ПОСТАНОВЛЕНИЕ Правительства Калужской области № 216 от 13.07.2004
"О ЦЕЛЕВОЙ ПРОГРАММЕ И ИНВЕСТИЦИОННОМ ПРОЕКТЕ РАЗВИТИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТИ КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ"
Официальная публикация в СМИ:
публикаций не найдено
ПРАВИТЕЛЬСТВО КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ
ПОСТАНОВЛЕНИЕ
13 июля 2004 г. № 216
О ЦЕЛЕВОЙ ПРОГРАММЕ И ИНВЕСТИЦИОННОМ ПРОЕКТЕ РАЗВИТИЯ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТИ КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ
В целях дальнейшего развития телекоммуникационной сети Калужской области в рамках реализации Соглашения о сотрудничестве между Правительством Калужской области и Федеральным государственным унитарным предприятием "Российская телевизионная и радиовещательная сеть", заключенного в 2002 году, Правительство Калужской области
ПОСТАНОВЛЯЕТ:
Одобрить разработанные ФГУП "Российская телевизионная и радиовещательная сеть" целевую программу и инвестиционный проект развития телекоммуникационной сети Калужской области (прилагаются).
Губернатор области
А.Д.Артамонов
Приложение
к Постановлению
Правительства Калужской области
от 13 июля 2004 г. № 216
ЦЕЛЕВАЯ ПРОГРАММА
РАЗВИТИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТИ КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
АП Абонентская приставка
АТС Автоматическая телефонная станция
ВОЛС Волоконно-оптическая линия связи
ГИИ Глобальная информационная инфраструктура
ГОСТ-Р Государственный стандарт России
КТВ Кабельное телевидение
ММР Маломощный ретранслятор
МСЭ Международный союз электросвязи
ОГПС МЧС Общегосударственная пожарная служба Министерства по
чрезвычайным ситуациям
ОРТПЦ Областной радиотелевизионный передающий центр
РРЛ Радиорелейная линия
РТПС Радиотелевизионная передающая станция
ССС Система сертификации "Связь"
ТВ Телевизионный
ТФОП Телефонная сеть общего пользования
УПАТС Учрежденческо-производственная АТС
ФГУП "РТРС" Федеральное государственное унитарное предприятие
"Российская телевизионная и радиовещательная сеть"
ФЦРТ Федеральный центр распределения телерадиопрограмм
ARP Address Resolution Protocol (протокол разрешения
адреса)
ASI Asynchronous Serial Interface (асинхронный
последовательный интерфейс)
ATM Asynchronous Transfer Mode (асинхронный режим
передачи)
AWG American Wire Gauge (американский стандарт диаметра
жил кабеля)
CoS Class of Service (класс услуги)
DSL Digital Subscriber Line (цифровая абонентская линия)
DSLAM DSL Access Module (модуль доступа DSL)
DVB Digital Video Broadcasting (цифровое телевизионное
вещание)
DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing
(высокоплотное мультиплексирование с разделением по
длинам волн)
EPO№ Ethernet Passive Optic Network (пассивная оптическая
сеть 100 Мбит/с)
ERC Explicit Rate Control (управление скоростью
передачи)
FDDI Fiber Distributed Data Interface (распределенный
волоконно-оптический интерфейс)
GPO№ Gigabit Passive Optic Network (пассивная оптическая
сеть 1 Гбит/с)
GSM Global System of Mobile communication (глобальная
система мобильной связи)
HDTV High Definition TV (телевидение высокой четкости)
HFC Hybrid Fiber Coax (гибридные коаксиально-оптические
линии)
IEC International Electrotechnical Commission
(международная электротехническая комиссия)
IGMP Internet Group Management Protocol (протокол
управления группами Интернет)
IP Internet Protocol (протокол межсетевого
взаимодействия)
ISO International Organization for Standardization
(международная организация по стандартизации)
MAC Media Access Control (управление доступом к среде)
MMDS Multichannel Microwave Distribution System
(многоканальная микроволновая распределительная
система)
MPEG Motion Picture Experts Group (группа экспертов
по движущимся изображениям, стандарты кодирования)
MPLS Multiprotocol Label Switching (многопротокольная
коммутация меток)
NAT Network Address Translation (трансляция сетевых
адресов)
NG№ New Generation Network (сеть нового поколения)
OSI Open Systems Interconnection (взаимодействие
открытых систем)
OSPF Open Shortest Path First (протокол определения
кратчайшего пути)
PO№ Passive Optic Network (пассивная оптическая сеть)
POS Packet Over SONET/SDH (протокол пакетной передачи
данных по сетям SONET/SDH)
PVR Personal Video Recorder (персональный
видеомагнитофон)
QoS Quality of Service (качество услуги)
RPR Resilient Packet Ring (устойчивое пакетное кольцо)
RTP Real-Time Transport Protocol (протокол передачи
реального времени)
SDH Synchronous Digital Hierarchy (синхронная
цифровая иерархия)
SDI Serial Digital Interface (цифровой
последовательный интерфейс)
SDTI Serial Digital Transport Interface
(цифровой последовательный транспортный интерфейс)
SLA Service Level Agreement (соглашение об уровне
обслуживания)
SONET Synchronous Optical Network (синхронная оптическая
сеть)
STP Set Top Box (абонентская приставка)
TCP/IP Transmission Control Protocol/ Internet Protocol
(протокол управления передачей/ протокол
межсетевого взаимодействия)
TDMA Time Division Multiple Access (множественный
доступ с разделением по времени)
USB Universal Serial Bus (универсальная последовательная
шина)
UTP Unshielded Twisted Pair (неэкранированная витая
пара)
VLA№ Virtual Local Area Network (виртуальная
локальная вычислительная сеть)
VoD Video on Demand (видео по требованию)
VoIP Voice over IP (голос поверх IP)
1. Введение
Целью данного документа является разработка системно-технических вопросов совершенствования сети телевизионного и радиовещания Калужской области, включая:
- структуру создаваемой сети;
- оптимальный набор сетевых интерфейсов;
- базовые сетевые функции;
- оптимальный набор элементов узлов сети.
Приведены способы построения сети доступа.
Целевая программа содержит набор возможных системно-технических решений для предоставления услуг телерадиовещания (в том числе интерактивных), а также дополнительных (инфокоммуникационных) услуг, опирающихся на возможности мультисервисной сети.
Вопросы внедрения элементов сети, описанных в документе, включая выбор конкретной технологии распределения телевизионных и радиосигналов и построение сети, должны рассматриваться в рамках самостоятельных документов (проектов), исходя из экономической целесообразности.
Настоящий документ предназначен для использования в качестве базового документа, определяющего техническую политику областного радиотелевизионного передающего центра и администрации области в части телерадиовещания.
При разработке программы использовались следующие нормативные документы:
- Федеральный закон "О связи" № 126-ФЗ от 7 июля 2003 г.;
- "Концепции развития рынка телекоммуникационных услуг в Российской Федерации";
- "Концепция развития рынка услуг связи в области телерадиовещания в Российской Федерации на период до 2010 года и в перспективе до 2015 года";
- "Программа развития проводного вещания на период до 2010 года для субъектов Российской федерации";
- "Программа модернизации передающей сети государственного телерадиовещания Российской Федерации";
- "Концептуальные положения по построению мультисервисных сетей на ВСС России";
- "Концепция развития в России кабельного телевидения и систем широкополосного беспроводного доступа типа MMDS, LMDS и MWS (MVDS)";
- РД "Телематические службы";
- РД "Сети и службы передачи данных".
2. Цели и задачи совершенствования сети телевизионного
и радиовещания Калужской области
Основной целью совершенствования существующей сети телевизионного и радиовещания Калужской области является построение на базе производственных подразделений Калужского ОРТПЦ современной информационной инфраструктуры, в основе которой лежит многофункциональная мультимедийная транспортная сеть.
Эта сеть способна обеспечить конвергенцию разнородных информационных услуг, включая:
- услуги обычного телерадиовещания;
- услуги интерактивного телерадиовещания;
- Интернет-услуги, в том числе и Интернет-вещание;
- инфокоммуникационные услуги.
Заложенные решения учитывают перспективные направления развития отрасли. Необходимо отметить возможность внедрения услуги телевизионного вещания высокой четкости (HDTV).
Учитывая то, что ФГУП "РТРС" является государственным предприятием, возможности предлагаемой сети ориентированы на решение государственных задач как в части обеспечения телерадиовещания, так и в части создания информационно-телекоммуникационной системы специального назначения в интересах органов государственной власти.
При этом мощности сети будут использоваться для:
- создания и функционирования сети, обеспечивающей органы государственной власти, муниципальные и другие учреждения, включая службы скорой помощи, МВД, ОГПС МЧС и др., единым информационным пространством в реальном масштабе времени;
- развития и совершенствования единой сети сбора информации и оповещения населения о чрезвычайных ситуациях;
- устойчивого функционирования ГАС "Выборы" с доведением до каждой территориальной избирательной комиссии.
Наличие высокоскоростных каналов связи позволит:
- подключить к сети Интернет учебные заведения на всей территории области и в перспективе объединить их в единую информационно-образовательную сеть, что будет способствовать повышению уровня качества общего и профессионального образования;
- обеспечить доступность и современное качество образовательных услуг на территории области;
- повысить качество медицинского обслуживания населения за счет предоставления услуг телемедицины местным медицинским учреждениям, а также за счет создания и устойчивого функционирования единой медицинской сети, объединяющей областные объекты здравоохранения.
Возможности по трансляции большего (по сравнению с сегодняшним днем) количества телерадиопрограмм, а также доступа в сеть Интернет (в том числе и без наличия компьютера!) будут способствовать более полному обеспечению конституционных прав граждан на получение своевременной и достоверной информации. Устраняется информационное неравенство между районами области. Обеспечивается эффективность сети трансляции телерадиопрограмм и возможность интеграции области в общероссийское и мировое информационное пространство.
Жители области смогут получать различные инфокоммуникационные услуги, реализация которых обеспечит как привлечение дополнительных инвестиций в область, так и организацию новых рабочих мест.
Увеличится количество граждан, имеющих возможность доступа в сеть Интернет.
Кроме этого, реализация проекта позволит решить целый комплекс производственно-технических и коммерческих задач.
К производственно-техническим относятся задачи, непосредственно связанные с деятельностью производственных и административных подразделений Калужского ОРТПЦ:
- обеспечение работоспособности сети вещания телерадиопрограмм при заданном качестве и эксплуатационной надежности;
- оперативное автоматизированное управление техническими комплексами узлов вещания, передающим оборудованием и пр. (централизованное и децентрализованное);
- возможность принятия превентивных мер для предотвращения отказов оборудования;
- информационная поддержка операторов (лиц дежурной смены) по вопросам эксплуатации оборудования и управления сетью служебной связи;
- организация системы служебной связи (в т.ч. телефонной) в целях оперативного управления подразделениями ОРТПЦ;
- подготовка к переходу на цифровое эфирное вещание.
Объединение высокоскоростными каналами всех телерадиопередающих центров области (включая местные телевизионные студии), оборудование их современной аппаратурой цифрового вещания позволит:
- увеличить количество вещаемых телерадиопрограмм;
- обеспечить обмен контентом между локальными (районными, городскими) студиями (для создания более интересных и привлекательных программ, собирающих большую аудиторию);
- повысить оперативность управления подразделениями ОРТПЦ;
- обеспечить автоматизированный мониторинг и централизованное управление аппаратурой вещания и подготовки телерадиопрограмм;
- упростить обслуживание технических комплексов, повысить надежность вещания и качество технической эксплуатации;
- исключить влияние не всегда надежного человеческого фактора.
Предлагаемая к реализации мультисервисная сеть обладает значительными запасами по производительности, что делает возможным использовать свободные ресурсы для оказания различного рода коммерческих услуг (как традиционных, так и мультимедийных), обеспечивающих:
- предоставление доступа в сеть Интернет коммерческим организациям, Интернет-провайдерам различного уровня; организацию игровых порталов и пр.;
- объединение территориально распределенных сетей предприятий в масштабах области (района, города) высокоскоростными линиями связи;
- предоставление услуг телефонной связи (VoIP и традиционной);
- предоставление мультимедийных услуг, в том числе "Видео по запросу", видеоконференцсвязи и пр.
Внедрение новых технологий окажет благотворное воздействие на развитие рынка кабельного телерадиовещания и оказания дополнительных услуг связи населению, что приведет к организации новых рабочих мест и созданию более благоприятного инвестиционного климата.
Новые инвестиции в отрасль должны способствовать продолжению диверсификации экономики Калужской области, общему росту новых услуг, что в целом приведет к хорошим показателям бюджета, снижению долговой нагрузки и повышению ликвидности.
3. Анализ существующей сети телевизионного и радиовещания
Калужской области
3.1. Характеристика существующей сети
Калужская область расположена в 180 км к юго-западу от Москвы. Территория - 29,9 тыс. кв. км, население - около 1,1 млн. человек. Городское население (по итогам всероссийской переписи населения 2002 г.) составляет около 780 тыс. человек, сельское - около 262 тыс. человек. Доля городского населения составляет 74,8%.
Область включает 24 административных района, 18 городов, 14 поселков городского типа.
В регионе четко выделяется группа высокоразвитых территорий, компактно расположенных на северо-востоке (Обнинск, Балабаново, Малоярославец), в центре (Калуга и Кондрово) и отчасти на юго-западе (в городах Людинове и Кирове). Дотационные территории расположены преимущественно на юге и западе.
Величина прожиточного минимума в области - одна из самых высоких в Центральном федеральном округе и составляет, по официальным данным, в среднем 1702 руб. на человека (на трудоспособного - 1920 руб. на человека).
Эфирное телевизионное и радиовещание на территории области обеспечиваются силами Калужского областного радиотелевизионного передающего центра (ОРТПЦ), являющегося филиалом федерального государственного унитарного предприятия "Российская телевизионная и радиовещательная сеть" (ФГУП "РТРС").
Федеральными телеканалами охвачено:
- "Первый канал" - 99,7% населения;
- "Россия" - 99,7% населения;
- "Культура" - 35,4% населения.
Имеется областной телевизионный канал - "Ника-ТВ" (около 80% населения области).
Производственная структура Калужского ОРТПЦ представляет собой иерархическую систему, состоящую из центрального административного подразделения в г. Калуге, трех РТПС, расположенных в крупных городах (Калуга, Обнинск, Сухиничи) и цеха маломощных телевизионных и радиопередатчиков, подразделения которого рассредоточены по всей территории области (рисунок 3.1.1).
Рисунок 3.1.1. Производственная структура Калужского ОРТПЦ
Подразделения ОРТПЦ расположены в следующих населенных пунктах:
- РТПС: города Калуга, Обнинск, Сухиничи;
- цех ММР: города Медынь, Мосальск, Жиздра, Киров, Людиново, Кондрово, Юхнов; н.п. Барятино, Новоалександровский, Бетлица, Хвастовичи, Ульяново, Износки.
Областная сеть телевизионного и радиовещания представлена теле- и радиопередатчиками малой, средней и большой мощности. В качестве каналов подачи используются спутниковые, волоконно-оптические и кабельные каналы. Сигнал принимается со спутников: "Экспресс-3", "Экспресс-4", "Экспресс-6", "Интелсат-904", "Интелcaт-W4".
Существующая сеть телевизионного и радиовещания Калужского ОРТПЦ изображена на рисунке 3.1.2.
Собственных ВОЛС подразделения Калужского ОРТПЦ не имеют.
РТПС г. Калуги является самым крупным передающим центром в области и обеспечивает вещание 9 радиопрограмм ("Радио России", "Маяк", "Радио Ока", "Радио Шансон", "Авторадио", "ЕвропаПлюс", "Юность", "Русское радио", городское радио) и 8 телепрограмм (ТК "Первый канал", "Россия", "Культура", НТВ, "Ника-ТВ", СИНВ, "ТВ-Центр", ТНТ).
На территории РТПС установлена аппаратура следующих операторов связи:
- ООО "AMD system" - пейджинг, IP-телефония;
- филиалы ЗАО "Вымпелком-Регион" (торговая марка "Билайн") и ОАО "МТС" - сотовая связь стандарта GSM;
- ООО "А Радио" - радиокомпания, г. Тула.
Парк телевизионных и радиопередатчиков Калужской РТПС представлен следующими моделями:
- радиопередатчики: Дождь-2 (4 кВт), Дождь-2М (4 кВт), TX500-SS/V3 (0,5 кВт), Quest-lk-FM (1 кВт), Утес-1 (1 кВт);
- телевизионные передатчики: Сигма-Д1000 (1 кВт), STV-35 (5 кВт), Якорь (5 кВт), Сигма-М100 (0,1 кВт), Сигма-500 (0,5 кВт), Онега-IE (1 кВт).
На РТПС г. Сухиничи смонтирован телевизионный передатчик большой мощности (20 кВт) типа "Ильмень", обеспечивающий вещание телеканала "Россия". Необходимость использования такого передатчика обусловлена особенностями территории вещания.
Эфир г. Сухиничи представлен 4 радиопрограммами и 4 телепрограммами, в г. Обнинске обеспечивается вещание 4 радиопрограмм и 6 телепрограмм (см. таблицу 3.2.1).
Рисунок 3.1.2. Схема существующей сети телевизионного и радиовещания Калужского ОРТПЦ - см. первоисточник.
Цех маломощных передатчиков оснащен следующим передающим оборудованием:
- радиопередатчики: ПЧМ-30 (0,03 кВт), РЧМ-0,1 (0,1 кВт), Утес-0,1 (0,1 кВт);
- телевизионные передатчики: ПТВ-100 (0,1 кВт), Сигма-М100 (0,1 кВт), Сигма-Д100 (0,1 кВт), РЦТА-70 (0,1 кВт), А-108 (0,1 кВт), RT-FMS-101 (0,1 кВт), ФТР-100 (0,1 кВт), BDB-100 (0,1 кВт), Онега-1 (1 кВт), Арал-250 (0,25 кВт), Сигма-Д250 (0,25 кВт), ТР-А-30 (0,1 кВт).
Электропитание объектов ОРТПЦ осуществляется от сети 3-х фазного переменного тока по 1 и 2 категориям электроснабжения.
Все используемое на ОРТПЦ оборудование сертифицировано в системе ГОСТ-Р и ССС. Качество передаваемых в эфир телерадиопрограмм соответствует требованиям нормативных документов.
Управление сетью ОРТПЦ обеспечивается из центра управления, расположенного в г. Калуге. Собственной телефонной сети ОРТПЦ не имеет и пользуется услугами местного оператора связи (Калужский филиал ОАО "ЦентрТелеком").
В состав службы эксплуатации Калужского ОРТПЦ входят:
- аппарат управления (заместитель исполнительного директора по эксплуатации, отдел оперативного управления и контроля ТВ и РВ сети);
- цеха РТПС (гг. Калуга, Обнинск, Сухиничи) и ММР.
Каждый цех производит обслуживание и ремонт закрепленного за ним оборудования.
Обязанности диспетчерской службы возложены на дежурную смену РТПС г. Калуги.
Абонентскую базу операторов кабельного телевидения и операторов MMDS можно оценить в 40000 абонентов (около 7,8% от всей абонентской базы). Обобщенная оценка рынка телерадиовещания в Калужской области представлена в приведенных ниже таблицах 3.1.1, 3.1.2, 3.1.3, 3.1.4.
Из перечисленных в таблицах операторов кабельных сетей ЗАО "ЭСТАТЕЛЕКОМ" (г. Калуга) доставку телевизионного сигнала до домов осуществляет не по кабелю, а с использованием беспроводной технологии MMDS. "ЭСТАТЕЛЕКОМ" имеет возможность оказания услуг около 75% жителей города. Оператор представляет интересы ЗАО "ТВС" (корпорация "ЭСТА", г. Северодвинск).
ОРТПЦ непосредственного взаимодействия с кабельными операторами не осуществляет.
В среднем цены за предлагаемые операторами услуги не превышают 100 руб. (ЗАО "ЭСТАТЕЛЕКОМ", Калуга) и составляют от 15 до 40 руб. в месяц (пакет из 7...10 телепрограмм).
Доступ в сеть Интернет на территории области организован с использованием технических средств Калужского филиала ОАО "ЦентрТелеком". Точек доступа по территории области - 3 (гг. Калуга, Обнинск, Балабаново). Наиболее востребованная услуга - сеансное соединение при коммутируемом доступе (стоимость подключения - 150...300 руб., стоимость минуты - от 0,38 руб.). Возможности областных сетей передачи данных не позволяют использовать их для предоставления современных услуг (отсутствие высокоскоростных каналов на Москву, неразвитость инфраструктуры и пр.).
Таблица 3.1.1. Эфирное телевизионное и радиовещание
<1> Здесь и далее под абонентом эфирного телерадиовещания понимается количественный объем аудитории (домохозяйства), а под абонентами других услуг понимается пользователь услугами связи, с которым заключен договор об оказании таких услуг при выделении для этих целей абонентского номера или уникального кода идентификации. Совокупность абонентов составляет абонентскую базу.
Традиционные операторы связи на территории области - Калужский филиал ОАО "ЦентрТелеком" (местная телефонная связь). Сетевая структура - развита на севере области. На участке Калуга - Сухиничи - Жиздра - Людиново - Киров построена ВОЛС, до конца 2004 года планируется достроить ВОЛС на участке Мосальск - Юхнов - Медынь. Уровень цифровизации внутризоновых междугородных линий - 95,7%, местной телефонной сети - 61,5%.
Плотность телефонизации - 25,7 телефонных аппарата на сто жителей (30,6 телефонных аппарата на сто городских жителей; 11,1 - на сельских).
Пользователей Интернет (по всей области): коммутируемый доступ - около 8000, постоянный доступ - около 1200.
По линии Обнинск - Калуга - Сухиничи проходит ВОЛС ЗАО "Компания ТрансТелеком".
3.2. Особенности предоставления услуг на существующей сети
В настоящее время Калужский ОРТПЦ предоставляет следующие услуги:
- эфирное вещание государственных и коммерческих телерадиопрограмм на территории Калужской области;
- предоставление площадей для установки аппаратуры сторонних операторов связи.
Федеральные телевизионные и радиопрограммы до передающих подразделений ОРТПЦ доводятся с использованием спутниковых каналов. Сигнал местных студий доводится по ВОЛС и кабельным линиям.
В крупных городах обеспечивается вещание до 9 радио- и 8 телевизионных программ. На остальной территории области количество телевизионных и радиопрограмм ограничено 2...3 и 3...4 соответственно (см. таблицу 3.2.1).
Ориентировочная структура потребителей услуг телерадиовещания приведена ниже.
При определении примерного количества абонентов, которые могут потреблять существующие (в расширенном варианте) и новые услуги и платить за них, можно исходить из следующих предположений. Опыт показывает, что за дополнительные услуги абонент готов платить не более 5...7% своего месячного дохода. Таким образом, если услуги телерадиовещания (расширенные пакеты программ, "видео по запросу" и пр.) обходятся в 10, 30, 50 или 100 долл. в месяц, месячный доход абонента должен составлять 200...300, 600...700, 1000...1200 и 2000 долл. соответственно.
Среднемесячная номинальная начисленная заработная плата в области составляет 4434,1 руб. Величина прожиточного минимума - 1702 руб. на одного человека, для трудоспособного населения - 1920 руб., для пенсионеров - 1367 руб., для детей - 1801 руб.
Рассматривая платежеспособность населения, необходимо учитывать наличие теневого сектора, существенно влияющего на официально регистрируемые статистические данные. По разным данным, реальная заработная плата отличается от номинальной в большую сторону в пределах 1,1...1,3. Следовательно, если исходить из нижнего значения 1,1, то реальная заработная плата в среднем составляет от 4877,51 до 5764,33 руб. (от 171 до 202 долл. США по курсу 28,5 руб.).
Помимо реальных потребителей, следует учесть группы потенциальных потребителей новых услуг. Они, безусловно, тот ресурс, который есть у каждой организации. Вопрос в том, как этот потенциальный ресурс выявить и использовать. По сути, это вопрос о резервах рынка и возможности его развития.
Судя по оценкам западных аналитиков, а также по динамике развития отечественного рынка услуг с добавленной стоимостью, в группу потенциальных потребителей с позитивной установкой входят от 25 до 37 процентов от общей абонентской базы. Численность группы "колеблющихся" - от 15 до 30 процентов от общей абонентской базы. Не предрасположенные к пользованию услугами составляют 33 процента.
В таблице 3.2.2 приведены результаты ориентировочной оценки платежеспособного рынка в области на январь 2004 г. для стоимости услуг 10, 30, 50 или 100 долл. в месяц.
Приведенные данные коррелируют с показателями социально-экономического статуса регионов России за 2003 год, позволяющего оценить возможные тенденции их развития.
Необходимо отметить, что колоссальное влияние на развитие рынка услуг телерадиовещания оказывают факторы объективного порядка - подъем производства, жизненного уровня народа, стабильная выплата зарплаты, внесение необходимых корректив в экономическую политику - все, что действительно связано с нашей социально-экономической ситуацией.
Анализ рынка потребителей позволяет сделать вывод о том, что более широкий перечень существующих, а также новых (интерактивных и мультимедийных) услуг могут быть востребованы. Имеется определенная "прослойка" физических лиц, имеющая возможность оплаты таких услуг.
3.3. Выводы
Анализ существующего состояния сети телевизионного и радиовещания Калужской области проводился для определения возможностей совершенствования этой сети.
Анализ проводился по следующим критериям:
- соответствие отраслевым нормам и правилам;
- соответствие стандартам международных организаций стандартизации;
- готовность к преобразованию.
С учетом вышеуказанных критериев анализ показал следующее.
Существующие элементы сети телевизионного и радиовещания соответствуют требованиям, предъявляемым к сетям аналогового эфирного вещания.
Структурная надежность существующей сети распределения телерадиопрограмм в настоящее время не обеспечивается. Возможности по наращиванию ресурсов сети и по предоставлению современных мультимедийных услуг только с помощью модернизации оборудования отсутствуют.
Имеется возможность взаимодействия с операторами кабельных сетей и сетей MMDS по предоставлению контента, размещению оборудования на своих площадях и оказанию услуг по технической эксплуатации.
ОРТПЦ имеет службу эксплуатации, состоящую из различных подразделений с централизованным управлением, что позволяет оперативно устранять аварии любой сложности, а также поддерживать работоспособность оборудования.
На базе ОРТПЦ возможно создание региональной (областной) мультисервисной сети для предоставления услуг телерадиовещания, интерактивных и инфокоммуникационных услуг абонентам различных категорий.
В работе необходимо учитывать сильные позиции и устойчивое финансовое положение Калужского филиала ОАО "ЦентрТелеком".
4. Стратегия развития сети
4.1. Концепция современной мультисервисной сети
Развитие информационной инфраструктуры Калужской области должно соответствовать общемировой практике развития телекоммуникаций.
В настоящее время основные усилия администраций связи и операторов большинства промышленно развитых стран направлены на качественное расширение набора предоставляемых услуг. При этом основными требованиями к ним являются:
- персонализация;
- глобализация;
- мобильность;
- мультимедийность.
Требование персонализации означает переход от массового предоставления унифицированных (типовых) услуг к индивидуальной настройке каждой услуги в соответствии с требованиями конкретного абонента. При этом особое значение приобретает предоставление абоненту возможности самостоятельного управления услугой, что, помимо повышения привлекательности такой услуги, позволяет снизить эксплуатационные расходы по ее поддержке.
Требование глобализации означает, что услуга должна быть доступна абоненту в любой точке района, области.
Мобильность услуги означает независимость процесса предоставления услуги от текущего местоположения абонента.
Требование мультимедийности подразумевает, что услуга перестает быть ориентированной на какой-либо конкретный вид информации и оперирует множеством различных информационных компонент.
Следствием выполнения указанных требований будет устранение различий между существующими, ориентированными только на типовые услуги, сетями связи и преобразование их в некую универсальную сетевую структуру.
Все перечисленные требования и тенденции, безусловно, учитываются в современных и перспективных концепциях построения сетей связи. В первую очередь следует отметить концепцию глобальной информационной инфраструктуры (ГИИ), разрабатываемую Международным союзом электросвязи (МСЭ), задачей которой является выработка единых принципов построения широкополосных мультисервисных сетей связи с учетом требований конвергенции.
Другим примером является концепция IMT-2000 (International Mobile Telecommunications 2000, Международная подвижная электросвязь 2000), решающая задачу построения глобальной телекоммуникационной сети подвижной связи с возможностью предоставления услуг мультимедиа и информационных услуг.
Развитию этого процесса способствует повсеместное внедрение новых норм регулирования телекоммуникаций, направленных на либерализацию и демонополизацию рынков связи. Проявлением и подтверждением этого является конвергенция услуг связи, т.е. предоставление на сетях связи ранее не свойственных им услуг.
4.2. Архитектура современной мультисервисной сети
Базовым принципом построения мультисервисной сети является отделение друг от друга функций переноса и коммутации, функций управления вызовом и функций управления услугами.
Сеть, удовлетворяющая требованиям разделения функций, должна строиться на основе многоуровневой архитектуры, включающей (см. рисунок 4.2.1):
- уровень услуг;
- транспортный уровень;
- уровень доступа.
Рисунок 4.2.1. Архитектура современной мультисервисной сети - см. первоисточник.
Основой мультисервисной сети является универсальная транспортная сеть, обеспечивающая:
- установление разнообразных соединений: от узкополосных до широкополосных с гибкой градацией скоростей передачи информации;
- поддержку многоточечных соединений сложной конфигурации и управление отдельными соединениями в рамках одного вызова;
- возможность установления асимметричных соединений (с различными скоростями передачи и приема);
- возможность передачи многокомпонентной информации (мультимедиа);
- независимость от протоколов на интерфейсе пользователь-сеть.
В универсальной транспортной сети передача и коммутация не зависят от типа передаваемой информации. По этой сети должна эффективно передаваться любая информация, включая информацию сетей передачи данных, Интернет и ТФОП. На сегодняшний день в качестве перспективной технологии, реализующей функции универсальной транспортной сети, позиционируется технология Ethernet.
Уровень услуг - это совокупность узлов услуг (служб), образующих системы для предоставления отдельных услуг, таких как интерактивное телерадиовещание, IP-телефония, услуги Интернет, интерактивные услуги по требованию и т.п. Уровень услуг также обеспечивает предоставление инфокоммуникационных услуг.
Взаимодействие узлов уровня услуг осуществляется через транспортный уровень.
Уровень доступа обеспечивает передачу информации пользователя и информации управления между оконечным оборудованием и оконечным или оконечно-транзитным узлом транспортной сети Ethernet на базе существующих и перспективных технологий.
В целом сетевая инфраструктура должна представлять собой универсальную мультисервисную сеть и обеспечивать оказание широкополосных услуг, включая услуги мультимедиа и информационные услуги.
5. Принципы построения региональной сети
5.1. Технологии построения транспортной сети
Базовыми магистральными технологиями сегодня являются: DWDM, SDH, ATM, POS, Gigabit Ethernet, RPR.
Технология многоволновых оптических сетей, базирующихся на плотном волновом мультиплексировании (DWDM), позволяет создать универсальную транспортную среду на базе ВОЛС, способную обеспечивать передачу трафика различных существующих технологий - SDH, ATM, Gigabit Ethernet и других - на большие расстояния с высокой степенью надежности. В технологии DWDM линии передачи могут иметь топологию "точка-точка" либо кольцо. Главным недостатком технологии DWDM, сдерживающим ее развитие, является высокая стоимость оборудования на начальной стадии развертывания системы.
Выбор технологии SDH обоснован в случае, когда основным видом трафика является классический телефонный трафик, а составляющая прочих видов трафика невелика (до 10%, когда эффективность использования полосы пропускания составляет всего около 60%). При использовании SDH для передачи цифрового телевизионного сигнала необходимо учитывать привязку к каналам с определенной скоростью передачи (2,048 Мбит/с, 34 и 45 Мбит/с), что ограничивает количество передаваемых видеопрограмм (при скорости 45 Мбит/с возможна передача до 8 видеопотоков со скоростью 5 Мбит/с каждый), а сама схема организации связи не обеспечивает ни гибкости при подключении новых объектов, ни поддержки "взрывного" увеличения скорости передаваемой информации.
Технология ATM разработана для передачи разнородной информации (смешанного трафика) и представляет собой компромиссный вариант. С одной стороны, это является ее преимуществом: она хорошо работает как с речью, так и с данными, но с другой следует иметь в виду, что некоторые технологии, специализирующиеся на передаче одного вида трафика, обрабатывают его более эффективно. Технология ATM обеспечивает несколько уровней качества передачи трафика, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант обслуживания в зависимости от типа трафика и информации. Технология ATM создает условия для оптимального использования сетевых ресурсов за счет выделения и использования полосы пропускания в соответствии с реальной нагрузкой, что становится особенно очевидным в недалеком будущем, когда при постоянном росте нагрузки не потребуется ни новых затрат на модификацию сетевого оборудования, ни увеличения численности персонала для его обслуживания. В настоящее время использование технологии ATM сопряжено с значительными финансовыми затратами на организацию (переоборудование) сети связи. Зарубежные аналитики рекомендуют использовать данную технологию на сетях доступа.
При передаче трафика IP в сетях ATM/SDH используется не более 80% полезной пропускной способности сети SDH. Для решения этой проблемы используется технология Packet Over SONET/SDH, предлагающая отображение данных непосредственно в область полезной нагрузки в каждом кадре SDH (при канальной скорости 155 Мбит/с пропускная способность в этом случае равна 149,76 Мбит/с). Применение данной технологии позволяет существенно упростить сложную сетевую инфраструктуру по сравнению с ATM и тем самым снизить ее стоимость и увеличить эффективную пропускную способность. В России технология POS пока не получила широкого распространения, кроме того оборудование с интерфейсами POS дорого.
Технология Gigabit Ethernet появилась в ряду магистральных технологий сравнительно недавно. Благодаря высокой скорости передачи данных и низкой стоимости, она получила широкое распространение в качестве магистрали передачи данных. Основные характеристики современного оборудования Gigabit Ethernet:
- наличие "дальнобойных" оптических интерфейсов;
- полная совместимость с существующими сетями Ethernet;
- масштабируемость, обеспечение плавного развития сетей, создание транковых магистральных соединений;
- высочайшая скорость (до 10 Гбит/с);
- высокая надежность сети, обеспечиваемая резервными и транковыми соединениями;
- простота и высокая эффективность, в силу отсутствия избыточности и сложности, присущей ATM и SDH при передаче пакетного трафика;
- поддержка новейших разработок в области обеспечения QoS/CoS, таких как DiffServ и MPLS.
Развитие стандартов сетей Ethernet, снятие ограничений на расстояния, связанных с диаметром коллизионного домена, появление полнодуплексного коммутируемого Ethernet и приоритезации трафика сделали возможным и нередко экономически целесообразным применение данной технологии при построении сетей уровня регион - город.
Анализ современного положения дел с распределением телевизионных и радиосигналов говорит о том, что акценты смещаются в сторону использования технологий коммутации пакетов (на основе протокола IP). Пройдя долгий путь развития, можно утверждать, что сегодня сети на основе IP становятся серьезным конкурентом традиционным сетям связи (при этом обеспечивается их мирное сосуществование).
Наиболее важным в выборе основы для построения сети является то, что анализ показателей рентабельности инвестиций и срока окупаемости капитальных вложений свидетельствует в пользу организации связи методом коммутации пакетов.
Например, сравнение вариантов построения сети с коммутацией каналов (сеть SDH) и коммутацией пакетов (сеть на основе протокола IP) методом относительной эффективности по минимуму приведенных затрат показывает преимущества второго варианта организации связи <2>.
------------------------------------
<2> Метод сравнительной эффективности предполагает проведение сопоставимости затрат и эффекта сравниваемых вариантов построения сети связи по предельной мощности, объему предоставляемых услуг, уровню цен, характеру затрат и эффекта с точки зрения простого и расширенного воспроизводства основных фондов. При этом допускается учитывать только те затраты, которые влияют на выбор варианта построения сети связи.
Следует учитывать, что традиционные транспортные структуры SDH/WDM предоставляют для связи каналы точка-точка. При значительном объеме передаваемой информации подобные соединения усложняют структуру сети (конфигурирование/обслуживание), приводят к увеличению количества интерфейсов на магистральном уровне и, как следствие, к существенному удорожанию инфраструктуры.
В настоящее время с целью оптимизации использования ресурсов первичных сетей SDH и волоконно-оптических линий связи при передаче асинхронных потоков данных разработана технология RPR (Resilient Packet Ring - гибкое динамическое кольцо, стандарт IEEE 802.17). Оборудование, использующее технологию RPR, обеспечивает передачу разнородной информации (голос, аудио, видео, данные) на базе протокола IP, реализует функции канального уровня (уровень 2 OSI) и может быть использовано при кольцевой структуре сети. Коммутация пакетов на транзитных узлах осуществляется по МАС-адресам <3>. В целях обеспечения надежности технология предусматривает использование двух волоконно-оптических колец.
------------------------------------
<3> MAC (Media Access Control - управление доступом к среде) - подуровень канального уровня эталонной модели ISO/OSI. Необходимо отметить, что МАС- уровень - это изобретение IEEE, в самой эталонной модели такого нет.
В отличие от SDH, в сетях RPR данные передаются как по внешнему, так и по внутреннему кольцу, требуемая полоса может выделяться динамически, в зависимости от потребностей пользователя. Кроме того, в сети может быть организован режим многоадресной рассылки пакетов (multicast) и широковещательный режим (broadcast). В кольце могут существовать параллельно несколько непересекающихся потоков информации между парами узлов. Таким образом, увеличивается эффективность использования полосы пропускания.
При этом на физическом уровне предусматривается как использование интерфейсов SDH, так и непосредственная передача пакетов по волоконно-оптической линии или по интерфейсам, использующим DWDM.
В целом технология RPR сочетает в себе как преимущества сетей синхронной цифровой иерархии, так и эффективность сетевых технологий Ethernet: от SDH взяты надежность транспортной среды и параметры качества, от Ethernet - шинная архитектура, удобство доступа к магистральным каналам. Кроме того, в RPR привнесены и новые качества, такие как эффективное использование полосы пропускания каналов, механизмы обеспечения QoS, защита информации и др.
Таким образом, технология RPR позиционируется как унифицированная транспортная сеть передачи данных, сочетающая в себе функции коммутации и передачи пакетов IP.
На сегодняшний день для организации цифровых трактов первичной сети связи используются волоконно-оптические линии связи (ВОЛС), радиорелейные (РРЛ) и спутниковые линии связи. Основным способом доведения программ до РТПЦ является использование спутниковых каналов связи. Однако использование в системе спутниковой связи ретранслятора ограничивает количество передаваемых ТВ программ и создает сложности при организации их передачи в цифровом виде.
Наиболее оптимальным с точки зрения будущего развития и требований к ширине полосы пропускания является строительство волоконно-оптических линий связи.
5.2. Требования к транспортной сети
Основными требованиями, предъявляемыми к транспортной сети, являются:
- производительность. Используемые в сети технологии и модели оборудования должны выбираться исходя из планируемого объема обрабатываемого трафика, а также из требований к выполняемым функциям и используемым протоколам;
- надежность и доступность. Система должна функционировать в режиме 24 x 7 x 365 (круглосуточно, 7 дней в неделю, 365 дней в году);
- масштабируемость. Используемое оборудование и топология предусматривает возможность увеличения количества подключаемых пользователей и сетевых устройств. Все оборудование должно выбираться с резервом, как по производительности, так и по возможности установки дополнительных модулей и расширению функциональности;
- эффективность. Оптимизация с целью более эффективного использования ресурсов сети. Ресурсы сети представляют собой ресурсы оборудования (количество памяти, производительность процессора) и ресурсы каналов передачи данных (пропускная способность). Эффективное использование ресурсов сети снижает общую стоимость владения системой;
- мультисервисность. Сеть должна обеспечивать возможность одновременной передачи видео, данных и голоса с требуемым качеством сервиса (QoS);
- безопасность. Сеть учитывает требования к организации безопасности и защиты от несанкционированного доступа (НСД) в сетях передачи данных. Все устройства, входящие в состав оборудования, защищены системой паролей, имеющей несколько уровней, обладают дополнительными функциями по безопасности: списки доступа, виртуальные сети (VLAN). Аутентификация может производиться с использованием серверов аутентификации и протоколов TACACS+/RADIUS, которые обеспечивают шифрование трафика при обмене паролями.
В целом транспортная сеть должна решать следующие задачи:
- передача информации различных видов (видео, данные, голос) с поддержкой заданного QoS;
- интеграция с любым существующим оборудованием, включая аппаратуру локальных сетей, УПАТС, системы видеоконференцсвязи, кабельного телевидения и т.д.;
- развитие сети в направлении предоставления широкополосных услуг связи.
5.3. Архитектура транспортной сети
Транспортная сеть предназначена для предоставления услуг переноса, обеспечивающих передачу информации между двумя или несколькими сетевыми окончаниями. В качестве базовой для построения транспортной сети предлагается использовать технологию RPR. В качестве сетевого протокола предлагается использовать стек TCP/IP поверх Ethernet.
Выход на физическую среду обеспечивается технологией DWDM. На базе RPR создаются кольцевые структуры. При этом используются два кольца: внутреннее (Inner Ring) и внешнее (Outer Ring). Если в такой сети нарушается поток передачи данных по одному из каналов, происходит замыкание кольца в ближайших к разрыву узлах и функциональность сети восстанавливается.
Обеспечение общей структурной надежности системы за счет перемаршрутизации трафика в случае аварии на одном из участков кольца показаны на рисунке 5.3.1.
Рисунок 5.3.1. Перемаршрутизация трафика при аварии на участке сети кольцевой структуры - см. первоисточник.
Отправляя пакет, узел выбирает кольцо, которое обеспечит пакету кратчайший путь до места назначения. В сети RPR пакет проходит путь от отправителя до получателя, не совершая полного круга по кольцу. Для сбора информации о работе сети узлы используют широковещательную рассылку пакетов ARP (Address Resolution Protocol). Каждое устройство в сети имеет собственный MAC адрес, с помощью ARP устройства сети собирают информацию об активности соседних узлов.
Поскольку вся система реализована как единая IP-подсеть, пакеты не обрабатываются до того, как поступают на узел, для которого они предназначены. Информация распаковывается и анализируется только один раз, и время передачи отдельного пакета существенно сокращается. Благодаря тому, что все кольцо с точки зрения IP представляет собой единый сегмент сети, проблемы, возникающие в процессе эксплуатации (обрыв оптического волокна, ухудшение уровня сигнала, выход из строя какого-либо узла), не отражаются на топологии IP-сети, т.е. не происходит перерасчета маршрутных таблиц в узлах.
Предлагаемая к реализации региональная сеть должна соответствовать описанной выше архитектуре, состоящей из узлов услуг, областного и городского уровней (рисунок 5.3.2). Это создаст условия для повсеместного внедрения современных инфокоммуникационных услуг и решения таких задач, как обеспечение структурной надежности, нормирования показателей качества услуг и т.п.
На областном уровне транспортная сеть должна обеспечивать предоставление услуг переноса для взаимодействия мультисервисных городских сетей.
На городском уровне должно обеспечиваться подключение абонентов и предоставление им услуг.
Рисунок 5.3.2. Трехуровневая архитектура областной сети - см. первоисточник.
Целевая архитектура мультисервисной сети распределения телерадиопрограмм приведена на рисунке 5.3.3. Предлагаемый вариант позволяет:
- обеспечить бесперебойное доведение большого количества (100 и более) телерадиопрограмм до вещающих подразделений ОРТПЦ;
- осуществлять обмен телерадиопрограммами, созданными в городах (населенных пунктах), на первом этапе в пределах области, а в дальнейшем - в пределах страны;
- обеспечить интерактивность телерадиовещания;
- отказаться от аренды спутникового канала "Интелсат-904/W4" для доведения телерадиопрограмм областного оператора - телерадиокомпании "Ника-ТВ";
- создать единую информационную сеть в интересах органов государственной власти, муниципальных и других учреждений;
- создать на территории области единую сеть сбора информации и оповещения населения о чрезвычайных ситуациях;
- объединить учебные заведения на территории области в единую информационно-образовательную сеть, получить возможность оказания услуги дистанционного обучения;
- объединить медицинские учреждения на территории области в единую информационную сеть, получить возможность оказания услуг телемедицины;
- обеспечить население области современными инфокоммуникационными услугами;
- обеспечить подключение областной сети к транспортной магистрали ФГУП "РТРС";
- решить производственно-технические задачи, связанные с формированием единого производственно-технического комплекса ФГУП "РТРС".
В данной схеме Калужский ОРТПЦ размещает коммутационные узлы в населенных пунктах, имеющих производственные подразделения, а также в городах с развитой экономической инфраструктурой (Малоярославец, Балабаново).
При дальнейшем развитии сети (возникновении необходимости) предусмотрена возможность организации коммутационных узлов в городах (населенных пунктах) с населением более 10 тыс. жителей. Кроме более глубокого охвата населения услугами такой вариант обеспечивает перемаршрутизацию трафика в случаях аварий на сети за счет организации дополнительных линий связи, а также более сбалансированное распределение нагрузки между узлами. Такой вариант показан на рисунке 5.3.4 (новые связи показаны пунктиром).
Узлы объединяются волоконно-оптическими линиями связи и образуют кольцевую структуру, что, как отмечалось выше, увеличивает надежность сети. Ряд населенных пунктов (ввиду их специфического положения и/или незначительной производственной нагрузки) не входят в кольцевую структуру, а подключаются к ней отдельными волоконно-оптическими линиями с пропускной способностью 1 Гбит/с (Балабаново, Износки, Новоалександровский, Бетлица, Хвастовичи, Ульяново).
Передача информации по кольцу ВОЛС будет осуществляться со скоростью 10 (2,5) Гбит/с.
Центр управления и коммутации предполагается разместить в г. Калуге. Здесь же будет располагаться узел доступа транспортной сети ФГУП "РТРС".
Возможно участие в проекте традиционных и коммерческих операторов связи (ОАО "РосТелеком", ОАО "ЦентрТелеком", ЗАО "Компания ТрансТелеком").
Целесообразно рассмотреть вопрос о взаимодействии с ОАО "Калугаэнерго" по использованию воздушных линий электропередачи для подвески к ним волоконно-оптического кабеля.
Особо хочется отметить необходимость скорейшего решения вопроса об организации высокоскоростных каналов связи на направлении Москва (ФЦРТ) - Калуга (ОРТПЦ), что позволит обеспечить подачу на ОРТПЦ не только пакета федеральных и общеизвестных коммерческих программ, но и программ регионального телевидения (по мере востребованности), других коммерческих и тематических каналов.
Такое решение позволит также решить вопрос с предоставлением услуг Интернет напрямую от точки обмена Интернет-трафиком MSK-IX.
Рисунок 5.3.3. Целевая архитектура сети распределения телерадиопрограмм - см. первоисточник.
Рисунок 5.3.4. Целевая архитектура сети распределения телерадиопрограмм (в дальнейшем развитии) - см. первоисточник.
5.3.1 Интерфейсы и протоколы мультисервисной сети
Основу коммутационного узла составляют оборудование DWDM и RPR коммутатор.
Оборудование, необходимое для реализации DWDM, включает в себя оконечные оптические волновые передатчики, усилители, фильтры, аппаратуру управления сетью, а также комплексы гребенчатых планарных волноводов, которые демультиплексируют сигнал на приемном конце линии передачи.
RPR коммутатор обеспечивает следующие интерфейсные окончания:
- порты 10/100BASE-TX - для обслуживания соединений Ethernet с пропускной способностью 10/100 Мбит/с. Интерфейсы на разъемах RJ-45 для экранированных кабелей категории 5. Максимальное расстояние - 100 м;
- порты 100BASE-FX - для обслуживания оптических Ethernet соединений. Этот модуль поставляется в двух модификациях: для многомодового и одномодового кабелей. Максимальное расстояние при использовании одномодового кабеля - 15 км, при использовании многомодового - 2 км;
- порты 1000ВASE-LX - для обслуживания оптических Ethernet соединений со скоростью 1000 Мбит/с. Оптический кабель - одномодовый, соединители - LC. Максимальное расстояние - 10 км;
- порты 1000ВASE-SX - для обслуживания оптических Ethernet соединений со скоростью 1000 Мбит/с. Оптический кабель - одномодовый, соединители - LC. Максимальное расстояние - 550 м;
- порты Е1 - для обслуживания потоков Е1 (2,048 Мбит/с).
Подключение пользовательского оборудования предполагается осуществлять по транспортному протоколу Ethernet. Основным сетевым протоколом будет являться IP. Передача телерадиопрограмм будет осуществляться с использованием протокола RTP.
5.3.2. Система адресации и маршрутизации
Система адресации региональной сети является частью системы адресации глобальной сети ФГУП "РТРС" и должна обеспечивать поддержку маршрутизации и суммаризации без разрушения целостности адресного пространства и принципиальной управляемости инфраструктуры.
Для адресации пользовательских сетей любого объекта класса региональной сети выбран диапазон адресов из списка (таблица 5.3.1) системы адресации узлов транспортной сети ФГУП "РТРС".
Каждой региональной сети выделяется адресное пространство, состоящее из 4-х сетей класса В. Для Калужской региональной сети выделен диапазон адресов 10.8.0.0/14-10.11.255.255/14.
Таблица 5.3.1. Система адресации узлов транспортной сети ФГУП "РТРС"
На рисунке 5.3.4 приведен вариант адресации сетей внутри объекта регионального масштаба с учетом требований суммаризации.
Подсистема распространения телерадиопрограмм по региональной сети использует режим группового вещания (multicast). В этом случае система адресации строится на базе адресов 224.0.0.0/8. В населенных пунктах выделяются блоки адресов сетей класса С (или В) из пула 224.0.0.0. Класс сети определяется количеством абонентов.
Рисунок 5.3.4. Система адресации региональной сети - см. первоисточник.
Маршрутизация в ядре глобальной транспортной сети ФГУП "РТРС" осуществляется в рамках отдельной автономной системы OSPF. Маршрутизация региональной сети выделена в отдельный процесс. Для осуществления наиболее быстрой и корректной маршрутизации используются стандартизованные протоколы недистанционно-векторного типа. Импорт/экспорт маршрутной информации между региональной сетью и ядром глобальной сети "РТРС" осуществляется с помощью редистрибуции с применением соответствующих фильтров. Для ограничения распространения маршрутной информации и количества пересчетов алгоритмов маршрутизации, а также для общей оптимизации процесса согласования между маршрутизаторами предусмотрена эффективная суммаризация вышеуказанной информации, которая импортируется региональной сетью в глобальную инфраструктуру "РТРС".
Опорные маршрутизаторы узла подключения региональной сети к ядру транспортной сети "РТРС" являются граничными (ASBR с точки зрения протокола маршрутизации OSPF), и поэтому к ним предъявляются особые требования с точки зрения наличия свободной оперативной памяти и производительности центрального процессора. Это достигается в полной мере при комплектовании моделей опорных маршрутизаторов максимальным количеством оперативной памяти.
5.3.3. Эфирное телевизионное вещание в цифровом формате
Следующим шагом в совершенствовании сети эфирного вещания на территории области является переход к цифровому телевизионному вещанию. Таким системам присущи следующие основные особенности:
- возможность вещания на одном радиочастотном канале нескольких независимых транспортных потоков в формате MPEG-2;
- каждому транспортному потоку присущи своя помехозащищенность и своя зона охвата;
- возможность приема сигналов на переносные приемники;
- параллельное вещание форматов стандартной и высокой четкости.
Телевизионное вещание в формате DVB позволяет более эффективно использовать несколько маломощных передатчиков или ретрансляторов вместо одного мощного передатчика, при котором невозможно избежать отдельных зон неуверенного приема в общей зоне обслуживания.
Устанавливаемые в настоящее время на объектах Калужского ОРТПЦ телевизионные передатчики имеют возможность модернизации для эфирного цифрового вещания, которая заключается только в замене модулятора и фильтров.
Следует отметить, что для приема таких программ необходимы телевизоры с цифровым входом, которые будут постепенно приходить на смену устаревшим аналоговым моделям, и/или цифровые приставки.
5.3.4. Оптимизация радиопередающих средств
Предлагаемая к реализации сеть распределения телерадиопрограмм имеет возможность в перспективе провести оптимизацию передающих средств по их размещению, выходной мощности и использованию антенн с различными диаграммами направленности и коэффициентами усиления.
Сегодня областная сеть телевизионного и радиовещания представлена телевизионными и радиопередатчиками малой, средней и большой мощности. Новая транспортная сеть позволяет доводить до областных РТПС большое количество программ. В дальнейшем целесообразно рассмотреть вопрос об использовании дополнительных передатчиков малой и средней мощности для эфирной трансляции.
Особенности территории области заставляют использовать некоторое количество телевизионных передатчиков большой мощности (5 кВт и выше). При проведении рабочего проектирования предлагается рассмотреть вопрос оптимального использования для таких передатчиков антенных устройств с направленной диаграммой. Возможна замена передатчиков большой мощности на передатчики средней и малой мощности. Такое решение позволит снизить общие эксплуатационные расходы за счет снижения энергопотребления.
Вопросы оптимизации, включая выбор мощности передающих средств и мест их размещения, должны рассматриваться в рамках самостоятельных документов (проектов), исходя из экономической целесообразности.
5.4. Структура приемных и передающих узлов
цифрового вещания
Стандарт "де факто" для передачи телевизионного сигнала в цифровом виде - SMPTE 259M, называемый также SDI (Serial Digital Interface - последовательный цифровой интерфейс). SDI работает со скоростью 270 Мбит/с. Вариант стандарта со сжатием носит название SDTI (SMPTE 305 или Serial Digital Transport Interface - последовательный цифровой транспортный интерфейс). Технология сжатия позволяет передавать цифровой сигнал с четырехкратной скоростью (4х).
В соответствии с принятыми правилами кодирования ТВ сигнала используются понятия профилей. При частоте дискретизации цветоразностных сигналов в два раза меньшей, чем частота дискретизации яркостного сигнала, причем в каждой ТВ строке присутствуют оба цветоразностных сигнала, профиль обозначается как 4:2:2. При использовании формата 4:2:0 каждый цветоразностный сигнал имеет частоту дискретизации в 2 раза ниже частоты дискретизации яркостного сигнала и передается в каждой второй строке.
Высокие скорости, требуемые для передачи цифрового телевизионного сигнала, не позволяют использовать его на сетях связи. Для решения требуемых задач комитет по стандартизации методов цифровой компрессии потоков видеоданных (MPEG - Motion Picture Expert Group) в ISO/IEC предложил стандарт для сжатия и передачи видео- и аудиосигналов MPEG-2.
В своей основе MPEG-2 позволяет гибко менять скорости передачи видеоданных в очень широких пределах (3...150...270 Мбит/с). При этом системы кодирования стандарта MPEG-2 могут работать как с чересстрочной, так и с прогрессивной развертками, при частоте полей 50 или 60 Гц и т.д. Комбинации параметров информационного кодирования пригодны для работы с различными цифровыми устройствами и каналами связи.
В стандарте DVB (Digital Video Broadcasting - цифровое телевизионное вещание) в дополнение к методам кодирования и параметрам транспортного потока, описанным в MPEG-2, определены методы помехоустойчивого и канального кодирования, модуляции несущих частот, передачи дополнительной информации, защиты информации от несанкционированного доступа и другие методы, необходимые для организации цифрового телевизионного вещания.
Учитывая особенности транспортной сети, доведение телерадиопрограмм до передающих подразделений ОРТПЦ будет осуществляется в формате MPEG-2 (DVB) поверх протокола IP. Для этого объекты ОРТПЦ оборудуются приемными и передающими узлами цифрового вещания.
5.4.1. Центральный узел цифрового вещания
На рисунке 5.4.1 представлен вариант построения центрального узла цифрового вещания. Узел предназначен для централизованного приема телерадиопрограмм со спутника, доведения их до всех вещающих подразделений Калужского ОРТПЦ, подачи контента в городскую транспортную сеть и сети кабельных операторов города, предоставления различных инфокоммуникационных услуг ("видео по требованию" и др.).
Узел размещается на территории Калужской РТПС и обеспечивает:
- прием 12 телерадиопрограмм со спутника;
- коммутацию принятых телерадиопрограмм и подачу сигнала на передающее оборудование для организации эфирного вещания;
- ретрансляцию телерадиопрограмм в региональную транспортную сеть;
- кодирование телерадиопрограмм в соответствии со стандартом MPEG-2 и подачу их в городскую транспортную сеть;
- прием до 2-х региональных телерадиопрограмм из других городов области (например, из Обнинска) и подачу их в городскую транспортную сеть и в сеть эфирного вещания города и области;
- подачу 1 телерадиопрограммы местной студии в региональную транспортную сеть, городскую транспортную сеть и сеть эфирного вещания.
Изменяя число приемников, кодеров и емкость коммутационной матрицы, можно построить узел любой конфигурации.
Оборудование узла цифрового вещания позволяет без дополнительной модернизации подать телевизионный сигнал (DVB/ASI) на вход цифрового модулятора передатчика для цифрового телевизионного вещания.
Рисунок 5.4.1. Центральный узел цифрового вещания - см. первоисточник.
Функционально узел состоит из следующих подсистем:
- подсистема приема телерадиопрограмм;
- подсистема коммутации;
- подсистема вещания;
- подсистема эфирного вещания;
- подсистема мониторинга и управления.
Подсистема приема обеспечивает прием 12 телерадиопрограмм со спутников. Формат выходных сигналов - SDI и DVB/ASI.
Принятые программы подаются на коммутационную матрицу. Матрица позволяет осуществлять как ручное, так и автоматическое переключение на основные и резервные входы IP стримеров. Далее программы в формате DVB/ASI поступают на входы IP стримера. По каждому входу IP стример выделяет требуемую телерадиопрограмму из группового потока и передает ее в виде IP пакетов по транспортной региональной сети другим подразделениям ОРТПЦ. Скорость выходного IP потока для каждой программы составляет 5-8 Мбит/с. Профиль - 4:2:0.
Вещание в городскую сеть обеспечивают IP стримеры с возможностью кодирования в MPEG-2. Повторное кодирование необходимо для снижения скорости выходного потока для каждой программы. Это позволит подавать программы в абонентские сети с низкой пропускной способностью (3,5...5 Мбит/с).
Кодеры IP стримера обеспечивает сжатие цифрового сигнала и инкапсуляцию его в IP пакеты. Передача видеотрафика ведется в режиме многоадресной рассылки (multicast). Каждая ТВ программа образует самостоятельную многоадресную группу. Скорость выходного потока составляет 3,5-5 Мбит/с, профиль - 4:2:0.
Сжатые цифровые сигналы с выходов IP стримера поступают на входы Ethernet коммутатора, подключенного к сетевому оборудованию городской транспортной сети.
Прием региональных программ из других городов обеспечивается 2 приемниками с IP входами, подключенными к сетевому оборудованию региональной транспортной сети.
Местная программа со студии в формате SDI подается на входы кодеров и аппаратуры эфирного вещания. После кодирования в MPEG-2 программа передается в транспортные сети региона и города. Композитный вариант программы поступает на передатчики.
Для организации эфирного вещания узел оборудуется аппаратурой, обеспечивающей цифроаналоговое преобразование (кодирование SDI в SEСАМ) и подачу полученного композитного телесигнала на передатчики.
Для предоставления таких услуг, как "видео по требованию", узел оборудуется видеосерверами и системами хранения контента.
Комплекс работает под контролем системы управления. Система обеспечивает широкие возможности управления оборудованием: конфигурирование, контроль, диагностику, управление пропускной способностью, переключение на резерв.
5.4.2. Узел цифрового вещания первого класса
На рисунке 5.4.2 представлен вариант построения узла цифрового вещания первого класса. Такими узлами оборудуются производственные подразделения Калужского ОРТПЦ, осуществляющие непосредственное эфирное вещание и обеспечивающие взаимодействие с операторами КТВ.
Узел позволяет принять 14 ТВ программ из областной транспортной сети и передать 1 местную ТВ программу в областную транспортную сеть.
IP поток каждой ТВ программы поступает на свой декодер. Декодер обеспечивает извлечение MPEG-2 потока из IP пакетов и его декодирование. Декодированный сигнал в цифровом виде (SDI) поступает на коммутационную матрицу, обеспечивающую оперативное переключение SDI потоков.
Для организации эфирного вещания ТВ программы подаются на цифроаналоговые преобразователи (кодеры из формата SDI в SECAM). Затем композитные ТВ сигналы поступают на вход передающей аппаратуры.
Вещание в городскую транспортную сеть обеспечивают устройства потоковой передачи (IP стримеры), повторно кодирующие ТВ программы и инкапсулирующие MPEG-2 поток в IP пакеты. Передача видеотрафика ведется в режиме многоадресной рассылки (multicast). Каждая ТВ программа образует самостоятельную многоадресную группу. Скорость видеопотока составляет 3,5...5 Мбит/с, профиль - 4:2:0.
Узел оборудуется видеосерверами, обеспечивающими предоставление услуги "видео по требованию".
Комплекс работает под контролем системы управления. Система предоставляет широкие возможности управления оборудованием: конфигурирование, контроль, диагностику, управление пропускной способностью, переключение на резерв.
Рисунок 5.4.2. Узел цифрового вещания первого класса - см. первоисточник.
5.4.3. Узел цифрового вещания второго класса
На рисунке 5.4.3 представлен вариант построения узла цифрового вещания второго класса. Такими узлами оборудуются производственные подразделения Калужского ОРТПЦ, осуществляющие только эфирное вещание.
Узел позволяет принять 15 ТВ программ из областной транспортной сети и подать их в сеть эфирного вещания.
Узел может оборудоваться точкой сбора новостей.
Рисунок 5.4.3. Узел цифрового вещания второго класса - см. первоисточник.
5.5. Архитектура городской транспортной сети
Технология построения городской транспортной сети в значительной степени определяется характером услуг, предоставляемых конечному пользователю.
Ориентировочная структура трафика из расчета на 1000 пользователей приведена в таблице 5.5.1. Для расчетов использовались данные, представленные компанией Gartner, Inc. (США), исследовательской группой Synergy Research Group (США), а также материалы Ассоциации документальной электросвязи и Ассоциации домовых сетей и компьютерных клубов города Москвы.
Анализ этих данных показывает следующее:
- требуемая полоса на сеть (на абонента, на групповое абонентское устройство) определяется трафиком ТВ и на перспективу составляет величину 175...250 Мбит/с (пик нагрузки);
- без учета услуг "по требованию" (VoD и пр.) для города с населением от 100 тыс. человек в настоящее время требуется сеть с общей пропускной способностью не менее 1 Гбит/с.
Услуги по требованию (видео по запросу и пр.), даже если им будет пользоваться около 5% населения по 30 мин. в день (в среднем 2 фильма в неделю), дают на порядок больший трафик, чем текущий. В этом случае для города с населением в 100 тыс. человек требуется сеть с общей пропускной способностью до 10 Гбит/с.
К реализации в крупных городах предлагается архитектура, показанная на рисунке 5.5.1 и включающая:
- транспортное волоконно-оптическое кольцо;
- центр управления и коммутации;
- коммутационные узлы;
- районные узлы доступа;
- абонентские узлы доступа.
Основой транспортной инфраструктуры является волоконно-оптическое кольцо, обеспечивающее объединение всех коммутационных узлов со скоростями 1, 2,5 и 10 Гбит/с. Выбор кольцевой структуры транспортной магистрали позволяет значительно повысить общую надежность сети.
Центр управления и коммутации обеспечивает:
- общее управление городской сетью;
- сопряжение городской сети с транспортной магистралью "РТРС";
- декомпрессию федеральных телерадиопрограмм, поступающих из г. Москвы и других регионов, и подачу их в местную сеть вещания (эфирного и/или кабельного);
- агрегацию видеоконтента для организации интерактивных услуг по требованию ("видео по требованию");
- цифровое телерадиовещание по городской сети;
- взаимодействие с другими операторами/провайдерами;
- предоставление других дополнительных услуг.
Центр оборудуется аппаратурой компрессии/декомпрессии телерадиопрограмм, видеосерверами и серверами хранения контента.
Коммутационные узлы располагаются в различных районах города. Их количество зависит от размеров и топологии конкретного города. Основу коммутационных узлов составляют RPR-коммутаторы, предоставляющие интерфейс для подключения районных узлов доступа к городской магистрали, IP сетей провайдеров, вычислительных сетей муниципальных и коммерческих организаций, городских АТС и т.д. Подключение городских АТС к транспортной магистрали осуществляется через IP-шлюз.
Рисунок 5.5.1. Архитектура городской транспортной сети - см. первоисточник.
5.6. Построение сетей доступа
Сеть доступа обеспечивает подключение терминальных устройств пользователя к коммутационному узлу городской транспортной сети.
С административно-организационной точки зрения сеть доступа может являться как частью сети оператора городской транспортной сети, так и техническим средством отдельного оператора - оператора сети доступа (оператора домовых сетей, оператора кабельного телевидения).
Абоненты к сети доступа могут подключаться с использованием следующих технологий:
- аналоговая ТФОП;
- кабельные технологии xDSL;
- выделенные каналы связи n x 64 кбит/с и 2 Мбит/с (на основе xDSL или оборудования SDH);
- оптические кабельные технологии ("Волокно до дома", PON);
- гибридные кабельные системы (HFC);
- системы беспроводного доступа.
Необходимо отметить, что не все вышеперечисленные технологии доступа одинаково пригодны для предоставления мультимедийных услуг. Это связано с ограничениями пропускной способности прямого (к абоненту) и обратного каналов (от абонента). Ниже представлены варианты построения сетей доступа, обеспечивающих оказание инфокоммуникационных услуг в полном объеме.
5.6.1. Волоконно-оптические сети доступа "Волокно до дома"
Мировые тенденции в развитии сетей доступа таковы, что на сегодняшний день в подавляющем числе случаев построения телекоммуникационной инфраструктуры наиболее привлекательной является технология Ethernet по волокну до дома.
В волоконно-оптическом кабеле, идущем до электронно-оптического узла здания, используются как минимум два активных волокна. По этой паре волокон обеспечивается канал связи сети Gigabit Ethernet. До абонента идет витая пара UTP категории 5 длиной до 100 метров (на абонентские интерфейсы 100BaseTX). Электронно-оптические узлы зданий оборудуются коммутаторами. Абоненты подключаются к выделенным портам коммутаторов.
Коммутаторы должны обеспечивать поддержку протоколов распределенных виртуальных сетей, приоритетную обработку пакетов в очередях, IGMP snooping (возможность работы с групповым трафиком), модульность.
Предлагаемый вариант построения сети доступа ("последняя миля") охватывает группу зданий (микрорайон, численностью до 5 тыс. чел., протяженность линий до 10...15 км). На рисунке 5.6.1 представлена структура районной сети доступа. Топология районной сети доступа в основном определяется местными условиями. Кольцевые решения являются наиболее предпочтительными с точки зрения общей надежности сетевой инфраструктуры.
Элементами районной сети доступа являются:
- районный узел;
- абонентские узлы.
Рисунок 5.6.1. Структура районной сети доступа - см. первоисточник.
Районные узлы являются одним из основных элементов сети доступа и обеспечивают взаимодействие с конкретными потребителями услуг (жителями районов города). Кроме сетевого оборудования здесь устанавливаются видеосерверы, обеспечивающие предоставление услуги "видео по требованию" в реальном масштабе времени (без необходимости ожидания загрузки видеоматериалов с управляющего видеосервера). В качестве управляющего выступает видеосервер, расположенный в центре управления и коммутации.
Районный узел управляет своей (локальной) сетью и обеспечивает:
- подключение районной сети к городскому транспортному кольцу;
- объединение абонентских узлов доступа в единую сеть района;
- управление локальным трафиком абонентских узлов.
Абонентские узлы доступа оборудуются в жилых зданиях и предназначены для подключения пользователей к сети. Подключение абонентских узлов доступа к районному осуществляется волоконно-оптическими линиями (принцип "волокно до дома") со скоростью потока 1 Гбит/с.
На рисунке 5.6.2 представлен вариант построения абонентского узла. В качестве примера взят стандартный девятиэтажный жилой дом. В каждом подъезде устанавливается один или несколько сетевых коммутаторов. Их общая емкость и количество зависят от количества квартир в подъезде. Коммутаторы должны удовлетворять следующим требованиям:
- поддержка двух оптических портов со скоростью 1 Гбит/с;
- поддержка электрических портов 10/100Base-T;
- поддержка протокола IGMP v.2 и IGMP-snooping.
Все подъездные коммутаторы связаны друг с другом волоконно-оптическим кабелем по гигабитному порту. Коммутатор первого подъезда подключается к ВОЛС районного узла, коммутатор последнего подъезда соединяется с коммутатором следующего дома. В подъезде разводка до квартир осуществляется витой парой категории 5.
Рисунок 5.6.2. Абонентский узел доступа - см. первоисточник.
5.6.2. Сети доступа на основе пассивных оптических сетей (PON)
PO№ - пассивная сеть с топологией "точка - много точек", основанная на технологии ATM (APON, BPON) или Ethernet (EPON, GPON). Пассивность означает отсутствие в сети элементов, усиливающих сигнал. Вместо требующих питания оптических повторителей в сетях PO№ используются оптические разветвители (сплиттеры), которые можно устанавливать практически в любом месте. Они применяются для каскадирования и создания древовидной структуры сети.
Активные устройства устанавливаются только у провайдера и абонента. В сетях PO№ эти устройства называются терминалом оптической линии (Optical Line Terminal, OLT) и оптическим сетевым терминалом (Optical Network Termination, ONT) или оптическим сетевым блоком (Optical Network Unit, ONU). На рисунке 5.6.3 представлен вариант построения сети доступа с использованием технологии PON.
Рисунок 5.6.3. Вариант построения районного узла доступа на PO№ - см. первоисточник.
Районный узел доступа оборудуется устройством OLT, обеспечивающим подключение до 4 сегментов PON. Оно генерирует оптические сигналы и объединяет трафик от абонентов, т.е. служит точкой консолидации трафика. Скорость потока данных от районного узла составляет 622 Мбит/с в APO№ (BPON), 100 Мбит/с и 1 Гбит/с в EPO№ и GPO№ соответственно. К каждому сегменту через пассивный оптический разветвитель можно подключить до 32 абонентских окончаний (ONT). Каждое абонентское устройство рассчитано на обычный жилой дом или офисное здание и поддерживает одновременно интерфейсы Ethernet 10/100BaseT с возможностью передачи разнородного трафика данных.
Для передачи потока к абоненту (downstream) и от него (upstream) задействуются одно или два разных волокна. Потоки в одном волокне разделяются по длине волны: окно 1480-1580 нм выделяется под нисходящий поток, а 1260-1360 нм - под восходящий. Поток к абоненту передается в широковещательном режиме. При этом пропускная способность динамически распределяется между абонентами. В результате можно гибко агрегировать трафик, обеспечивая заданный уровень сервиса (Service Level Agreement, SLA) и управление скоростью передачи (Explicit Rate Control, ERC) с дискретизацией с шагом 64 Кбит/с.
Восходящий и нисходящий потоки могут быть как симметричными, так и асимметричными. Для координации восходящего потока используется протокол множественного доступа с временным разделением (TDMA), т.е. каждому абоненту выделяются временные промежутки, за управление которыми отвечает OLT. Таким образом, передача данных осуществляется синхронизированными интервалами, а для синхронизации и настройки уровней мощности выделяется дополнительный отрезок времени, чтобы ONT мог синхронизироваться с OLT и настроить уровни мощности. При включении нового абонентского устройства OLT автоматически обнаруживает ONT, определяет расстояние и выполняет синхронизацию. Технология позволяет подключать оконечные устройства к заранее организованным точкам - система сама определит адрес устройства и "поднимет канал", предоставив пользователю соответствующий его идентификатору сервис. При приеме каждое абонентское устройство ONT определяет, какие данные предназначены ему, и игнорирует другие.
На сетях PO№ можно применять технологию DWDM. В таком варианте появляется возможность организовать отдельный канал передачи аналогового телевизионного сигнала с подачей его в существующую домовую коаксиальную телевизионную сеть.
Построение абонентских узлов осуществляется аналогично варианту "волокно до дома".
Достоинства PON:
- эффективно используется полоса пропускания оптического волокна;
- сеть строится с пассивным ветвлением волокна;
- PO№ - мультисервисная сеть;
- динамическое распределение полосы пропускания;
- естественное развитие (к сети метро-DWDM).
К недостаткам PO№ можно отнести:
- ориентированность на технологию ATM;
- ограниченный выбор оборудования;
- неустоявшиеся стандарты;
- ограниченная длина канала OLT-ONT (20 км);
- количество абонентских окончаний на 1 канал не превосходит 32;
- сложная процедура диагностики целостности сети.
5.6.3. Сети доступа на основе технологии семейства xDSL
Для организации доступа к транспортной сети на базе существующих телефонных кабельных сетей могут применяться технологии семейства xDSL, включающие в себя ADSL (RADSL, UADSL) и VDSL.
Технология xDSL обеспечивает возможность организации цифровых каналов с широким диапазоном скоростей и малым коэффициентом ошибок, сопоставимым по величине с коэффициентом ошибок в оптических системах передачи (от 10-7 до 10-10). Использование xDSL позволяет организовать цифровые каналы со скоростями от 32 кбит/с до 51 Мбит/с. Для передачи цифровой информации используется спектр частот, лежащий выше диапазона канала ТЧ, что позволяет одновременно организовать аналоговую телефонную линию (например, при использовании специальных частотных разделителей, используемых в ADSL).
Основные характеристики технологий семейства xDSL приведены в таблице:
-----------T----------------------T----------T--------------------------------------¬
¦Технология¦ Скорость передачи, ¦Количество¦ Примечание ¦
¦ ¦ кбит/с ¦пар кабеля¦ ¦
¦ +-----------T----------+ ¦ ¦
¦ ¦К абоненту ¦ От ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ абонента ¦ ¦ ¦
+----------+-----------+----------+----------+--------------------------------------+
¦ADSL ¦до 8000 ¦ до 640 ¦ 1 ¦Поддержка аналоговой телефонной линии,¦
¦(RADSL, ¦ ¦ ¦ ¦наличие интерфейсов Ethernet, АТМ ¦
¦UADSL) ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+----------+-----------+----------+----------+--------------------------------------+
¦VDSL ¦от 12 до 51¦ - ¦ 1 ¦Технология находится на стадии ¦
¦ ¦Мбит/с ¦ ¦ ¦разработки. Планируется использование ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦как медного, так и оптического кабеля ¦
L----------+-----------+----------+----------+---------------------------------------
Максимальная длина линии зависит от типа используемого кабеля. С увеличением диаметра жилы кабеля возможно и увеличение максимальной длины линии. Используя кабель с диаметром жил 0,9 мм (AWG 19) <4>, можно обеспечить передачу информации со скоростью 160 кбит/с на расстояние до 16 км. Следует учесть, что для абонентских телефонных линий используется кабель с диаметром жил 0,4 и 0,5 мм (AWG 26 и AWG 25 соответственно), а для соединительных линий - 0,6 мм (AWG 24) и более.
------------------------------------
<4> Американский стандарт диаметра жил кабеля (AWG - American Wire Gauge).
В приведенной ниже таблице приведены усредненные значения максимальной длины линии (без применения регенераторов) в зависимости от скорости передачи (для технологий ADSL и VDSL при использовании кабеля с диаметром жил 0,5 мм).
Таким образом, для организации значительных по длине абонентских линий необходимо использовать кабель с наиболее возможным диаметром жил либо уменьшать скорость передачи информации.
При организации цифровых линий на базе существующей кабельной инфраструктуры следует учитывать, что оборудование xDSL нечувствительно к использованию в одной абонентской линии кабелей с жилами разного диаметра, но требует использования пар с жилами из одной скрутки. При этом длина абонентской линии, использующей кабель с нескрученной парой, не должна превышать 10 м. При большей длине требуется замена абонентской проводки на кабель витой пары.
Модемы xDSL изготавливаются как в виде отдельного устройства, так и в виде модулей (для установки в модемный пул) и плат для установки в ПК (внутренний модем). Модемные пулы (концентраторы нагрузки) DSLAM (DSL Access Module) выполняются в виде модульного конструктива, подключаемого к транспортной сети интерфейсами Fast Ethernet или ATM. В шасси устанавливаются одноканальные или многоканальные модемы xDSL. Наиболее удачным следует считать использование DSLAM, обеспечивающего поддержку одновременно несколько технологий xDSL, например, VDSL и ADSL (для гибкого удовлетворения требований абонентов).
5.6.4. Альтернативные варианты построения сетей доступа
В случае невозможности использования проводных решений ("волокно до дома", PON, xDSL) предлагается использовать альтернативные системы доступа (рисунок 5.6.4).
Для применения в малонаселенных районах (пригороды, коттеджные поселки, офисные и промышленные здания и пр.) возможно использование сети Radio-Ethernet. Оптимальными для использования следует считать следующие диапазоны частот:
- 27,500-29,500 ГГц (решением ГКРЧ России 05.03.2001 № 6 выделен для создания сетей передачи цифровых информационных потоков и организации доступа к информационным сетям различного уровня);
- 40,500-42,500 ГГц (решением ГКРЧ России от 30.10.2000 № 3/2 выделен для создания сотовых сетей передачи цифровых информационных потоков и организации доступа к информационным сетям различного уровня.
В связи с ограничениями, накладываемыми на характеристики радиосигналов, может представлять интерес использование оптических систем связи. Основная причина востребованности этой технологии заключается в возможности передачи больших объемов данных на высоких скоростях (намного превышающих скорости передачи, обеспечиваемые радиосредствами) в оптическом диапазоне (далеко за крайней границей диапазона радиочастот, равной 400 ГГц). Эти системы связи не требуют дополнительного лицензирования и получения разрешений на использование частот. Дальность действия современных оптических систем связи достигает 0,5-2 км при скоростях передачи данных до 1,0 Гбит/с. Обеспечивается поддержка большинства интерфейсов проводных сетей. Основной недостаток такого оборудования - построение сети только по топологии "точка - точка" и невозможность организовать связь на больших расстояниях.
Некоторые сравнительные технические характеристики оптических и радиосетей приведены в таблице 5.6.2.
Возможно использование систем MMDS для доставки ТВ программ абонентам. Однако возможности системы по предоставлению интерактивных сервисов ограничены пропускной способностью каналов связи (альтернатива - или больше ТВ каналов, или шире полоса доступа в сеть Интернет). При организации услуги "видео по требованию" не обеспечивается требование защиты передаваемой программы (для услуг по требованию должен выделяться один частотный канал, который могут смотреть при желании все абоненты, а не только заплативший за программу). В целом системы MMDS рекомендуются для быстрого захвата рынка кабельно-эфирного телевидения или для предоставления услуг в пригородах (в обоих случаях - без интерактивности).
Таблица 5.6.2. Сравнительные характеристики оптических и радиосетей
-----------------------------T------------T-------------T-----------------¬
¦Используемый диапазон частот¦ 25 ГГц ¦ 40 ГГц ¦ Оптический ¦
+----------------------------+------------+-------------+-----------------+
¦Максимальная физическая ¦до 54 ¦до 100 ¦до 1,25 Гбит/с ¦
¦скорость передачи ¦Мбит/с ¦Мбит/с ¦ ¦
+----------------------------+------------+-------------+-----------------+
¦Дальность связи (с ¦до 10...12 ¦до 10 км ¦до 2 км ¦
¦использованием направленных ¦км ¦ ¦ ¦
¦антенн) ¦ ¦ ¦ ¦
+----------------------------+------------+-------------+-----------------+
¦Влияние метеоусловий ¦дождь ¦дождь ¦дождь, снег, ¦
¦ ¦ ¦ ¦туман ¦
+----------------------------+------------+-------------+-----------------+
¦Необходимость получения ¦необходимо ¦необходимо ¦не требуется ¦
¦разрешения на использование ¦ ¦ ¦ ¦
¦радиочастот ¦ ¦ ¦ ¦
L----------------------------+------------+-------------+------------------
Рисунок 5.6.4. Использование Radio-Ethernet при построении сети доступа - см. первоисточник.
5.7. Абонентская приставка
Непосредственное взаимодействие с абонентом (абонентский интерфейс) обеспечивает абонентская приставка (АП), представляющая собой законченное электронное (программно-аппаратное) изделие. АП устанавливается у абонента (пользователя, подписчика услуг) и является оконечным устройством сети оператора. АП обеспечивает вывод телевизионных программ на экран аналогового телевизионного приемника, программ звукового вещания на внешнюю аппаратуру звуковоспроизведения, доступ в Интернет и телефонную сеть общего пользования.
На рисунке 5.7.1 показано подключение абонентской приставки к сети доступа и бытовой аппаратуре пользователя.
Рисунок 5.7.1. Подключение абонентской приставки к сети доступа и аппаратуре абонента - см. первоисточник.
По своим техническим возможностям (предлагаемому абоненту сервису) АП делятся на базовые и дополнительные. Базовые возможности реализуются в бюджетных вариантах АП, предназначенных для массового распространения, и предоставляют пользователю следующие сервисы:
1. Вывод телевизионных программ на экран телевизора.
2. Вывод программ звукового вещания (радиопрограмм) на внешнюю аппаратуру звуковоспроизведения.
3. Взаимодействие с внешними серверами услуг для выбора телевизионных и радиопрограмм (непосредственное телевизионное и радиовещание).
4. Взаимодействие с пользователем (абонентом) посредством экранного (на экране телевизора) меню.
5. Доступ в сеть Интернет (Web-browsing), поддержка услуги "электронной почты" (E-mail).
АП в расширенном исполнении кроме базовых реализуют ряд дополнительных сервисов:
1. Взаимодействие с внешними серверами услуг для получения телевизионных и радиопрограмм по требованию (услуги по требованию).
2. Взаимодействие с внешними серверами услуг для получения других интерактивных услуг.
3. Запись транслируемой ТВ или радиопрограммы на НЖМД, с последующим воспроизведением (режим PVR).
4. Подключение к телефонной сети общего назначения для обеспечения абонента ТФ связью (VoIP).
5. Подключение дополнительного оборудования по протоколу USB.
6. Подключение дополнительного оборудования по протоколу IEEE 802.11 (Wireless Ethernet).
АП подключается к сети оператора посредством входного интерфейса на основе протокола 10/100 BaseT. В качестве сетевого протокола используется протокол IP. Сопряжение с оконечными устройствами пользователя (телевизионный приемник, звуковоспроизводящая аппаратура, телефонный аппарат и т.д.) обеспечивается выходным интерфейсом.
АП обеспечивает декодирование транспортного или системного потока MPEG-2 (профиль MP@ML). Встроенный Интернет-обозреватель и почтовый клиент позволяют пользователю работать в Интернете, получать и отправлять электронную почту. АП может оборудоваться интерфейсом для подключения телефонного аппарата (VoIP).
АП может взаимодействовать с основными представленными на рынке видеосерверами (услуга "Видео по требованию").
6. Этапы модернизации сети распределения телерадиопрограмм
Калужской области
Реализация целевой архитектуры широкополосной мультисервисной сети включает в себя следующие направления:
- строительство региональной транспортной сети. Целесообразно рассмотреть вопрос об участии в проекте ОАО "ЦентрТелеком", ЗАО "Компания ТрансТелеком" и ОАО "Калугаэнерго";
- развертывание передающих и приемных узлов цифрового вещания;
- создание сетей абонентского доступа;
- внедрение новых услуг;
- организация цифрового эфирного вещания;
- оптимизация частотно-территориального планирования передающих средств.
Следует отметить, что все направления тесно связаны между собой и должны развиваться комплексно.
Создание региональной сети распределения телерадиопрограмм предлагается осуществлять в три этапа.
Первый этап (продолжительностью до 1 года)
Задачей первого этапа является строительство (вариант - аренда волокон) транспортной магистрали между РТПС и ММР (города Калуга, Обнинск, Сухиничи, Жиздра) и развертывание на их территории узлов цифрового вещания: центрального (Калуга) и первого класса (Обнинск, Сухиничи). Организуется взаимодействие с существующими операторами кабельного телевидения по доведению населению расширенного набора телерадиопрограмм. Органам государственной власти оказываются услуги телерадиовещания, организации телемостов, обеспечивается единое информационное пространство в реальном масштабе времени. Учебные заведения городов объединяются в единую информационно-образовательную сеть. Разворачивается единая сеть в интересах органов здравоохранения.
Второй этап (продолжительностью до 1 года)
На втором этапе происходит дальнейшее строительство транспортной магистрали и подключение к ней оставшихся объектов (гг. Людиново, Киров, Барятино, Мосальск, Юхнов, Медынь, Ульяново, Хвастовичи, Бетлица, Новоалександровский), развертывание узлов цифрового вещания второго класса на вновь подключаемых объектах. По готовности участка транспортной магистрали Москва - Калуга осуществляется подключение Калужского ОРТПЦ к узлу транспортной магистрали ФГУП "РТРС". Осуществляется развертывание городских транспортных сетей в городах Калуга и Сухиничи. На данном этапе целесообразно рассмотреть вопросы развертывания сетей кабельного телевидения на территории других городов.
Расширяются сети в интересах органов государственной власти, учебно-образовательных и медицинских учреждений области.
Третий этап (продолжительностью до 1 года)
На третьем этапе осуществляется подключение к областной транспортной сети городов Малоярославец и Балабаново (узлы цифрового вещания второго класса), создание в этих населенных пунктах абонентских сетей доступа. На этот этап приходится полномасштабное внедрение услуг на всей территории области.
В приведенной ниже таблице представлен перечень услуг и ожидаемое число абонентов на планируемый период.
В настоящем документе рассмотрены системно-технические вопросы создания широкополосной мультисервисной сети телевизионного и радиовещания Калужской области. Проведен анализ существующей сети, определены цели, задачи, стратегия ее развития, принципы построения перспективной сети и предоставления на ней традиционных и перспективных услуг.
1. Показано, что существующая сеть телевизионного и радиовещания Калужской области в целом соответствует принципам построения аналоговых сетей вещания.
Калужский ОРТПЦ имеет службу эксплуатации, состоящую из различных подразделений с централизованным управлением, что позволяет оперативно устранять аварии любой сложности, а также поддерживать работоспособность оборудования.
Однако возможности по наращиванию ресурсов сети (без затрат на создание новых линий связи) и возможности для предоставления современных мультимедийных услуг (только с помощью модернизации оборудования) отсутствуют.
2. Предложена целевая программа развития телекоммуникационной сети Калужской области за счет использования ВОЛС, современного сетевого и оконечного оборудования. Технические решения, предложенные в программе, поддерживают как существующие, так и будущие услуги без значительных затрат на модернизацию базового оборудования.
3. Предложена целевая архитектура сети распределения телерадиопрограмм, базирующаяся на современных концепциях построения мультисервисных сетей и предусматривающих, что перспективная сеть должна состоять из нескольких подсистем: широкополосной сети доступа, транспортной сети и узлов услуг.
4. Определена целевая архитектура транспортной сети. Транспортная сеть строится на базе технологии RPR с использованием ВОЛС. Сетевые узлы транспортной сети должны объединяться в кольцевую структуру для повышения общей надежности сети и обеспечения балансировки нагрузки на каждый из ее узлов.
5. Доступ к услугам мультисервисной сети может быть организован с использованием различных технологий ("Волокно до дома", PON, xDSL). В качестве основного способа организации доступа рекомендуется использовать волоконно-оптические сети "Волокно до дома" (IP поверх Ethernet).
6. Определена стратегия модернизации существующей сети телевизионного и радиовещания, предусматривающая три этапа.
На первом этапе услуги сети будут ориентированы в основном на решение производственных вопросов, органы государственной власти и абонентов делового сектора. Для населения будет организовано вещание дополнительных телеканалов через местных операторов кабельного телевидения.
На втором этапе развитие инфраструктуры связи предусматривает расширение предоставляемых услуг органам государственной власти, учебным и медицинским заведениям, привлечение абонентов квартирного сектора, взаимодействие с операторами кабельных сетей, построение собственных широкополосных сетей доступа.
Результатом третьего этапа должно быть создание инфраструктуры широкополосной мультисервисной сети в полном объеме.
Таким образом, реализация данной программы позволит решить ряд важнейших социальных, производственно-технических, коммерческих задач, а также увеличить общую инвестиционную привлекательность области за счет создания современной информационной инфраструктуры.
Приложение
к Программе развития
телекоммуникационной сети
Калужской области
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПО "ЦЕЛЕВОЙ ПРОГРАММЕ РАЗВИТИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТИ
КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ"
В настоящее время одной из основных тенденций развития телекоммуникаций является построение высокоскоростных региональных мультисервисных сетей, способных обеспечить населению качественное и своевременное предоставление инфокоммуникационных услуг. Такие сети должны обладать гибкостью, масштабируемостью и способностью интегрироваться в уже существующую телекоммуникационную инфраструктуру.
"Целевая программа развития телекоммуникационной сети Калужской области", разработанная ФГУП РТРС (далее - Программа), базируется на перспективных цифровых технологиях передачи и распределения сигналов электросвязи, используемых при построении современных систем и сетей связи. В Программе также рассмотрены различные варианты построения распределительных сетей на участке доступа.
В Программе сделана попытка разработки перспективного плана развития телекоммуникационной мультисервисной сети Калужской области, предназначенной для передачи и распределения сигналов телевидения и радиовещания. При этом описанная в Программе сеть должна предоставлять и другие виды перспективных инфокоммуникационных услуг.
Программа состоит из пяти разделов.
В разделах 1-3 Программы выполнен анализ существующей сети ТВ и РВ вещания Калужской области с постановкой целей и задач по ее совершенствованию.
В разделах 4-5 Программы приведен обзор основных принципов и подходов к построению мультисервисных сетей, а также предложена архитектура мультисервисной сети распределения телерадиопрограмм. В основном рассматриваются проводные сети доступа.
Технологии построения мультисервисной сети, упомянутые в Программе, применяются как в России, так и за рубежом для создания высокоскоростных масштабируемых сетей, например, используемая на магистральном участке мультисервисной сети технология RPR (Resilient Packet Ring), соответствующая проекту стандарта IEEE 802.17.
Программа разработана с учетом следующих документов:
- "Концепции развития рынка телекоммуникационных услуг в Российской Федерации", одобренной решением Правительства Российской Федерации от 21 декабря 2001 года, - в части услуг передачи данных и услуг Интернет, а также государственного регулирования этих услуг;
- "Концепции развития в России кабельного телевидения и систем широкополосного беспроводного доступа типа MMDS, LMDS и MWS (MVDS)", одобренной постановлением Коллегии Минсвязи России от 13.12.2000 № 16-1, - в части организации радиосистем типа MMDS, LMDS и MWS (MVDS) (разделы 2.2, 3, 4, 5, 6);
- РД 45.128-2000 "Сети и службы передачи данных" - в части сетей и служб передачи данных;
- РД 45.129-2000 "Телематические службы" - в части служб обмена электронными сообщениями (разделы 3, 4, 5).
Таким образом, Программа в целом соответствует требованиям к документам подобного рода, однако по ее содержанию имеется ряд замечаний.
Цели и задачи совершенствования сетей распространения программ телерадиовещания (ТРВ) в Калужской области определены как необходимость достижения общемирового уровня развития. Однако целесообразнее рассматривать отдельную область (в данном случае Калужскую) как составную часть Российской Федерации и определять программу ее развития в такой мере, в какой это соответствует главной цели и основным задачам развития Единой сети электросвязи (ЕСЭ) России. Учитывая это, следует привести цели и задачи рассматриваемого документа в соответствие с основными задачами развития ЕСЭ России и положениями "Программы модернизации сети телерадиовещания на территории Российской Федерации на период до 2010 года и в перспективе до 2015 года", принятой постановлением Коллегии Минсвязи России от 15.07.2003 № 11-1.
В тексте Программы понятие "сети телевизионного и радиовещания Калужской области" следует употреблять в общепринятом значении: "сети распространения программ телерадиовещания в Калужской области".
В целевой Программе недостаточно привести "набор возможных системно-технических решений для предоставления услуг связи в области телерадиовещания". Следует каждое системно-техническое решение обосновать с точки зрения достижения конкретного конечного результата, требующего определенных финансовых вложений и конкретных сроков реализации. Сравнительная таблица таких системно-технических решений позволит выбрать оптимальное.
В гл. 5 приведен, по существу, обзорный материал по технологиям связи, который не имеет отношения к конкретным инфокоммуникационным сетям Калужской области, поскольку в тексте Программы отсутствует их конкретная техническая характеристика.
Изложенная в разделе 5.3.3 "Оптимизация радиопередающих средств на территории Калужской области" конкретных предположений по такой оптимизации не содержит. Подготовка аналогичной оптимизации, отработанная практикой Минсвязи России и подведомственными ему научно-исследовательскими и проектными институтами, предполагает в качестве первоосновы иметь в наличии информацию о детальном состоянии действующих на данный момент времени сетей ТРВ с указанием конкретных технических средств, мест их размещения, технических показателей, инфраструктуры, частотного обеспечения и т.д. Такая оптимизация должна проводиться в конкретных проектах по оптимизации, поэтому данный раздел предлагается исключить из Программы.
Исходя из вышеизложенного, считаем, что после соответствующей доработки Программа может быть рассмотрена как перспективный план развития областной телекоммуникационной сети, а предложенная в Программе сеть в целом способна удовлетворить потребности Калужской области в мультисервисных телекоммуникациях. В соответствии с этим можно утверждать, что в ближайшей перспективе необходима реализация положений данной Программы, особенно в части создания областных высокоскоростных оптических цифровых магистральных каналов и транспортных сетей распределения сигналов электросвязи на участке доступа.
