Волоконно-оптические системы передачи в кабельном ТВ, страница 6

ЧМ несущей с последующей модуляцией мощности оптического излучения обеспечивает повышение отношения сигнал-шум по сравнению с АМ, но требует более сложной аппаратуры (ЧМ модуляторов и демодуляторов). При этом снижаются требования к линейности модуляционной характеристики, благодаря чему может допускаться большая глубина модуляции, чем при АМ, следовательно, увеличивается предельная дальность передачи. Системы с ЧМ ТВ сигналов в основном применяются на супермагистральных линиях. В распределительных сетях СКТВ системы передачи с ЧМ ТВ сигналов использовать нецелесообразно из-за их сложности. В этом случае абонентские телевизоры дополнительно оборудуются специальными селекторами ЧМ сигналов, осуществляющими ремодуляцию, т.е. преобразование ЧМ ТВ сигналов в АМ сигналы. Частотный разнос между передаваемыми ТВ сигналами составляет 40 МГц. Многоканальные системы передачи ТВ сигналов с ЧМ также не являются перспективными для ВОЛС, так как им присущи практически те же недостатки, что и системам с АМ-ЧМ.

Более перспективно в СКТВ применять сложные виды модуляции с использованием импульсного режима работы оптических переключателей, при котором допускается большая глубина модуляции. Поэтому представляет интерес использование в СКТВ помехоустойчивых аналого-импульсных методов модуляции, к числу которых, в первую очередь относятся широтно-импульсная модуляция (ШИМ), ЧИМ, при которых непосредственное значение интенсивности оптического излучения не является информативным параметром.

Среди аналого-импульсных модуляторов и демодуляторов ТВ сигналов к наиболее освоенным в настоящее время относятся и частотные. Известно, что ЧМ при больших индексах модуляции обеспечивает хорошее качество передачи ТВ сигналов в условиях нелинейных характеристик тракта связи. Поэтому очень перспективным является применение ЧИМ, приближающейся по своим параметрам к ЧМ. Переход от ЧМ к ЧИМ достаточно просто осуществляется с помощью амплитудного ограничителя и формирователя импульсов постоянной длительности. В случае ЧИМ передается последовательность импульсов постоянной длительности, сформированных частотно-модулированным генератором, частота повторения которых меняется по закону модулирующего сигнала. В спектра ЧИМ сигнала его низкочастотные компоненты несут информацию о модулирующем сигнале.

Непосредственное выделение низкочастотных компонент (линейного спектра частот) из ЧИМ осуществляется фильтром низких частот. Предварительно с помощью ограничителя производится регенерация переданных импульсов постоянной длительности.

После детектирования ЧИМ сигнала осуществляется его частотное преобразование на несущую частоту выбранного ТВ радиоканала.

ЧИМ позволяет использовать наиболее дешевые элементы волоконно-оптической техники. Устройства цифровой техники и обеспечивает качество передачи, мало уступающее цифровым методам.

Использование цифровых методов в СКТВ позволит широко применять сжатие спектра распределяемых каналов. Например, высокую степень сжатия как видеоинформации (с 216 Мбит/с до 1,5-15 Мбит/с), так и звука, обеспечивает стандарт MPEG-2. MPEG-компрессия предлагает устранение временной избыточности ТВ изображений, учитывающее тот факт, что в пределах коротких интервалов времени большинство фрагментов оказываются неподвижными, устранение мелких деталей сцены, несущественной для ее визуального восприятия человеком и т.д. В итоге в стандартном ТВ канале удается разместить до 10 и более цифровых каналов с низкой скоростью потока видеоданных при сохранения высокого качества передачи.

ПРИМЕНЕНИЕ АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ

Архитектура системы, в первую очередь, определяется компромиссом между отношением несущая/шум и линейностью. В связи с этим наиболее простым и надежным методом передачи информации по ВОЛС является использование амплитудной модуляции и фотодиодного приемника. Лазерный диод модулируется несколькими несущими видеосигнала (применяется метод частотного уплотнения). Оптический коэффициент модуляции для каждой несущей является критичным для получения высокого отношения несущая/шум, а общий оптический коэффициент модуляции является критичным для искажений. Оптический коэффициент модуляции определяется как отклонение пиковой световой мощности от среднего значения. Для одной несущей коэффициент модуляции имеет следующий вид: