Планирование передающей ТВ сети заключается в определении места расположения РТПС и выборе их параметров (мощность передатчиков, высота подвеса антенн, частота излучения), чтобы обеспечивались удовлетворительные условия приема в заданной полосе без взаимных помех между ТВ станциями. При этом следует иметь ввиду, что ТВ передающие станции и радиоретрансляторы большой мощности имеют радиус действия обычно 5070 км, а ретрансляторы малой мощности излучают ТВ сигналы в радиусе 1020 км.

Наиболее экономичное планирование передающей ТВ сети достигается в том случае, если ТВ передающие станции размещаются по углам равностороннего треугольника (рисунок 10.1). В этом случае каждый ТВ передатчик, имеющий передающую антенну с круговой диаграммой направленности, обеспечивает возможность приема ТВ сигнала на расстоянии r < г₀, где r₀ - средний радиус зоны прямой видимости. Из рисунка 10.1 видно, что для сплошного покрытия территории площадью S ТВ вещанием с помощью нескольких ТВ радиопередатчиков, имеющих одинаковый средний радиус зоны обслуживания г, расстояние между соседними ТВ радиопередатчиками нужно выбирать из условия г г. При этом образуются области, в которых возможен уверенный прием одновременно от нескольких ТВ радиопередатчиков. Радикальным средством ослабления взаимных помех для телевизоров, расположенных в этих областях, является работа соседних ТВ радиопередатчиков в разных ТВ радиоканалах. При этом учитывается избирательность ТВ приемников по соседним каналам приема.

Рисунок 10.1. Схема размещения ТВ радиопередатчиков

Из рисунка 10.1 следует, что каждый элементарный треугольник площадью S обслуживается тремя радиопередатчиками. При этом каждый радиопередатчик является общим для шести треугольников. Следовательно, если заданную территорию площадью S можно условно разбить на k треугольников площадью S, то количество радиопередатчиков n, необходимых для обеспечения ТВ вещанием этой территории, равно

n= 3k/6 = k/2.

Выделим в пределах общей территории большой треугольник площадью S, в вершинах которого располагаются ТВ радиопередатчики, работающие в одном радиоканале. Сторона такого треугольника, соответствующая расстоянию d между радиопередатчиками, работающими в совмещенном канале, практически находится в пределах 400500 км в зависимости от особенностей рельефа местности. Будем считать, что в пределах этой территории можно выделить М больших треугольников. Тогда в пределах всей зоны ТВ вещания может быть расположено n= М/2 радиопередатчиков, работающих в одном канале. Зная значения n и n, легко определить число радиоканалов N, необходимых для обслуживания ТВ вещанием всей территории площадью S.

N= .

Из вышеприведенного выражения следует, что для уменьшения числа радиоканалов необходимых для охвата ТВ вещанием заданной территории, надо уменьшить расстояние между передатчиками, работающими в одном радиоканале и увеличить радиус вещания каждой ТВ станции.

При планировании сети ТВ вещания, а именно при конкретном распределении номеров радиоканалов для соседних передающих станций с целью исключения заметности взаимных помех должны соблюдаться нормы на значения защитного отношения А, которое определяется выражением

A = U/U,

где U_С - напряжение полезного сигнала на антенном входе телевизора; U - напряжение сигнала помехи. Следовательно, для сохранения высокого качества воспроизводимых ТВ изображений отношение полезного сигнала к мешающему на входе ТВ приемника должно быть не ниже защитного отношения. Наибольшее защитное отношение требуется при работе ТВ передатчиков в совмещенном (одинаковом) радиоканале. Например, величина защитного отношения по совмещенному радиоканалу должна быть такой, чтобы полезный сигнал на входе телевизора был больше мешающего не менее, чем на 40 дБ. Для обеспечения такого значения защитного отношения на практике необходимо удалять друг от друга ТВ радиопередатчики, работающие в одинаковых радиоканалах, на очень значительные расстояния. Вследствие различной степени заметности отдельных частотных составляющих помехи, а также неравномерности частотной характеристики избирательности ТВ приемника, величина защитного отношения неодинакова по спектру радиоканала (рисунок 10.2).

Рисунок 10.2. Частотные зависимости защитного отношения

1-СНЧ=0, 2-СНЧ= ± 1/3f

Определенным смещением несущих частот (СНЧ) передающих ТВ радиостанций можно уменьшить заметность помех и тем самым снизить требуемые значения защитного отношения, что позволит сократить расстояние между радиопередатчиками, работающими в совмещенных каналах. В свою очередь, это дает возможность снизить число радиоканалов, необходимых для организации однопрограммного ТВ вещания в пределах заданной территории.

Метод СНЧ основан на использовании дискретных частотных свойств ТВ сигналов. Причем величина ослабления мешающего действия помех зависит от величины сдвига и точности его поддержания. Различаются два режима работы СНЧ - обычный и прецизионный (точный).

При обычном режиме СНЧ учитывается смещение в пределах периода строчной развертки. При этом не требуется большая абсолютная стабильность величины сдвига спектров (несущих частот радиопередатчиков). Например, при СНЧ на 1/2 строчной частоты f получается наибольший выигрыш в защитном отношении (до 20 дБ). При СНЧ на 2/3 или 4/3 f, равной 15625 Гц для российского ТВ стандарта, защитное отношение уменьшается до 15 дБ. Применять СНЧ на 1/2 f можно только при расположении радиопередатчиков на одной линии, т.е. при обслуживании узко вытянутой территории. При работе нескольких передатчиков, работающих в одном радиоканале на смежных территориях, применяется СНЧ на 2/3 или 4/3 f. В случае трех радиопередатчиков, работающих в одном радиоканале, один должен иметь номинальное значение несущей частоты изображения f, другой f+2/3 f, а третий f-2/3f. Следовательно, несущие частоты второго и третьего радиопередатчиков имеют сдвиг на 4/3 f.

При прецизионном СНЧ учитывается сдвиг в пределах периода частоты кадров, т.е. сдвиг должен быть кратным частоте кадров, равной 25 Гц. Для выполнения данного условия относительная нестабильность f_z, должна находиться в пределах , а абсолютная нестабильность несущей изображения радиопередатчика не более ±2,5 Гц. Прецизионное смещение дает дополнительный выигрыш по сравнению с обычным СНЧ на 10 дБ. Выигрыш в защитных отношениях, достигаемый при точном СНЧ по сравнению с обычным СНЧ, позволяет значительно сократить расстояния между мешающими передатчиками, а в уже сложившейся передающей сети существенно снизить взаимные помехи, что способствует дальнейшему повышению качества ТВ приема.

Мешающее действие помех может быть также уменьшено применением различной поляризации радиоволн, излучаемых РТПС, работающими в совмещенном радиоканале. Практически в этом случае защитное отношение может быть снижено на 10 дБ.

В результате планирования передающей ТВ сети, выполненного как с соблюдением норм на защитные отношения, так и с недопущением взаимных помех установлено, что имеющихся частотных радиоканалов едва хватает для обеспечения большинства районов страны двумя-тремя ТВ программами (четыре-пять ТВ радиоканалов могут быть выделены лишь для отдельных городов). В то же время система ТВ вещания должна обеспечить повсеместный и одновременный прием не менее 510 ТВ программ, в том числе местных и региональных.

В мировой практике наметилось два основных пути построения сети многопрограммного ТВ вещания.

Первый путь - это создание систем кабельного ТВ различной емкости с подачей на них ТВ сигналов нескольких десятков программ путем приема от ближайших ТВ передатчиков или передачи по радиорелейным, кабельным и спутниковым линиям связи. Предполагается также и создание специальных ТВ программ, в том числе и платных.

Второй путь - это внедрение спутниковых систем непосредственного ТВ вещания в диапазоне 12 ГГц с установкой у абонента дополнительного приемо-передающего устройства для подачи стандартного ТВ сигнала на вход телевизора.

Ближайшее будущее большинства систем ТВ вещания заключается в переходе на цифровые технологии. Первыми примерами цифровых систем передачи ТВ сигналов явились спутниковые линии связи, в которых стал использоваться стандарт сжатия спектра ТВ сигналов MPEG-2, позволяющий по одному стандартному спутниковому каналу передавать несколько ТВ программ при условии их приема, в первую очередь, головными станциями систем кабельного телевидения.

Наконец, наметилась тенденция к внедрению наземного цифрового ТВ вещания. Пионерами в данной области ТВ вещания являются США, где Конгрессом принято решение о переходе на полностью цифровую систему вещательного телевидения высокой четкости с прогрессивной разверткой (на 1000 строк) с уплотненным радиоканалом в срок до 2008 года. Создатели новой системы считают, что она должна стать единой мировой системой телевидения. Предполагается, что Канада, Япония, а также ряд европейских стран присоединятся к этой системе в ближайшее время.

Введение в эксплуатацию новой ТВ системы обеспечит значительное улучшение качества изображения и звукового сопровождения, позволит телевидению эффективно взаимодействовать с различными цифровыми системами связи, а также с компьютерными сетями. Цифровое телевидение во многом будет определять качество жизни людей в XXI веке.