549_Sovremennye_problemy_telekommunikatsij_

В настоящее время сеть осуществляет трансляцию федеральной версии первого мультиплекса для вещательной зоны Г, доставляемой до всех пунктов вещания на территории области по спутниковому каналу в формате DVB-S2.

Транспортный поток Т2-МI Multiple PLP сформирован следующим образом:

PLP_0 содержит телерадиоканалы «Первый канал», «Россия 2», «НТВ», «Петербург 5 канал», Россия К», «Карусель», «Общественное ТВ», «ТВЦ», «Вести ФМ», «Маяк».

PLP_1 содержит телерадиоканалы «Россия 1» и «Радио России».

PLP_2 содержит телеканал «Россия 24».

сигналы синхронизации и управления для передающего оборудования DVB-T2.

На Рис. 2 представлена карта общего покрытия Новосибирской области сетью цифрового наземного вещания первого мультиплекса. Расчет зон обслуживания проводился ФГУП НИИР в соответствии с рекомендациями РКР-06 и EBU–TECH 3348 «Frequency and Network Planning Aspects of DVB-T2» с применением системы радиочастотного планирования «Ракурс».

Рис. 2 Картаобщего покрытиясетицифрового наземного вещания первого мультиплекса Новосибирскойобласти.

Данные о мощностях установленных цифровых передатчиков и высотах подвеса антенн приведены на рис.3.

11

Табл. 4.

Полевые испытания технологии распределенной модификации программ состоялись, в частности, в г. Волгоград в декабре 2013 года [6]. Для проведения испытаний был выбран населенный пункт, попадающий в зону действия сразу трех цифровых сигналов одной частотной зоны. Результаты испытаний подтвердили работоспособность одночастотной сети вещания с региональным мультиплексом, сформированного с помощью ТРМ, при достижении существенной экономии спутникового ресурса. В данный момент, по вышеуказанной технологии построены сети регионального вещания в Волгоградской (60 объектов) и Самарской (135 объектов) областях.

Литература

1.Заключительные акты региональной конференции радиосвязи по планировании цифровой наземной радиовещательной службы в частях Районов 1 и 3 в полосах частот 174-230 МГц и 470-862 МГц (РКР-06). Женева 15 мая – 16 июня 2006 г. // URL. http://www.old.mtic.gov.md/img/gis/RRC06_27_03_2007.pdf (дата обращения 11.03.2015).

2.Указ Президента Российской Федерации «Об общероссийских обязательных общедоступных телеканалах и радиоканалах» №715 (в ред. Указов Президента РФ от 12.05.2011 N 637, от 17.04.2012 N 456, от 30.09.2012 N 1335, от 20.04.2013 N 367, от 21.07.2014 N 523, от 11.08.2014 N 561). Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».

3.Решения ГКРЧ от 19 марта 2009 года N 09-02-04. // URL. http://minsvyaz.ru/common/upload/prot_09-02.pdf (дата обращения

11.03.2015).

4.Решения ГКРЧ от 15 декабря 2009 года N 09-05-12. // URL. http://minsvyaz.ru/common/upload/prot_09-05.pdf (дата обращения

11.03.2015).

5.Системный проект системы вещания телеканалов первого мультиплекса наземной сети эфирного цифрового телевизионного вещания на основе технологии региональной модификации. ЗАО «ТВ-ОКНО». Москва, 2015.

6.Успешно завершился эксперимент РТРС по применению передовой технологии включения регионального контента в программы первого мультиплекса. Новости.

25.12.2013. // URL. http://www.volgograd.rtrs.ru/news/read/152/ (дата обращения 11.03.2015).

14

Ионов Иван Владимирович

главный инженер филиала РТРС «Сибирский РЦ» (630048, Новосибирск, ул. Римского-

Корсакова, 9/1) тел. (383) 314-61-45, e-mail: IIonov@rtrn.ru

Отцецкий А.Е.,

директор филиала РТРС «Сибирский РЦ» (630048, Новосибирск, ул. Римского-

Корсакова, 9/1) тел. (383) 314-90-69, e-mail: AOttsetskiy@rtrn.ru

Тарасов А.М.,

начальник цеха систем связи филиала РТРС «Сибирский РЦ» (630048, Новосибирск, ул. Римского-Корсакова, 9/1) тел. (383) 314-59-08, e-mail: ATarasov@rtrn.ru

Трубехин Е.Р.,

к.т.н., доцент, исполняющий обязанности проректора по научной работе СибГУТИ

(630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86) тел. 269-82-04, e-mail: ertrubekhin@sibsutis.ru

Хоменко Е.А.

ведущий инженер отдела развития и строительства цифровых сетей филиала РТРС «Сибирский РЦ» (630048, Новосибирск, ул. Римского-Корсакова, 9/1) тел. (383) 314-43-44, e- mail: YKhomenko@rtrn.ru

Terrestrial digital broadcasting network in the Novosibirsk region.

I.V. Ionov, A.E. Ottsetskiy, A.M. Tarasov, E.R. Trubekhin, E.A. Khomenko

The report considered issues of construction the terrestrial digital broadcasting network in the Novosibirsk region, and the priority directions for the development of the network.

Keywords: digital video broadcasting, single-frequency network, technology of local`s modification.

15

Исследования в Лаборатории Интернета Будущего Анхальт - FILA

Д.С. Качан, А.В. Бахарев, И.С. Федотова, Е. Сименс

Описывается поле деятельности лаборатории Future Internet Lab Anhalt (FILA). Лаборатория была основана в начале 2011 года при участии аспирантов СибГУТИ. В данный момент, в лаборатории установлены тесные научные связи с университетами по всему миру. Ведется ряд научных проектов, наряду с прикладными проектами для предприятий. Область научных интересов — протоколы передачи данных и их применение в различных областях: от классической передачи файлов до разработки интеллектуальных высоконадежных систем удаленного управления индустриальными объектами. Данная статья более подробно описывает деятельность лаборатории и раскрывает ее основные достижения и цели.

Ключевые слова: FILA, исследовательские проекты, направления исследований.

1. Введение

Лаборатория Future Internet Lab Anhalt была основана более четырѐх лет назад в университете прикладных наук Анхальт по инициативе и под руководством профессора др. Э. Сименса. Лаборатория началась с создания инфраструктуры для проведения исследований и разработки протоколов и приложений для быстрой передачи больших массивов данных (Big Data Transport) по трансконтинентальным оптическим каналам связи. В первой ступени развития была установлена среда для двух диссертационных исследований, проводимых аспирантами СибГУТИ. За время проведенного исследования, лаборатория разрослась до более чем 10 научных работников и аспирантов, преимущественно из России, Украины и Китая. Помимо этого, для проведения исследований в лаборатории проводят также стажировку студенты и молодые учѐные из Индии и Турции и Юго-восточной Европы. Исследовательские интересы и возможности лаборатории с момента создания значительно расширились и на сегодняшний день включают в себя:

1.Телекоммуникационные протоколы в проводных и беспроводных сетях;

2.Исследования качества сетей;

3.Облачные вычисления;

4.Индустриальные системы управления и микроконтроллеры;

5.Вопросы сохранения и эффективного использования энергии;

6.Подходы к реализации концепции «Умного Города» (Smart City).

По каждому из названных направлений идет активная исследовательская работа и ведутся проекты в кооперации с различными компаниями и университетами в Европе, России, Украине и Канаде. За время существования лаборатории, ее члены выступали и участвовали на 5 международных промышленных выставках, среди которых CeBIT и Hannover Messe, более 10 международных конференциях, а также получили 4 стипендии DAAD, 3 стипендии аспирантов земли Саксония Анхальт на проведение исследовательской деятельности. Общее количество выигранных грантов составляет около 1 000 000 Евро. Сотрудниками лаборатории FILA был получен сертификат на один патент, а еще три находятся в стадиях обработки и одобрения.

16

Первые два диссертационных исследования, проведѐнных в данной лаборатории, сейчас находятся на этапе предзащиты и охватывают следующие темы:

1.Оценка доступной полосы пропускания соединений с высокой пропускной способностью до 10 Гбит/с при помощи активных сетевых замеров [1]. Особенности подходов измерений для высокоскоростного оборудования. По итогам работы было разработано приложение для измерения указанной характеристики соединения, а также была разработана программная библиотека для использования знания доступной полосы пропускания алгоритмом управления перегрузками транспортного протокола. Она была опробована на транспортном протоколе RWTP, принадлежащем немецкой компании Tixel и показала наличие существенных преимуществ использования данного подхода по отношению к уже существующим решениям. Уникальностью предложенного решения является не только высокая точность оценки полосы пропускания в каналах до 10 Гбит/с, но также и корректная оценка полосы пропускания при работе с сетевыми картами, подающими принимаемые кадры импульсами. На сегодняшний день все существующие решения выдают в таких средах достаточно неточные результаты.

2.Организация высокоскоростной гарантированной передачи данных от одного отправителя нескольким получателям. Подходы к созданию высокоскоростных транспортных протоколов, а также особенности контроля перегрузок и потоков в данном виде передачи данных. Результатом данной работы стал протокол передачи данных RMDT

[2](Reliable Multi-Destination Transport), позволяющий одновременно обслужить до десяти одногигабитных потоков данных, направленных в разные концы земного шара. Данный протокол был впервые публично представлен на выставке CeBIT 2015, Ганновер, Германия, на примере приложения для потоковой передачи FullHD видео в реальном времени в сетях с высокими потерями.

2.Описание направлений работы

2.1. Телекоммуникационные протоколы в проводных и беспроводных сетях

Лаборатория FILA оборудована набором высокопроизводительных серверов, соединѐнных между собой через коммутаторы Extreme Networks серии Summit 6xx, с пропускной способностью соединений 10 Гбит/с, выполненных на основе оптоволоконных кабелей. Также в лаборатории установлены сетевые эмуляторы Netropy Apposite 10G и 10G2, позволяющие воспроизводить с высокой точностью воспроизводить такие помехи как сетевая задержка (до 3 с.), вариация сетевой задержки (с точностью до десятков наносекунд) и потери пакетов. Эмуляторы способны обслуживать потоки трафика до 21 Гбит/с каждый.

Описанное сетевое оборудование позволяет проводить исследования процессов различных протоколов, необходимых для передачи данных: оценивать эффективность используемых алгоритмов, находить «слабые» места, проводить сравнения различных технологий для передачи данных.

В лаборатории были проведены разносторонние исследования коммерческих приложений [3] и протоколов с открытым исходным кодом [4] для скоростной передачи данных на базе лаборатории был разработан протокол RMDT; коммерческий протокол RWTP был усовершенствован возможностью оценивать доступную полосу пропускания.

Также в лаборатории ведутся, исследования протоколов для беспроводной передачи данных. К примеру, было предложено увеличение производительности протокола TCP в соединениях, использующих CSMA/CA.

17

тором высокопроизводительной работы программных приложений и коммуникационных процессов. Работа многих сервисов, корректное выполнение алгоритмов зависит от точности замера временных интервалов. Наглядно можно показать потребность в достоверном источнике времени в контексте телекоммуникационных протоколов, где необходимость замера времени может достигать до 10 раз за время передачи одного фрагмента данных. При этом важную роль играет не просто время, а точность его измерения, разрешающая способность источника времени (измерение происходит с точностью, например, до микросекунд, сотен или десятков наносекунд), а также так называемая стоимость замера времени (сколько циклов центрального процессора или времени отделяет запрос на измерение, от получения замера). В FILA, предлагается новый подход решения проблем высокоэффективных временных измерений на ПК-платформе и на ARM-Cortex A архитектурах, применяемой во встраиваемых системах. Новый унифицированный таймер High Performance Timer и соответствующая библиотека HighPerTimer [7],[8],[9] комбинируют известные счетчики времени и берут на себя выбор наиболее подходящего источника подобно тому, как ядро Linux делает это во время загрузки. Тогда как системный вызов стандартной библиотеки Linux может занимать до 1-2 мкс, сбор времени средствами HighPerTimer снижается до порядка десятков наносекунд для ПК-платформ и до 400-500 нс для ARM-архитектуры.

2.5. Вопросы сохранения и эффективного использования энергии

Проблемы экологичной энергетики набирают обороты по всему миру. Одной их своих целей FILA ставит поддержку начинаний в области эффективной энергетики. Имея базу индустриальных и исследовательских связей FILA ведет проекты, направленные на повышение эффективности процесса распределения энергетических мощностей, а также на повышение эффективности выработки альтернативной энергетики путем интеграции интеллектуальных автоматизированных систем контроля и управления для существующих устройств выработки альтернативной энергии.

2.6. Подходы к реализации концепции «Умного Города» (Smart City)

Одним из направлений является разработка интеллектуальной подсистемы инфраструктуры города, направленной на снижение потребления энергии, затраченной на освещение улиц в темное время суток. Аналитические исследования, основанные на реальных экспериментальных данных, показали, что в маленьких городах и спальных районах, до 90% энергии, затраченной на освещение улиц, расходуются впустую в связи с низкой интенсивностью движения пешеходов. FILA занимается разработкой автоматизированной системы освещения улиц [10], в которой представлена возможность анализа траектории движения пешеходов. Более того, данная система будет легко интегрироваться в существующую инфраструктуру и обладать возможностью автоматической конфигурации. Таким образом, для каждого пешехода будет создана зона комфорта, перемещающаяся вместе с ним по траектории движения.

3 Литература

1.D. Kachan, E. Siemens, V. Shuvalov, ―Available Bandwidth Measurement for 10 Gbps Net- works,‖ Proc. of The International Siberian Conference on Control and Communication (SIB- CON-2015). - Омск, 2015.

2.A. Bakharev, E. Siemens, V. Shuvalov, ―Analysis of Performance Issues in Point-to-Multipoint Data Transport for Big Data,‖ Proc. of APEIE 2014 vol. 1. 12th International Conference on Actual Problems of Electronic Instruments Engineering. Novosibirsk, October 2-4, 2014. Pp. 431441, ISBN 978-5-77-82-2506-0. IEEE Catalog Number: CFP14471-PRT

3.D. Kachan, E. Siemens, V. Shuvalov, ―Comparison of contemporary solution for high speed data transport on WAN 10 Gbit/s connections,‖ Proc. of ICNS. March, 24-29, 2013. - Lisbon, Portugal. - P.34-43. ISBN: 978-1-61208-256-1.

19