64Научно-технические разработки

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Cиситемы кабельного телевидения. Широкополосная часть гибридной волоконно-коаксиальной сети


А. Лапшин Теле-Спутник - 9(23) Сентябрь 1997 г.


В предыдущих публикациях мы уже приводили некоторые положения стандарта EN 50083. В связи с бурным развитием систем кабельного телевидения в странах СНГ (из-за больших возможностей по передаче данных их в последнее время принято называть "системами доступа") и появляющимися стандартными ошибками при проектировании систем, рассмотрим некоторые моменты более подробно. Это поможет операторам кабельных систем избежать значительных денежных потерь в будущем.



Рис.1.Значение СТВ для различных типов усилителей
Итак, в настоящее время приняты семь разделов данного стандарта:

  • EN 50083-1: Требования к безопасности
  • EN 50083-2: Электромагнитная совместимость оборудования
  • EN 50083-3: Активное широкополосное оборудование коаксиальных сетей
  • EN 50083-4: Пассивное широкополосное оборудование коаксиальных сетей
  • EN 50083-5: Оборудование Головных Станций
  • EN 50083-6: Оптическое оборудование
  • EN 50083-7: Характеристики системы

С точки зрения проектирования систем КТВ наиболее важными являются разделы, которые мы и рассмотрим подробнее.

Требования к системе:

cоблюдение настоящих требований позволит оператору построить систему, предоставляющую абонентам качественный и разнообразный набор самых современных услуг, начиная с трансляции телевизионных каналов и заканчивая "видео по запросу" и услугами INTERNET.

а) Уровни сигналов на любой абонентской розетке (будем рассматривать только амплитудную модуляцию):
минимальный уровень - 60 дБмкВ; *
максимальный уровень - 80 дБмкВ. **
 
Примечание:

* - 57 дБмкВ для систем с 8 МГц и 12 МГц растром каналов;
** - 77 дБмкВ для систем с более чем 20 каналами.
 
б) Перекос в уровнях сигнала телевизионных каналов на любой абонентской розетке:
в диапазоне от 47 до 862 МГц - 12 дБ;
в любом диапазоне 60 МГц - 6 дБ;
на смежных каналах - 3 дБ.
 
в) Развязка между любыми абонентами сети должна быть не менее 42 дБ (или 36 дБ для частотного диапазона, имеющего растр каналов 8 или 12 МГц). Несоблюдение этого требования, к сожалению, встречается повсеместно, что приводит к проникновению в систему помех, генерируемых ТВ приемниками.
 
г) Отношение несущая/шум на абонентской розетке должно быть не ниже 44 дБ.
 

Пассивные элементы, кабели

На первый взгляд, выбор пассивных элементов того или другого производителя не представляет никакой сложности (часто в расчет принимается только стоимость). Однако это далеко не так.

Одним из наиболее важных показателей пассивных элементов сети (ответвителей, сплиттеров) является линейность их характеристик во всем частотном диапазоне. Это обусловлено следующим.

При высотной застройке, характерной для всех крупных городов СНГ, количество пассивных элементов в каскаде (после последнего усилителя) составляет в среднем 6 - 10 (это количество зависит от требуемого уровня ТВ сигнала на абонентском отводе (не учтены пассивные элементы магистральной части сети). Поэтому, если пассивные элементы имеют невысокую линейность, необходимо проводить расчет сетей на разных частотах (если они указаны в характеристиках элементов), что приводит к существенному удорожанию проектных работ. Кроме того, высока вероятность несоблюдения стандарта по уровням сигналов ТВ каналов на абонентской розетке, что при добавления количества услуг, предоставляемых системой, может привести к необходимости увеличения уровня сигнала до требований стандарта. Если такая техническая возможность заложена при проектировании системы - это потребует дополнительных материальных затрат. Если же такой возможности не окажется, то планы оператора по развитию платных качественных услуг могут остаться несбыточной красивой мечтой.

Немного о кабелях

Одним из требований, предъявляемых к коаксиальным кабелям, является степень экранирования. Этот параметр особо важен, когда уровень сигналов эфирных передатчиков ТВ и радиоканалов а также уровень электромагнитных помех очень высоки, что характерно для крупных городов. Например, для Москвы можно указать, что степень экранирования коаксиальных кабелей для распределительных сетей должна составлять не менее 85 - 90 дБ. Для кабелей, применяемых внутри квартир - 80 дБ. Для кабелей магистральных сетей очень желательно, чтобы степень экранирования составляла более 100 дБ.

Как правило, ведущие операторы крупных систем кабельного телевидения в Европе используют чисто медные коаксиальные кабели. Этот выбор довольно актуален для климатических условий России.

Широкополосные усилители

Для усилителей, предназначенных для работы с более чем 10 ТВ каналами в диапазоне до 862 МГц, должны быть указаны значения CTB (Composite Triple Beat), CSO (Composite Second Order) и композитной кросс-модуляции (Composite Crossmodulation). Причем эти значения определяются как максимальный выходной уровень усилителя в дБмкВ, при котором отношение сигнала к искажению составляет 60 дБ. Для усилителей до 606 МГц это значение приводится для 29 немодулированных каналов, а до 862 МГц - для 42 немодулированных каналов.

Стандарт требует (стр. 29 ЕN 50083-3:1994) от производителя публиковать значения CTB и CSO. Это позволит оператору сделать обоснованный выбор поставщика оборудования.

При производстве широкополосных усилителей используются несколько основных технических схем. Приведем их некоторые сравнительные характеристики:

каскадная схема:

  • n относительно дешевые усилители
  • низкая линейность
  • низкая эффективность (невысокий выходной уровень и невысокое значение SCO).

Обычно усилители, выполненные по данной схеме, используются только в (S)MATV системах.

push-pull (PP) схема:

  • более дорогие усилители
  • невысокие интермодуляционные искажения второго порядка, низкая потребляемая мощность.

Усилители данного типа используются в качестве последнего усилителя в каскаде.

power doubler (PD) схема:

  • высокий выходной уровень (приблизительно на 2 - 2.5 дБ выше, чем у PP),
  • высокое энергопотребление - больше, чем у PP.

Усилители данного типа используются в магистральных сетях и в качестве последнего усилителя в каскаде.

quattro doubler (QD) схема:

  • на 2.5 дБ более высокий выходной уровень, чем у PD,
  • высокая потребляемая мощность.

Усилители данного типа используются в магистральных сетях и в качестве последнего усилителя в каскаде.

feed forward (FF):

  • очень высокая линейность и низкие искажения,
  • очень чувствителен к перепадам температур,
  • неприменим там, где требуется высокий выходной уровень,
  • очень дорогой.

Усилители данного типа используются в больших каскадах магистральных сетей. С появлением оптического оборудования постепенно утрачивают свою актуальность

cascode:

Усилители, выполненные по данной схеме (cascode PP или cascode PD) оптимизированы для использования в сетях с передачей ТВ сигналов в цифровом формате. Они имеют очень высокую линейность в диапазоне 47...606 МГц и более низкую в диапазоне 606...862 МГц.

darlington PD:

  • низкая потребляемая мощность,
  • высокий выходной уровень,
  • рабочий диапазон 47 - 606 МГц.

На рис. 1 приводятся результаты измерений CTB для разных типов усилителей. Измерения проводились для 61 немодулированного канала 7 МГц растра до 300 МГц и 8 МГц растра до 550 МГц. Уровень выходного сигнала усилителей составлял 104 дБмк.

В качестве примера ниже в таблице 1 приводятся основные характеристики усилителей фирмы Teleste Oy (Финляндия).

Очень часто первый вопрос многих заказчиков - каков максимальный выходной уровень усилителя? Однако это некорректная постановка вопроса. По стандарту DIN максимальный выходной уровень усилителя указывается для двух несущих (обычно лежит в пределах 120 - 124 дБмкВ), а эффект межкаскадного наклона АЧХ при использовании стандарта DIN вообще не может быть виден.

На первый взгляд кажется, что разница в значении CTB для разных усилителей не столь существенна (от 2 до 4 дБ), однако максимальный выходной уровень по стандарту CENELEC является одной из составляющих формулы расчета максимального выходного уровня. Первые два слагаемых формулы расчета:

Umax=Us-(CTBr-CTBs)/2

где
Us - выходной уровень усилителя по стандарту CENELEC;
CTBr-требуемое значение CTB;
CTBs-указанное значение CTB.

Для примера рассмотрим из приведенной таблицы два типа усилителей: DXA 811 и DXA 882. Предположим, что требуемое значение CTB=66 дБ. В этом случае максимальный выходной уровень усилителя DXA 811 составит 106 дБмкВ, а DXA 822 соответственно - 109 дБмкВ. Т.е. при заданном требовании по CTB, используя усилитель DXA 882, можно использовать выходной уровень на 3 дБ выше. Или - в случае обратного расчета - увеличение значения CTB усилителя при использовании одинакового выходного уровня на 1 дБмкВ приводит к улучшению показателя CTB системы на 2 дБ.

ТАБЛИЦА 1. ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЕЙ ПРОИЗВОДСТВА ФИНСКОЙ ФИРМЫ TELESTE OY
МаркаТип частот, МГцДиапазон усиления, дБК-т наклона, дБМежкаскадный наклон, дБДиапазон регулировки CTB, дБмкВCSO, дБмкВК-т шума, дБмкВ
ADA 288PP47-862282251041067
ADA 338PP47-86233025104.51046.5
ADA 408PP47-86240025104.51046
ACA 804 XXPD47-862378151091107.5
ACA 884 XXPP47-862378151071077.8
DXA 601PD47-60624-356221111136
DXA 602PD47-60626-386221111137.5
DXA 603PD47-60632-436221111137.5
DXA 611PD47-60624-356221121156
DXA 613PD47-60632-430/6221111137.5
DXA 801PD47-86220-288251091148.5
DXA 807Cascode PD47-86223-32825110.51168.5
DXA 811PD47-86220-288251091148.5
DXA 822PD47-8622*28-388151091106.8
DXA 842Cascode PD47-8622*28-398151101146.8
DXA 881Quattro Power47-862308161121208.5
DXA 882Quattro Power47-862328161121158.5
DXA 999PD47-1000315118 по DIN 45004 B8.5
DXE 653PD47-606396151121146
DXE 663PD47-606396151121146
DXE 853PD47-86238815108.51136.8
DXE 863PD47-86238815108.51136.8
DXE 869Cascode PD47-862408151101146.8
DXT 602DPD darlington47-60629/396+2...-2111.5/114112/1156.8
DXT 802Trunk47-86229/398+2...-2105/107.5110/1138.1

Примечание. В расчете использовались только две составляющих формулы расчета максимального выходного уровня усилителя.

Как видно из вышесказанного, опираясь на требования стандарта CENELEC оператор кабельных сетей сможет избежать дорогостоящих ошибок в проектировании систем и выборе поставщика оборудования. Обычно стандартной ошибкой является выбор оборудования, хотя и более дешевого, но изначально предназначенного только для (S)MATV сетей. Его применение в широкополосных системах кабельного телевидения приводит не только к ухудшению качества сигнала, но и не позволит оператору использовать построенную систему в будущем как "систему доступа" со всеми ее громадными техническими и экономическими возможностями.

Уважаемые читатели! Автору и редакции журнала хотелось бы узнать Ваше мнение о серии статей, посвященных проблемам систем кабельного телевидения (Т/С, №4 (18), 1997 г., с. 58; Т/С, №6 (20), 1997 г. , с. 60 и данная статья). Просим Вас присылать Ваши отклики и пожелания в редакцию журнала.

Использованные источники:

  1. EN 50083-7. European Standard.CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standartization), 1994.
  2. EN 50083-3. European Standard. CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standartization), 1994.
  3. Variation of Distortion with type of amplifier. Teleste Times, 2/91


 
Теле-Спутник Сентябрь 1997
наверх
 



Уважаемые посетители!
В связи с полной реконструкцией Архива, возможны ситуации, когда текст будет выводиться не полностью или неправильно (отсутсвие статей в некоторых номерах это не ошибка). Если заметите какие-то ошибки, то, пожалуйста, сообщите нам о них. Для связи можете воспользоваться специальной формой:

Номер журнала: *
Страница: *
Дополнительные сведения: *
Желательно четко опишите замеченную проблему - это поможет быстрее ее решить.
Мы не отвечаем на вопросы! Их следует задавать на нашем форуме!
Антиспам: * Нажмите мышкой на синий квадрат:


Поля, помеченные звездочкой (*)
обязательны для заполнения





Новый сайт