Г.Высоцкий Теле-Спутник - 10(108) Октябрь 2004 г.
Стандарт DiSEqC™ уже был подробно описан в "Теле-Спутнике"[1]. На момент публикации из устройств, поддерживающих DiSEqC™, на российском рынке можно было найти только простые антенные переключатели. Сегодня оборудование DiSEqC используется практически в каждой индивидуальной приемной системе. Прежде всего, это все ресиверы, кроме самых древних; очень часто - антенные переключатели DiSEqC, которые практически заменили все переключатели других типов; реже - позиционеры, и, наконец, матричные антенные коммутаторы для коллективных систем (мультисвитчи). В то же время, судя по вопросам читателей, до сих пор не существует полной ясности в отношении стандарта DiSEqC, в частности, с обозначениями уровней DiSEqC, с совместным использованием разных устройств DiSEqC и т.п. Отчасти это обусловлено неверными толкованиями некоторых положений стандарта, отчасти - тем, что производители оборудования не всегда придерживаются этих положений. Кроме того, за прошедшие годы стандарт получил дальнейшее развитие, основные документы его опубликованы в новых версиях.
аббревиатура DiSEqC образована от слов Digital Satellite Equipment Control - цифровое управление спутниковым оборудованием. Технология разработана компанией Eutelsat - европейским международным оператором спутниковой связи. Ранее именно Eutelsat предложила метод управления конвертером спутниковой приемной антенны по радиочастотному кабелю посредством изменения напряжения питания (13/18 В) и добавления к нему непрерывного тонового сигнала с частотой 22 кГц и амплитудой 0.65 В. До сегодняшних дней эти сигналы используются для переключения поляризации и частотного диапазона в конвертерах типа "Universal". Однако существует ряд других устройств, которые также должны управляться спутниковым ресивером: антенные переключатели, позиционеры и поляризаторы. Раньше для управления ими использовались, как правило, отдельные провода и специфические для каждого устройства протоколы, иногда неприменимые не только для других устройств, но и для аналогичных устройств другого производителя (например, позиционеры фирмы Pace Microtechnology могли управляться только ресиверами этой же фирмы).
Система DiSEqC™ была задумана как универсальная технология для управления любым периферийным оборудованием, как существующим, так и могущим появиться в будущем. По замыслу разработчиков, управление по стандарту DiSEqC должно со временем заменить все другие способы управления всеми внешними устройствами спутниковой приемной системы. Такая уверенность создателей стандарта основана на ряде его достоинств. Во-первых, для управления по DiSEqC не требуется никаких дополнительных кабелей и проводов, в качестве линии для передачи сигналов управления используется тот же коаксиальный кабель, по которому к ресиверу доставляется радиочастотный сигнал от спутниковой антенны (нескольких антенн). Во-вторых, сигналом управления служит все тот же тон (22 кГц, 0.6 В), только он передается не непрерывно, а модулируется цифровой последовательностью. С одной стороны, для формирования управляющего сигнала DiSEqC можно использовать аппаратные средства, уже разработанные ранее для формирования тона 22 кГц. С другой стороны, тон 22 кГц включается и выключается микропроцессором ресивера, поэтому модуляцию можно осуществлять "чисто программными" средствами. Изменяя только "прошивку" ресивера, можно адаптировать его для работы с теми или иными периферийными устройствами. Наконец, управление DiSEqC более выгодно с точки зрения минимизации мощности, потребляемой периферийными устройствами от ресивера. Например, для переключения поляризации "традиционным" способом необходимо изменить напряжение питания конвертера с 13 В на 18 В. Ток, потребляемый конвертером, при этом останется неизменным, значит, потребляемая мощность увеличится в полтора раза только за счет управления. Если используется управление DiSEqC, напряжение и ток могут оставаться постоянными независимо от передаваемой команды. Кроме того, стандарт DiSEqC предусматривает еще ряд технических решений, также направленных на уменьшение нагрузки в цепи питания конвертера. Например, в системе с несколькими конвертерами и переключателем (переключателями) DiSEqC всегда существует единственная цепь постоянного тока, соединяющая вход ресивера только с одним конвертером, питание остальных конвертеров отключается.
DiSEqC имеет статус "открытого стандарта". Производители оборудования сами вольны определять, следовать им стандарту или нет. Кроме того, производители могут сами решать, какому уровню DiSEqC соответствует производимое ими оборудование и размещать на нем логотип и обозначение этого уровня. Чтобы облегчить работу производителей, компанией Eutelsat разработан специальный комплект (DiSEqC Test Tool), состоящий из небольшого устройства - адаптера и программного обеспечения. С DiSEqC Test Tool любой персональный компьютер превращается в DiSEqC-монитор: с помощью любой терминальной программы можно отправлять в кабель сообщения DiSEqC и отслеживать сообщения, генерируемые реальным оборудованием. Таким образом, DiSEqC Test Tool можно использовать для проверки на соответствие стандарту любого оборудования, как управляющего (ресиверы), так и управляемого (периферийные устройства).
Как работает DiSEqC
Для передачи команд DiSEqC используется коаксиальный кабель, в котором, кроме сигнала радиочастоты, присутствует напряжение питания конвертера (13 В или 18 В постоянного тока), и может присутствовать управляющий тоновый сигнал 22 кГц. Двоичные символы - логические "единицы" и "нули" - кодируются посылками тона 22 кГц. Длительность одного символа постоянна и равна 1.5 мс, длительности посылки и паузы изменяются. Для "единицы" длина посылки составляет 0.5 мс, или 11 периодов частоты 22 кГц, а длина паузы - 1.0 мс. Для "нуля", наоборот, посылка длится 1.0 мс и содержит 22 периода тона 22 кГц, пауза - 0.5 мс.
Сообщения DiSEqC состоят из целого числа байтов, после каждого байта следует бит контроля на четность P. Команда ресивера может содержать от 3 до 6 байтов. Первый байт - служебный (framing) - обязательный, он содержит постоянную последовательность "11100" для синхронизации управляемого устройства и три бита-признака: команда/ответ, первичная/повторная, ответ требуется/не требуется. Второй байт, обязательный - адрес управляемого устройства. Все устройства адресуются по типу. Адрес состоит из двух частей: старшие 4 разряда определяют семейство устройств (например, позиционеры или конвертеры), младшие 4 разряда - тип устройства внутри семейства. И для младшей, и для старшей части адреса предусмотрен "широковещательный" адрес "0000", который означает соответственно "всем периферийным устройствам данного семейства" или "всем периферийным устройствам вообще". Третий байт, обязательный - код команды. Четвертый и последующие - байты данных. В зависимости от назначения команды, она может содержать от одного до трех байтов данных, а может не содержать их вовсе. Ответ периферийного устройства (в уровнях DiSEqC 2.х) содержит от 1 до 3 байтов - служебный байт и один или два байта данных.
Сообщение DiSEqC передается в следующей последовательности: если на момент передачи в кабеле присутствует тон 22 кГц, он прекращается, затем, если одновременно с подачей команды DiSEqC подается команда 13/18 В, изменяется напряжение и выдерживается пауза (5 мс). После этого команда DiSEqC передается слитно, без промежутков между байтами данных и контрольными битами, и снова выдерживается пауза в 15 мс. Потом передается команда Tone Burst, и только затем, если нужно, возобновляется непрерывный тон 22 кГц. Поскольку инициализация любой команды DiSEqC происходит только при переключении каналов, временное отсутствие тона 22 кГц никак не сказывается на качестве приема. Команда передается единовременно, в промежутках между командами управляемое устройство сохраняет состояние, соответствующее последней полученной команде.
В каждом периферийном устройстве, поддерживающем DiSEqC, установлен микроконтроллер. Он обнаруживает модулированный сигнал 22 кГц, анализирует полученную цифровую последовательность, управляет исполнительными цепями и, если необходимо, формирует ответ управляемого устройства. Компанией Eutelsat был разработан специализированный микроконтроллер для периферийных устройств и программное обеспечение для него. Многие производители используют микроконтроллеры общего назначения, например, популярные МК серии "PIC" фирмы Microchip.
Уровни DiSEqC
Стандарт определяет несколько уровней, на которых могут работать устройства DiSEqC. Каждый уровень предполагает набор формируемых/исполняемых команд и возможностей. По идее, уровни совместимы "вниз", то есть ресивер с поддержкой более высокого уровня обязан работать с периферийным устройством более низкого уровня. На деле это правило выполняется не всегда. Например, почти все современные цифровые ресиверы поддерживают DiSEqC 1.2 (работа с позиционером) и при этом не поддерживают DiSEqC 1.1 (работа с расширенным набором переключателей). Другое исключение из правила: любой ресивер, поддерживающий DiSEqC 1.0, должен поддерживать и переключатель Tone Burst - на самом деле, добрая половина ресиверов не могут работать с этим переключателем.
Самый нижний уровень - mini-DiSEqC или Tone Burst. Он не имеет "цифрового" обозначения и, по сути, не является частью технологии DiSEqC, однако устройства Tone Burst могут работать в одной системе с "настоящими" устройствами DiSEqC. Поэтому стандарт определяет этот уровень как "DiSEqC-compatible" - совместимый с DiSEqC.
Уровни DiSEqC 1.Х предполагают однонаправленную связь - только передачу команд от ресивера периферийным устройствам. Уровни DiSEqC 2.Х предусматривают передачу, как команд от ресивера периферийным устройствам, так и ответов этих устройств ресиверу. Кроме того, в зависимости от набора формируемых/исполняемых команд и, соответственно, набора поддерживаемых устройств эти уровни делятся на три подуровня: DiSEqC Х.0, DiSEqC Х.1 и DiSEqC Х.2.
Вот тут часто возникает путаница. Например, можно предположить, что уровень DiSEqC 2.0 выше уровня DiSEqC 1.1, и ресивер, поддерживающий DiSEqC 2.0, должен работать, например, с переключателем DiSEqC 1.1. На самом деле, DiSEqC 2.0 - это "двунаправленная версия" уровня DiSEqC 1.0, и включает только набор команд уровня 1.0.
Уровень DiSEqC 3.0 в документах стандарта только упоминается, но не описывается. В системе DiSEqC 3.0 не только периферийные устройства должны управляться от ресиверов, но и сами ресиверы могут программироваться и настраиваться сигналами DiSEqC, поступающими от единого центра управления. Такая технология актуальна для коллективных систем с множеством ресиверов. Реальных устройств, поддерживающих DiSEqC 3.0, на рынке нет. Другими словами, уровень на сегодня не реализован, и рассматривать его преждевременно. "Действующие" уровни DiSEqC сведены в табл. 1:
Таблица 1. Уровни DiSEqC.
Различается реализация уровней DiSEqC для ресиверов и для периферийных устройств. Стандарт предполагает, что ресиверы с DiSEqC, в зависимости от реализованного в них уровня, должны поддерживать следующие команды и возможности (табл. 2).
Таблица 2. Возможности ресиверов в зависимости от реализованного уровня DiSEqC.
Следует обратить внимание на рекомендации Eutelsat по реализации уровней DiSEqC для периферийных устройств, особенно - для простых переключателей (табл. 3).
Таблица 3. Реализация уровней DiSEqC в периферийных устройствах спутниковых систем.
Дело в том, что превращение простого антенного переключателя уровня 1.0 или 1.1 в двунаправленный требует совсем небольших аппаратных затрат. "Модем" для передачи ответного сообщения DiSEqC представляет собой примитивный ключ на одном транзисторе, а для управления таким ключом нужен один дополнительный вывод микроконтроллера и немного места в его памяти. Eutelsat настоятельно рекомендует производителям не выпускать новых переключателей, поддерживающих только однонаправленные уровни 1.0 и 1.1, чтобы в дальнейшем не возникло проблем при работе этих устройств с ресиверами, поддерживающими DiSEqC 2.Х. Поэтому на сегодняшний день почти невозможно найти в продаже антенные переключатели 1:2 или 1:4 уровня DiSEqC 1.0 - вам наверняка предложат переключатель DiSEqC 2.0. Смело покупайте его. Поскольку ресиверов, реально поддерживающих двунаправленный DiSEqC, пока нет (по крайней мере, в нашей стране), он будет работать, как обычный переключатель DiSEqC 1.0. А его модем для "обратного канала", наличие которого позволило производителю нарисовать "двойку" в обозначении уровня, будет простаивать до лучших времен.
Tone Burst
Технология позволяет передавать всего одну команду для управления единственным устройством - антенным переключателем 1:2. Команда передается в виде отдельной посылки тона 22 кГц ("тоновой вспышки") длительностью 12.5 мс. Для выбора входа переключателя А передается немодулированная посылка, а для выбора входа В посылка модулируется импульсами длительностью 0.5 мс с паузами 1.0 мс - такая посылка эквивалентна передаче девяти "единиц" по протоколу DiSEqC. Достоинство переключателя Tone Burst в том, что для него не нужен микроконтроллер, для распознавания такой команды достаточно несложной аналоговой схемы. В практических конструкциях (например, в популярном S-161A Tone Burst Switch шведской фирмы Emitor A.B.) используется схема на одной ИМС - "счетверенном" операционном усилителе LM324. В то же время переключатель Tone Burst сочетает достоинства антенных переключателей 0/12В и 0/22 кГц, не имея их недостатков. Он является "прозрачным" для управляющих сигналов 13/18 В и 0/22 кГц, поэтому позволяет коммутировать два конвертера "универсал", каждый из которых управляется этими сигналами, и в то же время не требует отдельного провода управления.
Если ресивер поддерживает DiSEqC и Tone Burst, то такие переключатели Tone Burst могут быть использованы совместно с переключателями или другими устройствами DiSEqC. Например, за переключателем DiSEqC 1:4 могут быть установлены 4 переключателя Tone Burst, таким образом, число конвертеров в системе может быть доведено до восьми, и все 8 могут использовать сигналы 13/18В и 0/22 кГц.
DiSEqC 1.0
Уровень 1.0 предполагает четыре команды. Первые две - Band Hi/Lo и Polarity H/V - предназначены для управления "универсальным" конвертером и призваны заменить "традиционные" сигналы переключения гетеродинов и поляризации 0/22 кГц и 13/18 В. Предполагалось, что производители быстро освоят выпуск конвертеров, поддерживающих DiSEqC 1.0/2.0. Увы, DiSEqC-конвертеры так и не появились на рынке. Практически все выпускаемые на сегодня конвертеры управляются сигналами 13/18 В, 0/22 кГц, поэтому команды Band и Polarity не используются, по крайней мере, по прямому назначению. Следующие две команды - Position A/B и Option A/B - предназначены для управления антенными переключателями. Переключатели 1:2 управляются командой Position. Для управления переключателем 1:4 используются обе команды вместе: команда Option выбирает группу входов 1-2 или 3-4, а команда Position - вход внутри группы, 1(3) или 2(4). Существуют также переключатели, логику работы которых можно изменять. Например, универсальный переключатель SUR210F немецкой фирмы SPAUN может работать как от команды Position, так и от команд Option или Band. В этом устройстве для выбора управляющей команды служит ручной переключатель, выведенный "под шлиц" на переднюю панель, в других переключателях с изменяемой логикой может быть предусмотрен более "интеллектуальный" интерфейс пользователя, например, кнопка и светодиод. Изменяя количество и длительность нажатий на кнопку, пользователь может выбрать режим работы переключателя, а светодиод индицирует его состояние. Такие переключатели на сегодня довольно редки.
Кроме обычных переключателей DiSEqC 1:2 и 1:4 команды DiSEqC 1.0, используются в матричных коммутаторах для коллективных систем (мультисвитчах) на 8 и более спутниковых входов. Классический пример - мультисвитч SMS9801NF фирмы SPAUN (Германия). У него 8 входов спутникового сигнала и 8 выходов для подключения ресиверов. Каждый выход подключается к тому входу, который выбран управляющими сигналами ресивера. Команда DiSEqC Position выбирает группу входов 1-4 или 5-6, сигнал 0/22 кГц - пару внутри группы 1,2 (5,6) или 3,4 (7,8), а сигнал 13/18В - нечетный или четный вход внутри пары. Ресивер программируется для работы с таким мультисвитчем так, как будто бы он работал в индивидуальной системе с переключателем DiSEqC 1:2. Команда Option остается незадействованной, поэтому ее можно использовать во внешнем переключателе. Например, с помощью тех же переключателей SPAUN SUR210F в режиме "Option" можно подключить каждый ресивер к выходам двух разных мультисвитчей - получится коллективная система на 16 спутниковых линий. При этом ресиверы будут настраиваться так, как будто они работают в индивидуальной системе с переключателем DiSEqC 1:4. Существуют мультисвитчи на 16 спутниковых входных линий и в виде законченного устройства, например, D-SEB 17x16N фирмы Ankaro (Германия).
Стандарт предусматривает команды DiSEqC 1.0, изменяющие состояние каждого переключателя в отдельности. Эти команды трехбайтовые, они не содержат данных, только код команды (20…27F hex). Поддержка этих команд не обязательна, производители могут по своему усмотрению использовать либо не использовать такие команды. Обязательной для уровня DiSEqC 1.0 является единственная команда Write Port, которая сразу изменяет состояние всех четырех переключателей - Band, Polarity, Position и Option. Команда четырехбайтовая и содержит, кроме служебного байта, адреса и кода команды (38 hex), один байт данных. Формат этого байта позволяет произвести с любым переключателем не две, а три операции: установить в "0", установить в "1" или оставить в прежнем состоянии. Байт делится на две группы по четыре разряда, каждый разряд в группе соответствует одному из четырех переключателей.
"Единица" в старшей группе устанавливает соответствующий переключатель в "0", "единица" в младшей группе устанавливает соответствующий переключатель в "1", а "ноль" в любой группе оставляет состояние переключателя неизменным. Например, команда с байтом данных Х1ХХХ0ХХ устанавливает переключатель Position в положение А, команда с байтом данных Х1ХХХ1ХХ или Х0ХХХ1ХХ устанавливает его в положение В, а если байт данных выглядит как Х0ХХХ0ХХ, то переключатель остается в прежнем состоянии, каким бы оно ни было до прихода команды.
DiSEqC 1.1