پیاده سازی سیستم تلویزیون وماهواره (آنتن مرکزی) بر روی فیبر نوری و شبکه FTTH

 

رسالت مجموعه هوپیران کمک به ایجاد اقتصاد پویا و تعامل در رشد سطوح علمی در کلیه سیستم های مرتبط به فعالیت این گروه میباشد. این مقاله بر اساس رسالت مجموعه در جهت رضایت بهره برداران پروژه ها تدوین و منتشر شده است و هر گونه کپی برداری از آن بدون ذکر منابع غیر مجاز میباشد.

هوپیران مشاور، مجری و طراح زیرساخت های مخابرات و فیبرنوری و ارائه دهنده راهکارهای یکپارچه سازی در انتقال صوت و تصویر در اماکن صنعتی، نفت و گاز و ساختمانی

شبکه های فیبر نوری به عنوان بستر ارتباطات زیر ساخت کشوری شناخته شده است . پیاده سازی مقرون به صرفه، سرعت بالا و انتقال با کیفیت اطلاعات بر روی بستر فیبر نوری موجب توسعه استفاده از این تکنولوژی در کاربری های کوچکتر شده است . همواره افزایش متقاضی این تجهیزات و افزایش مصرف در بازار به ارتقاء تولید و کاهش هزینه منجر و به تبع آن قیمت رقابتی در بازار این صنعت مخابراتی ایجاد گردیده است . امروزه فیبر نوری تا منازل مسکونی، تجهیزات پزشکی و ادوات نظامی و حتی داخل اسباب بازی های کودکان مورد استفاده قرار میگیرد.

خدمات دیتا و ارتباطات در منازل مسکونی از دیرباز توسط زیرساخت خطوط مسی تامین و اجرا میگردید. خطوط مسی دارای معایبی از جمله نویز پذیری بالا و افت سیگنال در طول مسیر بودند . در عین حال امکان انتقال اطلاعات به صورت محدود میسر میگردید. با رشد نرم افزارهای ارتباطی و اطلاعاتی و صنعت مخابرات در دنیا ، همواره نیاز بشر به پهن باند سریع و امن گسترش یافت و در کشورهای توسعه یافته راه کارهای FTTH در جهت انتقال اطلاعات بر روی بستر فیبر نوری تا کاربران واحد های مسکونی معرفی و اجرا گردید.

جهت اجرای شبکه های فیبرنوری راه کارهای گسترده ایی میسر میباشد و بر اساس نوع کاربری و خدمات مورد نیاز قابل تعریف و اجرا میباشد . این راهکارها در مقالات کلی در سایت درج خواهند شد. لیکن آنچه که در این مقاله، مجموعه هوپیران در صدد بررسی و ارائه طریق برآمده است، راهکار های انتقال تصویر به صورت متمرکز بر روی فیبر های نوری میباشد و بررسی معایب و مزایای هر یک تا کارفرمایان محترم امکان بررسی و ایجاد هر سیستم را با توجه به نوع کاربری خود داشته باشند.

شبکه های تلویزیونی داخلی که بر روی آنتن های معمولی و گیرنده های دیجیتالی قابل رصد میباشند از تکنولوژی ارسال دیجیتال با فرکانس 400 الی 800 مگاهرتز استفاده میکنند و دستگاه گیرنده دیجیتال با استاندارد DVB-T جهت دریافت سیگنال در مصرف کننده به کار میرود. با این تکنولوژی امکان ارسال چندین کانال بر روی یک فرکانس و ارتقاء کیفیت تصاویر به HD میسر گردید.

شبکه های ماهواره ایی نیز بر روی فرکانس های بالاتر از 10 هزار مگا هرتز و توسط گیرنده های دیجیتال با استاندارد DVB-S و از طریق دیش قابل دریافت هستند.

 

در صورت نیاز به ارائه هر دو گروه شبکه های دیجیتال کشوری و ماهواره ایی ملزم به پیاده سازی راه کارهای انتقال اطلاعات به داخل واحد میباشیم . لذا انتقال خطوط مسی از آنتن به تقویت کننده ها و سوئیچرها در طبقات و انتقال به واحد های مسکونی متداول گردید . بیشترین هزینه متصور در برج های مسکونی هزینه خطوط انتقال بود و بیشتر مشکل مصرف کننده گان تضعیف فرکانسی در طول مسیر می بود. برای هر دو طیف کانال های تلویزیونی با توجه به تفاوت فرکانس آنها، ملزم به اجرای دو شبکه کواکسیالی مجزا در ساختمان میباشیم. اگر در ساختمان شبکه ایی جهت انتقال فرکانس کانالهای ماهواره ایی تعبیه نگردیده باشد، بهره برداران مجبور به ارتباط مستقیم دیش ماهواره( از نزدیکترین نقطه امکان نصب و ارتباط دید در دید زاویه ماهواره) تا گیرنده میباشند که متاسفانه تاثیر بسیار نامناسبی در نمای ساختمان و کاربری سیستم ها خواهد داشت.

امروزه پیاده سازی بستر فیبر نوری در ساختمان ها و شهرک های مسکونی موجب تمرکز خدمات تلویزیونی و ماهواره ایی شده و لذا قیمت تمام شده پروژه را مقرون به صرفه تر از سیستم های آنالوگ قدیمی نموده است. هر چند که بستر ارتباطی فیبر نوری به دلیل خدمات مخابراتی و اینترنت در پروژه های بزرگ الزاما پیاده سازی میگردد و استفاده از این بستر جهت انتقال سریع و با کیفیت تصاویر در سیستم های تلویزیونی ، ماهواره ایی و اینترکام داخلی (آیفون) نیز میسر میشود.

راه کارهای اجرای سیستم تلویزیون و ماهواره مرکزی در شهرک های مسکونی و یا برج های تجاری و اداری  بر روی فیبرنوری به چند روش متداول است. در زیر به بررسی هر یک و مزایا و معایب آن اشاره میگردد.

1. تلویزیون و ماهواره بر روی استاندارد IP و با تکنولوژی IPTV

2. تلویزیون و ماهواره بر روی شبکه IP به صورت Multicast

3. انتقال و تبدیل فرکانس تلویزیون و ماهواره بر روی فیبر نوری و نهایتا تبدیل مجدد در مصرف کننده

4. تلویزیون و ماهواره به صورت OTT در مصرف کننده

5. تلویزیون و ماهواره از شبکه گسترده مانند مراکز مخابرات

6. تلویزیون و ماهواره ترکیبی و شبکه اینترنت

7. تلویزیون بر روی پورت RF دستگاه ONU

 

1. آنتن مرکزی و کانالهای تلویزیونی و ماهواره بر روی استاندارد IP و با تکنولوژی IPTV

 

در این روش  از تکنولوژی IPTV جهت ارسال اطلاعات کانالها برای مشترکین استفاده میشود. شبکه های تلویزیونی به همراه سرویس های جانبی به پروتکل IP تبدیل و نهایتا برای تمام واحد ها ارسال میگردد. مشترکین جهت مشاهده کانالهای تلویزیونی ملزم به استفاده از گیرنده های تحت شبکه IP Setup box  میباشند. امروزه اکثر سرویس دهنده های کانالهای تلویزیونی در حال ارائه خدمات IPTV در سراسر دنیا به مشترکین میباشند.

 

اجزای اصلی شبکه IPTV را می توان به چندین بخش زیر تقسیم بندی نمود:

A. بخش Encoding : وظیفه تبدیل اطلاعات از شبکه های ماهواره ایی و آنتن های تلویزیونی به IP در این بخش خواهد بود . این بخش توسط تجهیزات DVB انجام خواهد شد .

B. بخش Archive : سیستم IPTV ارائه دهنده سرویس های گوناگونی مانند VOD به مصرف کننده میباشد. این سرویس امکان دسترسی به آرشیو مجموعه شامل فیلم های سینمایی، موسیقی و برنامه های ذخیره شده را خواهد داد. این امر با تجهیز سخت افزار های ذخیره ساز و نرم افزارهای مدیریتی میسر میگردد.

C. بخش کنترل دسترسی و کد گذاری : کد کردن برنامه های live یا زنده ای که از ماهواره یا شبکه های زمینی پخش می شود و همچنین coding برنامه های آرشیو جهت انتقال به VOD سرورها را داشته و خاصیت اصلی آن این است که جلوی دسترسی های غیر مجاز به منابع و برنامه های تلویزیونی را می گیرد.

Middle ware servers .D یا سرور های میانی شامل:  Advertising server وظیفه این سرور اضافه کردن تبلیغات و زیر نویس به برنامه های در حال پخش است Call digital record (CDR) serve وظیفه این سرور جمع آوری اطلاعات billing و همچنین جمع آوری اطلاعات در مورد پر بیننده و کم بیننده ترین برنامه و اقبال گروههای مختلف اجتماعی به برنامه های گوناگون است تا سیاست گزاران و همچنین دست اندرکاران بخش تصمیم گیری های فرهنگی در زمینه تولید برنامه ها را راهنمایی نماید. سرور های Middleware وظیفه تبدیل محتوا و اطلاعات را برای انواع دستگاه ها مانند گیرنده های تلویزیونی، گوشی های موبایل ، صفحه نمایش رایانه ها و.... را دارد. در اصل این سرور منطبق شدن با انواع STB و انواع سامانه های میان افزار را بر عهده دارد.

E. بخش ارسال صورت حساب ماهیانه مشترکین

F. بخش ارسال برنامه ها به سمت بینندگان

با بررسی اجزاء یک سیستم IPTV میتوان موارد غیر ضروری در پروژه های تجاری، اداری و یا مسکونی را از سیستم منفک نموده و سیستم را در جهت مقرون به صرفه شدن برای پروژه بازتعریف نمود. در جهت استفاده در مراکز مسکونی بخش Encoding برای تعداد مشخص از کانالهای ماهواره ایی و شبکه های داخلی ،Middleware وstream برای چند پروتکل استاندارد H264 , MPEG4 بر روی تلویزیون مورد نیاز است و کاربری های دیگر جزء آپشن قابل تعریف است. با این روش ارائه طرح مقرون به صرفه برای برج مسکونی و مراکز تجاری و اداری قابل تعریف خواهد بود. در صورت اجرای زیرساخت FTTH به جرات قیمت این طرح در مقایسه با سیستم آنالوگ قدیمی تعدیل خواهد داشت.  
مجموعه هوپیران با ارائه پیشنهاد های گوناگون در قابلیت و سامانه های مرتبط سعی در ارائه خدمات با صرفه برای کاربری های مختلف میباشد.

 

مزایا :

سیستم قابلیت توسعه در آینده خواهد داشت

قابلیت دریافت سرویس با سایر مراکز ارائه دهنده IPTV مانند مرکز مخابرات و یا سایر مراکز تلویزیونی کشورها

سیستم استاندارد بر اساس پروتکل IPTV در جهت استفاده در سایر تجهیزات مانند رایانه و تبلت

قابلیت محدود سازی کانال ها در مرکز کنترل با توجه به نیاز هر مشتری

حذف دستگاه ماهواره و کابل کشی کواکسیال

معایب :

نیاز به زیر ساخت شبکه قابل اطمینان

هزینه بالای آپشن های متداول

قابلیت محدود سازی کانال ها در مرکز کنترل در صورت توسعه سیستم

نیاز به Setup Box برای مصرف کننده

لایسنس به تعداد متقاضیان

تاخیر 10 الی 40 ثانیه ایی در تبدیل و نمایش تصاویر بر اساس مشخصات سخت افزارها

تبدیل و نمایش گران کانالهای کارتی (الزام استفاده از IPTV اینترنتی و یا مبدل های سخت افزاری)

 

 2. آنتن مرکزی و کانالهای تلویزیون و ماهواره بر روی شبکه IP به صورت Multicast

 

در این روش نیز از بستر IP یا همان شبکه جهت انتقال تصاویر و صوت استفاده میگردد. شباهت آن مانند زیرساخت IPTV میباشد ولیکن تجهیز Encoding به عنوان streamer نیز عمل نموده و لذا فقط با یک سخت افزار اطلاعات از LNC ماهواره دریافت و به پورت سوئیچ جهت عرضه در شبکه انتقال می یابد. در این سیستم دریافت کننده در سمت متقاضی فقط شماره IP دستگاه فرستنده را وارد مینماید. این روش امکان مدیریت کاربر ، مدیریت کانال و فرکانس را غیر ممکن می سازد.

 

مزایا :

آسان و مقرون به صرفه

مناسب برای برج های ساختمانی و مسکونی

 

معایب :

انتشار تمام کانالها برای کاربران

حذف دستگاه ماهواره و کابل کشی کواکسیال

انتشار تمام کانالها برای کاربران و عدم امکان مدیریت مستقل

تاخیر 10 الی 40 ثانیه ایی در تبدیل و نمایش تصاویر بر اساس مشخصات سخت افزارها

تبدیل و نمایش گران کانالهای کارتی (الزام استفاده از IPTV اینترنتی و یا مبدل های سخت افزاری)

 

3. انتقال و تبدیل فرکانس تلویزیون و ماهواره بر روی فیبر نوری و نهایتا تبدیل مجدد در مصرف کننده

 

روش فوق الذکر بهترین روش انتقال بر روی شبکه های فیبر نوری میباشد. در این روش از زیرساخت IP و شبکه استفاده نمی شود و فقط کابل های فیبر نوری رابط انتقال فرکانس خواهند بود . کابل های کواکسیال به مبدل فیبر نوری متصل میشود و یا از LNC دیش با خروجی فیبر نوری بهره گرفته میشود. اطلاعات از فیبر نوری در فواصل دور عبور نموده و به کاربران نهایی خواهد رسید. در سمت متقاضی و در داخل واحد ها از مبدل فیبر به کواکسیال بهره گرفته میشود. در این روش متقاضی بر اساس نیاز خود از دستگاه ریسیور و یا گیرنده دیجیتال استفاده نموده و آزادی کامل را در استفاده از تمام قابلیت های شبکه ها خواهد داشت.

 

روش فوق الذکر بهترین روش انتقال بر روی شبکه های فیبر نوری میباشد. در این روش از زیرساخت IP و شبکه استفاده نمی شود و فقط کابل های فیبر نوری رابط انتقال فرکانس خواهند بود . کابل های کواکسیال به مبدل فیبر نوری متصل میشود و یا از LNC دیش با خروجی فیبر نوری بهره گرفته میشود.اطلاعات از فیبر نوری در فواصل دور عبور نموده و به کاربران نهایی خواهد رسید. در سمت متقاضی و در داخل واحد ها از مبدل فیبر به کواکسیال بهره گرفته میشود. در این روش متقاضی بر اساس نیاز خود از دستگاه ریسیور و یا گیرنده دیجیتال استفاده نموده و آزادی کامل را در استفاده از تمام قابلیت های شبکه ها خواهد داشت.

مزایا :

مقرون به صرفه

دسترسی ساده و مشابه سیستم های قدیمی

تنوع کانالها با توجه به نیاز متقاضی

عدم وجود نویز در خطوط انتقال

معایب:

عدم دسترسی به امکانات IPTV

عدم توسعه پذیری از امکانات جدید در آینده

نیاز به دستگاه ریسیور و یا گیرنده دیجیتال

 

4. تلویزیون و ماهواره به صورت OTT در مصرف کننده

 

OTT نوعی تلویزیون اینترنتی است که از اینترنت به جای شبکه IP مدیریت شده استفاده می‌کند. رشد روزافزون دستگاه‌های متصل به اینترنت و سرویس‌های پرارزشی مانند Netflix،Hulu  و Apple iTunes باعث درخواست بیشتر مشترکین جهت دریافت محتوای ویدئویی در هر زمان و مکان شده است. امروزه برای ارائه سرویس‌های OTT، از اینترنت و شبکه‌های CDN استفاده می‌شود. این سرویس‌ها، هم در فروشگاه‌های اینترنتی ارائه می‌شوند و هم افراد از طریق تلویزیون‌های خانگی و سایر ابزارهای متصل به اینترنت، قادرند به آن‌ها دسترسی پیدا کنند. OTT و IPTV یک هدف مشترک دارند و آن ارسال محتوای ویدئویی به تعدادی گیرنده است.

مزایا :

امکان دریافت تصاویر از طریق شبکه و اینترنت برای تمامی تجهیزات هوشمند

قابلیت ارائه سرویس های گوناگون و متعدد

معایب :

راه حل مناسب برای پروژه های بزرگ شهری و کشوری

ارائه سرویس های خاص مانند دیجیتال ساینیج ها در مگامال و مراکز تجاری و اداری بسیار بزرگ

تاخیر 10 الی 40 ثانیه ایی در تبدیل و نمایش تصاویر بر اساس مشخصات سخت افزارها

 

5. تلویزیون و ماهواره از شبکه گسترده مانند مراکز مخابرات | IPTV مخابرات

 

همواره در دنیا شرکت های زیادی بر بستر شبکه و اینترنت، سرویس های IPTV را به متقاضیان ارائه مینمایند و ارزش افزوده بالایی را برای آنها به همراه دارد. سازمان هایی مشابه مخابرات و صدا و سیما هم به ارائه خدمات IPTV ماهانه به مشترکین اقدام مینمایند. لذا مدیران ساختمان های بلند مرتبه میتوانند با پرداخت اجاره ماهانه نسبت به دریافت شبکه های داخلی و آرشیو فیلم و موسیقی استفاده نمایند. لیکن همچنان در سمت گیرنده وجود Setup box الزامی خواهد بود.

 

مزایا :

عدم نیاز به هیچ گونه تجهیزات مرتبط به IPTV در مرکز ساختمان

استفاده از بستر IP

دسترسی به آرشیو عظیم فیلم و اطلاعات

 

معایب :

پرداخت اجاره بها

وابستگی به ارائه دهنده سرویس

عدم امکان استفاده از سایر شبکه ها

 

6.تلویزیون و ماهواره ترکیبی و شبکه اینترنت

 

 روش ترکیبی از سلوشن های فوق الذکر نیز میتواند راه کار قابل قبولی برای مدیران مجموعه ها باشد . چرا که در صورت اجرای زیرساخت مناسب ، امکان استفاده از روش ساده multicast و یا تبدیل فرکانس به فیبر نوری صورت پذیرد و هم از خدمات IPTV سازمان بهره جست. در هر حال ارائه بسیاری از شبکه های تلویزیونی بر روی اینترنت و گیرنده های تحت شبکه نیز متداول شده است و راه حلی برای حذف تجهیزات مازاد در صورت قیمت مقرون به صرفه اینترنت خواهد بود. 

 

7. کانالهای تلویزیونی بر روی پورت RF دستگاه ONU

 

این روش مقرون به صرفه ترین و ساده ترین روش پیاده سازی سیستم های تصویری کاربران واحد های تجاری و اداری میباشد. در این روش کانالهای تلویزیونی توسط مبدل وHeadend به طول موج 1550 نانومتر تبدیل و بعد از OLT توسط دستگاه مولتی پلکس بر روی شبکه فیبر نوری و FTTH قرار میگیرد. تمامی دستگاه های ONU مجهز به RF میتوانند ، تصاویر را دریافت و توسط پورت RF تلویزیون و کانال یابی هوشمند نمایش دهند.

زایا :

مقرون به صرفه

دسترسی ساده و مشابه سیستم های قدیمی

تنوع کانالها 

عدم وجود نویز در خطوط انتقال

عدم نیاز به دستگاه ریسیور و یا گیرنده دیجیتال

 

معایب:

عدم دسترسی به امکانات IPTV

عدم توسعه پذیری از امکانات جدید در آینده

استفاده از زیرساخت کواکسیال 

در صورت گسترش نمایشگرها در واحد نیازمند سوئیچرهای آنالوگ میباشد

 

تهیه و تدوین:  دپارتمان فیبر نوری گروه هوپیران