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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Systèmes de télévision par câble interactifs multifonctionnels. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / TV L'article est consacré à l'examen des principes généraux de construction de systèmes de télévision par câble multifonctionnels, qui commencent à intéresser de plus en plus activement tant les utilisateurs que les opérateurs dans différentes régions du pays et dans la mise en œuvre desquels les premières étapes sont étant pris. La transition vers la télévision numérique est le problème scientifique et technique le plus important dans le domaine des infotélécommunications, activement résolu à l'heure actuelle. L'utilisateur bénéficie de nouvelles opportunités très concrètes : multiprogrammation, interactivité, multifonctionnalité (téléphonie, transfert de données, visioconférence, accès Internet, multimédia et bien d'autres services) ; améliorer la qualité de la réception TV. De plus, le spectre radioélectrique, la bande passante des canaux, etc. sont utilisés de manière plus rationnelle. Parmi les méthodes de fourniture de programmes télévisés aux abonnés, une place importante, notamment dans les grandes et moyennes villes, était occupée par les systèmes de télévision par câble (SCTV). En Occident, l'interactivité a été introduite dans SKTV depuis le milieu des années 90. Aux États-Unis et au Canada, environ 1998 % des résidents avaient la possibilité d'utiliser les services interactifs des réseaux câblés en 11. Pour créer des réseaux câblés d'information et de télécommunications modernes, il est nécessaire de résoudre le problème : moderniser les systèmes précédemment construits ou construire de nouveaux réseaux sur des principes standards communs. Actuellement, en Russie, la plupart des téléviseurs sont connectés à des systèmes de réception collective de différentes générations : « antenne d'entrée », un grand système de réception télévisée collective (KSKPT) et un système de télévision par câble (SKTV). La première option - "antenne à l'entrée" est un réseau à prédominance passive avec des coupleurs directionnels. S'il est nécessaire d'amplifier le signal TV, une cascade d'amplificateurs de canal ou de bande ou de convertisseurs décimétriques est utilisée. KSKLT et SKTV ont été construits pour améliorer la qualité de la réception TV, les systèmes utilisent des stations principales avec traitement du signal par canal et conversion de canal par fréquence : amplificateurs réseau haut débit et maison avec une bande passante de 40 à 240 MHz sans canal inverse ni fréquence- coupleurs de lignes réseau indépendants et répartiteurs d'abonnés. La construction la plus active de tels systèmes a été réalisée dans les années 80 et se poursuit aujourd'hui malgré leurs capacités limitées en termes d'augmentation du nombre de chaînes de télévision organisées, d'interactivité et d'utilisation du réseau pour résoudre des problèmes multifonctionnels. Plus de 80 % des investissements sont consacrés à la création de structures linéaires du réseau câblé. Le fait de la futilité totale de KSKPT et SKTV construits selon ce principe est donc très triste. La reconstruction des réseaux de distribution de ces systèmes afin de les transformer en nœuds coaxiaux (buissons) de toute capacité pour systèmes multifonctionnels est impossible sans un remplacement complet de tous les composants - câbles coaxiaux, éléments passifs et amplificateurs, car non seulement le la plage de fréquences requise n'est pas fournie même lors du remplacement des éléments passifs et actifs du réseau, mais il est également impossible d'atteindre le niveau minimum requis d'interférences combinées, le niveau nominal du signal d'entrée au point d'abonné, etc. Ainsi, ces réseaux de distribution sont voués à l’échec et leur construction n’est aujourd’hui historiquement pas justifiée. Il incombe apparemment à l'Association russe de télévision par câble et au ministère russe des Communications d'arrêter ce processus et de formuler des recommandations sur l'extension ou la reconstruction du réseau dans chaque cas spécifique. Récemment, l'introduction du SKTV à large bande avec un canal inverse a commencé (bande 40 - 862 MHz dans le sens aller et bande 5-30 MHz dans le canal retour). L'architecture de ces réseaux est uniquement destinée à la télévision par câble et ne correspond pas aux tâches résolues par les réseaux interactifs multifonctionnels à large bande, qui reposent sur l'utilisation de systèmes à fibres optiques pour transmettre des signaux analogiques et numériques de haute qualité sur de longues périodes. distances. Dans le même temps, l'étendue des services ne doit pas se limiter aux intérêts des volumes traditionnels de radiodiffusion télévisuelle et radiophonique. Déjà aujourd'hui, la nécessité de services tels que la fourniture de chaînes payantes de télévision numérique et de télévision à la demande (vidéo à la demande), le multimédia, le téléachat, les alarmes de sécurité et d'incendie, l'utilisation d'un réseau pour la répartition des systèmes d'équipement d'ingénierie des microquartiers résidentiels , la fourniture de canaux de transmission de données ; organisation de réseaux informatiques locaux et d'entreprise; connexion des abonnés à Internet; téléphonie numérique, etc. Il est probable qu'un simple remplacement d'une partie du réseau coaxial de base ne garantira pas la pleine utilisation des capacités du FOCL et limitera considérablement la taille et les capacités techniques du SKTV. Par conséquent, l'adaptation du SKTV haut débit aux réseaux de télécommunications nécessite une révision de l'architecture réseau du SKTV lui-même (voir figure).
Traditionnellement, l'architecture du SKTV à haute capacité (pour cinq mille abonnés ou plus) est une structure arborescente. Pour les réseaux coaxiaux (surtout unidirectionnels), il offrait le meilleur rapport qualité-prix. Cependant, pour un réseau interactif, une telle construction limite les possibilités de création d'un canal inverse. Dans les réseaux hybrides (fibre optique - coaxial), chaque partie s'impose dans une certaine mesure des exigences spécifiques - la fibre optique à la qualité du signal délivré sur le réseau coaxial et, par conséquent, vice versa. Lors de la conception du SKTV, le calcul des paramètres a été réduit à déterminer le niveau de signal optimal à la sortie du dispositif de connexion d'abonné et le niveau de sortie pour les amplificateurs connectés en série, qui n'était limité que par la quantité de bruit. Pour inclure SKTV comme partie intégrante d'un réseau hybride fibre-coaxial, il est nécessaire de recalculer en tenant compte des distorsions d'intermodulation du deuxième (CSO - Composite Second Order) et du troisième (STV - Composite Triple Beat). En fonction des paramètres de la partie fibre optique du réseau précédant celle coaxiale, des exigences supplémentaires peuvent être imposées à cette dernière lors du recalcul, non seulement pour modifier les niveaux de sortie des amplificateurs et limiter le nombre d'étages d'amplification, mais aussi pour réorganiser dans une certaine mesure le réseau de distribution domestique afin d'augmenter les niveaux de signal minimaux par les branches des répartiteurs d'abonnés. Très probablement, de tels changements s'inscriront dans le cadre de la reconstruction du système et ne nécessiteront pas sa réorganisation globale, c'est-à-dire des dépenses en capital importantes. Néanmoins, lors de la conception et de la construction du SKTV interactif à large bande, il est nécessaire de prendre en compte (et la pratique mondiale l'a confirmé) qu'à ce stade, l'option la plus rentable pour la construction de réseaux de télécommunications fournissant un accès aux abonnés avec des tâches multifonctionnelles sont des structures hybrides. utilisant des câbles à fibres optiques et coaxiaux. . Dans un avenir proche, les réseaux de télécommunications utilisés notamment pour la transmission des signaux TV devront être structurés et utiliser des systèmes de transmission compatibles avec l'analogique traditionnel et de plus en plus numérique. Les signaux de télévision dans les réseaux à large bande occupent une bande passante énorme, sans commune mesure avec d'autres moyens, et la fourniture de ces signaux aux abonnés sous forme numérique est la plus difficile. Il faut supposer qu'au cours de la prochaine décennie, les réseaux hybrides constitueront la structure dominante, tandis que les signaux de télévision numérique seront convertis en signaux analogiques tant pour un groupe d'abonnés que pour les terminaux d'abonnés individuels. Le processus de création d'un réseau d'accès aux abonnés (premier niveau) basé sur des réseaux de distribution fibre-coaxiale ne peut être accéléré que dans les conditions de base suivantes : - développement d'un socle réglementaire et technique permettant de démarrer la conception massive de réseaux utilisant la technologie hybride : - la construction généralisée d'une autoroute de l'information sur les transports, constituée en tenant compte de la transmission des programmes télévisés existants et futurs ; - rééquipement rapide du SKTV interactif à large bande en nœuds coaxiaux, offrant les capacités techniques des réseaux de télécommunications modernes. Le respect de ces conditions permettra d'éviter les investissements dans des technologies obsolètes ou peu prometteuses. Le niveau d'accès au backbone du nœud de transport au nœud du réseau coaxial (deuxième niveau) est construit, comme le précédent, sur la base du FOCL. mais contrairement au transport, il peut être non seulement numérique, mais aussi analogique. Le troisième niveau est un réseau coaxial de distribution secondaire et domestique, comprenant des câbles coaxiaux d'abonné vers le terminal d'abonné. Ce réseau couvre de quelques centaines à un millier d'abonnés, voire plus. Comme indiqué, les deux premiers niveaux sont construits sur la base du FOCL, qui présente de nombreux avantages, qui ont été écrits à plusieurs reprises dans la revue. Notons seulement qu'ils permettent d'organiser plusieurs dizaines de chaînes de télévision. Même lors de la transmission de télévision numérique à des vitesses de 2.5 et 10 Gbit/s, le potentiel est au moins d'un ordre de grandeur plus élevé lors de l'utilisation d'un rayonnement modulé d'une seule longueur d'onde. Mais aujourd’hui déjà, l’industrie produit des dispositifs de multiplexage spectral capables d’augmenter considérablement le nombre de flux de signaux. Le multiplexage spectral vous permet d'augmenter la vitesse des flux de signaux numériques, et pour les signaux TV analogiques, un tel multiplexage est une nouvelle qualité. Il existe aujourd'hui deux types de transmission de tels signaux : le premier - une fibre est utilisée pour organiser une chaîne ; le second - la transmission d'un spectre contenant un certain nombre de chaînes de télévision. Le multiplexage spectral permet d'optimiser FOCL dans les deux cas. L'indépendance des signaux se propageant dans une fibre les uns vers les autres à une longueur d'onde de même longueur d'onde et dans la même direction à différentes longueurs d'onde offre des opportunités uniques pour la mise en œuvre de nouvelles architectures de réseau, y compris celles appliquées aux réseaux interactifs. Ici, on n'utilise pas de convertisseurs optoélectriques et électro-optiques, mais des coupleurs optiques qui permettent de dériver une certaine proportion de puissance optique et d'insérer un signal optique dans le flux général, c'est-à-dire une structure bidirectionnelle arborescente est implémentée : la télévision et tout autre flux sont transmis du réseau vers les branches, et dans le sens opposé - signaux de demande d'abonné à bande étroite, voix, signaux provenant de divers capteurs, etc. Le troisième avantage est la flexibilité de reconstruire le réseau de l'analogique au numérique. Dans plusieurs villes de Russie, des travaux sont déjà en cours pour créer des réseaux câblés d'information avec la possibilité d'intégrer les services fournis. Nous tirons une conclusion basée sur ce qui précède. Pour tout système de télécommunications, la partie la plus coûteuse et la plus longue est le réseau. Par conséquent, au stade de la transition vers des technologies entièrement numériques, les réseaux de distribution doivent être construits en utilisant autant que possible des structures traditionnelles. ce qui est essentiel, permettant pendant un certain temps d'utiliser à la fois les systèmes de transmission numériques et analogiques. Auteurs : S.Dmitriev, K.Kukk, B.Exler, Moscou
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