Via elektrotehnika kola, Beograd

SEMINARSKI RAD

Tema: Kablovska televizija CATV Predmet: Digitalne telekomunikacije

Profesor: Dr.Dragoljub Martinovi

Student:

Beograd 2007

SADRAJ:

1.Kablovska televizija....3 1.1Istorijat.................3 1.2 Kablovsko dostributivni sistem (KDS)...4 2.Naini prenosa ....3 2.1.Analogni sistem prenosa.....7 2.1.1.Prenos i emitovanje zemaljskom mreom predajnika.....7 2.1.2.Emitovanje posredstvom satelita......7 2.1.3.Prenos kablovskim distribucionim sistemima .....8 2.1.4.Prenos mikrotalasnim difuznim sistemom (MMDS)....8 2.2.Digitalni sistem prenosa..............................................................8 2.2.1.Prenos kablovskim distribucionim sistemima..............9 3.Povratni smer u KDS.............................................................10 3.1.Arhitektura kablovskog sistema...........................10 3.2.Smetnje u povratnom smeru.....................................11 3.3.Filteri za blokiranje povratnog smera.......................11 4.Koaksijalne kablovske mree................................................12 4.1.Koaksijalni kabl....................................................12 5.Optike kablovske mree..........................................................14 5.1.Optiko vlakno..................................................14 5.2.Optiki kabl...................................................14 5.3.Optiki predajnik.......................................15 5.4.Optiki prijemnik za povratni smer......................15 5.5Optiki vor....................................................15 6.HFC Kablovske mree.............................................16 6.1.Elementi HFC kablovskog sistema...........................16 7.Zakljuak..................................................................17

1. Kablovska televizija 1.1.IstorijatKablovska televizija je, u svetskim razmerama, stara vie od 50 godina, ali tada nije imala ni pribline mogunosti kakve ima sada. ak je i sama namena kablovske mree, koja se tada pojavila, imala potpuno drugu, mnogo elementarniju namenu. Polovinom prolog veka korisnici su TV sliku mogli da primaju samo ako su i sami mogli da vide antenu stanice koja je emitovala TV program. Ljudi u udaljenim podrujima, posebno u planinskim predelima, bili su uskraeni za mogunos gledanja TV programa. Poetak kablovske televizije vezuje se za 1948. kada su stanovnici jedne udaljene doline u Pensilvaniji postavili antenu pa jedpo od oblinjih brda i sproveli kablove do svojih domova. Tako su nastali prvi kablovski sistemi. Ovakvi rani sistemi bili su i velikoj meri ogranieni: signal koji je prolazio kroz kablove morao je biti pojaan tako da su na svakih petstotinak metara bili postavljani pojaavai Jedna prosena linija je imala 30-40 pojaivaa i ako bi samo jedan od njih zakazao korisnik bi izgubio signal. Zahvaljujui svemu tome kablovska je dobila reputaciju nepouzdanosti, i bila je koriena samo i sluajevima kada tv prijem ne bi bio mogu pa drugi nain. Napredovanjem tehnologije 1976. godine pojavljuju se optiki kablovi u kablovskim sistemima.Uvoenjem potpuno novog medija za prenos signala optikog vlakna, dolo je do drastinog poveanja broja kanala i kvaliteta TV signala distribuiranog putem kablovske mee.Optiki kablovi donose jo jednu pogodnost omoguili su prenos signala uz mnogo manje gubitke. Zahvaljujui tome, TV signal je, na putu do korisnika, prolazio kroz svega est, umesto dotadanjih 40 pojaavaa. Uz kvalitet slike, broj kanala povean je na 90, 1976. godine pojavljuju se prvi "plati pa gledaj" (pay per view) programi i sistem kakav danas poznajemo. Optiki kablovi i prelazak sa analognog pa digitalni sistem dodatno su uticali na broj kanala i kvalitet prenosa tako da je bilo dovoljno imati est pojaivaa u jednoj liniji, a od 1988. taj broj se smanjuje na dva ili ak samo jedan pojaava na jednoj liniji. Pod skraenicom CATV podrazumevamo zajedniki antenski sistemi (community antenna television), ali danas se pod tom skraenicom podrazumeva kablovska televizija (cable television).

1.2.Kablovsko dostributivni sistem (KDS)Na poetku pod KDS podrazumeva se samo antenski sistem za prijem i distribuciju radio-difuznih i satelitskih programa preko kablovske distributivne mree do vie stambenih objekata, stambenih blokova, naselja ili gradova. Osnovna uloga je distribucija TV signala iz centralne stanice do pretplatnika. TV programi se u KDS-u mogu obezbediti: - direktnom distribucijom programa iz zemaljske i satelitske distribucije - odloenim emitovanjem satelitskog programa koji se simultano prevodi ili titluje - sopstvenom produkcijom - interni pogram o samom KDS, - raspored kanala, Daljim razvojem KDS pojavila se poterba da se proiri skup usluga.Tako da vieservisni sistem (KDS) treba da obezbedi povezivanje svih elemenata radio-difuznog sistema, prenosom audio i video-signala i signala podataka. Jedna od novih usluga je da KDS podrazumeva dvosmernu komunikaciju, to daje mogunost korisnicima da ne primaju samo pasivno signal (TV signal, radio program i sl.), ve mogu da utiu na izbor i servis koji koristi. Razvojem interneta uvodi se i usluga pristupa interneta u KDS. Brz pristip Internetu (Fast Internet Access) se omoguuje pomou kablovskog modema. Pored brzog prenosa podataka, imamo stalnu i neogranienu vezu na Internetu, telefonska linija je uvek slobodna. Razvijeni KDS pored navednih usluga prua jos: - video nadzor je usluga nadgledanja u funkciji zatite privatnih i poslovnih objekata - PAY sistem (gledaj sad plati kasnije) je usluga koja omoguava gledanjeekskluzivnih prenosa koje emituju svetske TV stanice, a plaanje na kraju meseca - video na zahtev, KDS u saradnji sa najveim disributerskim kuama nudi prikazivanje najkvalitetnijeg filmskog programa. Oni nude listu aktuelnih filmova, a korisnik bira film i vreme kada eli da ga gleda Dvosmerni KDS omoguava osim jednosmernog prenosa radio i TV signala i prenos signala povratno, tj. od antenske utinice do glavne stanice. U povratnom frekvetnom podruju od 5MHz o 65MHz mogu se prenositi radio i TV signali i podaci. U opsegu od 5MHz do 30MHz prenose se podaci (internet), a u opsegu od 30MHz do 65MHz prenose se radio i TV programi. Zbog toga dvosmerni KDS ima niz pednosti: - mogunost prenoenja lokalnog TV ili radio programa iz bilo koje take KDS pomu mobilnog studija - automatska kontrola pojaavaa u KDS - pomou dodatnog ureaja ukljuenog izmeu antenske utinice i TV prijemnika moemo iz glavne stanice da biramo svoj program, teleteks i druge informacije - raunar u glavnoj stanicimoe da prikuplja podatke o potronji npr. Elektrine energije i vode svih potroaa prikljuenih na KDS - raunar u glavnoj stanici moe da registruje podatak i da aktivira alarm u sluaju opasnosti od poara ili provale na lokaciji odreenog prikljuka, itd.

Problemi klasine distribucije TV signala, mogu svrstati u tri grupe:

- U prvu spadaju problemi vezani za geografska podrucija gde prijem eljenih signala slab ili izuzetno slab,pa se ni uz poznata reenja pojaanja TV signala ne moe dobiti kvalitetan signal. U drugu grupu spadaju relativno esti problemi gde je broj TV predajnika veoma veliki i gde njihova geografska dislokacija takva da se jednom ili ak dve prijemne antene ne mogu primiti kvalitetan signal i gde je poboljanje prijema signala jedne TV stanice neminovno gubi na kvalitetu signala drugih stanica. U treu grupu problema spadaju tipino gradski problemi vezani za dodatnu reflekciju tako distibuiranih signala. Reflekcija nastaje od mnogobrjnih prepreka i objekata koji se nalaze izmedju prijemne antene i eljenog/eljenih predajnika TV signala. Tako da se vidljivi problemi javljaju u dve ili vie pomerenih slika na ekranu TV aparata,to predstavlja dodatnu oteavajuu okolnost za praenje TV programa. Zbog gore navedenih problema KDS bira najbolji mogui poloaj prijemnih antena tako da ima najvei kvalitet slike i najvei broj moguih kanala.Posle primljeni signali se dovode do glavne stanice i odatle se dalje rasporeuju korisnicima. Opsta blok ema KDS izgleda ovako.

Najea topologija u KDS je zvezda, jer omoguuje vei protok informacija izmeu stanice i podstanice i vea pouzdanost mree. Nedostatak je cena zato sto je potreban vei broj kablova.Taj nedostatak se oklanja tako to kad se projektuje mrea gleda se da glavna stanica bude u sredini, a podstanice na slicnoj udaljenosti oko glavne stanice.Postoje i topologije prstena i taka-vie taaka, ali se slabije koriste (najee pri nedostatku finasija za relizaciju zvezde)

Primarna mrea ine svi elementi od glavne stanice do podstanica.To su glavnna stanica, podstanice, kablovi i pojaavaiako su potrebni.Primarni nivo treba da obezbedi signal izmeu glavne stanice i podstaice. Za povezivanje glavne stanice sa podstanicama koriste se optiki i koaksijalni kablovi ili njihove kombinacije (HFC). Na duinu primarne mree otpada u proseku 15% do 20% kablova celokupne KDS mree. Optiki kablovi se koriste na primarnom nivou mree za vea rastojanja i vei broj korisnika (50 000). Optiki kablovi imaju malo slabljenje, veliki propusni opseg, veliki kapacitet mree, a i cena u poslednje vreme im pada. Sekundari nivo mree je definisan kao prenosni put za povezivanje podstanica i optikih vorova u kojima se vri optika/elektro konverzija signala ili finalne distribucije. Odnosno sekundarna mrea treba da obezbedi signal izmeu primarnog nivoa i razvoda. Sekundarna mrea se moe realizovati optikim ili koaksijalnim kablovima. Ako je pimarna mrea realizovana koaksijalnim kablovima u sekundarnoj mrei se nalaze isti takvi kablovi. Ako je u primarnoj mrei korienj optiki kabl, na sekundarnoj mrei se i dalje moe primniti optiki prenos ili se prelazi na koaksijalni. U takvom sluaju u HFC sistemima koristi se optiki prenos do optikih vorova gde se vri opto-elktronska konverzija i pelazi se na koaksijalni kabl. Distributivna mrea poinje od poslednjeg aktivnog elementa kablovske mree i zavrava se na pretplatnikoj prikljunici. Distributivnu mreu ine: ogranak, grana i glavni razdelnik. Ogranci su najnii (poslednji) deo distributivne mree u njima se nalaze odvodnici i antenske utinice. Grana je deo distributivne mree koja slui za napajanje ogranka. Elementi grane su pasivni razdelnici, odvodnici i pojaavai. Glavni razdelnik je deo distributivne mree koji napaja grane ili direktno ogranke deljenjem signala iz pojaavaa. Konektori i spojnice koriste se za povezivanje koaksijalnih kablova (optikih kablova) i ureaja u kablovsko distributivnom sistemu. Antenske utinice slue za montau u zidu kao poslednji element kablovsko distributivnog sistema

2.Naini prenosa 2.1.Analogni sistem prenosaNapredovanje elektronike je postalo veoma brzo, dinamiano i svestrano to je imalo veliki uticaj na razvoj tehnika za prenos i emitovanje radio i televizijskih signala i signala za dodatne servise. Zbog toga je danas dosta teko izvriti sistematizaciju u okviru analogne tehnike. Ako se sistematizacija vri na nacin kako to ini ITU (International Telecommunication Union), onda se koriste sledeci kriterijumi: -lokacija predajnika (zemaljska i satelitska); -vrsta signala koji se emituje (zvuk-zvuna radiodifuzija, slika i zvuk-TV) Dalja podela bi bila na osnovu vrste modulacije i frekvencijskih opsega. Tako, za zemaljsku zvunu radio-difuziju, po vrsti modulacije, postoji: -AM (amplitudna modulacija ) radio-difuzija; -FM (frekvencijska modulacija ) radio-difuzija (VHF-FM). U okviru AM radio-difuzije,zavisno od frekvencijskog opsega ,podela je na: -dugotalasna radio-difuzija-DT (LF); -srednjetalasna radio-difuzija-ST (MF); -kratkotalasna radio-difuzijua-KT (HF). Druga sistematizacija bi bila na osnovu zaokruenog sistema pomou koga se realizuje difuzija. U ovom trenutku se moe razlikovati etiri naina dopremanja slike i tona do korisnika i to prenos zemaljskom mreom predajnika emitovanje posredstvom satelita, prenos kablovskim sistemima,i prenos mikrotalasnim difuznim sistemom (MMDS). U svakom od ovih sistema za prenos,digitalna tehnologija igra znaajnu ulogu.

2.1.2.Prenos i emitovanje zemaljskom mreom predajnikaOvaj,klasini nain emitovanja analognog signala (PAL, NTSC, SECAM), u mnogim razvijenim zemljama skoro da je doao u zasienje u pogledu pokrivenosti teritorije i broja programa koji se mogu emitovati.Pored velike cene za izgradnju predajnike i repetitorske mree, on ima i nedostatke u pogledu osetljivosti na interferentne smetnje i reflekcije, i zahteva relativno velike snage predajnika.

2.1.2.Emitovanje posredstvom satelitaPoznato je da su u ovom tenutku teritorije Evrope i Amerike pokrivene sa vie stotina satelitskih programa. Programi se emituju sa satelita male ili srednje snage u Ku opsegu. Veina satelita je inae bila namenjena za fiksni servis(FSS),ali zbog interesovanja gledalaca ,poeli da se koriste i za satelitsku difuziju. U zemljama koje imaju razvijenu kablovsku infrastrukturu ti programi se uvode u kablovske mree,ali se primaju i pojedinacnim antenama.Velicine prijemnih antena ,kreu se ,u zavisnosti od snage transpodera, 0, 6-2m. Veliki broj programa je skremblovan.

2.1.3.Prenos kablovskim distribucionim sistemimaDistribucija radio i televizijskih programa poredstvom kablovskih distribucionih sistema veoma je rasprostranjen oblik prenosa slike do gledalaca u mnogim razvijenim zemljama, naroito u urbanim sredinama. Prednost kablovske mree u odnosu na mreu zemaljskih predajnika je to ona omoguava prenos velikog broja televizijskih programa. Pored prednosti veeg broja kanala, kablovski sistemi pruaju mogucnost interaktivnog rada, koristei povratne mree.

2.1.4.Prenos mikrotalasnim difuznim sistemom (MMDS)Kod ovog oblika distribucije radio i TV programa koriste se mikrotalasni predajnici sa krunim dijagramom zraenja i amplitudnom modulacijom, sa uestanostima nosioca u opsezima 2,5,12,40 i 80GHz. Jednim sistemom moe se emitovati do 30 TV programa. Zona pokrivanja predajnika zavisi od njegove snage, lokacije i terena i moe da se kree u preniku i do oko 50km. Nedostatak tog sistema je da mora da se koristi posebna prijemna antena i konvertor koji obezbeuju kompatibilnost sa TV prijemnikom.I poed toga, ta oprema je znatno jeftinija od satelitske prijemne opreme.Antene su manjih dimenzija, a konevrtor je, zbog amplitudne modulacije,jednostavan. Jedna od znacajnih prednosti ovog novog naina difuzije je kratko vreme porebno za njegovo uvoenje.Na osnovu tih osobina, navedeni sistemi se sve vie uvode i u Evropi, posto zahtevaju znatno manje investicija.

2.2Digitalni sistem prenosaDigitalni signali su diskretni pulsevi koji predstavljaju informacije preko 1 i 0, ba kao i centralni procesor u raunaru.Kada se puls poalje, on predstavlja 1 bit,nepostojanje pulsa se interpretira kao 0.Digitalni signal prenosi podatke mnogo bre i tanije nego analogni signal.Raunari su projektovani ne samo da uvaju i obrauju podatke digitalno, ve i da komuniciraju digitalno.Samim tim omogueno je da imamo raunarsku kontrolu TV signala u KDS. Digitalni prenos slike i tona omoguava znatno bolji kvalitet reprodukovanih signala, a posebno vii odnos signal/um na prijemu, u poreenju sa analognim prenosom. Znaajna prednost te vrste prenosa je da on prua mogunost korienja mnogo manjih antena (za prijem satelitskog programa ili programa sa zemaljske mree) u poreenju sa odgovarajuim antenama za analogni prenos. Najzad, digitalnim prenosom se eliminiu izoblienja i smetnje tipine za analogni sistem,kao to su interferentne smetnje ili reflekcije.

2.2.1Prenos kablovskim distribucionim sistemimaU razvoju kablovskih sistema namenjenih distribuciji radio i TV signala, pored daljeg uvoenja optikih kablova, znaajnu ulogu ce igrati kompresija podataka,digitalna obrada video i audio-signala, digitalni prenos i integrisanje sa drugim vrstama prenosa i servisa.KDS kao vieservisna komunikaciona mrea velikog kapaciteta,u tzv. irokopojasnom konceptu (engl.Broadband ISDN-B-ISDN), na dananjem stepenu tehnologije moe se realizovati koaksijalnim i optickim kablovima.Izbor medija prenosa informacija uslovio je i nain prenosa ,tako da se KDS mogu uslovno podeliti na klasineanalogne gde je prenos signala u RF opsegu i digitalne. Analogni prenos signala koaksijalnim kablovima u RF opsegu omoguava distribuciju audio i video-signala,primarnih posredstvom VHF/UHF sistema ili koriscenjem DBS. U okviru koncepcije KDS klasinim koaksijalnim kablovima,najvaniji cilj razvoj dvosmerne (interaktivne) komunikacije izmeu korisnika i produkcionog TV centra i, uokviru programskih funkcija,razvoj novih servisa,kao to su distribucija televizijske visoke rezolucije HDTV,distribucije i prijem programa sa posebnim pristupom (zastien program) i uz posebno plaanje programa, i sl. Pimena optikih vlakana u kablovskoj disribuciji za prenos televizijskih i radioprograma zahteva potpuno nov i celovit pristup u projektovanju KDS,jer je prenos baziran na digitalnim signalima. Za razliku od itavog niza parametara koji dominiraju u klasinoj kablovskoj distribuciji baziranoj na koksijalnim kablovima,kao to su :stabilnost frekvencije nosioca,interferentne smetnje,unakrsna modulacija,zatita od neeljenih signala i sl. prenos digitalnih signala sadri svoje specificne parametre, (reflekcije,BER,itd.) i podlee drugim standardima.U pogledu pobaljanja osobina optikih kablova znaajno je smanjenje gubitka, proirenje propusnog opsega i uvoenje pasivnih optikih mrea. Kombinacija digitalne obrade video-signala,kompresije podataka i digitalnog prenosa kroz optike kablovske mree prua mogunost distribucije vie stotina televizijskih programa. Tehnike digitalne kompresije signala e dovesti do promene karakteristika opreme koja se koristi kako u TV studijama i prenosnim medijima tako i za prijem digitalnih TV signala. Standardizacija digitalnog prenosa preko satelita i kabla je prihvaena ili je u postupku prihvatanja.Tako npr.General Istruments Corp. jo 1990. objavio da moe da emituje digtalni program, dok je nemaki TELECOM 1994.god. zapoeo sa emitovanjem tri digitalna kanala u kablovskoj mrei .Na slici 1. prikazana je osnovna blok-ema TV sistema za digitalni prenos.U TV studiju audio i video-signali se zasebno digitalizuju, komprimuju,a zatim se formiraju paketi osnovnih povorki koji se multipleksiraju u povorke za prenos. Multipleksirana povorka podataka (MPEG povorka za prenos) se koduje zatitnim kodom i modulie QPSK modulacijom za potrebe prenosa signala preko satelita .Satelitski kanal moe da se prima preko TVRO (engl. Television Receive Only) sistema ili preko kablovskog sistema gde se na ulazu u kablovski sistem obavlja QPSK demodulacija, a zatim QAM modulacija. Satelitski signal se zemaljskom difuzijom moe dalje prenositi korienjem QAM modulacije. Ako je potrebna modifikacija sadraja multipleksnog signala,na ulazu u kablovski sistem (u glavnoj stanici), potrebno je upotrebiti kontroler za upravljanje sistemom. Tada se

moze ponuditi i korienje interaktivne televizije upotrebom kablovskog sistema sa povratnim kanalom.

3.Povratni smer u KDSPrvi razlog zbog ega se pojavila poreba povratnog smera u KDS su kontrola stanja (SM&C) i aplikacije tipa "plati pa gledaj" (Pay Per View). Sa napretkom novih servisa i razvojem industrije telekomunikacija dvosmerne mogunosti koaksijalnih sistema privukle su vie panje. Prema frekvencijskom planu, opseg namenjen komunikacijismeru od pretplatnika prema glavnoj stanici, za prenos interaktivnih servisa je po DOCSIS 1.x/2.0 standardu je od 5-42 MHz. Kod nas se za prenos interaktivnih servisa koristi opseg od 5-65 MHz (EuroDOCSIS). Telefonkabl a.d. je od samih poetaka razvoja kablovskih distribucionih sistema bio jedan od nosilaca razvoja i izgradnje HFC mrea irom zemlje..

3.1.Arhitektura kablovskog sistemaOsnovni problem u eksploataciji dvosmernih mogunosti HFC mree je rasporedkanalakorisnika ako ele da u istom trenutku alju podatke. U direktnom smeru, generalno, postoji samo jedna taka u kojoj signal ulazi u mreu, glavna stanica (Headend), gde se svi signali (satelitski, zemaljski i dr.) moduliu, kombinuju i prosleuju na kablovsku liniju. Od glavne stanice do pretplatnika, signal se prostire po mrei tipa jedna taka - vie taaka. U povratnom smeru, gde je svaki pretplatnik u mrei (koji koristi interaktivni servis) izvor signala, svi pretplatnici povezani na mreu su izvori umova i smetnji.Moe i da doi do kolizije ako dva korisnika istovremeno poalju zahtev stanici iznad njih za slanje podataka.Taj problem se reava uglavnom prolaskom etona (vremenski mutipleks) ili oslukivanjem kanala (frekvenciski mutipleks).

3.2.Smetnje u povratnom smeruTermiki um, um optikog linka i ingres um su osnovne smetnje povratnog smera. Nabojane smetnje: - Termiki um kablovskog modema - Termiki um distribucionih i linijskih pojaavaa u distribucionoj mrei - Relative Intensity Noise (RIN) koji potie od lasera predajnika za povratni smer, izazvan spontanom emisijom fotona - um prijemnika - Shot noise, drugi um vezan za prijemnikpotie od sluajnog pojavljivanja fotona elektrona - Intermodulaciona distorzija kao posledica nelinearnosti prenosnih karakteristika aktivnih komponenti i clipping distortion (distorzija odsecanja) koja se javlja na optikom predajniku kada je nivo RF signala nii od praga - Viestruke mikrorefleksije kroz vlakno - Interferencija signala direktnog i povratnog smera - Ingres um koji potie iz okruenja i koji predstavlja jedan od osnovnih problema povratnog smera Kablovska razvodna mrea

3.3.Filteri za blokiranje povratnog smeraKorisnici koji ne koriste dvosmerne servise prave nepotreban um paiy tog razloga napravljen je filter za blokiranje povratnog smera. U poetnim fazama razvoja dvosmernih servisa, ovi filteri su veoma praktini. Filterima je mogue blokirati negativni uticaj pojedinanih pretplatnika, koji ne koriste povratni smer ili grupe pretplatnika u okviru jedne zgrade, u okvru jedne distribucione grane ili itave segmente mree do nivoa optikog vora. Sa porastom broja pretplatnika koji koriste povratni smer broj instaliranih filtera ove vrste se postepeno smanjuje na ran poveanja broja instaliranih ekvilajzera. Filteri su po svojim karakteristikama high-pass filteri sa propusnim opsegom 85-886 MHz.

4. Koaksijalne kablovske mree

Kablovska televizija zapoela je razvoj zahvaljui telekomunikacionim mogunostima koaksijalnog kabla. U praksi se koristi dva tipa kabla. Kruti koaksijalni kabl ima alumijmski plast, a fleksibilni kao spoljni omotac ima kombinaciju metalne folije i iane kouljice. Karakteristina impedansa kablova je 75 oma. Najvanija karakteristika koaksijalnog kabla je njegova sposobnost da prenosi signale irokog spektra bez obzira to se radi i o frekvencijama koje se, kao nosioci,moraju kontrolisano koristiti u slobodnom prostoru. To ima za prednost to se kabl moe direktno prikljuiti na ulaz konvencionalnog prijemika radio-signala i to, svakako, jako utie na korisnika da izabere prikljuenje na sistem kablovske televizije. Ima odgovarajue karakteristike koaksijalnog kabla koja nema opasnosti od korienja istih frekvencija u slobodnom prostoru i koaksijalnom kablu. Glavni nedostatak je visoka cena i broj pojaivaa.

4.1.Koaksijalni kablU KDS se uglavnom koristi kod distributivnemree.Prednosti: - nisu osetljivi na elektromagnetne smetnje - otporni su na vremenske uticaje - mogu se polagati na zidu, u cevima ili u zemlji jer im se ne menjaju elektine karakteristike, - prilino ravnomerno penosi signale irokog frekvetnog opsega, mada imaju izraeno slabljenje na viim frekvencijama. Mane: - koriste se za manja rastojanja - manje brzine penosa. Sastoji se iz unutranjeg provodnika, dielektrika (PVC, teflon, polietilen), irma i spoljanjeg omotaa. Unutranji provodnik: elektrolitiki bakar (kalaisani ili posrebreni), ima jednu ili vie upletenih ica. Dielektrik mora da ima visok otpor izolacije i to manju dielktrinu konstantu. Treba da bude otporan na mehanike, toplotne i klimatske uticaje. omota: od polivinilhloida za unutranju montau, polietilena za spoljnu montau kada je kabl izloen niskoj temperaturi i vlazi, fluorpolimera kada je kabl izloen visokoj temperaturi i kada se trae visoke mehanike i hemijske karakteristike.

Koaksijalni kablovi standardno se koriste za bitske brzine prenosa reda 10 Mbps i rastojanja reda nekoliko stotina metara. Karakteristina impedansa se definie kao odnos napona i struje na bilo kojem poprenom preseku voda. Izraunava se kao:

Z=

L C

Karakteristina impedansa koaksijalnog voda koji se koristi u KDS-u je 75. Slabljenje se definie kao logaritamski odnos napona na poetku provodnika (U1) prema naponu na kraju provodnika (U2) da bi se izbegle negativne vrednosti za slabljenje. Proseno slabljenje kabla za ferkvenciju 200MHz sa spoljnim prenikom provodnika 1.2cm iznosi 3dB/100m, a za 2.5cm oko 1.8dB/100m. Maksimalna frekvencija na kojoj se moe upotrebiti koaksijalni kabl izaunava se po fomuli: 2C f max = (D + d) C - Brzina svetlosti

Sa porastom frekvencije rastu i gubici u kablu, to je prikazano na slici:

5.Optike kablovske mreePronalazak optikih kablova 1976. godine pravi prekretnicu u kablovskoj televiziji.Veliki propusni opseg sa veoma malo gubitaka i suma otvorile su mogunost pravljenja velikih KDS.

5.1.Optiko vlaknoOptika vlakna su dugaki i vrlo tanki kablovi, debljine oveije dlake, napravljeni od vrlo istog stakla. Grupisana u snopove, ova vlakna formiraju optike kablove koji se koriste za prenos svetlosnih signala na velike udaljenosti. Optika vlakna se sastoje iz tri dela: 1. Jezgro stakleni, tanak, centralni deo vlakna, kroz koji putuje svetlost 2. Obloga spoljni optiki materijal koji svetlost reflektuje natrag u jezgro 3. Omota plastini zatitni sloj koji vlakno titi od oteenja i vlage

Postoje dva osnovna tipa optikih vlakana: 1. Single-mode vlakna, prenika 9 mikrona, koja prenose infracrvrnu svetlost talasne duine od 1.300 do 1.550 nanometara, koju generiu laseri 2. Multi-mode vlakna, prenika 62,5 mikrona, koja prenose infracrvrnu svetlost talasne duine od 850 do 1.300 nanometara, koju generiu LED diode

5.2.Optiki kablOptika vlakna prenose digitalne signale u obliku modulisanih svetlosnih impulsa na velike udaljenosti i velikom brzinom. Signal na prijemu je ist i ne slabi. Koriste se u KDS za magistralni nivo za razdaljine vee od 1000m. Prednosti: otporni na elektromagnetne smetnje, malo slabljenje (od 0.2 do 0.5dB/km), irok frekvetni opseg, veliki propusni kapacitet, bolji odnos sognal/um, efikasnija dvosmerna komunikacija, ne postoji problem presluavanja izmeu vlakana, manje su im dimenzije, velika brzina prenosa (10Gb/s). Mane: cena, vea strunost njihovig postavljanja i povezivanja, postavljaju se uduvavanjem kroz cevi.Za povezivamje optikih kablova u KDS najbitniji ureaji su: - Optiki predajnik - Optiki prijemnik za povratni smer - Optiki vor

5.3.Optiki predajnik

Optiki predajnik je sastavni deo optikog prenosnog sistema u okviru primarne optike mree. Instalira se u glavnoj stanici. Optiki predajnik pretvara RF ulazni signal u analogno modulisan optiki signal talasne duine 1310 nm za prenos kroz optiko vlakno i alje ga ka optikom prijemniku. Predajnik se sastoji iz nisko-umnih i nisko-distorzionih RF driver-a, laserske diode sa prenosom po povratnoj petlji (DFB - Distributed Feedback Laser ) i predistorzione elektronike. Predajnik karakterie iroko pojasna automatska kontrola pojaanja ( AGC - Automatic Gain Control ).

5.4.Optiki prijemnik za povratni smerZa potrebe prenosa signala u povratnom smeru, u frekvencijskom opsegu od 5 - 65 MHz, neophodno je instalirati odgovarajue optike prijemnike za povratni smer. Optiki prijemnici za povratni smer se instaliraju u glavnoj stanici i to za svaki optiki vor po jedan. Optiki prijemnik kombinuje optoelektronske i RF distribucione funkcije u jednom kuitu, i to je mnogo ekonominije od reenja koje zahteva odvojena kuita za optiku i za distribucioni pojaava. PIN fotodioda konverutje svetlosnu energiju u RF signal. RF signali se pojaavaju nisko-umnim hibridnim pojaavem.. Zelena LED dioda obezbeuje nadzor prisustva optike snage, dok crvena LED dioda ukazuje da je RF buckup aktiviran. Test taka obezbeuje nadzor RF izlaznog signala.

5.5.Optiki vorOptiki vor predstavlja optiku mrenu stanicu koja je prilagoena specifinim zahtevima standardne dvosmerne HFC mree. Standardni dvosmerni optiki vor se sastoji od kuita u kome su smeteni: - optika spojnica - po potrebi - mreni optiki prijemnik za direktan smer ( NOR ), koji prima optiki signal prenet optikim vlaknom i pretvara ga u RF signal - RF pojaava koji pojaava direktni RF signal - mreni optiki predajnik za povratni smer ( NRT ) koji pretvara RF signal u optiki signal i vraa ga po optikom vlaknu u optiki prijemnik za povratni smer u glavnoj stanici. Povratni RF signal iz koaksijalnog kabla dolazi na poseban ulaz RF pojaavaa. Osnovna funkcija optikog prijemnika je prijem optikog ( svetlosnog ) signala i konverzija u elektrini ekvivalent ( RF signal ). Svaki optiki vor zahteva jedan optiki prijemnik za direktan smer, mada je mogue dadati jo jedan prijemnik kada se zahteva redundantna konfiguracija ili kada je potrebno kombinovati frekventne opsege. Za uskopojasne primene, mogue je instalirati do tri optika prijemnika za direktan smer. Optiki predajnik za povratni smer konvertuje RF signal za povratni smer u optiki signal za prenos do optikog prijmnika za povratni smer u glavnoj stanici.

6.HFC Kablovske mree

Telekomunikaciona mrea napravljena u kombinaciji optikih i koaksijalnih kablova za dvosmerni prenos signala, veeg broja kanala, uz obezbeivanje interaktivnosti i pouzdanosti.Bilo je vie pokuaja da se multimodni sistemi koji su radili u prvom prozoru optikih frekvencija za prenos telefonskih, audio, video-signala i signala podataka. Prihvaeno je bilo da se koristi prenos video signala u analognom formatu, jer je bilo najjeftinije. Propusni opsezi optikih vlakana je vie hiljada gigaherca. U ovom momentu, sa postojeom elektronikom mogu se koristiti i reda 1-1.2GHz, to je slino sa koaksijalnim kablovskim sitemima. Meutim, optiki kablovi imaju ogromne prednosti u odnosu na koaksijalne kablove u pogledu imunosti na elektromagnetske smetnje, imaju manje dimenzije i cena im je nia.

6.1.Elementi HFC kablovskog sistemaTipian kablovski sistem se sastoji od tri osnovna elementa. Prvi je antenski sistem, i to je lokacija na kojoj se vri prijem nekih TV signala koji se prenose kroz mreu. Ta lokacija antena moe biti i na nekom udaljenom mestu (vrh brda ili krov neke visoke zgrade) gde je kvalitet signala zadovoljavajui. Taj signal sa tog udaljenog mesta je potrebno dovesti do glavne stanice. Postoje tri osnovna naina prenosa tog signala: mikrotalasni relejni link (point-to-point), sistem sa optikim kablom (fibre supertrunk) i sistem sa koaksijalnim kablom (coax supertrunk). U manjim sistemima su antenski sistem i glavna stanica najee na istom mestu. Druga komponenta je vec pomenuta glavna stanica. U glavnoj stanici se primaju signali iz razliitih izvora (satelit, udaljeno antensko mesto, lokalna radio / TV difuzija, lokalni studio i slino), koji se zatim obrauju i alju dalje kroz kablovsku mreu. U glavnoj stanici takoe moe da se vri i skremblovanje programa tako da te programe mogu da gledaju samo ovlaceni pretplatnici. Takav signal se dalje kombinuje sa signalom nekih specijalnih servisa i priprema za slanje kroz distributivnu mreu.Ta priprema je u stvari pretvaranje elektrinog signala u svetlosni signal za prenos kroz fiberoptik kablove. Ureaj kroz koji se to realizuje je optiki transmiter. Trei vaan element kablovskog sistema je distributivna mrea. Kablovi koji vode od glavne stanice nazivaju se napojni kablovi. Oni sprovode signal na vee udaljenosti i zato su oni ili optiki kablovi ili koaksijalni kablovi sa veim prenikom (19 mm). Na odredenim udaljenostima se nalaze linijski pojaavai a mnogi od njih su i distribucioni pojaavai iz kojih se signal sprovodi dalje kroz napojni kabl ali se i odvodi do okolnih korisnika kroz odvodne kablove koji su manji u preniku (13 mm). Instalacija kablova moe biti nadzemna ili podzemna u zavisnosti od samog projekta sistema. Zatim sledi pretplatnika mrea, kroz koju se signal razvodi od odvodnih kablova do samih pretplatnika. U ovom delu sistema se koriste kablovi sa manjim prenikom (6-7mm) i tu je jo i oprema kao to su filtri, razdelnici, kuni prijemnici, kablovski modemi, konvertori, dekoderi itd.

Sruktura HFS

7.ZakljuakOekuje se i dalji napredak kablovske televizije predvia se da e uskoro moi da se oslobodi vazduni kanali koji su koristili TV i radio signali, kako bi se koristili a drugu upotrebu.Kablovska televizija ve postaje standaran prikljuak u domainstvu, a ne kao pre samo eljeni san.