IP — DVB: кто кого? Или давайте жить дружно.

Начало XXI века, как и ожидалось, никому не принесло покоя; научный прогресс и рыночная экономика, не сбавляя темпов, продолжают лихорадить и без того неспокойный мир электрических схем, радио- волн и сопутствующей всему этому вездесущей инженерной мысли о будущем кабельного (и не только) телевидения.

Отгремели уже жаркие споры об «аналоге», да и вопрос об актуальности «цифры» уже давно не стоит, зато закономерно появился новый вопрос, на который нельзя сейчас или в ближайшей перспективе ответить однозначно: «Какую технологию использовать кабельным операторам для предоставления своих сервисов?»

С точки зрения Live-TV, очевидным на данный момент является противостояние более доступного, но менее гибкого DVB-формата с одной стороны и более «тяжелого», но перспективного IPTV — с другой. Каждая сторона имеет свои преимущества и недостатки, имеет право на существование, отстаивает свои позиции… Казалось бы — чего тут размышлять? И так видно — все уходит в IP. Настоящий триплплэй! Это эргономика и экономия, ведь к абоненту идет только один кабель. И доступ к принци- пиально новым сервисам. Однако не все так радужно. Конечно, на первый взгляд выбор кажется простым, но только если вы в самом начале бизнеса, ваше поле деятельности — плотно заселенный мегаполис, и к тому же есть возможность инвестировать на далекую перспективу солидную сумму. Но на самом деле есть тут и свои «подводные камни».

Подводные камни IPTV.

Новые технологии предполагают использование более продвинутого и, как следствие, дорогого оборудования, как в серверной, так и на всем остальном тракте. В каждом доме (а иногда и в подъезде) придется ставить более «продвинутые» роутеры/свитчи с гигабитными транковыми интерфейсами, поддерживающие определенные протоколы.

Абонентам потребуется раздавать IPTV-приставки, которые, как правило дороже приставок DVB-С базовой функциональностью. Весьма затруднителен и стратегически важен на начальном этапе выбор middleware (программа управления IPTV-контентом, подписками, сеттопбоксами) и затраты на эту систему, скорее всего, тоже будут значительными. Не стоит забывать и о том, что такие сети более высокотехнологичны, и, как результат, для поддержки потребуются более высокооплачиваемые профессионалы-ITишники, а большинство руководителей знают, что фонд ЗП предприятия — один из самых больших.
Приставки IPTV в среднем «виснут» чаще и более тяжелы в пользовании для неискушенного абонента. «Зависания» объясняются более сложными схемотехническими решениями или, например, большим количеством возможных функций (больше багов из-за неправильной комбинации нажатых кнопок и
т.д.). Общая задержка сигнала при вещании Live-TV (разница во времени с того момента, когда информация вышла со студии в тракт передачи и дошла до абонента) гораздо выше у IPTV, чем, например, у DVB. Это, конечно, не смертельно, но в некоторых случаях (например, телевикторины и т.д.), когда требуется своевременный «дозвон», диалог со студией становится просто невозможен. Суть

явления проста — причиной всему служит сложная система распределения через интеллектуальные свитчи и роутеры, которые анализируют пакеты и проводят с ними разнообразные манипуляции согласно технологии передачи IP-пакетов. Как результат — страдает очередность пакетов, появляется так называемый джиттер, который характеризует неравномерность прихода пакетов, и соответственно, чем больше джиттер, тем больше требуется времени впоследствии для сборки пакетов в правильную очередь. В DVB никаких умных и сложных коммутаций не происходит, и по стандарту допускается джиттер буквально в наносекунды. При использовании IP джиттер принципиально не ограничен и может быть в тысячи раз больше, достигая нескольких секунд! Как более наглядный пример можно себе представить три комнаты, в которых смотрят один и тот же матч по футболу. Сначала «Гол!» донесется из комнаты с аналоговым сигналом, затем, почти сразу, из комнаты с DVB, и только через несколько секунд — из комнаты с IPTV. Еще один момент, к которому надо быть готовым, это устойчивая тенденция перехода каналов/студий в формат HD, причем реальная ситуация показывает, что происходит это с опережением всех прогнозов! Все это чревато двойным увеличением полосы, занимаемой IPTV. И вроде не велика проблема — предусмотреть везде гигабитные порты, и «дело в шляпе». Но постоянно увеличивающийся аппетит на все более широкие интернет каналы не дает расслабиться. К тому же надо учитывать возможную перспективу внедрения ТВ формата 4К через 5-7 лет. Получается, что не все так безоблачно в погоне за новыми перспективными сервисами!

Интерактив, реальный и «фантомный».

И как быть, когда сеть уже построена и работает? Как конкурировать? Хочешь не хочешь, а чтобы остаться на плаву, нужно давать качественное ТВ, раздавать Интернет и телефонию. Не выбрасывать же все, что построено, на свалку!
К счастью, выход есть. Резкое падение цен как на оборудование формирования DVB-сигнала, так и для его приема на стороне абонента позволяет предприятиям с самым небольшим бюджетом внедрить в свои сети цифровое ТВ, по своим качественным показателям ничем не уступающее IPTV.

DVB неприхотлив, несложен, его запуск и поддержание не требуют особых знаний или высокоопла- чиваемых специалистов. Хотя некоторые сервисы, теоретически возможные в IPTV, при использовании форматов DVB будут недоступны или сильно удорожат решение. Например, интер-активные услуги, позволяющие, просматривая ту или иную передачу, одновременно получать какую-то дополнительную информацию об актерах или авторах, скачать саундтрек и т.д.

Еще один пример — применение функции персонального сетевого видеомагнитофона, позволяющего прямо с приемника или с веб интерфейса заказать запись того или иного сюжета и впоследствии просмотреть его (в DVB эту функцию частично выполняет возможность записи на флэш-карту, встав- ленную в USB-порт приемника). Правда, по факту надо сказать, что если сетевая запись успешно применяется в IPTV, то функцию интерактивного ТВ пока никто не использует. В итоге провайдер цифрового формата DVB за относительно небольшие деньги решает основную проблему качествен- ного ТВ и проигрывает лишь в отсутствии некоторых полезных функций, часть из которых «фантомна» (по крайней мере на сегодняшний день) даже для IPTV.

Выбираем технологию передачи данных.

Что касается внедрения сервиса Интернета и/или телефонии, то для этого тоже существуют технологии, предполагающие совместное использование одной среды распространения сигналов, в которой они хорошо уживаются с сервисом DVB.
Если среда распределения — коаксиал, то наиболее подходящие варианты —использование

технологии DOCSIS для крупных сетей или более дешевый EoC для средних и малых. И та, и другая система подразумевают, что в квартиру входит один коаксиальный кабель, а граничным служит специальное устройство, имеющее три выхода — для телефона, для Интернета и для DVB сеттопбокса (или аналогового ТВ). Но, как показывает практика, чистые коаксиальные сети встречаются

теперь довольно редко.
Магистральные коаксиальные кабели уже давно дороже своих оптических собратьев, при этом значительно уступают им в полосе пропускания; стоимость оптических передатчиков также перестала шокировать, поэтому многие провайдеры уже оставили коаксиал лишь на уровне домовой сети. Для внедрения сервисов передачи данных в таких сетях, как FTTB (fiber to building) или FTTH (fiber to the home), можно использовать и ранее упомянутые DOCSIS и EoC, но как нельзя лучше здесь подходит технология GPON. Ее принципиальным отличием является то, что разделение сервиса ТВ и передачи данных происходит на уровне пассивной части оптической линии, они передаются там на разных частотах. Для обратного потока (от абонентов) передачи данных используется 1310 нм, а для прямого (к абонентам) — 1490 нм, для ТВ — 1550 нм. Один оптический порт/линк GPON обеспечивает пропускную способность 2,5 Гбит/сек в прямом направлении и 1,25 Гбит/сек в обратном и способен обслуживать до 128 абонентов, которые делят между собой ресурс канала. Как видно из названия технологии (PON — passive optic network), она работает в оптических сетях с пассивным распределением сигнала древовидной структуры. На передающей стороне устанавливается модуль коммутатора OLT (optical line terminal), а на приемной — модем ONU (optical network unit). В зависимости от моделей и произво- дителя, OLT может быть оснащен определенным количеством GPON и соответствующих им гигабитных Ethernet-портов, а ONU, в свою очередь, может иметь до 24 абонентских портов. Что касается ТВ- сигнала, то он передается по тому же волокну, подмешиваясь к сигналам передачи данных через оптический мультиплексор EDFA, которые бывают на 8, 16, 32, 64 выхода с выходной мощностью от 16 dBm до 21 dBm на каждый выход. А в точке, где начинается коаксиальная домовая сеть, ТВ-сигнал подается на оптический приемник FTTB с CWDM-фильтром, который имеет оптический выход для подключения ONU GPON. Последующая разводка сигналов по дому может производиться по-разному, в том числе с применением технологии EoC.
Таким образом просегментировав свою оптическую сеть, небольшой оператор вполне может использовать ее для раздачи видео и данных по технологии GPON. Все компоненты системы GPON уже давно освоены китайскими производителями, и стоимость их вполне приемлема. В качестве положи- тельных сторон системы можно указать:

• минимальное использование активного оборудования;
• минимизацию кабельной инфраструктуры;
• низкую стоимость обслуживания;
• возможность интеграции с кабельным телевидением формата DVB-C или даже с аналогом;
• высокую плотность абонентских портов.

К недостаткам технологии следует отнести разделяемую между абонентами полосу пропускания. В общей среде распространения возможно влияние неисправности оборудования одного абонента на работу остальных устройств, подключенных к тому же линку.

Сколько стоит апгрейд сети.

Для понимания порядка стоимости внедрения в существующую оптическую сеть сервиса передачи данных и цифрового ТВ предложим приблизительный расчет такого апгрейда. Будем считать, что антенное поле и распределительная оптическая сеть на 1550нм PON уже существует. Необходимо, используя технологию GPON, запустить для 1000 абонентов 80 цифровых каналов и сервис передачи данных. Для формировании сигналов DVB-С будем рассматривать оборудование компании TELEVIEW.

Речь пойдет о ремультиплексоре 8ASI/4RF/IP, который позволяет принять от 8 источников сигналы формата ASI и/или видеопоток от одного источника (до 60Мбит/сек) по протоколу IP, ремультиплексировать их и выдать получившиеся потоки в формате DVB-С на 4 частотах.
Устройство работает с сигналами форматов SD, HD, MPEG2, H.264. Кроме того, оно имеет встроенный стримплэйер, позволяющий считывать с SD-флешкарты заранее подготовленный поток из трех SD- или HD-программ, который может быть также смультиплексирован в общий выходной поток. Любой канал/поток, вне зависимости от типа входа, может быть размещен на любой выходной несущей или одновременно на нескольких. Источником ASI сигналов, как правило, являются спутниковые приемники, а добавление IP-интерфейса объясняется заметной тенденцией провайдеров каналов дублировать спутниковый тракт передачи наземным каналом доставки по IP, а иногда использовать его в качестве основного. Тенденция объясняется следующими основными факторами:

• удешевлением со стороны провайдеров IP-трафика с предоставлением услуги QoS (quality of service);
• удешевлением оборудования оцифровки и сжатия в формат H.264 и инкапсулирования в IP;
•   повсеместным внедрением волоконно-оптических сетей передачи данных;
•   для каналов местного значения это чуть ли не единственный способ подать свой канал в местные распределительные или вещательные сети с высоким качеством.

Что касается стримплеера, то это весьма полезный инструмент для реализации демо канала. По требованию оборудование может быть оснащено системой условного доступа DVCrypt компании DVL. Она поддерживает алгоритм скремблирования CSA и зарегистрирована международным консорциумом DVB под идентификационным номером ID 04AEC. Таким образом, одно такое устройство, если при формировании сигнала DVB-С использовать модуляцию 128QAM, способно ретранслировать на 4 несущих в полосе 8 МГц суммарный поток 44Х4=176Мбит/сек. А два таких устройства обеспечивают поток 350 Мбит/сек, что достаточно для вещания более 40 SD mpeg2 или HD mpeg4 программ с битовой скоростью до 8 Мбит/сек на каждый канал либо более 80 программ SD-mpeg4 с потоком до 4 Мбит. Для того, чтобы посчитать таблицу расходов, приближенную к действительности, необходимо учесть агрегацию каналов на транспондерах. Опыт показывает, что в среднем это три канала на транспондер и больше (учитывая всякие федеральные пакеты каналов, местные пакеты и просто размещенные на одном транспондере), что в итоге заметно удешевляет систему ввиду меньших затрат на мультиплексоры и приемники. Таким образом, сводная таблица компонентов и стоимости внедрения цифрового ТВ будет следующей (см. таблицу 1).

Таблица 1.

******

*. С учетом агрегации каналов получается, что для приема 80 каналов понадобится 80/3=27 прием- ников. Реальное количество требуемых сеттоп-боксов в каждом конкретном случае можно легко подсчитать, если знать, на каких частотах какие каналы находятся, и помнить, что декодировать больше 8 криптованных каналов не рекомендуется, хотя теоретически возможно и то, что многие системы криптования не допускают одновременного декодирования более двух каналов. Есть возможность приема повсеместно появляющихся сигналов DVB-T, в которых также могут быть агрегированы каналы местного значения.

**. В таблице мы привели так называемый «бюджетный» вариант приема спутниковых каналов,
который предполагает использование в качестве приемного устройства не дорогого профессионального IRD (даже китайского производства), а обычного бытового приемника с интегрированной в него платой ASI-выхода, выпускаемой TELEVIEW, который является ни чем иным как преобразователем TS в ASI. В смысле технологического приема этот вариант тоже является своеобразным «ноу-хау» компании и
очень хорошо подходит тем, кто не готов сразу выкладывать по 400 долларов за китайский профес- сиональный IRD. Надежность работы такого переделанного варианта определяется надежностью
самого приемника, а найти хорошую бытовую китайскую «рабочую лошадку» за 60 долларов в наше время не составит большого труда. Такой переделанный приемник позволяет получить на ASI-выходе
все FTA-каналы транспондера плюс один открытый, выбранный для приема тюнером.
***. Как видно из таблицы, источников сигнала будет по меньшей мере 27, а на двух процессорах DVBC- 8ASI-4RF/IP — всего 16 ASI- и 2 IP-входа, поэтому нужно добавить стоимость двух ремультиплексоров, например, на 5 ASI-входов на один ASI/IP-выход, в итоге получив дополнительных 10 ASI-входов.
****.Как видно, это самая большая статья расходов! Но необходимо учитывать несколько моментов. Во- первых, цены на приставки DVB-С очень разнятся и зависят от многих факторов (впрочем, как и для любых других приставок). Самую низкую цену имеют приставки FTA (без возможности дешифровки закрытых каналов) с поддержкой компрессии MPEG-2. На момент написания статьи их стоимость в
Китае составляла около 18-20 долларов за штуку при заказе от 1000 штук. Увеличение поставки уменьшает стоимость единицы. Поддержка условного доступа добавляет еще 5 долларов, а компрессии H.264 — еще около 12 долларов. Необходимо принимать во внимание также ранее упомянутый факт:
все последние ТВ уже имеют встроенные модули DVB-С/DVB-T и, как правило, уже с поддержкой HD.
Выбор системы сжатия — это стратегический вопрос. Cигнал, компрессированный в MPEG-2, занимает большую полосу, чипсеты с его поддержкой работают только с SD-каналами, но это дает хорошую экономию при закупке тюнеров. H.264 более перспективен, чипсеты с ним поддерживают HD-
и SD/Mpeg2-каналы, но пока они в 1,5-2 раза дороже, хотя существует тенденция сокращения этой разницы за счет снижения стоимости HD приемников.
***** .Стоимость системы криптования намеренно вынесена отдельно, для определения порядка цен. Способ оплаты системы, предлагаемый компанией TELEVIEW, можно охарактеризовать так: «плати за то, что потребляешь». Например, до 1000 абонентов интеграция системы криптования бесплатна, от 1000
до 3000 абонентов будет стоить по 200 долларов за одну несущую выходную RF (принцип оплаты за каждую несущую, а не за абонента сделан для разумной экономии — в случае наличия пакета открытых каналов, размещенных на одной несущей, платить за них не нужно!). Нельзя забывать, что при выборе системы криптования стоимость абонентского STB повышается.

Расчет внедрения сервиса передачи данных по технологии GPON осложнен его привязкой к структуре сети, плотности и количеству абонентов, но все же, для понимания порядка цифр, можно приблизитель- но подсчитать. У многих производителей есть OLT с 8 портами с пропускной способностью по 1,25 Гбит/сек в обоих направлениях, каждый из которых может поддерживать до 32 ONU на расстоянии до

20 км или до 64 ONU на расстоянии до 10 км.
Во втором случае, учитывая, что поток скоростью до 1,25 Гбит/сек делится между всеми абонентами, ширина линка до каждого ONU составит около 20 Мбит/сек (1,25 Гбит/сек : 64). Если предположить, что в каждом доме как минимум два абонента, то, установив ONU с двумя абонентскими портами FE (100 Мбит/сек), можно организовать линк до 10 Мбит/сек до каждого абонента. Таким образом, учитывая, что 8 портов OLT поддерживают в общей сложности 8*64=512ONU и каждый дает по 2 порта FE, получится, что мы при помощи одного только устройства OLT сможем организовать сервис передачи данных шириной около 10 Мбит/сек в обе стороны для 1024 абонентов. (Расчет чисто теоретический, а на практике, учитывая принцип агрегации трафика, можно утверждать, что количество абонентов будет больше или можно будет предоставлять большую скорость!)

Сведем все в таблицу (см. таблицу 2).

Таблица 2.

Считаем, что от центрального домового ящика, где установлен ONU, и до абонента будем вести UTP кабель. Итак, мы видим, что апгрейд старой аналоговой сети ТВ, использующей оптоволоконные распределительные магистрали, до отвечающей практически всем требованиям современной сети с возможностью (дополнительной к аналогу!) передавать 80 качественных каналов цифрового ТВ и услуг передачи данных «шириной» около 10 Мбит/сек в обе стороны требует финансовых затрат в районе 85 000 долларов США, в то время как закупка одних только 1000 штук IPTV сеттопбоксов выльется в

60000 — 70000 долларов без всяких устройств формирования сервисов.

При этом надо учитывать, что:

• в обслуживании сеть DVB-С + GPON гораздо дешевле;
•  расходы на интеграцию этих технологий в старую оптическую сеть минимальны и технологически просты, не требуют привлечения сторонних интеграторов или более дорогих специалистов;
• все современные LCD/LED ТВ-приемники позволяют без приставок принимать сигналы DVB-С (чего не скажешь про IPTV!), что в итоге значительно снизит финансовую нагрузку на оператора во время приобретения приемников;
• при таком подходе к построению сервисов затраты могут быть разделены на два никак не зависящих друг от друга этапа — «внедрение цифрового ТВ» и «внедрение услуги передачи данных», что в итоге также существенно облегчит единовременную финансовую нагрузку на среднего и малого оператора;
• следует также учесть, что единовременные затраты можно уменьшить,
• покупая DVB-С-сеттопбоксы или клиентские части ONU GPON постепенно, по мере необходимости, в зависимости от роста числа абонентов.