Структурные схемы сетей кабельного телевидения

Современные системы кабельного телевидения являются двунаправленными, т.е. обеспечивают передачу радиосигналов к абонентам по прямому радиоканалу и от абонентов по обратному радиоканалу с помощью кабельных модемов. Кабельные модемы можно условно подразделить на два типа – провайдерский и абонентский. Провайдерский кабельный модем представляет собой устройство, обеспечивающее:

- организацию цифрового информационного сигнала в виде единого ТП и модуляцию сигнала несущей частоты прямого канала цифровым информационным сигналом для передачи информации по прямому каналу от источника информации провайдера к абоненту;

- демодуляцию сигнала несущей частоты обратного канала с целью выделения цифрового информационного сигнала, созданного абонентом и поступившего к провайдеру из обратного канала от абонента.

Абонентский кабельный модем представляет собой устройство, обеспечивающее:

- организацию цифрового информационного сигнала в виде программного потока ПП и модуляцию сигнала несущей частоты обратного канала цифровым информационным сигналом, созданным абонентом для передачи информации по обратному каналу от абонента к провайдеру;

- Демодуляцию сигнала несущей частоты прямого канала с целью выделения цифрового информационного сигнала, созданного провайдером и поступившего к абоненту из прямого канала от провайдера.

Средой распространения сигналов в кабельных распределительных сетях является коаксиальный или оптический кабель, а так же “ витая пара”. Сигналы прямого и обратных каналов передаются по одному и тому же кабелю на основе частотного метода разделения каналов.

Примеры структурных схем построения кабельных распределительных сетей систем кабельного телевидения показаны на рисунках 1.3.1 -1.3.4.

От источников сигналов

Радиосигналы телевидения и радиовещания, видеосигналы

Местная ГС СКТ-1

Радиосигналы системы MMDS

Радиосигналы кабельных модемов

Устройство ввода-вывода радиосигналов

 

Распределитель

Домовая сеть

 

	Домовый усилитель		Домовый усилитель

 

 

Коаксиальный

кабель

 

 

Нагрузка ДС Нагрузка ДС

 

 

Рисунок 1.3.1 – Структурная схема местной кабельной распределительной сети СКТ-1

От источников сигналов Радиосигналы телевидения и радиовещания, видеосигналы

Местная ГС СКТ-2

 

Радиосигналы кабельных модемов

 

 

Магистральный усилитель

ВОЛС

Магистральная сеть

Оптический передатчик

Оптический приемник

Оптический узел

 

Коаксиальный

кабель

Коаксиальный кабель

		Магистральный усилитель

Магистральный усилитель

 

Домовый усилитель

Домовый усилитель

Домовая сеть

 

 

 

 

Нагрузка Нагрузка

ДС ДС

Рисунок 1.3.2 – Структурная схема районной кабельной распределительной сети СКТ2

Оптические сигналы (от центральной ГС по транспортной сети ВОЛС)

Оптический приемник

Узловая головная станция СКТ -3

От источников сигналов

Радиосигналы телевидения и

радиовещания, местных студий

Устройство сложения радиосигналов

Радиосигналы кабельных модемов

 

Оптический передатчик

Оптический приемник

ВОЛС

Магистральная сеть

Оптический узел

 

 

Коаксиальный кабель

		Магистральный усилитель

 

 

Домовый усилитель

Домовая сеть

 

 

 

 

нагрузка ДС

 

Рисунок 1.3.3 – Структурная схема городской кабельной распределительной сети СКТ3

От источников сигналов

(радиосигналы, видеосигналы)

 

 

Магистральная

сеть

 

 

Транспортная сеть

ВОЛС

 

 

 

Рисунок 1.3 4 Структурная схема региональной кабельной распределительной сети СКТ–4

 

В соответствии со структурной схемой для класса СКТ – 1 местной КРС, изображённой на рисунке 1.3.1, радиосигнал телевидения поступает на местную головную станцию ГС СКТ – 1, которая в соответствии с частотным планом осуществляет преобразование f_вх → f_вых, и модуляцию несущей частоты выходного радиосигнала видеосигналом местной студии. Радиосигнал телевидения с выхода ГС СКТ – 1 подаётся на устройство ввода – вывода радиосигналов. На это же устройство поступает радиосигнал прямого канала провайдерского кабельного модема, частота несущей которого лежит в пределах выделенного для этого диапазона частот (5 – 30) МГц. Радиосигналы суммируются и поступают в домовую сеть, на входе которой установлен распределитель, разделяющий суммарный радиосигнал на два или несколько направлений к двум или нескольким домам. В каждом доме размещается двунаправленный домовой усилитель, состоящий из усилителя прямого канала и усилителя обратного канала. Так как спектры сигналов прямого и обратного каналов не пересекаются, то разделение сигналов осуществляется с помощью фильтров. Сигнал с выхода домового усилителя поступает на двунаправленный распределитель сигналов по лестницам дома и далее на абонентские ответвители, устанавливаемые на каждой лестничной площадке. Сигнал с абонентского ответвителя по кабелю вводится в квартиру на абонентскую розетку. Усилители, распределители и ответвители являются двунаправленными и обеспечивают передачу и разделение сигналов прямого и обратного каналов. Усилители и домовые распределители обычно располагаются в специально выделенных помещениях дома. В свою очередь абонентские ответвители находятся на каждой лестничной площадке.

На рисунке 1.3.2 представлена структурная схема районной кабельной распределительной сети СКТ – 2. В её состав входит магистральная сеть, наличие которой обеспечивает связь местной головной станции ГС СКТ – 2 и провайдерских модемов с удалённой домовой сетью. Магистральная сеть может быть выполнена в двух вариантах: в виде коаксиальной сети на базе коаксиального кабеля и в виде гибридной сети на базе коаксиального и волоконно-оптического кабелей. Кабельная распределительная сеть в первом варианте является однонаправленной и обеспечивает передачу только телевизионных радиосигналов от местной головной станции ГС СКТ – 2 к абонентам через коаксиальный кабель и домовую сеть.

Затухание волоконно-оптического кабеля значительно меньше, чем затухание коаксиального кабеля. Поэтому при значительном расстоянии от головной станции до абонентов используется гибридная магистральная сеть. В этом случае она является двунаправленной и обеспечивает получение абонентами телевизионного радиосигнала и двунаправленный обмен информацией

между абонентами и провайдером. Радиосигналы телевизионных каналов и радиосигналы прямого канала провайдерских кабельных модемов поступают на устройства сложения радиосигналов и далее на оптический передатчик. Сигнал с его выхода передаётся по ВОЛС на оптический приёмник оптического узла гибридной магистральной сети. Таким образом, ВОЛС обеспечивает перекрытие значительной части расстояния от местной головной станции СКТ - 2 до домовой сети. Оставшаяся часть расстояния перекрывается с помощью коаксиального кабеля и магистральных двунаправленных усилителей. Радиосигналы обратного канала от абонентского модема через домовую и магистральную коаксиальные сети поступают на оптический передатчик обратного канала оптического узла и далее по ВОЛС подаются на оптический приёмник обратного канала. Полученные на его выходе радиосигналы поступают на приёмник обратного канала провайдерского кабельного модема.

На рисунке 1.3.3 представлена структурная схема городской кабельной распределительной сети СКТ – 3. В её состав входит магистральная сеть, наличие которой обеспечивает связь узловой головной станции ГС СКТ –3 и провайдерских модемов с удалённой домовой сетью. Учитывая наличие значительного расстояния от узловой головной станции ГС СКТ – 3 до домовой сети, используется гибридная магистральная сеть на основе ВОЛС и коаксиального кабеля. В этом случае она является двунаправленной и обеспечивает получение абонентами телевизионного радиосигнала и двунаправленный обмен информацией между абонентами и провайдером.

Радиосигналы телевизионных каналов и радиосигналы прямого канала провайдерских кабельных модемов поступают на устройства сложения радиосигналов и далее на оптический передатчик. Сигнал с его выхода передаётся по ВОЛС на оптический приёмник оптического узла гибридной магистральной сети. Таким образом, ВОЛС обеспечивает перекрытие значительной части расстояния от местной головной станции СКТ - 2 до домовой сети. Оставшаяся часть расстояния перекрывается с помощью коаксиального кабеля и магистральных двунаправленных усилителей. Связь абонентских кабельных модемов с провайтерскими кабельными модемами осуществляется по структурной схеме, аналогичной схеме распределительной сети СКТ – 2. На оптический приёмник узловой головной станции СК – 3 по транспортной сети ВОЛС поступают оптические сигналы от центральной головной станции ГС.

Здесь предполагается, что на центральной головной станции формируются радиосигналы тех телевизионных каналов, которые отсутствуют на выходах головных станций ГС – 1, ГС – 2. Радиосигналы с выхода оптического приёмника передаются на устройства сложения радиосигналов и далее на оптический передатчик ВОЛС магистральной сети. На это же устройство сложения от местных головных станций ГС – 1, ГС - 2 поступают радиосигналы телевидения и местных станций, Поэтому на узловой станции из–за их ненужности отсутствуют устройства модуляции и преобразования частот несущих в соответствии с частотным планом.

На рисунке 1.3.4 представлена структурная схема региональной кабельной распределительной сети СКТ – 4, которая состоит из центральной головной станции, волоконно-оптической транспортной сети, узловых головных станций, гибридной магистральной сети и домовой сети. На центральную головную станцию поступают радиосигналы наземного и космического телевидения, которые с выхода центральной ГС передаются на оптический узел и далее по прямому каналу в двунаправленную гибридную магистральную сеть и затем в домовую сеть. На оптическом узле должны находиться провайдерские кабельные модемы для передачи информации по прямому каналу в магистральную сеть и приёма информации от абонентских кабельных модемов по обратному каналу. Кроме того, выходные радиосигналы центральной ГС подаются на узловые головные станции системы СКТ-3, объединенные кольцевой транспортной сетью ВОЛС.