного телевидения и еще больше обозначений, которыми именуют эти технологии. Воспользуемся терминами, использованными в книге З.А. Зима «Системы кабельного телевидения». Рассмотрим основные технологии построения сетей кабельного телевидения: HFC (Hybrid Fiber Coaxial) – гибридные сети кабельного телевидения, FTTC (Fiber To The Carb) – оптика до группы домов, FTTB (Fiber To The Building) – оптика до здания, FTTH (Fiber To The Home) — оптика в дом, квартиру и стандарт DOCSIS (Data over Cable Systems Interface) стандарт передачи данных по кабельным сетям североамериканский.
1.3 HFC
Гибридные оптико-коаксиальные
