Head-End-ul reprezinta nucleul unui sistem de transmisie, rolul lui fiind de a receptiona din diferite surse toate serviciile ce se doresc a fi retransmise si de a encoda si multiplexa aceste servicii obtinandu-se astfel semnalul MPTS (Multiple Program Transport Stream) care se aplica la intrarea emitatoarelor. Astfel, in functie de canalele de comunicatie disponibile intre Head-End si emitatoare, un Head-End poate furniza semnalul MPTS pentru un sistem national de transmisie.
Daca ar fi sa impartim un Head-End in blocuri functionale ar rezulta 5 mari blocuri functionale, fiecare din ele esentiale in sistem:
1. Receptie
2. Routare
3. Procesare
4. Encodare
5. Multiplexare, la care se adauga Accesul Conditionat, EPG si Ad Insertion.
1. Receptia
Blocul de receptie se ocupa cu achizitia semnalelor ce se doresc a fi retransmise. In functie de canalul de comunicatie folosit, blocul de receptie poate contine receptoare de satelit pentru decodarea semnalelor provenite de la satelit si decodere pentru decodarea semnalelor provenite de la surse IP sau ASI (in cazul echipamentelor de transmisie pe microunde).
In functie de producatorul ales si de necesitatea acestora in sistem, receptoarele de satelit pot decoda de asemenea si semnale IP sau ASI, acestea numindu-se si IRD-uri (Integrated Receiver Decoder). De asemenea pentru a putea distribui stream-urile la toate receptoarele sunt necesare routere de RF, ASI sau IP.
Echipamentele de receptie preferate de noi in cazul decodarii semnalelor de la satelit sunt IRD-urile care pot decoda MPTS-uri de la satelit, IP (unicast si multicast) sau ASI, iar in cazul semnalelor provenite de la IP sau ASI se utilizeaza decoderele din gama Selenio MCP (Imagine Communications). Pentru redundanta IRD-urilor - in cazul in care sunt folosite doar pentru receptia de la satelit - redundanta se realizeaza incarcand preset-urile tuturor unitatilor principale in unitatile de back-up. In situatia in care semnalele provin de la mai multe LNB-uri este necesar si un router RF.
In cazul decoderelor din gama Selenio MCP - pe langa faptul ca pot fi acomodate pana la 14 decodere intr-un sasiu de 3 RU - ofera si o solutie de redundanta in interiorul sasiului care permite crearea unor grupuri de redundanta N+M si de asemenea controlul routerului de baseband in cazul intrarilor ASI. De asemenea sasiul Selenio beneficiaza si el de redundanta 1+1 pentru controller si 1+1 pentru surse de alimentare.
2. Routare (in banda de baza)
Acest bloc functional este o componenta esentiala a unui Head-End ocupandu-se cu routarea semnalelor de tip baseband, interconectand partea de receptie cu partea de encodare si dupa caz cu cea de procesare. Fiabilitatea blocului de routare este esentiala in sistem deoarece joaca un rol important si in redundanta sistemului intrucat trebuie sa furnizeze semnalele corespunzatoare la intrarea echipamentelor de back-up.
Routerele folosite de noi in Head-End-urile instalate sunt cele din gama Platinum (Imagine Communications) care pe langa faptul ca sunt complet redundante, sunt disponibile intr-o varietate mare de dimensiuni si permit acomodarea multiviewere-lor in sasiu necesare pentru monitorizarea semnalelor video de la intrarea in router.
3. Procesare (in banda de baza)
Blocul de procesare se ocupa cu adaptarea semnalelor obtinute la iesirea receptoarelor pentru a indeplini conditiile necesare inainte de retransmisie. In functie de arhitectura sistemului, blocul de procesare poate fi instalat inainte (alocand fiecarui receptor cate un procesor acolo unde este cazul) sau dupa partea de routare (permitand astfel routarea catre acest bloc doar a semnalelor de la receptie care necesita aceasta procesare).
Procesarea semnalelor poate fi separata in procesare video si procesare audio.
Procesarea video se foloseste pentru imbunatatirea calitatii semnalului video, up-conversie sau down-conversie, frame-syncronizer (proces foarte important pentru sincronizarea si fazarea semnalului pentru refacerea relatiei temporale a semnalului), schimbarea raportului de aspect, inserare de logo-uri sau conversie de la analog la digital.
Procesarea audio se foloseste pentru a de-embeda semnalul audio si a-l trece prin anumite procese precum cresterea amplificarii, intarziere fata de semnalul video asociat, control de loudness, conversie de la analog la digital (daca este necesar) dupa care semnalul procesat este re-embedat sau inlocuit cu un alt semnal provenit dintr-o sursa exterioara.
Procesoarele preferate de noi in cazul Head-End-urilor sunt cele din gama Selenio MCP, sub numele de XD/FS, datorita faptului ca pot procesa 2 semnale pe modul. Pe langa functile intalnite frecvent, permit si crearea de script-uri pentru a defini modul de lucru al procesorului (de exemplu in cazul in care la intrare este aplicat un semnal cu un singur canal de audio procesorul sa il transforme automat in stereo sau din stereo la intrare sa livreze la iesire atat stereo cat si surround 5.1, acest proces purtand numele de multimerge).
Pe langa toate acestea platforma Selenio MCP ofera si posibilitaea de a crea conexiuni interne cu celelalte module din sasiu, in plus avand si solutia de redundanta in interiorul acestuia, putand sa controleze chiar si router-ul SDI care furnizeaza semnalele catre procesoare.
Astfel putem avea intr-un sasiu de 3 RU pana la 14 procesoare (28 de semnale), oricare din acestea putand fi desemnat ca back-up pentru celelalte, modulul/canalul de back-up putand fi folosit pentru procesare pana la aparitia unui eveniment determina utilizarea sa (operatie care poarta denumirea de failover).
4. Encodare
Blocul de encodare se ocupa cu compresia semnalelor din banda de baza in stream-uri pentru a fi multiplexate. La baza acestui bloc stau encoderele care se ocupa cu compresia semnalelor de tip baseband in stream-uri, adaugarea de metadata corespunzatoare serviciului respectiv, selectarea semnalului audio si compresia acestuia - fie embedat cu semnalul video, fie doar audio pentru transmisie radio digitala. Astfel, la iesirea encoder-ului ( ASI sau IP) se obtine serviciul propriu-zis ce se doreste a fi multiplexat.
Asemenea decoderelor si procesoarelor de semnal, encoderele preferate de noi fac parte tot din gama Selenio, lucru foarte practic in cazul link-urilor de contributie unde putem acomoda in acelasi sasiu atat module de procesare cat si module de encodare. In plus se pot crea doua grupuri de redundanta: unul pentru procesoare si unul pentru encodare.
In cazul Head-End-urilor redundanta encoderelor se face in interiorul sasiului la fel ca la procesoare si decodere, delay-ul de comutare de la un modul primary la unul de back-up fiind de aproximativ 3 secunde. Encoderele din gama Selenio sunt disponibile in doua variante ENC1 (cu prelucrare pe 8 biti), respectiv ENC2 (cu prelucrare pe 10 biti) ambele continand bloc de pre-procesare si pot encoda atat MPEG-2 cat si MPEG-4 la o varietate mare de profile. Aceste module vin cu licente de SD sau HD (cu care se poate encoda si atat HD cat si SD).
Semnalele de intrare in aceste module pot fi aplicate fie la intrarile SDI de pe spatele modulului, fie prin conexiunea interna a sasiului de la modulele din acelasi sasiu, iar iesirile disponibile sunt fie ASI (disponibile pe spatele modulului), fie pe IP prin interfata de date a sasiului.
5. Multiplexare
Blocul de multiplexare reprezinta partea de iesire a sistemului unde toate stream-urile sunt receptionate si multiplexate impreuna cu toate informatiile despre acestea intr-un singur MPTS (Multiple Program Transport Stream) fiind apoi transmise catre emitatoare. Pe langa partea de multiplexare in acest bloc se poate face si de-multiplexarea a diverse MPTS-uri receptionate din care se pot realoca anumite servicii pentru a fi multiplexate alaturi de stream-urile de la encodere.
Stream-urile devin astfel sevicii sau canale de televiziune/radio care in functie de complexitatea sistemului pot contine diverse informatii.
In functie de configuratia in care este folosit, semnalul MPTS poate contine informatii despre modulatie, frecventa, rata de bit, toate acestea fiind setate in cadrul multiplexorului putandu-se astfel prestabili setarile emitatorului direct din Head-End. Pentru aceasta multiplexorul folosit trebuia sa includa optiunea de DVB-T2 Gateway care pe langa toate acestea permite si folosirea mai multor PLP-uri (in cazul in care un emitator nu poate transmite toate programele) acestea fiind impartite in PLP-uri.
De asemenea in cazul sistemelor mari cu diferite tipuri de programe (Sport, Stiri..etc), pentru folosirea eficienta a latimii de banda a multiplexorului se poate folosi multiplexarea statistica, multiplexorul controland astfel bitrate-ul la iesirea encoderelor in functie de cantitatea de miscare din imaginea encodata. Astfel, programele de sport vor primi o banda mai mare atunci cand se difuzeaza un eveniment sportiv si o banda mai mica atunci cand sunt difuzate imagini statice gen stiri.
Multiplexoarele din gama Selenio MCP si pot fi acomodate in acelasi sasiu cu encoderele si procesoarele de semnal.
Multiplexoarele din gama Selenio sunt disponibile in 2 modele MDX1 si MDX2, insa doar MDX2 vine cu optiunile de DVB-T2 Gateway si Statistical Multiplexing. Intrarile si iesirile acestor module sunt disponibile pe ASI (pe spatele modulului) si prin interfata de date a sasiului.
Pentru redundanta acestor multiplexoare se poate folosi redundanta specifica platformei Selenio unde timpul de off air este de aproximativ 7-8 secunde sau se pot folosi 2 multiplexoare cu aceeasi configuratie, iesirile ASI ale acestora fiind conectate intr-un ACO (Automatic Change-Over) unde timpul de off air este de aproximativ 1 secunda.
Informatiile asociate pot fi ghiduri de program electronice ce contin date despre continutul ce se difuzeaza pe canalul respectiv furnizate de sistemul de EPG si informatii de acces conditionat care pot realiza criptarea serviciilor sau accesul conditionat catre acestea, acestea fiind furnizate de sistemul de acces conditionat (Conditional Access).
Pe langa acestea, tot prin intermediul multiplexorului se pot realiza ugrade-uri de firmware la receptoarele clientilor (set-top-box) inserand in semnalul multiplexat informatiile despre firmware si transmitand fisierul de upgrade sub forma de transport stream.
O alta componenta optionala a blocului de multiplexare este sistemul de Ad-insetion care poate fi instalat fie la iesirea multiplexorului in Head-End, fie la site-ul de transmisie inaintea emitatorului. Acest sistem este folosit pentru a insera spoturile publicitare locale sau logouri intr-un program in functie de localizarea site-ului de transmisie. Activitatea acestui sistem este insesizabila de catre client la programele live datorita faptului ca stream-ul original este taiat inserandu-se un stream de acelasi fel continand spoturile locale dupa care reface stream-ul original. astfel neexistand delay-uri de re-encodare, tranzitia facandu-se curat fara a fi observabila pe programul live.
Pentru monitorizarea semnalului MPTS la iesirea din Head-End este necesar si un analizor de semnale MPEG pe IP sau ASI (in functie de configuratia sistemului). Cu ajutorul acestui echipament se pot monitoriza toti parametrii stream-ului, cum sunt calitatea imaginii, EPG, numarul si tipul de erori pe canal, calitatea imaginii, calitatea sunetului etc. In cazul in care analizorul are si o optiune de RF se poate monitoriza si iesirea emitatorului avand astfel o monitorizare completa a intregului sistem de transmisie.
In cazul realizarii unui astfel de sistem - recomandarea noastra, bazandu-ne pe experienta in acest domeniu - este sa nu treceti cu vederea partile ce vi se par mai putin importante in sistem deoarece calitatea sistemului este data de veriga cea mai slaba a acestuia. Intr-un Head-End, redundanta si fiabilitatea sistemului este foarte importanta avand in vedere faptul ca este un sistem care trebuie sa functioneze fara oprire si fara prea multe lucrari de mentenanta.
Recomandam - in ceea ce priveste alimentarea - o sursa fiabila de alimentare avand ca back-up un generator cu o capacitate mai mare decat cea necesara sistemului, protectie la scurt-circuit la intrarea in sistem si un regulator de tensiune, UPS-uri individuale pe fiecare Rack si un UPS general la intrare in Head-End.
De asemenea trebuie sa se tina cont de alimentarea LNB-urilor in cazul in care se folosesc semnale de la satelit, deoarece exista routere de RF care contin si alimentare pentru LNB sau in cazul in care acestea se alimenteaza din alta parte trebuie sa se tina cont ca tensiunea de alimentare sa nu ajunga la intrarile router-ului pentru a le distruge.
Calitatea STB-urilor este extrem de importanta deoarece cu cat receptorul accepta o modulatie mai mare (ex: 256QAM) la un code rate cat mai mare, cu atat densitatea canalelor pe emitator poate fi mai mare. De asemenea este indicat ca intr-un sistem national de transmisie upgrade-ul de firmware pentru STB-uri sa se faca direct din Head-End pentru a elimina costurile de mentenanta la clienti.
Un alt lucru important intr-un astfel de sistem este si semnalul de sincronizare pentru semnalele video, fiecare echipament trebuie genlock-at la acelasi semnal de sincronizare.
