Станция IP-PAL на PBI DMM 1701IM

М. Михайлов
технический директор ООО «Сатпро»
последнее обновление 25.04.2014

IP to PAL - современный формат аналоговой станции

Оптимальная по затратам архитектура цифро-аналогового вещания требует отказа от прежней схемы автономной аналоговой станции, рядом с которой можно построить отдельную цифровую станцию и затем суммировать их выходные сигналы. Совмещенная схема, как минимум,  исключит потребность в дублирующем наборе спутниковых приемников и CAM-модулей с картами доступа, а именно спутниковые приемники и дескремблеры составляют 70-80% объема и затрат в современной цифровой станции.

Для возможности интеграции цифровой и аналоговой станций каждый модуль аналоговой станции должен иметь IP-вход транспортного потока, поскольку IP-коммутация является единственно разумным способом одновременной передачи десятков потоков, как по уровню гибкости, так и по затратам. Таким образом, современная аналоговая станция получает уже демодулированные и дескремблированные сигналы ТВ-программ от цифровой станции.

Только архитектура IP-PAL позволит оператору иметь любое количество аналоговых станций в разных районах города или в соседних городах, не имея при этом собственных оптических магистралей, а используя арендованные IP-каналы связи.

Преимущества решения типа IP-PAL:

  • Использование современного типа межблочной коммутации (IP-TS)
  • Исключение проблемы недостающих портов ASI (A/V)
  • Исключение дублирования спутниковых приемников
  • Необходим единственный комплект CAM и карт доступа
  • Возможность удаленного расположения и создания сети станций

Проблема IP-VBR

Очень часто оператор имеет станцию IPTV и планирует дополнить ее аналоговым выходным форматом VSB, который он планирует получить конвертацией IP/SPTS потоков, подаваемых существующей станцией в IPTV-сеть. Тот же способ теоретически может быть использован для конвертации в цифровой выходной формат DVB-C. Схема такого преобразования показана ниже.

Рис.1. Проблемная схема получения VSB из IP-VBR

Как правило, существующая станция IPTV построена на базе процессоров производства PBI, IP-стримеры которых создают одноканальные транспортные потоки с переменным битрейтом IP-VBR (не путать с Video-VBR). Переменный битрейт IP-потока, который выполняет роль транспорта для передачи Video, прекрасно воспринимается любыми IP-STB и любыми PC-плеерами, т.е. нельзя сказать, что он менее качественный.

Но как только возникает ситуация подачи IP-VBR на вход любого модуля класса IP-PAL или IP-QAM (Edge QAM), то входящий поток попадает на демультиплексор, который должен разобрать многопрограммный поток на компоненты, а демультиплексор создан в соответствии  с системой стандартов DVB. Так, в стандарте ETSI TS 101 154 прямо указано, что DVB предъявляет жесткие требования к постоянству битрейта транспортного потока на входе ремультиплексора, т.е. переменный битрейт на входе недопустим с точки зрения стандарта и должен предварительно выравниваться вставкой нуль-пакетов (0x1FFF PID).

На практике ряд производителей все же научили свои ремультиплексоры работать за пределами DVB-стандарта и в той или иной мере компенсировать проблему переменного битрейта на входе. Лучше всего с этой проблемой справляется Sumavision EMR 3.0, который имеет регулируемый механизм компенсации IP-VBR на входе своего мультипоточного ремультиплексора. У других платформ эта проблема решена в разной степени: от "люто не любит IP VBR потоки" до уровня EMR 3.0.

Конечно, при выборе решения класса IP-PAL для его работы в "неправильной" архитектуре станции IPTV+VSB, показанной на рис.1., можно тщательно тестировать каждое решение на возможность корректной работы с IP-VBR. Тестирование этого параметра довольно затруднено, поскольку IP-VBR в свою очередь становится причиной ряда вторичных проблем, в том числе – повышенных значений джиттера IAT и джиттера PCR. Каждый из этих параметров, а так же их комбинации оказывают прямое влияние на качество приема транспортного потока.

Намного лучше в принципе отказаться от построения станции с заведомо неоптимальной внутренней архитектурой, а применить любое решение, межблочные связи которого обеспечены потоками IP-CBR, как это показано на рис.2.

Рис.2. "Правильная" схема получения VSB из потоков IP-CBR

Станция с межблочными потоками IP-CBR и IPTV-вещанием с постоянным битрейтом легко реализуется на основе Sumavision EMR 3.0, а также и на некоторых платформах других производителей. Если это будет необходимо оператору, то такая станция может создавать два разных типа потоков одновременно: IP-CBR для межблочных связей и IP-VBR для подачи в сеть IPTV.

Модуль DMM 1701IM-04

DMM-1701IM является наиболее экономичным вариантом преобразования из IP в VSB, который сочетает в себе универсальный IP-прием, мультиформатное декодирование и аналоговую модуляцию типа VSB с обеспечением максимального уровня сигнал/шум в полосе канала.

Рис. 3. Модуль DMM 1701IM-04

Прием IP-потоков в DMM 1701IM

Форматы входных потоков модуля DMM 1701IM-04: UDP, RTP, Multicast, Unicast, MPTS, SPTS. Потоки IP принимаются двумя Ethernet-портами с независимыми настройками, что позволяет получать два декодируемых канала из одного или из разных транспортных потоков, которые могут быть как многопрограммными (MPTS), так и однопрограммными (SPTS).

Рис. 4. Блок-схема станции IP-PAL на базе станции DMM-1000

Тестирование показало достаточно уверенную работу 1701IM-04 с входными IP-VBR-потоками с разрешениями SD и HD. Нужно обязательно отметить, что тестируемые потоки имели нормативные уровни PCR, а превышения по PCR встречаются наиболее часто именно в IP-VBR потоках, и именно они являются главным "фактором риска" получения заметных проблем Video или Audio на выходе абонентского декодера в составе панельного ТВ или сет-топ-бокса.

Мультиформатный декодер DMM 1701IM

Из принятых потоков можно выбрать для декодирования два любых канала, при этом декодер модуля поддержит обработку всех применяемых типов компрессии: MPEG-2/SD или H.264 SD/HD, т.е. без всяких натяжек может быть назван мультиформатным.

При обработке видео высокой четкости декодер производит операцию HD to SD даунскейлинга (downscaling), т.е. уменьшения разрешения кадра с высокого до стандартного. Для гибкого управления адаптацией сконвертированного кадра декодер имеет 5 режимов даунскейлинга, которые позволят получать аналоговое изображение либо с полным заполнением экрана ТВ-панели с форматом 16:9, либо применять различные режимы подрезки краев кадра для вывода на экраны формата 4:3. Декодер модуля DMM 1701IM позволяет осуществить одновременное декодирование двух HD-каналов с даунскейлингом из MPEG-4/HD в SD, с чем справляются не все конкурирующие решения.  

Конвертация субтитров и телетекста из цифрового формата в аналоговый была проверена на "Первом канале" и "Карусели": сконвертированные модулем DMM 1701IM субтитры и телетекст понимаются телевизором корректно.

VSB-модулятор DMM 1701IM

VSB - это вещательный вариант аналоговой амплитудной модуляции с подавлением нижней боковой полосы и частичным подавлением несущей. В модуле 1701IM каналы с выходов декодеров подаются на два высококачественных VSB-модулятора со Stereo-Audio каналом, которые формируют два аналоговых RF-канала на смежных частотах в диапазоне 48 ~ 860 МГц с выходным уровнем 100 ДбМкВ. Хорошие качественные показатели модуляции DMM-1701 позволяют применять эти модули без использования дорогостоящих выходных фильтров-сумматоров при работе 30~50 каналов в сети, что проверено на практике. Выходы модулей можно суммировать на широкополосных сплиттерах, а лучше - на штатном сумматоре станции DMM типа 1701CA (7:1), имеющем встроенный усилитель с выходным уровнем 110~110dBμV (per channel).

Управление модулем

Модуль поддерживает полный дистанционный контроль через WEB-интерфейс или SNMP. Применим и старый способ управления с помощью проводного пульта ДУ станции DMM-1000. Замена ПО в модуле может производиться как дистанционно по сети Ethernet, так и через USB-Flash.

Достоинства и недостатки DMM 1701IM-04

Модуль DMM 1701IM-04 имеет набор основных технических параметров, не уступающий показателям дорогих конкурирующих брендов. Если в конкретном случае ценовой критерий будет более важен, чем "сервисные" достоинства (удобство встроенной входной и выходной коммутации, необходимость несмежных RF-частот и автоматического резервирования выходных каналов и пр.), то выбор в пользу данного модуля будет достойным компромиссом.

Производитель указывает для DMM 1701IM значение Video S/N ratio ≥45dB, но по мнению наших инженеров, производивших тестирование, PBI явно занижает этот показатель. Визуальное сравнение с работой модуля Wisi OH38 на одном и том же входном сигнале не позволило обнаружить разницы в качестве видео, тогда как для модуля WISI заявлено значение S/N Video ≥58 dB.

В целом достоинствами DMM 1701IM можно назвать:

  • Низкая цена решения при высоких параметрах качества и надежности;
  • Отсутствие лицензий – все функции доступны сразу;
  • Отличные значения уровня внеполосного шума;
  • Поддержка любых типов входных потоков: UDP, RTP, Multicast, Unicast, MPTS, SPTS;
  • Мультистандартный декодер MPEG-2 и H.264, разрешения SD и HD;
  • Гибкий даунскейлинг HD для двух каналов одновременно;
  • Поддержка субтитров и телетекста;
  • Полное дистанционное управление через WEB-интерфейс;
  • Обновление ПО через USB-Flash или по сети Ethernet;
  • Удобный штатный сумматор-усилитель 1701CA (7:1);

Более низкая цена решения предопределяет наличие некоторых недостатков и неудобств, по сравнению с высокоинтегрированными решениями. Главное, чтобы недостатки не носили принципиальный характер, препятствующий использованию решения в сети операторов связи, и чтобы их компенсация была простой и понятной. Можно выделить несколько основных проблем станции на модулях DMM1701IM-04:

  • Отсутствие гигабитных SFP-портов, позволяющих применять общепринятую оптическую межблочную коммутацию, которая значительно выигрывает перед "медной" IP-коммутацией по надежности работы, совместимости SFP-модулей и отсутствию взаимных наводок между патчкордами;
  • Число IP-портов равно числу выходных каналов, а это масса патчкордов и необходимость в дополнительных внешних IP-коммутаторах;
  • Совмещенный порт IP-входа и IP-управления – это явно неудобно, но полностью работоспособно при условии применении управляемого коммутатора (а кто сейчас применяет другие в составе современной станции?);
  • Отсутствие встроенного суммирования с внешним RF-сигналом от цифровой или соседней аналоговой станции, имеющего систему дистанционно настраиваемых аттенюаторов и эквалайзеров для возможности полного выравнивания всех частот в диапазоне;
  • Отсутствие системы индивидуального резервирования каждого из выходных ТВ-каналов;
  • Относительно большой объем и энергопотребление станции;

Спецификация DMM-1701IM

Перезвоните мне

Заявка на обратный звонок

* - Поля, обязательные для заполнения