WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 |
УСЛУГИ ИНТЕРНЕТ TV – РЕШАЮЩИЙ ШАГ К TRIPLE PLAY А.В. Пуговкин, Е.А. Узингер Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники 634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 40 Аннотация. Рассмотрены основные тенденции развития телекоммуникаций и информационных технологий: цифровизация, пакетизация и интеграция информационных потоков, и существенное возрастание предлагаемого информационного «контента» (содержания). Это порождает множество новых услуг в телефонии, передаче данных и в телевидении. Рассмотрены услуги Интернет-телевидения, приходящего на смену кабельному и цифровому. Показано, что передача «сжатых» цифровых сигналов по сетям передачи данных обеспечивает телевидение такими свойствами как интерактивность, рациональное использование пропускной способности каналов, видеоконференцсвязь и другие и дат возможность предоставить множество новых услуг.

Объединение Интернет-телевидения, IP-телефонии и услуг передачи данных реализует концепцию сетей NGN (Next Generation Networks) или Triple Play, т.е. передачу всех трх базовых услуг в одной и той же телекоммуникационной среде.

Annotation. There were considered the basic tendencies of development of telecommunications and information technologies in this article: the digital information, division the information into "packages" and integration of information streams, and essential increase of offered information "content" (maintenance). Thats why appear new services in a telephony, data transmission and TV. There were considered the Internet-TV services there. In this time the transfer of the "compressed" digital signals provides TV many interesting properties: interactivity, rational use of throughput of channels, video conferencing and others.

Association the Internet-TV, IP-telephonies and services of data transmission realizes concept of networks NGN (Next Generуtion Networks) or Triple Play, or it's transfer of all three base services to the same telecommunication environment.

Введение Телекоммуникации в настоящее время испытывают поистине революционное развитие.

Это наглядно видно на примере телевидения. Еще десять лет назад большинство абонентов довольствовались широковещательным аналоговым телевидением, передаваемым с помощью радиосигналов или, в лучшем случае, кабельным телевидением. Ограниченный набор программ и низкое качество изображения характерны для этого периода времени. Внедрение цифровых методов передачи сигналов существенно повысило качество, позволило увеличить число передаваемых программ. Поскольку цифровые сигналы можно передавать по всем существующим линиям связи (волоконно-оптическим, радиоканалам, телефонным электрическим кабелям), качественное телевидение стало доступным практически в любом населенном пункте. Массовое внедрение цифрового телевидения в странах Европы ожидается в 2008-2010гг., в России к 2015году.

В последние два-три год у цифрового телевидения появился серьезный конкурент – IPTV (Интернет телевидение). Этот вид телевидения также оперирует с цифровыми сигналами, но при их передаче и распределении использует принципы IP сетей (сетей Интернет). При этом телевизионные операторы и абоненты получают дополнительные преимущества: высокая экономичность при использовании каналов, возможность передачи сигналов по уже существующим сетям передачи данных, появление большого количества новых видео и аудио услуг и многое другое. Одним из главных достоинств IP-TV является естественная интеграция с другими телекоммуникационными сервисами: телефонией и передачей данных.

Основные принципы IP-TV, его достоинства и будут рассмотрены в данном обзоре.

1. Развитие телекоммуникаций Настоящее время характеризуется стремительными темпами развития телекоммуникаций.

В течение 10-20 лет в массовые услуги связи вошли доступ в Интернет и сотовая связь, факс и электронная почта. За счет внедрения волоконнооптических линий связи, цифровых систем передачи, потребности увеличения скорости и объемов передаваемого трафика появилось много новых телекоммуникационных технологий: IP-телефония, ADSL, АТМ и др.

Широкое внедрение компьютеров в производственную деятельность и повседневную жизнь также стимулирует развитие телекоммуникаций, требует существенной скорости передачи информации, повышения качества обслуживания, внедрения новых услуг. Цифровые методы обработки телекоммуникационных сигналов, цифровые и пакетные технологии распределения информации и управления сетями приводят к слиянию информационных и телекоммуникационных систем.

Основные услуги телекоммуникаций можно разделить на следующие виды: телеметрия, телефония, радиовещание, передача данных ПД (доступ в Интернет, электронная почта и др.), телевидение, цифровое телевидение.

Эти услуги различаются как по необходимой скорости передачи информации, так и по времени сеанса. Эти отличия иллюстрируются рисунком 1, из которого следует, что самые низкие скорости передачи и время сеанса требуются для телеметрии, когда сигналы с нескольких датчиков (давления, температуры, влажности и т.п.) передаются в центр управления. Самые большие объемы скорости и длительности сеанса необходимы для телевидения (TV), телевидения высокого качества (TBBK) и скоростного доступа в Интернет.

Телефония и радиовещание занимают промежуточное положение.

Важным выводом из этого рисунка является то, что современные телекоммуникационные системы должны обеспечивать одновременно все эти услуги, передавать низкоскоростные и высокоскоростные потоки в одних и тех же каналах связи. Да и по времени сеанса требования достаточно жесткие, так как системы должны работать практически непрерывно с высокой надежностью.



t, сек TVвысокой Телевидение 103 четкости Передача качества Радиовещание, данных Телефония Телеметрия V, Бит/с 107 108 102 104 100 101 103 Рисунок 1.1 - Услуги электросвязи В развитии электросвязи на современном этапе существует ряд тенденций, качественно меняющих понятие и содержание привычных для нас услуг телефонии и телевидения:

1. Цифровизация. Переход к цифровым сигналам обеспечивает высокую помехоустойчивость передачи, повышает ее качество и надежность, существенно сокращает вес и габариты оборудования. Поскольку представление цифрового сигнала одинаково для всех видов трафика, то это создает реальную платформу для их объединения в одном канале передачи. Процесс формирования цифрового сигнала можно разбить на три этапа.

На первом этапе вместо непрерывной функции времени формируется совокупность дискретных отсчетов, взятых в равноотстоящих друг от друга моментах времени.

Полученный дискретный сигнал или сигнал с амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ) может принимать в своих отсчетах любые непрерывные значения. Чтобы число амплитудных значений было конечно, на втором этапе проводят операцию квантования. Она заключается в том, что значение отсчета сравнивается с некоторым уровнем, близким к нему, и приравнивается либо к величине этого уровня, либо к другой величине, связанной с ним. Такой величиной, например, может быть среднее значение между соседними уровнями.

На третьем этапе сигнал, дискретный во времени и по амплитуде, с помощью импульсно-кодовой модуляции преобразуется в цифровой код.

К достоинствам цифровых методов передачи относятся:

- высокая помехоустойчивость обеспечивается наличием в двоичном цифровом сигнале всего двух состояний. В связи с этим воздействие импульсной помехи на цифровую линию передачи не так эффективно, как в случае аналоговой линии.

- простота группообразования по сравнению с системами с частотным разделением каналов, так как временные мультиплексоры и демультиплексоры существенно проще в реализации, чем система гетеродинов и частотно-избирательных фильтров;

- возможность интеграции услуг телефонии, передачи данных и телевидения, поскольку при преобразовании в цифровую форму сигналы для всех видов трафика приобретают универсальную форму ;

- возможны различные процедуры обработки цифровых сигналов (фильтрация, кодирование и др.) в процессе их передачи и приема в реальном масштабе времени;

- экономичность производства и эксплуатации оборудования, его малый вес и габариты благодаря применению технологий современной микроэлектроники.

2. Глобализация. Телекоммуникационные сети приобрели всемирный характер. Это касается и телефонии, когда мы можем связаться с абонентом в любой стране, и передачи данных (сеть Интернет). Примерами глобальных сетей также являются сети сотовой связи, сети спутниковой связи.

3. Пакетизация. Здесь сообщение сначала преобразуется в цифровую форму, а потом разбивается на части (пакеты). Каждый пакет может передаваться самостоятельно, поскольку в его составе содержится адресная информация пункта назначения. Рисунок иллюстрирует один из способов коммутации пакетов (дейтаграммный). Здесь пакеты с номерами 1,2,3,4 поступают на узел коммутации A, который определяет оптимальный (кратчайший) путь ACDB и отправляет по нему пакет 1. При поступлении пакета 2 ситуация в сети изменилась, путь ACDB не обеспечивает быстрого прохождения и узел A отправляет пакет 2 по другому пути (AFDB). К моменту окончания пакета 2 ситуация в сети восстанавливается и пакеты 3,4 снова идут по пути ACDB. Может получиться так, что к узлу B пакеты придут не в той последовательности, в которой были отправлены. Узел B восстанавливает порядок следования пакетов.

F B D A 3 4 C Рисунок 1.2 - Коммутация пакетов Основные процедуры при передаче пакетов:

- разбиение сообщения на пакеты;

- запись пакетов в узлах;

- маршрутизация пакетов в соседние свободные узлы.

Достоинства технологии коммутации пакетов:

- высокая загрузка канала (до 100%), обеспечивается тем, что любые паузы в сообщении одного абонента могут быть заполнены пакетами информации других абонентов;

- возможность многоадресной передачи, так как в заголовке пакета может содержаться разное количество адресов.

Недостатки способа коммутации пакетов:

- перезапись информации в узлах, что увеличивает задержку передаваемых сигналов;

- переменная скорость передачи и переменная задержка, что также связано с буферизацией информации, ограниченным объемом памяти запоминающих устройств и с возможностью различных путей распространения информации.

4. Интеграция услуг заключается в том, что к абоненту по одной линии связи приходят электрические сигналы разных служб. Здесь с помощью устройства распределения услуг они разделяются по соответствующим терминальным устройствам (телефонный аппарат, модем, телевизионный приемник и т.д.). Самым радикальным случаем является тот, когда по линии связи одновременно приходят услуги телефонии, телевидения и передачи данных(Triple Play).

Однако на настоящий момент для массового абонента такого сервиса еще нет, и на практике применяют попарную интеграцию. Рассмотрим развитие услуг и возможные варианты интеграции с помощью диаграммы (рисунок 1.3).





первая степень интеграции вторая степень интеграции Телефония аналоговая, ЧРК, коммутация каналов Аналогоцифровой (ADSL) Телефония цифровая ВРК, коммутация каналов IP- телефония, Цифровая АТМ коммутация пакетов интеграция ISDN Передача данных, Кабель коммутация пакетов ные сети IP интеграция Аналоговое TV, радиоканал,ЧРК, широкое Аналоговое TV, вещание IP- TV кабель, ЧРК, (NGN) Кабельное широкое вещание TV+ Интернет Цифровое TV, ВРК, коммутация каналов Рисунок 1.3 - Развитие и интеграция услуг Здесь рассмотрены только три услуги, а именно: передача речи, данных и программ телевидения. Рассмотрим зарождение и развитие этих услуг.

1. Телефония.

Телефонная связь зародилась в 70-е годы 19 века. В качестве пионеров телефонии следует назвать: А.Белла (США) - изобретение телефона (1876 год), М. Махальского (Россия) - изобретение микрофона (1878 год), П. Голубицкого (Россия) - применение центральной батареи для абонентских телефонных аппаратов.

Основные элементы технологии телефонии сохранились и по сей день. Эту телефонную связь называют аналоговой телефонией потому, что в процессе передачи используются аналоговые сигналы, возникающие на выходе телефонной трубки. При объединении сигналов от различных абонентов используется технология частотного разделения каналов (ЧРК). При ЧРК эти сигналы занимают разные непересекающиеся участки частотного диапазона.

Наглядный пример ЧРК: разделение радиовещательных и телевизионных программ.

Соединение абонентов друг с другом осуществляется посредством коммутации каналов (КК), когда между двумя абонентами устанавливается сквозное соединение с помощью коммутаторов. Заказ на установление этого соединения делает сам абонент, набирая номер.

Разрыв соединения также происходит по инициативе одного из абонентов. Часто такое соединение называют коммутируемым. Этот вид электрической связи на настоящий момент является самым массовым, несмотря на заметные недостатки: невысокое качество связи, ограниченные возможности интеграции, низкий уровень сервиса.

Широкое внедрение цифровых технологий привело к появлению в электросвязи цифровых систем передачи и цифровой телефонии. Основными отличительными особенностями этой технологии являются: преобразование аналогового телефонного сигнала в цифровой (последовательность импульсных сигналов, передающих значения «0» и «1»), объединение цифровых сигналов разных абонентов с помощью уплотнения их во времени - временное разделение каналов (ВРК). Вместе с тем технология коммутации остается прежней - коммутация каналов.

Телевизионный сигнал более сложный, чем телефонный, так как зависит от двух координат и времени. При его «оцифровки» получается чрезмерно большой объем данных, требующих больших скоростей передачи данных (более 100Мбит/сек). Одним из достижений современных цифровых технологий является существенное снижение «лишних» объектов данных – сжатие информации. Это сжатие достигается за счет того, что передается не сам кадр изображения, а только его изменение. Этот метод получил название дифференциальноимпульсной кодовой модуляции и широко используется в применяемых системах сжатия и кодирования MPEG-2, MPEG-4 и др. Кроме этого учитываются и психофизиологические факторы, заключающиеся в том, что градации яркости воспринимаются зрительным аппаратом человека тоньше, чем градации света. Поэтому «цветовую» информацию можно передавать с меньшей точностью.

Наконец, в конце 90-х годов прошлого столетия родилась еще одна телефонная технология - IP-телефония, которая принципиально отличается от предыдущих способом коммутации. Здесь так же, как и в цифровой телефонии формируется цифровой сигнал, но затем он разбивается на пакеты. Каждый пакет содержит в заголовке адрес назначения, поэтому пакеты могут добираться до абонентов самостоятельно.

Но главным достоинством пакетных методов передачи является возможность передавать по одному каналу связи пакеты нескольких пар абонентов одновременно. При этом коэффициент использования канала приближается к 100%. Разумеется, что IP-телефония, как и другие пакетные методы передачи речи, возникли не сами по себе, а на базе технологий передачи данных, технологий компьютерных сетей.

2.Передача данных.

Этот вид телекоммуникационных услуг появился сравнительно недавно в 60-х годах прошлого века в связи с развитием локальных и глобальных вычислительных сетей и сразу был ориентирован на технологию коммутации пакетов. Сначала компьютеры связывались в сети для того, чтобы увеличить общую производительность. Однако вскоре потребовался доступ нескольких компьютеров к общим ресурсам (принтер, серверы и т.п.). Появилась необходимость у компьютерных пользователей обмениваться данными друг с другом. И, наконец, появилась глобальная информационная сеть Интернет. Услуга стала массовой.

Поскольку передача данных принципиально отличается от телефонии, то и требования к этим сетям совсем другие. Здесь нужна высокая вероятность передачи, в то время как малая задержка сигнала, важная для телефонии, здесь не является критичной. Требования по скорости передачи в сетях передачи данных (СПД) изменяются в широких пределах от нескольких десятков килобит в секунду (Кбит/с) для абонентского доступа до единиц гигабит в секунду (Гбит/с) на магистральных сетях.

3.Телевидение. Исторически первым появилось «эфирное» телевидение, когда передатчик телевизионной станции излучает радиоволны для всех абонентов, имеющих телевизионные приемники в зоне действия станции.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.