Логическое обоснование

Напомним, что коаксиальный кабель представляет изолированную радио­частотную среду передачи. В силу своей конструкции и электрических ха­рактеристик, он имеет возможность переносить выделенный частотный спектр. Этот спектр обособлен от того спектра, что есть в воздушной среде. Одно из его свойств в том, что он ведет себя так, как если бы он передавался по воздуху. Это значит, что телевизионный приемник, присоединенный к кабелю, ведет себя так, как если бы он был присоединен к антенне. Поэто­му владелец ТВ приемника может стать пользователем кабельной сети, не тратя денег на приобретение дополнительного электронного оборудования. Если пользователь расторгнет договор, то у него не останется никакого (не нужного) оборудования.

Учитывая, что спектр КТВ находится «внутри» кабеля, системы КТВ могут использовать те частоты, которые предназначены в радиочастотном спектре (при передаче по эфиру) для других целей. Это «другое» использование про­исходит без создания каких-то помех для обычной (по воздуху) ТВ переда­чи. Конечно, нужно принять меры к тому, чтобы предотвратить влияние воздушной передачи на кабельную передачу или ответить на вопрос: может ли воздушная передача влиять на кабельную передачу? Итак, внутри коак­сиального кабеля мы имеем систему КТВ, свой особый спектр со своими сигналами.

Спектр КТВ непрерывный в сторону увеличения частот (от канала 2 — 54 МГц, в США), тогда как обычно излучаемый спектр — разрывный. Преоб­разованием спектра, позволяющим заполнить нормально не занятые части спектра с помощью оборудования трансляции стандартных частот, занима­ется головная телестанция. Эти другие 6 МГц каналы поступают на нее со спутникового фидера или от РРЛ, которые доставляют удаленные ТВ сигна­лы, передаваемые по воздуху.

Одним из основных недостатков коаксиального кабеля являются его по­тери, которые растут с частотой не линейно, а почти экспоненциально. Ос­лабление сигнала коаксиального кабеля изменяется, как корень квадратный из частоты. Полдюймовый (12,7 мм) алюминиевый кабель имеет затухание 1 дБ на каждые 30 м на частоте 181 МГц, для дюймового (25,4 мм) кабеля это затухание уменьшается до 0,59 дБ. Потери на частоте 216 МГц (13 канал в США) в 2 раза выше, чем на частоте 54 МГц (2 канал в США), так как разница в частоте в 4 раза. Следовательно, нужно использовать устройства выравнивания частотной характеристики.

Все это существенно отличается от оптоволокна, где нет такого увеличе­ния потерь с изменением длины волны (или частоты). Как мы упоминали ранее, потери волокна в окне 1310 нм имеют порядок 0,35 дБ/км, а в окне 1550 нм - 0,25 дБ/км. Это одна из важных причин того, что оптоволокно так привлекательно для систем КТВ. При использовании AM модуляции, все, что нам требуется для использования конвертированного сигнала - приемник светового сигнала и усилитель радиосигнала в точке конвертиро­вания. При прохождении по оптоволокну сигнал нарабатывает очень мало накопленных искажений и шума, тогда как при прохождении по коаксиаль­ному кабелю искажения и шум велики. Оптоволокно выигрывает у коакси­ального кабеля как среда передачи, хотя линия КТВ с коаксиальным кабе­лем дешевле, так как для оптоволоконной линии требуется иметь оптический приемник и демодулятор в каждом ТВ приемнике. Чем ближе к оборудова­нию потребителя мы доведем волокно, тем лучше качество изображения он будет иметь.

Некоторые дополнительные замечания. Активные устройства имеют тенден­цию иметь худшее значение показателя MTBF, чем пассивные. Чем больше усилителей в последовательном соединении (тандеме), тем больше ухудша­ется MTBF системы. Это напрямую ухудшает показатели доступности.

Если мы сможем как-то уменьшить число широкополосных усилителей в тандеме, то сможем улучшить показатели качества/ошибок системы, т.е. сможем улучшить отношение сигнал/шум видеосигнала в точке приема у потребителя. Мы также улучшим надежность системы, улучшая MTBF сис­темы в точке приема у потребителя. Время отказов системы может быть существенно снижено.

Волоконно-оптический кабель был впервые использован в системах КТВ на магистральных маршрутах. Было установлено, что 32 км магистральный маршрут может работать без использования повторителей или усилителей. На такой длине маршрута ВОК позволяет заменить порядка 30 широкопо­лосных усилителей в схеме с коаксиальным кабелем. На рис. 14.3 показана система КТВ, построенная по схеме доставки сигнала по коаксиальному кабелю. Эта же система, но использующая оптоволоконную магистральную сеть, показана на рис. 14.4. На рис. 14.5 показан один из возможных подхо­дов в оптимизации схемы КТВ, реализованной на ВОК. Этот подход к про­ектированию систем КТВ основан на том, чтобы построить сеть, использу­ющую не более X усилителей на пути от головной телестанции к любому из потребителей сигнала. На рисунке показан случай Х = 3.

Рис. 14.3. Схема обычной системы КТВ до 1990. Обратите внимание на избы­ток электронных усилителей, число которых в тандемном соедине­нии достигает 35 (см. [14.8, 14.9]).

Рис. 14.4. Та же система КТВ, что и на рис. 14.3, но первичное распределение осуществляется с использованием оптоволоконной магистрали. Пролеты на современной версии этой системы будут иметь два во­локна для передачи потоков в прямом и обратном направлениях. (С разрешения компании ADC, Minneapolis, MN, [14.8])

Рис. 14.5. Схема сети КТВ с распределенной архитектурой, использующей не более X усилителей до любого потребителя сигнала. На рисунке показан случай X = 3. (С разрешения компании ADC, Minneapolis, MN, [14.8])