автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Расчет и оптимизация уровней напряжений электротехнического оборудования в распределительной сети СКТ

На правах рукописи

□ОЗОВЗЭВ7

СОТНИКОВ Игорь Александрович

РАСЧЕТ И ОПТИМИЗАЦИЯ УРОВНЕЙ НАПРЯЖЕНИЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ СКТ

Специальность 05.09 03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва ¿ии/

1 4 И ЮН 2007

003063967

Работа выполнена на кафедре «Информатика и компьютерный сервис» ГОУ ВПО «Московский государственный университет сервиса»

Научный руководитель

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор В М Артюшенко

- Заслуженный деятель науки РФ доктор технических наук, профессор О И Шелухин

- кандидат технических наук Г И Пожидаев

Ведущая организация

ФГУП «НИИ ПЛАТАН»

Защита диссертации состоится « ^ » И/ 2007 г в часов на заседании диссертационного совета К 212.150 02 при ГОУ ВПО «Москов ский государственный университет сервиса» по адресу. 141221, Московская обл , Пушкинский р-он, пос Черкизово, ул Главная, д 99

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «МГУС» Автореферат разослан » __2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент Н Н Теодорович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В последнее десятилетие во всем мире отмечается значительное повышение интереса к строительству систем кабельного телевидения (СКТ) Интерес этот обусловлен как все возрастающими потребностями в области информатизации общественной жизни, так и необходимостью повышения каче-ст ва предоставляемых населению информационных услуг

В настоящее время СКТ являются универсальными электротехническими системами, на базе которых можно предоставить не только широкий спектр телевизионных и радиовещательных программ, но и обеспечить мониторинг состояния оборудования сети СКТ или телеметрию (охранная и пожарная сигнализация и т д), а так же оказание различных коммерческих услуг (например, реклама)

Современные распределительные сети СКТ должны удовлетворять требованиям государственного стандарта РФ - ГОСТ 52023 - 2003, принятого Государственным Комитетом Российской Федерации по стандартизации и метрологии 13 03 2003г, совместимого с европейским стандартом СЕМЕЬЕС £N50083 и являющегося преемником ГОСТ 11216-83 и Г ОСТ 28324-89

Основным этапом проектирования СКТ является расчет уровней напряжений электротехнического оборудования в распределительной сети, при которых необходимо обеспечить требуемое качество телевизионного сигнала на абонентских устройствах в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех

Таким образом, вопрос проектирования и строительства широкополосных, телевизионных кабельных сетей является на сегодняшний день, безусловно, актуальной задачей

Представленная диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом НИР ГОУ ВПО МГУС № 01 03 04 (РН ВНТИЦ № 01 0 40 001520) «Исследование цифровых методов обработки информации в информационных системах и электротехнических комплексах»

Целью диссертационной работы является расчет и оптимизация уровней напряжений электротехнического оборудования в распределительной сети системы кабельного телевидения в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех

В соответствии с этим, были поставлены и решены следующие основные задачи работы:

1 Анализ условий работы и технических характеристик электротехнического оборудования СКТ,

2 Расчет и оптимизация уровней напряжений электротехнического оборудования в распределительной сети СКТ в условиях воздействия внешних электромагнитных помех,

3 Влияние изменения параметров кабельного оборудования на уровни напряжений в распределительной сети СКТ,

4 Регулировка уровней напряжений и наклона амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) электротехнического оборудования в распределительной сети СКТ

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием методов теории вероятностей случайных процессов, математической статистики, математического моделирования на ПЭВМ Экспериментальные исследования выполнены методами физического моделирования в лабораторных и реальных эксплуатационных условиях

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем

1 Осуществлен анализ характеристик электротехнического оборудования СКТ позволяющий, на этапе проектирования, осуществить оптимизацию кабельной распределительной сети в зависимости от предъявляемых к ней требований и условий эксплуатации,

2 Предложена методика расчета уровней напряжений электротехнического оборудования в кабельной распределительной сети СКТ, обеспечивающая требуемое отношение сигнала к шуму и сигнала к помехам комбина-

ционных частот на входе абонентского оборудования в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех,

3 Предложена методика расчета уровней напряжений электротехнического оборудования в зависимости от изменения параметров кабеля распределительной сети СКТ, вызванных различными внешними воздействиями

Практическая ценность работы заключается в следующем

1 Предложена методика расчета, позволяющая рассчитать уровни напряжений в распределительной сети СКТ в условиях интенсивного электромагнитного воздействия на электротехническое оборудование СКТ

2 Предложена методика расчета энергетического выигрыша уровней напряжений, в зависимости от глубины эквалайзирования усилительного электротехнического оборудования СКТ

На защиту выносятся:

1 Методика расчета уровней напряжений электротехнического оборудования в распределительных сетях СКТ, в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех,

2 Методика расчета влияния изменений параметров кабельного оборудования, на уровни напряжений в распределительной сети СКТ

Личный вклад. Все основные научные результаты, изложенные в диссертационной работе и выносимые на защиту, получены автором лично

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы в ООО «Локальные и Транспортные Информационные Сети», что подтверждается актом о внедрении

Результаты исследований использованы в курсах «Аппаратура систем кабельного телевидения», «Спутниковое и кабельное телевидение», «Современные телевизионные системы» ГОУ ВПО «Московский государственный университет сервиса», что подтверждается соответствующим актом о внедрении

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались

• на 10-й Международной научно-практической конференции «Наука -сервису» (Москва, 2005 г),

• на 7-й Межвузовской научно-технической конференции «Современные средства управления бытовой техникой» (Москва, 2006 г),

• на 2-й Межвузовской научно-технической конференции «Проблемы развития электротехнических комплексов и информационных систем» (Москва, 2006 г ),

• на 1-й научно-практической конференции «Научно-теоретические проблемы современного российского общества» (Москва, 2006 г),

• на 11-й Международной научно-технической конференции «Наука -сервису» (Москва, 2006 г),

• на совместном заседании кафедр «Электроника и электронные информационные системы» и «Информатика и компьютерный сервис» ГО У ВПО «МГУС» (Москва, 2007 г )

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из вве дения, пяти глав, заключения, приложения и списка литературы, включаю щего 112 наименований Работа изложена на 141 страницах машинописного текста, содержит 64 рисунка и 17 таблиц В приложении объемом 4 страницы содержатся материалы внедрения результатов диссертационной работы

В первой главе осуществлен анализ построения распределительной сети системы кабельнЬго телевидения, условий работы и требований, предъявляемых к электротехническому оборудованию СКТ

Одной из основных особенностей ¡заботы электротехнического оборудования СКТ является, широкий диапазон температур, приводящий к существенному изменению уровней напряжения сигналов в кабельной распредели-

тельной сети На магистральных линиях значительной протяженности, особенно при воздушной прокладке кабеля, целесообразно использовать усилительное оборудование с автоматической регулировкой усиления (АРУ) или проводить энергетический расчет СКТ с учетом климатических воздействий

При работе усилительного электротехнического оборудования СКТ в условиях интенсивных электромагнитных полей актуальным параметром является радиогерметичность Ее можно значительно повысить, за счет дополнительной внешней экранировки, установив оборудование в зданиях, заземленных металлических шкафах или подземных коммуникациях

При выборе типа магистрального кабеля для его прокладки в сложной электромагнитной обстановке, необходимо в первую очередь обратить внимание на степень его экранирования Особенно важен этот параметр, когда уровень сигналов эфирных телевизионных и радиопередатчиков, а также уровни электромагнитных помех очень велики, что особенно характерно для крупных городов Степень экранирования коаксиальных кабелей в этих условиях для распределительных сетей СКТ должна быть не менее 85 90 дБ Для коаксиальных кабелей применяемых для внутриквартирной разводки -не менее 75 80 дБ Для магистральных кабелей степень экранирования должна быть не менее 100 дБ Всякое сочленение кабеля с помощью кабельных насадок с целью его удлинения необходимо полностью исключить, особенно при воздушной прокладке

Анализ построения распределительных сетей СКТ, условий работы электротехнического оборудования и предъявляемых к нему требований, показал, что базовыми параметрами, позволяющими не только однозначно описать функционирование сети, но и служить основой при ее проектирование, являются отношение сигнал/шум (ОСШ) и сумма нелинейных искажений 2~ го (СБО) и 3-го (СТВ) порядка При этом ОСШ на абонентской розетке должно быть не ниже 44 дБ, а отношение сигнал/помеха (ОСП) комбинационной частоты 2-го и 3-го порядка не меньше, соответственно 57 дБ и 60 дБ.

Осуществлена постановка задачи исследования

Во второй главе осуществлен анализ характеристик электротехнического оборудования СКТ и их влияние на накопление шумов и искажений по магистрали кабельной распределительной сети

Основным элементом в комплексе оборудования любой СКТ является головное оборудование В СКТ под головным оборудованием принято понимать совокупность электротехнических средств, предназначенных для формирования качественного группового телевизионного сигнала с целью его дальнейшего распределения по СКТ От оборудования головной станции зависит, какие параметры будет иметь сигнал на входе распределительной сети, какое максимальное количество каналов и какая протяженность магистральных линий (число абонентов), и самое главное, какое качество изображения будет на экране телевизионных приемников

Осуществлен анализ электротехнических характеристик и основных параметров оборудования головных станций

Огромную роль в качественной передаче сигналов в СКТ играеп усилительное оборудование распределительных сетей Его правильный выбор является одним из ключевых моментов при построении СКТ

Проведенный анализ показал, что наиболее важными параметрами усилительного оборудования СКТ является максимальный уровень выходного сигнала и приведенный динамический диапазон, характеризующий количество шумов, вносимых усилительным оборудованием, которые могут быть накоплены по магистрали Было показано, что применение фиксированного межкаскадного эквалайзирования позволит значительна повысить энергетический потенциал усилительного оборудования

Анализ механизма накопления шумов по магистрали-5 кабельной распределительной сети СКТ показал, что количество шумов, вносимых электротехническим усилительным оборудованием, характеризует величина при-

веденного динамическою диапазона, определяющая итоговую величину ОСШ по магистрали

Для реализации возможно большего ОСШ по кабельной магистрали необходимо выбирать усилительное оборудование с большим уровнем выходного сигнала при минимальном коэффициенте усиления и минимальном коэффициенте шума Однако необходимо учитывать, что при заданной длине магистрали применение усилителей с малым коэффициентом усиления приводит к увеличению их числа а, следовательно, к удорожанию магистрали

Для сохранения по магистрали ОСШ 44 50 дБ, при СТВ равным 60 66 дБ и коэффициенте шума б 8 дБ, усилитель должен обладать оптимальным, с экономической точки зрения, коэффициентом передачи порядка 28 38 дБ Если предъявляются более жесткие требования по поддержанию ОСШ, этот коэффициент передачи не должен превышать 20 27 дБ

По мере увеличения протяженности магистральных сетей СКТ, происходит накапливание не только шумов, но и искажений, которые можно разделить на два класса линейные и нелинейные К линейным искажениям относятся групповое время задержки и неравномерность АЧХ Нелинейные искажения вызваны в основном присутствием в кабельных сетях усилительного оборудования, их можно разделить на канальные и диапазонные.

Для эффективной борьбы с линейными искажениями используют корректоры АЧХ, позволяющие осуществить плавное выравнивание АЧХ с малыми начальными потерями Единственным и эффективным способом борьбы с нелинейными искажениями является правильный выбор режима работы • электротехнического усилительного оборудования а

« В третьей главе осуществлен расчет и оптимизация уровней напряже-I1 ний электротехнического оборудования в распределительной сети СКТ. 'I " Как известно, критерием качества работы СКТ являются отношение I сигнала к шуму и сигнала к помехам комбинационных частот 3-го порядка в ' телевизионном канале на любой абонентской розетке Согласно ГОСТ

Р52023-2003 эти соотношения составляют не менее 43 и 54 дБ, соответственно Целью главы являлась разработка методики определения допустимых входных и выходных уровней напряжений усилительного оборудования СКТ, при которых обеспечивается требуемое ОСШ и ОСП комбинационных частот 3-го порядка на выходе абонентской розетки, в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех

Были получены соотношения, позволяющие осуществить расчет уровней сигнала и шума на входе и выходе электротехнического оборудования головной станции, в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех, как при наличии, так и отсутствии усилительного оборудования на ее входе Было показано, что суммарный уровень шума на входе оборудования ГС может быть определен исходя из выражения

и2 швхгс — 10Ь<^(10оли"-'< + 10°-и}"дБмкВ, где иш ви гс ~ уровень внешнего шума, дБмкВ, иш В1 гс - пересчитанный ко входу собственный уровень шума головной станции, дБмкВ

Зависимость суммарного уровня шума на входе ГС, от пересчитанного ко входу собственного уровня шума головной станции, при различных значениях уровня внешнего шума, представлена на рисунке 1

иш вн ГС - 10 дБмкВ—«1—1 дБмкВ —да— 0,1 дБмкВ

Рисунок 1 - Зависимость суммарногоуровня шума на входе ГС при различных значениях уровня внешнего шума

При построении крупных СКТ необходимо, чтобы отношение сигнала к суммарным помехам комбинационных частот 3-го порядка на выходе оборудования СГ СТВвых было не ниже 80 84 дБ, поэтому, при формировании ш кaнaлoвJ уровень (1тах для т„ (по паспорту) каналов следует уменьшить на величину Аивых

ли„ь1х = итах + 10Ьоё(тпт'1) - 0,5(СТВвых - 60), дБ Если в техническом паспорте на ГС указаны максимальные выходные уровни итахз (ГМШ = 60 дБ) и итах.2 (!М02 = 60 дБ) для т„ каналов, то рабочий выходной уровень ГС ивых р при наличии выходного широкополосного усилительного оборудования для трансляции т каналов должен выбираться как наименьшая величина из двух значений

ивых р1 <30 + итах з - 101^(ттп1) - 0,5В3, Ивь« р 2 5 60 + ишах.2 ~ 4,ЗЬо§(ттп"') - В2,

где В3 и В/ - допустимые уровни интермодуляционных продуктов ГС, соответственно, 3-го и 2-го порядка, рассчитанных по традиционным методикам, исходя из количества каскадно включенного усилительного оборудования по магистрали, конструктивных запасов на перепады температуры окружающей среды и т п

Получена методика расчета минимального уровня напряжения сигнала на входе усилительного оборудования магистральных сетей СКТ Показано (см рисунок 2), что с увеличением количества магистрального усилительного оборудования п должен возрастать и уровень входного напряжения ига1|1 вх Увеличение уровня напряжения на входе, а значит, и на выходе усилительного, оборудования приводит к увеличению ОСШ, однако возрастание уровня напряжения на его выходе уменьшает ОСП комбинационных частот

Разработана методика, позволяющая рассчитать отношение сигнала к шуму на выходе абонентской розетки Показано, что ОСШ на выходе абонентской розетки зависит не только от параметров усилительного оборудования сети СКТ, но и от условий приема телевизионного сигнала

Рисунок 2 - Зависимость минимальны« уровней напряжений на входе усилительного оборудования от количества магистральных ус илителей

Получена методика расчета ОСП комбинационных частот 3-го порядка на выходе абонентской розетки Показано, что ОСП комбинационных частот 3-го порядка зависит не только от количества каналов в СКТ и среднеквадра-тического значения нестабильности уровней в распределительной сети, но и от таких параметров усилительного оборудования как разность уровней (перекос) между НЧ и ВЧ каналами на его выходе, неравномерность АЧХ, а также от разности между максимальным и минимальным уровнями напряжения на его выходе в рабочем диапазоне частот

Получены методические рекомендации по расчету максимально допустимого значения уровня выходного напряжения домового усилительного оборудования

В четвертой главе осуществлен анализ влияния изменения параметров кабельного оборудования на уровни напряжений сигналов в распределительной сети СКТ

Важнейшим пассивным электротехническим оборудованием распределительной сети СКТ являются коаксиальные кабели Их качество и надежность существенно влияют на основные показатели СКТ в процессе ее эксплуатации Коаксиальный кабель должен обладать достаточно низким зату-

ханием в верх ней точке рабочего диапазона частот, высокой долговременной стабильностью параметров, высоким коэффициентом радиоэкранной защиты, однородностью волнового сопротивления, достаточной механической и влагостойкостью, малым сопротивлением центральной жилы и экранной оплетки постоянному току (при дистанционном питании), низкой стоимостью

Одним из условий работы распределительной сети является широкий диапазон температур, приводящий к значительному изменению затухания в кабеле Наибольшее влияние на характеристики распределительной сети оказывает изменение затухания высокочастотных кабелей под воздействием перепадов температуры внешней среды на высшей часюте Рв диапазона СКТ

В общем случае, температурная зависимость изменения затухания кабеля может быть описана выражением

Ах = АТ0[1+К.(Т-Т0)],дБ, где А, - затухание кабеля в дБ при рассматриваемой температуре Т, отличной от нормальной температуры Т„ = 20°С, АТо - затухание кабеля в дБ при Т0 = 20°С, К, - температурный коэффициент, как правило К(» 0,002

На рисунке 3 представлены зависимости изменения погонных потерь кабелей в диапазоне частот от температуры окружающей среды

—♦—1 * (+65.С) "->--2 -(+65,С) —в— 1 - (+20, С) •Ж 2 - (+20,С) ——1 -(-30,С) —2-(-30,С)

Рисунок 3- Зависимость погонного затухания коаксиального кабеля длиной 100 м от частоты при различных температурах внешней среды, где 1 - кабель марки М1160ВУ; 2 - кабель марки РК 75-17-13С

Из представленных графиков видно что разность изменений затухания в диапазоне температур, на одних и тех же частотах, может достигать значительных величин Причем, с увеличением частоты эта разность возрастает

При большой протяженности линий Ьу (несколько километров) загуха-ние может меняться настолько значительно, что СКТ без принятия мер по стабилизации уровней оказывается неработоспособной Поэтому часть магистрального усилительного оборудования распределительной сети необходимо снабжать АРУ, компенсирующей изменение затухания сигналов В системах большой протяженности применяют автоматическую регулировку усиления и наклона (АРУ и Н), для чего вводят эталонные сигналы двух частот

В зависимости от частоты Рх затухание регулятора наклона (РН) АЧХ усилителя может быть найдено исходя из выражения

АРШ = А0 Ц[1 + 1,5х10"э(4р - ШРВ0'5 - Р,^, дБ, где Ао - затухание 1 м кабеля на частоте Р0, МГц, при температуре =- 20°С, 1Р - расчетная температура внешней среды, равная среднему арифметическому между максимальной (1+) и минимальной (1) температуры

Суммарное затухание кабеля и регулятора наклона одного участка магистральной линии при расчетной температуре tp, не зависит от частоты и может быть найдено как

Аур = Аухр +АРНх = А„Ц[1 + 1,5хЮ"3(1р - УКРА'У5» Дй Было показано, что при прокладке кабеля СКТ в телефонной канализации изменение затухания на одном участке магистральной линии может составлять ±0,3 дБ, при подвеске кабеля на открытом воздухе - ±1,5 дБ

Ь При отклонении уровня сигнала на выходе распределительной сети до 3 дБ, максимально допустимое суммарное затухание распределительной сети;' без регулирования рабочего уровня по пилот-сигналам, при прокладке кабеля в телефонной канализации может достигать 200 дБ, а при подвеске на открытом воздухе - не более 30 дБ

1 Изменение уровня сигнала на выходе магистральной линии состоящей

из пм участков, в зависимости от изменения перепада температуры, составит

Лим = пмАу±=+ Ам рх0,75х10"3(1ь -1), дБ, где Ам р - затухание магистральной линии на частоте Р0 при температуре ^

Зависимости изменения ОСШ на выходе магистральной линии из пм участков, при изменении температуры ^ представлены на рисунке 4

-Ау+ « 2 дБ-*-1,0 дБ -й-0,5 дБ .....А....... 0,3 дБ

♦ -Ау- = 2дБ—• -1,0 дБ —* -0,5 дБ —* ~0,ЗдБ

Рисунок 4-Зависимости изменения ОСШ на выходе магистральной линии, состоящей из п участков, при изменении температуры 1,

Из представленных зависимостей видно, что при определенных условиях эти изменения могут носить существенный характер

Для оптимальной работы распределительной сети, через определенное количество участков магистральных линий, должно включаться усилительное оборудование с регулировкой по пилот-сигналам, поступающих с ГС, компенсирующие накапливающееся на этих участках изменения рабочих уровней сигнала

В пятой главе рассмотрены вопросы' регулировки уровней напряжений электротехнического оборудования в распределительной сети СКТ

Ни одну распределительную сеть СКТ не возможно качественно построить без различного рода регулировок, к которым может относиться частота, полоса канала, наклон АЧХ, уровень сигнала и др Из всех разновидно-

стей регулировок, используемых в СКТ, наиболее часто встречается регулировка уровней сигналов, то есть регулировка усиления

Анализ структурных схем построения АРУ, нашедших наиболее широкое распространение в усилительном оборудовании СКТ, и их основных характеристик показал, что в наиболее сложных условиях эксплуатации СКТ целесообразно использовать АРУ с дополнительным электронно регулируемым эквалайзером, так называемое АРУ с регулируемым наклоном (АРУН) В этом случае используют два пилот-сигнала с разными частотами, Р, и Р2 По частоте Р, работает электронный эквалайзер, а по частоте Р2 - электронный аттенюатор

Были рассмотрены и проанализированы основные типы кабельных эквалайзеров и их электротехнические характеристики Осуществлен расчет энергетического выигрыша от глубины эквалайзирования Получены зависимости энергетического выигрыша А1Г (ь дБ) от используемого частотного растра и вводимого эквалайзирования (см рисунок 5)

Глубина эквалайзирования, дБ ]—♦— 42C0JQ.EC —•— 59РА1. —«— ИОМГЭС —V— 77МТЗС+ОАГ|П

Рисунок 5 - Зависимости энергетического выигрыша от используемого частотного растра и вводимого эквалайзирования

Осуществлен анализ влияния кабельных эквалайзеров на А ЧХ распре делительных сетей СКТ Проведенные экспериментальные исследования по

казали (см рисунок 6), что применение специальных мер по улучшению равномерности АЧХ магистральной линии (использование эквалайзеров настроенных на конкретный тип коаксиального кабеля используемого в магистральной сети), позволяет увеличить количество магистрального усилительного оборудования в сети почти в два раза, и довести их до 10 12

Рисунок 6 - Усредненные АЧХ коэффициента передачи исследуемой магистральной сети

Частотный ход затухания эквалайзера, предназначенного под конкретный тип кабеля, может быть вычислен исходя из выражения

А = Аэ«Ь(Ра~ Р) + с(Рв°'5-Р0'5)] х (Ь(РВ -Р„) + с(Рв0,5- Ри0'5)]"1}, дБ, где А, = (АДЛ00)[1 - (Рн/Р„)0'5] - глубина эквалайзирования, дБ, А„ - погонное затухание кабеля, дБ, Ь - длина кабеля, м, а, Ь и с - коэффициенты, зависящие от конкретного типа кабеля, от его конструктивного исполнения

Было показано, что при проектировании сети СКТ необходимо стремиться к уменьшению числа усилительных каскадов, применяя магистральный кабель с меньшим погонным затуханием и эквалайзеры с рабрчим затуханием не менее 15 18 дБ При этом для компенсации потерь в кабеле и эквалайзерах, с. учетом потерь в кабеле при его старении, коэффициент усиления магистрального усилителя должен быть не менее 27 дБ

Осуществлен инженерный синтез простейших частотных корректоров типа «вершина» и «низина» Показано, что проведение инженерного синтеза позволяет задавать требуемую форму АЧ К корректора в рабочем диапазоне частот СКТ

В приложении содержатся материалы внедрения результатов диссертационной работы

В заключении сформулированы основные результаты работы, которые сводятся к следующему

В диссертации решена важная научно-техническая задача, заключающаяся в расчете и оптимизации уровней напряжений электротехнического оборудования в распределительной сети СКТ в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех

При этом получены следующие основные результаты

1 Осуществлен анализ условий работы и электротехнических требований, предъявляемых к электротехническому оборудованию распределительной сети СКТ Показано, что базовыми параметрами распределительной сети СКТ являются ОСШ и сумма нелинейных искажений 2-го и 3-го порядка, позволяющие не только однозначно описать функционирование сети, но и служить основой при ее проектировании При этом ОСШ на входе абонентских устройств должно быть не ниже 44 дБ, а ОСП комбинационной частоты 2-го и 3-го порядка не меньше, соответственно 57 дБ и 60 дБ

2 Осуществлен анализ технических характеристик активного электротехнического оборудования распределительной сети СКТ Показано, что наиболее важными параметрами являются максимальный уровень выгодного сигнала и приведенный динамический диапазон, характеризующий количество шумов, вносимых активным оборудованием, которые могут быть? накоплены по магистрали Показано, что применение фиксированного межкаскадного эквалайзирования позволяет значительно повысить энергетический по-

тенциал активного оборудования за счет снижения уровней низкочастотных сигналов, подаваемых на вход его оконечного каскада

3 Рассмотрен и проанализирован механизм накопления шумов и искажений по магистрали кабельной распределительной сети СКТ Показано, что для реализации возможно большего ОСШ по магистрали необходимо выбирать усилительное оборудование с большим уровнем выходного сигнала при минимальном коэффициенте усиления и минимальном коэффициенте шума. Для сохранения по магистрали ОСШ 44 50 дБ, при отношении радиосигнала изображения к составным помехам комбинационных частот 3-го порядка 60 66 дБ и коэффициенте шума 6 8 дБ, усилитель должен обладать оптимальным, с экономической точки зрения, коэффициентом передачи порядка 28 38 дБ При более жестких требованиях по поддержанию ОСШ, коэффициент передачи не должен превышать 20 27 дБ

Для эффективной борьбы с линейными искажениями по машьтрали С К1 необходимо использовать корректоры АЧХ, позволяющие осуществить плавное выравнивание АЧХ с малыми начальными потерями Наиболее эффективным способом борьбы с нелинейными искажениями является правильный выбор режима работы активного оборудования

4 Получена методика расчета минимального уровня напряжения сигнала на входе и выходе усилительного оборудования магистральных сетей СКТ в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех Показано, что с увеличением количества магистрального усилительного оборудования должен возрастать и уровень входного напряжения Увеличение уровня напряжения на входе, а значит, и на выходе усилительного обо- I рудования приводит к увеличению ОСШ, однако возрастание уровня напря- ? жения на его выходе уменьшает ОСП комбинационных частот

5 Получена методика расчета отношения сигнала к помехам комбинационных частот третьего порядка на выходе абонентской розетки

Показано, что ОСП комбинационных частот 3-го порядка зависит не только от количества каналов в СКТ и среднеквадратического значения нестабильности уровней в распределительной сети, но и от таких параметров усилительного оборудования как разность уровней между НЧ и ВЧ каналами на его выходе, неравномерность АЧХ, а также от разности между максимальным и минимальным уровнями напряжения на его выходе в рабочем диапазоне частот

6 Осуществлен анализ влияния изменения параметров кабельного оборудования на характеристики распределительной сети СКТ

Показано, что наибольшее влияние на характеристики распределительной сети оказывает изменение затухания высокочастотных кабелей под воздействием перепадов температуры внешней среды на высшей частоте диапазона СКТ При прокладке кабеля СКТ в телефонной канализации изменение затухания на одном участке магистральной линии может дост игать ±0,3 дБ, при подвеске кабеля на открытом воздухе - ±1,5 дБ

7 Осуществлен анализ различных видов регулировок применяемых в распределительной сети СКТ, к которым может относиться частота, полоса канала, наклон АЧХ, уровень сигнала и др

Рассмотрены и проанализированы основные типы кабельных эквалайзеров, применяемых в СКТ, и их электротехнические характеристики Получены зависимости энергетического выигрыша от используемого частотного растра и вводимого эквалайзирования

8 Проведены экспериментальные исследования влияния кабельных эквалайзеров на АЧХ распределительных сетей СКТ

Показано, что применение мер по улучшению равномерное ги АЧХ магистральной линии позволяет увеличить количество магистральных усилителей в распределительной сети СКТ почти в два раза, и довести их количество до 10 12 Однако при проектировании сети СКТ необходимо стремиться в уменьшению числа усилительных каскадов, применяя магистральный кабель

с меньшим погонным затуханием и эквалайзеры с рабочим затуханием не менее 15 18 дБ Причем для компенсации потерь в кабеле и эквалайзерах, с учетом потерь в кабеле при его старении, коэффициент усиления магистрального усилителя должен быть не менее 27 дБ

Основные положения диссертации опубликованы в работах

1 Сотников И А Аналш влияния изменений затухания кабеля на характеристики СКТ Современные средства управления бытовой техникой Материалы 7-й Межвузовская научно-технической конференции / Под ред д-ра тех наук, проф ЮН Маслова, ГОУ ВПО «МГУС» - М, 2006 С 224-227

2 Сотников И А , Артюшенко В М Анализ накопления искажений по магистрали кабельной распределительной сети Современные средства управления бытовой техникой Материалы 7-й Межвузовская научно-технической конференции / Под ред д-ра тех наук, проф Ю Н Маслова, ГОУ ВПО «МГУС» - М , 2006 С 228-233

3 Сотников И А Анализ, технических характеристик частотных эквалайзеров СКТ Современные средства управления бытовой техникой Материалы 7-й Межвузовская научно-технической конференции / Под ред д-ра тех наук, проф ЮН Маслова, ГОУ ВПО «МГУС» - М , 2006 С 234-238

4 Сотников И А Электротехнические характеристики частотных эквалайзеров Проблемы развития электротехнических комплексов и информационных систем Материалы 2-й Межвузовской научно-практической конференции / Под ред д-ра тех наук, проф В М Артюшенко, ГОУ ВПО «МГУС» - М , 2006 С 43-47

5 Артюшенко В М, Со гников И А Накопление искажений по рас-т пределительной сети системы кабельного телевидения Проблемы развития

электротехнических комплексов и информационных систем Материалы 2-й Межвузовской научно-практической конференции / Под ред д-ра тех наук, проф В М Артюшенко, ГОУ ВПО «МГУС» - М , 2006 С 48 - 53

6 Сотников И А , Артюшенко В М Влияние затухания кабеля на электротехнические характеристики системы кабельного телевидения Проблемы развития электротехнических комплексов и информационных систем Материалы 2-й Межвузовской научно-практической конференции / Под ред д-ра тех наук, проф ВМ Артюшенко, Г ОУ ВПО «МГУС» - М , 2006 С 53 - 57

7 Сотников И А , Артюшенко В М Электротехнические характеристики кабелей распределительной сети системы кабельного телевидения Проблемы развития электротехнических комплексов и информационных систем Материалы 2-й Межвузовской научно-практической конференции / Под ред д-ра тех наук, проф В М Артюшенко, ГОУ ВПО «МГУС» - М, 2006 С 57-60

8 Артюшенко В М, Сотников И А Искажения в распределительной сети системы кабельного телевидения Наука - сервису Х1-я научно-практическая конференция Секция. «Технические средства сервиса» Сборник научных статей / Под ред д-ра тех наук, проф В С Шуплякова, ГОУ ВПО «МГУС» - М, 2006 С 43 - 48

9 Сотников И А Анализ электрот ехнических характеристик оборудования головных станций Наука - сервис у Х1-я научно-практическая конференция Секция «Применение информационных технологий в электротехнических комплексах и системах» Сборник научных статей / Под ред д-ра те> наук, проф В М Артюшенко, ГОУ ВПО «МГУС» - М, 2006 С 27 - 30

10 Артюшенко В М , Сотников И А Расчет уровней напряжений на выходе электротехнического оборудования головной станции системы кабельного телевидения // Электротехнические и информационные комплексы и системы №2, 2007 С 26 - 30 '

11 Сотников И А Оценка допустимых входных и выходных уровней напряжения электротехнического оборудования головной станции системы кабельного телевидения // Информационно-измерительные и управляющие системы №2, 2007 С 32 - 37

Сотников Игорь Александрович

РАСЧЕТ И ОПТИМИЗАЦИЯ УРОВНЕЙ НАПРЯЖЕНИЙ ЭЛЕКТРОТЕХН И Ч ЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ СКТ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Лицензия ИД № 04205 от 06 03 2001 г

Сдано в производство 25 05 2007 Тираж 100 экз

Объем 1,5 п л Формгт 60x84/16 Изд № 166 Заказ 166

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет сервиса» 141221, Московская обл , Пушкинский р-он, пос Черкизово, >л Главная, 99

© ГОУВПО «МГУС», 2007

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ПОСТРОЕНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ И УСЛОВИЙ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМ КАБЕЛЬНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ.

1.1. Анализ построения распределительных сетей СКТ.

1.2. Анализ условий работы электротехнического оборудования СКТ.

1.3. Анализ технических требований к оборудованию распределительных сетей СКТ.

1.4. Постановка задачи исследования.

1.5. Выводы.

2. АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ СКТ.

2.1. Анализ электротехнических характеристик оборудования головных станций СКТ.

2.2. Анализ электротехнических характеристик усилительного оборудования СКТ.

2.3. Анализ накопления шумов по магистрали КРС.

2.4. Анализ накопления искажений по магистрали КРС.

2.5. Выводы.

3. РАСЧЕТ И ОПТИМИЗАЦИЯ УРОВНЕЙ НАПРЯЖЕНИЙ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ СКТ.

3.1. Постановка задачи исследования и исходные данные.

3.2. Расчет уровня напряжения телевизионного сигнала и ОСШ на выходах приемных антенн головной станции.

3.3. Расчет уровня напряжения телевизионного сигнала и ОСШ на входе и выходе головной станции.

3.4. Расчет минимального уровня напряжения сигнала на входе усилительного оборудования.

3.5. Расчет отношения сигнала к шуму на выходе абонентской розетки в распределительной сети СКТ.

3.6. Расчет отношения сигнала к помехам комбинационных частот.

3.7. Расчет уровня напряжения на выходе магистрального усилительного оборудования.

3.8. Расчет максимально допустимого значения уровня выходного напряжения домового усилительного оборудования.

3.9. Выводы.

4. ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ КАБЕЛЕЙ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ СКТ

4.1. Постановка задачи исследования.

4.2. Анализ влияния изменений затухания кабеля на характеристики СКТ.

4.3. Анализ влияния изменений температурных воздействий на характеристики распределительной сети СКТ.

4.4. Выводы.

5. РЕГУЛИРОВКА УРОВНЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ СКТ.

5.1. Виды и назначение регулировок в СКТ.

5.2. Анализ построения структурных схем АРУ.

5.3. Автоматическая регулировка усиления с наклоном АЧХ.

5.4. Частотные эквалайзеры СКТ.

5.5. Расчет энергетического выигрыша от глубины эквалайзирования.

5.6. Влияние кабельных эквалайзеров на АЧХ сетей СКТ.

5.7. Инженерный синтез частотных эквалайзеров.

5.8. Инженерный синтез кабельных корректоров АЧХ.

5.9. Выводы.

Современные системы кабельного телевидения (СКТ) являются универсальными электротехническими системами, на базе которых можно предоставить не только широкий спектр телевизионных и радиовещательных программ, но и реализовать системы передачи данных имеющие большие функциональные возможности по сравнению с системами, использующими в качестве среды передачи информации телефонную пару.

В настоящее время СКТ должна обеспечить передачу не менее 40.60 каналов телевизионных программ в аналоговом формате, а так же радиопрограмм в полосе 88. 108 МГц или 66.74 МГц. Кроме того, обеспечить передачу телевизионных программ в цифровом формате с кодировкой МРЕО-2 и РАМ модуляцией, двунаправленных потоков информации в цифровом формате с различной скоростью - для телефонии, передачи данных, доступа в Интернет, телеметрии (охранная и пожарная сигнализация и т.д.). Обеспечить передачу различных узкополоснькГсигаалов, например, для мониторинга состояния оборудования сети СКТ [1. 1

Распределительные сети систем кабельного телевидения должны удовлетворять требованиям государственного стандарта РФ - ГОСТ 52023 -2003 [14], принятого Государственным Комитетом Российской Федерации по стандартизации и метрологии 13.03.2003г. Данный стандарт совместим с европейским стандартом СЕЫЕЬЕС £N50083 [15] и является преемником ГОСТ 11216-83 [16] и ГОСТ 28324-89 [17].

Быстрое развитие технологий, в первую очередь тех, которые связаны с перспективными цифровыми методами модуляции, временным и частотным уплотнением, открывает широчайшие возможности для передачи различных видов информации с использованием гибридной информационной среды [18.24].

На сегодняшний день создание СКТ является экономически выгодным мероприятием. Это, прежде всего, связано с привлечением внебюджетных инвестиций: акционирование, абонентская плата, реклама, оказание различных коммерческих услуг. Кроме того, СКТ с успехом могут решить задачу обеспечения огромного числа абонентов высококачественным телевизионным сигналом в условиях плотной городской разновысотной застройки, где условия приема с эфира далеко не однозначны [25.27].

С использованием оптоволоконных технологий становится возможным объединение достаточно удаленных, различных по плотности населения районов в крупные единые пользовательские сети. К сожалению, из-за стоимости абонентской платы, далеко не каждый потребитель телевизионных услуг может сейчас стать пользователем систем непосредственного спутникового вещания [28.35].

Число телевизионных каналов, как эфирных, так и спутниковых, постоянно возрастает, поэтому наступает эра цифрового телевидения с ее огромным информационным потенциалом [36.40]. Уже недостаточно иметь информационный поток в сторону абонента. Для диагностирования состояния системы, мониторинга и предоставления абонентам дополнительных услуг, необходимо наличие обратного информационного канала в сторону головного оборудования [41.44].

Таким образом, вопрос проектирования и строительства широкополосных, интерактивных кабельных сетей является на сегодняшний день, безусловно, актуальной задачей.

Основным этапом проектирования распределительных сетей кабельного телевидения является расчет уровней напряжений в распределительной сети, при которых необходимо обеспечить требуемое качество телевизионного сигнала на абонентских устройствах в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех.

Все это делают диссертационную работу весьма актуальной.

Представленная диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом НИР ГОУ ВПО МГУС № 01.03.04 (РН ВНТИЦ № 01.0.40 001520) «Исследование цифровых методов обработки информации в информационных системах и электротехнических комплексах».

УР»

Целью диссертационной работы является расчет и оптимизация уровней напряжений электротехнического оборудования в распределительной сети системы кабельного телевидения в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех. 0 1 ^

В соответствии с этим, были поставлены и решены следующие основные задачи работы:

1. Анализ условий работы и технических характеристик электротехнического оборудования СКТ; 2. Расчет и оптимизация уровней напряжений электротехнического оборудования в распределительной сети СКТ в условиях воздействия внешних электромагнитных помех;

3.влияние изменения параметров кабельного оборудования на уровни напряжений в распределительной сети СКТ; М&ХЦяи

4.^Регулировка уровней напряжений и наклона амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) электротехнического оборудования в распределительной сети СКТ.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием методов теории вероятностей случайных процессов, математической статистики, математического моделирования на ПЭВМ. Экспериментальные исследования выполнены методами физического моделирования в лабораторных и реальных эксплуатационных условиях.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Осуществлен анализ характеристик электротехнического оборудования СКТ позволяющий, на этапе проектирования, осуществить оптимизацию кабельной распределительной сети в зависимости от предъявляемых к ней требований и условий эксплуатации; 0

2. Предложена методика расчета уровней напряжений электротехнического оборудования в кабельной распределительной сети СКТ, обеспечивающая требуемое отношение сигнала к шуму и сигнала к помехам комбинационных частот на входе абонентского оборудования в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех;

3. Предложена методика расчета уровней напряжений электротехнического оборудования в зависимости от изменения параметров кабеля распределительной сети СКТ, вызванных различными внешними воздействиями.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Предложена методика расчета, позволяющая рассчитать уровни напряжений в распределительной сети СКТ в условиях интенсивного электромагнитного воздействия на электротехническое оборудование СКТ.

2. Предложена методика расчета энергетического выигрыша уровней напряжений, в зависимости от глубины эквалайзирования усилительного электротехнического оборудования СКТ.

На защиту выносятся:

1. Методика расчета уровней напряжений электротехнического оборудования в распределительных сетях СКТ, в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех;

2. Методика расчета влияния изменений параметров кабельного оборудования, на уровни напряжений в распределительной сети СКТ.

Личный вклад. Все основные научные результаты, изложенные в диссертационной работе и выносимые на защиту, получены автором лично.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы в ООО «Локальные и Транспортные Информационные Сети», что подтверждается актом о внедрении.

Результаты исследований использованы в курсах «Аппаратура систем кабельного телевидения», «Спутниковое и кабельное телевидение», «Современные телевизионные системы» ГОУ ВПО «Московский государственный университет сервиса», что подтверждается соответствующим актом о внедрении.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались:

• на 10-й Международной научно-практической конференции «Наука -сервису» (Москва, 2005 г.);

• на 7-й Межвузовской научно-технической конференции «Современные средства управления бытовой техникой» (Москва, 2006 г.);

• на 2-й Межвузовской научно-технической конференции «Проблемы развития электротехнических комплексов и информационных систем» (Москва, 2006 г.);

• на 1-й научно-практической конференции «Научно-теоретические проблемы современного российского общества» (Москва, 2006 г.);

• на 11-й Международной научно-технической конференции «Наука -сервису» (Москва, 2006 г.);

• на совместном заседании кафедр «Электроника и электронные информационные системы» и «Информатика и компьютерный сервис» ГОУ ВПО«МГУС» (Москва, 2007 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, приложения и списка литературы, включающего 1! 2 наименований. Работа изложена на 141 страницах машинописного текста, содержит 64 рисунка и 17 таблиц. В приложении объемом 4 страницы содержатся материалы внедрения результатов диссертационной работы.

5.9. ВЫВОДЫ

1. Осуществлен анализ различных видов регулировок, применяемых в распределительных сетях СКТ. Показано, что для качественного построения распределительной сети СКТ необходимо осуществлять целый ряд различного рода регулировок, к числу которых может относиться: частота, полоса канала, наклон АЧХ, уровень сигнала, скорость цифрового потока и др.

2. Осуществлен анализ структурных схем построения АРУ, нашедших наиболее широкое распространение в усилительном оборудовании СКТ, проанализированы основные показатели АРУ.

3. Рассмотрены и проанализированы основные типы кабельных эквалайзеров и их электротехнические характеристики. Осуществлен расчет энергетического выигрыша от глубины эквалайзирования. Получены зависимости энергетического выигрыша от используемого частотного растра и вводимого эквалайзирования. Предложена универсальная методика перерасчета из произвольного стандарта измерения в любой другой стандарт.

4. Осуществлен анализ влияния кабельных эквалайзеров на АЧХ распределительных сетей СКТ.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что применение специальных мер по улучшению равномерности АЧХ магистральной линии (использование эквалайзеров настроенных на конкретный тип коаксиального кабеля используемого в магистральной сети), позволяет увеличить количество магистральных усилителей в сети почти в два раза, и довести их количество до 10. 12.

5. Показано, что при проектировании сети СКТ необходимо стремиться к уменьшению числа усилительных каскадов, применяя магистральный кабель с меньшим погонным затуханием и эквалайзеры с рабочим затуханием не менее 15. 18 дБ. При этом для компенсации потерь в кабеле и эквалайзерах, с учетом потерь в кабеле при его старении, коэффициент усиления магистрального усилителя должен быть не менее 27 дБ.

6. Осуществлен инженерный синтез простейших частотных корректоров типа «вершина» и «низина». Показано, что проведение инженерного синтеза позволяет задавать требуемую форму АЧХ корректора в рабочем диапазоне частот СКТ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации решена важная научно-техническая задача, заключающаяся в расчете и оптимизации уровней напряжений электротехнического оборудования в распределительной сети СКТ в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех.

При этом получены следующие основные результаты:

1. Осуществлен анализ условий работы и электротехнических требований, предъявляемых к электротехническому оборудованию распределительной сети СКТ. Показано, что базовыми параметрами распределительной сети СКТ являются ОСШ и сумма нелинейных искажений 2-го и 3-го порядка, позволяющие не только однозначно описать функционирование сети, но и служить основой при ее проектировании. При этом ОСШ на входе абонентских устройств должно быть не ниже 44 дБ, а ОСП комбинационной частоты 2-го и 3-го порядка не меньше, соответственно 57 дБ и 60 дБ.

2. Осуществлен анализ технических характеристик активного электротехнического оборудования распределительной сети СКТ. Показано, что наиболее важными параметрами являются максимальный уровень выходного сигнала и приведенный динамический диапазон, характеризующий количество шумов, вносимых активным оборудованием, которые могут быть накоплены по магистрали. Показано, что применение фиксированного межкаскадного эквалайзирования позволяет значительно повысить энергетический потенциал активного оборудования за счет снижения уровней низкочастотных сигналов, подаваемых на вход его оконечного каскада.

3. Рассмотрен и проанализирован механизм накопления шумов и искажений по магистрали кабельной распределительной сети СКТ. Показано, что для реализации возможно большего ОСШ по магистрали необходимо выбирать усилительное оборудование с большим уровнем выходного сигнала при минимальном коэффициенте усиления и минимальном коэффициенте шума. Для сохранения по магистрали ОСШ 44.50 дБ, при отношении радиосигнала изображения к составным помехам комбинационных частот 3-го порядка 60.66 дБ и коэффициенте шума 6.8 дБ, усилитель должен обладать оптимальным, с экономической точки зрения, коэффициентом передачи порядка 28.38 дБ. При более жестких требованиях по поддержанию ОСШ, коэффициент передачи не должен превышать 20.27 дБ.

Для эффективной борьбы с линейными искажениями по магистрали СКТ необходимо использовать корректоры АЧХ, позволяющие осуществить плавное выравнивание АЧХ с малыми начальными потерями. Наиболее эффективным способом борьбы с нелинейными искажениями является правильный выбор режима работы активного оборудования.

4. Получена методика расчета минимального уровня напряжения сигнала на входе и выходе усилительного оборудования магистральных сетей СКТ в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех. Показано, что с увеличением количества магистрального усилительного оборудования должен возрастать и уровень входного напряжения. Увеличение уровня напряжения на входе, а значит, и на выходе усилительного оборудования приводит к увеличению ОСШ, однако возрастание уровня напряжения на его выходе уменьшает ОСП комбинационных частот.

5. Получена методика расчета отношения сигнала к помехам комбинационных частот третьего порядка на выходе абонентской розетки.

Показано, что ОСП комбинационных частот 3-го порядка зависит не только от количества каналов в СКТ и среднеквадратического значения нестабильности уровней в распределительной сети, но и от таких параметров усилительного оборудования как: разность уровней между НЧ и ВЧ каналами на его выходе; неравномерность АЧХ, а также от разности между максимальным и минимальным уровнями напряжения на его выходе в рабочем диапазоне частот.

6. Осуществлен анализ влияния изменения параметров кабельного оборудования на характеристики распределительной сети СКТ.

Показано, что наибольшее влияние на характеристики распределительной сети оказывает изменение затухания высокочастотных кабелей под воздействием перепадов температуры внешней среды на высшей частоте диапазона СКТ. При прокладке кабеля СКТ в телефонной канализации изменение затухания на одном участке магистральной линии может достигать ±0,3 дБ, при подвеске кабеля на открытом воздухе - ±1,5 дБ.

7. Осуществлен анализ различных видов регулировок применяемых в распределительной сети СКТ, к которым может относиться: частота, полоса канала, наклон АЧХ, уровень сигнала и др.

Рассмотрены и проанализированы основные типы кабельных эквалайзеров, применяемых в СКТ, и их электротехнические характеристики. Получены зависимости энергетического выигрыша от используемого частотного растра и вводимого эквалайзирования.

8. Проведены экспериментальные исследования влияния кабельных эквалайзеров на АЧХ распределительных сетей СКТ.

Показано, что применение мер по улучшению равномерности АЧХ магистральной линии позволяет увеличить количество магистральных усилителей в распределительной сети СКТ почти в два раза, и довести их количество до 10. 12. Однако при проектировании сети СКТ необходимо стремиться к уменьшению числа усилительных каскадов, применяя магистральный кабель с меньшим погонным затуханием и эквалайзеры с рабочим затуханием не менее 15. 18 дБ. Причем для компенсации потерь в кабеле и эквалайзерах, с учетом потерь в кабеле при его старении, коэффициент усиления магистрального усилителя должен быть не менее 27 дБ.

1. Реушкин H.A. Системы коллективного телевизионного приема. -М: Радио и связь, 1992. 168 с.

2. Артюшенко В.М. Система кабельного телевидения / Под ред. О.И. Шелухина. М.: ГАСБУ, 1993. 154 с.

3. Кабельное телевидение / В.Б. Витевский, А.П. Коновалов, В.П. Ку-банов и др.; Под ред. В.Б. Витевского. М.: Радио и связь, 1994. 200 с.

4. Индивидуальный и коллективный прием спутникового телевидения / В.М Артюшенко, В.А. Бахарев, Ю.Л. Топеха и др.; Под ред. О.И. Шелухина. -М.: Легпромбытиздат, 1995. 344 с.

5. Артюшенко В.М. Проектирование, строительство и эксплуатация систем кабельного телевидения / Под ред. О.И. Шелухина. М.: ГАСБУ, 1995. 116 с.

6. Артюшенко В.М., Соленов В.И. Монтаж систем кабельного телевидения.-Алматы.: КазНИИЭОАПК, 1996. 123 с.

7. Артюшенко В.М. Оборудование для систем кабельного телевидения. -М.: ГАСБУ, 1997.134 с.

8. Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. 154 с.

9. Атрашкевич А. Применение MMDS для распространения телевизионных программ // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С. 120 - 121.

10. Лапшин А. Системы кабельного телевидения (CATV) // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С. 12 -14.

11. Песков С.Н., Колпаков И.А. , Колгатин С.Ю. и др. Энциклопедия кабельных сетей. DVD носитель (ООО «Контур-М»), 8576 с.

12. Барабаш П.А., Воробьев С.П., Махровский О.В., Шибанов B.C. Мультисервисные сети кабельного телевидения СПб.: Изд-во «Наука», 2004. 404 с.

13. Зима З.А., Колпаков, И.А., Романов A.A., Тюхтин М.Ф. Системы кабельного телевидения М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 600 с.

14. ГОСТ Р 52023-2003. Сети распределительные систем кабельного телевидения. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений и испытаний.

15. European Standard CENELEC. Cabled distribution systems for television, sound and interactive multimedia signals.

16. ГОСТ 11216-83. Сети распределительные приемных систем телевидения и радиовещания. Основные параметры. Технические требования, методы измерений и испытаний.

17. ГОСТ 28324-89 Сети распределительные приемных систем телевидения и радиовещания. Классификация приемных систем, основные параметры и технические требования.

18. Спирин В.А. Интегрированные сети связи (телевидение, радиовещание, телефония, доступ в сети передачи данных по каналам кабельного телевидения), «ООО Вимком-Оптик», Москва, 1997, 56 с.

19. Слепов H.H. Синхронные цифровые сети SDH., Москва, «ЭКО-Трендз», 1998,148 с.

20. Гавриш К. Цифровые технологии W1SI // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. -М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С.47 48.

21. Лихачев Н.И., Першаков Б.Н., Соколов В.М. Результаты испытаний цифровой экспериментальной системы MVDS диапазона 40,5 42,5 ГГц в Москве. «Техника кино и телевидения», 2000, №3, С. 16 - 18.

22. Лапшин А. Цифровая транспортная сеть // Кабельное телевидение 2001. Справочник. М.: Телеспутник, 2001. С. 18 - 20.

23. Зубарев Ю.Б., Кривошеев М.И., Красносельский И.Н. Цифровое телевизионное вещание М., НИИР, 2001. 568с.

24. Песков С.Н., Барг А.И., Балков М.В. Основы цифровых технологий. (Часть 1, Часть 2). «Телеспутник», 2005, №8.

25. Лапшин А. Системы кабельного телевидения. Стоимостные показатели интерактивной широкополосной сети // Кабельное телевидение 19992000. Справочник. М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С.20 - 21.

26. Колосков А., Левченко В. Некоторые вопросы проектирования крупных систем кабельного телевидения // Кабельное телевидение 2001. Справочник. М.: Телеспутник, 2001. С. 53 - 56.

27. Смешанная волоконно-оптическая и коаксиальная сеть КТВ. -Television, 1982. Vol. 19. №5. - Р.39 - 43.

28. Лунева З.П., Гисич П.Н., Смирнов A.B. Система кабельного телевидения со световодными линиями связи // Средства связи. 1987. - Вып.1. -С.24-28.

29. Система кабельного телевидения с использованием ВОЛС / Грин-штейн М.Л, Кабешев В.Д., Кириллов В.И., Сериков В.В. и др. Техника кино и телевидения. 1985. №5. - С.46 - 49.

30. Кирилов В.И., Сериков В.В., Тарченко A.A. Использование анало-го-импульсных методов модуляции в световодных системах КТВ // Материалы Всесоюзной НТК. Системы кабельного телевидения и их обслуживание.-М, 1988.

31. Кирилов В.И. Концепции построения световодных сетей кабельного телевидения // Сборник докладов делегатов на I Всесоюзной научно-технической конференции. Системы кабельного телевидения и их обслуживание СКТВ-88. -М.: MC СССР, 1989. С.129 139.

32. Парвов С. Волоконно-оптический участок HFC сети: производительность, топология, стоимость // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. -М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С. 106 - 108.

33. Гайович И., Парвов С. Новое оборудование производства фирмы Harmonie Lightwaves // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С. 109 - 111.

34. Артюшенко В.М. Швыркова М.Ф. Оптоволоконно-оптические сети интерактивных систем кабельного телевидения // Информационные технологии в XXI веке. Сборник тезисов 4-й Международной конференции «Индустрия сервиса в XXI веке». М.: МГУС. 2002. С.93 94.

35. Системы интерактивного кабельного телевидения диапазона частот до 600 МГц / В.М. Артюшенко, К.И. Ашитков, М.И. Зеликман и др.; Под ред. Ф.Л. Айзина и О.И. Шелухина. -М.: ГАСБУ, 1994. 101 с.

36. Артюшенко В.М., Зуев A.B., Сорокин C.B. Информационные потоки в системах интерактивного кабельного телевидения // Сборник научных трудов ГАСБУ. Исследования в области сервиса. М., ГАСБУ, 1999. С. 15 -19.

37. Лапшин А. Системы кабельного телевидения. Частотное планирование // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С.15-16.

38. Лапшин А. Системы кабельного телевидения. Широкополосная часть гибридной волоконно-коаксиальной сети. Европейский стандарт EN 50083 // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С.15-16.

39. Носов О.Г. «Монтре 91». Кабельное телевидение // Техника кино и телевидения. - 1992. - №1. - С.53 - 58.

40. Арюшенко В.М., Стхапит Амбар. Пути развития интерактивных систем кабельного телевидения / Тезисы докладов на 1-й Международной научно-технической конференции «Наука сервису». М., ГАСБУ, 1996. С.57.

41. Артюшенко В.М., Сорокин C.B. Обратный канал связи в интерактивных системах кабельного телевидения // Сборник научных трудов ГАС-БУ. Исследования в области сервиса. М., ГАСБУ, 1999. С.11 -14.

42. Артюшенко В.М., Позняк А.Н. Принципы построения и основные характеристики информационного канала кабельной сети // Информационные технологии XXI века. Сборник научных трудов М.: МГУС, 2001. С.20 -24.

43. Песков С., Таценко В., Шилов А. Интегрированные интерактивные сети передачи информации на основе коллективных сетей кабельного телевидения // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: Телеспутник Медиа, 2000. С. 127 - 129.

44. Возняк В., Гайович И., Парвов С. Оптическая система на длину волны 1550 нм в применениях для кольцевых структур BOJIC в городских массивах // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: Телеспутник Медиа, 2000. С. 104 - 106.

45. Лапшин А. Основная структура системы доступа // Кабельное телевидение 2001. Справочник. -М.: Телеспутник, 2001. С. 16-17.

46. Лапшин А. Аналоговые транспортные сети 1510 или 1310 нм // Кабельное телевидение 2001. Справочник. М.: Телеспутник, 2001. С. 21 - 22.

47. Лапшин А. Оптическая часть «последней мили» // Кабельное телевидение 2001. Справочник. М.: Телеспутник, 2001. С. 23 - 26.

48. ГОСТ 112289-80 Антенны телевизионные приемные. Типы. Основные параметры.

49. Антенны для сложных условий ТВ приема/ В.Д. Кузнецов, A.A. Кукаев, H.A. Реушкин, H.H. Шаргин // Электросвязь.- 1988. №7,- С. 57- 61.

50. Шергин Н.Н., Реушкин Н.А., Кукаев А.А. Антенны для систем кабельного телевидения // Сборник докладов делегатов на I Всесоюзной научно-технической конференции. Системы кабельного телевидения и их обслуживание СКТВ-88. М.: МС СССР, 1989. С.52 - 57.

51. Комплекс современной аппаратуры для распределительных приемных сетей телевидения (кабельное телевидение серия 200). - Минск.: ПО «Горизонт», 1989.

52. Комплект оборудования для системы кабельного телевидения серии КТ 600. - М.: КБ «Импульс», 1996.

53. Временные правила технической эксплуатации крупных систем коллективного приема телевидения (КСКПТ) и систем кабельного телевидения (СКТВ) в г. Москве. М.: Связь, 1988. - 33 с.

54. Сборник нормативных документов по крупным системам коллективного приема телевидения. -М.: Прейскурантиздат, 1989. 332 с.

55. Руководящие технические материалы. Крупные системы коллективного приема телевидения. РТМ.6.030-1-87. -М.: Минсвязь СССР, 1988. -130 с.

56. Колосков А., Аникишин И. Формирование телепорта для крупных систем кабельного телевидения. «Телеспутник», 2001, №6.

57. European standard CENELEC EN 50083 2,1994.

58. Козлов С.И. Требования к оборудованию для создания кабельных сетей // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С.22-23.

59. Песков С., Таценко В., Шилов А. Критерии выбора головного оборудования при построении кабельных сетей коллективного телевизионного приема (КСКТП) // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С.36 - 44.

60. Возняк В., Гайович И., Лыпай С. IKUSI TSP-5 профессиональная головная станция сети кабельного телевидения // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С.49 - 51.

61. Головные станции. Таблица // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С.56 - 57.

62. European standard CENELEC EN 50083 5, 1994.

63. Песков С., Таценко В., Шилов А. Выбор усилительного оборудования при построении кабельных сетей коллективного телевизионного приема (КСКТП) // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: ТелеСпутник Медиа, 2000. С.60 - 71.

64. Возняк В., Гайович И. Новый усовершенствованный усилитель для гибридных (HFC) сетей кабельного телевидения IKUSI TAL 225 // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С.74 -75.

65. Чеботаренко О. Новые магистральные и субмагистральные усилители WISI: «GLOBAL LINE» и «VALUE LINE» // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. -М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С.75 77.

66. Лапшин A.C. Новые усилители на основе арсенида галлия // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С.78 - 79.

67. Гайович И., Возняк В. Магистральные усилители серии TAL фирмы IKUSI // Кабельное телевидение 1999-2000. Справочник. М.: ТелеСпутник Медиа, 2000. С.72 - 74.

68. Стхапит Амбар. Обмен разовыми сообщениями в системах интерактивного кабельного телевидения / Тезисы докладов на 1-й Международной научно-технической конференции «Наука сервису». М., ГАСБУ, 1996. С.60.

69. Песков С. Интерактивное телевидение в современных кабельных сетях // «Компьютер-пресс», 1996, №10. - С.24 - 26.

70. Песков С.Н, Таценко В.Г, Шишов А.К. Интегрированная интерактивная оптико-каоксиальная система кабельного телевидения на основе оборудования фирмы HIRSCHMANN // Теле-Спутник, 1997, № 10, № 11.

71. European standard CENELEC EN 50083 7, 1994.

72. Песков C.H., Таценко В.Г, Шишов А.К. Коэффициент шума. // Кабельное телевидение 2000 2001. Справочник. - М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С.48-49.

73. Артюшенко В.М., Соленов В.И. Интермодуляционные помехи в многоканальных системах кабельного телевидения // Вестник МГТУ. Сер. Приборостроение. 1996. №4. С.62 74.

74. Артюшенко В.М., Соленов В.И., Шевченко Р.А., Зуев А.В. Способ борьбы с интермодуляционными помехами в системах кабельного телевидения // Проблемы аюаонжи. К.: КМУГА, 1997. С.112 - 122.

75. Крупные системы коллективного приема телевидения. Системы кабельного телевидения. Типовые материалы для проектирования. М.: Минсвязь СССР, 1988. - 27 с.

76. Рейнфельдер Вильям А. Разработка малошумящих входных цепей на транзисторах. -М.: Связь, 1967. 168 с.

77. Постников Г. Методические рекомендации по расчету уровней напряжений в сетях кабельного телевидения // Кабельное телевидение 19992000. Справочник. -М.: Теле-Спутник Медиа, 2000. С.30 33.

78. Болтов К. Сигнал и шум в телекоммуникациях // Телеспутник.-1996, № 10. С.9-10.

79. Шелухин О.И., Артюшенко В.М. Конверторы спутникового телевидения. Учебно-методическое пособие. М.: МТИ, 1991.115 с.

80. Никонов Г.И. Расчет распределительных сетей систем кабельного телевидения // Электросвязь.- 1987.- № 2 .- С. 16 21.

81. Реушкин H.A., Косарев A.B., Шергин. H.H. Расчет диаграммы уровней в системе кабельного телевидения // Электросвязь,- 1989.- № 2 .- С.7 12.

82. Песков С.Н. Колгатин С.Ю., Седов Д.Н. Все про кабельные эквалайзеры. (Часть 1, Часть 2). «Телеспутник», 2005, №7.

83. Песков С.Н. Колгатин С.Ю., Седов Д.Н. Пересчет искажений в широкополосных высокочастотных усилителях СКТ для разных стандартов. «Телеспутник», 2005, №5, 6.

84. Шелухин О.И., Артюшенко В.М., Молева JT.A. Радиотехнические кабели применяемые в БРЭА и системах кабельного и спутникового телевидения / Под ред. О.И. Шелухина. М.: ГАСБУ, 1995. 125 с.

85. Песков С.Н., Колгатин С.Ю., Седов Д.Н. Автоматическая регулировка усиления в СКТ. «Телеспутник». 2005, №8.

86. Буга H.H. и др. Радиоприемные устройства. М., «Радио и связь», 1986, 320с.

87. Фомин H.H. и др. Радиоприемные устройства. М., «Радио и связь», 1996,512с.

88. Головин О.В. Радиоприемные устройства. М., «Высшая школа», 1997, 384с.

89. Бобров Н.В. Радиоприемные устройства. М., «Энергия», 1976,368с.

90. Собенин A.A., Кобызева H.H. Расчет амплитудных выравнивателей. -М, «Связь», 1970, 77 с.

91. Иванча H.H. Инженерный расчет частотных кабельных эквалайзеров. 1999, №2.

92. Постников Г.И., Шемчак В.П. Влияние кабельных выравнивателей (эквалайзеров) на амплитудно-частотную характеристику коэффициента передачи магистральных сетей кабельного телевидения. «Телеспутник»: Справочник «Кабельное телевидение», 2001, С.50 51.

93. CENELEC EN 50083-6. Cable Networks for television signals, sound signals and interactive services.

94. Песков С.Н. Рабочий выходной уровень усилителей в широкополосных телевизионных сетях (Часть 2. Системные расчеты). «Телеспутник», 2004, №4, С.62 66.

95. Артюшенко В.М., Сотников И. А. Расчет уровней напряжений на выходе электротехнического оборудования головной станции системы кабельного телевидения // Электротехнические и информационные комплексы и системы. №2, т.2, 2007. С.26 30.

96. Сотников И. А. Оценка допустимых входных и выходных уровней напряжения электротехнического оборудования головной станции системы кабельного телевидения // Информационно-измерительные и управляющие системы. №2, т.5, 2007. С.70 80.

97. Аристер Н.И, Загузов Н.И. Процедура подготовки и защиты диссертации: АОЗТ «ЖАР», 1995 200 с.

98. Кузин Ф.А. Кандидатская диссертация. Методика написания, правила оформления и порядок защиты. Практическое пособие. М.: «Ось-89», 1998,-208 с.

99. Бюллетень государственного высшего аттестационного комитета Российской федерации. М. ВАК России. №4, 2000. - 64 с.

100. Новые правила по защите диссертаций. М.: ИКФ «ЭКМОС»», 2002, - 64 с.