Принципы построения систем кабельного телевидения (СКТ)

Практическая работа №6

«Изучение принципов построения систем кабельного телевидения»

Учебная цель:

1.Научиться анализировать принципы построения систем кабельного телевидения (СКТ).

Учебные задачи:

1. Ознакомиться с принципами построения СКТ на коаксиальном кабеле.

Образовательные ресурсы, заявленные во ФГОС.

Студент должен:

Уметь:

- анализировать принципы построения СКТ на коаксиальном кабеле.

Знать:

- технические требования и практические рекомендации по построению СКТ на коаксиальном кабеле.

Обеспеченность занятия:

1. Учебно-методическая литература:

Катунин Г.П., Мамчев Г.В., Папантонопуло В.Н., Шувалов В.П., Телекоммуникационные системы и сети. Учебное пособие - М.: Горячая линия-Телеком, 2010.

Зима З.А., Колпаков И.А., Романов А.А., Тюхтин М.Ф. Системы кабельного телевидения - М.: Изд-во МГТУ им. Баумана,2004.

Величко В.В., Катунин Г.П., Шувалов В.Д., Основы информационных технологий – М.: Горячая линия – Телеком 2009.

2. Отчет о выполнению практической работы.

3. Карандаш простой.

4. Чертежные принадлежности: Линейка.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы:

Принципы построения систем кабельного телевидения (СКТ).

СКТ 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 СКТ оказывается единственно возможным техническим решением, позволяющим обес­печить высококачественный прием цветных ТВ программ.

Известны три основных структуры построения СКТ: древовидная, радиальная, кольцевая. Древовидная схема распределительной сети СКТ, обеспечивающая экономное расходование кабеля, по своей структуре напоминает крону дерева. При радиальном построении распределительной сети СКТ 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 СКТ радиального типа аналогична телефонной сети, поэтому появ­ляется возможность их объединения. Это упростит построение и удешевит эксплуатацию таких СКТ, 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 заводятся на ГС. При этом один и тот же магистральный кабель может использо­ваться для организации двусторонней связи. Основной недостаток СКТ кольцевого типа заключается в невозможности одновременной передачи по магистральному кабелю достаточно большого количест­ва различных ТВ сигналов.

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

В современных СКТ в основном применяется аналоговый способ передачи ТВ сигналов, так как при длине распределительной сети в пределах нескольких десятков километров обеспечивается доста­точная помехоустойчивость систем благодаря достаточно высокой помехозащищенности как коаксиального кабеля, так и ВОЛС.

Способы построения систем кабельного телевидения на коак­сиальном кабеле.Большинство современных СКТ имеет в основ­ном древовидную схему распределительной сети. Обобщенная функ­циональная схема подобных СКТ приведена на рис. 9.3. На ГС 1, представляющей собой центральное оборудование системы, осуще­ствляется преобразование по частоте ТВ сигналов разных программ. С помощью разветвителя на несколько направлений 2 от ГС отходят несколько магистральных линий 3, состоящих из однотипных кабель­ных участков, магистральных усилителей (УМ), магистральных ответвителей 5. От магистральных линий отходят субмагистральные линии 6, содержащие однотипные кабельные участки, субмагистральные усилители 7, направленные ответвители 8. Наконец, от субмагист­ральных линий ответвляются кабели домовой распределительной сети (ДРС) 9, содержащей домовые усилители 10 и пассивные на­правленные ответвители 11, с помощью которых осуществляется подключение абонентских розеток 12.

Для распределения радиосигналов вещательных ТВ программ в кабельных распределительных сетях современных СКТ допускает­ся, наряду с радиоканалами в 1-3 диапазонах частот, дополнитель­ное использование частотных диапазонов 110. .174 и 230...300 МГц. В данных полосах частот, не применяемых для эфирного ТВ веща­ния, предусмотрена организация 16 специальных радиоканалов для распределения ТВ сигналов со следующим частотным распределени­ем: СК-1 110... 118 МГц; СК-2 118... 126 МГц; СК-3 126... 134 МГц; СК-4 134...142 МГц; СК-5 142... 150 МГц; СК-6 150... 158 МГц; СК-7 158... 166 МГц; СК-8 166...174 МГц; СК-11 230...238 МГц; СК-12 238...246 МГц; СК-13 246..254 МГц; СК-14 254. .262 МГц; СК-15 262…270 МГц; СК-16 270…278МГц. СК-17 278...286 МГц; СК-18 286...294 МГц. Для приема ТВ сигналов, передаваемых в специальных Радиоканалах, перед входами стандартных телевизоров необходима установка частотных преобразователей, т.е. конверторов.

Рис. 9.3. Структурная схема СКТ на коаксиальном кабеле

Характерной особенностью подобных современных СКТ является передача ТВ сигналов преимущественно только в одном направлении от ГС к абонентам. Однако в древовидных СКТ в принципе можно организовать узкополосные «обратные» каналы в частотном диапа­зоне, свободном от передачи ТВ сигналов в прямом направлении. Обычно для организации «обратных» каналов используется диапазон частот 5...40 МГц.

Используемое в настоящее время типовое оборудование СКТ в основном имеет два варианта исполнения - серий «200» и «300».

Комплекс оборудования серии «200» предназначен для создания СКТ с числом абонентов порядка 10 000 и дает возможность рас­пределять до пяти ТВ радиосигналов различных программ в 1-м и 3-м частотных диапазонах и радиосигналов ОВЧ ЧМ радиовещания в диа­пазоне 66... 73 МГц.

Оборудование СКТ серии «300» относится к поколению радио-, телевизионной аппаратуры, выполненной на базе интегральной и микропроцессорной техники [2]. СКТ серии «300» обеспечивает прием ТВ радиосигналов метрового и дециметрового диапазонов волн (1-4-й частотные диапазоны) с конвертированием их в сигналы метро­вого диапазона волн с последующим распределением по кабельным распределительным сетям различной сложности (от простых - десят­ки - сотни абонентов, до сложных - двусторонняя распределительная сеть с 20 000 и более абонентов). В СКТ данного типа предусмотре­на возможность сопряжения ГС с приемным оборудованием спутни­кового ТВ вещания, ВОЛС и РРЛ связи. Диапазон частот прямой пе­редачи расширен до 300 МГц. С целью увеличения числа органи­зуемых каналов аппаратура обеспечивает работу в специальных частотных диапазонах: 110... 174 МГц, 230...300 МГц. Обратный ка­нал (5...30 МГц) используется для передачи внутрисистемных сигна­лов, служебной информации и может быть задействован для органи­зации дополнительных информационных услуг.

Например, за счет использования данного канала абоненты СКТ смогут дополнительно получить доступ к различным базам данных для обмена цифровой информацией. Возможно подключение абонен­тов и к различным разветвленным системам сигнализации: пожарной, охранной, экстренного вызова медицинской помощи и т.д. Наличие дополнительного обратного канала открывает большие возможности по организации в будущем информационной службы коммунального хозяйства, обеспечивающей автоматическое снятие, передачу и об­работку на ЭВМ показаний счетчиков расхода электроэнергии, воды, газа, тепла в жилых домах, сигнализацию о состоянии лифтов, кодо­вых замков в подъездах и т.д.

В действующих СКТ максимально возможное число организуемых ТВ радиоканалов соответствует 20 при полосе пропускания распреде­лительной сети от 40 до 230 МГц, 28 - при полосе частот 40...294 МГц. Однако на практике из-за ограничений на возможность совместного усиления и передачи ТВ сигналов ввиду недостаточной избирательно­сти телевизоров по соседним каналам максимально возможное коли­чество используемых радиоканалов снижается более чем в 2 раза, т.е. приходится чередовать «рабочие» и «нерабочие» каналы.

В последние годы в ряде стран интенсивно разрабатываются и уже эксплуатируются СКТ нового поколения, позволяющие рас­пределять ТВ сигналы не только в диапазоне метровых волн, но и в Диапазоне ДЦВ. Новейшее поколение аппаратуры СКТ использует в распределительной сети рабочие частоты в интервале 5...600 МГц (с учетом обратного канала). Примером подобных СКТ является отечественная система КТ-600, позволяющая организовать до 60 ТВ Радиоканалов.