Радиотелевизионные сенсоры

14.4. Компьютерные кабельные модемы

К подклассу интеллектуальных радиотелевизионных сенсоров, воспринимающих большие объемы быстроменяющейся информации, принадлежат и компьютерные кабельные модемы. Именно они дают возможность нашим компьютерам быстро принимать через телевизионный кабель информацию из Интернета и пересылать ее, общаясь со всем миром. Скорость приема данных через кабельный модем может достигать 100 Мб/с, а скорость выдачи – до 10 Мб/с [ [ 196 ] , [ 233 ] , [ 308 ] ].

Принцип работы кабельного модема показан на рис. 14.12. Например, в квартиру или учреждение заведен телевизионный кабель 1, который при отсутствии модема проложен непосредственно к телевизору или к ТВ тюнеру. Для того чтобы подключить компьютер через кабель к Интернету, устанавливают разветвитель 2. От одного из его выходов кабель 3 ведет к телевизору, а второй выход соединяют кабелем с модемом (последний на рис. 14.12 выделен штриховой линией). Внутри модема высокочастотные входные электромагнитные волны из кабеля поступают в тюнер 4, который и является чувствительным узлом данного интеллектуального сенсора.

Рис. 14.12. Функциональная схема кабельного модема

Тюнер из всего набора входных электромагнитных колебаний выделяет сигнал только нужной узкой частотной полосы, превращает его в сигнал стандартной промежуточной частоты и усиливает, автоматически регулируя амплитуду выходного сигнала. Последний передается на демодулятор 5, который выделяет из него цифровые сигналы, корректирует случайные сбои, фиксирует сигналы синхронизации. Полученные цифровые сигналы передаются в быстродействующий микропроцессор 6. В нем сохраняются все нужные для общения с Интернетом имена, коды, пароли, выполняются сложные логические операции контроля доступа к каналу передачи (Media Access Conrol – MAC) согласно протоколу работы сети, расшифровываются принятые пакеты информации и превращаются в формат, понятный компьютеру. Через интерфейс 7 полученная информация передается каналом 9 в компьютер. Информация от компьютера, которую надо передать в сеть (запросы, сообщения, электронная почта и т.п.), через интерфейс 7 попадает в микропроцессор 6, перекодируется в стандартные пакеты и передается в модулятор 8. Последний генерирует высокочастотные электромагнитные колебания нужной частоты, модулирует их соответственно представленной ему информации, усиливает до нужной мощности и выдает в кабель 1, через который они попадают в модем и компьютер провайдера.

Частотные полосы для приема входной информации и выдачи выходной определяются в начале каждого сеанса связи в процессе общения модема провайдера и микропроцессора 6 в модеме пользователя – в зависимости от свободных на данный момент в телевизионном кабеле частот. После их определения микропроцессор 6 задает соответствующие частоты тюнеру 4 и модулятору 8.

На фото рис. 14.13 изображен кабельный модем 3-го поколения TJ 720x фирмы Terayon, сертифицированный по стандартам DOCSIS 2.0 и Euro-DOCSIS. Его размеры 170x140x40 мм. Входной сигнал от 47 дБмкВ до 77 дБмкВ. Этот модем принимает информацию, которая передается в частотном диапазоне от 112 МГц до 858 МГц, а выдает информацию в диапазоне от 5 МГц до 65 МГц. Ширина полосы пропускания при приеме составляет 8 МГц.

Рис. 14.13. Фотоснимок кабельного модема TJ 720x

Модем стыкуется со стандартным телевизионным кабелем с волновым сопротивлением 75 Ом. Соединяется с компьютером через интерфейс USB, может работать с локальной сетью, в состав которой входят около 32 компьютеров. Обеспечивает скорость приема данных до 50 Мб/с и скорость выдачи – до 29 Мб/с. Светодиодные индикаторы на панели модема обеспечивают визуальный контроль за его функционированием без применения специальных средств.

Кабельные компьютерные модемы – еще одно из достижений современных "высоких технологий".

Краткие итоги

К подклассу радиотелевизионных сенсоров отнесены те интеллектуальные радиосенсоры, которые воспринимают намного более значительные объемы более динамичной и сложно форматированной информации. К интеллектуальным радиотелевизионным сенсорам принадлежат телевизоры и телевизионные (ТВ) тюнеры. ТВ тюнеры для аналогового телевидения поддерживают все форматы телепередач (PAL, SECAM и NTSC) и обеспечивают возможность просмотра телевизионных передач и видеозаписей на отдельных больших экранах с прослушиванием сопровождения через высококлассные звуковые колонки.

Компьютерные ТВ тюнеры позволили принимать и воспроизводить передачи аналогового телевидения на экранах компьютеров. Их можно подразделить на 3 группы: "встроенные", "автономные" и "внешние". Встроенные ТВ тюнеры устанавливаются в виде дополнительной электронной платы в системный блок компьютера; "автономные" – представляют собой отдельное устройство, к выходу которого для просмотра телепередач можно прямо подключить VGA монитор компьютера; "внешние" – имеют достаточно быстрый канал информационного обмена с компьютером и подключаются к нему, например, через порт USB.

Развитие техники связи, в том числе и радиотелевизионных сенсоров, подготовило переход на более надёжное и высококачественное цифровое телевидение и телевидение повышенной четкости. На переходный период разработаны и выпускаются комбинированные ТВ ресиверы, позволяющие принимать как аналоговое, так и цифровое телевидение. Весьма популярными стали и " цифровые декодеры ", принимающие высокочастотные радиосигналы кабельного цифрового телевидения и формирующие видеосигналы, "понятные" аналоговому телевизору. " Цифровые декодеры " и комбинированные ТВ ресиверы выполняют и целый ряд сервисных функций: многоязычное экранное меню; быстрый поиск и переключение каналов; вывод на экран телетекста и субтитров; электронный "телевизионный гид"; "родительский замок" и т.д.

При использовании цифрового телевидения эффективные алгоритмы сжатия видеоинформации делают возможной передачу по одному телевизионному каналу нескольких потоков данных. Благодаря этому, появляются, возможности "полиэкранного", "интерактивного" телевидения и многих других новых технологий. Ресиверы для приёма цифрового телевидения могут реализовать все эти технологии. Следующим шагом в развитии ТВ ресиверов стало создание так называемых " мультимедийных персональных компьютеров ". В их состав входят тюнеры и модемы, которые позволяют принимать радио- и радиотелевизионные трансляции из всех доступных источников, входить в Интернет, не только принимать любую видео- и аудиоинформацию, но и отправлять свою.

К подклассу радиотелевизионных интеллектуальных сенсоров относятся и мобильные телефоны 3-4-го поколений, так как и они принимают большие объемы динамической и сложно форматированной информации, сопоставимой с той, которая принимается ТВ тюнерами. Кроме обеспечения телефонных переговоров и обмена достаточно большими сообщениями, мобильные телефоны 3-4-го поколений позволяют принимать FM-радиопередачи, прослушивать полифонические мелодии, скачивать из Интернета электронные игры. Часто они имеют встроенную цифровую фотокамеру или видеокамеру, МР3 плеер, внутреннюю память и интерфейс USB, могут пересылать видеосообщения, выполнять функции диктофона и много других.

Дальнейшим развитием мобильных телефонов стали " смартфоны ". Смартфон – это мобильный телефон, дополненный функциями карманного компьютера. Он позволяет работать с документами, делать цифровые фотографии, записывать и воспроизводить видео- и аудиофайлы, хранить довольно большие объемы данных, соединяться с Интернетом, выполнять функции модема и факса. В отличие от обычного мобильного телефона смартфон, как и компьютер, имеет свою операционную систему. В зависимости от записанных в него программ пользователь может значительно расширять и изменять его функции. Очень близки по функциям к смартфонам так называемые " коммуникаторы " – карманные компьютеры, дополненные функциями мобильного телефона и возможностью выхода в Интернет. Соединив новейшие достижения многих областей современной техники, смартфоны и коммуникаторы стали настоящим рукотворным чудом.

К подклассу интеллектуальных радиотелевизионных сенсоров, воспринимающих большие объемы быстроменяющейся информации, принадлежат и компьютерные кабельные модемы. Именно они позволяют компьютерам быстро принимать через телевизионный кабель информацию из Интернета и пересылать ее, общаясь со всем миром. Встроенный быстродействующий микропроцессор обеспечивает выполнение протокола работы сети, расшифровывает принятые пакеты информации и должным образом "упаковывает" информацию от компьютера, которую надо передать в сеть (запросы, сообщения, электронная почта и т.п.). Кабельные компьютерные модемы – это еще одно из достижений современных высоких технологий.