Кабельное цифровое телевидение

Формирование группового сигнала  из отдельных ТВ каналов производится путем мультиплексирования при помощи специального оборудования. Полученный групповой сигнал распределяется по абонентам при помощи специальных магистральных ответвителей и абонентских делителей и разветвителей.

Использование одной спутниковой  антенны для нескольких приемников реализуется за счет применения специальных  разветвителей и сплиттеров.

Увеличение уровня сигнала и улучшение его качества, как на входных, так и на выходных цепях производится при помощи усилителей, корректоров и фильтров.

3 Выбор оборудования  системы

 

Начальным этапом выбора оборудования системы кабельного распределения цифровых каналов, является выбор оборудования головной станции. В состав головной станции входят все основные блоки обработки цифрового сигнала. Из общего числа известных производителей оборудования кабельного телевидения, на примере рассмотрим группу компаний «Телемак», компании «Terra» и «ЛОНИИР».

Данные предприятия разрабатывают и реализуют системы телевизионного вещания на различное количество абонентов. Оборудование фирм «Телемак» и «ЛОНИИР» в основном направлено на формирование кабельных сетей с преобразованием цифрового сигнала в аналоговый. В нашем случае необходимо преобразование одного стандарта цифрового вещания в другой стандарт. Поэтому выбор пал на оборудование фирмы «Terra», у которой есть уже готовые решения головных станций на 8 каналов.

Головная станция Terra CMH-3000.

В состав данной головной станции  входят: базовый блок на 8 модулей размера 19”, 4 двойных приемника DVB-S/S2 с выходами ASI, мультиплексор на 8 ASI входов размера 19”, QAM модулятор для формирования сигнала DVB-C и блок питания.

Базовый блок UС180.

- кронштейн шириной 19" и высотой 6U для установки 8 модулей; встроенная панель с цепями распределения питания, сигналов управления и выходным ВЧ сумматором,

- возможность установки выходного усилителя и входной распределительной панели,

- разъемы для расширения системы по питанию и управлению,

 

 

Таблица 1 – Технические характеристики

Тип		Параметры
ВЧ входы	частотный диапазон	5-2500 MHz
	вносимые потери	± 0.75 dB
ВЧ сумматор	частотный диапазон	47-862 MHz
	вносимые потери	± 18 ± 1.5 dB
Питание	напряжение	DC 23-26V
	ток суммарный	6 A max.
	для внешних  устройств	1 A max.
Размеры	ширина	489 mm
	высота	267 mm
	монтажная глубина	180 mm
	вес (в упаковке)	3.6 kg

 

Модули станции монтируются  в шасси шириной 19” и высотой 6 RU, рассчитанное на установку 8-ми блоков (рис. 3). Подача питания и сигналов управления, а также подача входных ВЧ сигналов и суммирование выходных осуществляется с помощью пассивных шин. Позади модулей дополнительно может устанавливаться распределительная панель для ввода спутниковых сигналов. В зависимости от версии, она представляет собой активный восьмивыходной мультисвитч, или делитель. Программным путем может быть реализована избыточность по схеме N+1. Для суммирования выходных сигналов может дополнительно использоваться активный компенсационный сумматор. Кроме того, суммарный сигнал может быть усилен выходным широкополосным усилителем. Шина управления в каждом шасси снабжена разъемом, позволяющим подключать ее к шинам других шасси, создавая системы с единым управлением, включающие до 16-ти шасси.

Рисунок 3 – Базовый блок

Питание станции осуществляется от импульсных источников питания с выходным напряжением 24 В. Возможно резервирование источников по схеме N+1, реализуемое с помощью 6-ти входового автоматического коммутатора. Линейка функциональных модулей, которыми может комплектоваться станция, включает цифровые спутниковые приемники, эфирные приемники, эфирные конвертеры, модуляторы, усилители ЧМ радио и кодер Nicam, формирующий цифровой стереосигнал в формате NICAM 728.

Сдвоенный DVB-S/S2 приемник RD 212.

Данный приемник спутникового цифрового сигнала используется для декодирования DVB-S/S2 MPEG2 программ и конвертирования на аналоговые видео и стерео аудио выходные сигналы, конвертирование и расшифровка DVB-S/S2 потоков на DVB-ASI транспортный поток. Данный модуль обладает рядом параметров техническими характеристиками (табл.1):

- сдвоенный DVB-S/S2 приемник с 2x2 зеркальными ASI выходами,

- декодер с уровнем качества 4:2:0 MPEG2 кодированных SD программ с PAL/SECAM видео и аудио выходами,

- восстановление телетекста для дальнейшей передачи,

- встроенный генератор видео теста,

- декодирование субтитров,

- встроенный двойной CI слот для CA модулей,

- гибкая маршрутизация транспортного потока через CI слотов,

- ответвления входного ВЧ сигнала,

- измерения уровня входного сигнала & BER монитор,

- программный/аппаратный сторожевой таймер,

- энергонезависимое сохранение протокола событий,

- разъемы: 2xCI порта – PCMCIA, 2x2 ASI выходы – BNC, видео/аудио, выход - 15 Sub-D гнездо.

Таблица 2 – Технические  характеристики RD 212

Тип		Праметры
Секции		2
ВЧ вход	частотный диапазон pr.	950 - 2150 MHz
	уровень/импеданс	45-85 dBpV/75 Q
Питание конвертеров/управление pr.		0/14/18 V & 250 mA макс. DiSEqC 1.0
Тип модуляции		QPSK (DVB-S); QPSK, 8PSK (DVB-S2)
Скорость цифрового  потока		1 * 45 Msps
Видео выходы	частотный диапазон	20 Hz - 6 MHz
	уровень/импеданс	1 V/75 Q
	видео режим pr.	PAL/SECAM
Аудио выходы	частотный диапазон	20 Hz - 15 kHz
	уровень	775 mV на 10 kQ
	пределы регулирования pr.	+ 12 * -3 dB
	аудио режим pr.	L&R/L/R/mute
ASI выходы	скорость потока	до 80 Mbps
	импеданс	75 Q
	длина пакета	188 байты
Видео тест pr.		ON/OFF
Потребление тока		0.45 A
Габариты/Вес (в  упаковке)		54x265x160 mm/1.5 kg

 

Рисунок 4 – Приемник RD 212

 

Мультиплексор на 8 каналов RST 180.

Данный мультиплексор (ремультиплексор) используется для объединения цифровых транспортных потоков ASI идущих от приемников спутникового сигнала.  Компактный ремультиплексор с размерами шасси 19” и расширением до восьми входящих DVB-ASI транспортных потоков, с возможностью фильтрации, внедрения и реконфигурации сервисов  показан на рис. 5. Ремультиплексор RST 180 хорошо согласуется с выбранными ранее приемниками спутниковых сигналов DR 212 и обладает прекрасными параметрами .

К основным достоинствам ремультиплнксора относят:

- PCR обновление фильтрация потоков по программам,

- автоматическая или ручная замена,

- PSI/SI регенерация с сохранением оригинальных дескрипторов,

- ремультипликсирование кодированных программ,

- генерация собственной таблицы NIT,

- возможность выбора любого сервиса для любого входа,

- возможность коммутации любого потока для любого сервиса,

- автоматическое распознавание символов алфавита разных языков,

- web based наглядное преставление интерфейсов пользователя (Ethernet/Terra bus),

- интегрированные дисплей и клавиатура

- разъемы: ASI входы/выходы – BNC, web based – RJ45 Ethernet 10/100, дополнительные порты CMH шины данных – 4P4C.

 

Рисунок 5 – Ремультиплексор RST 180

Основные технические характеристики показаны в табл. 3.

Таблица 3 – Технические характеристики

Тип		TRS180
ASI входы	каналы	8
	скорость потока	до 200 Mbit/s на вход
	длинна пакета	188/204 байтов
	максимальное число PID	256 на вход
ASI выходы	каналы	2 паралельные
	скорость потока	до 200 Mbit/s с шагом 100 kbit/s
	длинна пакета	188 байтов
Потребляемая мощность		4W
Габариты/вес (в упаковке)		485×58.5×171 mm / 3 kg

 

 

Основным этапом проектирования является формирование группового сигнала  цифрового стандарта DVB-C.

QAM модулятор MQ110.

Для получения необходимого стандарта цифрового сигнала в состав головной станции Terra CMH 3000 входит QAM-модулятор MQ110, внешний вид которого показан на рис. 6. Данный модуль преобразовывает входящий DVB-ASI транспортный поток в QAM сигнал и конвертирует при помощи встроенного преобразователя в диапазон частот кабельного ТВ.

Основные технические  параметры указаны в табл. 4.

Основные достоинства MQ110:

- полноформатный DVB ASI интерфейс,

- измерение ширины полосы входного ТS,

- выходной TS модулированной QAM соответсвенно ETS 300 429,

- изменение скорости TS с обновлением PCR,

- удаление NULL пакетов с входного ТS,

- наглядное представление контрольной панели,

- разъем: ASI вход – BNC,

 

Таблица 4 – Технические  характеристики

Тип		MQ110
ASI вход	длина пакета	188/204bytes
	скорость цифрового потока	до 200 Mbps
	входное напряжение	200...880mVpp
	импеданс	75 ©
	коэффициент отражения	17 dB
QAM модулятор	MER	≥ 40dB
	roll off	15%
	модуляция	16, 32, 64, 128, 256 – QAM
	скорость цифрового  потока	3.5 ÷ 7 MS/s
ВЧ выход	частотный диапазон	47-862 MHz
	уровень/импеданс	98 dBµV / 75 ©
	ширина полосы	7MHz/8MHz
	помехи	< 60 dB
Пределы регулировки  выходного уровня (с шагом 0.5 dB)		0 ÷ -15dB
Потребляемая мощность		9 W
Габариты/Вес (в упаковке)		54x265x160 mm / 1.5 kg

 

 

Рисунок 6 – QAM модулятор MQ110

 

В качестве источника  питания выбран модуль UP100, обладающий необходимыми параметрами для стабильной работы всей системы, основные технические параметры показаны в табл. 5.

Блок питания UP100 обеспечивает питающим напряжением все компоненты станции CMH3000. Высокоэффективный источник питания с защитой от короткого замыкания и перегрузки.

- импульсный источник питания,

- разъем для подсоединения программатора PC100,

- возможно параллельное включение,

- измерение выходного напряжения и тока,

- индикация: превышения температуры, перегрузки по току.

 

Таблица 5 – Технические  параметры UP100

Входное напряжение	̴ 187-250В,  50Гц
Выходное напряжение, ток	24В, 9А макс.
Потребляемая мощность	245Вт макс.
Габариты/вес (в упаковке)	54x265x160мм/1.89кг

 

Прием и усиление спутниковых  сигналов производится при помощи спутниковой  тарелки Супрал 0.8 с использованием конвектора LNB GI-124 QUADRO фирмы «General satellite».

Конвертор предназначен для приема сигналов спутника Eutelsat W4 / W7 36° (круговой поляризации) с уровнем собственных шумов до 0.2 дБ.

Конвертор с четырьмя независимыми выходами , которые позволяют  использовать четыре ресивера с одной  спутниковой антенной. Это необходимо для разводки на четыре блока приемников головной станции Terra MCH3000, без использования дополнительных разветвителей и антенных сплиттеров. Более приоритетное решение, чем использование сплиттера, который может делить только каналы одной поляризации и добавляет дополнительное затухание.

Выбор коаксиального кабеля.

Доставка цифровых телеканалов  до абонентов реализовано кабельной  системой с использованием магистральных  усилителей и ответвителей, а так  же абонентских разветвителей.

Из большого разнообразия кабельной продукции выбран недорогой  кабель с высокими качественными показателями, такой как кабель N71M Cu PE BetaCavi, с тросом, полиэтиленовой изоляцией черного цвета, используемый для воздушной прокладки. Технические и электрические характеристики показаны в табл. 6.

Таблица 6 – Характеристики кабеля RG-11 N71M Cu PE BetaCavi.

Технические характеристики	Данные
Центральный проводник	Медь
Диаметр центрального проводника, мм	1,62
Диэлектрик	физически вспененный полиэтилен
Диаметр диэлектрика, мм	7,20
Фольга	алюминий-полиэтилен-алюминий
Оплетка	Луженая медь
Диаметр оплетки, мм	7,75
Плотность заполнения оплётки	41 %
Оболочка	Полиэтилен
Диаметр оболочки (кабель / трос), мм	10,00 / 4,70
Минимальный радиус изгиба, мм	100
Вес, кг/км	118,9