Коммутация четвертого уровня

 В постановлении совета министров Республики Беларусьо концепции программы развития в Республике Беларусь системыцифрового телевизионного вещания стандарта DVB до 2015 года рассматриваются основополагающиевопросысозданияцифровыхсетейтелевизионноговещаниявРеспубликеБеларусь,которыевперспективедолжнызаменитьсуществующиеаналоговыесетителевизионного вещания[1].

Необходимость такой замены диктуется как прогрессомвобластицифровых технологий,обеспечивающих слияние средств вещания, связи,информационных служб и компьютерных систем,такипотребностьювповышении эффективности использования радиочастотного ресурса.

Внедрение цифровоготелевизионноговещаниявРеспубликеБеларусьобуславливаетсядефицитомрадиочастотныхканаловдлятелевизионного и звукового вещания,социальными запросами общества,нуждающегосявкачественноновойинфраструктуревещанияителекоммуникаций,атакжесложившейсявразвитыхстранахмираситуацией в области телевизионного вещания, которая характеризуется,во-первых,началом этапазаменыаналоговыхметодовпередачинацифровые,и,во-вторых,тенденциейквнедрениюединыхобщеевропейских и мировых стандартов.

В результатевнедренияцифровоготелевизионноговещаниянаселениеполучит высококачественное многопрограммное телевидение сулучшенным качеством изображения и стереозвуком.Ввод вдействиеодногоцифровоготелепередатчикапозволитвысвободитьполосырадиочастотсразунесколькихтелевизионныхканалов.Поэтомупереходна цифровое вещание позволяет развернутьмногопрограммноетелевизионноевещаниебезусложненияэлектромагнитной обстановки.В одном радиочастотном канале цифрового телевизионноговещанияможнопередатьоднуилиболеепрограммтелевизионного вещания,информационные сообщения,данные по запросупользователя.Уровеньзаполнения канала данными зависит от реализуемой скорости передачи.

Кроме цифровыхтелевизионныхпрограмм,вканалеможнопередаватьдополнительную цифровую информацию (например,программыцифрового радиовещания, передачу данных и другое).

Мощность цифровогопередатчикавпересчетенаоднутелепрограмму получается в несколько раз меньше,чемприпередачеаналоговоготелевидения.Этопозволяетснизитьобщиезатратыэлектроэнергии.Европейская системаназемногоцифрового телевидения позволяетосуществлять прием программ на мобильные терминалы,в том числе и вавтомобиле,чтооткрываетвозможности построения высокоскоростныхсетей передачи данных с подвижными объектами.

Приорганизациицифровоготелевизионноговещания может бытьиспользованаинфраструктурасуществующейаналоговойсетителевизионного вещания. Причем, поскольку передача цифровых программможетосуществлятьсявтехжеполосахчастот,вкоторыхосуществляетсяпередачасуществующиханалоговыхканалов,тозначительнаячастьзрителейсможетпринимать новые программы безмодификации своих антенных систем.

Внедрение наземногоцифровоготелевизионноговещанияпредполагаетзаменусуществующегопаркапередающихиприемныхсредств,хотясуществуютивариантыиспользованияимеющегосяаналоговогооборудования.Аналоговыйпередатчикможетбытьмодифицированииспользовандляпередачназемногоцифровоготелевизионноговещания.Использованиесуществующихпередающихстанций и тех же полос частот,в которых сейчас работают аналоговыепередающиестанции,снижаетзатратызрителейивещательныхорганизаций при вводе цифрового телевизионного вещания.

Однако по данным социологических исследований современному человеку мало традиционного потребления телевизионных услуг. Такому пользователю интересны интерактивные услуги, возможность управлять трансляцией, что успешно предлагает технология IP-TV.

В рамках выполнения государственной программы об оцифровывании телевизионного вещания стандарт DVB и технология IP-TVвыполняют одну и ту же роль, но между собой эти две технологии конкурируют.

IP-TV:абонентская сторона

Необходимая пропускная способность для транслирования телеканалов в режиме «multicast» составит:

,

где  – количество каналов, передаваемых в режиме multicast;

 – скорость передачи видео в формате MPEG 4, Мбит/с.

Одни и те же каналы различных пакетов передаются по разным IP- адресам, тогда их количество увеличивается пропорционально числу тарифных предложений: «Премьера» и «Просто TV». Базовое количество телеканалов в данных пакетах - 36и 5 дополнительныхтелеканалов пакета «На диване».

Для стримминга телевизионных программ по сетям IP используются кодеры MPEG с выходом IP. Данные кодеры принимают видео от провайдеров контента, и кодируют сигналы в пакеты MPEG. На сегодняшний день кодеры в основном используют алгоритм кодирования MPEG 4, что позволяет вести передачу со скоростью порядка 3 - 4 Мбит/сна один поток (принята средняя скорость 3,5 Мбит/с).

Таким образом, полоса пропускания для одноадресного вещания составит:

,

где  – максимальная полоса пропускания платформы IP-TV, Мбит/с.

S_u=10240-270=9970 Мбит/с.

Максимальное количество абонентов, которые смогут воспользоваться услугами, доступными при одноадресном вещании:

С учетом вычисленных ранее значений получаем:

На данный момент абонентская база IP-TV от РУП «Белтелеком»вцелом превышает 10 тысяч пользователей.

Как правило, количество абонентов, одновременно пользующихся услугой «видео по запросу» в пиковой нагрузке составляет около 10% от общего числа, приблизительно такой же процент пользователей использует услуги «отложенный просмотр» и прочие интерактивные услуги, доступные при одноадресной передаче.

Рассмотрим ситуацию, когда абонентская база будет приближаться к 15 тысячам пользователей, и будет доступна услуга «видео по запросу».

Количество абонентов, пользующихся интерактивными услугами при одноадресном вещании составит:

,

где k – процент пользователей, одновременно пользующихся услугами, доступными при одноадресном вещании (20%);

N – общее количество пользователей.

Из формулы (3.5) видно, что полосы пропускания не хватает уже при предоставлении только услуг «VoD» и прочих интерактивных услуг, связанных с записью, перемоткой и пересмотром эфирного телевидения: .Помимо данных емких услуг абоненты слушают музыку, играют в игры, пользуются другими интерактивными услугами, такими как доступ в Internet, участие в форумах, чатах, видеоконференциях.

Недостаток пропускной способности приходится на участок включения платформы IP-TVв республиканскую сеть передачи данных (СПД).

Рисунок 3.7 – Схема включения платформы IP-TV в республиканскую сеть передачи данных

Из рисунка 3.7 видно, что платформа включается в магистральную сеть через 2 канала. Максимальная пропускная способность каждого составляет 10 Гбит/с. Однако непосредственно используется только один, второй- резервный.

Решить проблему недостаточной пропускной способности можно 2 способами:

1) Увеличитьпропускнуюспособность за счетагрегациикалановучастка «платформа-СПД»;

2) Расширитьархитектуру IP-TVза счетдополнительноговыносавидеосерверов в областныецентры.

Техническиевозможностиплатформы, находящейся в Минске не позволяютприменитьпервыйспособ, хотя он и дешевле. Возможнопереоснащениеплатформысогласнобольшейпропускнойспособности, ноэтотвариантвесьмазатратный и в конечномитоге при активном росте абонентскойбазыбудет проблема недостаточнойпропускнойспособности на магистральномуровне.

Наиболееоптимальным с экономическойстороны и перспективнымявляетсявторойспособ.

При построении услуг IP-TV сосредотачивать аудио и видео материалы в единой точке обмена – не целесообразно. Данный шаг приводит к повышенной загрузке сети, нерациональному использованию компонентов решения, отсутствию возможности предоставлять качественные услуги большому количеству абонентов.

При выносе оборудования в областные центры, услугипредоставляющиеся по одноадресной передаче станут доступны с областных серверов, что значительно уменьшит нагрузку на магистральную сеть, решит проблему недостаточной пропускной способности участка включения платформы в СПД, так как из Минска будет транслироваться только телеканалы в режиме multicast.

На рисунке 3.8 приведена схема организации связи по Гомельской области.

Сеть имеет кольцевую структуру, пропускная способность между ее элементами составляет 10 Гбит/с.

Рисунок 3.8 – Сеть связи по Г омельской области

В Гомельской области количество абонентов составляет почти 3000 пользователей. Рассмотрим вариант, когда количество абонентов будет, к примеру, 5000 тысяч.

Для предоставления одноадресных услуг, таких как VoD и прочих, связанных с управлением абонента (остановка и повтор некоторых моментов в транслировании, перемотка, запись на сервер, отложенный просмотр) необходима пропускная способность:

,

где - общее количество пользователей в Гомельской области.

При предоставлении услуг многоадресного и одноадресного вещания незадействованной остается полоса:

S_ugomel=0.2*5000*3.5=3500 Мбит/с

Данная полоса пропускания позволяет вводить новые услуги, такие как «музыка по запросу», различной емкость игры и прочее. А так же решениевыноса видеосерверов позволяет подключить еще большое количество абонентов без необходимости увеличения пропускной способности.