Принципи побудови систем кабельного телебачення
Основні елементи СКТВ: приймальні телевізійні антени та підсилювачі, головні станції, конвертори. Структура системи кабельного телебачення, вимоги до схем. Основні методи інформаційного зворотного зв'язку. Розподіл частот сигналів.
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Розміщено на http://www.allbest.ru/
Всі варіанти побудови СКВТ у загальному випадку складаються з наступних основних елементів: приймальних телевізійних антен та антенних підсилювачів, головних станцій, включаючи їх підсилювачі, конвертори та інші елементи, необхідні для обробки прийнятих антенами сигналів та подачі їх а магістраль, кабельних магістральних та розподільних ліній магістральних підсилювачів, що компенсують послаблення в магістральних кабельних лініях і частотні характеристики, що їх коригують, відгалужувальних, як правило пасивних, пристроїв, що забезпечують розгалуження магістральних ліній і підключення до них з'єднувальних кабельних ліній, а також будинкових розподільників, включаючи відповідні у. Додатково в них можуть застосовуватися автоматичні пристрої, що забезпечують включення резервного підсилювального обладнання і підвищують стабільність телевізійних сигналів, що передаються по системі, кодують і декодують, комутуючі та інші пристрої.
Структура СКТВ визначається насамперед розташуванням будівлі або будівель, де будуть встановлені антенні споруди та головна станція, щодо інших споруд, які входитимуть до цієї системи. Як такі будівлі, як правило, намагаються вибрати одну з найвищихсеред тих, що входять в систему і знаходяться по можливості ближче до центру навантаження. У деяких випадках доводиться встановлювати приймальні антени на будівлях, які дещо нижчі за найвищі в системі, з метою боротьби з сильними луною сигналами.
До зони дії СКТВ включається житлові та громадські будівлі, до яких можуть бути раціонально та економічно прокладені магістральні лінії за існуючими або запланованими підземними комунікаціями.
Кабельні лінії системи кабельного прийому телебачення будуються таким чином, щоб при необхідності вони могли бути збільшені, а також, щоб кілька систем могли бути об'єднані в одну більшу.
Основними вимогами, що пред'являються до різних варіантів схем побудови СКТВ, є: мінімально можливе послаблення та спотворення телевізійних сигналів при передачі їх від приймальних антен до входів телевізорів, надійність роботи, мінімальна вартість спорудження та експлуатації.
Як правило, при розробці кожної конкретної схеми СКТВ прагнуть по можливості (залежно від наявних або запланованих до спорудження комунікацій) наблизити її до радіальної з прокладанням магістральних ліній від центру до периферії.
Серед низки суспільних схем побудови мереж СКТВ використовують системи кільцевого типу для обмеження двостороннього обсягу інформацією.
Нерідко трапляються випадки, коли інформація може передаватися не лише від одного кореспондента до іншого, а й у зворотному напрямку. У таких умовах з'являється можливість використовувати зворотний потік інформації для суттєвого підвищення ймовірності повідомлень, що передаються у прямому напрямку, при цьому не виключено, що по обох каналах (прямому та зворотному) у двох напрямках («дуплексний» зв'язок) і лише частина пропускної спроможностікожного з каналів використовується передачі додаткових даних, призначених підвищення вірності.
Можливі різні способи використання системи із зворотним зв'язком у дискретному каналі. Зазвичай вони поділяються на два типи: системи з інформаційним зворотним зв'язком і системи з зворотним зв'язком, що управляє. Системами з інформаційним зворотним зв'язком називаються такі, у яких з приймального пристрою на передавальне надходить інформація про те, в якому вигляді прийнято повідомлення.
На підставі цієї інформації передавальний пристрій може вносити ті чи інші зміни процесу передачі повідомлення; наприклад, повторити помилково прийняті відрізки повідомлення, змінити код, що застосовується (передавши попередньо відповідний умовний сигнал і переконавшись у тому, що він прийнятий) або взагалі припинити передачу при поганому стані каналу до його поліпшення.
У системах з керуючим зворотним зв'язком приймальний пристрій на підставі аналізу прийнятого сигналу приймає рішення про необхідність повторення, зміни способу передачі, тимчасової перерви зв'язку і т.д. і передає про це наказ передавального пристрою. Можливі і змішані методи використання зворотного зв'язку, коли в деяких випадках рішення приймається на приймальному пристрої на підставі отриманої зворотного каналу інформації.
Найпростішим за ідеєю методом інформаційного зворотного зв'язку є метод повної зворотної перевірки та повторення (ОПП).
При цьому прийнятий сигнал повністю ретранслюється на пристрій, що передає, де кожна прийнята кодова комбінація звіряється з переданою. У разі їх розбіжності передавальний пристрій передає сигнал для стирання неправильно прийнятої інформації, а потім повторює потрібну комбінацію. Як сигнал для стирання застосовується спеціальнакодова комбінація, яка не використовується під час передачі повідомлення.
Функціональна схема такої системи показана на малюнку 1. Передане повідомлення, закодоване примітивним кодом, посилається в канал і одночасно записується в пристрої (накопичувачі). Прийнята кодова комбінація відразу не декодується, а запам'ятовується в приймальному накопичувачі і повертається зворотним каналом на кінець, що передає, де вона порівнюється з переданою комбінацією. Якщо вони збігаються, то віддається наступна кодова комбінація, інакше - сигнал стирання. Істотним недоліком системи з повною ретрансляцією є велике завантаження каналу зворотного зв'язку. Існують і більш складні системи з інформаційним зворотним зв'язком, в яких використовуються завадові коди.
Найбільшого поширення набули системи з керуючим зворотним зв'язком (УОС) під час використання надлишкових кодів виявлення помилок (рисунок 2). Такі системи часто називають системами з перепитом, або з автоматичним запитом помилок, або з вирішальним зворотним зв'язком (РОЗ).
Малюнок 1 - Система з інформаційним зворотним зв'язком.
Найчастіше це системи дуплексні, тобто. інформація в них передається в обох напрямках. У кодері передане повідомлення кодується кодом, що дозволяє з великою ймовірністю виявляти помилки, що виникає в каналі. Ухвалений кодовий блок декодується з виявленням помилок. Якщо помилки не виявлено, декодований сигнал відрізок повідомлення надходить до одержувача. При виявленні помилок блок бракується і зворотним каналом передається спеціальний сигнал «перепитування». Прийом сигналу перепиту викликає повторення забракованого блоку, який з цією метою зберігатися в накопичувачі-повторювача доти, доки зворотним каналом не будеприйнято чергову кодову комбінацію, яка не містить перепиту.
Малюнок 2 - Система з керуючим зворотним зв'язком.
Основними параметрами, що характеризують систему, є еквівалентна ймовірність помилки та швидкість передачі інформації.
Основною перевагою системи УОС є простота побудови пристрою, що декодує.
Система з управляючою зворотним зв'язком виявляється дуже ефективною в каналах зі змінною ймовірністю помилки р стає близькою до 1, тобто. пропускна спроможність каналу падає майже до нуля, система знаходиться в режимі постійного перепиту, проте при хорошому коді помилкова інформація на вихід практично не надходить. При зменшенні ймовірності помилки швидкість передачі збільшується, а ймовірність залишається на заданому рівні. Таким чином, система УОС адаптується (пристосовується) до стану каналу, використовуючи канал настільки, наскільки це виявляється можливим у кожному з його станів /1/.
При розробці СКТВ необхідно вибрати смуги частот для розміщення радіосигналів телепрограм, внутрішньосистемних сигналів, що передаються у напрямку від станції КТВ у бік абонентів та від абонентів у бік станції. На малюнку 3 показаний один з варіантів вибору частотних смуг, що використовуються у вітчизняній апаратурі КТВ серії 300. Частина смуги частот К2 48 ... 300 МГц призначена для організації 28 ТВ радіоканалів (12 стандартних мовних та 16 спец. каналів), в яких радіосигналів передається у бік абонентів. Досить вузька порівняно з нею смуга частот 40...48 МГц резервується для внутрішньосистемних сигналів станції КТВ, що направляються розподільчою мережею також у бік абонента. Смуга частот К1 шириною 25 МГц (від fн = 5 МГц до fв = 30 МГц) призначена для внутрішньосистемнихсигналів, що передаються розподільчою мережею у бік станції КТВ. Вони можуть формуватися в будь-якому місці, де є вхід до розподільної системи, наприклад: коробка абонента, розгалужувача ДРС, будинкового підсилювача або пункту будинкового введення, магістрального відгалужувача, лінійного (магістрального та субмагістрального) підсилювача.
Малюнок 3 - Розподіл частот сигналів та двонаправленої СКТВ
Очевидно, що сигнали, що належать першій і другій смугах частот, а також сигнали третьої смуги передаються радіочастотним кабелем розподільної мережі одночасно, але в зустрічних напрямках. Для цього потрібні спеціальні двонаправлені підсилювачі. Приклад передачі прямого і зворотного сигналів у розподільчій мережі СКТВ показано малюнку 4. Прямий сигнал Uпр включає радіотелевізійні і внутрішньосистемні сигнали прямого напрями, займає смугу частот 40…300 МГц, проходить через підсилювачі УМ1 і УМ3 магістральною і субмагістральною лінією. Зворотні сигнали Uобр Uобр см складаються тільки з внутрішньосистемних сигналів зворотного напрямку, що формуються в різних точках магістральної та субмагістральної лінії розподільної мережі, займають смугу частот 5 ... 30 МГц, проходять через підсилювачі УМ4 і УМ2 тих же ліній, утворюючи зворотний сумарний сигнал Uобр. Щоб уникнути помилок слід, що це зворотні сигнали, зокрема Uобр і Uобр див, формовані у розподільчої, передаються на присвоєних їм частотах смузі 5…30 МГц, тому змішання між собою переданих повідомлень немає /2/.
Малюнок 4 - Система СКТВ із зворотними каналами зв'язку
Апаратура серії 300 - двостороння СКТВ, в якій крім передачі сигналів від ГС до абонента в діапазоні 40...300 МГц забезпечується передача сигналів у зворотному напрямку в діапазоні 5-26 МГц.
На базі зворотного каналу в серії 300 вперше у вітчизняних СКТВ створюється автоматизована система діагностики стану мережі та контролю параметрів апаратури (СДК), яка призначена для оперативного виявлення несправностей у СКТВ, зменшення експлуатаційних витрат. СДК складається з новоствореного обладнання блоку телеконтролю апаратури діагностики та управління головною станцією, телевідповідачів, лінійних підсилювачів та ін. Блок телеконтролю дозволяє забезпечити контроль стану та параметрів понад 1000 пристроїв.
СДК забезпечує централізований дистанційний контроль працездатності головних станцій та всіх магістральних та будинкових підсилювачів та будується за ієрархічним принципом.
В обладнання головної станції входить контролер ГС, що має виходи на прямий і зворотний канали кабелю СКТВ обміну сигналами з усіма системами, підключеними до кабелю цієї ГС. Як контролер використовується мікро-ЕОМ.
При необхідності ЕОМ диспетчерських пультів можуть бути об'єднані в мережу будь-яким із відомих методів для створення загальної системи контролю.
Введення зворотного каналу в СКТВ і його основі системи дистанційного контролю створює основу організації додаткових послуг. Даною системою можуть бути забезпечені додаткові послуги (при доукомплектуванні її додатковою апаратурою):
Сигналізація (пожежна, охоронна, медична, у разі затоплення тощо)
Інформація про стан ліфтів, кодових під'їзних замків.
Зняття показань лічильника витрати електроенергії, холодної та гарячої води, газу тощо.
Врахування погодинної оплати платних телевізійних програм.
СДК виконує в цьому випадку функції низькошвидкісної системи передачі інформації між терміналами абонентів таголовної станції.
кабельний телебачення сигнал антена