Система мониторинга ТВ сетей вещания "Auge"

Проект построения перспективных сетей эфирного ТВ вещания.

Система AUGE.

В связи с планами "активной" модернизации сети государственного наземного ТВ вещания мы сочли целесообразным вынести на обсуждение представителей заинтересованных организаций ряд системных и частных технических вопросов, которые, на наш взгляд, могли бы стать одной из составляющих полного пакета инициатив и решений, направленных на успешное выполнение программы.

Очевидно, что программа модернизации не должна сводиться к простой замене существующих технических средств на новые (даже с улучшенными параметрами их спецификации), а соответствовать современным тенденциям в построении вещательных сетей в расчете эффективной работы на достаточно далекую перспективу <1>.

Основная цель данной статьи - рассмотреть вариант построения сети вещания с системой дистанционного контроля и управления во взаимосвязи со следующими моментами:

1. Возможности постепенного перехода от аналогового вещания к цифровому;
2. Освобождением в связи с этим частотного ресурса;
3. Необходимости существенного уменьшения эксплутационных расходов <2>;
4. Улучшением эксплуатационных свойств сети (повышения надежности, , уменьшения количества обслуживающего персонала, времени простоя и т.д.)

Обобщенная структурная схема такой сети представлена на рис.1.

Передающее оборудование в такой сети имеет в своем составе набор измерительных датчиков, органы дистанционной регулировки, систему сбора данных для формирования информационного сообщения, и двунаправленные интерфейсы для связи с центром управления.

В свою очередь центр управления должен иметь в своем составе сервер с программными средствами для обеспечения дистанционного доступа абонентов к закрепленному за ними передающему оборудованию.

Структура построения передающего комплекса должна предусматривать возможность автоматического или дистанционного перехода на резерв части передатчика (на пример возбудителя) или передатчика целиком (по схеме n+1).

Последняя функция оказывается целесообразной, если эксплуатируются несколько передатчиков в одном и том же диапазоне частот и не слишком удаленными друг от друга каналами.

Передатчики должны иметь интерфейс для дистанционной перенастройки выходных параметров - частоту синтезаторов на любой из рабочих каналов, мощность выходных каскадов и т.д.

Очевидно, что выходной фильтр в этом случае должен быть вынесен за пределы конструктива передатчика и располагаться после системы коммутации (см. рис.2).

 
Рис. 2. Схема резервирования n+1 с дистанционным управлением.

Учитывая перспективу возможного освобождения ряда частотных каналов МВ диапазона <3>, целесообразно также обсудить актуальную в настоящее время тему о необходимости постепенного отказа от использования для целей ТВ вещания I и II частотных диапазонов и перехода на более ВЧ диапазоны вещания (VHF III, UHF IV, V).

При этом появляются следующие преимущества при построении систем телевещания:

• возможность построения более широкополосных обратных каналов кабельного вещания (что в настоящее время весьма актуально);
• возможность размещения 2-х - 3-х антенн III-V диапазонов вместо 1-ой антенны I-ого или II-ого диапазонов (что также актуально при современной насыщенности вещательных мачт и башен антенными средствами различного назначения).

Остальные преимущества связаны с уменьшением числа антенн, их взаимовлияния, уменьшением их размеров и габаритов суммирующих устройств, фильтров (материалоемкость, ветроустойчивость, вес, удобство монтажа и т.д.)

Некоторое возможное уменьшение зоны обслуживания за счет боўльших потерь в фидере и ухудшений условий дифракции сигналов более высоких диапазонов может быть скомпенсировано за счет выбора более высоких точек подвеса малогабаритных антенн каналов III-V диапазонов.

Состав измерений

Определение состава измерений - наиболее ответственная часть проектируемой системы, поскольку чрезмерное увеличение числа измеряемых параметров ведет к неоптимальному соотношению объема собственно вещательной части передатчика и измерительно-информационной части.

Состав измерений может быть определен после тщательного предварительного анализа свойств оборудования подлежащего поставке, числа обслуживаемых РТПС и степени ответственности при обеспечении вещания на заданную зону. В настоящее время обсуждается выбор необходимого числа параметров из следующего набора:

• мощность;
• частота и состояние задающих генераторов;
• номиналы напряжений, токи источников питания и транзисторов выходных каскадов;
• соотношение несущей видео/несущей аудио;
• уровни синхросигналов и уровни белого (или полный размах);
• девиация частоты звукового канала;
• КСВ;
• контроль паразитных излучений;
• температура и параметры системы охлаждения;
• датчики пожарной сигнализации и контроля несанкционированного доступа.
• другие параметры.

Кроме того, разрабатываются методы формирования интегральных и дифференциальных параметров, методы экстраполяции с целью оценки общего состояния и прогноза работоспособности станции, приоритеты и уровни ошибок, определяются характеристики системы доставки данных в центр контроля и управления, а также оптимизируются структуры передатчиков для конкретных схем резервирования.

Следует также отметить, что наиболее полный мониторинг вещательного района (зоны обслуживания) обеспечивается при организации фиксированных (выделенных) пунктов эфирного контроля (анализатор спектра, приемник - демодулятор, измеритель параметров), работающих в автоматическом режиме и имеющих связь с общей системой контроля.

Пример реализации системы дистанционного контроля и управления

В качестве примера рассматриваемой структуры сети ниже приводится краткое описание системы мониторинга и управления итальянской вещательной сети (Мediasat) реализованной на оборудовании фирмы DMT Group.

В последнее время фирмой DMT были сделаны технологические разработки в области ТВ вещателных сетей нового поколения с дистанционным управлением и контролем. Для связи со станцией рассматривалось несколько вариантов, включая радио доступ 2,5G и 3G, сети PSTN, ISDN или ADSL, радио VHF/UHF, цифровая радиосвязь.

Некоторые возможности системы наглядно продемонстрированы на рис 3.

 
Рис.3. Схема системы управления и мониторинга

Политика DMT состоит в том, чтобы предоставить клиенту широкий диапазон решений по системам дистанционного управления. С этой целью все оборудование DMT имеет как последовательные интерфейсы RS485 и RS232, так и параллельные интерфейсы. Proxy Server, разработанный компанией "DMT", позволяет соединять оборудование DMT с системой управления на основе сетевого алгоритма SNMP через стандартные интерфейсы. Proxy Server может быть сконфигурирован для получения доступа через сеть к параметрам работающего оборудования. Доступ к сети очень удобен и для взаимодействия с местной системой, например, в целях осуществления технической поддержки через портативный компьютер, соединенный с портом RJ45, расположенным на передней панели.

В качестве стандартного решения для дистанционного мониторинга и управления передающим оборудованием и вещательными станциями DMT предлагает систему AUGE, которая базируется на последовательном интерфейсе RS485 и протоколе связи ALGORAB.

Каждая контролируемая станция оснащена HUB-ом (CN110R) и различным количеством входных/выходных интерфейсов.

Можно выбрать каналы связи между местами и центром управления, включая радио VHF или UHF, dial-up модемы, модемы GSM, цифровой канал от 64k до 2Мбит/с.

В основе центра управления находится web-сервер, с которым связаны клиенты местной сети через дистанционный доступ. Центр управляет распределением сигналов тревоги через SMS-технологию (система коротких сообщений).

При помощи простого графического интерфейса пользователя оператор центра управления получает информацию о состоянии оборудования на отдаленных станциях. Система позволяет осуществлять дистанционное управление вручную и/или автоматически.

Кроме этого система дает возможность анализировать динамику изменений во времени различных параметров и прогнозировать динамику изменений во времени различных параметров и прогнозировать отказы, а также, по совокупности признаков, более точно определять узлы и блоки вещательной станции, подлежащие превентивной замене.

Созданная специально для ТВ-радиосистем, Auge может использоваться и в других целях, где требуется надежное и точное дистанционное управление, благодаря модульному исполнению и гибкости.
Управление системой основано на web-технологии и может быть легко переконфигурировано в зависимости от рабочих требований.

AUGE компании "DMT" может использоваться с широким диапазоном оборудования и других крупных производителей.

На наш взгляд, изложенный зарубежный опыт может быть широко использован при модернизации национальных ТВ вещательных сетей и даст существенный положительный экономический и технический эффект в случае эксплуатации телевизионных эфирных вещательных сетей, обслуживающих большие территории со значительным количеством труднодоступных РТПС.