Способы построения систем кабельного телевидения на коаксиальном кабеле

Особенности функциональной схемы СКТВ на коаксиальном кабеле. Большинство действующих СКТВ имеет, как правило, древовидную схему распределительной сети. Для примера функциональная схема кабельной интерактивной телевизионной системы мультимедийного типа с древовидной распределительной сетью приведена на рис. 9.18. В состав головной станции 1, представляющей собой центральное оборудование системы, входят аппаратура формирования вещательных телевизионных сигналов 2, аппаратура формирования сигналов мультимедиа 3, аппаратура цифрового сжатия и мультиплексирования передаваемых сигналов 4, процессор сигналов телевидения и мультимедиа 5. На устройство 2 непосредственно поступают совокупность сигналов программ спутникового телевидения, сигналы программ эфирного телевидения, а также сигналы от локальных телевизионных студий, обслуживающих местные СКТВ. На устройство 3 поступают информация из банка данных компьютерной сети, информация из специализированной библиотеки, содержащей большое количество дисков типа CD-ROM и видеокомпакт-дисков, сигналы с факс-модемов телефонной и сотовой сети, сигналы специальных видеопрограмм для дистанционного образования, сигналы звуковых программ. На ГС осуществляется формирование непосредственно передаваемых для абонентов сигналов телевидения и мультимедиа. С помощью разветвителя на несколько направлений 6 от ГС отходят несколько магистральных линий 7, состоящих из однотипных кабельных участков, магистральных усилителей 8, магистральных ответвителей 9. От магистральных линий отходят субмагистральные линии 11, содержащие однотипные кабельные участки, субмагистральные усилители 12, направленные ответвители 13. Наконец, от субмагистральных линий ответвляются кабели домовой радиорелейной сети (ДРС) 14, содержащей домовые усилители 15 и пассивные направленные абонентские разветвители 16, с помощью которых осуществляется подключение абонентских терминалов, содержащих процессор мультимедиа 18, интерактивный пульт управления 19, абонентский телевизор 20. Нагрузочные резисторы R_н обеспечивают согласование отрезков коаксиального кабеля.

Рис. 9.18. Функциональная схема СКТВ мультимедийного типа с древовидной распределительной сетью и обратными каналами

Ввод «обратных» сигналов от абонентов в коаксиальный кабель осуществляется с помощью абонентского устройства управления 17, выполняющего роль мультиплексора ДРС. Кроме того, в местах подключения ДРС к субмагистральному кабелю, а также субмагистрального кабеля к магистральному дополнительно устанавливаются мультиплексоры 10. Следует заметить, что совокупность мультиплексоров обеспечивает схему множественного доступа с временным разделением для «обратных» сигналов абонентов. В данном случае в ГС для приема «обратных» сигналов имеется специальное приемное устройство 21, обеспечивающее обработку информации от абонентов, поступающей по магистральным линиям распределительной системы. Для передачи «обратных» сигналов можно применять квадратурную амплитудную модуляцию типа 64-QAM, позволяющую достичь эффективности использования спектра частот порядка 4,5 (бит/с)/Гц. При этом максимальная суммарная скорость передачи обратной информации от всех абонентов СКТВ может составлять 180 Мбит/с [46], однако для передачи широкополосных сигналов пропускная способность «обратных» каналов является недостаточной.

Частотный план сетей кабельного телевидения. Частотный план кабельных телевизионных сетей нормируется в ГОСТ 28324-89 [47]. В целом, прямой канал СКТВ находится в диапазоне частот 47...862 МГц, по нему передается входящий трафик в направлении к абонентам. Причем полоса пропускания прямого канала делится на две части:

- полоса частот для вещательного телевидения (47...606 МГц), в которой услуги, не требующие непосредственной обратной связи с абонентом, предоставляются всем без исключения абонентам;

- полоса частот для интерактивных услуг (606...862 МГц) предназначена для телекоммуникационных интерактивных услуг, требующих обратной связи с абонентом.

Обратный канал древовидных СКТВ лежит в области 5...40 МГц, а по нему передается исходящий трафик от абонентов. Без организации обратного канала об интерактивном кабельном телевидении не может быть и речи, поскольку именно по нему абоненты могут обращаться к головной станции и через головную станцию друг к другу.

Например, за счет использования данного канала абоненты СКТВ 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.

Для распределения радиосигналов вещательных телевизионных программ в кабельных сетях современных СКТВ 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 телевизионного вещания, предусмотрена организация 16 специальных радиоканалов для распределения телевизионных 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...278 МГц; СК-17 278...286 МГц; СК-18 286...294 МГц. Для приема телевизионных сигналов, передаваемых в специальных радиоканалах, перед входами стандартных телевизоров необходима установка частотных преобразователей, т.е. конвертеров.

В действующих СКТВ максимально возможное число организуемых телевизионных 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 телевизионных 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 СКТВ нового поколения, позволяющие распределять телевизионные сигналы не только в диапазоне метровых волн, но и в диапазоне дециметровых волн. Новейшее поколение аппаратуры СКТВ использует в распределительной сети рабочие частоты в интервале 5...600 МГц (с учетом обратного канала). Примером подобных СКТВ является отечественная система КТ-600, позволяющая организовать до 60 телевизионных радиоканалов [48].