Практическая работа №1
Тема: «Изучение стандартов, регламентирующих СКТ»
Цель работы: Ознакомиться с содержанием стандартов СКТ
Теоретические сведения
С 2003 г. все технические параметры отечественных СКТ должны соответствовать российскому стандарту ГОСТ Р 52023-2003 «Сети распределительные систем кабельного телевидения».
До этого имели силу ГОСТ 28324-89 (СТ СЭВ 6423-88) «Сети распределительных приемных систем телевидения и радиовещания. Классификация приемных систем, основные параметры и технические требования» и ГОСТ 11216-83 «Методы измерений параметров распределительных сетей телевидения. Их тексты можно найти в справочнике.
Появилась русскоязычная версия общеевропейского стандарта CENELEC EN-50083 «Кабельные распределительные системы для телевизионных, звуковых и интерактивных мультимедийных сигналов». Некоторые страны в силу специфики климата и использования иных телевизионных стандартов ввели собственные исполнительные требования.
Международным телекоммуникационным союзом в 1998 г. введен стандарт ITU-J.112 «Распределительные системы интерактивных служб телевидения». Этот стандарт подробно регламентирует двухстороннюю скоростную передачу данных через СКТ с использованием кабельных модемов для доступа абонентов в Интернет и организации наложенной на СКТ телефонной сети. В нем подробно описаны протоколы передачи данных от кабельного маршрутизатора в сторону абонентов и наоборот. Протоколы передачи являются универсальными, т. е. не ограничены IP- и АТМ-протоколом (ATM — Asinhronous Time Mode). Даны рекомендации по вариантам скремблирования и типам опережающих кодов. Стандарт в основном ориентирован на разработчиков кабельных маршрутизаторов и модемов, чтобы добиться совместимости оборудования разных производителей. Стандарт рекомендует разные вариации тех же самых протоколов, адаптированные с системами телевизионного вещания Америки, Европы и Японии.
Сформулируем некоторые основополагающие нормы для СКТ, регламентируемые ГОСТ Р 52023-2003.
- Элементы коаксиальной сети должны иметь несимметричные входы и выходы с номинальным сопротивлением 75 Ом. Они выполняются коаксиальными кабелями с волновым сопротивлением 75 Ом.
-Уровни полезных сигналов на выходах абонентских розеток при телевизионном вещании должны находиться в пределах 60...80 дБмкВ.
- Разность (перекос) уровней сигналов на выходе любой абонентской розетки в диапазоне частот 4... 1000 МГц не должна превышать 15 дБ, в диапазоне 40...600 МГц — 12 дБ, в диапазоне 40...300 МГц — 10 дБ, в пределах полосы 100 МГц — 7 дБ, а между соседними каналами — 3 дБ.
- Переходные затухания между выходами абонентских розеток при отсутствии обратного канала должна составлять 22 дБ, а при наличии обратного канала — 36 дБ.
- Неравномерность амплитудно-частотной характеристики тракта сети в полосе любого ТВ-канала относительно уровня несущей изображения должна быть не более 3 дБ. При этом неравномерность в полосе частот 10 кГц не должна превышать 0,3 дБ.
- В сетях с преобразованием частоты вносимая нестабильность частоты в телевизионном канале не должна превышать ±75 кГц (рекомендуется ±20 кГ ц).
- В одноступенчатых распределительных сетях допускается увеличение вносимой нестабильности частоты в телевизионном канале до ±250 кГц. В распределительных сетях, имеющих в составе головной станции устройства формирования радиосигналов телевизионных каналов, отклонение разности частот изображения и звукового сопровождения от номинального значения не должно превышать ±5 кГц.
- Отношение сигнала к шуму на выходе любой абонентской розетки при минимальном уровне сигнала должно быть не менее 43 дБ, а для цифрового телевещания в канале распределения — не менее 31 дБ.
- Отношение сигнала к помехе комбинационной частоты третьего и второго порядков к составным помехам комбинационных частот, обусловленных взаимодействием несущих частот используемых каналов, должно составлять не менее 54 дБ.
- В любом телевизионном канале дифференциальное усиление не должно превышать 10 %, а дифференциальная фаза — 12 %.
- Отношение сигнала изображения к фоновой помехе должно быть не менее 46 дБ.
- Уровень помех в полосе частот канала промежуточной частоты телевизионного приемника должен быть не менее чем на 10 дБ ниже уровня телевизионного сигнала в любом канале метрового диапазона и не должен превышать уровень телевизионного сигнала в любом канале дециметрового диапазона.
- Расхождение во времени сигналов яркости и цветности не должно превышать 50 нс.
- Импульсная характеристика (К-фактор) должна быть не более 7 %.
- Максимальный уровень напряжения немодулированного радиосигнала на входе обратного направления должно быть не более 114дБмкВ.
- Наклон АЧХ в полосе частот обратного направления должен быть не более 10 дБ.
- Отношение радиосигнала с цифровой модуляцией к интегральному шуму в канале обратного направления должно быть не менее 25 дБ.
- Отношение радиосигнала с цифровой модуляцией к одночастотной помехе в канале обратного направления должно быть не менее 25 дБ.
Более развернуто требования к СКТ описываются в евростандарте CENELEC. В настоящее время приняты девять разделов этого стандарта.
- EN 50083-1 — требования к безопасности. Описано, как правильно заземлить различное оборудование, чтобы избежать поражения персонала от утечек сетевого напряжения и от ударов молний. Даны рекомендации по дистанционному питанию блоков СКТ через коаксиальные фидеры. Систематизированы рекомендации по технике безопасности.
- EN 50083-2 — электромагнитная совместимость оборудования. Даны практические рекомендации по выбору оборудования в зависимости от числа каналов, частотного плана, электромагнитных помех. Рекомендуются методы экранирования и борьбы с токами, наводимыми на кабели.
- EN 50083-3 — активное широкополосное оборудование коаксиальных сетей. Рекомендуются оптимальные режимы эксплуатации активного оборудования с учетом искажений, взаимовлияний и задержек сигналов. Даны приемы выравнивания АЧХ и автоматической регулировки усиления.
- EN 50083-4 — пассивное широкополосное оборудование коаксиальных сетей. Описаны требования ко всем видам арматуры, пассивным блокам и фидерам.
- EN 50083-5 — оборудование ГС. Даны требования к ГС, их классификация по качеству, таблицы параметров, возможные виды помех и искажений и их значения, отношение несущей к шумам и ложным сигналам.
- EN 50083-6 — оптическое оборудование. Собрана вся информация по параметрам оптических кабелей, пассивных устройств, приемников, передатчиков. Даны сведения об искажениях и шумах в оптическом оборудовании.
- EN 50083-7 — характеристики системы. Даны требования к СКТ в целом. Рекомендуются уровни развязок, неравномерности АЧХ, усиления, уровни сигналов, искажения, ОСШ, методы измерений и испытаний.
- EN 50083-8 — электромагнитная совместимость при инсталляциях. Описываются методы внедрения технологии цифровой передачи данных через СКТ с ограниченным частотным диапазоном.
- EN 50083-9 — интерфейсы для ГС для случаев передачи как аналоговых, так и цифровых ТВ-программ.
Наиболее важные требования при проектировании и обслуживании систем, определяемые между входом головного оборудования (или входного усилительно-преобразовательного устройства) и выходом абонентской розетки, перечислены ниже.
Требования EN 50083 к системе.
- Уровни сигналов на любой абонентской розетке:
1) минимальный уровень — 60 дБмкВ (57 дБмкВ для систем с растром каналов 8 и 12 МГц);
2) максимальный уровень — 80 дБмкВ (77 дБмкВ для систем с более чем 20 каналами).
- Перекос в уровнях сигнала телевизионных каналов на любой абонентской розетке в диапазоне 47...862 МГц составляет не более 12 дБ, в любой полосе шириной 60 МГц — 6 дБ, а на смежных каналах — 3 дБ.
- Развязка между любыми абонентами сети должна быть не менее 42 дБ (или 36 дБ для частотного диапазона, имеющего растр каналов 8 или 12 МГц).
- Отношение сигнала к шуму на абонентской розетке должно быть не менее 44 дБ.
- Отношения сигнала к помехе в полосе используемого телевизионного канала и комбинационной частоты третьего порядка такие же, как и в российском стандарте, и должны быть не менее 57 и 54 дБ соответственно.
- Отношение сигнала к помехе комбинационных частот при использовании негативной и позитивной модуляции должно составлять не менее 57 и 52 дБ соответственно.
- Требование стандарта в отношении неравномерности амплитудно-частотной характеристики тракта сети в полосе любого ТВ: канала относительно уровня несущей изображения аналогично требованиям российского стандарта.
- Вносимая нестабильность частоты в телевизионном канале не должна превышать ±75 кГц, а с привязкой к определенным номинальным частотам — ±30 кГц.
- Согласно требованиям CENELEC, в любом телевизионном канале дифференциальное усиление должно быть не более 14 %, а дифференциальная фаза — не более 12 %.
- Отношение сигнала к фоновой помехе несущей изображения должно составлять не менее 46 дБ, а несущей звука — не менее 60 дБ.
Требования EN 50083-3 к производителям широкополосных усилителей. Производитель усилителей, предназначенных для использования в сетях с более чем 10 TB-каналами в диапазоне до 862 МГц, должен указывать значения нелинейных искажений третьего порядка СТВ, нелинейных искажений второго порядка CSO и композитной кросс-модуляции (Composite Crossmodulation). Производитель должен указывать и максимальный выходной уровень усилителя, при котором отношение несущая/искажение (СТВ, CSO) составляет 60 дБ. При этом для диапазона до 606 МГц данное значение определяется для 29, а до 862 МГц — для 42 смодулированных каналов [1.21].
Рассмотрим еще один зарубежный стандарт DOCSIS, который получил большую популярность в США, Европе и активно внедряется в российских СКТ для передачи по ним Интернет-трафика. Североамериканский вариант стандарта требует наличия свободной полосы частот («окна») 6 мГц, европейский вариант Euro DOCSIS — 8 МГц (стандартная ширина полосы телеканала в Европе). В зависимости от типа модуляции данные в этом «окне» могут передаваться со скоростью 30...42 Мбит/с. Доступная пропускная способность используется совместно всеми абонентами сети, пользующимися услугами подключения к Интернету. Но внутри нее выделенных сеансов не создается, так что приходящаяся на каждое подключение доля пропускной способности фактически составляет более 30 Мбит/с, поделенных на общее число пользователей, без учета того, что можно выделить еще дополнительные 6 (8) МГц. На практике в соответствии со структурой сети каждый абонент может работать с каналом со скоростью 0,5... 1,5 Мбит/с. Разумеется, многое зависит и от магистрального подключения самой сети к Интернету. Передача данных осуществляется асимметрично. «Окна» в 6 (8) МГц в диапазоне от 91 МГц используются для передачи трафика к пользователям, передача же обратного трафика, состоящего преимущественно из запросов к провайдеру, происходит в диапазоне 5...42 МГц за рубежом и 5...30 МГц в России. Поддерживаемая скорость передачи в зависимости от метода модуляции сигнала для всех абонентов может составить 0,5... 10 Мбит/с.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомится с теоретическим материалом по практической работе.
2. Записать краткий конспект теоретической части.
3. Проанализировать один из разделов стандартов в соответствии с заданием преподавателя.
4 Записать выводы о проделанной работе.
5. Ответить на контрольные вопросы.
Приложение
Индивидуальные задания к п.3 «Порядка выполнения отчета по практической работе» согласно порядковому № по списку в журнале
Проанализировать один из разделов стандартов:
1. ГОСТ Р 52023-2003. -Элементы коаксиальной сети должны иметь несимметричные входы и выходы с номинальным сопротивлением 75 Ом. Они выполняются коаксиальными кабелями с волновым сопротивлением 75 Ом.
2. ГОСТ Р 52023-2003. -Уровни полезных сигналов на выходах абонентских розеток при телевизионном вещании должны находиться в пределах 60...80 дБмкВ.
3. ГОСТ Р 52023-2003. - Разность (перекос) уровней сигналов на выходе любой абонентской розетки в диапазоне частот 4... 1000 МГц не должна превышать 15 дБ, в диапазоне 40...600 МГц — 12 дБ, в диапазоне 40...300 МГц — 10 дБ, в пределах полосы 100 МГц — 7 дБ, а между соседними каналами — 3 дБ.
4. ГОСТ Р 52023-2003. - Переходные затухания между выходами абонентских розеток при отсутствии обратного канала должна составлять 22 дБ, а при наличии обратного канала — 36 дБ.
5. ГОСТ Р 52023-2003. - Неравномерность амплитудно-частотной характеристики тракта сети в полосе любого ТВ-канала относительно уровня несущей изображения должна быть не более 3 дБ. При этом неравномерность в полосе частот 10 кГц не должна превышать 0,3 дБ.
6. ГОСТ Р 52023-2003. - В сетях с преобразованием частоты вносимая нестабильность частоты в телевизионном канале не должна превышать ±75 кГц (рекомендуется ±20 кГ ц).
7. ГОСТ Р 52023-2003. - В одноступенчатых распределительных сетях допускается увеличение вносимой нестабильности частоты в телевизионном канале до ±250 кГц. В распределительных сетях, имеющих в составе головной станции устройства формирования радиосигналов телевизионных каналов, отклонение разности частот изображения и звукового сопровождения от номинального значения не должно превышать ±5 кГц.
8. ГОСТ Р 52023-2003. - Отношение сигнала к шуму на выходе любой абонентской розетки при минимальном уровне сигнала должно быть не менее 43 дБ, а для цифрового телевещания в канале распределения — не менее 31 дБ.
9. ГОСТ Р 52023-2003. - Отношение сигнала к помехе комбинационной частоты третьего и второго порядков к составным помехам комбинационных частот, обусловленных взаимодействием несущих частот используемых каналов, должно составлять не менее 54 дБ.
10. ГОСТ Р 52023-2003. - В любом телевизионном канале дифференциальное усиление не должно превышать 10 %, а дифференциальная фаза — 12 %.
11. ГОСТ Р 52023-2003. - Отношение сигнала изображения к фоновой помехе должно быть не менее 46 дБ.
12. ГОСТ Р 52023-2003. - Уровень помех в полосе частот канала промежуточной частоты телевизионного приемника должен быть не менее чем на 10 дБ ниже уровня телевизионного сигнала в любом канале метрового диапазона и не должен превышать уровень телевизионного сигнала в любом канале дециметрового диапазона.
13. ГОСТ Р 52023-2003. - Расхождение во времени сигналов яркости и цветности не должно превышать 50 нс.
14. ГОСТ Р 52023-2003. - Импульсная характеристика (К-фактор) должна быть не более 7 %.
15. ГОСТ Р 52023-2003. - Максимальный уровень напряжения немодулированного радиосигнала на входе обратного направления должно быть не более 114дБмкВ.
16.. ГОСТ Р 52023-2003. - Наклон АЧХ в полосе частот обратного направления должен быть не более 10 дБ.
17. ГОСТ Р 52023-2003. - Отношение радиосигнала с цифровой модуляцией к интегральному шуму в канале обратного направления должно быть не менее 25 дБ.
18. ГОСТ Р 52023-2003. - Отношение радиосигнала с цифровой модуляцией к одночастотной помехе в канале обратного направления должно быть не менее 25 дБ.
19. - EN 50083-1 — требования к безопасности. Описано, как правильно заземлить различное оборудование, чтобы избежать поражения персонала от утечек сетевого напряжения и от ударов молний. Даны рекомендации по дистанционному питанию блоков СКТ через коаксиальные фидеры. Систематизированы рекомендации по технике безопасности.
20. - EN 50083-2 — электромагнитная совместимость оборудования. Даны практические рекомендации по выбору оборудования в зависимости от числа каналов, частотного плана, электромагнитных помех. Рекомендуются методы экранирования и борьбы с токами, наводимыми на кабели.
21. - EN 50083-3 — активное широкополосное оборудование коаксиальных сетей. Рекомендуются оптимальные режимы эксплуатации активного оборудования с учетом искажений, взаимовлияний и задержек сигналов. Даны приемы выравнивания АЧХ и автоматической регулировки усиления.
22. - EN 50083-4 — пассивное широкополосное оборудование коаксиальных сетей. Описаны требования ко всем видам арматуры, пассивным блокам и фидерам.
23. - EN 50083-5 — оборудование ГС. Даны требования к ГС, их классификация по качеству, таблицы параметров, возможные виды помех и искажений и их значения, отношение несущей к шумам и ложным сигналам.
24. - EN 50083-6 — оптическое оборудование. Собрана вся информация по параметрам оптических кабелей, пассивных устройств, приемников, передатчиков. Даны сведения об искажениях и шумах в оптическом оборудовании.
25. - EN 50083-7 — характеристики системы. Даны требования к СКТ в целом. Рекомендуются уровни развязок, неравномерности АЧХ, усиления, уровни сигналов, искажения, ОСШ, методы измерений и испытаний.
26. - EN 50083-8 — электромагнитная совместимость при инсталляциях. Описываются методы внедрения технологии цифровой передачи данных через СКТ с ограниченным частотным диапазоном.
27. - EN 50083-9 — интерфейсы для ГС для случаев передачи как аналоговых, так и цифровых ТВ-программ.
28. Требования EN 50083 к системе:- Уровни сигналов на любой абонентской розетке:
1) минимальный уровень — 60 дБмкВ (57 дБмкВ для систем с растром каналов 8 и 12 МГц); 2) максимальный уровень — 80 дБмкВ (77 дБмкВ для систем с более чем 20 каналами).
29. Требования EN 50083 к системе: - Перекос в уровнях сигнала телевизионных каналов на любой абонентской розетке в диапазоне 47...862 МГц составляет не более 12 дБ, в любой полосе шириной 60 МГц — 6 дБ, а на смежных каналах — 3 дБ.
30. Требования EN 50083 к системе: - Развязка между любыми абонентами сети должна быть не менее 42 дБ (или 36 дБ для частотного диапазона, имеющего растр каналов 8 или 12 МГц).
