A CATV 101 [Compatibility Mode]

Formation de technicien en
câblodistribution.
Section: CATVCATV-101 (A)
Avant de débuter ce séminaire sur
“Réseau à Large Bande”, regardons les
débuts d’un réseau CATV.
Ceci nous aidera a mieux comprendre
quels sont les besoins d’un réseau a
large bande d’aujourd’hui.
CATV :
Community Antenna Television
Les réseaux de CATV ont vu leurs débuts vers les années
1952 et étaient des réseaux de communication
unidirectionnels, qui utilisaient des câbles coaxiaux et des
amplificateurs RF pour faire la distribution de canaux de
télévisions d’une tête de ligne a tous les abonnés du
réseau. Ces réseaux étaient capable de distribuer de 2 a 4
canaux de télévision au départ. Plus tard, le nombre de
canaux est passé de 12 canaux et de plusieurs stations de
musique MF.
Au Canada comme aux États-Unis une licence est requise pour
opérer un réseau de CATV.
Aux États-Unis la ville câblée accorde le permis et un organiste
gouvernemental FCC gouverne le coté technique.
Au Canada la licence est accordé par le: CRTC
•Conseil de la
•Radiodiffusion et des
•Télécommunications
•Canadienne
•Stations de TV, émettant en VHF ou UHF.
•Musique MF, d’un émetteur MF.
•Satellites, 4 et 12 GHz (alentour de: 1975).
•AML (système Micro-Onde).
•Émission Locale, d’un studio locale.
0
6.0 MHz
-10
-20
-30
Section Vidéo
4.2 MHz
Technologie
Analogue.
Section Audio
Technologie MF
dB -40
-50
Section Couleur
-60
-70
3.59 MHz
4.5 MHz
Fréquences des Signaux de Télévision VHF.
CH-2 : 55.25 MHz
CH-7 : 175.25 MHz
CH-3 : 61.25 MHz
CH-8 : 181.25 MHz
CH-4 : 67.25 MHz
CH:-9 : 187.25 MHz
* 73.5 MHz Fréquence d’urgence.
CH-10 : 193.25 MHz
CH-5 : 77.25 MHz
CH-11 : 199.25 MHz
CH-6 : 83.25 MHz
CH-12 : 205.25 MHz
FM : 88 to 108 MHz
CH-13: 211.25 MHz
* Prenez note que la fréquence du canal 5 n’est pas un multiple de 6 MHz. La
raison étant, qu’une fréquence d’urgence @ 73.5 MHz a été allouée comme
fréquence internationale de désastre, qui peut être utilisée par la Croix Rouge et
autres organisations internationales.
Fréquences des Signaux de Télévision UHF.
CH-14 : 471.25 MHz à CH-69 : 805.25 MHz
Tous les signaux de télévision UHF comme les signaux VHF sont
espacés de 6 MHz entre eux, sauf le canal 5.
Les fréquences des signaux de télévision UHF sont situées entre
471.25 et 810 MHz.
A l’exception du canal 37, 609.25 MHz, fréquence qui est utilisé
comme moyen de communication pour la Radio Astronomie.
Les canaux de télévision d’une tête de ligne
peuvent être contrôlé par:
Processeur de TV, ( RF entré, RF sortie)
Modulateur, ( Baseband entré, sortie RF)
Recepteur de satellite, (4 ou 12 GHz entré, RF sortie)
Par la suite, tous les canaux de télévisions sont ensuite
rassemblés par un combineur, avant d’être distribués par
le réseau coaxial CATV.
Processor
Input
ch.
IF
freq.
Output
ch.
Modulator
IF
freq.
Output
ch.
Satellite
Receiver
Modulator
Baseband
signal
IF
freq.
RF Combiner
Baseband
signal
Premier amplificateur
Du réseau CATV
Output
ch.
Microwave
Receiver
Regroupement des canaux à la tête de ligne.
12 canaux
2
6
FM stations
7
13
Le nombre maximal de canaux transmis avec les premiers amplificateurs RF était
de 12 canaux, avant la venue d’amplificateurs équipés de circuits Pushpull.
La cause étant des interférences causés par des distorsion linéaires des canaux
transmis par les amplificateurs RF.
21 canaux
2
6
FM stations
14
22 7
13
La venue d’amplificateurs équipés de circuit Pushpull permettait de
transporter 21 canaux dans le section (bande centrale) 9 canaux entre 121
et 170 MHz.
Ces canaux étant désignés, canal 14-15-16-17-18-19-20-21 et 22.
Satellites
Réception
du Satellite
12
GHz
TV
transmitter
4
GHz
FM
transmitter
FM
émetteur
Tête de ligne
Système
CATV
Transmission
Vers le satellite
Microwave
System
Émetteur
VHF & UHF
Câbles coaxiaux sont:
•Un câble 75 ohms en impédance.
•Un conducteur central.
•Avec de la Mousse (Maintient le conducteur au centre)
•À l’intérieur d’un tube en aluminium.
•Souvent couvert d’un chemise PVC.
Les câble coaxiaux travaillent dans un rayon de: 5 @ 1000 MHz
Peuvent aussi transporter: 90 volts AC.
Fréquences:
5
50
300
550
865
MHz
Câble principaux:
P-III-500
P-III-625
P-III-750
0.16
0.13
0.11
0.52
0.42
0.30
1.31
1.08
0.78
1.82
1.51
1.25
2.33
1.94
1.60
Perte
dB/100’
“ “
“ “
1.95
1.53
4.45
3.55
5.95
4.90
7.52
6.10
“
“
Câble d’installation:
RG-59
RG-6
0.86
0.58
Perte ci-haut @ 68 degrees F. ou 20 degrées C.
“
“
Comportement d’un câble coaxial versus la température.
Niveau de la sortie d’un amplificateur RF
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
Niveau d’entré @ 860 MH au travers d’un espace de 30 dB
800 850
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
49
49
31
31
48
48
30
30
47
47
29
29
46
46
28
28
45
45
27
27
44
44
26
26
43
43
25
25
42
42
24
41
41
40
40
39
39
38
38
37
37
36
36
24
-40 o
23
23
22
22
60 o
21
21
20
20
140 o
19
19
18
18
17
17
Signal after cable equalizer
16
16
4
9
9
.
2
5
15
14
15
14
13
13
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
Contrôle AGC
650
700
750
800
850
Amplificateur 4 sorties
Amplificateur 2 sorties
Amplificateur 1 sortie
La fonction première d’un amplificateur est d’augmenter le
niveau des signaux lorsque ceux-ci deviennent faibles.
Ingress Sleeve
Connection to
Outside tube
Connection to
central
conductor
Le connecteur permet la connexion des câbles coaxiaux
aux équipements actifs et passifs d’un réseau coaxial.
Entré
câble
Sortie
câble
Sortie
câble
Un coupleur ou un diviseur RF permet de distribuer
les signaux a deux ou plusieurs sections de câbles coaxiaux.
Les blocs d’alimentation AC
fonctionnent sur : 110/220 volts AC
ou
36 - 48 Volts DC
Le bloc d’alimentation livre du 60 ou 90 VAC aux câbles
coaxiaux afin de faire fonctionner les amplificateurs RF.
RG-59 or RG-6
Les prises multiples permettent le raccordement
entre le réseau et les abonnés du câble.
5-40 MHz
Power
Passing
Tap
50-750 MHz
Tête de ligne
BTD
BLE
RG-59 or RG-6
RF amplifier
Coaxial cable
Power Supply
Un réseau a bande large moderne est un réseau très complexe, qui
transmet des signaux dans les deux directions. Son nom est un
réseau; HFC (Hybride Fibre Coaxial) qui utilise la fibre optique et
les câbles coaxiaux comme moyen de transport des signaux.
Ces réseaux HFC peuvent transporter;
•Signaux de télévision analogiques.
•Télévision en demande.
•Télévision numériques.
•HDTV (Télévision à haute définition).
•Service Internet au haut débit, « Câble modem ».
•Système de sécurité.
•Téléphonie IP.
Un réseau HFC utilise la fibre optique comme moyen de transport des
signaux pour les grandes distances, entre la tête de ligne du réseau et
les nœuds optiques.
Le nœud optique, NODE transfert les signaux lumineux en signaux
électriques (RF). Les signaux sont ensuite transmis par des câble
coaxiaux vers les abonnés. La fibre optique permet de maintenir une
meilleure qualité d’image sur les longues distances. La section de
câble coaxial devient alors la section la plus courte du réseau.
Un réseau HFC est un système bidirectionnel qui transmet des signaux
entre: 50 @ 870, 1,000 MHz, d’un tête de ligne vers les abonnés et des
abonnés vers la tête de ligne de: 5 to 40, ou 65 MHz.
F M s t a t iio
on s
50
MHz
225
MHz
380
MHz
23
51
14
225
MHz
22
40
43
50
77
380
MHz
550
MHz
Les signaux numériques sont généralement placés en haut de la fréquence 550 MHz.
Sur un réseau à bande large moderne, les fréquences en haut de
550 MHz sont généralement utilisés pour le transport des signaux
numériques. Même si un signal numérique et un signal analogique
peuvent exister un a coté de l’autre.
D
78
D
D D D D D D
D
D
D
D
D
103
550
MHz
D
= Télévision numérique, Data, Téléphonie IP et Télévisons à demande.
870
MHz
Réponse d’un réseau HFC opérant @ 870 MHz.
15 to 20
dBmV
50
MHz
108
MHz
121.25
MHz
225
MHz
300
MHz
80 NTSC, Canaux analogiques.
450
MHz
550
MHz
750
MHz
870
MHz
220 MHz of 64 or 256 QAM signals.
coating
cladding
core
9 mc
Le signal lumineux est transmis au centre de la fibre optique et ce centre
est appelé CORE, ce centre est entouré d’une autre section de vitre qui
permet au rayon lumineux de se maintenir au centre du CORE. Ces deux
éléments CORE et CLADDIND sont ensuite recouvert de produit plastifié,
permettant a la fibre optique d’être plié sans se briser. Une fois complété,
chacune des fibres optiques sera recouverte d’une couleur qui permettra
son identification une fois installé a l’intérieur d’un câble optique.
T
k’T
Une fibre Mono-Mode transmet dans les fréquences 1310 & 1550
nanomètres. Ces deux fréquences sont utilisées comme moyen de
communications sur des réseaux HFC et sur d’autres types de réseaux.
Performances de deux types de fibres optiques.
SI N GL E -M O D E
A L L W AVE
ST AN D AR D F I BE R OPT I C
SI N G L E -M O D E F I BE R O PT I C
4.0 Spectral Attenuation ( All Wave fiber ):
Spectral Attenuation ( typical fiber ):
4.0
Loss at :
850 nm = 1.31 dB/km
1310 nm = 0.33 dB/km
1550 nm= 0.19 dB/km
3.5
3.0
Loss at :
850 nm = 1.31 dB/km
1310 nm = 0.33 dB/km
1550 nm= 0.19 dB/km
3.5
3.0
2.5
dB
2.5
dB
a
2.0
2.0
1.5
1.5
1.0
1.0
0.5
b c
d
0.5
e
0.0
0.0
800
1000
1200
nm
1400
1600
800
1000
1200
1400
1600
nm
Une fibre standard est la plus utilisé par les réseau HFC. Mais une nouvelle fibre
optique peut être utilisée qui ne contient aucune humidité @ 1400 nm. Ce qui
permet l’utilisation des toutes les fréquences optiques entre: 840 @ 1600 nm.
Câble optique avec armure.
Câble optique sans armure.
Câble optique ayant son propre toron.
Fibre optique
Émetteur (50-1000 MHz)
Récepteur optique de retour.
(5-40 MHz)
Noeud optique
RX et TX optique
30 kilometers
of P-III-625 coaxial cable
RF Amp.
RF Amp.
RF Amp.
RF Amp.
RF Amp.
RF Amp.
RF Amp.
RF Amp.
RF Amp.
RF Amp.
RF Amp.
RF Amp.
RF Amp.
This coaxial lenght spaced at:
22 dB spacing at 450 MHz,
able to carry 60 NTSC TV signal,
will requires 80 RF Amplifiers.
RF Amp.
RF Amp.
C/N here will be:
40.97 dB for 4.2 MHz spacing.
30 kilometer of fiber optic, operating at 1310 nm
will means a 9.9 dB loss
C/N here will be:
53.00 dB for 4.2 MHz spacing.
Démonstration sur l’efficacité d’un lien optique:
•Meilleure qualité de transmission. ( 40.97 dB C-N versus 53.00 dB C-N )
•La réponse du lien optique est plus stable aux changements de la
température.
•Le lien optique requiert moins d’équipement.
•La section coaxial nécessiterait 80 amplificateurs RF.
•Le lien optique nécessitera seulement un émetteur et un récepteur.
48.5 dBmV
47.0 dBmV
4 dB
6 dB
10 dB 11.5 dB
37.0 dBmV
50
MHz
108 121.25
MHz MHz
225
MHz
300
MHz
80 Canaux NTSC.
450
MHz
550
MHz
750
MHz
870
MHz
220 MHz de signal 64 or 256 QAM.
Chacune des pochettes peut comprendre entre 50 et 1,5000 abonnés.
Optical receiver
Coaxial cable
Fiber optic cable
Bi-directional RF amplifier
Nous reviendrons en plus grands détails sur tous
ces sujets dans les futures séminaires