Какое цифровое телевидение строят в Черкасской области?

МИТРИС: возможности микроволновых информационных технологий. Именно система МИТРИС в настоящий момент разворачивается в областном центре. Уже в октябре планируется начать тестовое вещание. Жители Черкасс и ближайших сельских районов области смогут смотреть более 100 телевизионных каналов, включая местные, зарубежные и украинские.

Многие годы в телевидении доминировали мощные передатчики, способные покрывать большие площади. Однако безоговорочная ориентация только на эту технологию уходит в прошлое.

В последнее десятилетие телекоммуникации сделали существенный шаг вперед в своем развитии. Проникновение персональных компьютеров в бизнес, образование и быт, цифровых технологий - в связь, развитие новых технологий передачи и обработки данных и изображений привело к появлению новых, огромных по своему потребительскому потенциалу сегментов рынка телекоммуникаций: мультимедийные коммуникации, компьютерные сети, сети Интернет, электронные развлечения, интерактивное телевидение, мобильная связь и т. д. Появилась устойчивая тенденция к интеграции различных видов предоставляемых услуг, что привело к необходимости более рационального использования имеющихся в наличии каналов связи и созданию новых - многофункциональных и высокопроизводительных.

Микроволновые технологии - веление времени

Большое внимание уделяется разработке и развитию микроволновых систем телекоммуникаций [1], которые предоставляют операторам возможности быстрого разворачивания системы и наращивания абонентской емкости при сравнительно небольших капиталовложениях. Кроме того, использование микроволновых технологий позволит объединить в одной системе телевидение, цифровую телефонию и сети передачи данных.

Такое объединение на базе широкополосных микроволновых систем является ничем иным, как реализацией фрагмента широкополосной интегрированной информационной сети.

Сегодня никто не сомневается в необходимости альтернативы широко распространенным информационным технологиям, которыми стали спутниковое и кабельное телевидение [2]. Дело в том, что далеко не все из перечисленных проблем находят свое решение с их помощью. Кабельное телевидение идеально подходит для предоставления платного видеосигнала с высоким качеством, однако требует довольно больших вложений в строительство и эксплуатацию кабельной сети. При всей своей привлекательности кабельное телевидение сегодня просто физически не может быть общедоступным. Спутниковое телевидение дает доступ ко множеству каналов, но нельзя не учитывать высокую цену приемного оборудования, а также недостаточную ориентацию программного продукта на аудиторию конкретного населенного пункта.

Итак, на рынке существует значительная ниша для технологии, которая предоставит вышеупомянутые преимущества более сбалансировано. MMDS (Multichannel Multipoint Distribution Systems- многоканальная многоточечная распределительная система) - это именно то, что нужно.

На арену выходит МИТРИС

Системы типа MMDS особенно перспективны на нашем телевизионном рынке: он сильно чувствителен к цене, а его телевизионная структура еще только формируется. Поэтому весьма своевременной стала разработка отечественного аналога MMDS - системы МИТРИС (микроволновая интегрированная телерадиоинформационная система) [3,4,5]. Ее разработка велась в Институте электроники и связи Украины Академии наук национального прогресса при содействии Национального совета Украины по телевидению и радиовещанию и Гостелерадио Украины в сотрудничестве с рядом предприятий и ведомств. Благодаря наработкам института, система МИТРИС имеет характеристики, значительно превосходящие MMDS-системы.

Будучи в несколько раз дешевле MMDS, МИТРИС является экологически безопасной системой [6], практически не создавая своим излучением проблем для жителей близлежащих зданий. В сочетании с небольшой массой и габаритами оборудования это создает необходимую мобильность, делая возможным размещение МИТРИС в любом отдельно стоящем здании или даже на транспортном средстве. Для условий Украины (плотная застройка зданий, которая зачастую неудачно спланирована, проблемы с арендой помещений, выделением участков под строительство и т.п.) это стратегически важное свойство.

За счет чего МИТРИС обеспечивает столь впечатляющие характеристики? Ключевыми являются три фактора: диапазон частот вещания, структура сигнала (вид модуляции) и конструктивные особенности передающей антенны. Использование диапазона 11,7…12,5 ГГц для системы МИТРИС обеспечивает значительно большую канальную емкость в сравнении с MMDS - как за счет более широкой полосы, так и за счет более высоких частот. Кроме того, в МИТРИС при передаче используется более прогрессивная частотная модуляция по сравнению с амплитудной в MMDS.

Создание системы МИТРИС стало возможным на основе применения научно-теоретического задела и разработок [7], которые защищены патентами Украины.

Малая мощность передачи гарантирует отсутствие помех другим вещателям этого диапазона (здесь осуществляется, в основном, спутниковое вещание), а узкие диаграммы направленности приемных антенн абонентов МИТРИС позволяют устойчиво принимать сигнал вне зависимости от состояния эфира. Разумеется, это требует прямой видимости передающей антенны МИТРИС, что несомненно является недостатком системы. Спутниковые антенны также работают по принципу прямой видимости, но высокие углы склонения позволяют гарантированно навести антенну на источник сигнала.

Передающая антенна системы МИТРИС [2], благодаря оригинальной конструкции и высокому диапазону частот, имеет коэффициент усиления не менее 16 дБ и круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости при меньших массо-габаритных показателях, по сравнению с MMDS. Она представляет собой оригинальную зеркальную систему, которая защищена патентом Украины. При этом ширина диаграммы направленности в вертикальной плоскости составляет всего 3…5 градусов. В сочетании с чисто символической санитарной зоной это создает дополнительное преимущество - систему МИТРИС можно развернуть в самом центре зоны предполагаемого вещания, эффективно покрывая весь район. А вот системы MMDS приходится размещать на периферии зоны вещания с разворотом антенны, как правило, по направлению к центру зоны.

Структура системы МИТРИС

В состав полномасштабной системы входят следующие комплексы:

Центральная станция (ЦС), включающая в себя телепорт для приема программ спутникового и эфирного телевидения, телерадиостудийное оборудование, радиорелейные станции выделенных направлений, станции приема Internet, оборудование сопряжения с телефонными и компьютерными сетями, система кодирования и учета абонентов, система гарантированного электропитания, модемное оборудование, многоканальный микроволновый приемопередатчик с устройством объединения частотных каналов, антенна с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости.

Абонентские приемные станции, включающие в себя антенну, конвертер, тюнер, а при необходимости приемо-передающие оборудование и оборудование для обеспечения интерактивного режима.

Ретрансляторы сигналов центральной станции к абонентским.

Все основные элементы данных комплексов созданы в процессе разработки системы с применением оригинальных системных и конструктивно-технологических решений, обеспечивающих ее конкурентоспособность на мировом рынке за счет снижения материалоемкости, а также стоимости оборудования и услуг (по сравнению с предлагаемыми на Украине зарубежными аналогами).

ЦС системы МИТРИС, принимая сигналы телерадиопрограмм нескольких спутников, местных студий и местных эфирных телевизионных передатчиков, объединяет их по спектру с собственным студийным продуктом. Результирующий сигнал формируется и излучается в сантиметровом или миллиметровом диапазонах волн передающей антенной ЦС, располагаемой на специальной опоре или высотном здании. Пользователи, удаленные от ЦС и находящиеся в зоне прямой видимости, принимают сигналы на сравнительно недорогие абонентские приемные установки. При отсутствии такой видимости прием осуществляется через ретрансляторы или головные станции кабельного телевидения. Уже сегодня могут быть реализованы интерактивный режим работы пользователя, подключение его к сети Интернет и другие услуги.

Модемная часть представляет собой стойку аналоговых и цифровых модемов, обеспечивающих требуемую модуляцию поступающих на них сигналов и перенос последних на входную промежуточную частоту передатчика базовой станции. Количество модемов определяется количеством передающих каналов станции.

Предусмотрены абонентские приемные установки двух типов - индивидуального и коллективного. Индивидуальная приемная установка близка по конструкции к спутниковой и имеет стоимость до 100 долларов США. При этом диаметр приемной антенны колеблется в пределах от 10 до 60 см. С расширением объемов производства следует ожидать значительного снижения цен на приемные установки. Системы коллективного приема с раздачей сигнала по кабелю позволяет обслуживать до 20 абонентов. Возможность установки приемных систем на крышах многоэтажных зданий способствует улучшению качества приема и устраняет все проблемы с прямой видимостью передатчика.

Этапы внедрения и достижения МИТРИС

Началом эксплуатации МИТРИС следует считать проект по интеграции кабельных телевизионных систем в г. Кременчуге. Двумя годами позднее компания "ИнтервидеоКиев" использует МИТРИС в аналогичном проекте.

Первым зарубежным заказчиком стала компания "ДаутКом" (г. Даугавпилс, Латвия).

Сейчас в Киеве реализуется масштабный проект по внедрению МИТРИС. Центральный передатчик размещен на крыше самого высотного здания Львовской площади и в настоящий момент транслирует 20 каналов при использовании диапазона 11,7…12,5 ГГц. В перспективе возможна передача до 56 аналоговых программ или более 200 цифровых телепрограмм в стандарте MPEG-2. В настоящее время совместно с Национальным техническим университетом "Киевский политехнический институт" и фирмой "Спейс-Грейт" через систему МИТРИС предоставляются услуги высокоскоростного (2,048 Мбит/с) Интернета. Ведутся интенсивные работы по использованию цифровых телевизионных стандартов. Цифровой стандарт, благодаря использованию MPEG-сжатия видеосигнала, позволяет не только повысить канальную емкость, но и предоставить в перспективе абонентам возможности интерактивного телевидения.

Длительная опытная эксплуатация системы МИТРИС в городах Украины (Киев, Луганск, Кременчуг), а также в г. Даугавпилс (Латвия) подтвердила высокое качество многоканального телерадиовещания и надежность системы. Численность индивидуальных абонентов системы МИТРИС в г. Киеве оценивается в 12000. Объединение с операторами кабельного телевидения в г. Киеве (предприятия "Киевтелемонтаж" и "Интервидение") позволило довести количество абонентов системы МИТРИС до миллиона человек. Увеличение количества абонентов может быть получено также за счет покрытия имеющихся затененных территорий и расширения зоны обслуживания системы МИТРИС путем установки разработанных в процессе выполнения данной работы необслуживаемых активных ретрансляторов.

Как показала практика, объединение МИТРИС с головными станциями кабельного телевидения в единую систему является наиболее рациональным путем создания интегрированной сети с учетом экономических и технических аспектов. Несмотря на сложный рельеф местности и разноуровневую застройку г. Киева, сочетание кабельного телевидения с системой МИТРИС позволило транслировать единый общегородской канал "КТМ" с отличным качеством в любой район г. Киева и его ближайшие окрестности. Телепрограммы со студий на центральную станцию системы МИТРИС доставляются с помощью радиорелейных станций серии "Эврика" в диапазонах радиочастот 11; 13; 15; 18 и 22 ГГц.

С помощью системы МИТРИС предусматривается обмен программами различных операторов кабельного телевидения г. Киева, а также трансляция телевизионных программ и организация прямого эфира других телекомпаний. Такое экспериментальное вещание ведут телекомпании "Обрий", "Дельта", "Киев", ICTV и другие, доставляя свои программы со стереофоническим сопровождением по радиорелейным линиям на центральную станцию системы МИТРИС.

Система уже эксплуатируется Советом Национальной безопасности, Службой безопасности, Министерством обороны, Национальным космическим агентством и Укрспецэкспортом Украины.

Согласно концепции развития спутникового телерадиовещания на Украине, разработанной Национальным космическим агентством по заказу Национального Совета Украины по телевидению и радиовещанию, использование систем МИТРИС предусмотрено для доставки спутниковых телерадиопрограмм непосредственно к потребителю.

На первом Международном телефоруме стран СНГ в г. Москве (август 1998 г.) на конкурсе новых технических решений разработка системы МИТРИС получила диплом победителя.

Принятое Кабинетом Министров Украины Постановление №978 от 30.06.1998 г. о внесении изменений в национальную таблицу распределения полос радиочастот Украины предусматривает возможность функционирования в диапазоне частот 11,7…12,5 ГГц радиовещательной службы, чем решена проблема правового обеспечения на государственном уровне частотного ресурса для системы МИТРИС.

Национальным Советом Украины по телевидению и радиовещанию в IV квартале 1998 г. проведен конкурс и выданы заинтересованным телерадиоорганизациям лицензии на многоканальное вещание телерадиоинформационной системой МИТРИС в указанном диапазоне частот.

Межведомственной комиссией 16.02.99 г. принято решение о выдаче лицензии на использование радиочастот диапазона 11,7…12,5 ГГц для организации телерадиовещания микроволновой интегрированной телерадиовещательной системой МИТРИС в городах Киеве, Севастополе, областных центрах и автономной республике Крым.

Евроазиатская техническая ассоциация телевидения и радио на своем форуме в декабре 1997 г. рекомендовала странам СНГ и Балтии систему МИТРИС для построения национальных распределительных систем, интегрированных в европейскую и мировую информационные инфраструктуры.

Система МИТРИС участвует в совместном российско-украинском проекте "Телевизионная деревня" , в котором используются одно- и многоканальная радиорелейные передающие станции с круговой диаграммой направленности, что обещает на первом этапе обеспечить сельское население качественным многопрограммным ТВ вещанием.

Поскольку оборудование МИТРИС предусматривает наличие обратной связи, то можно будет поэтапно вводить элементы интерактивности и в перспективе говорить об учебных программах и интерактивных услугах. Проект позволяет по мере возрастания платежеспособного спроса населения расширять спектр услуг, выделить потом отдельный канал для Интернета или для образовательной программы, расширить обратную связь. Обратный канал может развиваться, начиная от опросов общественного мнения, элементарного голосования "да-нет" до полноценных интерактивных услуг.

Постановлением Кабинета Министров Украины от 14.12.1998 г. №1971 " О дополнительных мерах по приостановлению спада производства в текущем году и обеспечению роста его объемов в 1999 г." предусмотрена подготовка производства и изготовление в 1999…2000 гг. 150 комплектов базовых станций и 500 тысяч комплектов приемного оборудования системы МИТРИС.

На основе системы МИТРИС уже сейчас становится возможным построение экологически безопасной беспроводной сети интегрального обслуживания (см. рис.) на базе оптимального сочетания возможностей микроволновых, кабельных и проводных распределительных сетей [9]. Такое сочетание позволяет обеспечить предоставление пользователям полного комплекса телекоммуникационных услуг [10]:

• многоканальное аналоговое (цифровое), в том числе интерактивное, телевидение;

• организация абонентской сети DirecPC;

• цифровая телефонная связь как по проводным линиям, так и с использованием систем беспроводного доступа;

• доступ к сетям передачи данных и Интернет;

• организация локальных сетей передачи данных для выделенных рабочих групп (административные органы и органы местного самоуправления, органы МВД, учреждения образования, медицинские учреждения, промышленные предприятия);

• конференц-связь, включая видеоконференц-связь;

• диспетчеризация инженерного оборудования зданий;

• электронные платежи и торговля;

• охранная и противопожарная сигнализация.

Таким образом, организация многофункциональных интегрированных телекоммуникационных сетей на основе системы МИТРИС позволит в сжатые сроки повысить уровень информатизации страны за счет предоставления пользователям широкого спектра как традиционных услуг телерадиовещания и телефонии, так и дополнительных: интерактивное телевидение, доступ к региональным и мировым информационным сетям, организация локальных сетей передачи данных и другие приложения на их основе.

В заключение следует отметить, что появление отечественной системы МИТРИС - это, прежде всего, результат конверсии микроволновых технологий бывшего военно-промышленного комплекса и насущной потребности в продвижении современных телекоммуникационных технологий в более высокочастотные диапазоны для решения проблемы широкополосной передачи данных. В настоящее время проект МИТРИС не только прошел апробацию как телевизионная распределительная сеть, но и продемонстрировал возможность построения на своей базе интегрированных сетей с передачей цифровых данных.

Литература:

1. Нарытник Т.Н., Галич В.Н., Ксензенко П.Я., Бойченко М.П., Войтенко А.Г. МИТРИС - система интегрального обслуживания: состояние и перспективы//Радиоаматор, № 10, 1997, с. 56-60.

2. Нарытник Т.Н., Живков А.П., Липатов А.А. Состояние и перспективы развития спутниковой связи//Зв"язок, №3, 1997, с. 28.

3. Нарытник Т.Н., Галич В.Н. Многоканальная микроволновая система//Телеспутник, №3, 1997, с. 66-67.

4. Нарытник Т.Н., Галич В.Н. Многоканальная система раздачи спутниковых, эфирных и студийных программ СВЧ//Материалы 6-ой Международной Крымской конференции "СВЧ-техника" и семинара "Микроволновые интегрированные телерадиоинформационные системы", Крым, Украина, сентябрь, 1996, с. 522-529.

5. Нарытник Т.Н., Галич В.М., Войтенко О.Г. Система телерадiоiнформацiйна iнтегрована мiкрохвильова "МІТРІС" БЯФИ. 464423.101 ТУ//Сертифiкат вiдповiдностi Держстандарту України, серiя ЕА №017253 вiд 06.07.98 р.

6. Кашин С.В., Нарытник Т.Н., Лазоренко В.Н. О новых государственных стандартных нормах и правилах защиты населения от воздействия электромагнитных излучений//Киев, Радиоаматор, №6, 1997, с. 14-15.

7. Нарытник Т.Н., Ильченко М.Е., Липатов А. А., Могильченко Н., Савельев А.В., Якименко Ю.И. Интегральные устройства телекоммуникационных систем//Киев, Техника, 1998.

8. Нарытник Т.Н., Гряник М.В., Семенихин С.В., Галич В.Н. Всенаправленная передающая антенна для микроволновых систем//"Электросвязь", №2, 1999, с. 32-34

9. Мирошников М. Проект "Телевизионная деревня"//Телеспутник, №10, 1999, с. 22-25.

10. Нарытник Т.Н., Галич В.Н., Петренко В.М., Яремчук О.И. МИТРИС: Разработка, возможности и перспективы//Материалы 8-ой Международной Крымской конференции и 3-го семинара "Микроволновые интегрированные телерадиоинформационные системы" сентябрь, 1998, том 2, с. 790-801.

625.NET