ОПТИЧЕСКИЙ УЗЕЛ ДЛЯ КАБЕЛЬНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ

May 11, 2012 by admin Комментировать »

Красюк Е. А., Потылицын Н. П., Ракитянский Ф. А., Дементенко С. А., Прокопенко А. Э.

ООО                                              «Бета ТВ ком» г. Донецк, ул. Университетская, 112, оф.15 тел./факс: 062-381-81-85, e-mail: betatvcom@dptm.donetsk.ua

Аннотация – рассматриваются технические решения и результаты, разработки оптического узла (на основе магистрального усилителя) предназначенного для приема и передачи в оптическом диапазоне соответственно сигналов прямого и обратного каналов кабельного ТВ.

I.  Ведение

Снижение цен на оптические кабели привело к тому, что новые кабельные сети стали использовать для передачи прямого и обратного каналов оптическое оборудование. Одним из основных элементов такого оборудования является оптический узел.

Разработка оптического узла, позволяющего принимать в оптическом диапазоне 1310нм сигналы прямого канала и последующего его преобразования в сигналы электрические (48-860 МГц), а также преобразование электрических сигналов обратного канала 5-65 МГц в оптический диапазон проводилась с учетом того, что часть аналогичных технических решений и узлов используются в магистральных усилителях. Это позволило разработать единую печатную плату, которую можно использовать либо в магистральном усилителе, либо в оптическом узле.

II  Основная часть

Магистральный усилитель. Зададимся значением интермодуляционных искажений магистрального усилителя IMA3 по DIN 45004 «124 дБ/мкВ, что соответствует при 50 ТВ каналах выходному уровню на канал 110дБ/мкВ, а при 12 каналах «116 дБ/мкВ (считаем, что магистральный усилитель используется в кабельных сетях с числом каналов от 12 до 50). Также определим, что минимальный входной сигнал на канал должен быть не ниже 75 дБ/мкВ, из которых 5 дБ будет потеряно после прохождения входного диплексера (Диплексер1) – прямой/обратный канал (-

0,       5 дБ), регулируемого аттенюатора Атт1 с начальным затуханием -1,5дБ, регулируемого эквалайзера Экв1 (-3,5 дБ). Таким образом, уровень сигнала, приходящего на предварительный усилитель (выполненного на транзисторе SGA 7489), составит 70 дБ/мкВ. Этот уровень следует считать минимально необходимым, т.к. по магистрали последовательно может быть включено 7-10 магистральных усилителей и при меньшем уровне сигнала на входе предварительного усилителя будет происходить деградация отношения сигнал/шум. Исходя из выше перечисленных предпосылок коэффициент усиления магистрального усилителя должен быть 110-75=35 дБ, 116-75=41 дБ. Задаваясь запасом по перегрузке в

5   дБ имеем соответственно коэффициент усиления 30 дБ и 35 дБ. Считаем также, что задача магистрального усилителя – это приведение входного уровня на канал, лежащего в диапазоне 75- 95 дБ/мкВ к уровню на выходе 105 и 110 дБ/мкВ в зависимости от числа каналов, что определяет диапазон регулировки входного аттенюатора от -1,5 до -20 дБ. Реализация коэффициентов усиления от 30 до 35 дБ достигается введением дополнительных затуханий (два значения -ЗдБ и -5 дБ, см. Упр.Атт на фиг. 1) после предварительного усилителя (второй путь – увеличение диапазона регулировки входного аттенюатора до -25дБ, что при 35 дБ коэффициенте усиления магистрального усиления привел бы к ухудшению отношения сигнал/шум; для случая 50-ти каналов, уровень сигнала на предварительном усилителе для этого случая будет 65 дБ/мкВ).

Магистральный усилитель может поставляться с функцией АРУ, при этом оператор через наборное поле НП задает номер канала с 1-го по 69-ый, по которому будет контролироваться выходной уровень магистрального усилителя. Выбранный канал с помощью СКВ (селектора каналов) конвертируется в ПЧ 38,0 МГц, из него выделяется несущая, она детектируется, и полученный уровень сравнивается с порогом в пороговом устройстве (ПУ).

Фиг. 1. Функциональная схема магистрального усилителя и оптического узла.

Fig. 1. Trunk amplifier and optical assembly flow chart

Величина порога устанавливается оператором следующим образом: ключ кл.1 устанавливается в положение 3, обеспечивающее затухание в управляемом аттенюаторе минус 5дБ; на выходе магистрального усилителя выставляется требуемый выходной уровень с помощью аттенюатора (Атт1), а уровень порога устанавливается равным уровню сигнала с детектора (Дет) (контроль по светодиоду «Порог АРУ»); далее ключ переводится в состояние 3 – обратная связь замыкается – усилитель в рабочем режиме. Усилитель может быть запитан как по центральной жиле коаксиального кабеля переменным или постоянным напряжением 25-70 В по любому из выходов (усилитель может поставляться с двум выходами, путем дополнительной установки делителя Делит, см. фиг. 1. Эта модификация имеет IMA3 по DIN 45004 120дБ/мкВ и коэффициент усиления ЗОдБ) или входу с возможностью транзитного пропуска питающего напряжения (вставки 1, 2, 3), так и от отдельного напряжения сети -220 В. Вход и выходы снабжены разрядниками и тестовыми отводами. Последние необходимы для возможного контроля уровня входного/выходного сигналов. Управляемый аттенюатор (Упр.Атт) выполнен по схеме фиг. 2 на диодах HSMP 3814 и, в принципе может иметь глубину регулировки от -1 до -20 дБ с неравномерностью не более ±0,ЗдБ в диапазоне частот 48- 860 МГц и КСВ при любых положениях не хуже 1,5. Перегрузочная способность аттенюатора позволяет передавать до 50 ТВ-каналов с уровнем ЮОдБ/мкВ каждый.

Фиг. 2. Схема управляемого аттенюатора группового сигнала.

Fig. 2. Group signal adjustable attenuator scheme

Фиг. 3. Внешний вид магистрального усилителя и оптического узла (1,2 – диплексеры прямой/ обратный каналы; 3 – Атт1 и Эке1; 4 – SGA7489 и Упр. Атт;; 5 – индикация; 6 – наборное поле;

7 – Эке2 и АттЗ; 8 – BFG 135; 9 – АСА 0861;

10- оптический приемник прямого канала;

11 – лазер обратного канала.

ческого узла при уровне принимаемой оптической мощности 0 дБм и индексе модуляции на канал в передатчике порядка 1% составил 50дБ.

Усиление в обратном канале достигается с помощью двухкаскадного усилителя на транзисторах BFG 135; эквалайзер (Экв2) и аттенюатор (АттЗ) имеют глубину регулировки 20дБ. Внешний вид усилителя приведен на фиг.З

Оптический узел. Оптический сигнал прямого канала через разъем SC/APC (Опт.вх.) поступает на оптический приемник KF887BO. Динамический диапазон приемника по входу от +ЗдБм до -ЗдБм. Верхний уровень обусловлен перегрузкой приемника, нижний – требуемым отношением сигнал/шум в канале. Оптический приемник имеет соответствующий выход, позволяющий судить об уровне оптического сигнала. Превышение оптическим сигналом уровня минус 6 дБ, минус ЗдБ, плюс ЗдБ индицируется светодиодами, расположенными на передней панели корпуса. Сигнал прямого канала с выхода оптического приемника порядка 95дБ/мкВ на канал через аттенюатор Атт2 и АСА 0861 поступает на диплексер 2 и через делитель на Выход1 и Выход2. Если используется только один выход (делитель Делит не установлен), то так же как, и в магистральном усилителе значение выходного уровня на канал будет лежать в пределах от 110дБ/мкВ при 50 каналах до 116 дБ/мкВ при 12 каналах. Электрический сигнал обратного канала (с уровнем от 75 до 95 дБ/мкВ) через Выход, диплексер2, аттенюатор АттЗ, эквалайзер Экв2, усилитель BFG135 поступает на лазер Фабри- Перо ТПК130А (длина волны 1310нм, выходная мощность 2мВт, производство НПП «Телам»,

г. Москва). Лазер имеет встроенный оптический приемник для контроля оптической мощности. Если уровень оптической мощности в норме, то этот факт индицируется светодиодом, находящимся на передней панели корпуса. Оптический сигнал с лазера поступает на оптический выходной разъем SC/APC.

Суммарная неравномерность уровней сигнала от входа оптического передатчика прямого канала WT 8620С фирмы Orkatel до выхода оптического узла в полосе частот 48-860 МГц составила ±1 дБ. Отношение сигнал/шум в ТВ канале на выходе опти

Fig. 3. Trunk amplifier and optical assembly view (1,2- direct / return channels diplexers; 3 – att. 1 and eq. 1; 4 – SGA 7489 and adjustable attenuator; 5 – indication; 6 – control field; 7-eq. 2 and att.3; 8 – BFG 135; 9-АСА 0861; 10- direct channel optical receiver; 11 – return channel laser)

III  Заключение

Использование явного преимущества передачи прямого и обратного каналов в кабельном ТВ по оптоволокну (по сравнению с передачей по коаксиальному кабелю) пока еще сдерживается ценой на передающее оптическое оборудование прямого канала из-за дорогостоящего DFB-лазера. Но повышающийся спрос и достижения в области оптоэлектроники ведут к снижению цен на это оборудование, а цены на оптический узел и оптический кабель уже сравнялись с ценами на магистральный усилитель и магистральный коаксиальный кабель.

OPTICAL ASSEMBLY FOR CTV

KrasyukY. A., Potylitsyn N. P., Rakityanskiy Ph. A., Dementenko S. A. Prokopenko A. E.

Betatvcom Ltd Universitetskaya str. 112, office 15 Donetsk – 83004, Ukraine tel/fax; 062-381-81-85, e-mail; betatvcom@dptm.donetsk. ua

Abstract – Considered in this paper are technical decisions and results of the optical assembly working out (on the basis of a trunk amplifier). It is intended for signals receiving and transmitting in direct and return CTV channels of the optical range.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты