Надання послуг IPTV на базі мережі доступу технології сімейства xDSL

Все дополнительные сервисы могут  запускаться постепенно, в разных фазах проекта, без выключения системы.

IPTV – дальнейшая закономерная  трансформация цифрового телевидения!

В дипломной работе мы подробнее рассмотрим,  что нужно  для  внедрения технологию IPTV  на существующих  линиях фиксированного оператора связи и выберем оптимальный сценарий для его развития. 

 

 

 

 

 

1. СТРУКТУРА СЕТИ ДЛЯ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ УСЛУГ IPTV

1.1 Структура сети оператора связи

Структура ГТС  города Харькова делится на миллионные зоны, каждая из которых может включать в себя до десяти узловых районов  емкостью до 100 000 номеров каждый. Концентрируемая  на УИС исходящая телефонная нагрузка по крупным пучкам СЛ поступает к УВС других узловых районов. Число и протяженность пучков СЛ значительно уменьшаются, а использование их возрастает.

В пределах узлового района РАТС соединяются между собой  по принципу "каждая с каждой", а с РАТС других узловых районов - через УИС и УВС.

На ГТС с УИС и  УВС применяют семизначную нумерацию; первая цифра номера определяет код  миллионной зоны, вторая - код узлового района, а третья - код РАТС

Схема межстанционных связей на телефонной сети с УВС и УИС показана ниже. Связи между РАТС одного узлового района осуществляются по принципу "каждая с каждой" либо через УВС.

 

Рисунок.1.1 Схема районированной ГТС с УВС и УИС

 

На кабельном участке (рисунок 1.2) применяются цифровая коммутационная система EWSD.

Характеристика системы:

• максимальная емкость местной АТС до 250000 абонентских линий;
• емкость междугородных и международных АТС до 60000 соединительных линий;
• емкость станций для системы подвижной радиосвязи общего пользования до 40000 абонентов;
• коммутируемая нагрузка до 25200 Эрл;
• управление: координационный процессор с пропускной способностью 1300000 вызовов и децентрализованные групповые процессоры на микропроцессорной базе;
• коммутационное поле: с блоками коммутации В-П-В (время - пространство - время) или В-П-П-В со скоростью передачи 8 Мбит/с. Типы доступа абонентская лини со шлейфным сопротивлением 2000 Ом при напряжении 48 В или 2240 Ом при напряжении 60 В;
• возможность включении цифровых и аналоговых соединительных линий;
• возможность включения ISDN абонентов по доступу: базобазовому 2B+D - 160 кбит/с и первичному 30B+D - 2 Мбит/с.
• рабочее напряжение: 48В или 60В постоянного тока;
• габаритные размеры статива: 2450x770x500 мм;
• условия эксплуатации: температура от 5 до 40 градусов, относительная влажность от 10 до 80 процентов;
• рассеиваемая мощность в час наибольшей нагрузки менее 1 Вт на абонентский блок в зависимости от конфигурации и размера узла.

EWSD представляет собой систему,  предназначенную для всех видов  применения с точки зрения  узла, его емкости, диапазона предоставляемых услуг и сетевого окружения. Она может использоваться как в качестве местной станции малой емкости, так и в качестве крупной местной или транзитной (междугородной) станции. Кроме того, она может предоставлять новейшие услуги для систем с операторским обслуживанием, интеллектуальных сетей и сетей подвижной связи. Модульность и прозрачность аппаратных и программных средств обеспечивают возможность адаптации EWSD к любой сетевой среде.

Система EWSD соответствует требованиям международных стандартов и рекомендаций.

Для подключения местных первичных  сетей, а точнее для нашего участка  применяется кабель типа:

ТСВ-100×2×0,4;

ТППз-100×2×0,5;

ТППз-200×2×0,5,

общей длиной 1060м.

Кабель ТСВ телефонный станционный  с медными однопроволочными жилами, с изоляцией из ПВХ пластиката и оболочкой из ПВХ пластиката, с экраном из фольгированного лавсана (нг – не распространяющий горение).

Конструкция:

1. Токопроводящая жила  из медной мягкой круглой проволоки,  диаметром 0.4 и 0.5 мм.

2. Изоляция из ПВХ пластиката толщиной 0.25мм.

3. Скрученная пара  или тройка с шагом скрутки  не более 100 мм.

4. Скрученные элементарные  пучки с шагом скрутки не  более 600 мм.

5. Скрученный сердечник.

6. Поясная изоляция - лента  полиэтилентерефталатная.

7. Экран -фольгированный лавсан, под экраном проложена медная контактная проволока.

9. Оболочка из ПВХ  пластиката, в кабелях марки ТСВнг  - из ПВХ пластиката пониженной  горючести.

Применение:

Кабели телефонные станционные  предназначены для монтажа низкочастотного станционного оборудования.

Кабель магистральный ТППЗ —  предназначен для прокладки телефонной канализации, в коллекторах, шахтах, по стенам зданий и подвески на воздушных линиях связи, в условиях повышенный влажности. Отдельная пара проводов в кабеле имеет слабую скрутку (повивку) и волновое сопротивление 120—150 ом. Частотный диапазон проводимости кабеля соответствует категории 2. Кабель ТПП выпускается комплектацией в 5, 10, 20, 30, 50, 100, 200, 400 пар.

C услугами предоставляемыми оператором связи ознакомимся в следующем разделе.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.2 Схема кабельного участка

 

 

1.2 Услуги, предоставляемые оператором связи

 

ОАО «Укртелеком» является единственным в Украине оператором, который  предоставляет услуги фиксированной  телефонной связи по всей территории страны для всех категорий потребителей как в городских, и сельской местности. Как ведущий оператор связи Укртелеком обеспечивает высокачественую  местную, междугородную телефонную связь, предоставляет гражданам Украины широкие возможности для общения между собой и со всем миром.

Для удовлетворения потребностей своих клиентов, которые временно не могут воспользоваться домашним или офисным телефоном, Укртелеком предоставляет услуги таксофонного связи практически на всей территории страны, в том числе в отдаленных и малозаселенных регионах. Большинство таксофонов являются универсальными, из которых предоставляются услуги городской, междугородной и международной телефонной связи. Реальную экономию при звонках за границу, можно получить, используя универсальные подписавшиеся на карточки «Вселенная».

Общество прилагает  значительные усилия для обеспечения  потребностей абонентов в услугах доступа к сети Интернет. К услугам граждан самая популярная в Украине торговая марка «ОГО» — широкополосный доступ к сети Интернет по технологии АDSL. Большой спрос имеет услуга коммутированного без парольного доступа к сети Интернет, которая предоставляется под торговой маркой «Открытый доступ».

Среди прочих услуг лидер телекоммуникационного  рынка Украины ОАО «Укртелеком» предствальят современное интерактивное цифровое телевидение (IPTV) под торговой маркой U.TV. Клиенты Укртелекома первыми в Украине получат услуги современной телефонии, высокоскоростного Интернета и цифрового телевидения, от одной компании.

Термин «IPTV» объединяет мультимедийные и интерактивные услуги, которые могут быть доставлены по IP-протоколу через сеть Оператора связи на телевизор (ТВ-приемник) абонента с использованием специализированного абонентского устройства – STB (Set Top Box) для Оператора с проводной инфраструктурой или на мобильный терминал абонента для Операторов сотовой связи. Услуги «IPTV» обладают свойствами, такими как массовость, простота восприятия, делающих их очень привлекательными для внедрения:

• услуги предоставляются абонентам через домашний телевизор с использованием STB или мобильный терминал, работающий в сетях 3G или 4G;
• телевизор, как и мобильный терминал, привычен и интуитивно понятен пользователям, при этом для пользования услугами не требуется устанавливать программное обеспечение или проходить обучение;
• услуги «IPTV» легко масштабируемы и за счет централизованного управления услугами, любая новая запущенная услуга автоматически может быть доступной всем абонентам.

Очень важно рассчитать на какую целевую аудиторию будет  рассчитана та или иная новая услуга. «IPTV» может быть универсальной услугой и, за счет предоставления различного по тематике контента, быть интересной различным целевым аудиториям:

• бизнес ориентированные пользователи с интересом будут потреблять новостные и информационные каналы, бизнес информацию на Интернет сайтах;
• домохозяйки будут заинтересованы в сериалах и доступе к фильмотеке с мелодрамами;
• молодежь проявит интерес к интерактивным и развлекательным услугам (общение через форумы, чаты / ведение блогов / просмотр музыкальных каналов) и т.д.

Необходимо отметить, что потребление услуг «IPTV» невозможно без широкополосного доступа к сети Оператора связи. Как следствие Оператор связи, создав комплексное предложение по «IPTV» услугам, сможет заинтересовать потенциальных абонентов в подключении к сети Оператора связи и потреблении основных услуг передачи данных и голоса. Эти свойства «IPTV» позволяют Оператору:

• значительно расширить перечень услуг;
• привлечь и удержать большее количество абонентов, чем это позволяют сделать другие услуги, такие как, голосовая почта, переадресация вызовов, SMS-сервисы и т.п.;
• повысить ARPU от основных и дополнительных услуг и привлекательность для дальнейшего инвестирования в проекты Оператора.

В ближайшие годы, когда  услугами широкополосного доступа будет пользоваться максимально возможное количество абонентов, ситуация на рынке услуг связи может кардинально измениться. Абоненты смогут подключаться к различным сетям, стоимость услуг у различных Операторов связи станет схожей, а на выбор абонента будет влиять выбор в услугах. На этом фоне услуги «IPTV» займут лидирующее положение и будут в наибольшей степени влиять на выбор абонента.

Рассмотрим более подробно, что именно представляет собой  технология и какое оборудования должно использоваться для передачи качественных услуг «IPTV».

 

 

1.3 Архитектура решения IPTV

Технология IPTV (англ. Internet Protocol Television) (IP-TV, IP-телевидение) — цифровое интерактивное телевидение в сетях передачи данных по протоколу IP, новое поколение телевидения.

Архитектура решения  «IPTV» зависит от архитектуры магистральной сети и сети доступа оператора связи и обычно имеет распределенную структуру. Архитектура комплекса IPTV, как правило, включает в себя следующие составляющие:

• Подсистема управления комплексом и услугами, которую еще называют Промежуточное программное обеспечение или IPTV Middleware
• Подсистема приема и обработки контента
• Подсистема защиты контента
• Подсистема видео серверов
• Подсистема мониторинга качества потоков и клиентского оборудования.

Доставка контента до клиентского оборудования осуществляется поверх IP-сети оператора.

Весь спектр услуг IPTV можно условно разделить на две группы: общего пользования и персональные. К первым относится, прежде всего, просмотр какого-либо канала или только определенной передачи (абонент оплачивает, например, только то время, в течение которого транслируется футбольный матч, а в другие часы его телевизор может быть выключен). Еще одна массовая услуга – это "виртуальный кинотеатр". Один за другим, по расписанию, контент-провайдер выпускает в эфир популярные фильмы, часто это новинки кинопроката, а пользователь выбирает удобное для себя время и покупает интересующий его сеанс. К массовым услугам можно отнести и предоставление какой-либо справочной информации на экране телевизора – прогноза погоды или курса валют.

Другая группа услуг  предоставляется адресно, конкретному подписчику. Прежде всего, это "видео по запросу" – выбор фильма или телепередачи из каталога провайдера и их просмотр с любым количеством пауз и повторов в течение определенного времени с момента заказа. Сюда же относятся time-shift (пауза в трансляции и последующий просмотр с места остановки) и "виртуальный видеомагнитофон" (запись передачи, идущей в определенное время).

Для реализации этих услуг  оператор использует следующие режимы передачи информации в IP сети: unicast, broadcast и multicast.

Режимы: unicast, broadcast, multicast

Unicast используется для предоставления персональных услуг, и здесь все просто: этот метод позволяет передавать информацию от источника к конкретному IP адресу. Абонент заказывает персональный контент, предназначенный только для него и, соответственно, только сам получает заказанную услугу. При одновременном просмотре своих заказов несколькими пользователями их трафик суммируется на участке от источника – файлового сервера, на котором находятся требуемые передачи, до абонентской линии – например, порта на оборудовании DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer – xDSL мультиплексере доступа).

Режим broadcast используется для передачи данных из одного источника ко всем получателям в заданной подсети. Информацию получают все без исключения абонентские установки. Для этого режима используются адреса, заканчивающиеся на 255, например, 192.168.1.255. Если передавать видео в режиме broadcast, то все пользователи, находящиеся в одной подсети, вынуждены будут смотреть только этот канал. Поэтому данный режим применяется только для передачи каких-либо служебных сообщений.

И, наконец, режим передачи, который  можно назвать самым важным в  IPTV – это multicast. Он предназначен для доставки данных группе абонентов и применяется при организации телетрансляций и других услуг массового пользования. Для идентификации групп каналов используется специально зарезервированный для этих целей при разработке протокола IP диапазон адресов – от 224.0.0.0 до 239.255.255.255 (класс D). Multicast предусматривает передачу информации от источника к абонентским мультиплексерам или коммутаторам одним потоком, транслируя далее ее только на те порты, которые эту информацию заказывали. Multicast позволяет существенно сэкономить полосу пропускания в транспортной сети, не требуя отдельного потока для каждого канала к каждому зрителю. Конечно, все участвующие в описанном процессе устройства должны поддерживать работу в режиме multicast.

Протокол IGMP

Для управления описанным  процессом применяется протокол IGMP (Internet Group Membership Protocol). Принцип его работы заключается в следующем. Сначала с абонентского set-top box поступает команда на подключение к какому-либо каналу. Затем оборудование доступа посылает запрос к маршрутизатору на включение в соответствующую группу, в которой ведется трансляция требуемого канала. От источника (head-end, головной узел) сигнал передается через ряд маршрутизаторов к оборудованию доступа и отправляется на тот порт, с которого пришел запрос set-top box. Если еще один абонент посылает запрос на просмотр этого канала, он включается в группу, и сигнал с оборудования доступа дублируется и на его порт. Таким образом, по транспортной сети сигнал проходит "в одном экземпляре" и только на последнем участке "клонируется" для всех подключившихся к группе абонентов. Периодически специальными запросами маршрутизаторы определяют актуальное состояние групп. Если на оборудование доступа зафиксирован хотя бы один активный абонент, входящий в группу, маршрутизатор будет посылать данные на это оборудование. Когда последний абонент откажется от просмотра канала, на очередной запрос маршрутизатора оборудование доступа не ответит подтверждением членства в группе, и передача в его сторону прекратится.