Презентация АС Кабельного телевидения

Система кабельного телевидения (СКТВ)

Принципы построения систем кабельного телевидения.  СКТВ называются системы приема и распределения значительного числа сигналов высококачественных ТВ программ большому числу абонентов по кабельным линиям связи. В районах с низкой напряженностью электромагнитного поля, в условиях многолучевого распространения радиоволн (в больших городах с разноэтажными зданиями, горных, холмистых районах) использование СКТВ оказывается единственно возможным техническим решением, позволяющим обеспечить высококачественный прием цветных ТВ программ.

Известны три основных структуры построения СКТВ: древовидная, радиальная, кольцевая. Древовидная схема распределительной сети СКТВ, обеспечивающая экономное расходование кабеля, по своей структуре напоминает крону дерева. При радиальном построении распределительной сети СКТВ от головной станции (ГС) к каждому абоненту прокладывается специальный кабель, по которому организуется передача ТВ сигналов нескольких программ (схема подключения основная звезда). По конфигурации распределительная сеть СКТВ радиального типа аналогична телефонной сети, поэтому появляется возможность их объединения. Это упростит построение и удешевит эксплуатацию таких СКТВ, а в будущем позволит организовать единую универсальную сеть двусторонней широкополосной связи с абонентами. Для организации двустороннего обмена между абонентами может применяться система с кольцевой схемой распределения ТВ сигналов. В этом случае магистральный кабель прокладывается по кольцевой трассе, т.е. вход и выход кабеля заводится на ГС. При этом один и тот же магистральный кабель может использоваться для организации двусторонней связи. Основной недостаток СКТВ кольцевого типа заключается в невозможности одновременной передачи по магистральному кабелю достаточно большого количества различных ТВ сигналов.

Конкретное техническое решение СКТВ во многом определяется типом используемых кабельных линий связи. В распределительных сетях современных СКТВ в основном применяются коаксиальные кабели. Однако, в разрабатываемых СКТВ планируется широкое использование оптических кабелей, т.е. волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Предполагается создание как комбинированных, так и полностью волоконно-оптических СКТВ. В комбинированных СКТВ в качестве магистральных кабелей используются ВОЛС, а домовая распределительная сеть выполняется на коаксиальном кабеле.

Конструктивные особенности систем кабельного телевидения на основе волоконно-оптического кабеля.

По распределительной сети СКТВ, выполненной с использованием ВОЛС, ТВ сигналы могут передаваться способами частотного уплотнения. Частотное уплотнение ВОЛС возможно либо с помощью набора несущих частот с модуляцией каждой несущей частоты своим ТВ сигналом, либо посредством формирования полного многоканального сигнала с частотно-уплотненными каналами на относительно низких частотах с последующим переносом уже сформированного сигнала на оптическую несущую. Однако первый из названных способов в настоящее время в оптическом диапазоне практически не может быть реализован из-за отсутствия необходимого набора оптических генераторов и фильтров разделения каналов; для реализации второго способа требуются широкополосные ВОЛС на одномодовых ОВ.

Возможная функциональная схема СКТВ, использующей ВОЛС с пространственным разделением ТВ сигналов, реализующей принцип обратной связи от абонентов (режим интерактивности), приведена на рисунке 10.4. В состав данной СКТВ входят: ГС 1, содержащая устройства приема, преобразования и усиления ТВ сигналов вещательных программ 2, видеомагнитофон 3, телекинодатчик 4, ТВ синтезатор знаков 5, блок приема, обработки ТВ сигналов, принимаемых непосредственно от абонентов, с целью их передачи другим абонентам 6, мини-ЭВМ 7, которая управляет работой всех СКТВ; передающие оптические устройства 8 на базе лазерных диодов, приемное оптическое устройство 9, содержащее фотодиод; распределительная сеть, состоящая из магистральных ВОЛС 10 с магистральными разветвителями 11, субмагистральных ВОЛС 12 с направленными ответвителями 13 абонентских линий; видеокоммутаторы 14, имеющие на входах и выходах приемные 15 и передающие 16 оптические устройства, включающие в себя электронный коммутатор ТВ сигналов 17, управляющую микро-ЭВМ 18; абонентское оборудование 19, которое состоит из блока оптических соединений 20, приемного 21 и передающего 22 оптических устройств, оконечного управляющего устройства 23, ТВ приемника 24, передающей камеры 25 и клавиатурного устройства 26.

Функциональная схема СКТВ, использующей ВОЛС с пространственным разнесением ТВ сигналов

Значительные перспективы использования в системах связи по ВОЛС имеют волоконные лазеры.

В качестве оптических передатчиков в СКТВ целесообразно использовать серийные передающие оптоэлектронные модули (ПОМ), которые предназначены для передачи по ВОЛС цифровых сигналов.

ПОМ состоит из оптической головки и электронной схемы, основным назначением которой является модуляция излучаемого света. В оптической головке с СИД должны находиться полупроводниковый лазер, модулятор, фотодиод и специальная электрическая схема, с помощью которой стабилизируется режим работы ЛД. Необходимые для стабилизации данные поступают на вход схемы от фотодиода, регистрирующего интенсивность излучения ЛД.

На рисунке 10.6 приведена принципиальная схема простейшего ПОМ с СИД. В данном случае модулятор представляет собой микроэлектронную схему - преобразователь напряжение-код, управляющую током накачки I в цепи питания светодиода.

Принципиальная схема простейшего оптического передающего модуля со светоизлучающим диодом

Особенности модуляции и демодуляции телевизионных сигналов, передаваемых по волоконно-оптическим линиям связи.

В современных ВОСП ТВ сигналы могут передаваться как в цифровой, так и в аналоговой форме. Цифровой способ передачи требует аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразований и значительно более широкой полосы пропускания (более 100 МГц на один ТВ сигнал). В настоящее время цифровой способ практически может быть применен только на магистральных линиях распределительной сети.

Непосредственная модуляция мощности оптического излучения или модуляции интенсивности представляет собой наиболее простой в реализации способ передачи при использовании полупроводниковых оптических излучателей. Однако при передаче ТВ сигналов по ВОЛС методом непосредственной модуляции оптической несущей по интенсивности трудно обеспечить низкий уровень нелинейных искажений (менее 2%) ТВ сигнала при большом (более 50 дБ) отношении сигнал-шум, которое, в первую очередь, зависит от глубины модуляции. С ростом глубины модуляции возрастают и нелинейные искажения.

Способом модуляции, обеспечивающим эффективное использование частотного спектра, является амплитудная модуляция с частично подавленной боковой полосой (АМ-ЧПБ). При таком способе модуляции сигналы представлены в виде, в котором они обрабатываются абонентскими телевизорами без каких-либо дополнительных устройств.

Перспективы развития СКТВ .   Современные СКТВ рассматриваются как этап на пути их трансформации в высокоскоростные интегрированные сети общего пользования, способные передавать сигналы речевой и видеоинформации, электронной почты, факсимильных сообщений, данных в цифровом виде.

Подобные системы позволят каждому своему абоненту связаться с другим абонентом в любой точке земного шара, например, в видеотелефонном режиме за счет выхода через связной ИСЗ в единую всемирную телесеть. СКТВ первого поколения - это в большинстве случаев будут волоконно-оптические системы на 500 и более интерактивных каналов с использованием цифровых методов передачи и сжатия спектра ТВ сигналов. Главным достоинством будущих кабельных систем станет представление абонентам большого количества новых услуг.

К таким можно отнести:

• подачу видеопрограмм по запросу абонентов (видео по заявке);
• проведение видео и аудиоконференций, телереферендумов, голосования, различных аукционов, определение рейтинга ТВ программ,
• заказ покупок на дому;
• передачу абонентских сообщений о различных экстремальных ситуациях в органы правопорядка;
• телеигры;
• передачу информации и справок по запросу (содержание газет и журналов, результаты игр, Телетекст, реклама, информация местного значения, сводки погоды и т.п.);
• передачу каталога программ вещания и сведений об их содержании по запросу;
• введение по заказу субтитров в ТВ изображение;
• альтернативный выбор источника программ при многоканальной передаче, например, положений передающей ТВ камеры при наблюдении спортивных состязаний;
• управление дополнительной информацией или данными, относящимися к передаваемой программе;
• подачу объявлений по обратным каналам.

Разработка систем кабельного телевидения

Разработка систем СКТВ включает в себя стандартные этапы:

• Определение потребностей и ключевых требований заказчика;
• Обследования объекта на предмет определения мест расположения оборудования;
• Разработка и согласования технического задания с заказчиком;
• Разработка и согласование основных проектных решений;
• Экспертиза;
• Разработка стадии «Рабочая документация»;
• Разработка сметной документации;

Заключение

В процессе работы над дипломным проектом было произведено технико-экономическое проектирование системы кабельного телевидения и осуществлен анализ ее экономической эффективности. По результатам проведенного анализа был сделан вывод о целесообразности построения системы кабельного телевидения при данном количестве абонентов, и обозначены пути повышения эффективности проектируемой СКТВ.