Moduł 2 Telewizja satelitarna 1. Antena satelitarna TV-SAT 2. Konwerter satelitarny LNB 1. Antena satelitarna TV-SAT
Antena satelitarna jest tym pierwszym elementem, który warunkuje jakość obrazu telewizyjnego. Wielkość reflektora anteny TV-SAT, jej ognisko i ukształtowanie promiennika w konwerterze muszą być dobrze dobrane w celu optymalnego wspólnego funkcjonowania. Jeżeli ogniskowanie promiennika jest za duże dla danej wielkości reflektora, wówczas właściwie jest oświetlana tylko odpowiednio mała część reflektora i zysk całkowity anteny jest za mały (gorszy współczynnik wykorzystania powierzchni). Jeżeli jednak ogniskowanie promiennika jest małe (duży kąt otwarcia charakterystyki pierwotnej), wówczas znaczne części energii pierwotnej są wypromieniowywane poza krawędzią reflektora (overspill) i znikają z kierunku promieniowania głównego. Skutkiem tego jest zbyt mały zysk. Zysk całkowity anteny parabolicznej wynika z sumy zysku powierzchni (uwzględnienie współczynnika skuteczności powierzchni) i zysku promiennika 1. Przy antenach parabolicznych promiennik konwertera LNB (Low Noise Box) jest umieszczany w ognisku anteny. LNB jest mocowany mechanicznie za pomocą wsporników. Przy centralnym umieszczeniu konwertera powierzchnia reflektora jest częściowo zasłaniana. Udział procentowy cienia pochodzącego z konwertera staje się odpowiednio większy przy mniejszych średnicach anten. Dlatego też zasilanie centralne jest stosowane w praktyce tylko przy dużych antenach parabolicznych, przy których cień konwertera jest procentowo nieznaczny i możliwy do pominięcia. Rys. 2.1. Antena satelitarna paraboliczna Televes zasilana centralnie. Wady te są całkowicie wyeliminowane przy stosunkowo małych czaszach dzięki zasilaniu offsetowemu. Przy tym reflektor czaszy jest kształtowany jako odpowiedni wycinek paraboli, zaś LNB jest umieszczany całkowicie poza drogą promieni padających na reflektor. Współczynnik skuteczności anteny zmniejsza się jednak przy antenach offsetowych, ponieważ powierzchnia apertury jest mniejsza niż powierzchnia 1 www.aval.com.pl 2
geometryczna. Mimo to zalety zasilania offsetowego przeważają, w szczególności gdy chodzi o małe anteny satelitarne. Rys. 2.2. Antena satelitarna paraboliczna Televes offsetowa. Mniejsze oświetlenie na krawędziach reflektora oznacza zwiększenie tłumienia listków bocznych, z drugiej strony również wyraźny spadek zysku i przez to pogorszenie przeciętnej kierunkowości anteny. W praktyce odbioru satelitarnego można przyjąć, że anteny paraboliczne są optymalnymi typami anten (dotyczy to zarówno anten zasilanych centralnie, jak i offsetowo). Należy podkreślić, że w antenach parabolicznych reflektor sam w sobie nie jest zależny od częstotliwości i polaryzacji odbieranych sygnałów TV-SAT. Te parametry są określane wyłącznie przez promiennik i elementy elektroniczne 2. Dla wszystkich rodzajów anten parabolicznych nie istnieją elektryczne maksymalne granice zysku i kierunkowości (w przeciwieństwie do wszystkich innych typów anten). Granica tych właściwości jest określona wyłącznie przez wielkość anteny, a zatem przez konieczne koszty. Główną właściwością przy satelitarnych antenach odbiorczych, obok wymaganego zysku, jest kierunkowość, która staje się coraz bardziej znacząca przy wielości odbieralnych satelitów i coraz bardziej zmniejszającym się odstępem pozycji orbitalnych. Tzn. anteny bezpieczne przyszłościowo muszą mieć minimalną kierunkowość (najlepiej jednak możliwie dużą), aby przy odbiorze wielu satelitów w jednakowym zakresie częstotliwości osiągać wymaganą selektywność, określaną przez kierunkowość anteny. Ponadto przy odbiorze TV-SAT w przeciwieństwie do odbioru naziemnego dzięki dużej kierunkowości anten odbiorczych nie istnieją żadne zakłócenia powodowane przez odbicia. Dzięki temu odbiór telewizji satelitarnej jest coraz w większym stopniu preferowany, o ile tylko pożądane programy mogą być osiągane przez satelity. 2 www.aval.com.pl 3
Każda satelitarna antena odbiorcza musi być dokładnie ukierunkowana na satelitę. Wymagane jest ustawienie kąta wzniesienia (elewacja) i ustawienie w płaszczyźnie poziomej (azymut). Mocowanie anteny musi umożliwiać takie ustawianie. W praktyce rozróżnia się tzw. zawieszenia azymut/elewacja i tzw. zawieszenia polarmount". Rys. 2.3. Ustawianie azymutu i elewacji anteny TV-SAT. Pierwszy rodzaj służy do stałego ustawiania anteny na jednego satelitę, drugi umożliwia odchylanie anteny do odbioru wielu, względnie wszystkich dostępnych satelitów TV. Do zdalnego sterowania systemów polarmount dodatkowo jest niezbędny siłownik antenowy w połączeniu z pozycjonerem. Pozycjonery występują jako samodzielne urządzenia bądź też są częścią odbiorników satelitarnych. Umożliwiają automatyczne ukierunkowywanie anteny polarmount przy wywołaniu pożądanego programu (ponieważ wszystkie dane są zapamiętywane). W celu zapewnienia możliwości przesyłania sygnałów z kilku satelitów w antenowej instalacji zbiorowej (AIZ) i sieci telewizji kablowej należy zastosować odpowiednio kilka anten. Z reguły stosuje się wtedy oddzielną antenę dla każdego satelity 3. W Polsce najbardziej popularne są dwie bliskie siebie pozycje geostacjonarne. Na 13 o E nadaje Hot Bird, zaś na 19,2 o E nadaje Astra. Przy czym na obu pozycjach orbitalnych pracuje po kilka satelitów. Dzięki niewielkiej odległości kątowej możliwy jest równoczesny odbiór programów z obu pozycji. Do tego celu przeznaczony jest specjalny sposób mocowania konwerterów tzw. zez. Rozwiązanie to polega na umieszczeniu jednego konwertera w ognisku i drugiego w pobliżu tej samej anteny. 3 www.aval.com.pl 4
Rys. 2.4. Mocowanie zez 7508 Televes 2. konwertera do anten 800 mm. Często zamiast dwóch konwerterów jest stosowany konwerter typu monoblock. I chociaż to rozwiązanie jest przeznaczone tylko dla bliskich pozycji satelitarnych, to praktycznie wyeliminowało z odbioru domowego konieczność stosowania siłowników i pozycjonerów. Rys. 2.5. Odbiór TV-SAT z wielu satelitów w układzie multifeed. Produkowane są również specjalne anteny satelitarne wieloogniskowe przeznaczone do montowania wielu konwerterów (układ typu multifeed), dzięki którym możliwy jest odbiór telewizji z 3-4 satelitów. W zasadzie są to jednak rozwiązania 5
przeznaczone do odbioru indywidualnego. W przypadku stacji czołowych, przeznaczonych zarówno do antenowych instalacji indywidualnych, jak i telewizji kablowej, stosuje się oddzielne anteny dla każdej pozycji satelitarnej 4. 2. Konwerter satelitarny LNB Do jednostki zewnętrznej, poza anteną, należy jeszcze kompletny system zasilający (potocznie nazywany konwerterem), który służy do przetworzenia energii SHF z ogniska anteny parabolicznej w sygnał elektryczny, do jego wzmocnienia i odpowiedniej przemiany na częstotliwość pośrednią. W skład kompletnego konwertera LNB (Low Noise Box) wchodzi promiennik, przełącznik polaryzacyjny i konwerter LNC. Właściwy konwerter (LNC Low Noise Converter) służy do elektronicznej przemiany częstotliwości mikrofalowych 10,70...12,75 GHz na pierwszą p.cz. satelitarną 950...2150 MHz. Ponadto konwerter wzmacnia sygnał oraz zapewnia możliwość przełączania sygnałów emitowanych w polaryzacji poziomej i pionowej oraz przełączania między pasmami Low Band (10,70...11,7 GHz) i High Band (11,7...12,75 GHz). LNC różnią się w zasadzie tylko pod względem współczynnika szumów i osiąganego współczynnika wzmocnienia. Należy też zauważyć, iż podawane przez niektórych producentów wartości szumów rzędu 0,1 db graniczą raczej z magią niż odzwierciedlają rzeczywistość. Poza tym transmisja cyfrowa stawia przed konwerterem nieco inne wymagania. Dotyczą one przede wszystkim stabilności pracy oscylatora lokalnego (heterodyny). I to jest najważniejsze, a nie wyśrubowane współczynniki szumów czy wzmocnienia. W skład LNB wchodzi również oprócz konwertera elektronicznego LNC promiennik. Kiedyś nieodłączną częścią konwertera był również przełącznik polaryzacyjny. Przełączniki polaryzacji nie są obecnie stosowane w praktyce. Należy wspomnieć jedynie, że na początku rozwoju techniki satelitarnej występowały przełączniki mechaniczne, później pojawiły się przełączniki magnetyczne. Od wielu lat dostępne są jedynie konwertery zintegrowane, stąd też niewiele osób pamięta o tych bardzo istotnych elementach 5. Promienniki służą do zbierania energii skupianej w ognisku anteny odbiorczej i do przekształcania jej w falę rozchodzącą się w falowodzie. Ponieważ w praktyce chodzi o wszystkie możliwe polaryzacje (liniowa; pozioma i pionowa oraz kołowa; prawo- i lewoskrętna), powszechnie jest stosowany falowód kołowy. W najprostszym przypadku otwarty na końcu falowód kołowy może służyć jako promiennik. Ponadto praktycznie stosowane są promienniki stożkowe, rowkowane i wielokrotne współosiowe, różnie wymiarowane. Promiennik w swoim wymiarowaniu musi być dopasowany do anteny parabolicznej lub innych rodzajów anten. W najprostszym przypadku może być przymocowany bezpośrednio do konwertera LNC. 4 www.aval.com.pl 5 www.aval.com.pl 6
Rys. 2.6. Wnętrze konwertera satelitarnego. Na powyższej fotografii przedstawiono wnętrze konwertera satelitarnego. Można tutaj zauważyć antenki służące do odbioru sygnałów mikrofalowych obu polaryzacji. Rys. 2.7. Schemat blokowy konwertera satelitarnego LNB. Na początku toru elektrycznego konwertera satelitarnego znajdują się wzmacniacze niskoszumowe LNA (Low Noise Amplifier). Wzmacniają one sygnał mikrofalowy obu polaryzacji, uzyskiwany za pomocą antenek umieszczonych w promienniku. Po wstępnym wzmocnieniu sygnał jest kierowany do rozgałęźników, a następnie z wyjść rozgałęźników jest doprowadzany do mieszaczy. Do każdego 7
mieszacza jest również doprowadzany sygnał heterodyny. Częstotliwość tego sygnału wynosi w zależności od zakresu 9,75 GHz (Low Band) lub 10,6 GHz (High Band). Na wyjściu każdego mieszacza otrzymuje się sygnał częstotliwości pośredniej, który po selektywnym wzmocnieniu jest doprowadzany do matrycy przełączającej. Przełącznik jest sterowany napięciem zasilającym 14/18 V (odpowiednio polaryzacja pozioma H i polaryzacja pionowa V) i sygnałem 0/22 khz (odpowiednio Low Band i High Band). W ten sposób w zależności od podanych sygnałów sterujących otrzymujemy na wyjściu konwertera pożądany sygnał częstotliwości pośredniej IF TV-SAT 6. Podstawowym typem jest konwerter pojedynczy SINGLE, który umożliwia odbiór TV-SAT na jednym tunerze. Obecnie stosuje się w zasadzie tylko konwertery pełnopasmowe (FULL-BAND, UNIVERSAL) przystosowane do odbioru sygnałów nadawanych w zakresach 10,70-11,70 GHz i 11,70-12,75 GHz. Najczęściej w sprzedaży występują konwertery z przełączaną częstotliwością heterodyny 9,75/10,60 GHz. Przy takim konwerterze tunery satelitarne z głowicą pracującą w zakresie 950-2150 MHz nie mają żadnych braków w odbiorze. Ponadto tuner TV-SAT powinien mieć możliwość przełączania pasm za pomocą sygnału 22 khz. Polaryzację przełącza się napięciem 14/18 V, które służy do zasilania konwertera. Rys. 2.8. Konwerter satelitarny SINGLE 7475 Televes. Pełnozakresowy konwerter SINGLE może pracować w jednym z czterech następujących stanów 7 : polaryzacja pionowa, zakres dolny 10,7...11,75 GHz napięcie 14 V, sygnał 0 khz, polaryzacja pionowa, zakres górny 11,75...12,75 GHz napięcie 14 V, sygnał 22kHz, polaryzacja pozioma, zakres dolny 10,7...11,75 GHz napięcie 18 V, sygnał 0 khz, polaryzacja pozioma, zakres górny 11,75...12,75 GHz napięcie 18 V, sygnał 22 khz. Z tego względu pojedynczy konwerter typu SINGLE może współpracować z jednym tylko odbiornikiem, który steruje jego pracą. Swego rodzaju odmianą konwertera SINGLE jest konwerter MONOBLOCK. Są to w zasadzie dwa konwertery umieszczone we wspólnej obudowie razem 6 www.aval.com.pl 7 www.aval.com.pl 8
z przełącznikiem DiSEqC. Ten typ konwertera służy do odbioru sygnałów z dwóch satelitów (Hot Bird i Astra) na jednym tunerze. Takie rozwiązanie eliminuje konieczność stosowania dwóch oddzielnych konwerterów pracujących w układzie zeza. Wybór satelity oraz przełączanie zakresów częstotliwości i polaryzacji jest sterowane przez tuner satelitarny. Opisany powyżej konwerter Monoblock Single ma jedno wyjście. Rys. 2.9. Konwerter satelitarny Monoblock Single 7611 Televes. Dotychczasowe kryteria przełączania instalacji satelitarnej 14/18 V i 22 khz bazują na sygnałach analogowych, które są po prostu doprowadzane z tunera do kabla współosiowego. Nowoczesne tunery satelitarne są przystosowane do pracy (sterowania) w systemie DiSEqC. Ta technologia wykorzystuje technikę cyfrową do sygnalizacji poleceń. Stąd też pochodzi nazwa Digital Satellite Equipment Control. Zasadę działania systemu DiSEqC przedstawiono na końcu opracowania. Konwerter TWIN ma dwa wyjścia. W zasadzie są to dwa niezależne konwertery w jednej obudowie. Ponieważ na każdym z wyjść można otrzymać sygnały obu polaryzacji, to dzięki takiemu konwerterowi można podłączyć do jednej anteny dwa tunery satelitarne (do każdego z wyjść 1 tuner). Takie rozwiązanie umożliwia niezależny odbiór programów TV-SAT. 9
Rys. 2.10. Konwerter satelitarny Twin 7478 Televes. Należy podkreślić, że występuje również konwerter Monoblock Twin. Obsługuje on dwa odbiorniki TV-SAT, doprowadzając do nich niezależnie sygnały z dwóch satelitów. Wybór satelitów oraz przełączanie zakresów częstotliwości i polaryzacji jest sterowane przez tunery satelitarne. Konwerter Monoblock Twin ma analogicznie jak klasyczny Twin dwa wyjścia. Rys. 2.11. Konwerter satelitarny Monoblock Twin LMTP-04H. Konwerter QUATTRO ma cztery niezależne wyjścia: 10,7-11,7 GHz z polaryzacją V, 10,7-11,7 GHz z polaryzacją H, 11,7-12,7 GHz z polaryzacją V oraz 11,7-12,75 GHz z polaryzacją H i jest przeznaczony do instalacji satelitarnych sąsiedzkich z multiswitchami oraz do stacji czołowych antenowych instalacji zbiorowych AIZ i telewizji kablowej TVK. 10
Rys. 2.12. Konwerter satelitarny quattro 747701 Televes. Na wyjściach konwerterów QUATTRO są stosowane następujące oznaczenia 8 : HH (Horizontal High zakres częstotliwości 11,75 12,75 GHz) sterowanie 18 V/22 khz, HL (Horizontal Low zakres częstotliwości 10,7 11,75 GHz) sterowanie 18 V/0 khz, VH (Vertical High zakres częstotliwości 11,75 12,75 GHz) sterowanie 14 V/22 khz, VL (Vertical Low zakres częstotliwości 10,7 11,75 GHz) sterowanie 14 V/0 khz. Sygnały telewizji satelitarnej z poszczególnych wyjść konwertera Quattro są doprowadzane do wejść multiswitcha. Może to być multiswitch o dowolnej ilości wyjść. W ten sposób za pomocą jednej anteny TV-SAT z konwerterem Quattro można bardzo łatwo doprowadzić sygnał nawet do kilkudziesięciu odbiorników. W przypadku zastosowania multiswitchów kaskadowych można zapewnić dobry odbiór TV-SAT nawet przez kilkaset odbiorników. Konwerter QUAD z wbudowanym multiswitchem 4/4 jest przeznaczony do odbioru programów telewizji satelitarnej nadawanych z jednego satelity na czterech pracujących niezależnie tunerach. W sensie funkcjonalnym można go traktować jako cztery konwertery pełnozakresowe umieszczone w jednej obudowie i działające niezależnie od siebie. 8 www.aval.com.pl 11
Rys. 2.13. Konwerter satelitarny quad AK54-XT2 MTI Rys. 2.14. Sumator rtv-sat quad SWE 4-01 AXING W przypadku konieczności wprowadzenia sygnałów naziemnej telewizji cyfrowej DVB-T do instalacji antenowej należy zastosować specjalny sumator RTV QUAD. Na przykład sumator SWE4-01 Axing sumuje sygnały z wyjść konwertera Quad z sygnałem TV naziemnej i umożliwia przesłanie sygnału sumacyjnego do czterech gniazd RTV SAT 9. Istnieje również konwerter OCTO z wbudowanym multiswitchem 4/8 przeznaczony do odbioru programów telewizji satelitarnej na ośmiu pracujących niezależnie tunerach. Można go traktować jako osiem konwerterów pełnozakresowych umieszczonych w jednej obudowie, które działają niezależnie od siebie. Rys. 2.15. Konwerter satelitarny Octo IDLB-OCTL40 Inverto. Urządzenie to eliminuje konieczność stosowania multiswitcha, ale niestety wymaga doprowadzenia ośmiu kabli na dach do anteny satelitarnej. Ponadto pozostaje problem wprowadzenia programów radiowych i programów naziemnej telewizji cyfrowej DVB-T do instalacji antenowej. 9 www.aval.com.pl 12
Konwencjonalne odbiorniki telewizyjne nie mogą obrabiać sygnałów pierwszej p.cz. TV-SAT, zatem niezbędne są specjalne urządzenia. Odbiornik satelitarny TV-SAT ma zasadniczo zadanie, aby z doprowadzonej pierwszej p.cz. dokonać wyboru kanału (tuner, selektor kanałów), spowodować niezbędną selekcję i wzmocnienie oraz zdemodulować sygnał satelitarny. W ten sposób otrzymuje się pasmo podstawowe. Na odpowiednich złączach odbiornika są zwykle do dyspozycji sygnały audio i wideo, które mogą być doprowadzane np. bezpośrednio do odbiornika TV. Na wyjściu w.cz. jest do dyspozycji również remodulowany kompletny sygnał TV w kanale UHF zgodnym z normami telewizji naziemnej. Rys. 2.16. Schemat blokowy odbiornika satelitarnego. Sygnał jest demodulowany w części wejściowej, gdzie przeprowadzana jest również korekcja błędów. Następnie dane trafiają do demultipleksera strumienia transportowego. Demultiplekser rozdziela poszczególne programy, sygnały fonii i wizji oraz dane sterujące. Dalej sygnał audio jest demodulowany w dekoderze audio, przetwarzany do postaci analogowej w konwerterze cyfra/analog i przekazywany do wyjść audio oraz do modulatora UHF. Zawarte w pakietach audio sygnały synchronizujące zapewniają synchronizację wizji i fonii 10. Informacje dotyczące obrazu są przetwarzane w innym dekoderze. Otrzymane dane służą do odtworzenia sygnału wizyjnego. Procesor wizyjny odtwarza sygnały 10 www.aval.com.pl 13
CVBS, S-VHS oraz RGB, które są następnie doprowadzane do odpowiednich wyjść oraz do modulatora UHF. Cyfrowa telewizja satelitarna ma wiele korzyści. Dzięki stosowanej w systemach cyfrowych kompresji sygnałów telewizyjnych jest możliwa transmisja programów z większą rozdzielczością lub transmisja większej ilości kanałów ze standardową rozdzielczością przy tej samej szerokości pasma. Cyfrowa kompresja obrazu i dźwięku stwarza możliwość przesyłania od 4 do 16 razy więcej programów telewizyjnych (przy systemach MPEG-2 oraz MPEG-4) niż w przypadku telewizji analogowej przy wykorzystaniu podobnego pasma. I to jest podstawowa przewaga telewizji cyfrowej nad analogową. Należy bowiem podkreślić, iż w telewizji analogowej również dałoby się przesyłać programy telewizyjne z wielką rozdzielczością. Jednak niezbędne do tego szerokości pasma byłyby nie do przyjęcia ze względów ekonomicznych. Do zalet technologii cyfrowej należy dodać jeszcze możliwość wprowadzenia wielu funkcji dodatkowych. Najważniejszymi parametrami określającymi odbiór telewizji cyfrowej są 11 : SL (Signal Level) poziom odbieranego sygnału, SQ (Signal Quality) jakość odbieranego sygnału; określa możliwości odbioru i jest wypadkową BER oraz sygnału użytecznego. SR (Symbol Rate) szybkość transmisji symboli w ciągu sekundy = 2*ilość bitów (jeden symbol to 2 bity), FEC (Forward Error Correction) korekcja błędów przy cyfrowych transmisjach; określa ilość bitów nadmiarowych w sygnale, których przeznaczeniem jest naprawa uszkodzonych danych powstałych w wyniku zakłóceń. BER (Bit Error Rate) bitowa stopa błędów transmisji, która określa prawdopodobieństwo wystąpienia przekłamania w strumieniu przesyłanych informacji. Wskaźnik BER jest obliczany jako stosunek liczby bitów przekłamanych po stronie odbiorczej do całkowitej liczby bitów wysłanych. Do najczęściej spotykanych odbiorników satelitarnej telewizji cyfrowej należy zaliczyć 12 : odbiorniki satelitarne FTA umożliwiające tylko odbiór kanałów niekodowanych, odbiorniki z wbudowanym modułem dostępu warunkowego umożliwiające odbiór kanałów kodowanych tylko w ściśle określonych systemach kodowania, odbiorniki satelitarne CI (Common Interface) umożliwiające podłączenie zewnętrznego modułu dostępu warunkowego, przeznaczonego do rozkodowywania konkretnych systemów, odbiorniki dedykowane do konkretnych platform cyfrowych działające najczęściej tylko z kartą platformy (wyjęcie karty powoduje natychmiastową blokadę odbiornika), odbiorniki z wbudowanym dyskiem twardym umożliwiające nagrywanie programów. 11 www.aval.com.pl 12 Tamże. 14
Rys. 2.17. Tuner satelitarny OPTICUM X80 RF Odbiorniki satelitarne CI ang. Common Interface są wyposażone w złącze umożliwiające podłączenie modułów dekodujących. Takie rozwiązanie umożliwia rozszerzanie odbiornika o możliwość pracy w różnych systemach kodowania. Zatem odbiornik z 2 złączami CI zapewnia podłączenie do niego 2 modułów umożliwiających odbiór 2 różnych kodowanych platform telewizji cyfrowej. Kupując taki tuner, mamy urządzenie uniwersalne, które można rozbudować. Należy o tym pamiętać już przy zakupie tunera satelitarnego, gdyż później nie da się już zamontować takiego złącza. W zasadzie każdy system kodowania platform telewizji cyfrowej jest dostępny w postaci modułu. Do prawidłowej pracy należy także włożyć do każdego modułu aktywną kartę abonamentową. W zasadzie wszystkie odbiorniki telewizji satelitarnej z modułami dostępu warunkowego umożliwiają odbiór programów niekodowanych FTA 13. Dobór kabla do instalacji satelitarnej jest determinowany przede wszystkim tłumieniem w zakresie częstotliwości pracy. Ponieważ są to wielkie częstotliwości, to i wymagania dotyczące kabla są duże. Stąd też instalacje satelitarne wymagają stosowania przewodów koncentrycznych o żyle środkowej 1,13 mm. Takie przewody mają wartości tłumienia między 25 db/100 m przy częstotliwości 1750 MHz i około 28 db/100 m przy 2150 MHz. Dielektryk w porządnych kablach jest obecnie wykonywany metodą spieniania fizycznego poprzez wstrzykiwanie azotu do polietylenu pod wysokim ciśnieniem. Chociaż kable koncentryczne ze spienionym dielektrykiem są odporne na wilgoć, to jednak na zewnątrz należy stosować kable specjalnie do tego przeznaczone. Do instalacji zewnętrznej przeważnie są zalecane powłoki zewnętrzne uodpornione na promieniowanie ultrafioletowe. Jeżeli kable będą układane w ziemi, to wskazane jest również, aby były to kable żelowane. 13 www.aval.com.pl 15
Rys. 2.18. Kabel koncentryczny zewnętrzny SAT-1,15 Digital. Przykładem takiego kabla jest SAT-1,15 Digital z ekranowaniem typu triset, które zapewnia bardzo wysoki współczynnik ekranowania. Powłoka tego kabla jest wykonana z czarnego polietylenu, odpornego na promieniowanie ultrafioletowe i na czynniki atmosferyczne. Wypełnienie ośrodka kabla specjalnym żelem zabezpiecza przed ewentualną penetracją wody. Wykonany metodą spienienia fizycznego dielektryk zapewnia dodatkową odporność na wilgoć. Kabel koncentryczny SAT-1,15 Digital może być układany bezpośrednio w ziemi, w kanalizacji kablowej lub na zewnątrz budynków. Jeżeli kabel współosiowy z wtykiem jest podłączone na wolnym powietrzu, to należy zastosować specjalne środki.uszczelniające. Przy obudowach odpornych na warunki atmosferyczne obejmujących wszystkie elementy montażowe, takie dodatkowe środki nie są konieczne 14. W przypadku instalacji wewnętrznej można zastosować tańsze kable. Wśród nich są kable typu triset i tri-shield, różniące się budową ekranu i wynikającym stąd współczynnikiem ekranowania. Kable koncentryczne do instalacji TV-SAT wewnątrz budynków Rys. 2.19. Kabel koncentryczny CTF-113 Digital typu triset. 14 www.aval.com.pl 16
Rys. 2.20. Kabel koncentryczny CTF-113 Tri-Shield. W kablu CTF-113 Digital typu triset ekran jest wykonany z dwustronnej folii Al/Pet/Al przyklejonej do dielektryka oraz z oplotu o gęstości 90%. Z kolei w kablu CTF- 113 Tri-shield ekran jest wykonany z folii Al/Pet przyklejonej do dielektryka, z oplotu o gęstości 80% oraz dodatkowej folii Al/Pet przyklejonej do powłoki zewnętrznej. Dzięki dodatkowej folii kabel tri-shield ma lepszą skuteczność ekranowania i może być z powodzeniem stosowany nawet w rozbudowanych instalacjach multiswitchowych 15. Nowoczesne systemy satelitarne mają coraz częściej znacznie szersze możliwości sterowania poszczególnymi elementami niż produkowane na początku techniki satelitarnej. Oprócz standardowego już przełączania polaryzacji napięciem 14/18 V i pasma częstotliwości sygnałem 22 khz stosuje się sterowanie cyfrowe. Przesyłanie poleceń DiSEqC jest realizowane za pomocą kluczowania sygnału 22 khz. Sygnał 22 khz jest nakładany na napięcie zasilania konwertera. Technika DiSEqC działa według zasady Single-Master/Multi-Slave. Jedynym szefem (Master) w systemie jest odbiornik. Wszystkie inne elementy urządzenia, jak konwertery lub przełączniki wielokrotne (multiswitche) są poddanymi (Slaves). Tylko Master może wysyłać polecenia. Natomiast od poziomu 2.0 Slaves mogą również odpowiadać i potwierdzać otrzymane polecenia. Zbiór danych DiSEqC składa się z bajtu startowego (Header), bajtu adresowego i bajtu polecenia (Kommando). Dodatkowo może jeszcze występować bajt danych. Jedna sekwencja danych trwa około 54 milisekund. Bajt startowy określa, kto wysyła zbiór danych. To może być Master (polecenie) lub też w DiSEqC poziom 2.0 również Slave (odpowiedź). Za pomocą bajtu adresowego są powiadamiane bezpośrednio poszczególne elementy. Jeżeli wiele jednakowych elementów jest stosowanych w jednej instalacji antenowej, to istnieje wystarczająco dużo adresów rezerwowych. W bajcie polecenia są przesyłane komendy sterujące (np. pasmo dolne, polaryzacja pozioma). Jeżeli jest niezbędne przesyłanie dodatkowych danych, wówczas nadaje się bajt danych. Wewnątrz jednej instalacji elementy DiSEqC mogą być instalowane równolegle lub kaskadowo. Przy pracy równoległej wielu identycznych elementów (z jednakowym adresem DiSEqC) może na początku dojść do konfliktu, który rozwiązuje się przez odpowiednie przeprogramowanie odbiornika (Master). Ponieważ DiSEqC wysyła każde polecenie trzykrotnie raz za razem, to można podłączyć aż do trzech kaskadowanych elementów. Elementy DiSEqC rozpoznaje się na pierwszy rzut oka po logo. Istnieje ono w zależności od poziomu w czterech różnych formach, przy czym wszystkie równoważnie mogą być stosowane obok siebie 16 : standard (czarny napis), standard z dodatkowym tekstem: Digital Satellite Equipment Control", 15 www.aval.com.pl 16 www.aval.com.pl 17
inwersja (biały napis), inwersja z dodatkowym tekstem. Aktualnie obowiązują następujące standardy DiSEqC 17 : DiSEqC 1.0 sygnał cyfrowy umożliwiający przełączanie maksymalnie do 4 konwerterów, DiSEqC 1.1 sygnał cyfrowy umożliwiający przełączanie maksymalnie do 16 konwerterów, DiSEqC 1.2 sygnał cyfrowy umożliwiający przełączanie maksymalnie do 16 konwerterów i obsługę obrotnicy, DiSEqC 2.0 sygnał cyfrowy umożliwiający przełączanie maksymalnie do 16 konwerterów, obsługę obrotnicy oraz zwrotne potwierdzanie przełączenia. Obecnie napięcie zasilania konwertera satelitarnego jest przełączane i wynosi 14/18 V. Gdy zostaną zastosowane tylko elementy DiSEqC, napięcie zasilające wyniesie 12 V, ponieważ przełączanie polaryzacji (pozioma/pionowa) jest również przejmowane przez DiSEqC. Kompatybilność w fazie wprowadzania polega na tym, że DiSEqC pracuje także z dotychczasowymi napięciami 14 i 18 V. Dzięki sygnalizacji niezależnej od poziomu napięcia (bez przełączania 14/18 V) znikną znane problemy progu przełączania spowodowane spadkami napięć na przewodach. Poza tym większość konwerterów pracuje z wewnętrznym napięciem zasilania wynoszącym 12 V. Dotychczas 6 V z 18 V jest przetwarzane w ciepło. Również odbiorniki zyskują na tej zmianie. Zasilacz może być mniejszy i potrzebuje mniej energii. Prostym przykładem zastosowania omawianej techniki jest przełącznik satelitarny DiSEqC v.2.0. Ma on 2 wejścia i 1 wyjście, dzięki czemu umożliwia podłączenie 2 konwerterów SINGLE do 1 odbiornika satelitarnego. 17 Tamże. 18
Rys. 2.21. Przełącznik satelitarny DiSEqC 2.0 SPU 21-02 Axing. Technika DiSEqC 2.0 stwarza jednak więcej możliwości niż tylko podłączenie dwóch konwerterów do jednego tunera. Na poniższym rysunku przedstawiono przełącznik DiSEgC 2.0 SPU 41-02 AXING, który umożliwia podłączenie 4 konwerterów SINGLE do 1 tunera TV-SAT. Rys. 2.22. Przełącznik satelitarny DiSEqC 2.0 SPU 41-02 Axing. Oczywiście ten przełącznik satelitarny może być stosowany również w przypadku 4 konwerterów pracujących w systemie multifeed przy 1 antenie wieloogniskowej. 19
Bibliografia: 1. Pieniak J. : Anteny telewizyjne i radiowe WKŁ, Warszawa 2001. 2. Mikulik J.: System telewizji dozorowej STVD, Forum 2005. 3. Schmidt D., Baumann A., Kaufmann H., Paetzold H., Zippel B.: Mechatronika REA Warszawa 2002. 4. Technika sterowników z programowalną pamięcią. Praca zbiorowa. WSiP, Warszawa 1998. 5. Hörnemann E., Hübscher H., Klaue J., Schierack K., Stolzenburg R.: Elektrotechnika. Instalacje elektryczne i elektronika przemysłowa. WSiP, Warszawa 1998. 6. Krzyżanowski R.: Urządzenia zewnętrzne komputerów. MIKOM, Warszawa 2003. 7. Jones A., Ohlund J.: Programowanie sieciowe. RM, Warszawa 2000. 8. Krysiak K.: Sieci komputerowe. Kompendium. Helion 02/2003. 9. Sportack M.: Sieci Komputerowe. Księga Eksperta. Helion, Gliwice 1999. 10. Tanenbaum A. S.: Sieci komputerowe. Tłumaczenie: A. Grażyński, A. Jarczyk Helion 10/2004. 11. Wojtuszkiewicz K.: Jak Działa Komputer, Wydanie II MIKOM 2002. 12. Stallings W.: Organizacja i architektura systemu komputerowego. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2002. Netografia 1. www.aval.com.pl 20