Проектирование и расчет сетей кабельного телевидения (СКТ)

Требования к техническому заданию на проектирование СКТ

Основной целью проектирования СКТ является создание технических средств доставки высококачественных радиосигналов изображения и

ЧМ-вещания потребителям (абонентам).

Радиосигналы СКТВ, поступающие на вход ТВ приемника абонента, должны иметь объективные параметры не хуже указанных в табл. 3.1.

 

Таблица 3.1

№ п/п	Параметр	Норма
	Уровень радиосигнала изображения на выходе абонентской коробке, дБ/мкВ: минимальный максимальны
	Разность уровней радиосигналов изображения, дБ, не более: каналов одного частотного ТВ диапазона соседних каналов в одном частотном ТВ диапазоне
	Уровень радиосигналов ОВЧ ЧМ звукового вещания на выходе абонентской коробки, дБ/мкВ: минимальный максимальный
	Неравномерность АХЧ распределительных сетей СКТВ после корректоров и на выходе абонентской коробки, дБ, не более: частот между несущими изображениями смежных ТВ каналов в диапазоне ОВЧ ЧМ вещания
	Отношение сигнала изображения, дБ, не менее: к фоновой помехе к шуму ТВ канала к помехе комбинационной частоты: третьего порядка IMAIII(K) третьего порядка IMAIII(B) второго порядка IMAII(B)

 

В задание на СКТВ ретрансляционного типа могут входить:

 

1. Данные о всех радиотелевизионных передающих станциях, электромагнитные волны которых достигают указанной территории или зоны действия СКТВ: номера ТВ радиоканалов; излучаемые мощности передатчиков изображения и звукового сопровождения; высота подвеса передающих антенн и коэффициенты их усиления; рабочие частоты станций ОВЧ ЧМ звукового вещания, мощности передатчиков.

2. Номера перспективных на введение телеканалов и рабочие частоты предполагаемых к введению радиостанций ОВЧ ЧМ звукового вещания.

3. Ситуационный (общий) план района телефикаций в масштабе 1:2000. Информация о расположении относительно него радиотелевизионных станций и радиостанций ОВЧ ЧМ звукового вещания.

4. Планы застройки района телефикации (обслуживания СКТВ) в масштабе 1:500 (или крупнее) с нанесенными на нем инженерными коммуникациями.

5. Архитектурно-строительные, электротехнические и другие чертежи зданий, входящих в зону обслуживания проектируемой системы.

6. Ориентировочное число абонентов и жителей телефицируемого района.

Желательно изучение уровней ЭМ полей и их частотного состава. Эти сведения необходимы для правильного выбора места ГС и установки приемной антенны. При выборе места приемной антенны целесообразно использовать наиболее высокие места при малом уровне помех в том числе отраженных. Можно использовать переносной телевизор с антенной.

Технический проект должен отражать: необходимость строительства СКТ в данном районе; основные технические решения; технические расчеты и др.

Планы застройки района позволяют разработать структурную схему и ее тип.

В качестве примера рассмотрим варианты построения СКТ для жилого микрорайона (60 тыс. жителей) г. Самара (рис. 3.1, 3.2) [8]. Совершенно очевидно, ГС удобно расположить вблизи пересечения улиц Московского шоссе и Димитрова. Для окончательного выбора ГС необходимы сведения о качестве приема в данной точке.

 

Рис. 3.1,а. Пространственное расположение распределительной сети СКТВ на плане застройки (вариант 1)

Рис. 3.1, б..Пространственное расположение распределительной сети СКТВ на плане застройки (вариант 2)

 

На рис. 3.1 СКТ содержит две магистральные линии (МЛ 1 и МЛ 2) и одну крупную субмагистральную линию (СМЛ1) и несколько небольших СМЛ. Самая большая МЛ 1 имеет протяженность 1200м и соединяет между собой ГС и ДРС дома №413. На линии установлены три МУ (УМ1-УМ3) и девять ответвлений для подсоединения ДРС. Вторая МЛ 2 протяженностью 550 м проложена по ул. Димитрова в телефонной канализации, содержит два УМ 1 и УМ 2. Общая протяженность трех линии (МЛ1+МЛ2+СМЛ) составляет 2250м по первому варианту. По второму варианту она составляет 1650 м (900м+750м) (рис. 3.1,б)

 

 

Рис. 3.2. Схема распределительной сети системы КТВ городского микрорайона (вариант 3)

(Усл. обозначения: ЦГС, УГС – центральная, узловая ГС; ОСМ – ответвитель субмагистральный; УСМ – усилитель субмагистральный; УД – усилитель домовой; l =420, 1130 – длина участка в м; МЛ – магистральная линия)

 

Для электрического расчета РС важна ее структура. На рис. 3.3 показана электрическая структурная схема распределительной сети (РС) второго варианта.

Целью электрического расчета СКТ является:

- определение уровней ТВ радиосигнала и помех во всех точках сети;

- определение протяженности сети;

- выбор типов аппаратуры;

- определение структуры ДРС и их электрических параметров;

- проверка параметров СКТ на соответствие требованием табл. 3.1

Рис. 3.3 Схема распределительной сети по варианту 2:

ПрА – приемная антенна; УМ₁, УМ₂ – усилители магистральные; ОМ – ответвитель магистральный; УД – усилитель домовой; КА – коробка абонента; АК – антенная коробка.

Примечание.

Приведенные схемы (рис. 3.1, 3.2. 3.3) и результаты расчетов не являются тождественными, так как имеют расхождения по числу участков, усилителей, ответвителей и т.д. Это сделано для того, чтобы исключить слепое копирование выполненных расчетов. Поэтому при выполнение конкретного проекта на СКТ необходимо строго придерживаться предложенной методики проектирования и расчета СКТ [8].

На основании проведенных расчетов можно будет выбрать такие компоненты СКТ, как ГС, модуляторы, усилители, кабели, ответвители, разветвители и иметь представление о их технических возможностях. Кроме того, при расчете СКТ используются данные о каналах ТВ, мощности РТПС, коэффициентах усиления передающих антенн, о высоте передающих и приёмных антенн и,соответственно, о каналах СКТ, геометрии передающих и приемных антенн, геометрических расчетах районов СКТ, а также о числе домов, квартир в типовых домах.

 

Рис. 3.4. Диаграмма направленности элементной антенны типа «волновой канал»

 

.

Коэффициент бегущей волны (КБВ) характеризует степень согласованности входного сопротивления приемной антенны и волнового сопротивления присоединенного к нему кабеля снижения (фидера) и определяется по формуле

где u _min и u _max – соответственно напряжение ТВ радиосигнала в минимуме и максимуме его распределения вдоль приемного фидера. Отклонение КБВ от единицы ведет к уменьшению мощности сигнала на входе телевизора или головной станции СКТВ, а также, что значительно хуже, к появлению повторов на ТВ изображений за счет возникновения отраженных волн.

Промышленность выпускает высокоэффективные антенны для индивидуального, коллективного приемов и СКТВ, в I-V диапазонах. Параметры некоторых из них приведены в табл. 3.2 [8].Антенны с маркой от АТКГ 1.1.1 до АТКГ 1.1.12 - одноканальные, телевизионные коллективные с горизонтальной поляризацией по принимаемой электромагнитной волне.

 

 

После выполнения всех подготовленных работ производится расчет СКТ. При этом следует также обратить внимание, что для качественного приема электромагнитных волн имеет большое значение диаграмма направленности (ДН) антенны, под которой понимают выраженную геометрически нормированную зависимость наведенной в антенне ЭДС от направления приема волны (рис 3.4). На рис.П.15.4 (см. пункт 15 приложения) изображена наиболее распространенная приемная антенна типа «Волновой канал», состоящая из одного активного петлевого вибратора (1), одного рефлектора (2) и трех директоров (3), закрепленных на несущем элементе-стреле (4). Геометрические размеры всех частей антенны и расстояние между ними зависят от длины радиоволны принимаемого ТВ канала. На рис. 3.4 показана ДН такой антенны в горизонтальной плоскости, из которой видна достаточно высокая ее пространственная избирательность. Основными параметрами диаграммы являются ширина главного лепестка и уровень боковых лепестков.

Для качественного и помехозащищенного приема важное значение имеет соотношение уровней боковых и задних лепестков ДН с уровнем главного лепестка. Коэффициент помехозащищенности ТВ антенны, дБ, определяется по формуле

,

 

где u ₁- напряжение на входе антенны при приеме сигнала с задних и боковых направлениях; u _2max – напряжение на входе антенны при приеме с главного направления.

У современных приемных ТВ антенн типа «Волновой канал» уровень побочных лепестков при работе в I диапазоне менее 12 дБ, в III диапазоне помехозащищенность менее 15дБ. У многоканальных и диапазонных антенн эти параметры несколько хуже.

 

 

Таблица 3.2 Параметры антенны

 

№ п/п	Вариант антенны	Номер канала, в полосе которого работает антенна	Ku, дБ	Kпом, дБ	КБВ, не менее
	АТКГ 1.1.1			-12	0,5
	АТКГ 1.1.5			-12	0,5
	АТКГ 1.1.6			-14	0,6
	АТКГ 1.1.12			-14	0,6
	АТКГ 4.1.6-12	6…12		-12	0,6
	АТКГ 5.1.21-41	21…41	8…9,5	-14	0,6
	Антенны для СКПТ:
7.1	одноканальные I-III диапазонов	1,2,3, …, 12	5 …8	-(16…20)	0,5…0,6
7.2	одноканальные IV, V диапазонов	21 … 41	9 … 11	-(18…20)	0,6
7.3	Для приема ОВЧ ЧМ вещания	ОВЧ ЧМ		-16	0,5
	Антенны для СКТВ:
8.1	одноканальные I-III диапазонов	1,2,3, …, 12	7…10	-(20…24)	0,65…0,7
8.2	одноканальные IV, V диапазонов	21 … 61	8,5	-18	0,6
8.3	ОВЧ ЧМ вещания	ОВЧ ЧМ		-20	0,65

Примечание: K_u, дБ, - коэффициент усиления приемной антенны в данном канале