Sieci telewizji kablowej dla najmłodszych. Część 2: Skład i kształt sygnału
Sygnał przesyłany w sieci telewizji kablowej jest widmem szerokopasmowym z podziałem częstotliwości. Parametry sygnału, w tym częstotliwości i numery kanałów w Rosji, regulują GOST 7845-92 i GOST R 52023-2003, ale operator może wybrać treść każdego kanału według własnego uznania. Treść serii artykułów
Przypomnę, że nie piszę podręcznika, ale program edukacyjny, który ma poszerzyć moje horyzonty i wejść w świat telewizji kablowej. Dlatego staram się pisać prostym językiem, zostawiając słowa kluczowe dla zainteresowanych i nie zagłębiając się w opis technologii, które były doskonale opisane setki razy beze mnie.
Co mierzymy?
Nasi technicy używają głównie Deviser DS2400T do uzyskiwania informacji o sygnale w kablach koncentrycznych.
W zasadzie jest to odbiornik telewizyjny, ale zamiast obrazu i dźwięku widzimy cechy ilościowe i jakościowe zarówno całego spektrum, jak i poszczególnych kanałów. Poniższe ilustracje przedstawiają zrzuty ekranu z tego urządzenia.
Ten Deviser ma nawet nieco nadmiarową funkcjonalność, ale zdarzają się jeszcze fajniejsze urządzenia: z ekranem pokazującym bezpośrednio obraz telewizyjny, odbierającym sygnał optyczny i, czego brakuje Deviserowi, odbierającym sygnał satelitarny DVB-S (ale to już zupełnie inna historia) .
Spektrum sygnału
Tryb wyświetlania widma pozwala na szybką ocenę stanu sygnału „na oko”
W tym trybie urządzenie skanuje kanały zgodnie z zadanym planem częstotliwości. Dla wygody częstotliwości niewykorzystane w naszej sieci zostały usunięte z pełnego widma, dzięki czemu powstały obraz jest palisadą kanałów.
Kanały cyfrowe są zaznaczone na niebiesko, kanały analogowe na żółto. Zielona część kanału analogowego to jego komponent audio.
Wyraźnie widać różnicę w poziomach poszczególnych kanałów: indywidualne nierówności zależą od ustawień transponderów na stacji czołowej, a ogólna różnica pomiędzy górną i dolną częstotliwością ma pewne znaczenie, o czym napiszę poniżej.
W tym trybie silne odchylenia od normy będą wyraźnie widoczne, a jeśli w sieci wystąpią poważne problemy, od razu stanie się to widoczne. Przykładowo na powyższym obrazku widać przeskakiwanie dwóch kanałów cyfrowych w strefie wysokich częstotliwości: występują one jedynie w postaci krótkich pasków, ledwie dochodzących do poziomu 10 dBµV (wskazywany jest poziom odniesienia 80 dBµV u góry – to górna granica wykresu), czyli tak naprawdę szum, który kabel odbiera sam jako antena lub wnoszony przez sprzęt aktywny. Te dwa kanały są kanałami testowymi i zostały wyłączone w momencie pisania tego tekstu.
Nierówna dystrybucja kanałów cyfrowych i analogowych może powodować zamieszanie. To oczywiście nie jest prawidłowe i stało się w wyniku ewolucyjnego rozwoju sieci: po prostu do planu częstotliwości dodano dodatkowe kanały w wolnej części widma. Tworząc plan częstotliwości od zera, słuszne byłoby umieszczenie wszystkich sygnałów analogowych na dolnym końcu widma. Ponadto urządzenia stacyjne przeznaczone do generowania sygnału dla krajów europejskich posiadają ograniczenia w zakresie wykorzystania częstotliwości do nadawania sygnału cyfrowego i choć w naszym kraju takich ograniczeń nie ma, to przy użyciu takiego sprzętu konieczne jest umieszczenie w widmie kanałów cyfrowych , wbrew logice.
Przebieg
Jak wiadomo z fizyki podstawowej, im wyższa częstotliwość fali, tym większe jest jej tłumienie w miarę jej propagacji. Przy transmisji sygnału szerokopasmowego, jaki jest dostępny w sieci CATV, tłumienie w sieci dystrybucyjnej może sięgać kilkudziesięciu decybeli na ramię, a w dolnej części widma będzie kilkukrotnie mniejsze. Dlatego po wysłaniu stałego sygnału do pionu z piwnicy, na 25. piętrze zobaczymy coś takiego:
Poziom wyższych częstotliwości jest zauważalnie niższy niż niższych. W realnej sytuacji telewizor, nie rozumiejąc tego, może uznać słabsze kanały za szum i je odfiltrować. A jeśli w mieszkaniu zainstalowany jest wzmacniacz, to przy próbie skonfigurowania go do wysokiej jakości odbioru kanałów z górnej części zakresu, w dolnej części nastąpi nadmierne wzmocnienie. Normy przewidują różnicę nie większą niż 15 dBµV w całym zakresie.
Aby tego uniknąć, podczas konfigurowania sprzętu aktywnego początkowo ustawiany jest wyższy poziom w strefie wysokiej częstotliwości. Nazywa się to „prostym pochyleniem” lub po prostu „przechyleniem”. A to, co widać na obrazku, to „odwrotne pochylenie”, a takie zdjęcie to już wypadek. Lub przynajmniej wskazanie, że jest problem z kablem prowadzącym do punktu pomiarowego.
Odwrotna sytuacja ma również miejsce, gdy niskie częstotliwości są praktycznie nieobecne, a wyższe ledwo przenikają ponad poziom hałasu:
Mówi nam to również o uszkodzeniu kabla, a mianowicie jego centralnego rdzenia: im wyższa częstotliwość, tym bliżej krawędzi falowodu się rozchodzi (efekt naskórkowości w kablu koncentrycznym). Widzimy zatem tylko te kanały, które są dystrybuowane na wyższych częstotliwościach, ale z reguły telewizor nie będzie już w stanie ich odbierać na tym poziomie.