1.1.7. Передача телевизионных программ и других видеосигналов
В системах кабельного телевидения волоконно-оптические кабели используются в магистральных сетях и все более широко в распределительных сетях. Переход к волоконно-оптическим кабелям обусловлен их преимуществами (малые габариты, низкое затухание, широкая полоса пропускания и т.д.), а также тенденцией к снижению цен на оптическое оконечное оборудование.
Слайд 12.Волоконно-оптические системы, применяемые для кабельного телевидения, используют как амплитудную (АМ - системы), так и частотную модуляцию (FM-системы). В системах обоих типов используются одномодовые волокна. АМ - системы являются более распространенными в настоящее время, чемFM-системы.
В AM-системах интенсивность излучения лазерного передатчика модулируется передаваемым широкополосным сигналом (частотой 85-862 МГц). Оптический сигнал является оптическим эквивалентом электрического сигнала. Приемник преобразует принятый оптический сигнал в электрический высокочастотный широкополосный сигнал, далее электрический сигнал усиливается.
AM-системы используются для передачи, как традиционных аналоговых телевизионных сигналовAM-VSB, в которых применяется амплитудная модуляция с одной боковой полосой (VSB- vestigial sideband), так и цифровых телевизионных сигналовDVB-Cс квадратурной амплитудной модуляцией (QAM- Quadrature Amplitude Modulation). В принципе передача цифрового сигнала с квадратурной амплитудной модуляцией является аналоговой, хотя сам сигнал содержит информацию в цифровом виде. Цифровую информацию переносят изменения амплитуды и фазы колебаний радиочастотного диапазона. Рис. 1.3 поясняет принципы формирования аналоговых и цифровых телевизионных сигналов. Следует отметить, что цифровой телевизионный сигнал с квадратурной амплитудной модуляцией обычно является многоканальным, так как им одновременно передается не один, как показано на рис. 1.3, а 3-5 телевизионных каналов. Многоканальный сигнал образуется мультиплексированием нескольких цифровых сигналов в один двоичный поток. Во многих европейских странах традиционное аналоговое радиовещание и телевидение полностью прекратится в ближайшие несколько лет.
В системах с амплитудной модуляцией используются длины волн 1310 нм и 1550 нм. Для небольших расстояний (до 40 км) экономически более выгодны системы, работающие на длине волны 1310 нм. Для передачи сигналов на большие расстояния используется длина волны 1550 нм. Длина волны 1550 нм применяется также в системах со спектральным уплотнением WDM(мультиплексирование в волновой области), где одно волокно может использоваться как для передачи данных, так и для передачи телевизионных сигналов.
В системах с частотной модуляцией информационный сигнал формируется в электрической форме, а затем используется для модуляции лазерного передатчика. На приемной стороне оптический сигнал сначала преобразуется в электрическую форму, а затем демодулируется для получения передаваемых аудио и видео сигналов. Важнейшим преимуществом систем с частотной модуляцией является более низкий допустимый уровень сигнала на входе приемника, что позволяет увеличить дальность передачи информации. Однако системы с частотной модуляцией существенно дороже систем с амплитудной модуляцией.
IP-телевидение (IPTV-InternetProtocolTelevision) представляет собой совершенно новую полностью цифровую технологию для телевещания и передачи видеоинформации. В системахIPTVаналоговый видеосигнал преобразуется в цифровую форму и кодируется в форматMPEG-2 илиMPEG-4 (MovingPictureExpertsGroup);. Аналогичным образом преобразуется и кодируется аудиосигнал. Затем цифровые кодированные видео и аудиосигналы упаковываются вIP-пакеты, которые передаются (маршрутизируются) вIP-сети. Для системIPTVтакже необходим протокол транспортного уровня (4 уровень моделиOSI), в качестве которого используется протоколUDP. Дополнительным протоколом в системахIPTVявляется протоколRTP(RealTimeProtocol), специально созданный для приложений, работающих в реальном масштабе времени.IP-пакеты передаются на канальном уровне (2 уровень моделиOSI), который обычно реализуется с помощьюEthernet. Последовательность выполнения протоколов для цифрового видеосигнала -MPEG/RTP/UDP/IP/Ethernet, показана на рис. 1.3.
Рис. 1.3. Принципы формирования сигналов AM-VSB, DVB-C и IPTV.