Структурная схема сети мониторинга

Структурная схема сети мониторинга показана на рис. 4.4.

MZM

MZM – модулятор Маха-Цендера FBG – структурированная решетка Брэгга ESA – электронный анализатор спектра GPIB – протокол управления Coupler – разветвитель Detector – детектор

Рис. 4.4. Структурная схема сети мониторинга

Излучение лазерного диода LD, несущего информацию (модуляция условно не показана) на длинах волн диапазона l, и излучение перестраиваемого FSF лазера с частотной обратной связью с центральными длинами волн l₁,…, l_N, не входящих в l, мультиплексируется в WDM разветвителе и через усилитель EDFA и циркулятор поступают на разветвленную PON сеть. ВРБ решетки отражают излучение с длинами волн l₁,…, l_N, которое возвращается на детектор, смешивается с опорным излучением и формирует сигнал биений, частота которого зависит от расстояния между OLT и ONT. Полученный сигнал несет информацию о целостности канала, в случае обрыва которого определение места дефекта осуществляется по принципам зондирования с линейной частотной модуляцией.

В отличие от существующих методов излучение с длинами волн l₁,…, l_N дополнительно модулируется по амплитуде и фазе, так что представляет собой двухчастотное излучение с подавленной несущей. Разностная частота Dl укладывается в спектр отражения ВРБ и, как правило, равна ширине ее полосы пропускания на уровне 3 дБ. Амплитуды составляющих одинаковы. Получение такого излучения возможно в модуляторе Маха-Цендера при его работе в «нулевой» рабочей точке. Подобное излучение может быть использовано для измерения температуры на ONT, что будет рассмотрено ниже.

Кроме того мы рассмотрели специальную форму ВРБ структурированную по принципу канторова множества для формирования как широких каналов для передачи информации, так и узких каналов для мониторинга сети и температуры на ONT.

ВРБ, структурированные по закону Канторова множества.Формирование стабильных телекоммуникационных каналов требует прецизионного контроля их температурных дрейфов или температурных дрейфов источников излучения (иногда необходим контроль параметров других физических полей), создания сложных систем управления и регулирования параметров всей распределенной системы в целом, что достаточно трудно реализуемо в условиях широкополосных или перестраиваемых источников излучения.

Для преодоления указанного недостатка предлагается формирование в комплексах, реализующих представленные технологии, встроенных систем мониторинга внутренних и внешних возмущающих факторов на основе волоконных решеток Брэгга со структурированным фазовым сдвигом (ВРБСФС).

Решение поставленных задач может быть основано на формировании специальных многооконных ВРБСФС с узкими спектральными особенностями для обеспечения возможности измерений с высоким разрешением и, кроме того, позволит увеличить ширину или количество каналов пропускания в системах для информационных каналов. Мониторинг подобных каналов может быть обеспечен использованием дискретного по спектру двух- или многочастотного зондирующего излучения и его управляемого взаимодействия с комплексной структурой спектра отражения/пропускания ВРБСФС, с возможностью регистрации и компенсации как линейных, так и нелинейных возмущающих факторов и эффектов.

С точки зрения формирования многоканальных распределенных решеток разработаны и продемонстрированы разновидности указанных выше решеток с sinc-дискретизацией и дискретизацией только фазы, суперструктурированые решетки и решетки на основе эффекта Талбота. Среди перечисленных наибольшее внимание привлекают решетки с фазовым сдвигом и только фазовой дискретизацией, которые могут быть изготовлены с помощью простых фазовых масок с минимальными требованиями, предъявляемыми к параметрам модуляции коэффициента преломления и равномерности характеристик его профиля.

Нами впервые рассмотрена дискретизация ВРБ по закону Канторова множества с фрактальной размерностью D=ln2/ln3 и рассмотрена возможность создания структуры параллельных каналов с идентичны­ми фазовыми параметрами для распределенных систем (рис. 4.5).

Рис. 4.5. ВРБ, структурированные по принципу канторова множества:

а – решетка 1-го; б – 2-го; в – 3-го; г – 4-го; д – 5-го порядка

При моделировании показана возмож­ность реализация требуемой структуры ВРБ (рис. 2, д): генерация 5-го порядка – структурированная ВРБ с широкими окнами про­зрачности и узкими окнами отражения. Отмечено, что в порядках от 1-го до 3-го сохраняется структура узкополосных каналов для измерений с высоким разрешением. При переходе к 4-му и 5-му порядку формируется широкополосный телекоммуникационный канал с узкими окнами для систем встроенного мониторинга.

Измерение температуры на ONT.Фактически измерение температуры на ONT сводится к определению сдвига центральной длины волны ВРБ. В данной работе для зондирования ВРБ будем использовать двухчастотное излучение с амплитудами R₁=R₂ и противоположными фазами , полученное по способу Ильина-Морозова в модуляторе Маха-Цендера, отличающееся как высокой спектральной чистотой и стабильностью при допустимом изменении параметров формирования, так и возможностью простой перестройки разностной частоты для использования с различными по характеристикам ВРБ. Указанные обобщенные характеристики удовлетворяют требованиям к построению источников зондирующих излучений для волоконно-оптических сенсорных сетей. В качестве методики измерительного преобразования выберем интегральную методику анализа характеристик огибающей прошедшего через или отраженного от ВРБ двухчастотного излучения.

Резонансная длина волны ВРБ зависит от температуры волокна и от приложенных к нему механических растягивающих или сжимающих напряжений. Эта зависимость описывается следующим уравнением:

(4.1)

где - изменение температуры, - приложенное напряжение, второе слагаемое в фигурной скобке отражает коэффициент фотоупругости. Это соотношение дает типичные значения смещения в зависимости от температуры ~0,01 нм/К и от относительного удлинения волокна ~ 10³ (нм).

При смещении контура ВРБ, вызванного приложением физических полей, появляется неравенство и изменение фазовых соотношений между составляющими двухчастотного излучения. Вид неравенства и знак фазы определяется направлением сдвига контура ВРБ, т.е. увеличением или уменьшением параметра приложенного поля.

Амплитуда огибающей определяется как:

(4.2)

а мгновенная фаза:

. (4.3)

Для обработки полученных значений по амплитуде введем коэффициент модуляции m:

, (4.4)

а по фазе – найдем разность фаз огибающих входного и выходного излучений.

Пример полученных измерительных характеристик датчика температуры на базе ВРБ по амплитуде и фазе представлен соответственно на рис. 4.6,а и рис. 4.6,б.

а б

Рис.4.6. Измерительная характеристика датчика по температуре:

а - амплитудный анализ; б - фазовый анализ

Если амплитудная характеристика измерений (рис. 4.6,а) имеет симметричный характер, то фазовая (рис. 4.6,б) позволяет разрешить знак и величину смещения. Преимущества амплитудной характеристики проявляются при работе в области «нулевого» параметра, где для фазовой характеристики находится область малых сигналов, поэтому дополнительно используется «анализ знака фазы» (рис. 4.6,б).

Испытания опытного устройства были проведены на ВРБ, изготовленных компанией «Инверсия-Файбер» (Новосибирск), откалиброваны в лаборатории НОЦ «Волоконно-оптические технологии» (КНИТУ-КАИ, Казань), и показали, что использование способа двухчастотного зондирования ВРБ позволило достичь погрешности измерения температуры 0,01 °С в диапазоне ± 50 °С. При этом погрешность измерения определялась в основном погрешностью АЦП контроллера определения температуры.

РАЗДЕЛ IV.

ТЕХНОЛОГИИ МОНИТОРИНГА

СИСТЕМ ЦИФРОВОГО

ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЯ

Глава 1.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ МОНИТОРИНГА ЦИФРОВЫХ СЕТЕЙ ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЯ

1.1 Контроль в сети оператора

1.2 Измерения на «физическом уровне» сети:

радиочастотные измерения сигналов цифрового ТВ

и контроль режима передачи

1.3 Измерения транспортного потока

1.4 Удаленный контроль качества услуг

1.5 Стационарные и носимые платформы для измерений

1.6 Сеть над сетью

Обеспечение четкой и бесперебойной работы технических средств и персонала телеорганизации при производстве и выпуске телевизионной продукции с высоким техническим качеством достигается: правильной организацией производства; соблюдением требований технологии; квалифицированным использованием и обслуживанием технологического оборудования, соблюдением правил техники безопасности (ПТБ) и правил пожарной безопасности (ППБ).

Квалифицированное обслуживание оборудования включает в себя своевременное проведение проверок его параметров на соответствие ГОСТ, ОСТ и другим нормативным документам, а также технических осмотров и ремонта оборудования.

Все технические средства, используемые для создания и выдачи телевизионной продукции, включая отдельные единицы оборудования и технологические цепи, подлежат обязательной сертификации на соответствие установленным стандартам, нормативно-техническим требованиям. Любое техническое средство производства телепродукции без сертификата не подлежит к использованию.

В каждом техническом подразделении телеорганизации должны быть схемы и описания действующего технологического оборудования, электропитания, соединительных линий и их коммутации, а также разработаны системы резервирования и правила перехода на резервное оборудование.

Для каждого рабочего места разрабатываются эксплуатационно-технические инструкции, учитывающие конкретные условия работы, в соответствии с ПТЭ, ПТБ, ППБ, а также ТУ на закрепленное технологическое оборудование.

Все работники, обслуживающие технические средства или пользующиеся ими, обязаны изучить и выполнять настоящие ПТЭ, а также ПТБ, ППБ, должностные, эксплуатационно-технические и технологические инструкции, ГОСТ, ОСТ и другие нормативные документы.

К обслуживанию и/или использованию технических средств допускаются только работники (технические и редакционно-творческие) прошедшие проверку знаний настоящих ПТЭ, ПТБ, должностных и технологических инструкций.

Ответственность за сохранность и правильную эксплуатацию технических средств несет как технический персонал, так и персонал редакционно-творческих служб, работающий на данном оборудовании.

Ответственность за несоблюдение настоящих ПТЭ, наступает в соответствии с действующим законодательством РФ. Локальными нормативными актами организации может устанавливаться дисциплинарная ответственность за нарушение настоящих ПТЭ.

Организационные вопросы, влияющие на изменение режима работы технических средств во время проведения передач, записей и других видов работ, решаются ответственными представителями телеорганизации совместно с ответственным представителем редакционно-творческих и технических служб.

Основное технологическое оборудование, со временем восстановления более 5 секунд, и компьютерные станции должны быть обеспечены бесперебойным электропитанием.

Рассмотренные выше ПТЭ определяют актуальность данного проекта и необходимость разработки автоматизированных систем мониторинга, особенно в сетях цифрового телевидения.

1.1 Контроль в сети оператора

Мониторинг глубокого проникновения, без всякого сомнения, вещь нужная, но не необходимая и, мягко говоря, недешевая. Точнее, так: необходимая на больших разветвленных сетях с количеством подключений полмиллиона и более. Такие сети в России можно пересчитать по пальцам. На всех остальных желательно мониторить магистральные узлы и головное оборудование, а на домовом уровне прекрасно работает обратная связь в виде звонка недовольных зрителей. Для этого достаточно иметь call-центр и дежурную рембригаду быстрого реагирования. На сегодня подавляющее большинство головных станций и оптических усилителей имеют возможность мониторинга по протоколу SNMP с передачей трапов по любому адресу, в том числе и на мобильный телефон в виде SMS. Кроме этого узловые устройства сети имеют встроенный WEB-портал, выйти на который можно из любой точки, включая домашний компьютер или мобильный телефон с установленным WEB-браузером.

Рассмотрим их более подробно.

Современная инфраструктура оператора становится сейчас все более унифицированной и состоит из нескольких основных уровней:

• Уровень контент-агрегации – это головная станция с антенным постом и прочими атрибутами.

• Транспортная сеть распределения контента – в большинстве случаев цифровая сеть GbE, хотя за рубежом все еще часты случаи использования телеком-инфраструктуры (ATM, SDH и т. д.).

• Региональная платформа – добавление локального контента: к примеру, в округе (микрорайоне).

• Сеть доступа.

Чтобы избежать проблем, оператор должен присматривать за всеми элементами своей инфраструктуры, где поток данных может быть изменен. В то же время никто не отменял технического контроля над вещанием – да и в наши дни операторы имеют дело с рядом «новых вызовов». Это и использование технологий IPTV, переход на H.264, развитие HD, новых сервисов и программных продуктов для них (EPG, middleware, CAS и пр.), и новые элементы инфраструктуры (стримеры, серверы VOD, nVOD, оборудование вставки DPI), а также многое другое. Поэтому список направлений, по которым ведется мониторинг, становится все шире, а на первое место выходит комп-лексный подход в их осуществлении:

• Физический уровень сети: радиочастотных параметров и параметров модулированного сигнала в сети оператора.

• Контроль транспортного потока MPEG. Многие считают измерения по ETR 290 ключевыми – это в определенной степени справедливо. Однако известно, что самый хороший транспортный поток можно испортить массой способов. Особая тема – контроль транспортного потока, передаваемого через IP-сеть.

• Контроль потоков служебной информации оператора: от данных EPG и CAS до потоков от стримеров middleware – к примеру, MHP. Значительная часть таких данных связана с мониторингом транспортного потока (таблиц DVB), однако для ряда измерений необходимы специальное оборудование или опции к имеющимся приборам.

• Контроль качества услуг. Увидеть картинку на всех каналах и на головной платформе, дистанционно ознакомиться с ситуацией в сетях доступа (у клиента).

• Контроль оборудования и качества технологических операций. Мониторингу вставки цифрового сигнала DPI посвящен целый отраслевой стандарт, и это не является случайностью.

• Контроль студийных сигналов типа SDI/HD-SDI. Кабельный оператор вполне может получить такое видео от поставщика контента – например, от местного вещателя, хотя на практике в большинстве случаев в нашей стране обходятся эфирным приемом.

Реальная ситуация такова, что даже самые продвинутые российские операторы не всегда содержат парк КИП, адекватный масштабу их деятельности. Однако сочетание с частым отсутствием проектной документации и иных регламентов здесь вполне органично, что даст знание того или иного параметра, если непонятно, какой он, собственно, должен быть в той или иной точке.

1.2 Измерения на «физическом уровне» сети:

радиочастотные измерения сигналов цифрового ТВ

и контроль режима передачи

В отечественной практике в эту категорию попадают наиболее популярные среди операторов переносные приборы. Как правило, это переносные изделия в защищенных корпусах и с дисплеями, с поддержкой режима спектро-анализатора, которые не отличались компактностью и легкостью. Однако сегодняшний день требует не просто точной диагностики, но концентрации и обработки данных из разных участков сети. Последние поколения приборов научились также сохранять данные об измерениях, но сейчас можно уверенно говорить, что им на смену пришли компактные РЧ-анализаторы, работающие в тандеме с переносным ПК (ноутбуком). Перечень таких измерений достаточно широк: он определен в разделах 6 и 7 стандарта ETSI TR101.290, при этом к кабельному телевидению DVB-C относятся почти два десятка – вот лишь некоторые из них:

• отношение сигнал/шум (SNR) и шумовая мощность;

• интермодуляционные продукты от модулятора QAM и прочие внеполосные излучения (на спектроанализаторе);

• фазовый джиттер (дрожание);

• уровень сигнала;

• ошибка BER (скорости передачи);

• точность и джиттер часов модулятора;

• линейные искажения, как и ошибки амплитудной и фазовой характеристики сигнала, а также эффект эхо – они могут быть вызваны большим количеством каскадированных усилителей: эта проблема очень «популярна» в европейских странах;

• модуляционная ошибка (MER), а также наблюдение констелляционной диаграммы (собственно, параметр MER и исчисляется на основании точности ее выполнения при передаче). Кроме того, как уже было показано выше, отдельный контроль за модуляцией без параллельного наблюдения за показателями транспортного потока не дает целостной картины, но об этом пойдет речь в следующем разделе.

Примером такого «карманного» устройства может служить уже обретший популярность Enensys DiviCatch RF-C.

Этот компактный прибор позволяет декодировать «открытые» сервисы в том числе и в стандарте H.264, а также производит измерения основных параметров транспортного потока по ETR290. DiviCatch RF-C может также захватывать и сохранять потоки и пересылать их по сети IP.

Поэтому считается, что сегодня пришло время интегрированных систем, когда у оператора находится оборудование сбора информации, а в сети доступа расположены дистанционно управляемые приборы. У таких систем общий принцип работы: это использование стандартных протоколов TCP/IP и SNMP, а также наличие программы для консолидации данных. Соответственно и алгоритм работы использует все те же так называемые MIB’ы (Management Information Base) – базы данных управления, которые содержат набор информации о контролируемых параметрах устройства и его настройках. Каждый из этих параметров конфигурируется оператором на предмет отправки сообщения об ошибке (в SNMP это будут так называемые SNMP trap). Оператор может указать на то, какие ошибки требуют немедленной реакции, а какие могут быть игнорированы. В связи с этим еще одно обязательное условие – простая интеграция с действующей системой сетевого мониторинга (NMS) у оператора, если таковая имеется. Кроме данных по радиочастотным параметрам, такое устройство, как и его мобильные собратья, обязано анализировать структуру транспортного потока. Из специальных возможностей для кабельного оператора можно также упомянуть возможность контроля за работой таких устройств, как EdgeQAM (сетевые шлюзы). В качестве примера подобного решения можно порекомендовать DVProbe-C от компании Pixelmetrix или VideoBRIDGE /SENCORE QAM Blade VB260, причем оба прибора «заточены» под гибридные QAM/IP-измерения.

1.3 Измерения транспортного потока

Стандарт – точнее, руководство-рекомендация по измерениям DVB-систем ETR 290 «Digital Video Broadcasting: Measurement guidelines for DVB system» – появился в 1997 г. (c 2001 г. известен под именем ETSI TR101.290 v1.2.1 ). О его содержании написано много, поэтому остановимся на основных положениях, более прочих касающихся цифрового кабельного ТВ.

Параметры транспортного потока MPEG, подлежащие контролю, разделены в нем на 3 приоритета.

• Параметры, необходимые для декодирования потока (базовый мониторинг). Здесь ошибки синхронизации транспортного потока, ошибки таблиц PAT и PMT, ошибки идентификаторов PID. К примеру, PAT_error (код ошибки 1.3) говорит о том, что что декодер не узнает, какие именно программы есть в транспортном потоке и какие компоненты (видео, аудио, поток данных) следует выбрать из таблицы PMT (Program Map Tables), которая указывает, где эти компоненты «находятся». Проще говоря, декодер ничего «не показывает», если эти таблицы, к примеру, скремблированы или их нет в потоке какое-то время.

• Второй приоритет: параметры, рекомендованные для постоянного или периодического мониторинга. Параметры этой категории связаны в основном с ошибками меток эталонных часов PCR, которые используются для регенерации «локальных» системных часов, использующих опорную частоту 27 МГц. Если эти часы «дрейфуют», то декодер может отключаться (PCR_error, PCR_ repetition_error, PCR_discontinuity_indicator_error). Ошибка CRC (Cyclic Redundancy Check) говорит о том, что вычисляемая декодером контрольная сумма после получения данных не равна полученному вместе с данными значением. Отсутствие расхождений говорит о высокой вероятности безошибочной передачи.

• Третий приоритет: мониторинг параметров приложений, описывающий измерения в основном дополнительных сервисов провайдера цифрового ТВ. Например, измерения 3-го приоритета в основном связаны с контролем таблиц, относящихся к EPG (EIT_error, SI_repetition_error) или с работой «сетевого поиска» на сет-топ-боксе клиента (NIT_error, код ошибки 3.1 по ETR290).

Что касается кабельного оператора, то важным для него представляются оценка качества сервисов через комбинации соответствующих параметров транспортного потока. Еще в середине 90-х предпринимались попытки провести комплексные тестирования сетей в полевых условиях, чтобы выбрать единую структуру подачи информации о состоянии сетей (проекты QUOVADIS, 1995-1998 и MOSQUITO, 1998-1999). Основное отличие MOSQUITO от предшественника – идея реализации контроля качества сервисов во всех точках сети оператора, организация единого подхода к каналу передачи данных о QoS в сетях с разными технологиями передачи и стандартизация контроля за дополнительными данными систем цифрового ТВ (EPG, обратный канал, телектекст и т. д.). В ходе тестирования организаторы пытались в реальных условиях осуществить совместные РЧ-, TS-испытания и контроль видео и звука, чтобы выработать минимальный набор параметров для оценки ситуации в сети оператора. То есть, получив некий стандартный набор таких параметров в виде структурированной формы, оператор должен был понять, что происходит с его сетью в том или ином кластере.

В итоге стандарт ETSI TR 101 290 V1.2.1 (2001-05) определил 3 вида таких ошибок:

Service_Availability_Error;

Service_Degradation_Error;

Service_Impairments_Error.

Данные ошибки подлежат оценке в определенный промежуток времени и сравниваются с некими контрольными значениями, установленными, к примеру, самим кабельным оператором. Скажем, Service_Availability_Error сообщал о том, насколько изменилось количество сообщений об ошибках передачи транспортного потока за определенный промежуток времени. Для этого по трем параметрам TS_sync_loss (ошибка 1.1), PAT_error (ошибка 1.3) и PMT_error (see 5.2.1 (1.5) сравнивались контрольные значения в начале и конце небольшого временного периода (к примеру, 10 секунд). Потом для более длительного промежутка (к примеру, для 10 минут) система мониторинга определяла долю от этого периода, когда параметр превосходил установленное оператором пороговое значение. На основании полученных данных операторы классифицируют качество принимаемых сервисов (pQoS): если значение такого комплексного параметра (Service_Availability_Error, Service_Degradation_Error и Service_ Impairments) составляет 1-2%, то качество услуг считается высоким, если же показатели находятся в диапазоне от 3 до 100%, ждите звонков от возбужденных подписчиков и высылайте ремонтников.

1.4 Удаленный контроль качества услуг

Если у оператора много кластеров – региональных сетей, то, к примеру, те же крупные американские операторы используют на каждом из своих сегментов удаленные контрольные точки. В них размещают несколько сет-топ-боксов, которые управляются с контроллеров, заменяющими пульты дистанционного управления от всех приемников. Находясь в «межрегиональном» контрольном центре, инженер может удаленно выбрать услуги (программы) на разных терминалах и проконтролировать их качество в нескольких режимах.
Мультиэкранная панель означает вывод нескольких (или всех каналов) на общий дисплей. Оператор задает уровни для подачи сигнала оповещения о неисправности по разным параметрам звука и видео. При возникновении ошибок производится их регистрация (Error logging) и создание архива данных.

С помощью контроллера сет-топ-боксов и посредством специального ПО, имитирующего работу клиента с пультом ДУ, можно выбирать разные каналы и сервисы; результат передается на центральный пост с помощью сервера-кодера. При этом современные средства анализа и обработки позволяют собирать информацию от разных кластеров и группировать их по разным критериям. С точки зрения здравого смысла, именно контроль за качеством услуг у абонента является наиболее адекватной формой мониторинга: это как первичная жалоба больного, после которой могут последовать самые разные исследования и манипуляции. Как уже было выше отмечено, такие системы состоят из некоего автоматизированного удаленного поста с сет-топ-боксом (боксами) и центральной программной платформой, занимающейся консолидацией данных. На рынке уже широко известны «программируемый тестовый робот» Pixelmetrix Electronic Couch Potato™ (ECP™), система дистанционного контроля сет-топ-боксов iControl Edge от Miranda Technologies, центральная платформа сбора информации от проверки сет-топ-боксов Pixelmetrix Consolidator Engine™. На них и остановимся поподробнее.

«Робот» от Pixelmetrix никуда за измерениями не ходит и представляет внешне вполне несложный набор оборудования и функций. Это прежде всего сами тестовые абонентские сет-топ-боксы DVB-C, контроллер с инфракрасным передатчиком, имитирующим работу пультов ДУ, а также набор программных средств, в том числе для кодирования видео и передачи картинки выбранного оператором разрешения на центральный пост через сеть IP – например, через кабельный модем. И если картинка «замерла», исчезла или пропал только звук, ECP сообщает об этом провайдеру через программу-консолидатор. ECP «просматривает» и переключает каналы через определенный промежуток времени. Их, равно как и приоритеты в списке контролируемых программ, настраивает оператор системы мониторинга. Он же может дать команду на отключение/включение или программную перезагрузку терминала. Система независима от способа «закрытия» контента и может вести постоянную передачу «окна» с видео (thumbnail) на центральный пост, а Pixelmetrix Consolidator Engine™ выводит их на контрольный монитор в режиме «мозаики». Еще одной полезной функцией этого решения может служить возможность контроля межсетевых шлюзов EdgeQAM/CMTS, то есть ECP сможет вести наблюдение за качеством отправляемых ими в сторону подписчиков сервисов.

Дополнительно стоит заметить, что провайдер цифрового кабельного телевидения создает сложную экосистему, которая постоянно меняется из-за обновлений в системе условного доступа, middleware, программных «прошивок» абонентского и головного оборудования. Потому возможности Pixelmetrix Electronic Couch Potato™ (ECP™) можно применить для тестирования влияния таких модернизаций на состояние декодера и качество ваших сервисов.

Система дистанционного контроля терминалов цифрового кабельного ТВ iControl Edge от Miranda Technologies предлагает очень многофункциональную структуру для крупных операторов. При этом принцип ее работы схож с продуктом Pixelmetrix. Для одной точки размещения (сайта) предлагается 2 вида систем мониторинга (на 4 и 8 сет-топ-боксов), все тот же контроллер с инфракрасным передатчиком в «стоечном» исполнении на 6 терминалов, одноканальный стример-кодер с композитным входом и целый набор служебного ПО.

Оператор системы мониторинга может группировать каналы по разным принципам; ему доступны не только видео и звук, но и результаты измерений их разных параметров. Система устроена так, что основное внимание оператора будет привлекаться к проблемным каналам, а не к штатно работающим сервисам.

Оператор системы может выводить видео от разных удаленных «подстанций» в режиме мозаики на один или несколько контрольных дисплеев. Еще одной особенностью является наличие высококачественного потокового кодера-сервера Allegro, который способен доставить на рабочее место оператора системы iControl Edge не только видео, но и звук с самым высоким качеством. Одна центральная платформа может собирать и анализировать информацию от 16 разбросанных по всей стране удаленных сетей кабельного телевидения с услугами DVB-C.

1.5 Стационарные и носимые платформы для измерений

Стоит посмотреть на категорию High-end, где расположились стационарные и носимые приборные платформы, названия которых у многих на слуху со времен аналогового вещания: Tektronix, Grass Valley, Rohde&Schwarz и прочие. Кроме «полевых» измерений и контроля сигналов на ГС, они предназначены для испытаний оборудования компаниями-производителями. Подобные системы обычно не интегрированы в некое комплексное решение, однако производитель предусматривает широкий набор программных и аппаратных опций для разных тестов. Кроме уже рассмотренного нами мониторинга транспортного потока по ТR 101 290, тот же Grass Valley VTS500 готов для следующего перечня задач:

• Запись на жесткий диск и передача (streaming) транспортного потока MPEG-2 для его дальнейшего, более детального, изучения.

• Анализатор данных для приложений интерактивного ТВ MHP в режиме реального времени.

• Измерения передачи MPEG через сеть IP в режиме реального времени. Предусматривается контроль за целым рядом параметров IP-трафика, включая измерение Media Delivery Index (обычно состоит из фактора задержки – Delay Factor (DF) и уровня задержанных пакетов за единицу времени – Media Loss Rate (MLR)). Предусмотрен полный контроль MPEG (согласно TR 101 290), в том числе визуализация всей структуры транспортного потока (будут видны сервисы, компоненты и значения параметров потоков).

• Стример Video-over-IP – это встроенный модуль генератора сотен медиапотоков с поддержкой IPv4/IPv6 для стрессового и прочего тестирования состояния и возможностей вашей сети.

Что касается Tektronix, то этот производитель выпускает целую линейку продуктов для промышленного применения и операторских нужд. Монитор транспортного потока MTM400 может в качестве опций для радиочастотного сигнала использовать разные демодуляторы – и в том числе QAM для кабельного ТВ и 8PSK для DVB-S2 (до 16 и 32APSK). Но дополнительно к измерениям по TR101 290 прибор может осуществлять контроль за цифровой вставкой DPI по стандарту SCTE-35.

МТМ400 обеспечивает оператору многоуровневый многоканальный удаленный мониторинг, измерения РЧ-сигнала и измерения транспортного уровня для DVB. Кроме цифрового кабельного телевидения возможны измерения на головных станциях (интерфейсы ASI и IP), DVB-T, DVB-S/S2, а также контроль за IPTV-сервисами. Прибор делает все критичные РЧ-измерения: уровень РЧ-сигнала, BER, MER и EVM (значение вектора ошибки), сигнал/шум, фазовый шум, импульсную характеристику сигнала. Tektronix предлагает расширенные возможности в части обработки сообщений об ошибках и их анализе посредством специального программного обеспечения. Вообще, расширенные программно-аналитические возможности характерны для MTM400. Например, технология «зеленый поток» обеспечивает отсев ложных сообщений об ошибке, а уникальная двухуровневая система оповещений позволяет предупредить проблемные ситуации, только «нависающие» над тем или иным участком сети. MTM400 имеет «стоечное» исполнение и поддерживает дистанционное управление/мониторинг через протокол SNMP, а также доступ к нему через разные NMS (Network Management System).

1.6 Сеть над сетью

Современная инфраструктура провайдера цифрового ТВ и его сервисы генерируют просто огромный поток информации. Как мы уже раньше отмечали, задача распознать в этом информационном вале системные изменения является приоритетной. То есть не просто оперативно отреагировать на локальный дефект, но предотвратить проблемные ситуации, особенно когда речь идет о группах клиентов, просто жизненно необходимо для оператора.

Pixelmetrix DVStation выпускается в нескольких вариантах для операторов с самыми разными задачами. Главным продуктом является 21-портовая модульная платформа; через каждый из портов станция может получать независимый поток данных через разные интерфейсы: от ASI и SDI до QAM, DVB-S/S2 и телекоммуникационных интерфейсов. На практике это означает, что на каждый из 21 входов можно установить модуль карты обработки транспортного потока (Transport Stream Processor (TSP)).

DVStation имеет программируемые триггеры для разных видов ошибок; для обеспечения мониторинга устройства используются самые разные средства: WEB-браузер, встроенный модем, поддержка SNMP «Состояние здоровья» сети определяет DVStation через поиск ошибок на физическом (ASI, РЧ, определяет GbE/ATM) и транспортном уровне, а также через контроль качества видео. Производительность средств контроля транспортного потока (180 Мбит/с) не имеет аналогов в отрасли, что дает возможность контроля над полным набором параметров согласно требованиям TR 101 290. Например, DVStation может вести контроль «производительности» потоков, привязанных к определенным PID: определять суммарное количество всех пакетов в транспортном потоке в двухсекундном интервале, суммарное количество всех пакетов, привязанных к определенному PID, суммарное количество всех пакетов, сгруппированных в одном сервисе. При достижении пороговых значений по определенному PID или сервису срабатывает система оповещения. Возможности перенастраиваемых триггеров хорошо видны при измерении интервалов между пакетами: оператор станции может установить пороговые значения показателя и объемы транспортного потока, предполагаемого к захвату, при их преодолении установленного порога.

Все виды измерений и систем спроектировать невозможно, поэтому рассмотрим технические средства контроля при передачах цифрового телевидения стандартов DVB-T и DVB-H.

Глава 2.

МОНИТОРИНГ ПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

2.1 Обобщенная структура сети мониторинга

2.2 Состав измерений

2.3 Пример реализации

системы дистанционного контроля и управления

2.4 Выбор оборудования