Moduł 5 Zasady instalowania instalacji telewizji satelitarnej 1. Zasady instalacji telewizji satelitarnej 1.1. Instalacja przelotowa, jeden satelita, 8 40 gniazd. 1.2. Instalacja przelotowa, dwa satelity, 8 40 gniazd. 1.3. Instalacja odgałęźna, jeden satelita, 30 120 gniazd. 1.4. Instalacja odgałęźna, dwa satelity, 60 1000 gniazd. 1.5. Typy anten 1.6.Konwerter satelitarny 1.7. Wzmacniacz 1.8. Konwerter Multiband 1.9. Sumator i rozdzielacz SAT/RTV 1.10. Rozdzielacz sygnału SAT
1. Zasady instalacji telewizji satelitarnej Odbiorcza instalacja telewizyjna TV-SAT dzieli się na trzy istotne grupy: odbiorcza antena satelitarna (przede wszystkim antena paraboliczna w różnych modyfikacjach, w tym offsetowa i rzadziej centralna), jednostka zewnętrzna (konwerter w różnych wykonaniach i części dodatkowe), jednostka wewnętrzna (tuner satelitarny, urządzenia stacji czołowej, wielofunkcyjny odbiornik TV). Rys. 5.1. Ekonomiczna, wielofunkcyjna instalacja TV-SAT, CCTV, WLAN/LAN [2] Instalacje multiswitchowe w budynkach wielorodzinnych wymagają zaprojektowania. Parametrami wyjściowymi do wyliczeń są: topologia sieci, ilość i rodzaj multiswichy, tłumienność użytego przewodu. Zaprojektowanie polega na takim dobraniu elementów systemu, aby na gniazdach antenowych poziomy odbieranych sygnałów były zgodne z zaleceniami. Poniższe schematy można podzielić w dwojaki sposób: ze względu na ilość satelit, z których oglądane są programy (1 lub 2) oraz ze względu na sposób dzielenia sy- 2
gnału na kolejne multiswitche (przelotowa i odgałęźna). Instalacje przelotowe to takie, w których wykorzystywane są multiswitche przelotowe. W instalacjach odgałęźnych sygnał jest dzielony na odgałęźnikach multiswitchowych. Sieć odgałęźna pracuje stabilniej, a awaria któregoś z multiswitchy nie wpływa na pracę pozostałych. Dlatego duże instalacje budowane są wyłącznie jako odgałęźne. 1.1. Instalacja przelotowa, jeden satelita, 8 40 gniazd. Rys. 5.2. Schemat ideowy. Rys. 5.3. Schemat w programie projektowym SatNet. Instalacja jest zbudowana z wykorzystaniem multiswitchy 5 wejściowych. Zapewnia odbiór programów TV naziemnej oraz satelitarnych z satelity Astra lub z satelity Hot Bird. 1.2. Instalacja przelotowa, dwa satelity, 8 40 gniazd. 3
Rys. 5.4. Schemat ideowy. Rys. 5.5. Schemat w programie projektowym SatNet. Instalacja jest zbudowana z wykorzystaniem multiswitchy 9 wejściowych. Zapewnia odbiór programów TV naziemnej oraz satelitarnych z satelity Astra i z satelity Hot Bird. 1.3. Instalacja odgałęźna, jeden satelita, 30 120 gniazd. 4
Rys. 5.6. Schemat ideowy. Rys. 5.7. Schemat w programie projektowym SatNet. Instalacja jest zbudowana z wykorzystaniem odgałęźników i multiswitchy 5 wejściowych. Zapewnia odbiór programów TV naziemnej oraz satelitarnych z satelity Astra lub z satelity Hot Bird. 5
1.4. Instalacja odgałęźna, dwa satelity, 60 1000 gniazd. Rys. 5.8. Schemat ideowy. Rys. 5.9. Schemat w programie projektowym SatNet. Instalacja jest zbudowana z wykorzystaniem odgałęźników i multiswitchy 9 wejściowych. Zapewnia odbiór programów TV naziemnej oraz satelitarnych z satelity Astra i z satelity Hot Bird. Antena odbiorcza TV-SAT musi mieć wymagany zysk i wystarczającą kierunkowość, aby instalacja telewizyjna pracowała prawidłowo. Konwerter (jednostka zewnętrzna) przemienia odbierany zakres częstotliwości SHF, względnie wiele zakresów częściowych, na pierwszą częstotliwość pośrednią od 950 do 2150 MHz, która jest przesyłana za pomocą jednego lub kilku kabli do jednostki wewnętrznej. Najpierw w głowicy odbiornika dokonuje się wyboru kanału z częstotliwości pośredniej (selektor kanałów), a następnie przeprowadza się demodulację sygnału. Na wyjściu otrzymuje się pasmo podstawowe (zakres częstotliwości wizyjnych, system PAL, fonia, dane). Tradycyjne pasmo podstawowe, np. w systemie kolorowym PAL jest doprowadzane albo łącznie (sygnał composite) albo ze składowymi (R, G, B, Y, U, V, fonia, czasami dane) do tele- 6
wizora poprzez złącza audio/wideo, SCART. Czasami sygnał za pomocą modulatora jest przenoszony w konwencjonalnym standardzie na dowolny niezajęty kanał (najczęściej od 30 do 40). Najpopularniejsze obecnie anteny przydomowe mają czasze o średnicach od 45.72 cm (18") do 90 cm (35") i są ustawiane na jednego satelitę. Jest to tak zwany DBS (direct broadcast satellite). Większe czasze pozwalają uzyskać mocniejszy sygnał, kompensując część sygnału zasłoniętego przez drzewa, aby zapewnić odbiór przy złych warunkach atmosferycznych czy umożliwić instalację więcej niż jednego konwertera (odbiór sygnału kilku satelitów). W przeszłości instalowane były anteny z siłownikiem (tzw. obrotnicą), pozwalającym automatycznie obracać anteną w celu zmiany odbieranego satelity. Obecnie takie układy są rzadko spotykane w zastosowaniach domowych. Zostały wyparte przez układy anten z dwoma (lub więcej) konwerterami. Większość anten przydomowych to anteny offsetowe, w których konwerter i elementy mocujące go nie zasłaniają sygnału. Skupienie promieni poza obszarem promieni padających na antenę uzyskuje się poprzez ukośne ustawienie anteny do padającego promieniowania. Skośne ustawienie anteny zmniejsza powierzchnię, z której antena skupia promienie. W przypadku dużych anten powierzchnia utracona przez skośne ustawienie jest większa niż zasłonięta przez konwerter, dlatego anteny o dużych rozmiarach konstruuje się w dalszym ciągu głównie z centralnie położonym konwerterem lub kolejnym zwierciadłem. Elementy potrzebne do odbioru telewizji satelitarnej to: antena satelitarna, uchwyt mocujący antenę, konwerter (LNB Low Noise Block converter): o osobnym paśmie C, paśmie Ku, paśmie Ka lub dwupasmowe. kabel koncentryczny o odpowiedniej rezystancji falowej oraz wtyczki typu F, odbiornik satelitarny. 1.5. Typy anten offsetowe (nie są bezpośrednio skierowane na obiekt) stosowane w celu wyeliminowania zjawiska blokady apertury. Blokowanie apertury to zjawisko zasłaniania przez promiennik i jego podpory reflektora, a co za tym idzie zmniejszenie powierzchni skutecznej, a w konsekwencji zmniejszenie zysku energetycznego, paraboliczne starszy typ anten, skierowanych wprost na satelitę, w układzie Cassegraina (naśladujące przypisywaną mu konstrukcję teleskopu zwierciadlanego) antena wykorzystująca podwójne odbicie (dwureflektorowa) układ wykorzystywany przy dużych czaszach, a zastosowany w celu wyeliminowania osadzaniu się śniegu w czaszy anteny, co ma wpływ na fazę fal padających, a tym samym zysk anteny, w układzie Gregoriana podobnie, jak w układzie Cassegraina, antena wykorzystująca dwukrotne odbicie (dwureflektorowa). Różnica polega na tym, że zastosowano reflektor pomocniczy o kształcie eliptyczym, posiadający dwa ogniska rzeczywiste (pierwsze pokrywa się z ogniskiem rzeczywistym reflektora głównego, w drugim umieszczony jest promiennik). Budowa układu Cassegraina jest następująca: 7
reflektor główny: reflektor paraboliczny, reflektor pomocniczy: reflektor hiperboliczny z dwoma ogniskami: rzeczywiste, w którym umieszczony jest promiennik, oraz pozorne, które pokrywa się z ogniskiem rzeczywistym reflektora parabolicznego. Rys. 5.10. Podstawowe typy układów anten ze zwierciadłem parabolicznym: centralny, offsetowy, dwóch zwierciadeł. 1.6. Konwerter satelitarny Jest to urządzenie mające za zadanie dostarczenie sygnałów z satelitów do odbiornika satelitarnego/odbiorników. Realizuje to za pomocą przesunięcia i wzmocnienia sygnałów odbitych od lustra anteny z zakresów 10,7 11,7 i 11,7 12,75 GHz w zakres pierwszej pośredniej częstotliwości satelitarnej (950 2150 MHz). Podstawowe parametry konwerterów Współczynnik szumów podawany w db. Obecnie produkowane konwertery posiadają współczynnik szumów rzędu 0,3 0,1 db. Im niższy współczynnik, tym lepiej. 8
Sygnał wejściowy Input z lustra anteny podawany w GHz. Najczęściej spotykane zakresy: 10,7 11,7 GHz polaryzacja pozioma i pionowa, 11,7 12,75 GHz polaryzacja pozioma i pionowa. Im szerszy zakres, tym lepiej. Sygnał wyjściowy Ouput na odbiornik satelitarny podawany w MHz. Najczęściej spotykane zakresy: 950 1950 MHz polaryzacja pozioma; 1100 2150 MHz polaryzacja pionowa. Częstotliwość generatora L.O. FREQ. podawana w GHz. 9.75 GHz dla 10,7 11,7 GHz i 10.6 GHz dla 11,7 12,75 GHz. Zapis w postaci 9.75 GHz/10.6 GHz. HD, HD-Ready, Full HD. Takie oznaczenia to tylko zabieg marketingowy. Jeśli konwerter jest nowego typu (współczynnik szumów rzędu 0,4 0,1 db) to bez problemu obsłuży telewizję HD. 1.7. Wzmacniacz Służy do wzmocnienia mocy sygnału, nie poprawia jego jakości. Wzmacniacze stosuje się wówczas, gdy na długim odcinku kabla (powyżej 70 80 m długości) następuje znaczny spadek mocy sygnału. Użycie wzmacniacza nie przyniesie oczekiwanych efektów, gdy: w instalacji użyto złej jakości kabli o dużym tłumieniu, sygnał na wyjściu konwertera jest złej jakości (złej jakości konwerter o dużej liczbie szumowej powyżej 0,6 db stare konwertery, złe ustawienie anteny, czasza zbyt mała; na terytorium Polski dla odbioru satelitów Hot Bird-Astra powinno się stosować anteny o średnicy 70 90 cm.), wzmacniacz wzmocni to, co dostanie wraz z zakłóceniami. 1.8. Konwerter Multiband To zestaw składający się ze stackera i destackera. Stacker sumuje sygnały z konwertera Twin w jeden kabel. Częstotliwości dla pierwszego wejścia: 950 2150 MHz, dla drugiego: 5 2150 MHz (zakres 5 862 MHz daje możliwość zsumowania sygnału z anteny naziemnej). Sygnał z wejścia pierwszego zostaje przesunięty z 950 2150 MHz do 2350 3550 MHz, następnie zostaje zsumowany z sygnałem z wejścia drugiego i przesłany do destackera. Częstotliwość sygnału na wyjściu stackera: 5 3550 MHz. Destacker otrzymuje sygnał ze stackera i przekształca go dla wyjścia pierwszego z 2350 3550 MHz do standardowego 950 2150 MHz; dla wyjścia drugiego sygnał nie jest przekształcany, tylko usuwany zakres 2350 3550 MHz. Zalety: przesył niezależnego sygnału dla dwóch odbiorników jednym kablem; nie trzeba modyfikować już istniejącej instalacji, działa również z multiswichem, przekazuje sygnały DiSEqC, możliwość przesłania sygnału telewizji naziemnej (po dokupieniu sumatora i rozdzielacza SAT/RTV). Wady: na skutek przesunięcia sygnału dla wejścia pierwszego, następuje niewielki spadek jego jakości, wysoka cena, konieczność stosowania kabla lepszej jakości. 9
1.9. Sumator i rozdzielacz SAT/RTV Sumator proste urządzenie, łączące sygnał satelitarny z sygnałem z anteny naziemnej. Z racji różnych zakresów częstotliwości (telewizja naziemna: 5 862 MHz, telewizja satelitarna: 950 2150 MHz), nie ma nanoszenia ani tłumienia sygnałów. Rozdzielacz posiada filtry wycinające sygnał z danego zakresu. Dla wyjścia SAT wycięty zostaje sygnał z zakresu 950 2150 MHz (satelitarnego), dla wyjścia RTV z zakresu 5 862 MHz (telewizja naziemna). W zależności od wersji, układ ten może przepuszczać napięcie dla wzmacniacza anteny telewizji naziemnej lub wykorzystywać napięcie podawane przez odbiornik satelitarny do zasilenia anteny. 1.10. Rozdzielacz sygnału SAT Nazywany też trójnikiem. Stosowany w instalacjach, w których do jednego telewizora podłączone są dwa lub więcej odbiorników satelitarnych. W przypadku instalacji kilka odbiorników satelitarnych, kilka telewizorów należy liczyć się z ograniczeniami tego układu. W przypadku działania dwóch odbiorników satelitarnych jednocześnie, jeden będzie ograniczony tylko do programów nadających w tej samej polaryzacji, z której korzysta drugi odbiornik. Dobierając kabel do telewizji satelitarnej należy zwrócić szczególną uwagę na: tłumienność, współczynnik tłumienia, skuteczność ekranowania, efekt starzenia i odporność na uszkodzenia mechaniczne. Dawniej powszechnie stosowanym kablem był kabel z rdzeniem stalowym Fe i z ekranem wykonanym z podstawowej folii aluminiowej. Ze względu na niskie parametry i trwałość oraz krótką żywotność kabel taki nie jest zalecany do stosowania w systemach telewizji cyfrowej. Jego nieco lepszą odmianą jest rozwiązanie z rdzeniem stalowym miedziowanym Fe/Cu oraz z ekranem zbudowanym z folii oraz dodatkowej siatki aluminiowej. Najczęściej spotykana nazwa handlowa tego kabla, stosowana przez wielu producentów, to RG-6U. Ponieważ fale radiowe przemieszczają się po powierzchni przewodu, a więc dodanie cienkiej warstwy miedzi na rdzeniu polepsza parametry transmisyjne tak wykonywanego kabla. Rys. 5.11. 75 Om RG-6 Fe/Cu. Źródło: www.intalsat.pl Kolejna grupa kabli to kable z rdzeniem z czystej miedzi elektrolitycznej. Jeśli chcemy mieć zapewnioną doskonałą jakość sygnału i długi czas funkcjonowania naszej instalacji, należy wybrać kabel właśnie z tej grupy. Im grubsza jest żyła wewnętrzna, tym mniejsza tłumienność właściwa kabla. Na ten parametr wpływa również rodzaj zasto- 10
sowanego dielektryka. W nowoczesnych kablach z rdzeniem miedzianym stosowany jest zwykle wtryskiwany gazowo dielektryk, który przyjmuje postać pianki, co w znacznym stopniu polepsza parametry mechaniczne i wytrzymałościowe kabla oraz zwiększa jego żywotność. W kablach wyższej klasy na ekran nie stosuje się jedynie folii aluminiowej zewnętrzna warstwa ekranująca posiada dodatkowy oplot w postaci siateczki wykonanej z dużej ilości żył ze stopów aluminium. Rys. 5.12. 75 Om TRISET-113 1,13/4,8/6,8 wewnętrzny. Źródło: www.intalsat.pl Rys. 5.13. 75 Om TRISET-113 PE zewnętrzny. Źródło: www.intalsat.pl W zależności od zastosowanego materiału ekranu różna jest efektywność ekranowania. Parametr ten określa, jak skutecznie tłumiony jest zewnętrzny sygnał zakłócający. Przyjmuje się, że do celów transmisji cyfrowej parametr ten powinien być większy niż 90 db dla częstotliwości w paśmie 30 1750MHz. Krótka uwaga niektórzy producenci umieszczają w nazwie swoich kabli symbol 90dB nie zawsze oznacza to, że tłumienność taka jest zachowana w całym paśmie, radzimy dokładnie sprawdzić charakterystykę. Bibliografia: 1. Borczyński J., Dumin P., Mliczewski A. (2000). Podzespoły elektroniczne poradnik. Warszawa: WKiŁ. 2. Chwaleba A., Moeschke B., Płoszajski G. (2010). Elektronika. Warszawa: WSiP. 3. Parchański J. (2006). Miernictwo elektryczne i elektroniczne. Warszawa: WSiP. 4. Pióro B., Pióro M. (2005). Podstawy elektroniki. Warszawa: WSiP. 5. Chwaleba A., Moeschke B., Pilawski M. (2000). Pracownia elektroniczna. Warszawa: WSiP. 6. Fabijański P., Pytlak A., Świątek H. (2000). Pracownia układów energoelektronicznych. Warszawa: WSiP. 11