Проектирование цифрового эфирного телевидения

Проектирование цифрового эфирного телевидения

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Обоснование необходимости проектирования цифрового эфирного телевидения

.1 Экономико-географическая характеристика поселка Горный

.2 Социальная значимость проекта

. Организация системы цифрового эфирного вещания в поселке Горный

.1 Общая схема организации цифрового эфирного вещания

.1.1 Состав радиотелевизионной передающей станции

.2 Расчёт параметров и зоны покрытия, расчет зоны уверенного приема

. Обзор, сравнение и выбор оборудования для организации цифрового эфирного телевидения

.1 Выбор цифрового приемника

.2 Выбор цифрового телевизионного передатчика

.3 Выбор антенно-фидерных устройств

.4 Выбор спутникового модема

.5 Выбор типа фидера, расчёт затухания в фидере

.6 Выбор мачты

. Разработка плана размещение оборудования для цифрового эфирного телевидения

.1 План размещения оборудования

.2 Электроснабжение

. Технико-экономическое обоснование проектируемой одночастотной сети цифрового наземного эфирного телевизионного вещания

.1 Расчет сметы капитальных затрат

.2 Расчет основных производственных фондов

.2.1 Расчет численности персонала

.2.2 Расчет фонда оплаты труда

.2.3Отчисления на социальные нужды

.2.4 Затраты на материалы и запасные части

.2.5 Затраты на оплату электроэнергии

.2.6 Амортизационные отчисления

.2.7 Накладные расходы

.3 Суммарные эксплуатационные затраты

.4 Общие приведенные затраты

.5 Достоинства и недостатки проекта

. Мероприятия по обеспечению безопасных условий труда

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Список использованных сокращений

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

В Стратегии развития информационного общества в Российской Федерации от 7 февраля 2008 года, утвержденной президентом Российской Федерации Путиным В. В., закрепляются цель, задачи, принципы и основные направления государственной политики в области использования и развития информационных и телекоммуникационных технологий.

В декабре 2009г. Правительство РФ принимает Федеральную целевую программу «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009-2015 годы». Создание сети вещания в цифровом формате нового поколения поручено ФГУП (Федеральному государственному унитарному предприятию) «Российская телевизионная и радиовещательная сеть» (РТРС) <#"803837.files/image001.jpg">

Рисунок 1 - Одночастотные зоны на территории Забайкальского края.

ЗАТО п. Горный находится в 24 зоне телевещания. В связи с тем, что территория поселка занимает 1 км², возможно применение одного маломощного передатчика.

1.2    Социальная значимость проекта

Единым государственным оператором по строительству сети и обеспечению цифрового эфирного телевизионного вещания в Российской Федерации является ФГУП «Российская телевизионная и радиовещательная сеть» (РТРС). Цифровое эфирное телевидение, трансляцию которого призвано осуществлять РТРС, направлено на повышение качества эфирного телевизионного сигнала и обеспечение бесплатного равного доступа населения страны к общероссийским обязательным общедоступным программам. Поэтому конкурентов у данного предприятия нет.

Проектируемая одночастотная сеть позволит организовать цифровое телевизионное вещание пакета телепрограмм в первом частотном мультиплексе на территории поселка Горный Забайкальского края с обеспечением эфирной трансляции телевизионных и радиопрограмм с охватом не менее 98% населения. В состав пакета телепрограмм войдут 10 телевизионных программ и 3 радиовещательные программы в соответствии с перечнем, утвержденным приказом Президента РФ.

-состав телепрограмм:

1.      Первый канал

2.      Россия-1

3.      Россия-2

4.      НТВ

5.      Пятый канал

6.      Россия-К

7.      Россия-24

8.      Карусель

9.      Общественное телевидение России

10.    ТВ Центр

-состав радиопрограмм:

.        Вести ФМ (совместно с программой ГТРК «Чита»);

.        Маяк (совместно с программой ГТРК «Чита»);

.        Радио России (совместно с программой ГТРК «Чита»).

При дополнительной установке на приемно-передающей станции VSAT-станции будет возможно предоставлять все современные услуги связи:

Широкополосный доступ в Интернет;

Телефонная связь;

Объединение локальных сетей (построение VPN-сетей);

Передача аудио-, видеоинформации;

Видеоконференцсвязь.

Действующая в настоящее время телерадиовещательная сеть в поселке Горный функционирует с применением аналоговой аппаратуры, в составе передатчиков: TCA-100M - «Россия-1» (9 канал), A-108-100 - «первый канал» (12 канал), TTU-100 - «Спорт» (22 канал), мощность излучения 100 ватт. рисунок 2. Высота подвеса антенны - 15 метров.

2. Организация системы цифрового эфирного вещания

.1 Общая схема организации цифрового эфирного вещания

В соотдетствии с системным проектом «Сеть цифрового телевизионного вещания на территории Забайкальского края (первый частотный мультиплекс)» в качестве транспортной сети доставки федерального пакета программ 1- мультиплекса до обьектов цифрового вещания предусматривается строительство приемных земных станций спутниковой связи с использованием спутниковой доставки сигнала.

Схема транспортной сети доставки пакета программ первого мультиплекса на территории Забайкальского края предстадлена на рисунке 3 и рисунке 4.

Рисунк 3 - Схема доставки программ 1-го мультиплекса до регионального центра в г.Чита

Рисунок 4 - Схема региональной транспортной сети

В соответствии с системным проектом, схема организации доставки телерадиопрограмм на территорию Забайкальского края реализована через космический аппарат «Ямал-301К» с точкой стояния 90 градусов восточной долготы.

Зона обслуживания спутника «Ямал-301К» представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 - Зона обслуживания спутника «Ямал-301К»

Для обеспечения бесперебойной работы сети, возможности централизованного управления и настройки технических параметров в составе проектируемой сети организуется система управления и контроля.

Каждый передающий центр оснащен блоком дистанционного контроля СДК-5, к которому непосредственно подключается оборудование, установленное на передающем центре. Этот блок представляет собой промышленный компьютер, программное обеспечение которого включает приложения сбора данных от подключенных устройств, SNMP агент, WEB сервер. Через Ethernet интерфейс блок дистанционного контроля подключен к компьютерной сети TCP/IP, к которой также подключены компьютеры пользователей системы и центральный сервер. С помощью обычного WEB браузера пользователи системы могут устанавливать соединение с блоком дистанционного контроля и получать информацию о текущем состоянии устройств на передающем центре, управлять работой этих устройств. Также доступно получение данных и управление через SNMP протокол.

Рисунок 6 - Схема системы контроля

Центральный сервер служит для непрерывного наблюдения и архивирования данных о работе оборудования. На каждом передающем центре блок дистанционного контроля непрерывно запрашивает данные от оборудования и в случае возникновения неисправности, сразу посылает сообщение на центральный сервер. Кроме того, на центральный сервер через определенный период времени передаются данные о наиболее важных параметрах оборудования. Информация, полученная центральным сервером, хранится в базе данных. Доступ к этой информации осуществляется через WEB интерфейс.

Со страницы со списком оборудования на передающем центре пользователь может перейти на страницу одного из устройств. Здесь выводятся данные об этом устройстве, список сообщений о последних событиях, произошедших с устройством. Здесь также выводится таблица с текущими значениями наиболее важных параметров устройства. Перейдя по ссылке можно посмотреть всю историю значений конкретного параметра за весь период наблюдения за устройством. На странице устройства также есть гиперссылка на встроенный WEB сервер устройства. Загрузив страницу со встроенного WEB сервера, пользователь может получить полную информацию обо всех параметрах устройства на текущий момент времени и если имеет соответствующие права доступа, изменить настройки устройства.

Станции ЦНТВ работают в автоматизированном режиме, т.е. без рабочих мест, но при обязательном периодическом контроле за их работой. Сменный персонал, в основном, обеспечивает только контроль и оперативное устранение аварийных ситуаций. Структурная схема системы контоля Забайкальчкого КРТПЦ приведена в приложении А.

2.1.1 Состав радиотелевизионной передающей станции

Радиотелевизионная передающая станция (РТПС) предназначена для приема со спутника и дальнейшей трансляции цифрового пакета телерадиопрограмм с круглосуточным режимом работы без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Структурная схема представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 - Структурная схема РТПС

В состав РТПС входит следующее оборудование цифрового телерадиовещания:

. Антенно-мачтовое сооружение.

. Цифровой телевизионный DVB-T2 передатчик ДМВ-диапазона выходной мощностью 10 Вт.

. Широкополосная антенная система ДМВ-диапазона.

. Фидер снижения в комплекте с соединителями, элементами крепления и другими необходимыми аксессуарами.

. Спутниковая приемная система С-диапазона с офсетной антенной диаметром 2,4м, конвертором и профессиональным цифровым спутниковым приемником.

. Земная станция спутниковой связи стандарта VSAT с офсетной антенной диаметром 0,9м Ku-диапазона.

. Источник бесперебойного питания.

Антенно-фидерное устройство

Антенно-фидерное устройство (АФУ) состоит из антенны типа OMNI и фидера снижения (ФС)

В состав поставки антенны типа OMNI входит:

антенна,

стойка, (подставка) высотой Н=1 м;

комплект эксплуатационной документации (паспорт, декларация о соответствии).

В состав поставки ФС входит:

коаксиальный кабель в комплекте с разъемами, креплениями, заземляющими устройствами, монтажными чулками для подъема на антенную опору;

джамперы;

комплект эксплуатационной документации (паспорт, декларация о соответствии).

Цифровой телевизионный DVB-T2 передатчик

Телевизионный передатчик предназначен для формирования и усиления цифрового телерадиосигнала ДМВ диапазона в стандарте DVB-T/Т2.

Все характеристики передатчика должны соответствовать международным стандартам на цифровое эфирное вещание ETSI EN 302 755 V1.3.1 (2012-04) и государственному стандарту «Радиопередатчики телевизионные цифровые» и документам «ПРАВИЛА применения оборудования систем телевизионного вещания. Часть I. Правила применения передатчиков эфирного телевидения».

Приемная земная спутниковая станция

В состав ЗССС входит:

антенная система диаметром 2,4 м с облучателем C-диапазона ОАО «АлМет» СТВ-2,4-1.1-АУМ

малошумящий усилитель-конвертор типа Norsat 8520»

спутниковый приемник-декодер Cisco D9854

комплект кабелей.

Основные характеристики приемной ЗССС приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Основные характеристики приемной ЗССС

2.2 Расчёт параметров и зоны покрытия, расчет зоны уверенного приема

Основной проблемой при проектировании наземного телевизионного вещания является определение реальной зоны обслуживания РТПС и решение на ее основе задачи оптимизации технических параметров и местоположения станции.

В данном разделе представлены расчёты оптимальной зоны покрытия с помощью пакета программ «проектирование и анализ радиосетей - ПИАР» версии 4.56/2010. Определив зону обслуживания и зону тени можно оптимизировать технические характеристики и местоположение передающей станции. В поселке Горный установлена и эксплуатируется мачта высотой 15 метров для трансляции аналогово телевидения на 9, 12 и 22 каналах, применена антенна типа “ЗИГЗАГ-1”.

Проделав расчёты с помощью вышеуказанной программы приходим к выводу, что высота подвеса антенны в 15 метров является оптимальной, так как уменьшение высоты приводит к уменьшению зоны охвата, а увеличение высоты не приводит к ее увеличению.

Так как здание почтового отделения, на котором установлена мачта находится в центре поселка, целесообразно использовать антенну круговой направленности ATS 08.07.920 рисунок 13.

Рисунок 13 - Диаграмма направленности и внешний вид антенны ATS 08.07.920

С помощью программного комплекса «ПИАР» пробуем использовать различные типы антенн, рисунок 14 и мощность передатчика рисунок 15.

Рисунок 14 - Выбор оптимального типа антенны и зоны покрытия

Рисунок 15 - Выбор мощности передатчика

Зона уверенного приема с использованием антенны ATS 08.07.920 отображена на рисунке 16.

Рисунок 16 - Зона уверенного приема для напряженности поля 56,7 дБ мкВ/м

Далее производим выбор мощности передатчика. На действующем аналоговом оборудовании используются передатчики мощностью 100 Вт. Но по моим расчетам мощности передатчика 10 Вт вполне хватает для покрытия всей площади поселка в 1км². Согласно распределению частот по Забайкальскому краю, в поселке Горный должно производиться вещание на IV частотном диапазоне, частоте 498 МГц -24 канал с напряженностью поля 56,7дБ(мкВ/м).

Таким образом, согласно полученным расчётам сеть вещания стандарта DVB-T2 с расположением передатчика в п. Горный имеет следующие параметры: частота 498 МГц, мощность передатчика составляет 10 Вт, высота подвеса передающей антенны 15 метров, тип антенны ATS 08.07.920, напряженность поля 56,7дБ(мкВ/м).

3. Обзор, сравнение и выбор оборудования для цифрового эфирного телевидения

.1      Выбор цифрового приемника

ProView 7000 это первый в мире масштабируемый ресивер с DVB-дескремблированием, мультиформатным декодером видео и процессором для потоков MPEG.7000 хорошо подходит под системы обмена цифровым контентом, полное дескремблирование транспортного потока, декодирование и другие приложения цифровой ГС.

Предлагая модульный дизайн, ProView 7000 эффективен для целого спектра задач: от декодирования одного канала, до ремультиплексирования множества потоков. Декодер незаменим для миграции к архитектуре «все на IP» и является лучшим выбором для работы с HD-контентом. Гибкая аппаратная платформа может быть легко переконфигурирована под новые форматы и кодеки видео, к примеру к переходу от SD MPEG-2 на HD AVC. Большое количество опциональных входных интерфейсов от DVB-S/S2 до IP и DVB-ASI позволяют оптимизировать архитектуру платформы, создавая разные схемы резервирования, например первичный DVB-S и резервное IP-подключение

Полностью интегрированная платформа объединяет много возможностей: дескремблирование нескольких потоков, декодирование разных форматов и кодеков, а также функции ремультиплексора, включая PID фильтрацию, remapping и регенерацию таблиц.7000 оснащен двумя модулями (картами) декодера, с поддержкой SD, HD, MPEG-2 и AVC.

Широкий выбор входных интерфейсов, включая DVB-S2, ASI и IP входы

• 2 независимых выхода ASI

• Двойной выход IP. Коммутатор с поддержкой резервирования 1+1

• Два интегрированных DVB common interface позволяют дескремблировать два полных транспортных потока

• Одноканальный декодер в 1-RU

• Декодирование MPEG-4AVC/MPEG-2 SD/HD

Декодирование звука MPEG-1 Layer II (Musicam), Dolby Digital (AC-3), AAC

• Цифровые выходы видео HD-SDI,SD-SDI, HDMI и аналоговые

• Ремультиплексирование «из любого потока в любой поток »

• Регенерация таблиц PSI/SI и MPEG

• Графический интерфейс GUI для простого управления

• Конфигурирование и мониторинг через SNMP

• Поддержка архитектуры «все на IP» - Harmonic являлся пионером таких решений, выпустив первый в мире декодер с выходом видео через IP. ProView 7000 в комбинации с встроенным декодером FLEX дает полную масштабируемость решения и экономически эффективный переход к архитектуре «все на IP»

• Встроенный механизм down-конвертации качества видео, позволяет не только преобразовать HD в SD, но и изменить соотношение сторон изображения и перекодировать звук для него

• Простое управление: ProView7000 просто управляется через удаленный интерфейс или через Harmonic NMX Digital Service Manager™ для конфигурирования, мониторинга и автоматического резервирования в централизованной или распределенной архитектуре

Входные РЧ интерфейсы DVB-S/DVB-S2:

• Вход L-Band с управлением LNB, разъем F, 75 Ом

• частотный диапазон 950 - 2150 МГц

• входной уровень РЧ-сигнала -65…-25 dBm

• питание LNB: 13 VDC, 18 VDC / 350 mA

Входы DVB-S:

• диаграмма QPSK

• символьная скорость 1 - 45 Msym/s

• поддержка всех соотношений FEC

Стандартный вход DVB-S2:

• схемы модуляции QPSK, 8PSK (16APSK - опция на 1 входе)

• символьная скорость 1 - 45 Msym/s

• поддержка всех стандартных соотношений FEC

• блоки FEC: стандартные и нормальные

• режим CCM (VCM - опционально по одному входу)

• пилот-сигналы: включение и выключение

Вход ASI:

• разъем 4x BNC, 75 Ом

• длина пакета 188 Байт

• максимальная скорость транспортного потока 108 Мбит/с

• совместим с CENELEC EN 50083-9

• выходные интерфейсы транспортного потока

Выход ASI:

• количество выходов 2

• разъем 2x BNC, 75 Ом

• длина пакета 188

• максимальная скорость транспортного потока 108 Мбит/с

• совместим с CENELEC EN 50083-9

Выход MPEG Over IP:

• потоки SPTS / MPTS

• протокол инкапсуляции MPEG-2 TS over UDP over IP v4

• поддержка резервирования на физическом уровне 1+1

• поддержка рассылки Multicast

• разъем 100/1000Base-T, RJ-45

Обработка транспортных потоков:

• ремультиплексирование «из любого в любой» на уровне потока, сервиса и компонента

• фильтрация PID и сервисов

• высокоточный PCR re-stamping

• обработка и регенерация PSI / SI

• автоматическая генерация и пропуск таблиц PSI/SI

• удаление сигналов (сообщений) системы условного доступа (CA) в процессе дескремблирования

Система условного доступа:

• поддержка DVB-CI: два независимых слота EN-50221

• методы CA: Multicrypt, Simulcrypt

• поддержка различных CAS: Viaccess®, Irdeto®, Conax®, Nagravision® (неполный перечень)

Декодирование видео

• MPEG-2 SD 4:2:0 MP@ML

• MPEG-2 HD 4:2:0 MP@HL

• MPEG-4 AVC SD MP@L3

• MPEG-4 AVC HD MP@L4.0 / HP@4.0

Максимальная скорость потока:

• MPEG-2 SD - 15 Мбит/с

• MPEG-2 HD - 50 Мбит/с

• MPEG-4 AVC SD - 10 Мбит/с

• MPEG-4 AVC HD - 20 Мбит/с (MP), 25 Мбит/с (HP)

Форматы видео:

• 1080i @ 29.97, 30, 25 fps

• 720p @ 59.94, 50, 60 fps

• 480i @ 29.97 fps

• 576i @ 25 fps

• 480p @ 59.94 fps

Аналоговые стандарты видео: PAL-B/G/I/M/N/D, NTSC

Обработка видео:

• преобразование сигнала HD «вниз» с конвертацией соотношений сторон изображения в режимах Letter Box, Center Cut

• конвертация сторон изображения: из 16:9 в 4:3

• повторная вставка VBI в композитное видео и добавление в поток SDI

Декодирование аудио:

• 2 стерео пары декодирования аудио

• стандарт MPEG-1 Layer-II

• преобразование «вниз» формата Dolby Digital®

• пропуск Dolby Digital® 5.1

Размер: (H x W x D) 4.4 см x 48.3 см x 39.37 см (1 RU).

Вес: 5 кг.

Питание: 100 В-240 В, 50/60 Гц.

Потребляемая мощность: 100 Вт.IRD серии D9854 является универсальным спутниковым приемником DVB-S/S2 с поддержкой форматов сжатия MPEG-2 и MPEG-4, разрешения SD и HD, с возможность IP-выхода (функционал определяется при заказе). Имеет 4 переключаемых входа L-диапазона. Возможность цифровой вставки (DPI). Поддержка многоканального дескремблирования. Имеет версии для работы с системой условного доступа PowerVu.

Стандарты:         MPEG-2 и DVB совместимый EN 300 421, EN 300 468.

Демодуляция:     DVB-S QPSK, DVB-S2 QPSK и 8PSK.

Количество входов RF         4 (1 активен одновременно).

Входной уровень         : от -25 до -65 дБм на несущую.

Частотный диапазон:   от 950 до 2150 МГц.

Диапазон скорости передачи символов DVB-S:

• 1.0 до 45 MSymbols / сек.S2:

• 10,0 до 30 MSymbols / сек;

• 1,0 до 10 MSymbols / сек.

Диапазон захвата носителей:

• ≥ ± 3,0 МГц (1-10 Msymbols);

• ≥ ± 5,0 МГц (10-30 Msymbols).

Спутники: С-диапазона и Ku-диапазона.

Входное полное сопротивление: 75 Ом.вход:транспортный вход      EN50083-9, DVB-ASI коаксиальный, 188/204 байт.

Аналоговый HD видео выход:

• количество каналов   1

• тип видео декомпрессии     MPEG-2 4:02:00 и MPEG-4 AVC 4:02:00 (необязательно)

• видео стандарт 1080i на 29,97 кадров в секунду (FPS), 1080i AT25 кадров в секунду, 720p at59.94 кадров в секунду, и 720pat 50 кадров в секунду

• горизонтальные разрешения видео     1080i: 1920, 1440, и 1280

p: 1280, 960, 640 и

Аналоговый SD видео выход

• Количество каналов  1 (2 идентичных выхода)

• тип видео декомпрессии     MPEG-2 4:02:00 и MPEG-4 AVC 4:02:00

• видео стандарт NTSC и PAL B / G / I / D / M / N

• максимальное разрешение видео         720x480 и 576 видео выход

Аналоговый аудиовыход

• количество каналов   2 стерео пары или 4 моно каналов и 5.1-канальный понижающего микширования

• аудио декомпрессии  MPEG или Dolby Digital (AC-3)

• HE-AAC одного стереопара или Dolby Digital Plus одного стереопара

• выходной уровень    Сбалансированные, регулируемые аудио выходы устанавливаются на заводе для единичного усиления (0 дБм вне над 600 Ом для 0 дБм в). Outputis регулируется на передней панели на ± 6,0 дБ (см. 100 кОм) и откалиброван на заводе до +18 дБ (при полной шкалы).

• частотный отклик      ± 0,5 дБ, 20 Гц до 20 кГц (см. 100 кОм)

• суммарные гармонические искажения <0,3% при 1 кГц (см. 100 кОм)

• динамический диапазон     85 дБ (в среднем метр ответ CCIR [ARM] взвешивание)

• перекрестные помехи         80 дБ при 1 кГц (типичное значение)

Цифровой HD видео выход

• количество каналов   1

• выбор выходные пользователя порты 2

• тип выхода       BNC

• выходной формат     HD-SDI, SMPTE-292M, SDI, SMPTE-259M

• встроенное аудио:     2 аудио-программы, PCM или сквозной, 2 цифровых выхода аудио (1 стерео канала каждый), BNC, AES-3id, SMPTE 276M;

Цифровые выходы:

• RS-232 асинхронный: 300, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400 бит / с

• выход Ethernet для MPE данных: RJ-45, 100/1000BaseT

• условный доступ Cisco PowerVu: DES или DVB

• DVB дескремблирование: BISS mode1 / ECI:

• интерфейс: 2 CI слота - RU 50221

• CA method: MultiCrypt, Simulcrypt

• система условного доступа (CAS)        : Irdeto, Viaccess, Nagravision, Conax, Mediaguard, Роскрипт, Videoguard и Cryptoworksвыход:

• MPEG-2 транспортный выход: EN50083-9, DVB-ASI коаксиальный,

Программируемый релейный выход: аварийный сигнал или настраивается на один из 8 выходов с открытым коллектором.

Выход звукового сигнала:

• сбалансированный аудиовыход  -3.0 ДБ ± 3 дБ, 600 Ом;

• выходное сопротивление   <50 Ом.триггерный выход:

• 8выходов;

• тип: открытый коллектор.

Требования к окружающей среде:

• рабочая температура         0-50 ° C (32-122 ° F);

• хранение -20-70 ° C (-4-158 ° F).

Шасси механические характеристики:

• высота     1.72 дюйма (4.37 см) 1RU, под 19-дюймовую стойку EIA;

• ширина   17.35 дюймов (44,07 см);

• глубина   13.78 дюймов (35,0 см);

• вес  10 фунтов (4,5 кг).

Питание:

• диапазон напряжения         от 100 В до 240 В переменного тока

• частота сети      50/60 Гц

• потребляемая мощность    50 Вт типичный (без конвертера)

• LNB мощность по спутниковому входу        +13 В или +18 В при 400 мА максимум.

Сделав анализ технических характеристик и стоимости изделий, я сделал выбор в пользу спутникового приемника Cisco IRD серии D9854, так как он потребляет в два раза меньше электроэнергии и имеет меньшую стоимость. Функционал приемника Harmonic ProView 7000 в нашем случае является избыточным, так как требуется только подача ASI-сигнала на передатчик.

3.2    Выбор цифрового телевизионного передатчика

На сегодняшний день существует большое количество различных фирм предлагающих цифровое оборудование стандарта DVВ-Т2. Передатчики зарубежной фирмы Harris были испытаны в опытной зоне цифрового вещания в стандарте DVB-T2 в Республике Казахстан. Эти испытания показали в целом очень хорошие результаты, была достигнута существенно большая зона покрытия, чем в классическом стандарте DVB-T и реализована передача программ стандартной и высокой четкости в наиболее скоростных режимах работы стандарта DVB-T2. Российские фирмы производители так же положительно зарекомендовали себя на рынке цифрового оборудования предприятия ООО "НПП Триада-ТВ", ООО "НПК Микротек» и ОАО «МАРТ». Эти предприятия длительный период времени торгуют оборудованием на российском рынке. Являются поставщиком оборудования, комплектующих и расходных материалов для различных подразделений «РТРС».

Остановимся на оборудование этих трех российских предприятий.

Цифровой телевизионный передатчик DVB-T2 10Вт предприятия «Март» - «Нева Ц-0,01».

выходная мощность- 0,01 кВт;

частотный диапазон- 470 - 862 МГц;

входные интерфейсы:

2 x ASI, BNC;

100/1000 base - T (RG45), Протоколы: RTP,UDP;

режим передачи- MFN, SFN-SISO, SFN-MISO;

модуляция- QPSK, 16 QAM, 64 QAM, 256 QAM (normal and rotated);

количество несущих:

1K, 2K, 4K, 8K;

расширенное 8K, 16K;

расширенное 16K, 32K;

расширенное 32K;

защитный интервал- 1/128, 1/32, 1/16, 19/256, 1/8, 19/128, ¼;

код LDPC- 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6;

распределение пилот-тонов- PP1, PP2, PP3, PP4, PP5, PP6, PP7, PP8;

канальное кодирование- BCH+LPDC;

управление и мониторинг:

- дисплей, клавиатура и индикаторы состояния;

- 10/100/1000 base-T Ethernet (SNMP, WEB);

RS-232;

коэффициент ошибок модуляции, MER≥35 Дб;

габаритные размеры (Ш*Г*В)- 2 U (483x610x100 мм);

вес -14 кг;

потребляемая мощность -0,2 кВт.

Передатчик «Полярис ТВЦ-10» построен на основе технологии цифрового формирования COFDM сигнала с последующим широкополосным линейным усилением с использованием LDMOS UHF транзисторов.

Основные характеристики цифрового телевизионного передатчика DVB-T2 10Вт предприятия «Триада-ТВ» - «Полярис ТВЦ-10»:

рабочий диапазон частот - 470 - 860 МГц;

потребляемая мощность - 0,22кВт;

выходная мощность - 10Вт;

воздушное охлаждение;

высота - 1U мм;

ширина - 482мм, глубина - 350мм;

масса - 6,3кг.

Цифровой телевизионный передатчик DVB-T2 1-10Вт НПО «Кабельные сети» TV-50D.

Основные характеристики цифрового телевизионного передатчика:

входной сигнал- мультиплексированный поток транспортный поток MPEG-TS, 188 или 204 бит;

вход данных - два иерархических входа 2xASI, BNC, 75ohm;

вход внешнего опорного генератора 10 MHz - BNC 50ohm, -5…+10 dBm;

вход опорного сигнала 1 PPS с приемника GPS - BNC - 50 ohm, TTL;

выход ВЧ - VHF, 174-230 MHz (диапазон III) или UHF, 470-860 MHz (диапазон IV-V);

выходная мощность: 50 W rms;

стабильность выходной мощности ± 0.5 dB, ALC;> 40 dB;

тип выходного разъема 7/16 female, 50 ohm;

выход контроля ВЧ - 30 dB, BNC female;

полоса частот - 8 MHz или 6, 7 MHz(по заказу);

гармоники и побочные излучения ≤ - 60 dB;

температура + 5…45 °C;

габаритные размеры (2+4+1)U 19“;

напряжения питания ~220 Vac, 50-60 Hz;

потребляемая мощность: 300 VA max;

охлаждение воздушное принудительное.

Таким образом, сопоставив технические характеристики передатчиков, выбор сделан в сторону передатчика предприятия «Триада» «Полярис ТВЦ-10», так как он имеет минимальные габариты, а также полностью совместим с системой мониторинга сети ТВ-вещания поставляемой, настраиваемой и обслуживаемой специалистами предприятия «Триада», остальные показатели практически одинаковые и их отличия несущественны.

3.3    Выбор антенно-фидерных устройств

Антенна СТВ-0,9-1.1 АУМ

Антенна предназначена для приема сигналов с геостационарных спутников в Ku-диапазоне (10.7-12.75ГГц). Облучатель в комплекте не поставляется. Обеспечение заданных параметров рефлектора обеспечивается контролем геометрических параметров при изготовлении.

Антенна СТВ-0,9-1.1 АУМ

Технические характеристики представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Технические характеристики СТВ-0,9-1.1 АУМ

Антенна СТВ-2,4-11 АУМ

Антенна предназначена для приема сигналов с геостационарных спутников как в Ku-диапазоне (10.95-12.75ГГц), так и в C-диапазоне (3.6-4.2ГГц) в зависимости от применяемого облучателя. Облучатель в комплекте не поставляется. Обеспечение заданных параметров рефлектора обеспечивается контролем геометрических параметров при изготовлении. Антенна не предназначена для передачи сигналов на спутник и требует для этого специальной доработки в заводских условиях.

Антенна СТВ-2,4-11 АУМ

Технические характеристики представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Технические характеристики СТВ-2,4-11 АУМ

В данном проекте предполагается использование спутниковых антенн СТВ-0.9 и СТВ-2.4, поставляемых компанией SUPRAL за счет преимущественных показателей приведенных в таблице.

Антенна с круговой диаграммой (OMNI directional).

Антенна Aldena ATS.08.07.920 с круговой диаграммой направленности предназначена для работы в составе радиотелевизионных передающих станций (РТПС) малой и средней мощности. Обычно устанавливается в верхней части антенной опоры.

Антенна типа Omni - ПТВГ-6 ОАО "Прима Телеком". Широкополосная антенна ПТВГ-6 формирует круговую диаграмму направленности. Антенна выполнена из полуволновых вибраторов, поставляется в защитном чехле. Конструкция антенны имеет посадочный фланец для крепления к конструкции башни.

Антенна Aldena ATS.08.07.920 слева и ПТВГ-6

Таблица 5 - Электрические характеристики антенн Omni directional

Технические характеристики антенн представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Технические характеристики антенн Omni directional

Подводя итог необходимо отметить, что выбор сделан в сторону компании Aldena, так как она широко используется в настоящее время на маломощных РТПС и хорошо себя зарекомендовала на рынке.

Выбранные антенно-фидерные устройства соответствуют требованиям приказа Минсвязи РФ №153 от 23.112006г. «Об утверждении правил применения антенн и фидерных устройств» и техническим условиям завода-изготодителя.

Выбор антенн обусловлен их широкополосностью и высоким допустимым уровнем входной мощности, что позволит беспрепятственно организовать вещание 2-го и 3-го мультиплексов с использованием этих антенных систем.

3.4    Выбор спутникого модема

Технические характеристики iDirect 3000

Спутниковый маршрутизатор (модем) серии 3000 от компании iDirect специально разработан для различных коммуникационных потребностей небольшого регионального офиса в сети IP. Серия 3000 имеет все аппаратное и программное обеспечение, необходимое для всех важных требований удаленного широкополосного доступа.

Оптимизированная для удаленного доступа в Интернет, серия iDirect 3000 является идеальным выбором небольшого или среднего корпоративного заказчика с базовыми потребностями удаленного доступа. Способная обеспечить скорости до 18 Мбит/с нисходящего и до 4,2 Мбит/с восходящего потоков, серия 3000 может поддержать все удаленно работающие IP-приложения, включая VoIP (голос поверх IP) и базовые средства передачи видео. Удаленный спутниковый маршрутизатор (Remote Satellite Router) серии 3000 от компании iDirect является устройством «в одном корпусе», включающем спутниковый модем, IP-маршрутизатор, ускоритель TCP по спутниковому каналу и функции качества обслуживания (QoS)/приоритизации в простом для развертывания и надежном конструктиве.

Технические характеристики CDM-600L

Спутниковый модем CDM-600L является L-диапазонной версией широко известного модема CDM-600 и сохраняет все его возможности. CDM-600L полностью соответствует стандартам Intelsat IESS-308, 309, 310, 314 и 315 и обеспечивает скорости передачи данных от 2.4 кБит/с до 20 Мбит/с. Модем имеет следующие интерфейсы: G.703 (балансный и небалансный), RS422, V.35, RS232, LVDS.

В модеме CDM-600 в дополнении к традиционным методам прямого исправления ошибок предлагается современный метод - турбо кодирование (TPC). Этот метод дает значительное улучшение характеристик по сравнению с кодирование по Витерби + Рид Соломон. Разработано два кодека ТРС: первый для скоростей до 5 Мбит/с и второй для скоростей до 20 Мбит/с, который обеспечивает со всеми модуляциями от BPSK до 16-QAM.

Кроме того в модеме имеется возможность организации служебного канала для управления и контроля оборудования на удаленном конце спутниковой линии(EDMAC), автоматической регулировки уровня передачи (AUPC) на ближнем и дальнем концах.

Управление модемом возможно как с передней панели, так и по портам удаленного управления RS-232 или RS-485.L обеспечивает опорную частоту 10 МГц и электропитание для МШБ и блок-ап конвертора, а также управление блок-ап конвертором с помощью сигналов FSK.

Основные возможности:

-       L-диапазон 950 МГц - 1950 МГц.

-       Кодирование: TPC, Viterbi, Sequential, Reed-Solomon и TCM.

-       IBS, IDR.

-       Скорость приема/передачи данных от 2.4 кБит/с до 20 Мбит/с

-       Режим автоматической регулировки уровня передачи на ближнем и дальнем концах.

-       Виды модуляции BPSK, QPSK, OQPSK, 8PSK, 16-QAM

Таблица 7 -Технические характеристики

Подводя итог отмечаем, что в проекте решено использовать модем CDM-600 за счет его меньшей стоимости и затрат на инсталляцию.

3.5    Выбор типа фидера, расчёт затухания в фидере

Фидер, как термин, используемый в области радиотехники и связи, означает радиочастотный кабель (или волновод), армированный соединителями, предназначенный для передачи сигнала от передатчика к антенне. Термин пришел в международный обиход от английского слова «feed» - питание, подача и по сути фидер - это «питающий» антенну кабель.

Основное назначение фидера - передать сигнал от передатчика к антенне без искажений.

Правильно выбранный и установленный фидер может эксплуатироваться в течение 10-15 лет даже в самых жестких климатических условиях, но главное - решить задачу на всех этапах квалифицированно. Обычно для фидера выбирается крупногабаритный радиочастотный кабель полужесткой конструкции (со сварными внешними, а иногда и внутренними проводниками). Таким кабелем трудно подсоединиться к аппаратуре, поэтому используют небольшой длины (1-2 м) гибкие кабельные вставки - джамперы.

Волновое сопротивление фидера (обычно 50 Ом, иногда 75 Ом), выходное сопротивление передатчика и входное сопротивление антенны должны быть одинаковы. Это обеспечивает режим передачи сигнала с наименьшими искажениями.

Коэффициент затухания нормируется обычно на стандартных частотах при температуре окружающей среды 20^°С и указывается в технических условиях или спецификациях на кабели конкретных марок. Фидерные кабели - это кабели с малыми потерями. Малый коэффициент затухания обеспечивается прежде всего высокими электрическими свойствами материалов (медь и полиэтилен) и конструктивным исполнение кабеля - трубчатые проводники и вспененная или кордельная изоляция. В таких кабелях изоляция состоит на 85-90 % из воздуха.

В международной практике принято качество согласования тракта оценивать либо в величинах КСВн (коэффициент стоячей волны по напряжению), либо величиной обратных потерь, RL, дБ ( отношение мощности отраженного (обратного) потока сигнала к мощности передаваемого сигнала).

Согласование фидера с передатчиком и антенной определяется разностью между волновым сопротивлением кабеля, выходным сопротивлением передатчика и входным сопротивлением антенны соответственно. При допуске на волновое сопротивление кабеля 50 ±1 Ом (на отечественных кабелях ± 2 Ом), коэффициент отражения в местах подсоединения фидера к передатчику не превысит 0,04 и КСВн фидерного тракта при условии идеального кабеля и идеальной заделки его в соединители не превысит 1,08.

На практике наибольший вклад в КСВн фидерного тракта вносит собственно кабель. Он имеет длину, на которой “укладывается” много длин волн и на некоторых частотах происходит синфазное сложение отражений от небольших, но повторяющихся c периодичностью кратной половине длины волны ( n λ ⁄2) неоднородностей. В этом случае КСВн имеет вид резонансной кривой.

В отечественных кабелях величина КСВн в точках максимумов может превышать 1,4, вне резонансов КСВн обычно не более 1,15.

Типичный КСВн зарубежных соединителей не превышает 1,1 (канал N) - 1,15 (канал 7/16), аналогичных отечественных - 1,15-1,2. На частотах до 1 ГГц эти величины значительно ниже.

Для заданных частот подходит коаксиальный кабель марки Andrew AVA5-50 7/8", у которого волновое сопротивление Wф = 50 Ом, в качестве диэлектрика в кабеле используется вспененный полиэтилен. В качестве оболочки - галогенонесодержащий черный полиэтилен, имеющий защиту от ультрафиолетового излучения. Внешний диаметр внутреннего проводника d = 9,398 мм.

Потеря мощности сигнала в фидере определяется коэффициентом затухания кабеля на частоте передатчика, α_п, дБ/м, умноженным на его длину, L, м :

α_п х L, дБ. (1)

Если у Потребителя частота передатчика, ƒ_п, отличается от стандартной, ƒ_с, можно приблизительно рассчитать коэффициент затухания на нужной частоте, α_п, по формуле:

(2)

при этом необходимо использовать значение α_с на стандартной частоте, ближайшей к частоте передатчика.

α_п = 0,027= 0,0269 дБ/м

Нужно рассчитать коэффициент затухания в фидере. Номинальная подводимая к фидеру мощность 10 Вт. Длина фидера lф = 25 м.

коэффициент затухания:

α = 0.0269 дБ/м

.0269х25=0,67 дБ

Обычно фидер выбирают исходя из суммарных потерь мощности сигнала не более 2 дБ, в нашем случае суммарные потери не превышают 1 дБ, это означает, что выбор производителя фидера сделан правильно. Из всего многообразия производителей кабельной продукции выбор фидера именно компании Andrew объясняется отличным сочетанием цены и качества, а также наличием в комплекте поставки всех необходимых разъемов, комплектов крепления и заземления.

3.6    Выбор мачты

В данном проекте используем металлическую мачту, предназначенную для установки антенн телекоммуникационного и вещательного оборудования на высоте 4 м. Конструкция мачты представляет собой трубы одного диаметра, соединяющиеся с помощью втулок. Стык поясов секций осуществляется болтовым соединением через фланцы. Технические характеристики мачты приведены в таблице 8.

Таблица 8 -Технические характеристики мачты

План размещения мачты приведен в приложении Б и В.

Таким образом, изучив теоретические основы данного вопроса, произвели подбор наиболее подходящего оборудования для проектирования сети вещания стандарта DVB-T2 в ЗАТО п. Горный.

.       
Разработка плана размещения оборудования для цифрового эфирного телевидения

.1 План размещения оборудования

План размещения приведен в приложении Г. При проектировании помещений узлов связи необходимо руководствоваться следующими документами:

ВСН 332-93. Инструкция по проектированию электроустановок предприятии и сооружений электросвязи, проводного вещания, радиовещания и телевидения;

ТОИ Р-45-001-94. Типовая инструкция по охране труда при проведении ремонтно-профилактических работ радиопередающего оборудования;

ВСН 45.122-77. Инструкция по проектированию искусственного освещения предприятий связи;

ГОСТ 464-79. Заземление для стационарных установок проводной связи, радиорелейных станций, радиотрансляционных узлов и антенн систем коллективного приема телевидения. Нормы сопротивления;

СНиП 21-01-97. Противопожарная безопасность зданий и сооружений.

Требования к помещениям с оборудованием определяются паспортными требованиями аппаратуры к параметрам окружающей среды и нормативными документами.

Так как в поселке Горный в настоящее время используется помещение для аналогового оборудования в здании почты, то существует возможность использования данного помещения для размещения и цифрового оборудования.

Помещение находится на третьем этаже трехэтажного здания, имеет размеры 3х6 метра, центральное отопление, средняя температура в помещении 23⁰С. Высота здания 11 метров, высота передающей мачты, находящейся на крыше здания 4 метра. Все оборудование занимает одну стандартную стойку. Обеспечивается питанием от сети 220 В. Не нуждается в дополнительном охлаждении. Здание почты имеет автономный источник питания на случай отключения электроснабжения. Обслуживание данного аналогового оборудования производится двумя сотрудниками КРТПЦ - инженер и технический работник. Мониторинг работы цифрового оборудования будет осуществляться дистанционно из читинского телецентра дежурной сменой. Обслуживание цифрового оборудовании будет обеспечиваться выездной бригадой сотрудников, которая закреплена в настоящее время за Улетовским районом.

Состав проектируемого оборудования РТПС определен в соответствии со схемой организации вещания.

Все оборудование устанавливается в 19” стойку, которая размещается в помещении аппаратной.

План размещения оборудования в аппаратной и структурная схема приведены в приложениях Г и Д соответственно.

Условия эксплуатации:

аппаратура должна быть рассчитана на работу в отапливаемых обслуживаемых и необслуживаемых станционных помещениях с температурой от 5°С до 40°С, относительной влажности воздуха не выше 85% при 30°С и атмосферном давлении не ниже 60 кПа (450 мм рт. ст.).

аппаратура предназначена для круглосуточной непрерывной эксплуатации без постоянного присутствия обслуживающего персонала и проведения профилактических работ. Замена поврежденных блоков, не содержащих элементов эксплуатационной настройки, должна выполняться без регулировки аппаратуры.

Состав проектируемого оборудования указан в таблице 9.

Таблица 9 - Состав проектируемого оборудования

4.2 Электроснабжение

Прибор учета электроэнергии устанавливается внутри аппаратной.

Схема электрических соединений

По степени обеспечения надежности электроснабжения помещение относится к III категории. Питание электроприемников выполняется от сети 220В 50 Гц с системой заземления TN-С-S. Оборудование запитывается от силового распределительного щита ВРЩ, установленного в помещении аппаратной.

Для обеспечения работы передатчика при кратковременных нарушениях электроснабжения используется аккумуляторная батарея входящая в комплект системы питания Eaton 9130.

Все металлические нетоковедущие части оборудования должны быть заземлены.

Электрические распределительные сети аппаратной выполняются кабелями ВВГ, проложенными по стенам и потолку в электротехническом коробе. Для защиты силовой и осветительной сети в щите ВРЩ устанавливаются автоматические выключатели ВА-47-29.

В качестве рабочего принимается освещение люминесцентными лампами. Для обеспечения аварийного освещения необходимо установить светодиодный светильник и запитать от аккумуляторных батарей (от ИБП Eaton 9130).

Учет электроэнергии принят однофазным счетчиком электроэнергии Меркурий 203.2Т, установленном в стойке с оборудованием. Все металлические нетоковедущие части оборудования, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под ним, должны быть заземлены.

Молниезащита предусматривает защиту от прямых ударов молнии и от наведения и заноса высокого потенциала по кабелям (антенным фидерам).

Защиту от наведения и заноса высокого потенциала по кабелям (антенным фидерам) обеспечить путем присоединения металлических оболочек кабелей к токоотводам молниезащиты не менее чем в двух местах: при подходе к антенне и при вводе в аппаратную. Кроме того - в местах изгиба по всему маршруту прокладки. Заземляющие комплекты поставляются вместе с оборудованием.

Монтаж и заземление электрооборудования выполнить в соответствии с действующими нормативными документами. Требованиями изготовителей оборудования, а также пояснениями на чертежах.

Подача защитного заземления выполняется с шины заземления, расположенной в аппаратной.

5. Технико-экономическое обоснование проектируемой одночастотной сети цифрового наземного эфирного телевизионного вещания

.1 Расчет сметы капитальных затрат

К капитальным вложениям относятся все затраты, вносимые на первоначальном этапе строительства сети, и имеющие единовременный характер. Сюда входят все затраты, предшествующие запуску системы в работу. Для определения капитальных вложений для проекта сети передачи данных составим смету затрат на используемое оборудование и материалы, составляющие инвестиции в проект.