Dwa lata temu po raz pierwszy pojawiły się informacje

Transkrypt

1 Rewolucja w odbiorze satelitarnym Optyczny konwerter LNB firmy Global Invacom Opracowano na podstawie artykułu opublikowanego w magazynie TELE-satellite wydanie niemieckojęzyczne Dwa lata temu po raz pierwszy pojawiły się informacje o wynalzaku firmy Global Invacom o optycznym konwerterze LNB. Firma ta z siedzibą w brytyjskim Stevanage w pobliżu Londynu już wielokrotnie stawała się sławna w dziedzinie innowacyjnych produktów z dziedziny bezpośredniego odbioru satelitarnego, jednak wprowadzenie na rynek optycznego konwertera LNB z pewnością stanie się kamieniem milowym w rozwoju odbioru satelitarnego ostatnich lat, o ile nie dziesiątek. Ale tak naprawdę, co w ogóle wyobrażają sobie Państwo pod pojęciem optycznego LNB? W pierwszym momencie wszystko brzmi jak najnowsza cudowna broń Luke Skywalkers, ale tak naprawdę, to kryje się za tym najgenialniejszy pomysł ostatnich lat, który zupełnie usuwa jeden z głównych problemów w bezpośrednim odbiorze satelitarnym, a mianowicie tłumienie względnie utratę sygnału z powodu transmisji przez kabel koncentryczny z konwertera LNB do odbiornika, a także całą problematykę rozdziału sygnału na wielu użytkowników. Ale co tak bardzo szczególnego jest w tym optycznym konwerterze LNB? Po pierwsze przypomnijmy sobie sposób funkcjonowania tradycyjnego konwertera LNB (Low Noise Block Converter): LNB w ognisku anteny odbiera zogniskowane sygnały satelity, konwertuje je na inny zakres częstotliwości, a następnie transmituje sygnał poprzez kabel koncentryczny bezpośrednio do tunera odbiornika satelitarnego. Ponieważ transmitowany przez koncentryczny kabel zakres częstotliwości jest mocno ograniczony (950 do 2150 MHz), aby móc odbierać całkowite spektrum częstotliwości satelity, posłużyć należy się dwiema sztuczkami. Pierwsza to polaryzacja sygnałów. Mogą być one spolaryzowane liniowo, pionowo albo poziomo, przy czym w tym miejscu, ze względów przejrzystości, świadomie nie chciałbym rozważać rzadziej spotykanej polaryzacji kołowej, dla której obowiązuje ta sama zasada jak dla Fot.1. Optyczny konwerter LNB firmy Global Invacom sygnałów polaryzowanych liniowo. Poprzez przesyłane przez kabel koncentryczny napięcie sterujące wynoszące 13V lub 18V, LNB odbiera sygnały spolaryzowane wertykalnie (13V) lub horyzontalnie (18V). Z drugiej strony, przy pomocy sygnału sterującego 22kHz można przy tym rozróżniać pasma pomiędzy Low-Band (niskie pasmo) a High-Band (wysokie pasmo). Low-Band pokrywa obszar częstotliwości satelity pomiędzy 10.7GHz a 11.75GHz, podczas gdy High-Band obejmuje 11.8GHz do 12.75GHz. W przypadku gdy LNB rozpozna wysyłany przez odbiornik sygnał sterujący 22kHz, przez koncentryczny kabel przesyła górne pasmo częstotliwości do tunera, w przypadku gdy brak tego sygnału, przesyłane jest dolne pasmo częstotliwości. Reasumując stwierdzamy, że poprzez kabel koncentryczny zawsze przesyłany może być tylko jeden z czterech będących do dyspozycji scenariuszy (wertykalny albo horyzontalny Low-Band oraz wertykalny albo horyzontalny High-Band). Dla pojedynczego urządzenia odbierającego sygnały przez jednego tylko użytkownika, nie niesie to z sobą żadnej dalszej konsekwencji, ale gdy już wielu użytkowników chciałoby wspólnie poprzez jedną antenę odbierać telewizję satelitarną, pojawiają się pierwsze problemy. Gdy użytkownik A z LNB np. zażąda wertykalnego, to i wszyscy pozostali użytkownicy byliby zmuszeni, o ile podłączeni są do tego samego przewodu sygnałowego, do odbioru dokładnie tego samego zakresu częstotliwości, przez co ich wybór programów byłby mocno ograniczony. W praktyce jest zatem bezsensowne, aby myśleć tylko o takim okablowaniu, gdzie tylko jeden z użytkowników cieszyłby się z odbioru żądanej stacji. Dotychczas problematyka ta rozwiązywana była w taki sposób, że wykorzystywano urządzenia LNB, które wyposażone były w nawet do 8 osobnych wyjść, a które na każdym z podłączeń mogły podawać żądane przez odbiornik pasmo względnie odpowiednią polaryzację. W przypadku gdy potrzeba było więcej niż 8 osobnych podłączeń, zastosowanie znajdowały tutaj dotychczas multiprzełączniki. One to otrzymują z Quattro LNB poprzez cztery osobne przewody wszystkie płaszczyzny odbioru i rozdzielają je znowu na wielu użytkowników. Jednak rozumienie takie, choćby w tym związku, nie jest tak zupełnie prawidłowe, ponieważ cały rozdział poprzez koncentryczny kabel jak również rozdział sygnału poprzez różne multiprzełączniki podlegają tłumieniu sygnału, którego nie należy niedoceniać, a które w zakresie od 8 lub 10 podłączeń można jeszcze ewentualnie pominąć, ale już przy 20, 30 czy nawet 40 podłączeniach, staje się problemem. To właśnie dokładnie tutaj zastosowanie znajduje optyczny LNB. Znajdujący się w optycznym LNB stacker rozdziela wszystkie cztery płaszczyzny odbioru (wertykalny Low&High-Band oraz horyzontalny Low&High-

2 Rozdzielacz na dwa światłowody Rozdzielacz na cztery światłowody Optyczne wyjście cyfrowe i wtyk typu F do zasilania Wtyk światłowodu Blok konwertera światłowodu na kabel koncentryczny Optyczne wejście cyfrowe konwertera

3 Band) na różne przedziały częstotliwości pomiędzy 0.95 a 5.45GHz. Potem następuje konwersja sygnału RF na sygnał cyfrowy, który na końcu przez laser transmitowany jest poprzez światłowód i stąd nazwa optycznego LNB. Na drugim końcu przewodu promień świetlny odbierany jest przez Konverterbox noszący nazwę GTU (Gateway Termination Unit) i znowu konwertowany jest na sygnał detekowany przez każdy zwykły odbiornik satelitarny. Takie urządzenia GTU można nabyć w firmie Global Invacom w wersji Twin, Quattro lub Quad. Podczas gdy wersja Twin i Quattro (2 lub 4 wyjścia) połączona jest bezpośrednio z odbiornikiem, wersja Quattro służy do zintegrowania jej z istniejącym multiprzełącznikowym rozdziałem i przez każde ze swoich czterech wyjść dostarcza jeden z zakresów odbioru. W praktyce oznacza to, że poprzez jeden jedyny kabel świetlny może być przekazywany całkowity zakres częstotliwości satelity. Wystarczy zatem od LNB założyć jeden, mający około 3 mm grubości, kabel światłowodowy. Ponieważ jego promień świetlny zawiera całkowite spektrum częstotliwości satelity, poprzez taki jeden przewód może być zasilanych dowolnie wiele zupełnie oddzielonych od siebie odbiorników. Również, gdy np. całe bloki mieszkalne mają być zaopatrywane w sygnał satelitarny, optyczny LNB oferuje niespodziewane możliwości. Od teraz wystarczy położyć światłowód od LNB do centralnego punktu rozdzielczego. Następnie światłowód rozdzielany jest na wiele światłowodów i po prostu wykładany na każdym piętrze. Tam ponownie zostaje rozdzielany i w końcu jeden przewód przeciągnięty zostaje do każdego mieszkania. Do tego przewodu podłączyć można teraz końcowego użytkownika i to nie tylko jeden odbiornik, lecz może on bezproblemowo użytkować np. TwinTuner PVR, odbiornik w pokoju dla dzieci i jeden odbiornik w sypialni. Stosując zwyczajne okablowanie koncentryczne, już tylko do tego celu dla każdego mieszkania, od multiprzełącznika do mieszkania, należałoby wyłożyć cztery przewody. Widać z tego, jaki olbrzymi potencjał tkwi w optycznym LNB. W ogromnym stopniu upraszcza i ułatwia on instalację większych satelitarnych urządzeń odbiorczych ale również dla pojedynczego odbiorcy wynikają doskonałe nowe możliwości. W końcu wszyscy znamy problem polegający na tym, że w trakcie planowania urządzenia odbioru satelitarnego jeszcze przed kilkoma laty mało kto myślał o boomie odbiornika TwinTuner PVR i stąd wielokrotnie dla miejsca podłączenia dysponuje się tylko jednym przewodem sygnałowym, a który to ze względu na problem z miejscem w pustej rurze (rurka do przeprowadzania przewodów), często nie może być rozszerzony. Dotychczas w takich sytuacjach trzeba się było męczyć z lepiej lub gorzej funkcjonującymi stacker ami lub loop-podłączeniami odbiorników, ale w przyszłości wystarczy wymiana przewodu koncentrycznego na światłowód i wtedy będzie już można jednocześnie i zupełnie niezależnie od siebie użytkować czterech lub więcej urządzeń. Instalacja Konwerter optyczny LNB jest trochę większy niż zwyczajne konwertery i jest trochę bardziej podłużny; nic dziwnego, musi być tam przecież zmieszczona cała technika do transformacji na sygnał optyczny. Na dolnej ściance LNB znajdują się dwa podłączenia, jedno to optyczne wyjście światłowodu, a także gniazdo koncentryczne typu F. To ostatnie nie służy do przesyłania sygnału, lecz do zasilania LNB, ponieważ w końcu poprzez światłowód napięcia nie można przesyłać. Firma Global Invacom świadomie zdecydowała się tutaj na starą, dobrą wtyczkę typu F. Naturalnie można byłoby również zastosować zwyczajny zasilacz wtyczkowy, lecz należy również przyjąć, że również wiele istniejących urządzeń przebudowywanych jest na optyczne LNB, a tutaj wtyczka F sprawdza się o tyle, że istniejący koncentryczny kabel podłączeniowy włączany jest po prostu do optycznego LNB i dalej na dole w odpowiednim miejscu w pobliżu gniazda wtykowego jest odcięty, aby być podłączonym z dołączonym zasilaczem sieciowym, a przez to aby jako przewód zasilający w prąd stać się niefunkcjonalny. W przeciwieństwie do relatywnie niewrażliwego na zabrudzenie kabla koncentrycznego, przy stosowaniu kabla światłowodowego pracować należy przy zachowaniu dużej czystości. Słabym punktem nie jest tutaj sam kabel; sam kabel zaopatrzony jest w pewnego rodzaju metalowy płaszcz, tak aby nie mógł być zbytnio zginany, skręcany czy też w inny sposób maltretowany, lecz wtyczki podłączeniowe wymagające ekstremalnej czystości. Z tego powodu firma Global Invacom ma w ofercie szmatkę do czyszczenia, za pomocą której mogą być czyszczone wrażliwe końcówki światłowodów zanim podłączone zostaną do LNB lub przetwornika (Umwandlerbox), a ponieważ jesteśmy akurat przy temacie kabla: Global Invacom w chwili rozpoczęcia sprzedaży optycznego LNB przejmie do swojego asortymentu również dopasowane, wstępnie konfekcjonowane kable. Wystarczy tutaj taka gradacja konfekcjonowanych kabli, jak 1m, 3m, 5m, 10m i dalsze, sięgające aż do 200m. Dodatkowo, za pomocą małych wtyczek pośrednich, można będzie szeregować dowolnie wiele kabli jeden za drugim, przez co osiągnie się każdą wymaganą długość. Oprócz tego Global Invacom sprzedawać będzie również światłowody na metry bez wtyczek. W takim przypadku do przymocowania optycznej wtyczki potrzebne jest jednak dodatkowe specjalne oprzyrządowanie. Na metalowym płaszczu ochronnym światłowód, jak również i inne kable, zaopatrzone są w płaszcz gumowy chroniący je przed brudem i wilgocią. Płaszcz taki można nabyć w różnych kolorach względnie, w zależności od potrzeb, do otoczenia dopasowany może być stosując zwykłą farbę. Chodzi przy tym o materiał LSZG (Low Smoke Zero Halogen), który w przypadku pożaru nie wytwarza jakichkolwiek trujących par. Następną, której nie można nie docenić, zaletą techniki światłowodowej jest to, że całe okablowanie jest zupełnie niewrażliwe na elektromagnetyczne pola zakłócające i dlatego też przewody sygnałowe bez zakłóceń mogą być kładzione obok silnego źródła energetycznego. Czegoś takiego nie ma mianowicie w budynku redak-

4 cyjnym TELE-satellit, jednak aby być przygotowanym na przyszłe zastosowania, z dachu redakcji aż do centrum, gdzie przeprowadza się testy, od razu położyliśmy 50-metrowy światłowód w poprzek przez istniejącą pustą rurę (rurka do przeprowadzania przewodów) i to obok przewodu prądowego i przewodu EDV (EDV Elektronische Datenverarbeitung = elektroniczne przetwarzanie danych). Tutaj pomocny okazał się dla nas mały przekrój poprzeczny światłowodu: w tym miejscu umieścić należy około 3 światłowodów, które miejsce dotychczas potrzebował jeden jedyny kabel koncentryczny. Ponieważ jednak kabel, dzięki metalowemu płaszczowi, jest ekstremalnie odporny, bez komplikacji mogliśmy go przeciągnąć przez pustą rurę i również położyć go dalej pod kątem 90º. W praktyce Po tym, jak od biura redakcji aż na dach został położony światłowód, wymieniono tam stary standardowy konwerter LNB o współczynniku szumów na offsetowej antenie 0.3 db na optyczny LNB, do najbliższego gniazda położony jeszcze został kabel koncentryczny do zasilania i już można było zaczynać. Po krótkim oczyszczeniu końców, światłowód połączony został z konwerterem, a krótkim przewodem koncentrycznym podłączono przyrząd pomiarowy. Jakież było zdziwienie, gdy można było już odczytać pierwsze wyniki i stwierdzić, że konwerter optyczny LNB, i to obojętnie w jakim zakresie częstotliwości i na której pozycji satelity, pod względem jakości sygnału, zawsze w znaczącym stopniu był lepszy. Przy tym nic się też nie zmieniło, gdy w sumie mieliśmy jednocześnie uruchomione 4 odbiorniki, a sygnał światłowodowy rozdzielony został przy tym na 4 osobne przewody. Wyraźnie rozpoznać można wyższą wartość MER na HOTBIRD 13º Wschód a także silnie zaakcentowane wierzchołki sygnałów w spektrum. W każdym bądź razie optyczny LNB dostarczył absolutnie przekonujących wyników, tak że nasz zwykły 0.3dB LNB poprzez 50-metrowy przewód koncentryczny nie mógłby tutaj dotrzymać kroku. Według informacji producenta możliwy podział światłowodu ograniczony jest obecnie do 32 przewodów. Ograniczenie, które wszakże uzależnione jest tylko od siły sygnału lasera. Dla szczególnych obszarów zastosowań Global Invacom generować może również bez problemów silniejszy sygnał laserowy i tym samym liczbę tę praktycznie dowolnie zwiększyć. Tutaj zauważa się również ekstremalnie nieznaczne tłumienie sygnału wynoszące około 0.3 db na 1 km! Obszary zastosowań optycznego LNB Podążając za Global Invacom, w przyszłości w dziedzinie bezpośredniego odbioru satelitarnego nie będzie już jakiegokolwiek kabla koncentrycznego, i my również nie widzimy jakichkolwiek powodów, aby taka wizja nie miałaby się spełnić. Kabel światłowodowy nie jest droższy niż jakościowo wysokiej klasy kabel koncentryczny. Optyczny LNB jest praktycznie identyczny z tradycyjnymi modelami, a również i zasilanie prądem powinno być wszędzie realizowane poprzez kabel koncentryczny. Przy Fot metrowy kabel światłowodowy z wtyczką tym światłowody mogą być stosowane w prawie każdym otoczeniu, i to obojętne, czy w pobliżu linii elektroenergetycznej, czy przebiegać przy mocnym silniku elektrycznym. Global Invacom myślał po prostu o tych klientach, którzy dotychczas oprócz sygnałów satelitarnych, poprzez kabel koncentryczny przesyłali również DVB-T. Również i to wraz ze światłowodem możliwe będzie 30-metrowy kabel światłowodowy z wtyczką dzięki specjalnej zwrotnicy zasilającej. Zalety optycznego LNB Największym plusem optycznego LNB jest fakt, że wszystkie cztery płaszczyzny sygnałów danego satelity jednocześnie transmitowane są tylko przez jeden kabel. Ma to dużą zaletę z tego powodu, że sygnał może być rozdzielany prawie nieskończenie wiele razy, a każde podłączenie mimo to pracuje jako pełnowartościowe i w pełni niezależnie od innych. Następne punkty zbiera system dzięki ekstremalnie dużym odległościom, które pokonane mogą być praktycznie bez strat. Przewodniki fal świetlnych są przy tym bardzo cienkimi kablami, tak że znajdą sobie miejsce w każdej istniejącej pustej rurce (rurka do przeprowadzania przewodów) lub w każdym szybie. Dzięki nadzwyczaj znikomemu tłumieniu sygnału, właśnie przy dużych odległościach (w naszych testach dystans do przebycia od anteny do przyrządu pomiarowego wynosił bądź co bądź prawie 50 m) można było zmierzyć wyraźniejszy przyrost jakości sygnału w porównaniu do kabla koncentrycznego, który właśnie przy bardzo słabych sygnałach często decyduje o dobrym odbiorze bądź jego braku. Poza tym, bez znaczących Fot.4. Metalowy płaszcz kabla do ochrony światłowodu

5 strat, pokonywane mogą być nawet wielokilometrowe odległości, Global Invacom podjął się już odpowiednich prób pola. Następnie, za optycznym systemem przemawiają niskie koszty materiałowe w porównaniu do drogich multiprzełączników. Ceny Ile kosztuje przebudowa na system optyczny? W wielu przypadkach zastosowanie optycznego LNB prowadzić będzie nawet do oszczędności, ponieważ budowę instalacji z wieloma użytkownikami można kalkulować w inny niż dotychczas sposób. Przede wszystkim przypada tutaj tylko jeden jedyny LNB, którego cena leżeć będzie w okolicy 200 euro. Urządzenia podłączeniowe dla 2 lub 4 odbiorników również wahają się w okolicy 200 euro, przy czym dochodzą do tego przewody fal świetlnych, których cena metra kosztuje mniej niż 2 euro (krótkie długości ze względu na obie wtyczki kosztują wyraźnie więcej, dłuższe odcinki za to są wyraźnie bardziej korzystne), a także optyczne rozdzielacze, gdzie cena za dwukrotny rozdzielacz wynosi około 30 euro, cena czterokrotnego rozdzielacza wynosi powyżej 70 euro, a cena za ośmiokrotny rozdzielacz osiąga około 160 euro. Instalator potrzebuje jeszcze, jako jednorazowy zakup, optycznych narzędzi (Testtools). Perspektywy przyszłości Wprowadzenie na rynek optycznego LNB jest dla Global Invacom tylko pierwszym z wielu dużych kroków, gdyż w chwili obecnej sygnał z LNB do konverterbox a transmitowany jest poprzez światłowód, ostatnie kilka centymetrów do tunera musi jednak zawsze odbyć jeszcze przez kabel koncentryczny. Dlatego to Global Invacom nawiązał już kontakt z producentami tunerów, którzy nową technikę światłowodową mogliby bezpośrednio wbudować do odbiornika satelitarnego, Dla końcowego użytkownika oznaczałoby to, że nie jest już potrzebny jakikolwiek konwerterbox, a sygnały z LNB aż do zestawu chip ów odbiornika mogą być przekazywane cyfrowo. Jakby nic innego nie należałoby już oczekiwać, Global Invacom myśli jednak dalej i ma już gotowe techniki, za pomocą których obok sygnałów satelitarnych, mogą być przesyłane również usługi telefoniczne, internetowe i lokalne usługi sieciowe. W praktyce oznaczałoby to, że telewizor, odbiornik, PC, telefon itd. nie tylko mogłyby być zaopatrywane w sygnał przez jeden jedyny przewód, lecz również urządzenia te, poprzez światłowód, mogłyby komunikować się między sobą, a przez to powstałyby zupełnie nowe możliwości sterowania. Do tego optyczny LNB rozwijał się będzie do rangi poważnego konkurenta dla klasycznego połączenia kablowego, gdyż któż to będzie czuł się zadowolony z już wcześniej przygotowanego wyboru jakichś niektórych kanałów, gdy poprzez tylko jeden światłowód zupełnie bezpłatnie może odbierać pasmo częstotliwości całego satelity wraz z 1000 i więcej kanałami? Dzięki dostępowi do Internetu oraz telefonowi z zastosowaniem światłowodowej techniki Global Invacom, również i dotychczas często używany przez oferentów kabla argument Triple-Play, już się rzeczywiście nie liczy. A to dlatego, że dzięki optycznemu LNB, te trzy usługi komunikacyjne i z większym wyborem dla końcowego użytkownika, tanie pod względem kosztów j i na duże odległości dają się przenosić do dowolnie wielu gospodarstw domowych. Nie można w tym miejscu nie wspomnieć, że światłowodowa technika Global Invacom mogłaby w przyszłości zrewolucjonizować również dostęp do Internetu, gdyż przez żadne inne medium nie można obecnie zbudować tak szybkich połączeń jak poprzez światłowody, a przy tym również przesyłać sygnały ulubionego satelity. Stoimy obecnie na progu nowej epoki w bezpośrednim odbiorze satelitarnym, a za kilka lat, dzięki innowacyjnym firmom takim jak Global Invacom, kabel koncentryczny będziemy mogli podziwiać jeszcze tylko w muzeum, a już nie przy naszych satelitarnych antenach i odbiornikach! Pomiary porównawcze dla standardowego i optycznego LNB Fot.5 Wyniki pomiarów porównawczych optycznego konwertera LNB i standardowego konwertera LNB 0.3dB zamieszczono w tabeli 1 i pokazano na fotografii 6. Jak widać, wyniki dla optycznego konwertera są lepsze średnio o 20%. Podsumowanie Zdaniem eksperta Thomasa Haringa z Centrum Testowego TELE-satellite w Austrii zalety optycznego kon-

6 Tabela 1. Pomiar optycznego i standardowego LNB Transponder MER optyczny LNB Invacom MER standardowy LNB 0.3dB Optyczny LNB: 7W/11938V/MER Normalny LNB: 7W/11938V/MER NILESAT 7 West 11938V 7.8dB 6.0dB TÜRKSAT 42 Ost 11804V 17.1dB 15.0dB HELLAS SAT 39 Ost 12605H 14.6dB 12.4dB HISPASAT 30 West H 15.5dB 13.0dB HOTBIRD 13 Ost 11278V 15.5dB 14.2dB 42E/11804V/MER 42E/11804V/Spektrum 39E/12606H/MER 30W/11931H/MER 13E/11240V/MER 42E/11804V/MER 42E/11804V/Spektrum 39E/12606H/MER 30W/11931H/MER 13E/11240V/MER wertera są następujące: wspaniała jakość odbioru dzięki brakowi tłumienia, dla jednego satelity potrzebny jest tylko jeden LNB, ekstremalnie cienkie przewody, możliwość rozszerzenia do 32 użytkowników bez strat sygnału, każdy użytkownik otrzymuje oryginalny sygnał satelitarny, przy słabym sygnale optyczny LNB posiada rezerwy wzmocnienia. Wadą optycznego LNB jest konieczność zewnetrznego zasilania. } Opis złącza wiązki zasilacza komputerów ATX Nr Nazwa Kolor Opis przewodu 1 3.3V pomarańczowy +3.3V DC 2 3.3V pomarańczowy +3.3V DC 3 COM czarny masa 4 5V czerwony +5V DC 5 COM czarny masa 6 5V czerwony +5V DC 7 COM czarny masa 8 PWR_OK szary zasilanie (+5V i 3.3V) OK 9 5VSB purpurowy +5VDC napięcie standby (maks.10ma) 10 12V żółty +12V DC V pomarańczowy +3.3V DC 12 12V niebieski -12V DC 13 COM czarny masa 14 /PS_ON zielony włączenie 15 COM czarny masa 16 COM czarny masa 17 COM czarny masa 18-5V biały -5V DC 19 5V czerwony +5V DC 20 5V czerwony +5V DC Numerację kontaktów złącza pokazano na rysunku E/11240V/Spektrum 13E/11240V/Spektrum Fot }