Мікрохвильова інтерактивна дистрибутивна інформаційна система мідіс

1 Мікрохвильова інтерактивна дистрибутивна інформаційна система, що складається з центральної і принаймні однієї абонентської станції, причому центральна станція містить ненаправлену антену, головну приймальну станцію зворотного каналу, що включає в себе принаймні один понижувальний конвертор зворотного каналу, вихід якого підключений до входу блока подільника, що має від 1 до N виходів, які з'єднані з входами демодуляторів зворотного каналу, а абонентська станція містить антену, яка через дуплексер з'єднана з передавачем зворотного каналу (підвищувальним конвертором), вхід якого з'єднаний з блоком модулятора зворотного каналу і з понижувальним конвертором, вихід якого з'єднаний з демодулятором прямого каналу, яка відрізняється тим, що до складу центральної станції введені принаймні один ствол передачі даних прямого каналу, до складу якого входить формувач прямого каналу, вихід якого через модулятор прямого каналу з'єднаний з передавачем прямого каналу, який через суматор підключений до ненаправленої антени центральної станції, принаймні один передавальний ствол аналогового мовлення, що включає в себе модулятор аналого вого сигналу, вихід якого підключений до входу передавача аналогового каналу, який через суматор підключений до ненаправленої антени центральної станції, а вхід - до відеосигналу аналогового телебачення, передавальний ствол цифрового мовлення, що включає в себе кодер цифрового телевізійного сигналу, який через модулятор цифрового каналу мовлення з'єднаний з першим входом передавача каналу цифрового мовлення, вихід якого через суматор підключений до ненаправленої антени центральної станції, а також канальний конвертор, на вхід якого подається радіосигнал цифрового телебачення, а вихід підключений до другого входу передавача каналу цифрового мовлення, до складу головної приймальної станції зворотного каналу центральної станції введені приймальні секторні антени зворотного каналу, виходи яких підключені до входів понижувальних конверторів зворотного каналу, а виходи демодуляторів зворотного каналу підключені до принаймні одного сервера доступу зворотного каналу, з'єднаного з центром надання інформаційних послуг, до якого підключений маршрутизатор, а до складу абонентської станції введені сервер абонентської станції, сполучений з комп'ютером, цифро-аналоговий тюнер та телевізійний приймач Винахід відноситься до спеціальної техніки зв'язку, що забезпечує передачу та прийом даних по каналах радіозв'язку У сучасному СВІТІ ПОСТІЙНО зростає інтерес до надання доступу користувачів до інформаційних послуг (прикладного рівня) Значну частину інформаційних і комунікаційних послуг можна отримати за допомогою прикладних служб через глобальну 2 Система по п 1 , яка відрізняється тим, що центр надання інформаційних послуг складається із серверів служб, об'єднаних в локальну обчислювальну мережу, яка підключена до маршрутизатора та до принаймні одного сервера доступу зворотного каналу 3 Система по п 1 , яка відрізняється тим, що КІЛЬКІСТЬ приймальних секторних антен залежить від їхньої діаграми спрямованості по азимуту і вони повинні мати загальне перекриття по азимуту не менше 360° (О ю ю 55296 4 компь'ютерну мережу Інтернет Інтернет-технологм собами вузлів інших мереж дозволяють також організувати доступ до ряду Надання лише послуг нижніх рівнів ЕМ ВВС, інших служб (телефонія, відеоконференцзв'язок, тобто послуг транспортної мережі відео по замовленню та ІНШІ) УСІ наявні до дійсноЧисло абонентських каналів обмежене смугою го часу системи Інтернет-доступу, технології яких пропускання приймача зворотного каналу найчастіше доповнюють одна одну, формують Задачею даного винаходу є створення на базі розгалужену різношвидкісну мережу При цьому системи прототипу МІТРІС-ІНТ дистрибутивної старі вузькосмугові технологи, які використовують (розподільчої) системи інформаційних послуг четелефонну мережу загального користування, все рез мережу висхідних та спадних каналів зв'язку частіше поступаються місцем новим і зокрема мікпідвищеної ємності з використанням центру нарохвильовим системам на базі мікрохвильових дання інформаційних послуг, що входить до склаінтегрованих телерадюінформаційних систем МІду центральної станції, що дозволить забезпечити ТРІС різних модифікацій дешевий та якісний доступ користувачів до інформаційних ресурсів, а також значно розширити КІЛЬЗначний розмір зон обслуговування МІТРІС КІСТЬ абонентських каналів Тобто створити мождозволяє легко обслуговувати просторово віддаливість забезпечити "домішування" корегуючої лених користувачів у радіусі до 50-60км Основні інформації, формування прямого каналу, надання переваги систем безпровідного доступу до комуніпослуг прикладного рівня ЕМ ВВС засобами сискаційних та інформаційних служб перед іншими теми системами доступу в Інтернет Швидкість розгортання системи, Велике охоплення користувачів з мінімальними витратами на комунікації, Можливість доступу абонентів на швидкостях до десятків Мбіт/сек у прямому і до 2 Мбіт/сек у зворотному каналах і більше, Простота інтеграції на радіоканалах із засобами безпровідного і супутникового зв'язку, Велика інформаційна ємність, Можливість поетапного нарощування КІЛЬКОСТІ абонентів [1] Найбільш близькою по своїй технічній суті до пропонованого технічного рішення є мікрохвильова інтегрована телерадюінформаційна система МІТРІС-ІНТ [2], що забезпечує передачу та прийом даних по каналах радіозв'язку Система-прототип МІТРІС-ІНТ складається з центральної і принаймні однієї абонентської станцій, причому центральна станція містить принаймні один передавально-приймальний ствол, що включає в себе передавач прямого каналу, вихід якого через дуплексер підключений до антени, та головну приймальну станцію зворотного каналу, що включає в себе понижуючий конвертор зворотного каналу, вихід якого підключений до входу блока поділювача, що має від 1 до N виходів, котрі з'єднані з входами демодуляторів зворотного каналу, абонентська станція містить антену, яка через дуплексер з'єднана з передавачем зворотного каналу (підвищуючий конвертор), вхід якого з'єднаний з блоком модулятора зворотного каналу і з понижуючим конвертором, вихід якого з'єднаний з демодулятором прямого каналу Вказана конфігурація системи прототипа вирішує проблему надання абонентам дуплексних каналів для доступу до розподілених баз даних (доступ до ресурсів Інтернет і т п) через мережу висхідних (від абонента до інформаційних служб) та спадних (від інформаційних служб до абонента) каналів зв'язку без використання інших засобів зв'язку До недоліків системи МІТРІС-ІНТ можна віднести "Домішування" корегуючої інформації виконується на інформаційному сервері вузла іншої мережі Формування прямого каналу виконується за Зазначена задача вирішується тим, що в мікрохвильовій інтегрованій інформаційній системі, що складається з центральної і принаймні однієї абонентської станцій, причому центральна станція містить ненаправлену антену, головну приймальну станцію зворотного каналу, що включає в себе принаймні один понижуючий конвертор зворотного каналу, вихід якого підключений до входу блока поділювача, що має від 1 до N виходів, котрі з'єднані з входами демодуляторів зворотного каналу, а абонентська станція містить антену, яка через дуплексер з'єднана з передавачем зворотного каналу (підвищуючим конвертором), вхід якого з'єднаний з блоком модулятора зворотного каналу і з понижуючим конвертором, вихід якого з'єднаний з демодулятором прямого каналу, згідно з винаходом, до складу центральної станції введені принаймні ствол передачі даних прямого каналу, до складу якого входить формувач прямого каналу, вихід якого через модулятор прямого каналу з'єднаний з передавачем прямого каналу, який через суматор підключений до ненаправленої антени центральної станції, принаймні один передавальний ствол аналогового мовлення, що включає в себе модулятор аналогового сигналу, вихід якого підключений до входу передавача аналогового каналу, який через суматор підключений до ненаправленої антени центральної станції, передавальний ствол цифрового мовлення, що включає в себе кодер цифрового телевізійного сигналу, який через модулятор цифрового каналу з'єднаний з першим входом передавача каналу цифрового мовлення, вихід якого через суматор підключений до ненаправленої антени центральної станції, а також канальний конвертор, на вхід якого подається радіосигнал цифрового телебачення, а вихід підключений до другого входу передавача каналу цифрового мовлення, до складу головної приймальної станції зворотного каналу центральної станції введені приймальні секторні антени зворотного каналу, виходи яких підключені до входів понижуючих конверторів зворотного каналу, а виходи демодуляторів зворотного каналу підключені до принаймні одного сервера доступу зворотного каналу, з'єднаного з центром надання інформаційних послуг, до якого підключений маршрутизатор, а до складу абонентської станції вве дені цифроаналоговий тюнер, телевізійний приймач, сервер абонентської станції, сполучений з абонентським комп'ютером Центр надання інформаційних послуг складається і з серверів служб, об'єднаних в локальну обчислювальну мережу, яка підключена до маршрутизатора, а КІЛЬКІСТЬ приймальних секторних антен залежить від їхньої діаграми спрямованості по азимуту і повинні мати загальне перекриття по азимуту не менше 360° До ВІДМІННИХ від прототипу ознак запропонованої мікрохвильової інтерактивної дистрибутивної інформаційної системи МІДІС відносяться додатково введені в центральну станцію - Ствол передачі даних, прямого каналу, що включає в себе формувач прямого каналу, який забезпечує перетворення цифрового потоку від системи надання інформаційних послуг в форматі Ethernet в формат DVB-S, модулятор прямого каналу, який забезпечує модуляцію несучої транспортним DVB потоком та здійснює передачу до абонентської станції інформаційного каналу служб, що надаються, та корегуючої інформації, - Принаймні один передавальний ствол аналогового мовлення, що включає в себе модулятор аналогового каналу, вихід якого підключений до входу передавача аналогового каналу, - Передавальний ствол цифрового мовлення, що здійснює передачу до абонентських станцій служб мовлення в цифровому форматі і включає в себе кодер цифрового телевізійного сигналу, який забезпечує перетворення телевізійного аналогового сигналу чи сигналу радіомовлення в цифрову форму, модулятор цифрового каналу, який забезпечує модуляцію несучої телевізійним аналоговим сигналом, передавач каналу цифрового мовлення, який виконує передачу до абонентської станції сигналу цифрового мовлення, канальний конвертор, що перетворює частоту вхідного радіосигналу в частоту передачі, - Приймальні секторні антени зворотного каналу головної приймальної станції зворотного каналу центральної станції, які збільшують КІЛЬКІСТЬ абонентських каналів, за рахунок повторного використання частот зворотного каналу, - Сервер доступу зворотного каналу, який забезпечує доступ зворотного каналу до центру надання інформаційних послуг - Центр надання інформаційних послуг, який забезпечує надання інформаційних послуг прикладного рівня і складається із серверів служб, об'єднаних в локальну мережу та підключаються до порту маршрутизатора, що забезпечує доступ до мережі Інтернет, виконує маршрутизацію інформації і до формувача прямого каналу, який виконує інкапсуляцію пакетів мережевого рівня в формат (кадр) транспортного потоку Використання потоколу мережевого рівня дозволяє в загальний інформаційний потік прямого каналу вставити також повідомлення, корегуючі час виходу модулятора абонентської станції на зв'язок Таке технічне рішення дозволяє надати службам прикладного рівня сформувати прямий канал штатними засобами системи та "домішати" корегуючу інформацію в загальний інформаційний по 55296 тік і цим самим вирішити перші три названі недоліки системи прототипу Таким чином в заявленому технічному рішенні вирішуються поставлені задачі, а саме - "Домішування" корегуючої інформації, формування прямого каналу, надання послуг прикладного рівня ЕМ ВВС досягається введеними до складу засобами системи МІДІС, - КІЛЬКІСТЬ абонентських каналів збільшується за рахунок повторного використання частот зворотного каналу Реалізація повторного використання частот досягається використанням секторного приймання зворотного каналу Розроблена авторами система МІДІС представлена на фіг1, де показана структурна схема центральної станції і фіг 2, де показана структурна схема абонентської станції Система складається з центральної станції 1 (фиг 1), яка містить ствол передачі даних прямого каналу (СПД) 2, що включає в себе формувач прямого каналу (ФПК) 3, вихід якого через модулятор прямого каналу (МІЖ) 4 з'єднаний з передавачем прямого каналу 5, який через суматор 6 підключений до ненаправленої антени 7, а також передавальний ствол аналогового мовлення (САМ) 8, що включає в себе модулятори аналогового сигналу (МАС) 9, виходи яких підключені до входу передавачів аналогового каналу (ПАК) 10, які через суматор 6 підключені до ненаправленої антени 7, а входи МАС 9 підключені до відеосигналу аналогового телебачення, передавальний ствол цифрового мовлення (СЦМ) 11, що включає в себе кодер цифрового ТВ сигналу 12, модулятор цифрового каналу (МЦК) 13, передавач каналу цифрового мовлення (ПЦМ) 14, вихід якого через суматор 6 підключений до ненаправленої антени 7, канальний конвертор 14', вихід якого підключений до входу передавача каналу цифрового мовлення, головну приймальну станцію зворотного каналу (ПСЗК) 15, що включає в себе понижуючий конвертор 16, вихід якого підключений до входу блока поділювача 17, а вхід приєднаний до виходу однієї із приймальних секторних антен 18, виходи блока поділювача 17 з'єднані з демодуляторами зворотного каналу 19, що підключені до принаймні одного сервера доступу зворотного каналу (СДЗК) 20, центру надання інформаційних послуг 21, який складається із серверів інформаційних та комунікаційних служб, об'єднаних в локальну обчислювальну мережу, що має доступ по Ethernet інтерфейсу і підключена до маршрутизатора 22, що може бути підключений до ЗОВНІШНІХ джерел інформаційних послуг Абонентська станція 23 (фіг 2) складається з демодулятора прямого каналу 24, вхід якого з'єднаний з виходом понижуючого конвертора прямого каналу 25, вхід якого через дуплексер 26 з'єднаний з антеною 27, передавача зворотного каналу (підвищуючим конвертором) 28, вихід якого підключений до антени 27 через дуплексер 26, а вхід - до модулятора зворотного каналу 29, сервера ЗО абонентської станції 23, з'єднаного з виходом демодулятора прямого каналу 24 та входом модулятора зворотного каналу 29 До входу демодулятора прямого каналу 24 підстикований цифроаналоговий тюнер 31, вихід якого з'єднано із 55296 входом телевізійного приймача 32 До серверу ЗО також підстикований комп'ютер 33 абонентської станції 23 Запропонована система МІДІС працює наступним чином Потік даних від комп'ютера 33 абонента через інтерфейс до РСІ шини сервера ЗО абонента поступає на вхід модулятора зворотного каналу 29 і далі на вхід передавача зворотного каналу (підвищуючий конвертор) 28, через дуплексер 26 і антену 27 по радіоканалу подається через приймальну секторну антену 18 на приймальний тракт зворотного каналу (понижуючий конвертор) 16 і далі на вхід блока поділювача 17 ПСЗК 15 центральної станції 1 Блок поділювача 17 перетворює частоту сигналу на частоту демодуляції, виділяє канали та спрямовує в окремі порти, до яких підключені демодулятори зворотного каналу 19 В демодуляторах зворотного каналу 19 відновлюється цифровий потік, вираховується своєчасність приходу сигналу від абонентської станції 23, виробляється корегуючи повідомлення і потім запитний потік разом з корегуючим потоком спрямовується сервером доступу зворотного каналу СДЗК 20 в центр надання інформаційних послуг 21 На порт маршрутизатора 22 подається інформаційний потік від серверів служб, що включені в центр надання інформаційних послуг 21 Таким чином, корегуюча ПОСЛІДОВНІСТЬ (КП) вводиться в загальний потік даних мережевого рівня (ГР пакети) в формувач прямого каналу ФПК З, який цифровим інтерфейсом включений в центр надання інформаційних послуг 21 Швидкість КП в середньому досягає одиниць Кбіт/с, в той час як швидкість в спадному (прямому) каналі може становити десятки Мбіт/с Підвищення сумарної пропускної здатності прямого каналу досягається за рахунок збільшення КІЛЬКОСТІ передавальних стволів Підвищення сумарної пропускної здатності зворотного каналу досягається за рахунок збільшення КІЛЬКОСТІ приймальних секторних антен зворотного каналу Використання 0,1 0,01% ресурсу спадного (прямого) інформаційного каналу для корекції потоку практично не впливає на якість інформації, та не робить дорожчими вартість послуги як за рахунок вартості службового каналу, так і за рахунок додаткового обладнання, оскільки приймання виконується засобами, котрі використовуються в існуючому спадному (прямому) каналі Розділення пакетів різного призначення виконується в комп'ютері 33 абонентської станції 23 за рахунок відповідної адресації Отриманий сумарний інформаційний потік подається на модулятор прямого каналу 4, а потім в вигляді радіосигналу - на передавач прямого каналу 5 центральної станції 1 і випромінюється в зону обслуговування системи ненаправленою антеною 7 центральної станції 1, підключеної до виходу передавача прямого каналу 5 через суматор 6 Ненаправлена антена 7 випромінює в зону обслуговування IP пакети, наприклад в форматі DVB-S, які приймаються абонентськими станціями 23, оснащеними приймальними картками DVB потоку із швидкістю до 6-8Мбіт/с В абонентській ста 8 нцм 23 через антену 27 сигнали поступають на понижуючий конвертор прямого каналу 25 з виходу якого поступають на демодулятор прямого каналу 24 В демодуляторі 24 відновлюється цифровий потік прямого каналу і подається на сервер ЗО абонента Тут потік розділяється на корегуючий та інформаційний потоки Інформаційний потік використовується для відображення отриманої інформації на екрані комп'ютера 33 та для корегування часу початку циклу (часового слоту) Інформаційний потік подається на комп'ютер 33 абонента для відображення інформації служби Корегуючий потік подається на модулятор зворотного каналу 29 Інформаційний потік може випромінюватися в зону обслуговування в стандарті DVB-S, та прийматися абонентськими станціями, оснащеними приймачами DVB потоку із швидкістю до 100 Мбіт/с з виділенням адресованої користувачу інформації із швидкістю - 6-8 Мбіт/с, якщо в якості приймача сигналу використовувати DVB карту Послуги телевізійного мовлення в цифровому та аналоговому форматі забезпечуються передавальним стволом цифрового мовлення 11, що включає в себе кодер цифрового телевізійного сигналу 12, вхід якого підключено до відеосигналу цифрового телебачення, а вихід до входу модулятора цифрового каналу 13, вихід якого підключено до входу передавача каналу цифрового мовлення 14, та передавальним стволом аналогового мовлення 8, що включає в себе модулятори аналогового каналу 9, входи яких підключені до відеосигналів аналогового ТБ, а виходи до входів передавачів аналогових каналів 10 Виходи передавача каналу цифрового мовлення ПЦМ 14, та передавача аналогового каналу ПАК 10 через суматор 6 також підключені до антени 7 Сигнал, що випромінюється в зону обслуговування ненаправленої антеною 7, приймається абонентською станцією 23, подається на цифроаналоговий тюнер 31 і далі на телевізійний приймач 32 Можливий варіант мовлення при отриманні на вхід передавального ствола цифрового мовлення радіосигналу цифрового телебачення з подальшою його ретрансляцією в зону обслуговування Джерела інформації 1 Т Н Наритник, В П Бабак, М Є Ільченко, С О Кравчук "Мікрохвильові технології в телекомунікаційних системах", "Техніка", 2000р , с 167 2 Заявка №2002042956 від 12 04 2002р "Мікрохвильова інтегрована телерадюінформаційна система МТРІС-ІНТ" 55296 10 Фіг.1 23 2! 3 2 і 26 f 28 25 t ЗІ • 2 9 34 З О ^* Фіг.2 Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24