86279

Разработка проекта системы наземного телевизионного вещания на территории города Строитель Белгородской области

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Неудовлетворительное качество приема телевидения часто наблюдается у жителей крупных городов, которые застраиваются железобетонными домами разной этажности, среди них встречаются здания повышенной этажности. В связи с этим может образовываться большое количество зон радиотени и интенсивных отраженных сигналов.

Русский

2015-04-05

5.66 MB

4 чел.

ВВЕДЕНИЕ

Целью данной курсовой работы является разработка проекта системы наземного телевизионного вещания, которая обеспечивала бы устойчивый прием программ цифрового телевидения на всей территории города Строитель Белгородской области.

Переход к цифровым методам передачи обычно связывают с улучшением качественных показателей видеоизображения. Это действительно справедливо для спутниковых и кабельных систем, где аддитивные (наложенные от других источников) и мультипликативные помехи практически отсутствуют.

Неудовлетворительное качество приема телевидения часто наблюдается у жителей крупных городов, которые застраиваются железобетонными домами разной этажности, среди них встречаются здания повышенной этажности. В связи с этим может образовываться большое количество зон радиотени и интенсивных отраженных сигналов.

Традиционные телевизионные ретрансляторы метрового и дециметрового диапазонов не эффективны в жилых массивах крупных городов из-за переотражений от высокоэтажных строений. Электромагнитные излучения мощных передатчиков неблагоприятно действуют на живые организмы в ближней зоне от передатчика.

Поэтому уже во многих странах мира телевизионные системы с низким уровнем излучения и кабельные вытесняют мощные ретрансляторы.

Основной задачей данной курсовой работы является выбор оптимального способа доставки телевизионных программ к абонентам города.

От правильного выбора технологии доставки телевизионного контента в город в конечном итоге зависят затраты на строительство и качество каналов передачи, функционирование линии в целом. Такая задача имеет многовариантный характер, так как при одних и тех же затратах на построение и сооружение коаксиальных, гибридных оптико-коаксиальных систем, сотовых, спутниковых и других систем телевизионного вещания, требуемые показатели качества могут быть обеспечены при различных экономических затратах. Соответственно возникает задача выбора оптимальной технологии или совокупности технологий, которые обеспечивали бы устойчивый прием программ цифрового телевидения на всей территории города при минимальных затратах на построение линии.   

  1.  
    АНАЛИЗ МЕСТНОСТИ ГОРОДА СТРОИТЕЛЬ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Белгоро́дская о́бласть - регион Российской Федерации, расположен в Центральной России на 500-700 км к югу от Москвы, на границе с Украиной.

Белгородская область входит в состав Центрально-Чернозёмного экономического района и Центрального федерального округа Российской Федерации. На юге и западе она граничит с Луганской, Харьковской и Сумской областями Украины, на севере и северо-западе - с Курской областью, на востоке - с Воронежской областью. Общая протяжённость её границ составляет около 1150 км, из них с Украиной - 540 км.

Площадь области составляет 27,1 тыс. км², протяжённость с севера на юг - около 190 км, с запада на восток - около 270 км. Область расположена на юго-западных и южных склонах Среднерусской возвышенности в бассейнах рек Днепра и Дона, в лесостепной зоне на приподнятой всхолмлённой равнине со средней высотой над уровнем моря 200 м. Самая высокая точка 277 м над уровнем моря - находится в Прохоровском районе. Самая низкая - в днище долин рек Оскола и Северского Донца. Территория изрезана балками (логами), оврагами, по которым разбросаны дубравы.

Климат умеренно-континентальный с довольно мягкой зимой со снегопадами и оттепелями и продолжительным летом. Средняя годовая температура воздуха изменяется от +5,4 градуса на севере до +6,8 градуса на юго-востоке. Самый холодный месяц - январь. Безморозный период составляет 155-160 дней, продолжительность солнечного времени - 1800 часов. Почва промерзает и нагревается до глубины 0,5-1 метр. Осадки неравномерны. Наибольшее их количество выпадает в западных и северных районах области и составляет в среднем 540-550 мм. В восточных и юго-восточных в отдельные годы уменьшается до 400 мм.

Строитель - город (с 2000) в России, административный центр Яковлевского района Белгородской области. Заложен поселком в 1958 году на кукурузном поле.

В Строителе живёт почти треть населения Яковлевского района – 22.8 т.ч. человек. 15 декабря 2000 года посёлку был присвоен статус города - населённого пункта II категории.

Город расположен в 5 км восточнее реки Ворскла (приток Днепра), в 21 км от Белгорода.

Социальная инфраструктура города весьма разнообразна и позволяет удовлетворить все потребности горожан. В её составе: центральная районная больница, четыре аптеки, педагогическое училище, выпускающее педагогов и воспитателей детских дошкольных учреждений; профессиональное училище, которое готовит специалистов строительных специальностей; три общеобразовательные школы; четыре детских сада; центральная районная библиотека; редакция районной газеты «Победа»; отделение № 3906 Сбербанка России; филиал Белгородского отделения «Внешторгбанка»; десять предприятий бытового обслуживания населения; пункт обслуживания кабельного телевидения и сетей «Интернет»: районный Дворец культуры «Звездный», сданный в сентябре 2004 года; кинотеатр «Юность» со зрительным залом на 600 мест; телемастерская, бюро похоронных услуг; Северо-западный межрайонный узел электрической связи; 15 предприятий общественного питания; 70 магазинов, три рынка.

В городе широко развита телефонная связь. Действует АТС на 5100 номеров и электронная станция SI-2000 на 1200 номеров. Владельцы персональных компьютеров имеют возможность пользоваться услугами глобальной системы компьютерной информации «Интернет».

Строитель, как и район в целом, всегда отличался высокими темпами и масштабами жилищного строительства. В прошлом году в городе сдано 269 квартир общей площадью более 11 тыс. кв. м. и более 7 тыс. кв. м индивидуального жилья, которое в районе, как и во всей области, становится приоритетным. В районе создан один из первых в области жилищных кооперативов работников бюджетной сферы для финансирования строительства индивидуального жилья. Сегодня в нём уже более 80 человек. Район стал своеобразным «опытным полигоном» области по отработке механизмов кредитования индивидуальных застройщиков, в том числе и в рамках национального проекта «Доступное жильё».

В городе Строитель на сегодняшний день в микрорайонах с многоэтажной застройкой развита система предоставления услуг кабельного телевидения и сети Интернет. Основной проблемой в кабельных сетях является отсутствие интерактивности в системах и сложность и дороговизна модернизации существующих систем кабельного телевидения в городе при внедрении обратного канала.

Жители частных секторов пользуются услугами аналогового эфирного телевидения с ОРТПЦ Белгород. При этом частные секторы, находящиеся на юге, юго-востоке, а также новый сектор на севере города, обслуживаются некачественно и испытывают большие неудобства при приеме основного пакета телепрограмм с телевышки в Белгороде. Это обусловлено тем, что уровень сигнала, поступающего с ОРТПЦ, заметно ослабляется, натыкаясь на препятствия в виде немаленькой лесополосы в юго-восточной части города рядом с поселком Журавлиное и масштабной застройкой высотными зданиями на северо-западе и юге.

Рис. 1.1. Аналитическая карта местности г. Строитель

  1.  
    ВЫБОР СПОСОБА ДОСТАВКИ ТРАНСЛИРУЕМОГО КОНТЕНТА

Существует несколько способов доставки телевизионного контента в город:

  •  использование существующей системы аналогового вещания из Белгорода или близ лежащей телевизионной станции
  •  использование каналов спутниковой системы телевещания

Кроме этого, в городской местности, а именно в районах города с интенсивной многоэтажной застройкой рекомендуется использовать сети кабельного телевидения и  системы коллективного приема.

В соответствии с федеральной целевой программой по развитию телерадиовещания в России на 2009-2015 гг. существует пакет обязательных общедоступных теле- и радиоканалов по всей территории страны.

Общероссийские обязательные общедоступные телеканалы

1. Общероссийский государственный телевизионный канал "Культура" (федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийская государственная телевизионная и радиовещательная компания").

2. Детско-юношеский телевизионный канал.

3. Общероссийский телевизионный канал "Спорт" (федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийская государственная телевизионная и радиовещательная компания").

4. Первый канал (открытое акционерное общество "Первый канал").

5. Петербург - 5 канал (открытое акционерное общество "Телерадиокомпания "Петербург").

6. Российский информационный канал (РИК) (федеральное и государственное унитарное предприятие "Всероссийская государственная телевизионная и радиовещательная компания").

7. Российское телевидение (федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийская государственная телевизионная и радиовещательная компания").

8. Телекомпания НТВ (открытое акционерное общество "Телекомпания НТВ").

Общероссийские обязательные общедоступные радиоканалы

1. Вести ФМ (федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийская государственная телевизионная и радиовещательная компания").

2. Маяк (федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийская государственная телевизионная и радиовещательная компания").

3. Радио России (федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийская государственная телевизионная и радиовещательная компания").

Этот обязательны й пакет телепрограмм должен вещаться с телевышки ОРТПЦ г.Белгорода.

В соответствии с рассмотренными климатическими и географическими особенностями доставка пакета основных программ на станции в г. Строитель будет осуществляться с помощью существующей системы аналогового вещания из Белгорода.

Чтобы улучшить качество предоставляемых услуг, объем информации и увеличить окупаемость проекта, каждому телезрителю города помимо бесплатного пакета предоставляется дополнительный пакет с каналами, принимаемыми головной станцией со спутника.

В этот пакет входят каналы, указанные в приложении 6.

2.1. Актуальность систем коллективного приема телевидения (СКПТ)

В настоящее время системы коллективного приема телевидения получили широкое распространение в городах с многоэтажной застройкой. СКПТ имеют следующие преимущества над системами индивидуального приема:

  •  Стоимость. Цена коллективной системы в пересчете на одного абонента меньше, чем цена индивидуальной системы с такими же возможностями. Это естественно, поскольку часть оборудования используется всеми абонентами совместно и покупается «вскладчину».
  •  Качество. Прием телевидения в современном городе - не такая уж простая задача. В общем случае, для качественного приема необходимо серьезное оборудование, слишком дорогое для одного пользователя. Жильцы многоквартирного дома могут позволить себе установить хорошее оборудование и заплатить за качественный монтаж.
  •  Обслуживание. Поддержание индивидуальной системы в рабочем состоянии - забота только ее владельца. Такие системы либо вообще не обслуживаются, либо у каждого жильца есть свой «мастер», который следит только за «своей» системой. В результате в одном доме сосуществуют несколько систем, построенных разными фирмами, на разном оборудовании и в разное время. Как правило, какая-либо документация и маркировка отсутствуют. Каждый «мастер», впервые придя в дом, вынужден разбираться с мешаниной кабелей в слаботочных щитках. Коллективная система монтируется по заказу ТСЖ, управляющей компании или компании-застройщика, по утвержденной проектной документации, и в дальнейшем обслуживается квалифицированным персоналом.
  •  Внешний вид здания. Разнокалиберные, установленные в разных местах и разным способом индивидуальные антенны портят внешний вид здания. Очень часто управляющая компания или правление ТСЖ запрещают жильцам устанавливать какие-либо антенны на наружных стенах. Да это и не всегда возможно технически - например, на стеклянном фасаде или на стене, закрытой сайдингом. Бывает, что все окна квартиры выходят на северную сторону, где спутниковые антенны не могут работать в принципе. Конечно, можно установить индивидуальные антенны на крыше, но там место, как правило, ограничено. Кроме того, от каждой индивидуальной антенны должен спускаться в квартиру абонента как минимум один кабель. В современных жилых домах в одном подъезде может быть 100 и более квартир - такое количество кабелей не вместит ни один кабельный «стояк». С коллективной системой все проще: место для одной-двух спутниковых антенн найдется всегда, а общих, «магистральных» кабелей в вертикальных кабельных каналах нужно будет проложить от 1 до 9 (в зависимости от выбранной технологии и количества принимаемых спутников) - это уже вполне реально.
  •  Отсутствие дополнительных кабелей. Пользователь индивидуальной антенны обычно прокладывает от своих антенн отдельные кабели. Если антенна смонтирована за окнами квартиры, для кабелей нужно сверлить наружную стену. Через дырку снаружи попадает холодный воздух и пыль, а если она просверлена неграмотно, во время дождя из нее может вытекать вода. В коллективной системе в квартиру абонента заходит единственный кабель, по которому доставляются сигналы и спутникового, и обычного телевидения. Он прокладывается по «штатному» пути - от слаботочного этажного щитка на лестничной площадке. В подавляющем большинстве случаев к коллективной системе можно подключить уже существующую квартирную разводку, доработав ее по минимуму, без прокладки новых кабелей (только заменив абонентские розетки и делители). То есть, для подключения к коллективной системе в квартире не нужно проводить «грязные» монтажные работы и нарушать существующую отделку.
  •  Возможности модернизации. Коллективные системы легко масштабируются. Например, в коллективную систему для приема обычного телевидения и НТВ-Плюс можно добавить спутниковые каналы высокой четкости (например, пакет «Платформа HD»). Для этого достаточно установить одну дополнительную тарелку, и каналы с добавленного спутника автоматически станут доступными всем абонентам системы. С индивидуальными системами так не получится - дополнительную антенну придется устанавливать у каждого абонента. Коллективную систему легко расширить и по охвату. Например, если система смонтирована на один подъезд жилого дома, можно подключить к ней другие подъезды, просто проведя в них кабели. Современные технологии позволяют доставить сигналы от спутниковых антенн по волоконно-оптическим кабелям даже в соседние дома. Эта технология особенно актуальна для дачных и коттеджных поселков. В таких поселках здания невысокие, и зачастую спутники закрыты близко расположенным лесом. Коллективная система позволит установить один антенный пост на весь поселок и «оптикой» подключить к нему отдельные дома. Один и тот же волоконно-оптический кабель можно использовать для подключения телевидения, телефонов и высокоскоростного Интернета.

Учитывая преобладание многоэтажной застройки в городе, целесообразно в данном случае проектировать системы коллективного приема телевидения, приемные антенны которых размещают на многоэтажных зданиях.

Рис.2.1.1. Система коллективного приема каналов эфирного телевидения

Для качественного коллективного приема абонентами каналов эфирного телевидения, в большинстве случаев является (рис. 2.1.1) . Головная канальная станция прямого усиления предназначена для усиления и выравнивания радиосигналов эфирного телевидения в диапазоне 47-862 МГц.

Рис. 2.1.2. Система коллективного приема эфирного телевидения с применением головной станции прямого усиления.

При строительстве новой распределительной домовой сети большой интерес представляет возможность коллективного приема каналов спутникового телевидения (рис. 2.1.2). Данная услуга освобождает абонентов от необходимости затрат на монтаж индивидуальных спутниковых тарелок (но не от покупки ресиверов и карт доступа к закрытым каналам), а так же от обслуживания антенных систем. Строительство  системы коллективного приема спутникового телевидения позволяет не загромождать фасад здания, зачастую представляющего архитектурную и историческую ценность, обилием разнокалиберных спутниковых тарелок.

Самой простой и довольно распространенной является схема трансляции в распределительной сети кодированных цифровых пакетов НТВ Плюс в SAT диапазоне (950-2150 МГц). Для просмотра каналов НТВ Плюс абоненту необходим спутниковый цифровой ресивер и карточка доступа.

В схеме на рис. 2.1.2 помимо оборудования для приема эфирных каналов используется офсетная спутниковая тарелка со специальным конвертером, модулятор, служащий для разделения в частотном диапазоне радиосигналов разных поляризаций, усилитель SAT диапазона, а также специальный кабель и ответвители работающие в диапазоне 47-2100 МГц.

Рис.2.1.3. Система коллективного приема ТВ с нескольких спутников

Для приема каналов телевидения с нескольких спутников зачастую применяется система построенная на мультисвичерах.

 Такая схема позволяет принимать, например пакеты программ со спутников НТВ Плюс, Hot Bird, Astra. Выбор того или иного канала приема программ происходит при помощи управляющего сигнала с абонентского ресивера.

Для многоквартирного жилого дома более экономически выгодной является  система с использованием головной станции для приема цифровых каналов спутникового телевидения. На головной станции помимо оборудования для приема и усиления каналов эфирного телевидения, устанавливается оборудование для приема цифровых пакетов программ с разных спутников и их комбинирования в SAT-диапазоне. 

Рис. 2.1.4. Система коллективного приема с использованием ресиверов

Дополнение головной станции прямого усиления современными цифровыми ресиверами позволяет размещать спутниковые каналы в эфирном диапазоне для просмотра их на обычном телевизоре без применения абонентами дополнительных устройств.

2.2. Особенности конверторов для коллективного приема

Эти особенности связаны с тем, что спутниковое вещание осуществляется в различных частотных поддиапазонах и с различными направлениями поляризациями излучения. Различные поляризации используются как в С, так и в Ku – диапазоне (вертикальная и горизонтальная линейные или правосторонняя и левосторонняя круговые). Ширина диапазона С составляет всего 500 МГц (3,7 – 4,2 ГГц) и весь С - диапазон переносится в диапазон входных частот стандартного ресивера (950 – 2150 МГц) одним гетеродином с частотой 5,15 ГГц. Ширина полосы частот, занимаемой Ku – диапазоном, более 2 ГГц (10,7 – 12,75 ГГц), это больше ширины полосы входных частот ресивера. Поэтому перенести сигнал всего Ku – диапазона в диапазон входных частот ресивера одним гетеродином невозможно.

Для индивидуального приема сигналов в разных поддиапазонах и с разными поляризациями, как правило, используются переключаемые конверторы. Переключение поляризации осуществляется изменением питающего напряжения конвертора с 13В (вертикальная, правая круговая) до 18В (горизонтальная, левая круговая). Для переключения гетеродинов конверторов используется тоновый сигнал (меандр) 22 кГц с амплитудой 0,6 В, который добавляется к напряжению питания (тона нет – работает нижний гетеродин, F=9750 МГц, прием в поддиапазоне 10,7 – 11,8 ГГц; тон есть – работает верхний гетеродин, F=10600 МГц, прием в поддиапазоне 11,55 – 12,65 ГГц). Такие конверторы известны под названием Universal. Управляющие сигналы 13/18В и 0/22 кГц поступают от ресивера по радиочастотному кабелю.

Использовать переключаемые конверторы для коллективного приема нельзя. Действительно, если конвертор используется коллективно, и два разных абонента выбирают каналы с разной поляризацией и/или из разных поддиапазонов, в системе возникает конфликт. Конвертор будет переключаться в режим, соответствующий приоритетному управляющему сигналу. Режим работы 13В 0 кГц (вертикальная поляризация, нижний поддиапазон) имеет низший приоритет, затем следует режим 13В 22 кГц, затем 18В 0 кГц, и, наконец, режим, соответствующий комбинации 18 В 22 кГц – высший приоритет. Это значит, что, если такой конвертор непосредственно подключен к нескольким ресиверам, и один из абонентов включил канал верхнего поддиапазона с горизонтальной поляризацией, остальные абоненты сети смогут принимать только каналы этой поляризации и этого поддиапазона. Разумеется, это недопустимо.

При коллективном приеме должен быть обеспечен одновременный независимый прием сигналов с обеими поляризациями и в обоих поддиапазонах, – разумеется, если на спутнике присутствуют такие сигналы, и если есть необходимость их принимать. Например, для приема сигналов спутника Экспресс-6 (80,0 Е) вышесказанное не актуально – все каналы работают с одной поляризацией – правосторонней круговой. Один конвертор, настроенный на прием этой поляризации, можно подключать к нескольким ресиверам через обычный делитель мощности (сплиттер), конфликта не возникнет. Каналы со спутников ГАЛС, МОСТ-1 (36,0Е) расположены только в верхней части Ku – диапазона, все они обрабатываются одним гетеродином, поэтому в коллективной системе необходимо обеспечить прием двух сигналов – левосторонней и правосторонней круговой поляризации. Самый сложный вариант – прием спутников Hot Bird (13,0E), Intelsat 707/THOR (1,0W), где необходимо одновременно принимать четыре сигнала – обе поляризации и оба поддиапазона.

Для одновременного приема применяются два технических решения:

  •  Используется волноводное устройство – разделитель поляризаций (ортоплексор). Такое устройство имеет круглый волноводный фланец на входе, – к нему крепится облучатель антенны, и два прямоугольных фланца на выходе – на них устанавливаются конверторы для приема горизонтальной и вертикальной поляризации. Такая система несколько громоздка, вносит довольно большие потери и не решает проблему с одновременным приемом в двух поддиапазонах (в Ku – диапазоне). В настоящее время волноводные разделители поляризаций используются в основном для приема в С- диапазоне, например, для приема со спутников Intelsat 703 (57°E), Asiasat-2 (100.5°E).

Рис.5.1.1. Ортоплексор для Ku-диапазона внешний вид.

  •  Используются специальные конверторы для коллективного приема с двумя (Twin) или четырьмя (Quadral) выходами. У конверторов Quadral за каждым выходом закреплен один поддиапазон и одна поляризация, управляющие сигналы 13/18В и 0/22 кГц таким конвертором игнорируются. Конверторы Quadral можно без ограничений использовать для коллективного приема любого спутника, работающего в Ku – диапазоне. Конверторы Twin, как правило, представляют собой два конвертора Universal в одном корпусе, каждый из двух выходов может быть независимо переключен на прием любого поддиапазона любой поляризации. Такой конвертор предназначен для коллективного использования антенны двумя абонентами. В принципе, можно использовать его и в более сложных системах коллективного приема, если есть возможность подать на него нужные управляющие сигналы.

Рис.2 Конвертор типа Quatro fiks flange

  1.  
    ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЦИФРОВОЙ РАДИОЛИНИИ Г.БЕЛГОРОД – Г.СТРОИТЕЛЬ

3.1. Построение профилей пролета

Исходные данные для построения пролета.

Таблица № 1. Высотные отметки рельефа местности

 

k

h, (м)

R, (км)

0

0

138

0

1

0,042

125

1

2

0,083

129

2

3

0,125

146

3

4

0,167

165

4

5

0,208

175

5

6

0,25

189

6

7

0,292

192

7

8

0,333

196

8

9

0,375

200

9

10

0,417

202

10

11

0,458

178

11

12

0,5

179

12

13

0,542

178

13

14

0,583

176

14

15

0,625

175

15

16

0,667

165

16

17

0,708

170

17

18

0,75

187

18

19

0,792

185

19

20

0,833

199

20

21

0,875

207

21

22

0,917

214

22

23

0,958

220

23

24

1

225

24

Таблица № 2. Градиенты диэлектрической проницаемости

 N

Среднее значение,           g  ( 1/м )

Стандартное отклонение,       σ( 1/м )

 

-10.010-8

 8.010-8

Эквивалентный радиус Земли:

где a - геометрический радиус Земли (6370 км),

g - вертикальный градиент диэлектрической проницаемости атмосферы (1/м).

м.

Определяем радиус кривизны Земли:

 (1)

Где:

Y – высота параболы (м) на относительной координате k;

R0 – протяженность пролета, м

аэкв – эквивалентный радиус Земли, м

Таблица № 3. Высотные отметки рельефа местности с учетом кривизны Земли

 

k

h, (м)

R, (км)

Y, м

0

0

138

0

0,00

1

0,042

125

1

1,23

2

0,083

129

2

2,35

3

0,125

146

3

3,37

4

0,167

165

4

4,28

5

0,208

175

5

5,08

6

0,25

189

6

5,78

7

0,292

192

7

6,36

8

0,333

196

8

6,84

9

0,375

200

9

7,22

10

0,417

202

10

7,49

11

0,458

178

11

7,65

12

0,5

179

12

7,70

13

0,542

178

13

7,65

14

0,583

176

14

7,49

15

0,625

175

15

7,22

16

0,667

165

16

6,84

17

0,708

170

17

6,36

18

0,75

187

18

5,78

19

0,792

185

19

5,08

20

0,833

199

20

4,28

21

0,875

207

21

3,37

22

0,917

214

22

2,35

23

0,958

220

23

1,23

24

1

225

24

0,00

Таблица № 4. Местные предметы профиля

№ МП

r1(i), км

r2(i), км

h(i), м

Вид МП

1

18,43

19,92

10

Просеки и лесополосы

2

20,93

22,88

10

Просеки и лесополосы

Рис. 3.1.1. Вид профиля пролета с указанием высотных отметок и влияния кривизны Земли (таблица1,3)

Рис. 3.1.2. Вид профиля пролета с указанием местных предметов (таблица 4)

  1.  Выбор высот подвеса антенны

После вычерчивания профилей интервалов необходимо определить ориентировочные значения высот подвеса антенн. При этом необходимо руководствоваться величиной просвета между линией прямой видимости и профилем трассы.
  Основным критерием для расчета высоты подвеса антенн на пролете является условие отсутствия экранировки препятствиями минимальной зоны Френеля при субрефракции радиоволн. Известно, что основная часть энергии передатчика распространяется в сторону приемной антенны внутри минимальной зоны Френеля, представляющий эллипсоид вращения с фокусами в точках передающей и приемной антенн. Ориентировочное значение просвета систем связи должно быт численно равно радиусу первой зоны Френеля, которая определяется по формуле:

H0= (2)

Рассчитаем радиус минимальной зоны Френеля:

H0= (3)

где     k=R1/R0;  (4)

k = 21/24 = 0,86

H0=

Просвет должен быть равен радиусу минимальной зоны Френеля:

(5)

Выберем просвет с учетом рефракции:

                                         H(g+) = H(0) + H(g+)                                  (6)

                     где    H(g+) = -R02/4*(g+)*k(1-k)                                     (7)

           H(g+) = -(24*103)2/4*(-10*10-8+8*10-8)*0,86*(1-0,86) =0,35 м

                                      H(0) = H0 -H(g+)                                               (8)

                                      H(0) = 20,1-0,35=19,76 м

                                      H(g+) = 19,76+0,35=20,1 м

Таким образом просвет с учетом рефракции:

H(g+) = 20,1 м,

а просвет без учета рефракции:

H(0)=19,76 м.

Высота мачты ОРТПЦ Белгорода – 182 метра, а средняя высота зданий в Строителе  - ~18 м.

Высоты подвеса антенн определяются из профиля трассы (рисунок 8). Для этого откладываем по вертикали от критической точки рассчитанный просвет.

Рис. 3.2.1. Выбор высоты подвеса антенны с учетом радиуса минимальной зоны Френеля (с учетом просвета)

Из рисунка 8 видно, что: ,

Для уменьшения потерь в фидере уменьшим высоту передающей антенны на 82 м. Следовательно , (рисунок 9).

Рис. 3.2.2. Выбор высоты подвеса антенны

  1.  Минимально допустимый множитель ослабления

Произведем расчет к.п.д. антенно-фидерного тракта по формуле:

,  (9)

где  - общее затухание АФТ.

Для того чтобы рассчитать минимально допустимый множитель ослабления нужно вычислить постоянные потери мощности сигнала на пролете, которые определяются потерями в тракте распространения L0 (потерями в свободном пространстве) и потерями в антенно-фидерном тракте Lф.

                                         L0 = [/(4R0)]2                                                     (10)

                         L0 = [0,4202/(4*3,14*24*103 )]2 = 1,94*10-12

Коэффициент усиления передающей антенны в стандарте DVB-T

Gпер = 6 дБ (11)

Коэффициент приемной антенны для коллективного приема в стандарте DVB-T:

Gпр = 14 дБ

Находим потери мощности сигнала в антенно-фидерном тракте. В качестве горизонтального фидера  используется коаксиальный кабель длиной 100 м на станцию с погонным затуханием г = -0,08 дБ/м. Потери в элементах антенно-фидерного тракта составляют -2,5 дБ.

                                            Lф = г*lг - 2,5                                                 (12)

                                Lф = -0,08*100 - 2,5 = -10,5 дБ

                                Lпост = 10lg[/(4R0)]2 + Lф + 2Gпер                               (13)

                       Lпост = 10lg[0,4202/(4*3,14*24*103)]2 -10,5+12= -68,18 дБ

Минимально допустимый множитель ослабления для телевизионного Vmin тв ствола:

                                           Vmin тв = 49 - Kтв - Lпост        (14)

                           (15)

                                 Vmin тв = 49 – 137,4 + 68,18 = -20,22 дБ

  1.  Суммарная вероятность ухудшения качества связи

Суммарная вероятность ухудшения качества связи на линии из-за глубоких замираний сигнала на одном из пролетов обуславливается в общем случае тремя причинами:

а) Экранировкой препятствиями минимальной зоны Френеля при

    субрефракции радиоволн T0(Vmin)

б) Интерференцией в точке приема прямого луча и лучей отраженных от

    слоистых неоднородностей тропосферы Tинт(Vmin)

в) Ослаблением сигнала из-за дождей Тд(Vmin)

Таким образом:

                               Tпр(Vmin) = T0(Vmin) + Tинт(Vmin) + Tд(Vmin)                 (16)

Определяем среднее значение просвета на пролете:

                                              H(g) = H(0) + H(g)                                     (17)

                                  где    H(g) = -(R02/4)g*k(1-k)                                (18)

                               H(g) = -(24*103)2/4*(-10*10-8)*0,86*(1-0,86) = 0,52м

                                          H(g) = 19,76+0,52 = 20,28м

Относительный просвет:

                                         р(g) = H(g)/H0 = 20,28/19,76= 1,03                       (19)

Вероятность ухудшения качества связи на радиолинии из-за экранировки препятствием минимальной зоны Френеля при субрефракции радиоволн зависит от формы верхней части препятствия. Для унификации расчетов принято аппроксимировать препятствие любой формы сферой. Параметр , характеризующий аппроксимирующую сферу, определяют следующим образом:

                                          =  *                        (20)

               где   l = r/R0 = 0,42/24 =0,0175 ;                = y/H0 = 1,             (21)

r – ширина препятствия, R0 – длина трассы.

                               =  *  = 0,258

Из графика рисунок 11 определяем множитель ослабления V0 при Н(0)=0

Рис. 3.4.1. Зависимость V0 от параметра препятствия

                                                V0 = -39 дБ

Рассчитаем значение относительного просвета p(g0) , при котором наступает глубокое замирание сигнала, вызванное экранировкой препятствием минимальной зоны Френеля.

                                            p(g0) = (V0 - Vmin)/V0                                      (22)

                                   p(g0) = [ -39 – (-20,22)]/-39 = 0,48

Рассчитаем параметр

                                           = 2,31 * A[p(g) - p(g0)]                                 (23)

                         где           А = 1/ *                            (24)

                      A = 1/(8*10-8 )*  = 2,16

                                 = 2,31 * 2,16 * [1,03 – 0,48] = 2,74

Из графика рисунок 12 определяем значение T0(Vmin):

Рис. 3.4.2. График для определения

                                                   T0(Vmin) 0,3 %

Расчет величины Tинт(Vmin) на пересеченном пролете определяется только замираниями из-за отражений радиоволн от слоистых неоднородностей тропосферы.

                                        Tинт(Vmin) = Vmin2 * T()                                   (25)

                       где           Vmin - в относительных единицах

                                                 Vmin = -20,22 дБ

                                                 Vmin =100,05* Vmin =0,097

                                      T() = 4,1*10-4** *                               (26)

                где        = 1    для сухопутных трасс

                              R0 - в километрах

                              f - в гигагерцах

                                   T() = 4,1 * 10-4 * 242 * = 0,14 %

                                  Tинт(Vmin) = (0,04)2 * 0,14 = 2,24*10-4 %

Предельно допустимая интенсивность дождя J для данного пролета определяем по известному значению Vmin = -20,22 дБ

                                                         J =70 мм/ч

По найденной интенсивности дождя определяем Тд(Vmin) по графику рисунок 13.

Рис. 3.4.2. Статистическое распределение среднеминутных значений интенсивности дождя (3а – средняя полоса Европейской территории РФ)

                                                    Тд(Vmin) 0,007 %

Суммарная вероятность ухудшения качества по формуле (16):

Tпр(Vmin) =0,3 +2,24*10-4 +0,007 = 0,3%         (*)

=0,3%

Допустимый процент времени ухудшения качества связи для всей радиолинии:

                                       Tдоп(Vmin) = 0,1 % * L/2500                       (27)

                  где        L - длина трассы       L = 24 км

                                   Тдоп(Vmin) = 0,1 * 24/2500 = 0,00094%

Связь на радиолинии считается устойчивой, если выполняется неравенство:

                                                                   (28)

0,3%≤0,00094%

Неравенство в данном случае не выполняется. Связь будет неустойчивой из -за быстрых интерференционных замираний (видно из формулы (*) Tинт(Vmin) имеет завышенное значение).

Для борьбы с такими замираниями применяют разнесенный прием, который обладает следующими основными достоинствами:

  •  При наличии сильных переотражений он дает существенный выигрыш в качестве канала (а значит, и в производительности, так как можно использовать менее помехоустойчивую модуляцию).
  •  Повышается эффективность борьбы с флуктуациями уровня сигнала (поскольку замирания крайне редко происходит одновременно во всех каналах, принимаемых несколькими антеннами).
  •  Использование метода не требует каких-либо модификаций передатчика и протоколов более высоких уровней.
    1.  Расчет энергетического потенциала радиолинии

Определим ослабление сигнала в свободном пространстве:

                                                   (29)

тогда суммарное ослабление на радиолинии:

                        (30)

Уровень сигнала на входе приемника:

                                        (31)

Для обеспечения устойчивой связи на трассе радиолинии необходимо выполнение следующего условия:

                ,                            (32)

где Pмин.пр - чувствительность приемника.

37дБ>-49дБ

  1.  
    ПРИЕМ СИГНАЛА ТВ СО СПУТНИКА

Благодаря цифровому качеству изображения, стереозвуку, возможности смотреть огромное количество телеканалов на всех языках мира, а также доступу из любой, даже малодоступной, географической точки спутниковое телевидение стало невероятно популярно.

Различные компании предоставляют широкий спектр услуг по интеграции оборудования в области цифрового и эфирного спутникового телевидения. Специалисты, которых:

  •  обеспечивают монтаж систем индивидуального и коллективного приема спутникового телевидения вплоть до систем кабельного телевидения различных стандартов (HDTV, DVB-S, DVB-S2, DVB-C, DVB-T, DVB-H);
  •  проводят работы по построению интерактивных систем просмотра спутникового телевидения (IPTV);
  •  осуществляют установку и настройку спутниковых систем приема-передачи данных (спутниковый интернет, VSAT, спутниковое ТВ);
  •  обеспечивают консультационное сопровождение клиентов с момента обращения в компанию до полной установки и настройки оборудования;
  •  обеспечивают техническую поддержку и сопровождение;
  •  помогают в выборе оптимального для абонента комплекта оборудования для спутникового телевидения или интернета, а также подбор тарифного плана.
  •  Гарантируют сервис от доставки, установки до настройки всего оборудования спутникового ТВ.

Для приема сигналов со спутника необходимо знать координаты места, чтобы рассчитать азимут и угол места приемной антенны, направленной на этот спутник. Кроме этого, зная зону покрытия спутника, имеется возможность определить оптимальный размер спутниковой антенны для приема.

4.1. Зоны покрытия наиболее популярных спутников

Спутниковое вещание ведется из центра трансляции телекомпании через искусственный спутник земли на антенну коллективного приема телевидения. Все спутники находятся на постоянной орбите над экватором земного шара, каждый спутник находится на определенном градусе системы координат и имеет отклонение не более нескольких градусов. Зона покрытия зависит от нахождения спутника и направленности луча. Для примерного определения того, находитесь ли Вы на территории покрытия спутника можно воспользоваться предоставленными картами, более точно определить качество сигнала можно только проведя замер с использованием спутниковой антенны и тестового оборудования.

В настоящее время уверенное лидерство держат популярные спутники Hot-Bird и Eutelsat W4/W7. Каналы, предоставляемые с этих спутников, в основном ориентированы на частных потребителей (много открытых каналов и прием возможен на антенны маленького диаметра).

4.1.1. Зона покрытия спутника Eutelsat W4/W7 (360в.д.)

Рис. 4.1.1. Зона покрытия спутника Eutelsat W4/W7

С данного спутника ведут вещание два лидера отечественного спутникового телевидения - НТВ плюс и Триколор ТВ. Как видно на карте зона покрытия направлена в центральную часть России и благодаря мощности транслируемого сигнала есть возможность уверенного приема на антенну диаметром от 50 сантиметров. Для вещания на территории Сибирского, Уральского и частей Дальневосточного федеральных округов Триколор ТВ использует спутник Bonum 156 градусов восточной долготы.

4.1.2. Зона покрытия HotBird (130в.д.)

Основным направлением вещания трех спутников HotBird является Европа, поэтому на территории России необходимо использование антенны диаметром от 90 см и выше (в зависимости от региона).

 

Рис. 4.1.2. Зона покрытия спутника HotBird.

4.2. Выбор спутника и расчет азимута и угла места

Ниже приведены координаты города Строитель и спутников Hot-Bird и Eutelsat W4/W7.

Таблица №5. Координаты города Строитель и спутников Hot-Bird и Eutelsat W4/W7.

Северная широта

Восточная долгота

г. Строитель

50047’11”

36028’12”

Hot-Bird

-

130

Eutelsat W4/W7

-

360

Наиболее уверенный прием телевизионного сигнала осуществляется со спутника серии Eutelsat W4/W7, т.к. он охватывает большую часть территории России и Белгородская область находится на территории приема с максимальной мощностью. Стоит обратить особое внимание на новейший спутник Eutelsat W7. Данный спутник имеет те же параметры вещания, что и у Eutelsat W4, каналы с которого принимает абсолютное большинство зрителей спутникового телевидения в России – 360в.д., Ku-диапазон, круговая поляризация, высокая мощность сигнала. Спутник вещает на территории, на которой проживает более 80% населения России. Очень важно то, что гарантированный срок службы спутник Eutelsat W7 составляет 15 лет, а значит это гарантирует долгосрочную стабильную работу проектируемых систем без перенастройки на другие спутники.

Некоторые особенности данного спутника Eutelsat W7:

  •  Техническая аудитория спутника – 15 миллионов домохозяйств (абоненты российских операторов спутникового телевидения «НТВ-ПЛЮС» и «Триколор-ТВ», а также большинства кабельных и IP-TV сетей России).
  •  Прием канала осуществляется на абонентскую тарелку диаметром 40-60 см. в Европейской части России, на Урале и в Тюменской области.
  •  Вещание в стандартах DVB-S/MPEG2, прием каналов на любые спутниковые ресиверы.

Вычисление угла места и азимута для города Строитель на спутник Eutelsat W7 осуществляется с помощью программы Satellite Antenna Alignment 2.65.

Для этого необходимо ввести известные координаты города и спутника в программу, а также диаметр антенны.

Исходя из карт зоны покрытия спутника, можно выбрать офсетную антенну необходимого диаметра.

Для спутника Eutelsat W7 используется антенна диаметром 50 см:

 

Рис.4.2.1. Расчет азимута и угла места для спутника Eutelsat W4/W7

Программой вычислены угол места и азимут в Строителе для антенны, направленной на спутник Eutelsat W7 (360 ), а также требуемые углы наклоны и подъема на спутник.

       Рис. 4.2.2. Углы наклона и подъема на спутник

Таблица №6. Угол места и азимут, вычисленные программой.

Спутник

Угол места

Азимут

Eutelsat W7

31.8280

180.6070

  1.  
    РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ СЕТЬ ТЕЛЕВЕЩАНИЯ ДЛЯ ГОРОДА СТРОИТЕЛЬ

В городе Строитель есть несколько микрорайонов с многоэтажной застройкой, в которых здания расположены друг к другу достаточно плотно. Расположив головную станцию на одном из высоких зданий в центре микрорайона, появляется возможность обеспечить цифровым телевидением не только многоэтажные дома, но и частные секторы.

Для этого необходимо для микрорайонов с многоэтажными зданиями спроектировать систему коллективного приема телевидения для больших объектов, а на головной станции этой системы расположить передатчик MVDS, который бы открывал доступ к цифровому телевидению абонентам в частных секторах города.

Анализ местности города показывает, что наиболее целесообразно расположить головную станцию на девятиэтажном доме в микрорайоне рядом со старым стадионом. Это позволит обеспечить все частные секторы города в радиусе до 5 км качественным цифровым телевидением.

Рис. 5.1. Схема расположения головных и базовых станций

5.1. Система коллективного приема телевидения для больших объектов

В принципе, это технология сетей кабельного телевидения, но в упрощенном варианте она успешно используется и в коллективных спутниковых системах. Например, если абоненты находятся на значительных расстояниях друг от друга (коттеджный поселок), или если нужно организовать коллективный прием спутниковых программ в существующей обычной кабельной сети, непригодной для работы в спутниковом диапазоне.

Рис.5.1.1. Цифровое кабельное телевидение (DVB-C)

Сигналы спутникового телевидения поступают на вход головной станции, состоящей из модулей трансмодуляторов, которые преобразуют сигналы цифрового спутникового телевидения (DVB-S, DVB-S2) в сигналы кабельного цифрового телевидения (DVB-C). Кабельные цифровые каналы формируются в диапазоне обычного телевидения, на метровых или дециметровых волнах, поэтому их можно доставлять абонентам через классические кабельные сети, коаксиальные или оптико-коаксиальные. В телевизионном диапазоне потери в кабелях намного меньше, чем на спутниковых частотах. Это позволяет строить очень большие коллективные системы, до микрорайона, поселка и даже города. Правда, для приема спутниковых программ абоненту нужен специфический кабельный цифровой ресивер - он немного отличается от спутникового и стоит несколько дороже.

Особенности цифровой СКПТ в виде упрощенного варианта цифрового кабельного телевидения (DVB-C):

  •  систему можно использовать для коллективного приема программ нескольких разных спутников
  •  можно строить протяженные системы с очень большим количеством абонентов
  •  можно легко интегрировать систему в существующую распределительную сеть для обычного (эфирного или кабельного) телевидения. При этом сама сеть не требует никакой переделки, не нужны даже специальные абонентские розетки.

Данная СКПТ обеспечивает прием и распределение местных эфирных программ и дополнительных программ со спутников в пределах небольшого города, микрорайона, поселка. Телевизионный сигнал от головной станции по Волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС) и магистральному кабелю распределяется до оптических узлов (ОУ) и Систем Коллективного Приема (СКП).

Рис.5.1.2. Структура системы коллективного приема для больших объектов

Технические решения для данной СКПТ:

  •  Антенный пост эфирного телевидения комплектуется, в зависимости от местного частотного плана, антеннами эфирного приема (Cober: 30150, 31110, 38680).
  •  Антенные посты спутникового телевидения комплектуются в зависимости от мощности сигнала и формата принимаемых каналов.
  •  Головная станция PolyMaster (Polytron), укомплектованная модулями эфирных конверторов и спутниковых приемников, в зависимости от количества и формата источников сигналов.
  •  Оптические передатчики прямого канала (Axera, Motorola, Harmonic, Wisi и т.п.) устанавливаются на головной станции и выбираются по количеству и мощности в зависимости от топологии и бюджета ВОЛС.
  •  Волоконно-оптические кабели с одномодовыми волокнами (НФ "Электропровод", ЗАО "Севкабель-Оптик" и т.п.) выбираются в зависимости от способа прокладки (воздушные переходы, подземная канализация и др.) и по количеству используемых волокон.
  •  Оптические муфты, кроссовые шкафы, пассивные элементы ВОЛС, "патчкорды" и "пигтейлы" отечественного или импортного производства.
  •  Оптические узлы (ОУ) (Axera, Motorola, Harmonic, Wisi и т.п.) устанавливаются количеству СКП, подключаемых к ОУ. В последнее время прослеживается тенденция к уменьшению абонентов, подключаемых к ОУ (ОУ на дом).
  •  Коаксиальная часть СКТ может представлять собой СКП на один или несколько домов, соединенных кабелем типа RG-11 по воздушным перекидкам или в подземной канализации.
  •  Магистральные и домовые усилители Polytron устанавливаются в местах, определенных проектом в специально отведенных местах.
  •  Пассивные элементы кабельной магистральной и домовой разводки Transmedia.
    1.  Система MVDS и ее реализация

MVDS (Multipoint video distribution system) представляет собой широкополосную систему беспроводных телекоммуникаций типа «точка - многоточка», основным предназначением которой является передача видео (в т.ч. ТВ-программ). Сегодня в системе MVDS к видео сигналу с помощью IP - инкапсулятора можно добавить Internet, голос по IP и другие типы сервисов. Поэтому постепенно стираются различия между системами LMDS и MVDS, хотя первоначально первая из них предназначалась для широкополосной передачи в основном данных, а вторая (MVDS) – только видео [17].

MVDS можно перевести как «многоточечная распределительная система видео». По своей сути MVDS - это сотовая система передачи информации для фиксированных абонентов на основе радиоканала миллиметрового диапазона волн. По принципу своей организации MVDS копирует принцип организации сети в мобильной сотовой связи. Для покрытия определенной территории (обычно города) разворачивается сеть перекрывающихся сот, в центре каждой из которых устанавливается базовая станция (БС). Одна БС позволяет охватить район в виде окружности (в реальности – это многоугольник) с радиусом в несколько километров и подключить несколько тысяч абонентских станций (АС). Сами БС объединяются друг с другом высокоскоростными наземными каналами связи либо радиоканалами.

В последнее время все большее внимание уделяется системам беспроводной передачи на частотах выше 20 ГГц. В этой области стандартно используются диапазоны 25-32 ГГц и 40,5-42,5 ГГц.

 Наиболее привлекательным качеством систем MVDS является ширина предоставляемого диапазона — 2 ГГц.

Однако распространение сигналов в области 40 ГГц имеет свои особенности, которые во многом определяют специфику построения систем MVDS. Затухание миллиметровых волн в атмосфере значительно выше, чем метровых и дециметровых, и сильно зависит от климатических воздействий.

Еще одной особенностью волн этого диапазона является прямолинейность их распространения. Они не способны огибать даже небольшие препятствия, а напротив — отражаются от них практически без искажений. Практика показала, что на частоте 40 ГГц удовлетворительно принимаются сигналы, прошедшие 4-кратное отражение. Это свойство может использоваться при проектировании высокочастотных систем раздачи сигнала.

Малый радиус распространения миллиметровых волн определил применение техники MVDS в сетях с маломощными передатчиками, построенных по сотовому принципу. Широкая полоса в сочетании с сотовой структурой делает эту технику очень подходящей для организации интерактивных мультимедийных сетей, включающих телевидение, телефонию, видеоконференции, высокоскоростной доступ к Интернет и передачу данных.

Аппаратура MVDS может использоваться как самостоятельно, так и в составе гибридных кабельных сетей, для организации последней мили.

В системах MVDS могут применяться как аналоговый, так и цифровой способы передачи информации, а также различные системы модуляции. Однако для целей построения мультимедийных сетей актуальна разработка чисто цифровых систем, совместимых со стандартами DVB-С или DVB-S. 

Можно выделить 2 типа систем: кабельные и спутниковые. [17]

В «кабельном» типе систем применяются QAM модуляция и ширина каналов 8 МГц, а в «спутниковом» — QPSK модуляция и ширина канала 36-40 МГц.

Спутниковый вариант MVDS позволял передавать до 30 ТВ каналов стандартного качества и обеспечивал прием сигнала на 25-сантиметровую рупорную антенну в радиусе 10 км, а кабельный — до 100 каналов, но на расстояние до 4.5 км при условии приема на 60-сантиметровую антенну.

Спутниковый вариант MVDS также имеет свои преимущества. Он больше подходит для раздачи спутникового сигнала. Кроме того, и это самое главное, он позволяет формировать ячейки большего радиуса, что приводит к экономии дорогостоящих передатчиков. Этот вариант больше подходит для сельской местности с малой плотностью застройки.

Мультимедийная сеть MVDS строится на базе головной станции. При формировании информационных потоков могут использоваться самые разнообразные источники — Интернет, эфирные, кабельные и спутниковые телевизионные каналы, различные местные источники информации. Аналоговые сигналы преобразуются в цифровой вид в MPEG-2 кодерах. Формирование сервисной информации, канальное кодирование и модуляция осуществляются в соответствии с одним из двух стандартов — DVB-С или DVB-S.

На рисунке 5.2.1 изображена типичная структурная схема передающей и приемной частей системы MVDS. После формирования цифровых пакетов, каналы модулируются и объединяются для подачи к широкополосным передатчикам. Возможно также использование индивидуальных передатчиков. В передатчике спектр сигнала переносится в область 40 ГГц (это происходит за один или два этапа), усиливается и передается к антенне. Базовые станции могут оборудоваться набором секторных антенн. Это позволяет усилить мощность передаваемого сигнала, а также увеличить количество абонентов за счет повторного использования частоты и смены поляризации.

Рис. 5.2.1. Структурная схема системы MVDS.

Мощность твердотельных усилителей, применяемых в передатчиках MVDS, очень невелика. В канальных передатчиках она измеряется десятками мВт, а в групповых, предназначенных для передачи сотни каналов, — единицами Вт.

Раздача сигнала к сотовым передатчикам может производиться по оптоволокну, маломощным релейным линиям или с помощью самой MVDS.

У абонента устанавливается антенна, монтируемая на стене здания, малошумящий конвертер и стандартный ресивер. Для приема могут использоваться антенны различной конструкции - рупорные, микрополосковые или параболические.

Система цифрового телевидения MVDS в частных секторах реализуется по следующей схеме, показанной на рисунке 5.3.1, где реализована передающая часть и на рисунке 5.3.2, где показана реализация приемной части.

Сигналы миллиметрового диапазона практически не подвержены импульсным помехам и шумам ингрессии, которые могут создавать большие проблемы при приеме сигналов эфирного диапазона. Основной источник возможных помех — это отраженные сигналы собственного передатчика. Чтобы максимально застраховаться от нежелательного приема отраженных сигналов, используют приемные антенны с диаграммой направленности шириной до

Рис. 5.3.1. Схема передающей части системы MVDS

Рис. 5.3.2. Схема приемной части системы MVDS

десятков секунд. Для волн миллиметрового диапазона такую узкую диаграмму направленности могут обеспечить антенны совсем небольших размеров.

Перенос частоты из миллиметровой области в дециметровую проводится в один или два этапа. При этом возможны проблемы из-за высокой абсолютной нестабильности высокочастотного гетеродина конвертера и сильного ухода передаваемого сигнала. Их решением может быть стабилизация частоты гетеродина пилот-сигналом, вводимым на передающей стороне в общий поток. Этот принцип используется, например, в системах Technosystem, совместимых со стандартом DVB-С.

Конвертация сигнала на передающей стороне производится в два этапа. Сперва частота переносится в область 2.3-3.3 ГГц. На этом этапе используется фазовая автоподстройка частоты гетеродина конвертера и ввод пилот-сигнала, синхронизируемого по фазе тем же высокостабильным источником. На втором этапе частота переносится в область 40 ГГц. На приемной стороне конвертация сигнала происходит в обратной последовательности — сперва частота переносится в область 2.3-3.3 ГГц, после чего поступает во второй конвертер с фазовой автоподстройкой, где в качестве опорного используется пилот-сигнал, введенный на передающей стороне.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проектируемые в настоящее время цифровые системы спутникового, сотового, а также кабельного телевидения открывают необозримо широкие возможности для развития цифрового телевидения, которое обеспечивает устойчивый прием программ для телезрителей городов, регионов и небольших поселков.

В данном курсовом проекте была выполнена задача проектирования системы наземного телевизионного вещания, которая обеспечивала бы устойчивый прием программ цифрового телевидения на территории города Строитель.

Прием ТВ программ на головные станции г. Строитель осуществляется:

  •  с филиала ФГУП «РТРС» «Белгородский ОРТПЦ»;
  •  со новейшего спутника Eutelsat W7.

Цифровые программы доставляются телезрителям двумя путями:

  •  Жителям микрорайонов с многоэтажной застройкой ТВ контент доставляется посредством системы коллективного приема телевидения, которые имеют ряд преимуществ над системами индивидуального приема;
  •  Жителям частных секторов города ТВ контент доставляется посредством сотовых систем миллиметрового диапазона MVDS в радиусе до 10 км.

В помощь проектированию были использованы программы Prof edit, Satellite Antenna Alignment, Google Earth, DDRL, MATLAB R2007b.


СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1.  Ю.Б.Зубарев, М.И.Кривошеев и др., «Цифровое телевизионное вещание». М.: Научно-исследовательский институт радио (НИИР), 2001. 568 с.: ил.
  2.  http://vlobatch.narod.ru/RRL/MetRRL.htm
  3.  Системы связи и радиорелейные линии. Учебник для электротехнических институтов связи. Под ред. Н.И. Калашникова. – М.: Связь, 1977.
  4.  http://www.satcomservice.ru/kols.html#s323.
  5.  http://www.telesputnik.ru/archive/48/article/54.html.
  6.  . http://www.teleset.ru/oborud/tvkompgspm.htm
  7.  Журнал «Кабельщик» №57.
  8.  Журнал «MediaVision» Октябрь 2010 (8).
  9.  И.А.Сидоренко, «УМКД Цифровое телевидение», БелГУ.


Приложение 1

Характеристики спутника Eutelsat W7 и его зоны покрытия.

Приложение 2

Головная станция PolyMaster

Предназначена для крупных систем коллективного приема

  •  Универсальная головная станция ( ГС ), обеспечивающая прием аналоговых и цифровых спутниковых и эфирных программ, относится ко 2-му классу согласно CENELEC EN 50083-5.
  •  Станция содержит 6 независимых широкополосных входов, распределяющих эфирные или спутниковые каналы на 16 направлений. По 4-м входам может быть подано дистанционное питание13/18 В с током 1А на мачтовые антенные усилители или спутниковые конверторы.
  •  Рабочий диапазон спутниковых частот - 950-2400 МГц, эфирный 47-862 МГц. Станция имеет возможность транслировать в сеть сигналы во всем ТВ-диапазоне 47-862 МГц. Допустимый входной уровень 60-85 dB.
  •  Встроенный широкополосный усилитель мощности гарантирует выходной уровень не менее 108 dB для 16-ти каналов и 111 dB для 8-ми ( IMD і60 dB ).
  •  Гарантированное выходное отношение C/N свыше 55 dB позволяет использовать ГС в сетях на несколько тысяч абонентов.
  •  Станция имеет модульную конструкцию и может быть укомплектована 8-ю аналоговыми или цифровыми модулями. При использовании сдвоенных модулей может обеспечить трансляцию 16-ти аналоговых каналов.
  •  Корпус ГС монтируется в 19" стойку. На корпус выведены разъемы для каскадирования нескольких станций.
  •  Настройка канальных модулей производится с помощью встроенного программатора, имеющего 4-х разрядный дисплей.
  •  Питание станции осуществляется от сети переменного тока 220 ( 110 ) В 50 Гц

Базовый блок

  •  Шасси на 8 посадочных мест
  •  Питание на LNB по 1,3,5,6 входам
  •  Высокий выходной уровень
  •  Встроенный блок питания
  •  Последовательный интерфейс
  •  Вход для ввода данных

Модули спутниковые аналоговые

  •  Для FM/AM конверторов спутниковых каналов
  •  Два канала в одном модуле
  •  Работа в соседних каналах
  •  Настраиваемые выходные частоты
  •  Переключение позитив / негатив

Приложение 3

Оптический передатчик TV-SAT 4 мВт (6 дБм)

Приложение 4

Оптический узел WISI LR54S и WISI LR55S

WISI LR54S

оптический узел (220В) , 112 дБмкВ, с поддержкой функций NMS.

WISI LR55S

оптический узел (27-65В) , 112 дБмкВ, с поддержкой функций NMS

Приложение 5

Оборудование для системы MVDS.

Передатчик:

Передающий модуль (Передатчик) представляет собой моноблок, размещаемый на телевышке либо на крыше высокого здания.

Он представляет собой up-converter из диапазона частот 1,2-1,7 ГГц МГц в диапазон 40.5-43.5 ГГц. Выходная мощность - до 150 мВт. Передатчик может транслировать от одного до четырех DVB-S потоков. При этом надо иметь в виду, что при вещании нескольких потоков радиус соты сокращается из-за снижения мощности сигнала, приходящейся на один поток, и перекрестных искажений. Поэтому количество потоков на один передатчик определяет требуемое соотношение стоимость/ дальнодействие.

Передающее оборудование поставляется в составе:

1. Передатчик

2. Секторная антенна

3. Устройство крепления и юстировки

4. Блок питания.

Передатчик комплектуется рупорными антеннами с шириной луча 30, 60 или 90 градусов, питается напряжением 54 В. Передатчик монтируется на вертикальной трубе диаметром 40 .. 130 мм.

Передатчик Сити-1.

Технические характеристики передатчика Сити-1.

Рабочий диапазон частот

до 500 МГц из диапазона частот 40.5 .. 43.5 ГГц

Класс излучения

39М0G7D

Ширина полосы излучения по уровню -3 дБ, не более

33 МГц

Мощность излучения, не более

150 мВт

Стабильность центральной частоты

+0,5 МГц

Поляризация

Линейная*

Коэффициент усиления антенны, ширина диаграммы направленности

< 16 дБ, 90

Интерфейс передачи данных:

диапазон частот входного сигнала

1200-1700 МГц

 Уровень входного сигнала, не более

-10 дБм

 Стандарт передачи данных

DVB-S

  Модуляция

QPSK

Питание:

Напряжение питания приемопередатчика

от +48 до +60 В

Потребляемая мощность без подогрева, не более

30 Вт

Потребляемая мощность с подогревом, не более

100 Вт

Условия эксплуатации

Рабочая температура

от -40 до+50°С

Допустимая относительная влажность при +35°С

100 %

Степень защиты от внешних воздействий

IP66

Размеры и вес

Масса с элементом юстировки

10 кг

Монтаж

На вертикальную трубу диаметром 40~130 мм

Габаритные размеры (без юстировки), не более

310х240х275 мм

Габаритные размеры (с юстировкой), не более

545х330х275 мм

Приемник:

Приемный модуль (Приемник) представляет собой моноблок. Размещается в зоне прямой видимости на передающую базовую станцию (Передатчик).

Приемник Сити-1 представляет собой down-converter из диапазона 40.5-43.5 ГГц в диапазон 950-2150 МГц. Выходной сигнал аналогичен сигналу принимаемому со спутникового конвертора. Одновременно Приемник Сити-1 может принимать до 30 несущих частот.

Приёмник Сити 1.

Приемник комплектуется зеркальной антенной диаметром 30, 45 или 60 см, питается напряжением 30 В. Приемник монтируется на вертикальной трубе диаметром 40 .. 70 мм.

Технические характеристики приёмника Сити-1.

Диапазон рабочих частот РЧ сигнала

Из диапазона 40,5-43,5ГГц

Поляризация

Линейная **

Центральная частота гетеродина

Фиксированная из диапазона 38,4-45,6ГГц *

Точность установки центральной частоты гетеродина при 25 град С (после 30 мин прогрева)

<+/- 10 МГц

Отклонение центральной частоты гетеродина в рабочем диапазоне температур

+/- 3,5 МГц

Мощность гетеродина (тип)

10 мВт

Диапазон частот выходного сигнала ПЧ

0,95-2150 ГГц

Мощность выходного сигнала (ном)

-53 дБм:-10 дБм

Коэффициент шума приемника (без антенны)

8,6 дБ

Коэффициент передачи усилителя ПЧ (ном)

30 дБ

Входной волновод

5,2 х 2,6 мм

Антенна

Диаметр и коэффициент усиления антенны (ном)

300 мм

38 дБ

-

450 мм

42 дБ

-

600 мм

44 дБ

Питание

Питание

+30 В/1А

Кабель питания

Двухжильный провод

Выходной ВЧ разъем

F, розетка

Длина кабеля питания

<2 метра

Потребляемая мощность без подогрева, не более

3 Вт

Потребляемая мощность с подогревом, не более

25 Вт

Размеры и вес

Габаритные размеры приемного модуля

230х175х100 мм

Габаритные размеры (с антенной 300 мм), не более

334х334х215 мм

Монтаж

На вертикальную трубу
диаметром 40~70 мм

Крепление к антенне

4 отверстия М4

Масса с элементом юстировки, не боле

5 кг

Условия эксплуатации

Диапазон рабочих температур (окружающая среда)

-40 град С:+50 град С

Допустимая относительная влажность при +35°С, не более

100 %

Степень защиты от внешних воздействий

IP66

Двухканальный QAM Модулятор GRAD MQAM02

Цифровой двухканальный QAM Модулятор GRAD MQAM02 – это лучшее решение агрегирования цифровых сервисов в кабельную сеть

 Применения

  •  DVB-C/DVB-S 
  •  MMDS/MUDS 
  •  nVOD/VOD 
  •  Телевидение в бизнес-центрах 
  •  Частные сети 
  •  Совместим с ITU-T J.83, Annex A (DVB), B (OpenCable) и C (Japan) 
  •  Поддержка всех режимов QAM (в том числе 512 и 1024QAM) 

Основные Преимущества

  •  Совместим с ITU-T J.83, Annex A (DVB), B (OpenCable) и C (Japan) 
  •  Поддержка всех режимов QAM (в том числе 512 и 1024QAM) 
  •  Диапазон символьных скоростей от 1 до 7 Мбод 
  •  Диапазон частот от 52 до 855 МГц 
  •  Высокая Максимальная Эффективная Норма (MER) качества выходного сигнала 
  •  Высокоточная Система Фазовой Автоподстройки Частоты для понижения фазовых шумов на выходе 
  •  Высокопроизводительное ядро мультиплексирования, позволяющее подавать любой сервис на RF выход 
  •  Высокоточный PCR де-джиттеринг и рестэмпинг (de-jittering и restamping) 
  •  Возможность извлечения, генерации и внедрения PSI/SI 
  •  Опциональный IF выход на частотах 36, 36.15, 44 МГц и др. 
  •  Удаленное управление в режиме реального времени и диагностика по Системе Управления SNMP 
  •  Габариты 1RU 

Компактный DVB ремультиплексор и генератор потоков

ОСНОВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

  •  Статистическое мультиплексирование транспортных потоков DVB
  •  Расширенные возможности ремультиплексирования
  •  Поддержка генератора PSI/SI CODICO® SI-3050
  •  Открытый интерфейс DVB Simulcrypt с поддержкой лидеров CA
  •  Количество входов о1 до 10
  •  Стационарный DVB скремблер

Описание

CODICO® RTM-3300 - это компактный (1RU) статистический мультиплексор / ремультиплексор и обработчик транспортных потоков с большим количеством дополнительных возможностей и опций. CODICO® RTM-3800 имеет совместимость с оборудованием различных производителей головных станций и систем условного доступа. Мультиплексор может иметь до 10-ти входов при высоте всего 1 RU - это наилучший показатель плотности входных портов на рынке.

Применения

  •  Системы сбора и распределения
  •  Малые и средние головные станции
  •  Ремультиплексирование транспортных
  •  DVB-T, MMDS, спутниковые сети
  •  Многопрограммные передвижные станции
  •  Обработка транспортных потоков
  •  Интегрированный или стационарный DVB скремблер (Simulcrypt или BISS)
  •  Ввод таблиц PSI/SI

Возможности и опции

  •  Мультиплексирование до 10-ти MPEG-2 транспортных потоков (MPTS/SPTS)
  •  Режим статистического мультиплексирования (опция)
  •  Расширенные возможности ремультиплексирования
  •  Интерфейс транскодирования битовой скорости
  •  Замена PID и обработка транспортных потоков
  •  Автоматическая генерация и обработка PSI/SI
  •  CODICO® SI-3050 - создание, редактирование и генерация EPG и таблиц PSI/SI
  •  Открытый интерфейс DVB Simulcrypt
  •  Поддержка основных производителей систем условного доступа
  •  Встроенный DVB скремблер (опция)
  •  Стационарный DVB скремблер (опция)
  •  Многоканальное мультиплексирование BISS
  •  Интерфейс IP инкапсулятора
  •  Модульность и масштабируемость
  •  Динамическое переключение входов для резервирования

Технические характеристики

Входные интерфейсы

  •  DVB ASI: от 1 до 10 входов
  •  Тип: электрический
  •  Скорость: до 54 Mbps

Выходы

  •  Устанавливаемая выходная скорость
  •  DVB ASI
  •  Тип: электрический
  •  Скорость транспортного потока (не скремблированный): до 80 Mbps
  •  Скорость транспортного потока (скремблированный): до 72 Mbps

Обработка

  •  Ремультиплексирование
  •  Стандартное: все входы
  •  Расширенное: до 2-х входов
  •  Статистическое мультиплексирование
  •  Система статистического мультиплексирования CODICO® SM-3000
  •  Обработка транспортных потоков
  •  Замена PID
  •  Пересинхронизация PCR
  •  Обработка и вставка таблиц PSI/SI DVB
  •  CODICO® SI-3050 - создание, редактирование и генерация EPG и таблиц PSI/SI

Условный доступ (опция)

  •  Встроенный DVB скремблер (опция)
  •  Поддержка собственной системы условного доступа CODICO® CAS-5000 (опция)
  •  Многоканальное мультиплексирование BISS (опция)
  •  Simulcrypt (опция)
  •  Интерфейс: 10 BaseT
  •  CAS: Irdeto R,Viaccess R,Nagravision R,MediaGuard R, VideoGuard R,Conax R и другие

Контроль и управление

  •  Местное
  •  Передняя панель
  •  Терминал и RS-232
  •  Файл конфигураций
  •  Удаленное
  •  CODICO® NMS-4000 через TCP/IP (опция)
  •  Модернизация ПО
  •  TELNET

Физические параметры

  •  Размер
  •  1RU (19")
  •  4.5см х 48см х 45.7см
  •  1,75" x 19" x 18"
  •  Вес: 8 Кг

Электропитание

  •  90-260V AC 50/60 Hz
  •  48V DC (опция)
  •  Мощность: не более 140W

Климатические условия

Функционирование:

  •  Температура: 0°С - +45°С
  •  Влажность: 5% - 85% (без конденсации влаги)

Хранение и транспортировка:

  •  Температура: -40°С - +70°С
  •  Влажность: 0% - 95% (без конденсации влаги)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

55772. Системи лінійних рівнянь 1.77 MB
  При вивченні цієї теми учні отримують новий потужний апарат розв’язання задач який буде використовуватись і далі. Використання цієї програми дає змогу вчителю значно...
55774. Внеклассное мероприятие по французскому языку 64.5 KB
  Bonjour mesdmes et messieurs Dns un instnt on v commencer Instllezvous dns votre futeil bien gentiment Доброго дня пані та панове За мить ми розпочнемо Розташовуйтесь зручніше ujourd’hui nous nous sommes reunit pour jouer un peu et bien sûr pour svoir qui est plus intelligent prmi les onzièmes clsses. Permettezmoi de vous présenter des équipes : Дозвольте вам представити команди: L’équipe de 11 clsse ___________________ le chef est _______ Команда 11а класу Кістка вишні командир Тімченко Поліна L’équipe de 11B clsse...
55775. Пізнаємо себе 37 KB
  Слайд 1 Ми з вами будемо розмовляти про емоції почуття риси характеру навчимося керувати своїми емоціями. Слайд 2 Зверніть увагу зараз ми з вами знаходимося у дружньому колі ми всі рівні.
55776. Стиснення, архівування та розархівування даних. Програми-архіватори 48 KB
  Мета: Навчальна: сформувати вміння учнів використовувати програми-архіватори для стиснення архівації та розархівації файлів; Розвивальна: розвивати логічне мислення формувати алгоритмічний стиль думки поглибити знання учнів про впорядкування інформації в комп’ютері...
55777. ЕТНОГРАФІЧНА ПОДОРОЖ УКРАЇНОЮ 64 KB
  До розповсюджених на Україні художніх промислів відносяться вишивка виробництво художніх тканин килимарство різьбярство взагалі художня обробка дерева гончарство гутне скло художнє ковальство обробка металів і ювелірних виробів розпис тканин...
55778. Зародження дисидентського руху в Україні та його особливості. Активізація опозиційного руху в 60-80-х роках XX ст. Василь Стус. Сходження на Голгофу слави. Життєвий і творчий шлях 387.5 KB
  Метою розробки є розкриття процесу зародження дисидентського руху з’ясування мети та основних цілей дисидентів ознайомлення студентів із провідними учасниками дисидентського руху визначення...
55779. Розробка «робочих матеріалів» як ефективний засіб навчання учнів при написанні творів за картиною 552 KB
  При складанні робочих матеріалів учитель має нагоду попередити виникнення певних помилок наприклад неправильне використання прийменників порушений граматичний зв’язок слів у словосполученні реченні уникати тавтології русизмів тощо.
55780. Розв’язування комбінаторних задач 532.5 KB
  Мета дидактична (навчальна): формування умінь і навичок розв’язування різних видів комбінаторних задач, застосовування основних теорем комбінаторики – правил суми та добутку, закріплення відомих методів і способів на практиці, вміння застосовувати знання в комплексі;