Многофункциональные интерактивные системы кабельного телевидения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Телевидение

 Комментарии к статье

Статья посвящена рассмотрению общих принципов построения многофункциональных систем кабельного телевидения, которые начинают все более активно интересовать как пользователей, так и операторов в разных регионах страны и в внедрении которых делаются первые шаги.

Переход к цифровому телевидению - важнейшая активно решаемая в настоящее время научно-техническая задача в области инфотелекоммуникаций. Пользователь получает весьма ощутимые новые возможности: многопрограммность, интерактивность, многофункциональность (телефония, передача данных, видеоконференцсвязь, доступ к Интернет, мультимедиа и целый ряд других услуг); повышение качества приема ТВ. Кроме того, более рационально используется радиоспектр, пропускная способность каналов и т. д.

Среди способов доставки ТВ программ абонентам прочное место, особенно в крупных и средних городах, заняли системы кабельного телевидения (СКТВ). На Западе в СКТВ с середины 90-х годов стала внедряться интерактивность. В США и Канаде потенциальную возможность пользоваться интерактивными услугами кабельных сетей в 1998 г. имели около 11 % жителей.

Для создания современных инфотелекоммуникационных кабельных сетей надо решить задачу: заниматься модернизацией построенных ранее систем или строить новые сети на единых стандартных принципах.

В настоящее время в России большинство телевизоров подключены к системам коллективного приема различных поколений: "антенна на подъезд", крупная система коллективного приема телевидения (КСКПТ) и система кабельного телевидения (СКТВ). Первый вариант - "антенна на подъезд" представляет собой преимущественно пассивную сеть с направленными ответвителями. При необходимости усиления ТВ сигнала применяется один каскад канальных или диапазонных усилителей либо дециметровые конвертеры. КСКЛТ и СКТВ строились для повышения качества ТВ приема, в системах применяются головные станции с поканальной обработкой сигналов и конвертированием каналов по частоте: широкополосные магистральные и домовые усилители с полосой пропускания 40 - 240 МГц без обратного канала и частотно-независимые магистральные ответвители и абонентские разветвители. Наиболее активно строительство таких систем осуществлялось в 80-е годы и продолжается теперь несмотря на их ограниченные возможности в части увеличения числа организуемых ТВ каналов, интерактивности и использования для решения многофункциональных задач сети.

На создание линейных сооружений кабельной сети расходуется более 80 % капиталовложений, поэтому весьма печальным является факт полной бесперспективности КСКПТ и СКТВ, построенных по указанному принципу. Реконструкция распределительных сетей этих систем с целью превращения их в коаксиальные узлы (кусты) любой емкости для многофункциональных систем невозможна без полной замены всех компонентов - коаксиальных кабелей, пассивных элементов и усилителей в силу того, что не только не обеспечивается требуемый диапазон частот даже при замене пассивных и активных элементов сети, но и нельзя на существующих сетях добиться требуемых (при условии распределения 40 - 50 каналов аналогового телевидения) минимального уровня комбинационных помех, номинального уровня входного сигнала на абонентской точке и т. д. Таким образом, эти распределительные сети обречены и строительство их сегодня исторически не оправдано. Прекратить этот процесс и дать рекомендации по расширению или реконструкции сети в каждом конкретном случае, видимо, задача Ассоциации кабельного телевидения России и Минсвязи России.

В последнее время началось внедрение широкополосных СКТВ с обратным каналом (полоса 40 - 862 МГц в прямом направлении и 5-30 МГц полоса обратного канала). Архитектура этих сетей подчиняется исключительно интересам кабельного телевидения, и она не корреспондируется с задачами, решаемыми широкополосными многофункциональными интерактивными сетями, в основу которых положено использование волоконно-оптических систем для передачи аналоговых и цифровых сигналов с высоким качеством на большие расстояния. При этом область услуг не должна ограничиваться интересами традиционных объемов телевизионного и радиовещания. Уже сегодня становится очевидным необходимость в таких услугах, как предоставление платных каналов цифрового телевидения и телевидение по заказу (video on demand), мультимедиа, телемагазин, охранная и пожарная сигнализация, использование сети для систем диспетчеризации инженерного оборудования жилых микрорайонов, предоставление каналов передачи данных; организация локальных и корпоративных вычислительных сетей; подключение абонентов к сети Интернет; цифровая телефония и т. д.

Вероятно, что простая замена части магистральной коаксиальной сети не обеспечит полного использования возможностей ВОЛС и резко ограничит размеры и технические возможности СКТВ. Следовательно, адаптация широкополосных СКТВ в телекоммуникационные сети требует пересмотра архитектуры сети самой СКТВ (см. рисунок).

(нажмите для увеличения)

Традиционно архитектура СКТВ большой емкости (на пять и более тысяч абонентов) представляет собой древовидную структуру. Для коаксиальных (особенно однонаправленных) сетей она давала наилучшее соотношение цена-качество. Однако для интерактивной сети такое построение ограничивает возможности создания обратного канала. В гибридных сетях (оптоволоконных - коаксиальных) каждая часть в той или иной мере предъявляет некоторые специфические требования друг другу - оптоволоконная к качеству сигнала, доставляемому по коаксиальной сети и, соответственно, наоборот. При проектировании СКТВ расчет параметров сводился к определению оптимального уровня сигнала на выходе абонентского присоединительного устройства и выходного уровня для последовательно включенных усилителей, который ограничивался только величиной шума. Для включения СКТВ составной частью в гибридную волоконно-коаксиальную сеть необходимо произвести перерасчет с учетом интермодуляционных искажений второго (CSO - Composite Second Order) и третьего (СТВ - Composite Triple Beat) порядка. В зависимости от параметров волоконно-оптической части сети, предшествующей коаксиальной, к последней при перерасчете могут быть предъявлены дополнительные требования не только по изменению выходных уровней усилителей и ограничению количества каскадов усиления, но и по некоторому переустройству домовой распределительной сети с целью увеличения минимальных уровней сигналов на отводах абонентских разветвителей.

Вероятнее всего, такие изменения окажутся в пределах возможности реконструкции системы и не потребуют ее глобального переустройства, т. е. значительных капитальных затрат. Тем не менее при проектировании и строительстве широкополосных интерактивных СКТВ необходимо учитывать (и мировая практика это подтвердила), что на данном этапе наиболее экономически эффективным вариантом построения телекоммуникационных сетей, обеспечивающих абонентский доступ с многофункциональными задачами, являются гибридные структуры с использованием волоконно-оптических и коаксиальных кабелей.

В обозримый период телекоммуникационные сети, применяемые, в частности, для передачи ТВ сигналов, должны иметь структуру и использовать системы передачи, совместимые с традиционными аналоговыми и все более широко внедряемыми цифровыми. ТВ сигналы в широкополосных сетях занимают огромную, несоизмеримую по ширине диапазона с другими средствами полосу, и доставка этих сигналов абонентам в цифровой форме представляет наибольшую сложность. Надо полагать, что в ближайшее десятилетие гибридные сети окажутся доминирующей структурой, при этом будет использоваться преобразование цифровых ТВ сигналов в аналоговые как для группы абонентов, так и применяться индивидуальные абонентские терминалы.

Процесс создания сети абонентского доступа (первый уровень) на базе волоконно-коаксиальных распределительных сетей может быть ускорен лишь при следующих основных условиях:

- разработке нормативно-технической базы, позволяющей приступить к массовому проектированию сетей по гибридной технологии:

- повсеместному построению транспортной информационной магистрали, формируемой с учетом передачи имеющихся и перспективных программ ТВ;

- оперативному переоборудованию широкополосных интерактивных СКТВ в коаксиальные узлы, обеспечивающие технические возможности современных телекоммуникационных сетей.

Выполнение этих условий позволит избежать инвестиций в морально устаревшие или бесперспективные технологии.

Уровень магистрального доступа от транспортного узла до узла коаксиальной сети (второй уровень) строится, как и предыдущий, на базе ВОЛС. но в отличие от транспортного может быть не только цифровым, но и аналоговым.

Третий уровень - коаксиальная субмагистральная и домовая распределительная сеть, включая абонентские коаксиальные кабели до абонентского терминала. Эта сеть охватывает от нескольких сотен до тысячи и более абонентов.

Первые два уровня строятся, как отмечалось, на основе ВОЛС, который обладает многими преимуществами, о которых неоднократно писалось в журнале. Отметим только, что они позволяют организовать несколько десятков телевизионных каналов. Даже при передаче цифрового ТВ со скоростями 2.5 и 10 Гбит/с потенциальные возможности минимум на порядок выше при использовании модулированного излучения волны одной длины. Но уже сегодня промышленность выпускает устройства спектрального уплотнения, позволяющие резко увеличить количество потоков сигналов.

Спектральное уплотнение позволяет увеличить скорость потоков цифровых сигналов, а для аналоговых ТВ сигналов такое уплотнение - это новое качество. Сегодня имеются два вида передачи таких сигналов: первый - одно волокно используется для организации одного канала: второй - передача спектра, содержащего определенное количество ТВ каналов. Спектральное же уплотнение позволяет оптимизировать ВОЛС и в том и в другом случаях. Независимость сигналов, распространяемых в одном световоде навстречу друг другу на волне одной длины и в одном направлении на разных длинах волн, дает уникальные возможности в реализации новых архитектур сетей, в том числе применительно к интерактивным сетям. Здесь используются не оптоэлектрические и электрооптические преобразователи, а оптические ответвители, позволяющие ответвлять определенную долю оптической мощности и вставлять оптический сигнал в общий поток, т. е. реализуется древовидная двунаправленная структура: от ствола к ветвям передаются ТВ и любые другие потоки, а в обратном направлении - узкополосные сигналы запросов абонентов, голос, сигналы от различных датчиков и т. п.

Третье преимущество - гибкость перестроения сети от аналоговой к цифровой.

В ряде городов России уже ведутся работы по созданию информационных кабельных сетей с возможностью интеграции предоставляемых услуг.

Сделаем вывод на основе изложенного выше. Для любой телекоммуникационной системы наиболее дорогостоящим и трудоемким ее участком является сеть. Поэтому на этапе перехода к полностью цифровым технологиям распределительные сети следует строить с максимально возможным использованием традиционных структур и. что существенно, позволяющие определенное время использовать как цифровые, так и аналоговые системы передачи.

Авторы: С.Дмитриев, К.Кукк, Б.Экслер, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Телевидение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Морские водоросли делают облака 01.08.2015 Над антарктическими водами Мирового океана почти никогда не рассеиваются облака, и причина тому, как оказалось, в фитопланктоне - местные микроскопические водоросли в буквальном смысле делают облака, выделяя в атмосферу аэрозольные частицы. Обычно, когда говорят про аэрозоли, то имеют в виду те, которые получаются в результате человеческой деятельности (дым из заводских труб и т. д.). Частицы сажи служат своеобразными "семенами", вокруг которых конденсируются пары воды - так и получаются капли, объединяющиеся в облако. Но такие точки конденсации могут иметь и вполне природное происхождение: мельчайшие брызги воды, содержащие органические вещества и морскую соль, или сульфаты и соли аммония как продукты жизнедеятельности каких-нибудь живых организмов. О том, что море и его обитатели служат источником "натуральных аэрозолей", говорят давно, однако до сих пор мало кто пытался количественно оценить вклад морских экосистем в формирование облаков. Именно это попытались сделать Дэннис Хартманн (Dennis Hartmann) из Вашингтонского университета вместе коллегами из Университета Лидса, Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории и Лос-Аламосской национальной лаборатории. В работе были использованы данные спутников НАСА, позволившие оценить плотность облаков между 35° и 55° южной широты. Состояние облаков сравнивали с концентрацией хлорофилла а, который обычно служит маркером биологической активности в морях и океанах. В статье в Science Advances авторы пишут, что связь между облаками и уровнем хлорофилла была однозначной: чем больше было фотосинтезирующего пигмента (то есть чем больше было водорослей), тем облачней была погода. Жизнь в океане ежегодно повышала количество облачных водяных капель на 60%; сильнее всего эффект был заметен летом. Облака, располагающиеся невысоко над землей, отражают солнечный свет, и поверхность планеты под ними будет охлаждаться. ("Запирание" тепла и парниковый эффект обуславливаются другими, высокоуровневыми облаками.) Летом уровень солнечной радиации возрастает, и одновременно же, как было сказано, увеличивается концентрация фитопланктона - по оценкам исследователей, активность водорослей приводит к тому, что количество отраженного солнечного излучения увеличивается на 10 ватт на квадратный метр. Это сравнимо с тем, что происходит в северном полушарии, за тем исключением, что на севере добавочное "облачное отражение" возникает из-за промышленного загрязнения атмосферы. Как микроскопические водоросли могут повышать облачность? Первый способ: выделяя газообразный диметилсульфид, который в атмосфере превращается в остаток серной кислоты - сульфат, который, в свою очередь, очень хорошо конденсирует пары воды. Второй способ: за счет органических остатков, поднимающихся в воздух на поверхности мельчайших пузырьков, оторвавшихся от воды. Такие пузырьки с органическими добавками тоже могут работать центрами конденсации облачных капель. Любопытно, что с 35° по 45° южной широты облака над океаном формируются преимущественно за счет диметилсульфида, а с 45° по 55° - за счет фитопланктонной органики. Таким образом, предположения об активной климатической деятельности морских экосистем подтвердились - крохотные водоросли действительно могут делать облака. Мы привыкли полагать, что только человек обладает достаточным могуществом, чтобы по-крупному влиять на климат, однако, как видим, настоящее положение дел может быть сложнее. (И не только из-за фитопланктона - здесь же можно вспомнить работу сотрудников Геттингенского университета, опубликованную в прошлом году в Angewandte Chemie: в ней описывается, как обычные хвойные деревья с помощью веществ, содержащихся в их смолах, помогают формироваться облакам.) Строя климатические модели, пытаясь оценить наше влияние на погоду на планете, мы должны учитывать и вклад природных производителей облакообразующих аэрозолей.

Другие интересные новости:

▪ Светодиодный светофор

▪ ESP32-PICO-D4 - самый миниатюрный WiFi-модуль ESP32

▪ Жёстких дисков покупают всё больше

▪ Велосипедный шлем из бумаги

▪ Натрийионные аккумуляторы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дозиметры. Подборка статей

▪ статья Опоясать чресла. Крылатое выражение

▪ статья Почему лед ломает трубы? Подробный ответ

▪ статья Работа на ручном позолотном прессе. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Широкополосный вертикальный излучатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Загадки-шутки

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026