По мнению многих специалистов в области телевидения для организации МПТВ считается целесообразной замена традиционного наземного способа передачи ТВ сигналов, в том числе и цифровых, микроволновой распределительной ТВ системой с низким уровнем излучения электромагнитных волн. На практике используются различные варианты микроволновых распределительных ТВ систем, которые соответственно имеют следующие названия: MMDS - Multichannel Microware Distribution System - локальная многоточечная система распределения; LMDS – Local Multipoint Distribution System - локальная многоточечная система распределения; MVDS – Multipoint Video Distribution System - многоточечная система распределения ТВ программ. Очень часто подобные системы называются сотовыми системами телевещания (системы Cellular Vision) [19]. Следует заметить, что разница в названиях данных систем весьма условна, поскольку рекомендации для них разрабатывались в разных странах, находящихся в различных континентах.
Основные достоинства сотовых систем телевидения заключаются в следующем:
- высокое качество сигналов и практически полное отсутствие "мертвых" зон за счет выбора размеров соты (ячейки) в пределах от 1 до 6 км;
- возможность для абонентов выбора большого числа ТВ программ при наличии в сети множества сот;
- высокая надежность сети при рассредоточенных ретрансляторах;
- обеспечение экологически безопасных для населения уровней электромагнитных излучений радиопередатчиков; . .
- сравнительная дешевизна абонентской установки за счет использования комнатной малогабаритной антенны с линейными размерами 1525 см;
- высокое качество сигналов из-за сравнительно низкого уровня помех в выделенных для этих систем диапазонах частот (2545 ГГц);
- независимость условий приема от ТВ стандартов NTSC, PAL, SECAM за счет оцифровки сигналов;
- относительно низкая стоимость развертывания сети сотового телевидения в условиях больших городов по сравнению с монтажом и эксплуатацией гибридных оптико-коаксиальных СКТВ.
Частным случаем сотовых систем телевидения является система MMDS, которая представляет собой широкополосный передающий комплекс, осуществляющий трансляцию передаваемой на его вход информации в полосе частот шириной 200 МГц. Она аналогична радиорелейной линии, но отличается тем, что предназначена для охвата ТВ вещанием больших территорий и площадей. В России для систем MMDS выделена полоса частот 25002700 МГц при условии использования амплитудной модуляции (АМ). В состав передающего комплекса входит один или несколько радиопередатчиков, сумматоры, линии связи между радиопередатчиками и передающей антенной, одна или несколько передающих антенн. По сравнению с передатчиками традиционного наземного телевидения мощность передатчиков MMDS значительно ниже. Ее типовое значение в области частот 2,5 ГГц не более 100 Вт. Возможен как индивидуальный прием сигнала в пределах прямой видимости с помощью малогабаритных приемных антенн, совмещенных с конвертором, который переносит принимаемый групповой сигнал в область более низких частот, так и через антенные устройства SMATV, обеспечивающие ТВ сигналами жилые массивы. В случае невозможности обслуживания необходимой территории с одной точки, в теневых зонах устанавливаются автономные ретрансляторы.
Например, в Москве на основе системы MMDS организовано распространение программ телевидения, принимаемых с разных спутников по 19 каналам спутникового вещания. Передатчик и две антенны, установленные на Останкинской башне, позволяют охватить вещанием всю Москву и ближайшее Подмосковье. Аналогичные системы вещания на основе MMDS построены и в ряде других городов и областей. Госсвязьнадзором России уже выдано более 30 разрешений на развертывание MMDS , в семи городах MMDS уже находятся в эксплуатации.
Непосредственно к сотовым системам телевидения относится очень перспективная система LMDS, работающая в полосе частот более 23 ГГц, т.е. на почти миллиметровых волнах, и использующая помехоустойчивый вид модуляции QPSK, применяемый в спутниковом вещании.
Система сотового телевидения LMDS работает по следующему принципу: в пределах зоны охвата устанавливается сеть радиопередатчиков (базовых станций - БС) с радиусом действия около 56 км. Приемное устройство использует плоскую небольшую по размерам антенну, которая может устанавливаться как в помещении, так и вне его. Если в системе спутникового телевидения такая система воспринимает сигнал только с одного спутника, то в системе LMDS телезритель получает сигналы сразу с нескольких спутников. Специальные устройства, установленные на БС, улавливают сигналы различных программ с разных ИСЗ и ретранслируют их абонентам. Такая система обеспечивает возможность абонентам принимать в среднем до 100 ТВ программ, причем отпадает необходимость иметь дешифратор (как в случае с обычной спутниковой системой) - к телезрителям ТВ сигналы с различных спутников поступают уже в расшифрованном виде. Система LMDS удобна еще и тем, что может работать в интерактивном режиме и включать в себя целый набор телекоммуникационных услуг.
Сотовые системы телевещания MVDS работают в полосе частот 40,5 42,5 ГГц и используют радиопередатчики мощностью около 1 Вт. В данном случае один радиопередатчик с ненаправленной антенной или группа передатчиков с антеннами секторной направленности, имеющими большой коэффициент усиления, составляют БС. Радиопередатчик БС передает в эфир сигнал с несколькими несущими в диапазоне частот миллиметровых волн. Излучаемый сигнал имеет ширину спектра 12 ГГц и содержит информацию большого числа разных цифровых видеопрограмм. Этот сигнал непосредственно принимается удаленными приемниками абонентов. Широкополосный сигнал представляет смесь из сигналов региональных программ и принимаемых со связных ИСЗ. Многоканальный сигнал может поступать на вход радиопередатчика уже скомпонованным на специальной региональной станции, либо непосредственно формироваться на БС с помощью соответствующих мультиплексоров.
С помощью системы MVDS в полосе частот 2 ГГц можно организовать от 96 до 128 аналоговых ТВ каналов с предоставлением интерактивных услуг (или в несколько раз больше цифровых), причем каждый из них будет занимать полосу частот от 29,5 до 39 МГц. Однако следует иметь в виду, что максимального значения число частотных каналов достигает лишь при работе одиночной БС. При наличии в сети множества сот обычно применяются БС с четырехсекторными антеннами. Частотное планирование сети осуществляется благодаря использованию различных радиочастот и/или поляризации излучаемого сигнала в каждом секторе. Фиксирование абонентской антенны в такой системе позволяет использовать сигналы с различной поляризацией. В результате выполнения указанных условий, исключающих влияние соседних БС друг на друга, возможное число транслируемых программ уменьшается в четыре раза.
Современные системы такого типа обеспечивают передачу радиосигналов на экологически безопасных уровнях мощности - 100300 мВт на один канал.
Следует особенно отметить, что подобные системы хорошо работают именно в городах, где СВЧ-сигнал доходит до абонентов, не находящихся в зоне прямой видимости, после многократного отражения от стен домов. Однако полностью надеяться на это нельзя, поэтому для улучшения приема в особо затененных местах применяют сравнительно недорогие устройства - пассивные ретрансляторы.
Абонентское оборудование сотовых систем телевидения представляют собой традиционный спутниковый тюнер, работающий в диапазоне частот 9502050 МГц. Антенна выполняется вместе с СВЧ-приемником, осуществляющем первое преобразование частоты с целью ее понижения, в едином блоке, представляющем собой легкое компактное устройство диаметром около 150 (в диапазоне 40 ГГц) или 250 мм (в диапазоне 23 ГГц).