Введение
Как в целом обстоят дела с КТВ у нас
Кабель или без него?
ТВ сети и ТВ программы
Проблемы операторов
Еще о сетях доступа
И снова эфир
Наступает эра цифрового ТВ
Традиционная ТВ-трансляция уходит
Системы сотового ТВ
Развитие сотового ТВ
Новые приложения систем сотового ТВ
Дальше, дальше, дальше

«Телевизор! Блистательное чудо двадцатого нашего века! Поистине фантастический концентрат усилий, таланта, изобретательности десятков, сотен, тысяч великолепнейших умов нашего, моего времени! Для того чтобы сейчас вот, вернувшись с работы, десятки миллионов усталых людей остервенело щелкали переключателями вместе со мной, не в силах решить поистине неразрешимую задачу: что выбрать? Вдохновенного пильщика? Или буйную потную толпу самодеятельных плясунов? Или этих унылых и косноязычных специалистов за круглым столом?

Братья Стругацкие «Хромая судьба»

Предупредим сразу, что ниже речь пойдет не только о телевидении, потому что в современном мире телекоммуникаций уже практически невозможно рассматривать какую-либо одну услугу обособленно от других. Мир вступил в эпоху многофункциональных сетей, и телевидение получило в связи с этим новые импульсы для своего развития. Попробуем кратко рассмотреть весь процесс развития и доставки в наши квартиры этого вида информации.

Пожалуй, ни у кого сейчас не вызывает сомнения, что именно посредством телевизионного вещания современный человек получает наибольшее количество информации. И продолжает стремиться получать его во все возрастающей степени. Эту человеческую особенность успешно эксплуатируют в том числе и телекоммуникационные компании. С другой стороны, в упрощенной форме, последние эксплуатируют желание одних людей (или поставщиков видеоинформации) воздействовать на умы других.

Поскольку прежде, чем воздействовать, нужно создать соответствующую среду передачи информации, их главная задача состоит в техническом обеспечении потенциальному пользователю некого набора услуг. Именно этим прогрессивное человечество и занимается уже более полувека.

История телевидения не теряется в глубине веков и поэтому в общих чертах известна современному человеку. Не будем подробно останавливаться на ней, отметив лишь, что активно развиваться телевидение начало лишь тогда, когда стало чисто электронным (первые системы, использующие механический принцип «не пошли» из-за неважного качества, поскольку их телезрители, как говорят, плохо отличали танцующую женщину от поющего мужчины). Интересно, что первый проект, в котором были заложены основы современного телевидения, был сделан в 1884 году. Своим созданием в течение XX века телевидение во многом обязано своим созданием и нашим соотечественникам: Б.Розингу, О.Адамяну, Л.Термену, П.Шмакову, Б.Грабовскому, В.Зворыкину, Я.Рыфтину, С.Катаеву, А.Полумордвинову, С.Новаковскому, П.Тимофееву и многим другим.

Изначально для трансляции ТВ программ использовался эфир, что имело свои известные всем плюсы (доступность на больших расстояниях) и минусы (помехи и не всегда качественный прием).

Именно минусы и заставили первоначально искать другие пути для трансляции ТВ программ, обратив взоры на коаксиальный кабель. Так началась эра сетей кабельного телевидения (или КТВ), которые в немалой степени преуспели за последние почти 50 лет и которым и будет посвящена эта статья.

Впервые предложение о распределении телевизионного сигнала по кабельным сетям было представлено в США Эдом Парсонсом, Cox Cable Communications, Inc., в 1948 г. Первая система, распределяющая 5 ТВ каналов, заработала в Сиэтле. Это нововведение позволило избавиться от многих нежелательных эффектов, связанных с эфирным распространением телевизионных сигналов: затенений, переотражений, необходимости установки у каждого абонента антенны и т. д. Это расширило круг потенциальных абонентов и помогло кардинальным образом улучшить с технической точки зрения качество предлагаемых услуг.

В целом, характеристики сигналов, направляемых в коаксиальный тракт сети КТВ, как правило, совпадают по способу модуляции (АМ), занимаемой полосе частот и т. д. с сигналами, распространяемым по эфиру (но не всегда, когда речь идет о специализированных системах, например, с платными каналами). Связано это, в первую очередь, с необходимостью применения тех же телевизионных приемников, что и для эфирного вещания. В этом смысле эфирное и кабельное телевидение сохраняют преемственность до сих пор. Первые же сети кабельного ТВ (как, впрочем, и у нас до последнего времени) имели сравнительно простую структуру: коллективная антенна, головная станция и коаксиальный тракт с необходимым числом ответвителей и усилителей (магистральных и домовых). Строго говоря, это было еще не сети КТВ, а именно кабельные системы коллективного приема эфирных ТВ программ.

В то же время уже на первых этапах развития кабельного телевидения в США, когда заметная часть систем имела воздушные коаксиальные линии, появилась настоятельная необходимость применения на головных станциях частотного преобразования каналов, принимаемых из эфира. В противном случае из-за сложения одинаковых сигналов с разной задержкой (ТВ приемник может принимать непосредственно на себя эфирный сигнал и одновременно получать его же по кабелю, где и будет задержка) происходило заметное ухудшение качества («двоение») изображения. Именно поэтому началось повсеместное применение конверторов ТВ каналов, о которых косвенно знает каждый, кто убедился, что ТВ каналы, поступающие по кабелю с коллективной антенны не совпадают с каналами, присутствующими в эфире.

Первые системы формировались по принципу коллективного приема сначала в метровом (47 - 240 МГц), а затем и в дециметровом диапазонах волн (с верхней граничной частотой 550 МГц и 862 МГц в Европе, а также 600 МГц и 750 МГц в США). Главная борьба велась с переотражениями и затененями в условиях разновысокой городской застройки.

Ухудшение условий приема в затененных местах приводил к появлению значительных затруднений в выборе места расположения небольших коллективных антенн со сравнительно невысоким коэффициентом усиления и высоким уровнем боковых лепестков.

Поэтому дальнейшее развитие систем, в особенности в СССР, где описанный выше подход “антенна на подъезд” весьма распространен, пошел в направлении улучшения характеристик приема сигналов, что выразилось в создании систем, строящихся по иерархической древовидной топологии.

Укрупнение размеров систем вызвало, соответственно, целый ряд проблем, вызванных ухудшением отношением сигнал-шум на выходах удаленных от головной станции абонентов; возрастанием уровня нелинейных искажений из-за накопления последних на последовательно включенных усилителях. Кроме того, увеличение числа распространяемых каналов привело к возрастанию нагрузки на усилительное оборудование и, тем самым, к дополнительному увеличению нелинейных искажений; большая длина кабельных участков, в особенности воздушных, привела к заметной зависимости параметров сигнала у абонента от (температурных) факторов. Произошло и снижение общей надежности сетей за счет коррозии коаксиального кабеля в местах его заделки, а также из-за увеличения количества усилительного оборудования.

Увеличение числа эфирных каналов не может быть беспредельным, поэтому дальнейший рост числа каналов в сетях КТВ происходил за счет чисто студийных, а в дальнейшем и спутниковых ТВ-каналов.

Выполнение требований к качеству ТВ сигналов у абонента при значительных размерах коаксиальной сети и росте числа ТВ каналов привели к усложнению требований к линейной аппаратуре, что проявилось в виде:
- введения служебных пилот-сигналов в рабочем диапазоне, служащих в качестве опоры для работы блоков автоматической регулировки усиления и наклона амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) усилителей с целью компенсации влияния температурных перепадов и роста потерь в кабеле на высоких частотах на характеристики распространения сигналов;
- ужесточения требований к динамическому диапазону усилителей, что потребовало разработки специализированной элементной базы, применения двухтактных каскадов и других схемотехнических приемов с целью минимизации нелинейных искажений;
- применения более дорогих типов коаксиальных кабелей, характеризующихся большим сечением (уменьшение потерь) и улучшенной экранировкой.

Сложность топологии систем, большая протяженность усилительных участков, затрудняющая поиск места выхода из строя кабелей, неблагоприятные условия, в которых находятся усилители дополняют необходимость обеспечения общей надежности системы. Поэтому кабельные сети стали доукомплектовываться системами дистанционного контроля, ряд из которых предназначен для определения работоспособности усилителей. При этом могут устанавливаться факты повышения влажности и температуры, а также вскрытия корпуса усилителя. Может проводиться широкий набор операций мониторинга систем вплоть до измерения АЧХ тракта с целью выявления деградирующих усилителей.

Работой подобных систем управляет ЭВМ, установленная на головной станции и осуществляющая функции непрерывного поочередного опроса по выделенному в полосе частот каналу усилителей, имеющих в данной системе индивидуальные номера, анализ и сравнение полученной аналоговой и цифровой информации с нормативными значениями.

Для передачи сигналов к головной станции от усилителей могут использоваться связка «модем - витая пара - телефонная сеть общего пользования», либо модулятор, передающий сигналы по обратному каналу.

Введение обратного канала в коаксиальные системы КТВ предназначалось для придания системам характеристик интерактивности, т.е. возможности передачи сигнала от абонента к головной станции. Как правило, обратный канал имеет диапазон рабочих частот 5-30 МГц (Европа), иногда 5-50 МГц и более. В специализированных сетях ресурсы обратного канала могут использоваться, например, для проведения видеоконференций, в результате чего ширина полосы частот может быть еще шире. Однако следует понимать, что нельзя бесконечно увеличивать пропускную способность обратного канала за счет прямого.

Обеспечение обратного канала требует установки в сети соответствующего более технически сложного двунаправленного усилительного и пассивного оборудования.

Отдельный вопрос - оплата услуг КТВ. Часть каналов, как правило эфирных и спутниковых, предоставляется абонентам бесплатно, а за просмотр остальных необходимо платить, так как иначе они недоступны для качественного приема из-за использования скремблирования (шифрования сигнала, заключающееся в дополнительных помехах различного рода).

В самом примитивном случае ввода в канальный спектр узкополосной помехи вносящим плату абонентам раздаются относительно дешевые устройства, убирающие помеху (например, узкополосные ПАВ-фильтры, характеристики которых нельзя повторить с помощью обычной элементной базы), однако, это исключает повременной учет, да и вообще малоэффективно при длительной эксплуатации и наличия абонентов, обладающих некоторой смекалкой (в отличие от других стран в России это очень немаловажный фактор).

Значительно эффективнее использование специального абонентского конвертора и обратного канала, с помощью которых центральный компьютер ведет регулярный опрос всех абонентов и выдает специальные разрешающие сигналы на конверторы абонентов, вносящих плату. Этот способ успешно используется за рубежом и у нас на «привилегированных» сетях КТВ (в гостиницах). При этом оплата может производиться магнитной карточкой.

Существует и эффективно используется еще один способ - не тратить средства на защиту и не собирать абонентскую плату, а получать деньги за показ рекламы, так как в этом случае ее потенциально просмотрит большее число телезрителей, что и надо рекламодателям. В частности, на этот способ перешли многие сети КТВ Москвы.

Как в целом обстоят дела с КТВ у нас - продолжение

ТЕЛЕВИДЕНИЕ. ОТ ЭФИРНОГО К КАБЕЛЬНОМУ И ОБРАТНО. И ДАЛЕЕ...

ТЕЛЕВИДЕНИЕ.
ОТ ЭФИРНОГО К КАБЕЛЬНОМУ И ОБРАТНО.
И ДАЛЕЕ...