Маркетинговое исследование рынка телекоммуникационных услуг

• Введение
• 1. Постановка задачи
• 2. Анализ нормативных документов
• 2.1 Европейский стандарт GENELEC EN50083
• 3. Критерии выбора головного оборудования
• 3.1 Основные параметры головной станции
• 4. Разработка частотного плана
• 4.1 Аналоговый метод передачи с частотной модуляцией
• 4.2 Частотное планирование
• 4.3 Конвертация телевизионных каналов
• 4.4 Частотный план
• 5. Выбор элементов и устройств головного оборудования
• 5.1 Разработка головной станции
• 5.2 Конфигурация станции
• 5.3 Мониторинг и контроль головной станции
• 6. Проектные решения
• 6.1 Расчет искажений сигнала на выходе головной станции
• 6.2 Схема организации связи
• 6.3 Оборудование головной станции
• 6.4 Взаимодействие модулей головного оборудования с антенным постом и кабельной сетью
• 6.5 Размещение и монтаж головного оборудования
• 7. Экономический расчет
• 7.1 Расчет себестоимости изделия, срока окупаемости, рентабельности производства
• 7.2 Определение точки безубыточности
• 8. Охрана труда
• 8.1 Расчет освещенности рабочего места
• 8.2 Организационные меры обеспечения электробезопасности
• 8.3 Защита от статического электричества
• 8.4 Санитарно-гигиенические требования при работе с персональными электронно-вычислительными машинами
• 8.5 Техника безопасности
• 8.6 Охрана окружающей среды
• 8.7 Противопожарная безопасность
• 9. Гражданская оборона
• 9.1 Задачи формирования гражданской обороны
• Заключение
• Список использованных источников
• Приложения

В странах бывшего СССР, развитие телевидения долгие годы было связано с эфирным распространением телевизионных сигналов. Однако, эфирное вещание не удовлетворяет многим требованиям, предъявляемым к современному телевидению. Это связано с низким качеством приема телевизионных сигналов (вызванным невысоким уровнем качества приемного оборудования), а также с ограниченным числом передаваемых телевизионных каналов (до 15) /3/, с невозможностью оказания различных мультимедийных и интерактивных услуг.

История развития кабельного телевидения в России практически начинается с 1989 — 1990 годов, когда после ликвидации Министерства бытового и коммунального обслуживания населения России на базе сетей коллективного приёма телевидения, стали создаваться сети кабельного телевидения. Их принципиальное отличие от существовавших приёмных сетей заключалось в том, что к действующим сетям стали подключать видеомагнитофоны и организовывать трансляцию дополнительных видеопрограмм. В последующем, повсеместно, стали создаваться квартальные или районные студии кабельного телевидения, которые транслировали по своим сетям местные новости, создавали различные гуманитарные, познавательные, музыкальные, детские и другие передачи.

С развитием технической базы расширялись возможности создания многопрограммного кабельного телевидения рассчитанного на 1000, 2000, 5000, 10 000 абонентов. Самая крупная станция «ВЕНА» установлена в городе Вена и рассчитана на обслуживание до 50 000 абонентов. Происходило слияние мелких сетей кабельного телевидения в более крупные. Появилась возможность организации обратных каналов связи. Современные технологические возможности позволяют создавать многофункциональные интерактивные распределительные системы, обеспечивающие абонента десятками телевизионных и радиовещательных программ, телефонной связью, скоростным доступом в сеть Интернет, видеоконференцсвязью, организовать обратные каналы связи для передачи данных в интересах коммунальных, медицинских, охранных и других служб. Однако из-за отсутствия целостной законодательной базы в области «кабельного телевидения», реализация заложенных в сетях кабельного телевидения возможностей сталкивается с многочисленными трудностями. Так, например, до настоящего времени не разработаны законодательные и нормативные акты, определяющие взаимоотношения между операторами интерактивных сетей и операторами связи, предоставляющими услуги телефонной связи, телематических служб, передачи данных, спутниковых и наземных каналов связи, распределительных систем MMDS, LMDS, MVDS и многих других. Не решены нормативные вопросы взаимодействия с коммунальными службами по предоставлению для их нужд обратных каналов связи.

Участники конференции, проводившейся в апреле 1998 года компанией «ТЕЛЕСТАРТ», среди которых находились представители Минсвязи России, Главгоссвязьнадзора России, научно-исследовательских организаций, разработчиков, производителей аппаратуры для сетей кабельного телевидения и операторы связи в области кабельного телевидения, учитывая создавшееся положение выразили желание объединить свои усилия в решении назревших проблем и созвать Учредительный съезд будущего объединения. Учредительный съезд, проводившейся в декабре 1998 года, принял решение о создании некоммерческой организации «Ассоциации кабельного телевидения России». Участники съезда возложили на Ассоциацию решение совместно с законодательными и исполнительными органами власти проблемных и организационных вопросов в развитии современных сетей кабельного телевидения, оказании помощи членам Ассоциации в их производственной деятельности.

С первых же шагов своей деятельности, Ассоциация получила поддержку в Государственной Думе России и в Минсвязи России. Подписано «Соглашение о совместной деятельности Ассоциации кабельного телевидения России и Государственного комитета Российской Федерации по связи и информатизации» от 17 декабря 1998 года № 7884. Совместно с Госдумой России и Минсвязи России представители Ассоциации приняли участие в разработке «Концепции развития в России сетей кабельного ТВ» .

Последние пять лет развития сети телевизионного вещания в нашей стране характеризуются тенденцией к значительному увеличению числа ТВ и радио программ, одновременно транслируемых на одной территории: более чем в 20 городах страны число программ эфирного ТВ вещания превышает 10. И не смотря на это, спрос на частотные каналы в наземной сети сегодня значительно превышает имеющийся ресурс, и не только в крупных городах и национальных административных центрах, но и в сравнительно небольших населенных пунктах. Такая ситуация сложилась по ряду причин. Возникновение негосударственного вещания привело к созданию большого числа разнообразных программ, представляющих интерес для населения всей страны, например «ТВ-6» и «НТВ». Создание национальных мощных глобальных систем ТВ и звукового вещания с помощью искусственных спутников Земли позволяет распределить десятки программ практически по всей территории страны. Следует добавить, что в России возможен прием большого числа зарубежных программ, также транслируемых спутниковыми ретрансляторами. Доведение столь большого числа программ до населения возможно при соответствующей организации наземной сети вещания, которая состоит из передающей и приемной сетей: последняя включает в себя установки для индивидуального приема, а также системы коллективного приема (СКП) и кабельного телевидения (СКТ). Последние десять лет кабельная отрасль играла очень важную роль в быстром развитии информационных технологий. Постоянная потребность пользователей в расширении полосы пропускания кабельных систем, стимулируемая появлением все более ресурсоемких бизнес-приложений, а также развитием служб Интернет, включая электронную почту, которая стала самым популярным средством связи, сделала эволюцию названных систем важнейшим условием продолжения технологического прогресса в сетевой индустрии. Разработчики и технологи кабельной продукции улучшали характеристики «медных» и оптических кабельных систем, стремясь обеспечить их соответствие растущим требованиям технологий передачи данных.

Численность аудитории телезрителей эфирных программ во многом зависит от технических характеристик СКП и СКТ. Во всех крупных городах основная часть населения принимает телевидение с помощью систем, которые не позволяют довести до абонентов сигналы всех эфирных передатчиков диапазона дециметровых волн. Причина ограничения канальной емкости сетей кабельного телевидения заключается в несовершенстве технической базы. Исторически сети кабельного телевидения создавались как дальнейшее развитие СКП. При разработке оборудования и строительстве сетей основной целью ставилось обеспечение высококачественного приема программ, транслируемых радиопередающими станциями. Поэтому подавляющее большинство сетей коллективного приема и кабельного телевидения в нашей стране построены на аппаратуре, рассчитанной на распределение пяти — шести программ. Некоторая модернизация такого оборудования при условии обеспечения приемлемого качества позволяет увеличить их до 10…13.

Стремление увеличить число ТВ программ, доводимых до абонента в существующих сетях, нередко приводит к тому, что для этого применяются некорректные методы уплотнения распределительных сетей СКТ и СКП, при которых не может быть гарантировано высокое качество приема. В частности, ошибочно распространенное мнение о том, что значительное подавление внеполосного излучения модуляторов и конверторов головных станций является единственным условием для использования в распределительной сети смежных каналов без каких-либо ограничений. Помеху по смежным каналам создают несущие изображения (помеха от верхнего) и звука (от нижнего канала) при недостаточно высокой избирательности ТВ приемников по соседним каналам.

Перед Минсвязи России в настоящее время стоят задачи разработки, основных направлений развития сетей кабельного телевидения и стратегии перехода к новым перспективным сетям, определения основных принципов их частотного планирования, выработки некоторых рекомендаций по реализации концептуальных положений развития кабельного телевидения, принципам государственного регулирования рынка услуг и деятельности операторов. Сегодня операторы кабельного телевидения, которые приступают к строительству соответствующих сетей, понимают, что эти сети должны быть широкополосными, многофункциональными и интерактивными. Вновь создаваемые сети должны строиться на принципиально новой гибридной волоконно-коаксиальной технологии с использованием современного цифрового оборудования. Эти сети должны сопрягаться с цифровыми сетями общего пользования, наземными и спутниковыми сетями цифрового телевидения, системами широкополосного доступа, т. е. интегрироваться в информационно-телекоммуникационную сеть страны.

1. Постановка задачи

В ходе дипломного исследования было опрошено 1044 респондентов, выбранных методом многоступенчатой стратифицированной выборки, которая репрезентирует городские домохозяйства. Единицей отбора являлась квартира (семья), где в дальнейшем отбирался тот человек, кто принимает решение в семье о покупке телекоммуникационного оборудования (например, телевизора). Собранные данные характеризуют совокупность семей, проживающих в семи районах города. В данном исследовании мы будем называть эту совокупность совокупностью всех семей города. Генеральной совокупностью в этом случае является совокупность семей, проживающих в городе — 392 452 семьи.

Анализируя данные можно сделать следующие выводы:

97,5% семей являются владельцам телевизионных приемников, причем 38,4% семей владеют двумя и более исправными телевизорами;

более половины опрошенных семей (57,6%) за последние 4 года обновили свои телеприемники. Кроме этого, 10,1% семей в период с 1994 по 2004 года покупали телевизоры дважды;

наибольшая возможность приема у трех телеканалов: ОРТ, РТР и СКАТа, затем следуют каналы РИО, Волга ТВ и Орион.15,4% семей хотели бы улучшить или начать прием ОРТ (несмотря на высокие показатели этого канала и в возможности приема, и в устойчивости этого приема), 14,6% - РТР, 18,4% - Скат. У остальных телеканалов данный показатель значительно выше. Так, 64,2% семей хотели бы улучшить качество или начать прием канала Волга ТВ, 58,4% - канала РИО, 72,7% - Ориона и 58,1% - Новокуйбышевского телевидения;

наиболее предпочитаемыми программами являются музыкальные (72,0%), информационные (65,5%), мелодрамы (62,8%) и спортивные (50,3%);

53,4% семей указали, что их домашняя аудиотехника позволяет принимать УKB и FM диапазон. В данном случае следует заметить, что реальное количество подобной техники у населения несколько выше, в силу того, что многие респонденты, указывая невозможность приема УКВ и FM диапазона, иногда подменяли данный ответ фактическим не слушанием этих диапазонов. Однако, не слушание и технический неприем диапазонов в отношении потребительского поведения равнозначны. В целом, анализируя полученные данные о специфике просмотра телепрограмм и прослушивания радио, можно сделать вывод о том, что население к просмотру телепрограмм относится более активно, чем к прослушиванию радио;

треть семей (30,1%) за последние три месяца, предшествующие опросу, приобретали или брали напрокат видеокассеты, CD и DVD диски;

35% семей имеют компьютер дома и каждый десятый является пользователем персонального компьютера на работе.46% семей планируют в течение ближайших нескольких лет приобрести компьютер домой, причем 12% - в течение года;

30,4% семей не имеют домашних телефонов;

1,5% семей выразили желание установить дома сигнализацию. Однако, 7,7% семей, имеющих сигнализацию, тоже можно рассматривать как потенциальных потребителей в силу того, что они уже имеют опыт потребления в данной сфере и способны при соответствующих условиях оценить другие виды сигнализации. И, кроме того, 11,0% затруднившихся ответить на данный вопрос скорее станут потребителями данной услуги, нежели чем 69,8% отказавшихся от сигнализации. Однако, следует заметить, что вопрос о сигнализации воспринимался многими респондентами настороженно, поэтому цифра желающих установить сигнализацию возможно несколько занижена.

В связи с этим наблюдается развитие систем кабельного телевидения (СКТ). Новый отечественный ГОСТ, регламентирующий работу СКТ, находится в стадии разработки, поэтому при построении СКТ приходиться опираться на действующий ГОСТ 28 324–89 (Сети распределительные приемных систем телевидения и радиовещания) /1/ и европейский стандарт EN50083, разработанный Европейским комитетом электротехнической стандартизации CENELEC /2/. EN50083 определяет частотный диапазон прямого канала в СКТ 47…862 МГц, что не противоречит /1/. В соответствии с Приказом Министра Российской Федерации по связи и информатизации № 173 от 09.10.2000 года «Об организации законопроектной работы в области связи и информатизации» и по поручению Департамента РТС Министерства НИИР работает над проектом Федерального Закона «О кабельном телевидении». Рассматриваются вопросы о переходе на цифровое вещание до 2015 года. Общее количество аналоговых ТВ каналов указанного диапазона частот составляет сто один. С применением цифрового уплотнения (например, MPEG-2) в спектре аналогового ТВ канала шириной 8 МГц можно разместить 4…6 программ. Таким образом, общее количество программ указанного диапазона частот достигает шестисот шести. Кроме того, телевизионные системы становятся частью глобальных информационных сетей, что однозначно предполагает использование обратных каналов передачи данных. EN50083 предусматривает различные значения частотного диапазона обратного канала, но по ГОСТ 28 324–89 диапазон обратного канала 5…30 МГц. Телевизионные системы можно использовать в качестве компьютерных сетей, например, для доступа к сети Интернет. При этом можно применять кабельные модемы со скоростью до 36 Мбит/с, что значительно превышает максимальные возможности телефонных линий по передаче данных.

Среди современных СКТ широкое распространение получили гибридные оптико-коаксиальные сети (HFC — Hybrid Fiber Coax). Оптические системы гибридных оптико-коаксиальных сетей предназначены для трансляции ТВ — сигналов на большие расстояния (35…50 км и более) с максимальным сохранением отношения сигнал/шум. Оптический кабель доводится до группы порядка 500…1000 абонентов, с дальнейшим распределением сигнала по коаксиальной сети, что экономически целесообразней построения СКТ полностью на оптическом кабеле /3/. Структура и область применения гибридной оптико-коаксиальной сети показана на рисунке 1.

Гибридные оптико-коаксиальные сети, работающие в указанном диапазоне частот, обладают большими возможностями по передаче данных. Все услуги электросвязи в них доставляются абонентам по единому домовому вводу. Такие сети называют «системами доступа» или «сетями доступа» /2/.

В последние годы в качестве альтернативы кабельным сетям, широкое распространение получают системы беспроводной передачи, работающие на более высоких частотах, в которых передача сигналов на большие расстояния осуществляется по эфиру, а распределение сигналов по абонентам проводится аналогично СКТ /16/. Среди этих систем можно выделить:

MMDS (multipoint multichannel distribution system) — многоточечная многоканальная распределительная система с шириной полосы 186 МГц, работающая в частотном диапазоне 2,5…2,7 ГГц;

LMDS (local multipoint distribution service) — местная многоточечная распределительная система с шириной полосы 2 ГГц, работающая в диапазоне частот 25…32 МГц;

MVDS (multipoint video distridution system) — многоточечная распределительная система с шириной полосы 2 ГГц, работающая в диапазоне частот 40,5…42,5 ГГц.

Система MMDS отличается от систем миллиметровых волн меньшим затуханием в атмосфере и меньшей зависимостью от климатических воздействий /16/. Структура системы приведена, принцип работы подробнее рассмотрен ниже.

При построении сетей доступа перед разработчиком встает много задач, таких как организация сигналов прямого канала на головном оборудовании, организация сигналов обратного канала и многое другое.

В рамках данного дипломного проекта разработать частотный план для подачи телевизионных сигналов и других видов передачи информации с учетом электромагнитной обстановки в г. Самара. Составить заявку на частотное присвоение в системе кабельного телевидения. Разработать структурную схему головной станции кабельных модемов, обосновать правильность выбора узлов и блоков. Разработать электрическую схему ГС с учетом типовых требований лицензий предоставляемых частот по качеству надежности и контроля. Критерии выбора головного оборудования при построении кабельных сетей коллективного телевизионного приема в соответствии с разработанным частотным планом. Произвести расчет технических параметров головной станции в соответствии требованиям нормативных документов. Произвести конструкторский расчет размещения оборудования ГС и систем электропитания в соответствии с требованиями ПТУ и требованиями лицензии на вещание. Рассчитать экономические затраты на проектирование ГС.

маркетинговое исследование телекоммуникационная услуга

2. Анализ нормативных документов

В настоящее время основными нормативными документами, определяющими параметры и методы измерений распределительных сетей кабельного телевидения, являются ГОСТ 28 324–89 и ГОСТ 11 216–83. Первый определяет параметры распределительной сети, второй — предлагает методику измерений этих параметров. К настоящему моменту оба эти документа не в полной мере отвечают потребностям нормирования сетей кабельного телевидения, которые за последние годы вошли составной частью в многофункциональные интерактивные системы распределения сигналов, полностью сопряженные с сетями России.

Поэтому НИИ Радио по согласованию с Минсвязи России разработал проект нового стандарта, призванного заменить указанные ГОСТы и открыть перспективу развития современным кабельным распределительным сетям нового поколения.

Основные отличия разработанного проекта стандарта от действующих заключается в следующем:

1 Водном нормативном документе сведены воедино требования на параметры распределительной сети и методы измерения этих параметров;

2 Впервые предложено нормировать не только параметры распределительной сети в целом от входа Головной станции до выходов абонентских розеток, но и параметры отдельных звеньев сети — Головную станцию и Линейный тракт;

3 Также впервые введено:

нормирование основных параметров каналов обратного направления;

предложена методика измерения участков распределительной сети, выполненных на волоконно-оптических кабелях с электрооптическими и оптоэлектрическими преобразователями;

введено нормирование уровней радиосигналов, передаваемых в цифровой форме;

даны требования на параметры оборудования распределительной сети и предложена методика измерений этих параметров;

4 Предлагаемый проект ГОСТа полностью соответствует рекомендациям международных организаций, базируется на отечественных нормативных документах и коррелирует со стандартом CENELEC EN 50 083, который все большим числом стран рассматривается как единый Европейский стандарт на распределительные сети систем кабельного телевидения.

2.1 Европейский стандарт GENELEC EN50083

Европейский стандарт CENELEС EN 50 083, принятый 22.09.93 г., состоит из 8-ми разделов и представляет собой фундаментальный многолетний труд ученых основных ведущих стран Европы. Он существует в 3-х основных официальных версиях — английской, французской и немецкой. Версии на других языках выполнены посредством перевода под ответственность членства CENELEC и утверждены Центральным секретариатом (находится в Брюсселе), также имеют определенный статус официальных версий. Членами Европейского комитета по электротехнической стандартизации (CENELEC) являются национальные электротехнические комитеты Австрии, Бельгии, Дании, Финляндии, Франции, Германии, Греции, Исландии, Италии, Люксембурга, Нидерландов, Норвегии, Португалии, Швеции, Швейцарии и Объединенного Королевства (18 стран).

Большинство разделов стандарта EN 50 083 подвергалось правкам (изменениям и дополнениям) по мере технического развития кабельных сетей. Каждый из подразделов включает подробную описательную часть того или иного рассматриваемого явления или процесса (например, эквипотенциальное заземление, защита от перегрузок, системная загрузка, виды интермодуляционных искажений, коэффициент шума, фоновая модуляция, побочные и ложные сигналы, коэффициент отражения и многое другое). По каждому рекомендуемому или нормируемому параметру приводится подробное описание методики измерения с описанием типов используемых измерительных приборов. Указаны основные потенциальные источники ошибок при измерениях и их максимальные погрешности в зависимости от качества используемого измерительного оборудования. Разделы (части) снабжены формулами по расчету той или иной кабельной инсталляции. Исполнительные требования нормированы в зависимости от используемого частотного диапазона. Все разделы взаимосвязаны, т. е. при освещении того или иного вопроса даются ссылки на другие разделы.

Каждая из стран-участниц CENELEC по отдельным разделам имеет собственные исполнительные требования в зависимости от специфики используемого телевизионного стандарта, климатических условий и иной специфики построения кабельных сетей. В каждом из разделов во избежание различного толкования даются точные определения и терминология (например, что такое комбайнер, сплиттер, диплексер, сепаратор, направленный ответвитель, фидер, аттенюатор, эквалайзер, системная розетка, головная станция и т. п.), а также символика и аббревиатуры. О фундаментальности стандарта EN 50 083 можно судить хотя бы по такому факту, что он (вместе с дополнениями и изменениями) содержит более 500 стр. машинописного текста, более 100 иллюстраций и более 30 примеров инсталляций того или иного оборудования. Очевидно, что изложить такой стандарт (по существу, являющийся великолепным учебником любого кабельного оператора) даже в сжатом виде в объеме нескольких журнальных статей просто не представляется возможным. Только одни исполнительные требования по всем разделам займут около 60 стр. без иллюстративных пояснений.

Очень кратко затронем основные вопросы, рассматриваемые в Европейском стандарте CENELEC EN 50 083 «Кабельные распределительные системы для телевизионных, звуковых и интерактивных мультимедийных сигналов».

Итак, в настоящее время приняты семь разделов данного стандарта:

EN 50 083−1: Требования к безопасности

EN 50 083−2: Электромагнитная совместимость оборудования

EN 50 083−3: Активное широкополосное оборудование коаксиальных сетей

EN 50 083−4: Пассивное широкополосное оборудование коаксиальных сетей

EN 50 083−5: Оборудование Головных Станций

EN 50 083−6: Оптическое оборудование

EN 50 083−7: Характеристики системы

Часть 1. Требования по технике безопасности.

Рассматривает следующие основные вопросы:

1 общие требования;

2 защита от атмосферных воздействий;

3 эквипотенциальное соединение и заземление;

4 сетевое электропитание кабельных распределительных систем;

5 защита от контакта с близлежащими системами распределения электропитания;

6 системные (абонентские) розетки и точки перехода;

7 защита от перенапряжений;

8 механическая стабильность;

9 лазерное излучение.

Приводятся многочисленные практические примеры эквипотенциальных соединений и заземлений оборудования для различных случаев. Раздел специально разработан для обеспечения безопасности системы, персонала, работающего на ней, абонентов и абонентского оборудования. Он охватывает только аспекты безопасности и не предназначен для определения каких-либо требований по защите оборудования, используемого в системе. Выработаны требования по минимальным и максимальным переменным и постоянным напряжениям в фидерной линии, мачтовых усилителях, абонентских розетках, дистанционных (удаленных) усилителях и т. п. Сформированы требования по установке эфирных и спутниковых антенн как с точки зрения защиты от молнии, так и с точки зрения воздействия ветровых нагрузок. Приводятся требования на используемые материалы и площадь поперечного сечения провода заземления и т. п.

Электромагнитная совместимость (ЭМС) освещает следующие вопросы:

1 помеховые напряжения, возникающие в оборудовании и терминалах;

2 излучение активного и пассивного оборудования;

3 экранная защита от внешних и внутренних электромагнитных полей;

4 внешняя невосприимчивость к токам, наведенным через соединительные кабели;

5 невосприимчивость к шумам и напряжениям, возникающим от промышленной частоты переменного тока и ее гармоник;

6 фоновая помеха;

7 невосприимчивость к интерференции мощности источников питания и сигналам частоты изображения;

8 эффективность экранировки пассивного оборудования и др.

Данный раздел мало нуждается в пояснении и носит скорее практически рекомендательный характер по выбору активного и пассивного оборудования в зависимости от числа транслируемых каналов, выбранной их частотной расстановки и помеховой обстановки в месте инсталляции оборудования.

Часть 5. Головное оборудование не имеет аналогов в отечественных стандартах и, в основном, детально рассматривает требования к головным станциям в зависимости от их назначения и градации (категории качества или класса). В настоящем разделе рассматриваются следующие основные вопросы:

1 виды головных станций и их классификация (таблицы обязательных и рекомендуемых параметров);

2 интермодуляционные искажения (канальные и диапазонные);

3 отношение несущая/ложные сигналы;

4 виды помех, возникающие в понижающих и повышающих конвертерах;

5 возможные виды помех в традиционном AM TV и спутниковом FM TV;

6 телевизионное отношение несущая/шум, шумовая полоса TV сигнала, шумовой корректирующий фактор;

7 дифференциальное усиление и дифференциальная фаза для PAL/SECAM сигналов;

8 изменение ГВЗ, 2 Т — и 20 Т — импульсный метод, К-фактор;

9 виды искажений FM радио;

10 развязка, кроссмодуляция;

11 безопасность, ЭМС, окружающая среда, маркировка, хранение, транспортирование и др.

Оптическое оборудование полезно операторам крупных кабельных сетей, использующих оптические системы. В связи с бурным развитием оптических систем эта часть в декабре 1997 года была полностью переиздана. В ней же заменено название самого стандарта EN 50 083 на: «Кабельные сети для телевизионных сигналов, звуковых сигналов и интерактивных услуг». В ней, в отличие от рассмотренных частей, обсуждается тематика трансляции как аналоговых, так и цифровых сигналов. В ней помимо терминологии, определений, символов и аббревиатур рассматриваются следующие вопросы:

1 оптическая мощность, индекс оптической модуляции;

2 потери, развязка, направленность и взаимосвязующее соотношение;

3 коэффициент возвратных потерь;

4 выходная мощность насыщения оптического усилителя;

5 влияние поляризации;

6 линейная полоса и частотное смещение оптических передатчиков с одномодовыми лазерами;

7 коэффициент затухания;

8 чувствительность оптического приемника;

9 частотный диапазон и неравномерность АЧХ оптических передатчиков и приемников;

10 композитные искажения и композитная кроссмодуляция оптической системы (передатчик-приемник);

11 интермодуляция оптического приемника;

12 относительная интенсивность шума, эквивалентный входной шумовой ток;

13 коэффициент шума оптических усилителей;

14 количество ошибок в потоке данных;

15 влияние дисперсии световой волны;

16 коннекторы и сплайсы;

17 мультиплексеры, сплиттеры, направленные ответвители и изоляторы;

18 инсталляция оптических систем, энергетический бюджет и др.

Кабельным операторам, собирающимся приобрести оптическое оборудование для расширения своей сети, будет полезно предварительное ознакомление с настоящим разделом.

Системное исполнение является некоторым расширенным аналогом отечественного ГОСТ 28 324–89 (СТ СЭВ 6423−88) «Сети распределительные приемных систем телевидения и радиовещания. Классификация приемных систем, основные параметры и технические требования». Это основной раздел стандарта EN 50 083 для кабельных операторов, т.к. в нем изложены требования, предъявляемые к кабельной сети в целом. Этот самый большой раздел Стандарта детально рассматривает следующие вопросы:

1 взаимная изоляция (развязка) между системными (абонентскими) розетками;

2 неравномерность АЧХ в канале;

3 цвето-яркостное усиление и неравенство задержки;

4 нелинейные искажения;

5 отношение несущая/шум;

6 переотражения (повторы) в TV каналах;

7 телевизионная и частотная модуляция;

8 интерференция в FM звуковых радиоканалах и TV каналах;

9 импеданс, коэффициент возвратных потерь;

10 частотная стабильность несущих изображения и звука;

11 дифференциальное усиление и дифференциальная фаза в TV каналах;

12 фоновая модуляция несущих в TV каналах;

13 требования по передаче информационных (цифровых) сигналов;

14 FM звуковое радио: дополнительные исполнительные требования;

15 определения для систем PAL и SECAM;

16 таблица испытательных частот;

17 определения для AM-VSB, DAB и DSR;

18 определение субъективного качества TV изображения;

19 сигналы передачи данных, использующих межстрочный или межкадровый интервалы, а также полное телевизионное поле;

20 уровни AM и FM сигналов на абонентских розетках.

Интерфейсы для CATV/SMATV головных станций и аналогичного оборудования для DVB/MPEG-2 транспортных потоков (минуем часть 8: «Электромагнитная совместимость при инсталляции», которая находится в стадии рассмотрения и обсуждения) полезна операторам кабельных сетей, собирающимся внедрить цифровые потоки в целях помехозащищенности, повышения качества и снижения числа транслируемых каналов при ограниченном частотном диапазоне кабельной сети или ее перегруженности. Настоящая часть является новой и впервые утверждена в марте 1997 года. В определенной мере она будет полезна и индивидуальным потребителям цифровых пакетов, т.к. в ней рассматривается структура сигнала в стандарте MPEG-2. Раздел затрагивает следующие вопросы:

1 общий и специальный обзор части 9;

2 термины, определения и аббревиатуры;

3 синхронный параллельный интерфейс;

4 синхронный последовательный интерфейс;

5 асинхронный последовательный интерфейс;

6 рекомендации по выполнению и восстановлению синхронизации;

7 рекомендации по выполнению и получению временной синхронизации из пакетов MPEG-2;

8 структура пакета стандарта MPEG-2;

9 структура сигналов квадратурно-амплитудной модуляции и квадратурно-фазовой манипуляции;

10 количество ошибок в потоке данных;

11 понятие накопленной фазы и накопленного времени;

12 формат сигнала, синхронизирующий сигнал;

13 виды коннекторов;

14 уровни кодирования данных;

15 требования к коаксиалу и оптическому волокну и др.

3. Критерии выбора головного оборудования

Под головным оборудованием обычно понимается совокупность электронных средств, предназначенных для формирования качественного группового телевизионного сигнала с целью его дальнейшего распространения по кабельной сети. В состав головного оборудования входят первичные внешние устройства, предназначенные для формирования исходного сигнала (например, антенные устройства, видеомагнитофоны и тому подобное), собственно головная станция и выходные устройства (частотные диплексеры, сумматоры, разветвители, оптические системы и так далее) конфигурация которых зависит от конкретной постановки задачи.

Очевидно, что головная станция является основным элементом в комплекте головного оборудования. От ее параметров зависит максимальное число каналов, потенциально пригодных к трансляции, протяженность магистралей (число абонентов) и, самое главное, качество изображения на экранах телевизионных приемников.

К сожалению, в существующем ГОСТ 28 324–89 /1/ только косвенным образом и очень слабо отражены некоторые требования, предъявляемые к параметрам головной станции. В принципе это является отражением того факта, что отечественная промышленность практически прекратила разработку и выпуск современного оборудования для КСКТП. В 1990 годах в Европе наиболее передовые фирмы-производители выпускают широкий спектр оборудования, позволяющего скомпоновать КСКТП любой конфигурации. Для того чтобы унифицировать требования к компонентам кабельных сетей, Европейским комитетом по электротехнической стандартизации CENELEC был разработан стандарт EN50083 /2/, определяющий практически все характеристики головного, магистрального и распределительного оборудования.

В соответствии с EN 50 083−5 головная станция — это оборудование, включаемое между приёмными антеннами или другими источниками сигналов и последующей кабельной распределительной сетью, предназначенное для подготовки сигналов к распределению (например, ГС может включать в свой состав антенные усилители, частотные конверторы, сумматоры, сепараторы и генераторы).

Все ГС по классификации CENELEC делятся ни три класса:

класс 1 — удаленные (центральные) ГС;

класс 2 — распределительные (узловые) ГС;

класс 3 — индивидуальные приемные ГС;

Очевидно, что наилучшими характеристиками обладают ГС первого класса, принимающие сигналы наземного и спутникового телевидения и формирующие качественные групповые сигналы для дальнейшей трансляции их в кабельную сеть. В зависимости от развитости КСКТП, могут использоваться ГС только одного класса.

Центральная (местная) ГС направленно подключена к системным транковым фидерам или к звену короткой протяженности типа «транковый фидерный заменитель» .

Удаленная ГС предназначена для доставки сигналов к центральным/ местным ГС посредством протяжённой линии (эфирной или кабельной).

Распределительная ГС используется для полной (все каналы) роботы сети в обслуживаемой зоне.

Рисунок 3.1 — Классификация головной станции

Остановимся на наиболее важных критериях, определяющих выбор той или иной головной станции (ГС) при заданном числе каналов и подключаемых абонентов /4/:

1 выходное отношение сигнал/шум;

2 выходное отношение сигнал/помеха;

3 уровень канальных и диапазонных интермодуляционных составляющих;

4 диапазон входных и выходных рабочих частот;

5 многофункциональность (возможность принимать и транслировать телевизионные и радиопрограммы всех видов и стандартов);

6 качество формируемых сигналов — уровень нелинейных искажений, дифференциальные усиление и фаза, канальная неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), неравномерность группового времени задержки (ГВЗ), возможность работы в соседних каналах и еще ряд параметров;

7 надежность и удобство в эксплуатации, наличие мониторинга входящих в состав станции модулей, а также магистрального оборудования, оптических и коаксиальных магистралей;

8 долговременная стабильность выходных параметров;

9 возможность резервирования каналов.

Также, на выбор ГС оказывает влияние частотный план сети /17/. При увеличении числа каналов возрастает количество искажений в сети, связанных с влиянием одного канала на другой. Одно и тоже количество каналов, но разное их расположение приводит к существенным изменениям в количестве искажений.

Выходное отношение сигнал/шум (S/N) является основным критерием при выборе ГС при больших протяженностях магистралей. При формировании большого числа каналов необходимо учитывать фактор снижения выходного S/N в сравнении с канальным значением в силу реальной избирательности выходных канальных фильтров. При этом необходимо различать условия приема сигналов спутникового телевизионного вещания (СТВ) и сигналов наземного телевизионного вешания (НТВ).

3.1 Основные параметры головной станции

Рисунок 3.2 — Головная станция кабельных сетей.

Наличие встроенной системы автоматического регулирования усиления (АРУ) позволяет формировать стабильный выходной сигнал вне зависимости от времени суток, времени года или погодных условий. При наличии системы АРУ целесообразно поинтересовался зависимостью коэффициента шума или выходного отношения сигнал/шум в зависимости от уровня входного сигнала. Как правило, простейшие ГС прямого усиления, состоящие из набора канальных усилителей, не имеют в своем составе системы АРУ.

Диапазон входных и выходных рабочих частот имеет принципиальное значении при планировании трансляции большого числа каналов (например, более 32). Если диапазон входных частот сигналов НТВ обеспечивается большинством типов ГС (на входе устанавливают традиционный качественный селектор телевизионных каналов, например, UV916 со сплошным частотным перекрытием и управлением по цифровой шине I^2с, Philips), то полный диапазон выходных частот выдерживается не всеми ГС из-за сложности построения повышающих конверторов с широкополосной электронной перестройкой по частоте.

В некоторых типах профессиональных ГС конвертация осуществляется канальными высокоизбирательными конверторами без электронной перестройки по частоте. Основным достоинством таких ГС является малая неравномерность АЧХ (как правило, не более ±0,5 dB), недостатком — невозможность перестройки выходной частоты (а такая необходимость при многоканальном вещании возникает часто).

Если в ГС при обработке сигналов НТВ использован только один конвертор, тс это означает, что спектр сигнала входного канала переносится на выходной канал без двойного преобразования (первой про межуточной частотой в большинстве случаев является стандартная ПЧ диапазона 31,5.38,9 MГц), что вызывает возникновение пораженных каналов гетеродинным напряжением самого конвертора. Использование таких ГС допустимо только при трансляции малого числа каналов (не более 12.16) в полном частотном диапазоне.

Диапазон входных частот приемника-демодулятора СТВ (обычно не менее 0,95−1,75 ГГц) не играет принципиальной роли, т.к. он всегда может быть «подогнан» подбором малошумящего понижающего конвертора с нужной частотою собственного гетеродина.

Диапазон входных сигналов НТВ указывает на наличие или отсутствие встроенной системы АРУ и позволяет косвенным образом определить по формуле (3.4) отношении сигнал/шум на выходе канального модуля (но не ГС в целом). Уровень входных сигналов СТВ не оказывает существенного влияния на выходное отношение S/N и должен быть не ниже порогового уровня, приводимого в паспорте на приемник-демодулятор Ориентировочное значение S/N на выходе приемника-демодулятора при стандартной девиации? f = 27 МГц (устанавливаемая ширина полосы пропускания приемника в этом случае должна составлять 24 МГц) при известных значениях коэффициента усиления приемной антенны G_А и шумовой температуре приемной системы Т_с (шумы антенны и конвертора с учетом потерь во входных волноводных устройствах) на частоте исследуемого канала f (выражается в ГГц) можно определить по формуле:

S/N _(dB) = C/N _(dB) + 20lg (?f) + 6,8 = (G_А/T_с) (_dB) + Р_{эиим -} 23,2 — 20lg (f/?f) (3.4)

Уровень выходного сигнала не играет принципиальной роли при выборе ГС. При построении средних и крупных КСКТП необходимо, чтобы (СТВ_вых был не ниже 80…84 dB). Вследствие этого, при формировании N каналов, заявленный выходной уровень U_max (для n каналов следует уменьшить на величину? U_вых:

?U_{вых (dB)} = U_{max (dBµV)} + 10 lg (n/N) — (СТВ_{вых -} 60) /2 (3.5)

Уровень канальной интермодуляции является критерием оценки максимальных входных и выходных уровней всех канальных усилителей и канальных модулей (смотри рисунок 3.4). Возникновение канальной интермодуляции обусловлено взаимодействием в активных элементах канала звуковой несущей и поднесущей цветности с частотами fc и fb соответсвенно. Это взаимодействие приводит к появлению паразитных сигналов биений этих частот в отсутствие модулирующего сигнала. При измерениях этих биений используют три частоты с относительными уровнями, соответствующими таблице 1 (смотри рисунок 3.5).

Они подаются на вход испытуемого модуля, а к его выходу подключается спектроанализатор с соответствующим разрешением и динамическим диапазоном.

Рисунок 3.4 — Механизм появления паразитных сигналов

Рисунок 3.5 — Тестовые сигналы

Аналогичный способ измерения с теми же уровнями подаваемых сигналов предусмотрен и отечественным ГОСТ 28 234–89 /1/.

Согласно /2/ максимальный выходной уровень определяется напряжением, при котором отношение сигнала, имитирующего несущую изображения, к помехам комбинационных частот третьего порядка составляет 60 дБ;

Таблица 1 — Уровни подаваемых сигналов

Уровень взаимной канальной модуляции характеризует помехи, возникающие на выходе ГС, например, на выходе суммирующего устройства, вследствие взаимодействия сигналов двух и более каналов. (рисунок 3.6) Взаимная канальная модуляция (перекрестная или кросс-модуляция) вызвана нелинейными эффектами в выходных каскадах ГС, благодаря конечной величине развязки выходного сумматора. Согласно /2/ измерение уровня взаимной модуляции производится методом трех несущих и используется при испытаниях мультидиапазонных/полосовых усилителей или мультиканальных частотных конверторов. Кросс-модуляция проявляется следующим образом — на изображение принимаемого канала «накладывается» изображение стороннего, нежелательного канала, причем нередко значительно удаленного по частоте.

Рисунок 3.6 — канальная модуляция Особенно это заметно на темном фоне (пониженный уровень модулирующего сигнала). От этого эффекта не удается избавиться никакими канальными фильтрами на входе телевизора. Отношение несущая/кроссмодуляция определяется как разница между уровнем тестового сигнала (имитация видеонесущей испытуемого канала) и уровнями продуктов кроссмодуляции, сформированными интерферирующими сигналами вблизи тестовой несущей.

Для снижения уровня кроссмодуляции необходимо максимально увеличивать величину развязки между каналами, то есть минимизировать проникновение сигналов любого из каналов на выход соседнего канала. Как правило, на выходе повышающих конверторов устанавливается полосовой фильтр, от величины коэффициента прямоугольности которого будет зависеть дополнительная развязка между близлежащими каналами по частоте. В профессиональных ГС в качестве выходного сумматора используются не многоплечевые сплиттеры (или набор сплиттеров), а набор направленных ответвителей с высоким коэффициентом направленности (не менее 36 дБ) при одновременной установке в каждый из повышающих конверторов выходных высокоизбирательных канальных фильтров;

Уровень продуктов взаимной интермодуляции. Взаимная интермодуляция возникает в широкополосных активных элементах ГС — в первую очередь в широкополосных выходных усилителях. Усилитель только в первом приближении можно считать линейным устройством. В действительности, передаточная характеристика прибора содержит квадратичные, кубические и другие члены высших порядков:

U_вых = a₀U_вых + a₁U²_вых + a₁U³_вых +… (3.6)

Если входной сигнал Uвх содержит m синусоидальных составляющих:

(3.7)

то на выходе усилительного устройства помимо полезных сигналов будут формироваться побочные продукты с частотами

(3.8)

где р =0,1,2,3…

Одиночные продукты с частотами, кратными основным частотам, считаются гармоническими составляющими. Если же частота сформирована из двух или более составляющих, то она именуется продуктом интермодуляционных искажений. Так как величины а₁, а₂,…а_i обычно резко уменьшаются с увеличением числа n, то определено, что преобладающие нелинейные выходные сигналы образуются из членов передаточной функции по такому пути, что сумма

(3.9)

определяет порядок продукта нелинейных искажений. При увеличении уровней входных сигналов на 1 дБ, уровень продукта искажения n-го порядка возрастает на n дБ, а результирующее отношение сигнал/искажение уменьшается на (n-1) дБ. Так, для продуктов третьего порядка (СТВ), увеличение входного уровня на 1 дБ вызывает ухудшение отношения сигнал/искажение на 2 дБ.

Рисунок 3.7 — Метод двух несущих В соответствии с /2/ отношение амплитуды несущей к пиковому значению продуктов интермодуляции второго и третьего порядков на выходе усилителя должно быть не менее 60 дБ. Измерение продуктов взаимной интермодуляции обычно проводят методом двух несущих (рисунок 3.7). Исходя из физического смысла, очевидно, что для усилителей с полосой пропускания менее октавы, интермодуляционные искажения второго порядка отсутствуют.