модулированной ТВ сигналом. В зависимости от типа используемого фотодиода (ЛФД, p-i-n типа) и значения поднесущей, на которой осуществляется передача ТВ сигнала, на выходах демодуляторов обеспечивается отношение сигнал-шум, равное 35...55 дБ. Причем величина может быть дополнительно увеличена на 4...9 дБ за счет специальной обработки ТВ сигнала, например с помощью блока адаптивной фильтрации (БАФ) 7. Работа БАФ основана на анализе спектра демодулированного ТВ сигнала и коммутации частотно-ограничивающих ФНЧ с частотами среза, соответственно равными 2 и 6 МГц.

Особенности модуляции и демодуляции телевизионных сигналов, передаваемых по волоконно-оптическим линиям связи. В

современных ВОСП ТВ сигналы могут передаваться как в цифровой, так и в аналоговой форме. Цифровой способ передачи требует аналого-цифрового и цифроаналогового преобразований и значительно более широкой полосы пропускания (более 100 МГц на один ТВ сигнал). В настоящее время цифровой способ практически может быть применен только на магистральных линиях распределительной сети.

Непосредственная модуляция мощности оптического излучения или модуляции интенсивности представляет собой наиболее простой в реализации способ передачи при использовании полупроводниковых оптических излучателей. Однако при передаче ТВ сигналов по ВОЛС методом непосредственной модуляции оптической несущей по интенсивности трудно обеспечить низкий уровень нелинейных искажений (менее 2 %) ТВ сигнала при большом (более 50 дБ) отношении сигнал-шум, которое, в первую очередь, зависит от глубины модуляции. С ростом глубины модуляции возрастают и нелинейные искажения.

Способом модуляции, обеспечивающим эффективное использование частотного спектра, является амплитудная модуляция с частично подавленной боковой полосой (АМ-ЧПБ). При таком способе модуляции сигналы представлены в виде, в котором они обрабатываются абонентскими телевизорами без каких-либо дополнительных устройств.

ЧМ несущей с последующей модуляцией мощности оптического излучения обеспечивает повышение отношения сигнал - шум по сравнению с AM, но требует более сложной аппаратуры (ЧМ модуляторов и демодуляторов). При этом снижаются требования к линейности модуляционной характеристики, благодаря чему может допускаться большая глубина модуляции, чем при AM, а следовательно, увеличиваться предельная дальность передачи. Системы с ЧМ ТВ сигналов в основном применяются на магистральных линиях. В распределительных сетях СКТВ системы передачи с ЧМ ТВ сигналов использовать нецелесообразно из-за их сложности. В этом случае абонентские телевизоры дополнительно оборудуются специальными селекторами ЧМ сигналов, осуществляющими демодуляцию, т.е. преобразование

ЧМ ТВ сигналов в AM сигналы. Частотный разнос между передаваемыми ТВ сигналами составляет 40 МГц. Многоканальные системы передачи ТВ сигналов с ЧМ также не являются перспективными для СКТВ на ВОЛС, так как им присущи практически те же недостатки, что и системам с АМ-ОПБ.

Более перспективно в СКТВ применять сложные виды модуляции с использованием импульсного режима работы оптических излучателей, при котором допускается большая глубина модуляции. Поэтому представляет интерес использование в СКТВ помехоустойчивых ана-лого-импульсных методов модуляции, к числу которых, в первую очередь, относятся широтно-импульсная модуляция (ШИМ), частотно-импульсная модуляция (ЧИМ).

Среди аналого-импульсных модуляторов и демодуляторов ТВ сигналов к наиболее освоенным в настоящее время относятся частотные. Известно, что ЧМ при больших индексах модуляции обеспечивает высокое качество передачи ТВ сигналов в условиях нелинейных характеристик тракта связи. Поэтому очень перспективным является применение ЧИМ, приближающейся по своим параметрам к ЧМ. Переход от ЧМ к ЧИМ достаточно просто осуществляется с помощью амплитудного ограничителя и формирователя импульсов постоянной длительности, частота повторения которых меняется по закону модулирующего сигнала. В спектре ЧИМ сигнала его низкочастотные компоненты несут информацию о модулирующем сигнале.

Непосредственное выделение низкочастотных компонент (линейного спектра частот) из ЧИМ сигнала осуществляется фильтром низких частот. Предварительно с помощью усилителя-ограничителя (порогового устройства) производится регенерация переданных импульсов постоянной длительности.

В данном случае выделенный линейный сигнал U{t) можно представить в виде суммы следующих сигналов:

(У (f) = Xio, (1 + т, sin2nF;t)sinInfoit,

где L/q, - амппитуда соответствующей несущей частоты при отсутствии AM; m, - коэффициент гпубины модупяции; F, - частота моду-пирующего сигнапа; fo, - частоты соответственно несущих ТВ (яркостного) сигнапа (foi = из). сигнапа цветности (fo2 = цв), сигнапа звукового сопровождения (f = f,).

Амппитуды данных несущих частот имеют спедующие уровни при отсутствии AM: (Уо, = О дБ; = -8 дБ; из = -2 дБ.

Поспе детектирования ЧИМ сигнапа осуществпяется его частотное преобразование на несущую частоту выбранного ТВ радиоканапа.

ЧИМ позволяет испопьзовать наиболее дешевые элементы волоконно-оптической техники, устройства цифровой техники и обеспечи-

вает качество передачи, мапо уступающее цифровым методам, но превосходит их по простоте и стоимости. В будущем системы передачи с ЧИМ попностью перейдут на применение цифровой техники.

В настоящее время цифровой способ применяется на супермаги-страпьных волоконно-оптических линиях, связывающих, например, две ГС различных СКТВ или ГС с местным телецентром. Примером цифровой волоконно-оптической системы передачи для СКТВ является аппаратура Телебит-4 , предназначенная для передачи со скоростью 486 Мбит/с по ОВ на длине волн 1,3 мкм четырех ТВ сигналов с использованием восьмиразрядного композитного кодирования сигналов системы SECAM-III с частотой дискретизации 13,5 МГц и девяти стереосигналов звукового сопровождения с использованием четырнадцатиразрядного кодирования с частотой дискретизации 48 кГц [7]. Для улучшения качественных характеристик СКТВ предусмотрено использование десятиразрядного композитного кодирования видеосигнала с частотой дискретизации до 20 МГц и шестнадцатиразрядного кодирования звуковых сигналов с частотой дискретизации 96 кГц.

Перспективы развития СКТВ. Современные СКТВ рассматриваются как этап на пути их трансформации в вьюокоскоростные интегрированные сети общего пользования, способные передавать сигналы речевой и видеоинформации, электронной почты, факсимильных сообщений, данных в цифровом виде.

Подобные системы позволят каждому абоненту связаться с другим абонентом в любой точке земного шара, например в видеотелефонном режиме за счет выхода через связной ИСЗ в единую всемирную телесеть. СКТВ нового поколения - это в большинстве случаев будут волоконно-оптические системы на 500 и более интерактивных каналов с использованием цифровых методов передачи и сжатия спектра ТВ сигналов. Главным достоинством будущих кабельных систем станет представление абонентам большого количества новых услуг.

К таким можно отнести:

- подачу видеопрограмм по запросу абонентов ( видео по заявке );

- проведение видео- и аудиоконференций, телереферендумов, голосования, различных аукционов, определение рейтинга ТВ программ;

- заказ покупок на дому;

- передачу абонентских сообщений о различных экстремальных ситуациях в органы правопорядка;

- телеигры;

- передачу информации и справок по запросу (содержание газет и журналов, результаты игр. Телетекст, реклама, информация местного значения, сводки погоды и т.п.);

- передачу каталога программ вещания и сведений об их содержании по запросу;

- введение по заказу субтитров в ТВ изображение;

- альтернативный выбор источника программ при многоканальной передаче, например положений передающей ТВ камеры при наблюдении спортивных состязаний;

- управление дополнительной информацией или данными, относящимися к передаваемой программе;

- подачу объявлений по обратным каналам.

К СКТВ нового поколения каждый абонент сможет подключить компьютеризированный комплекс устройств интерактивной обработки и воспроизведения аудио и визуальной информации, получившей общее название Мультимедиа . Центральным элементом этого комплекса является персональный компьютер, заменяющий совокупность таких отдельных устройств обработки информации, как телевизор, видеомагнитофон, проигрыватель компакт-дисков, акустическая система, факсимильный аппарат, телефонный и видеотелефонный аппараты. Таким образом, под термином Мультимедиа понимается компьютеризированная система со многими средами, т.е. обрабатывающая самые-различные виды информации. Мультимедиа основывается на совокупности технологий, причем ни одна из них не доминирует над другими.

На первом этапе абонентов СКТВ, владеющих только обычными телевизорами, можно будет снабжать индивидуальными приставками, которые обеспечат доступ к различным информационным банкам в интерактивном режиме и дадут возможность пользоваться всеми видами информационных услуг.

9.4. Сотовые системы телевидения

Для организации многопрограммного телевизионного вещания целесообразна замена традиционного наземного способа передачи ТВ сигналов, в том числе и цифровых, микроволновой распределительной ТВ системой с низким уровнем излучения электромагнитных волн. На практике используются различные варианты микроволновых распределительных ТВ систем, которые соответственно имеют следующие названия: MMDS - Multichannel Microwave Distribution System - многоканальная микроволновая система распределения; LMDS - Local Multipoint Distribution System - локальная многоточечная система распределения; MVDS - Multipoint Video Distribution System - многоточечная система распределения ТВ программ. Чарто подобные системы называются сотовыми системами телевещания (системы Cellular Vision). Следует заметить, что разница в названиях данных систем весьма условна, поскольку рекомендации для них разрабатывались в разных странах, находящихся на различных континентах.

Основные достоинства сотовых систем телевидения заключаются в следующем:

- вьюокое качество сигналов и практически полное отсутствие мертвых зон за счет выбора размеров соты (ячейки) в пределах от 1 до 6 км;

- возможность для абонентов выбора большого числа ТВ программ при наличии в сети множества сот;

- высокая надежность сети при рассредоточенных ретрансляторах;

- обеспечение экологически безопасных для населения уровней электромагнитных излучений радиопередатчиков;

- сравнительная дешевизна абонентской установки за счет использования комнатной малогабаритной антенны с линейными размерами 15...25 см;

- высокое качество сигналов из-за сравнительно низкого уровня помех в выделенных для этих систем диапазонах частот (25...45 ГГц);

- независимость условий приема от ТВ стандартов NTSC, PAL, SECAM за счет оцифровки сигналов;

- относительно низкая стоимость развертывания сети сотового телевидения в условиях больших городов по сравнению с монтажом и эксплуатацией гибридных оптико-коаксиальных систем кабельного телевидения.

Частным случаем сотовых систем телевидения является система MMDS, которая представляет собой широкополосный передающий комплекс, осуществляющий трансляцию передаваемой на его вход информации в полосе частот шириной 200 МГц. Она аналогична радиорелейной линии, но отличается тем, что предназначена для охвата ТВ вещанием больших территорий и площадей. В России для систем MMDS выделена полоса частот 2500. .2700 МГц при условии использования амплитудной модуляции. В состав передающего комплекса входит один или несколько радиопередатчиков, сумматоры.

ТВ сигнал первой программы

ТВ сигнал второй программы

ТВ сигнал л-й программы

Рис. 9.9. Функциональная схема системы MMDS при использовании одноканальных радиопередатчиков

М - модулятор; П - передатчик; А - антенна

ТВ сигнал первой программы

ТВ сигнал второй программы

ТВ сигнал п-й программы

N1/ А

Рис. 9.10. Функциональная схема системы MMDS при использовании многоканальных радиопередатчиков

М - модулятор; П - передатчик; А - антенна

линии связи между радиопередатчиками и передающей антенной, одна или несколько передающих антенн.

В практике проектирования и монтажа систем MMDS используются два варианта построения структурных схем: одноканальный и многоканальными [8].

В одноканальном варианте для передачи п ТВ программ применяются п передающих устройств, включающих модулятор и собственно радиопередатчик, а суммирование мощности разных передатчиков осуществляется непосредственно в антенне (рис. 9.9).

В многоканальном варианте передаваемые п ТВ сигналов различных программ сначала поступают на свои модуляторы, далее из них формируется групповой сигнал, который модулирует широкополосный радиопередатчик, работающий на общую антенну (рис. 9.10).

Многоканальные, или групповые, передатчики целесообразно использовать в небольших городах и поселках городского типа, где радиус зоны покрытия не превышает 6 км.

По сравнению с передатчиками традиционного наземного телевидения мощность передатчиков MMDS значительно ниже. Ее типовое значение в области частот 2,5 ГГц не более 100 Вт. Возможен как индивидуальный прием сигнала в пределах прямой видимости с помощью малогабаритных приемных антенн, совмещенных с конвертором, который переносит принимаемый групповой сигнал в область более низких частот, так и через антенные устройства SMATV (Satellite Master Antenna TV - ТВ система коппективного попьзования), обеспечивающие ТВ сигнапами жипые массивы. В спучае невозможности об-спуживания необходимой территории с одной точки, в теневых зонах устанавпиваются автономные ретранспяторы.

Например, в Москве на основе системы MMDS организовано распространение программ тепевидения, принимаемых с разных спутников по 19 канапам спутникового вещания. Передатчик и две антенны.