Волоконно-оптическая система кабельного телевидения Советский патент 1992 года по МПК H04N7/10 

Ич Оретенио относится к телеви- - -M10I1HOH технике и может быть исполь- зоп.чно при создании ггрикладных н ве-- гпатель гых систем распределения ТВ nporpaNfM ло оптическому кабелю.

Иелью изобретения является упрощение волоконно-оптической системы путем упролдения домовых станций, гистральиой и домовой распредели- ю тельной сетей и увеличение числа абонентов.

Па фиг„ представлена структурная схема волоконно-оптической системы кабельного телевидения; на фиг.2 - fS то же головной станции; на фиг.З участок магистральной распределительной сети; на фиг,4 -то же, домовой станции; на фиг,5 - то же, домовой оптической раснределительной сети; 20 на фиг. б - то Ж(35 абонентского VCT- ройстпа; на фиг.7 и 8 - спектры и осциллограммы сигналов в отдельных точках систег Ь,

Волоконно-оптическая система ка- бельиого телевидения содержит головную станцию I, магистральную распре- делитсл;, сеть (МРС) 2 на основе оптического кабеля,, Р домовых станций 3,, Р домовых оптических распре- делительных сетей (ДОРС) 4, М абонентских устройств 5 (фиг.1),

Головная станция (фиг.2) содержит N блоков формирования ТВ сиг- нала 6, ,.. N канальных фазоимпульс-35 ных модуляторов (ФИМ) 7 .... 7„, каждый из которых содержит блок 8 иред,ы скажвиия накопительный элемент 9, усилитель-ограничитель 10, канальный формирователь 11 импульсов,, триггер 40 12, электронньпЧ коммутатор 13 и источник А опорного TOKaj элемент. ИЛИ 15, формирователь 16 шдаульсов; оптический передатчик 17, К какальный распределитель 18 импульсов, генера- тор 19 имиульсов и блок фазовой .анто- подстройки частоты (ФАПЧ) 20, содержащий усилитель 21 постоянного тока, делитель 22 ч,астоты, фазовый детектор 23 и амплитудный селектор. 24, 50

MFC 2 (фиг, 3) содержит L отрезков HTmtecKoro кабеля 25 и R оптических азветяителей 26, Домовая станция 3 (фиг,4) содержит опти еский приемник 7, амплитудно-частотный (АЧ) коррекор 28, пороговое устройство 29 и К иттгческмх передатчиков 30,

ДОРС (фиг. 3) содер кит q отре-;ко оптического кабеля 31 и S оптических разветвителей 32,

Абонентское устройство 5 (фиг.6) содержит оптический приемник 33, АЧ корректор 34, пороговое устройство 35, формирователь 36 импульсов, генератор 37 импульсов, блок, (ФАПЧ) 38, состоящий из фазового детектора 39 и усилителя 40 постоянного .тока, и С (в данном случае один) индивидуальных фаэоимпульсных демодуляторов 41, каждый из которых состоит-из блока 42 исключения импульса, формирователя 43 канальных импульсов, элемента И 44, .формирователя 45 широтно- | одулированных импульсов, фильтра нижних частот (ФНЧ) 46, видеоусилителя 47, АЧ корректора 48 и формирователя 49 дапульсов управления.

Волоконно-оптическая система кабельного телевидения работает следующим образом.

На головной станции блоки 6, фомирования ТВ сигнала формируют N нол- ных цветовых (или черно-белых) ТВ сигналов в полосе видеочастот с звуковым сопровождением каждой программы, передаваемой на поднесущей часто- те Построение блоков 6„ осуществляется известным образом в зависимости от вида сигнала данной ТВ программы, поступающей на вход головной станции , Она.может поступать в виде амнли- тудномодулированного радиосигнала в- диапазоне MB и ДМВ от ближайшей ТВ радиопередающей станции (ретранслятор) в виде частотномодулированного сигнала .в диапазоне СМВ по линиям радиорелейной или спутниковой связи, в виде оптического сигнала, модулированного по интенсивности, по оптическому кабелю от соседнего телецентра и т «п.

Затем ТВ сигнал (его спектр показан на фиг.7а) поступает на вход соответствующего канального фазоим- пульсного модулятора 7, на вход уп- равлешш которого поступает одна из последовательностей импульсов (фиг.7бЗ, полученная в канальном распределителе 18 импульсов по сигналам генератора 19 импульсов (фиГо7в), Частота следования импульсов управления Fa выбирается на основании теоре- мы Котельникова, частота следования импульсов, формируемых генератором

J9 импульсов, соответстпенио н N ра выше (N число уплотняемых ТВ программ). На выходе каждого канального фазоимпульсно-го модулятора 7„ форми Фазоимпульсномодулированный (ФИМ) сигнал (фиг.7г), затем эти складываются в элементе ИЛИ

15(фиг.7д) и после формирователя 1 импульсов поступают на вход оптичес кого передатчика 17. Формирователь

16импульсов обеспечивает постоянство длительности ФИМ импульсов всех каналов.

Чтобы не изменилась начальная фа- за генератора 37 импульсов абонентского устройства 5 (фиг.6) при изменениях постоянной составляющей ТВ сигналов, на входах канальных модуляторов устанЬвлен блок 8 предыска- женинJ коэффициент передачи которого уменьшается в области нижних частот.

Для того., чтобы уменьшить частоту дискретизации F и одновременно ис- ключить дрожание фронтов демодули- рованного ТВ сигнала на приемной стороне, частота следования импульсов генератора 19 импульсов синхронизируется строчной частотой F, ТВ сиг- нала одной из программ, которая вьще ляется с помощью амплитудного селек- , тора 24. Синхронизация Осуществляется с помощью блока ФАПЧ 20, содержащего делитель 22 частоты с козффици- ентом деления Ка , фазовый детектор 23 и усилитель 2i. постоянного тока.

Использование ФИМ сигйала позволяет применять в оптическом передатчи- ке i 00% глубину модуляции оптического излучения, не боясь нелинейных искажений.

Оптический сигнал с выхода on-rifi- ческого передатчика I7 через отрезки оптического кабеля 25 и оптические разветвители 26 попадает на вход оптического приемника 27 домовой станции 3. На выходе приемника 27 устанавливают АЧ корректор. 28, которьй корректирует a mлитyднo- и фазочас- тотные характеристики оптического волокна и.оптических разветвителей.

Последние вызьшают расширение электри

ческих импульсов, вследствие чего могут возникнуть межканальные переходные помехи. После АЧ корректора. 28 осуществляется дополнительная обра

ботка iihmynbcf oj-o сщ-иалл - прмлли- зация по уроиию и - с помощью порогового устройства .9, Затем групповой ФИМ сигнал поступлет на объединенные входы оптических передатчиков 30 и далее п ДОРС 4. Для уменьшения длины отрезков оптического кабел 31 оптические разветвители 32 целесообразно устанавливать на лестничных плоп1адках, вблизи места разветвления по абонентам.

Оптический сигнал, прошедший ДОРС, преобразуется в электрический в oni-н ческом приемнике 33, затем этот сигнал корректируется по форме, амплитуде и длительности с помощью АЧ корректора 34, порогового устройства 35 и формирователя 36 импульсов, В результате получаем группогюй ФИМ сигнал, форма которого примерно совпадает с исходным (i ur. 7д).

25

30 35

40

с

5

Для выделения средней части группового фазоимпульсного сигнала используется блок ФАПЧ 38, состоящий из фазового детектора 39 и усилителя 40 постоянного тока, .с помощью которого осуществляется синхронизация генератора 37 импульсов, В результате .на выходе генератора 37 импульсов формируется импульсная последовательность той же ча.стоты, что и генера- тора 19 импульсов (фиг.7в). Групповой ФИМ сигнал пос тупает на первые входы фазоимпульсных демодуляторов 41, импульсы от генератора 37 импульсов - на вторые йходы. Вьщелеиие фазомо; у- ллрованных импульсов требуемой программы осуп(ествляется с помощью формирователя 43 канальных импульсов, который формирует импульс-подставку длительностью и периодом Та (фиг.7е). Начальная фаза импульсов- . подставок может меняться дискретно на I/N - часть периода с помощью сиг- . нала управления, поступающего на вход управления фазоимпульсного де- модулятора 4I. При поступлении сигнала управления формирователь 49 импульсов управления формирует одиночный импульс (фиг.8б), длительность которого некритична и значительно больше Т, При поступлении импульса управления на второй вход блока 42 исключения импульса (на первый поступают импульсы генератора 37 импульсов - см.фиг.Ва) на выходе последнего происходит исключение одного

и. итульс.ч (ф:;г.81). В результате па выходе фпрмирснатсля канальных импульсов изменяется фйза импульсов- подставок (фиг.8г), Сигналом управления для формирователя 49 импульсов управления может быть, например, нажатие кнопки.

Импульсы-подставки (фиг.7е) и групповой ФИМ сигигш (фиг.Уд) поступают на элемент PI 44,, на выходе которого вьщеляются модулированные им- пульсы только одной программы Далее они поступают на формирователь 45 импульсов на второй вход которого по ступают импульсы-подставки. На выхо-- де формирователя .45 импульсов формируется широтно-модулированный им- пульс1 ый сигнал данной программы- (фиГоУж), демодуляция которого осуществляется известным образом с rto-. мощью ФНЧ 46 и видеоусилителя 4-7. ЛЧ корректор-48 компенсирует предыс кажения амплитудно-частотной харак™ теристики, вносимые блоком 8 каналь ноге фаз с импульсного модулятора 7; «, С Еыхода индиви/дуального фазоимпульс- кого демодулятора 41 видеосигнал со звуковым сопровождением подается на видеовход телевизионного, приемника. Для-подключения другой ТВ программы достаточно подать очередной сигнал - управления (нажать кнопку) Индиви- дуальные фазоимпульсные демодуляторы 4-1 управляются независимо друг от друга поэтому на .их выход ах,., под™ ключаемьк к разным те-левизорам, фор .мируется любая из Ы передаваемых ТВ програь-1м..

ф о -р м у л а и 3 о б р е у е, н и я;

1. Волоконно-онтичвекая система кабельного телевидения содержащая

14719286

ходом головной cratiHHH и-подключен к входу магистральной распределительной сети, и N блоков формирования телеви- зионного (ТВ) сигнала (N - число пе- редаваемых ТВ программ), калодая домовая станция содержит оптический приемник, вход которого является входом домовой станции и подключен к одному Q ИЗ выходов- ма.гистральной распределительной сети, и К оптичвск; х передатчиков, выходы которых являются выходами домовой станции и подключены к входам соответствующих домовых опти15 ческих распределительных сетей, отличающаяся тем, что, с целью упрощениясистемы раснределе- ния путем упрощения домовой станции, магистральной и домовой распределй20 тельной сетей и увеличения числа абонентов, в головную станцию введены N- канальных фазоимпульсных модуляторов, к первым входам которых подключены выходы соответствующих бло25 - ков формирования ТВ сигнала, последовательно соединенные элемент ИЛИ, к входам которого подключены выходы N канальных фазоимпульсных модуля- торов, и формирователь импульсов, вы30 ход которого соединен с входом оптического передатчика, последовательно, соединенные,амплитудный селектор к -входу которого подключен выход N-ГО блока с юрмирования ТВ сигнала, блок

2g фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), генератор импульсов и N-канальный распределитель импульсов, вь1ходы которого соединены с вторыми входами соответствующих N канальных фазоим40 пульсных модуляторов, к второму S-KO- ду блока ФАПЧ подключен выход генератора импульсов, при этом блок ФАПЧ содержит последовательно соединенные ; делитель частоты фазовый детектор.

40 пульсных модуляторов, к второму S-KO ду блока ФАПЧ подключен выход генер тора импульсов, при этом блок ФАПЧ содержит последовательно соединенны делитель частоты фазовый детектор.

головную станцию, магистральную рас- g другой вход.которого .явдяется перпpeдeJ; отельную сеть ,Р домовых станций (1 1,2,3.,„) Р домовых опти ческих распределительных сетей и М абонентских устройств (М 1,2,,.,) каждое из которых содержит оптичес кий приемник, вход .которого является первым входом абоненского устройства, подключенного к выходу соответствующей домовой оптической

вым вход&м блока ФАПЧ, и усилитель постоянного тока, выход которого яв ляется выходом блока ФАПЧ, второй: вход которого является входом делителя частотыу .а также в каждую из Р домовых станций введены-последовательно соединеггаые амплитудно-частотный .корректор, к входу которого подключен выход оптического приемчиков, выходы которых являются выходами домовой станции и подключены к входам соответствующих домовых оптических распределительных сетей, отличающаяся тем, что, с целью упрощениясистемы раснределе- ния путем упрощения домовой станции, магистральной и домовой распределйтельной сетей и увеличения числа абонентов, в головную станцию введены N- канальных фазоимпульсных модуляторов, к первым входам которых подключены выходы соответствующих блоков формирования ТВ сигнала, последовательно соединенные элемент ИЛИ, к входам которого подключены выходы N канальных фазоимпульсных модуля- торов, и формирователь импульсов, выход которого соединен с входом оптического передатчика, последовательно, соединенные,амплитудный селектор к -входу которого подключен выход N-ГО блока с юрмирования ТВ сигнала, блок

фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), генератор импульсов и N-канальный распределитель импульсов, вь1ходы которого соединены с вторыми входами соответствующих N канальных фазоимпульсных модуляторов, к второму S-KO- ду блока ФАПЧ подключен выход генератора импульсов, при этом блок ФАПЧ содержит последовательно соединенные ; делитель частоты фазовый детектор.

другой вход.которого .явдяется пер

вым вход&м блока ФАПЧ, и усилитель . постоянного тока, выход которого является выходом блока ФАПЧ, второй: вход которого является входом делителя частотыу .а также в каждую из Р омовых станций введены-последовательно соединеггаые амплитудно-частотный .корректор, к входу которого подключен выход оптического прием

Изобретение относится к телевизионной технике и м.б. использовано при создании прикладных и вещательных систем распределения ТВ программ по оптическому кабелю. Целью изобретения является упрощение волоконно- оптической системы путем упрощения домовых станций., магистральной и до-, мовой распределительной сетей и увеличение числа абонентов. Для достижения цели в головную станцию введены N канальных фазоимпульсных модуляторов (ФИМ) , элемент ВДИ 15, формирователь 16 импульсов, Н-кан гль- ньй распределитель 18 импульсов, генератор 19 импульсов, блок фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) 20 и амплитудный селектор 24. Каждый из N-канальных ФИМ l -7„ содержит блок 8 предыскажения, накопительный элемент 9, усилитель-ограничитель 10, канальный формирователь il импульсов, триггер I2, электронный коммутатор 13 и источник 14 опорного тока. Блок ФАПЧ 20 содержит у-ль 21 постоянного тока, делитель 22 частоты и фазе- вый детектор 23. Использование фазо- импульсномодулированного сигнала позволяет применять в оптическом передатчике 100% глубину модуляции оптического излучения, не боясь нелиней- искажений. 2 з.п. ф-лы, 8 ил. с U9

преде.г|ительной сети, каждая из кото- Ника, и пороговое устройство, выход

рых содержит О отрезков оптического кабеля (Q .1 ,2,;.;,,.ь ыр.и..этом голов - нал станция содерж ;1Т..рпт.ический пере- датчшс, выход которого яйлйется выкоторого соединен с объединенными 4 входами оптических передатчиков, при этом в каждое абонентское устройство введе1С)1 ге.нератор импулЬсов, послекоторого соединен с объединенными 4 входами оптических передатчиков, при этом в каждое абонентское устройство введе1С)1 ге.нератор импулЬсов, после ::;:г.;;;;:;::; :Г Г - ™ олк„„..;:„;Го,, „ Z™ - -- г-глГ

« кже в к„„„е .,0„ Г. ск сГ- -лГ™-Г

;™ :;r/ jL r ::; ::f« - zxr:r:Н-

является входом ° причем блок ФАПЧ с™ж„Гп тельно соединенные Мь й первый „ второй входы Г Р

ка ФЛПЧ. выходом бло..

2 Волоконно-оптическая система по П.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что каждый из N канальных фаэоимнуль- слшх модуляторов содержит последовательно соед„неиш,,е блок предыскажения, вход которого является первым входом канального фа:юимпульсного мпдулятора, накопительный элемент Усилнтсль-огряннчитель и канальный

17Ю TlMii ч . .

.. Sf п:- -: „г-г

ного фазоимпульсного д.моду.ятор., Формирователь широтно-молу.п.рооач, nv

-V-COB, к другому вход; подключен выход ФОРМНРО..Т.Л. ,:::;: г

Ь,Х импульсов, фильтр нижних Ч..СТОГ

30 видеоусилитель и амнлитудно-ч.слот- ьш корректор, выход KOTOj,oro япляст- си выходом индивидуального фазо Г

П|-1 rvi „„..,

. ,..,,,,,1,,, , (разоим . - - и ..анальный демодулятора, тр.тмм «ход

формирователь импульсов, выход кото-,, соя vТ - POяaтe.n.:, имнульрого является выходом канального фа- ом соединен с „торым вхоФ з дом блока исключения импульса.

4-eQe-4

5ф

-

.З

1/1928

fO

15

яoи 0tyльcиo,г, модуле торл. „,„.„,.,,„

тельно соединенные гггтх,чник п,,,,р„о,п тока и электронныг коммутатор, „м-,,;, которого соединен с упра„..,о,цим Дом накопительного элемента а так- е триггер, к нервому входу которого подключен выход усилителя-огранмчи- теля, второй-вход триггера я,,лпгтгя вторым входом кана :ьного фазоимг.улы-. ного модулятора, а выход тпит. соединен с вторым входом электронно- го коммутатора..

3 Воло,сс:жо-оптическая система f П.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем что . из С индивидуальных фазо импульсньо. демодуляторов содержит последовательно соединенны- бг-ок иг чения импульса, перный яхол ..ото - Рого является вторым входом пьдиш,- ДУально..о Фазоимпу.ьсчогп тора, формирователь канальных и.мму-л

.. Sf п:- -: „г-г

ного фазоимпульсного д.моду.ятор., Формирователь широтно-молу.п.рооач, nv

-V-COB, к другому вход; подключен выход ФОРМНРО..Т.Л. ,:::;: г

Ь,Х импульсов, фильтр нижних Ч..СТОГ

0 видеоусилитель и амнлитудно-ч.слот- ьш корректор, выход KOTOj,oro япляст- си выходом индивидуального фазо Г

П|-1 rvi „„..,

20

. ,..,,,,,1,,, , (разоим У;; - демодулятора, тр.тмм «ход

ф1/г.5

SaSeo

Фt,г. 7

if

ffS

li7

IIB

8

l/c

f/c

УУ

cpi/.s

S