MARIAN POKORSKI SAT ACADEMY ABC TECHNIKI SATELITARNEJ ROZDZIAŁ 8 MULTISWITCHE www.abc-multimedia.eu
MULTIMEDIA ACADEMY *** POLSKI WKŁAD W PRZYSZŁOŚĆ EUROPY
OD AUTORA Wprowadzenie Multiswitch, w wolnym tłumaczeniu, to zespół przełączników, służących do rozdziału czterech poziomów sygnału satelitarnego uzyskanych z konwertera na poszczególne punkty odbioru (gniazdka radiowo - telewizyjne), tyle definicja. Sygnał programów telewizyjnych i radiowych emitowany przez satelity posiada cztery różne opcje, w technice nazywane poziomami. Z uwagi na możliwość uzyskania jak największej pojemności pasma satelitarnego dla programów telewizyjnych i radiowych, zdecydowano się, przy emisji poszczególnych programów, na wykorzystanie modulacji sygnału w polaryzacji pionowej i poziomej. To pozwoliło na podwojenie ich ilości. Szerokość pasma częstotliwości, stosowane przez satelity w paśmie Ka wynosi 10.700...12.750 MHz, co stwarza pewne utrudnienie w przesyłaniu sygnału przez różne, aktywne urządzenia. By ten problem rozwiązać pasmo zostało podzielone na dwa; dolne 10.700 11.700 MHz nazywane Low Band i górne 11.700 12.750 MHz High Band. W ten sposób powstały cztery poziomy, które muszą być wyselekcjonowane przez konwerter i przesłane do odbiornika satelitarnego. Tymi poziomami są:»» Sygnał emitowany w polaryzacji pionowej (V), w dolnym paśmie częstotliwości (Low Band),»» Sygnał emitowany w polaryzacji poziomej (H), w dolnym paśmie częstotliwości (Low Band),»» Sygnał emitowany w polaryzacji pionowej (V), w górnym paśmie częstotliwości (High Band),»» Sygnał emitowany w polaryzacji poziomej (H), w górnym paśmie częstotliwości (High Band). W wypadku, kiedy konwerter obsługuje tylko jeden odbiornik, nie nastręcza to żadnych problemów. Konwerter otrzymuje polecenia bezpośrednio z odbiornika satelitarnego, a po odpowiednim ustawieniu swoich elektronicznych przełączników wysyła żądany poziom z programem. Inaczej wygląda sprawa, kiedy chcemy zbudować sieć dla większej ilości abonentów. Należało zatem, skonstruować zespół przełączników, który zgodnie z poleceniami poszczególnych odbiorników kierowałby do ich wyjść sygnał o odpowiednim poziomie. Takim podzespołem jest multiswitch. Dla łatwiejszego zrozumienia działania multiswitcha można przyjąć, że cały system przełączania, które wykonuje konwerter zostaje przejęty przez multiswitch. Stąd też konwertery zasilające multiswitche mają cztery wyjścia z czterema różnymi poziomami, czyli VL, VH, HV i HL. Są to konwertery typu Quatro. 3
OD AUTORA Pierwsze ich wersje zbudowane były na mechanicznych przełącznikach, co sprawiało wiele problemów i uszkodzeń. Dopiero wprowadzenie przełączników elektronicznych, skonstruowanych na obwodach scalonych radykalnie zmieniło tą sytuację. Nową erę techniki multiswitchów zapoczątkowała opracowana w początkach lat 80-tych przez inżynierów firmy Phillips, a później przejęta przez Eutelsat, technologia DiSEqC. Oparta na technice komputerowej, pozwoliła na budową sieci satelitarnych, a obecnie multimedialnych dla dużej ilości abonentów. W najnowszej generacji multiswitch wykorzystano technikę światłowodową, co pozwoliło na przesyłanie sygnałów (950...2250 MHz) na duże, wielokilometrowe odległości. Instytuty naukowe bardzo intensywnie pracują nad nową technologią dla sieci telewizji kablowej z możliwością przesyłania programów bezpośrednio emitowanych przez satelity. Daleko zaawansowaną jest technika światłowodowa z wykorzystaniem światła jako nośnika treści programów telewizyjnych i radiowych. Z uwagi na przyszłościowe rozwiązania, które proponuje technika multiswitchów został, do tej książki wprowadziłem rozdział 08 Multiswitche Marian Pokorski 4
MULTISWITCHE 8.1. Zasada działania Multiswitcha Zasadę działania Multiswitcha przedstawia grafika nr 8.1a. Jest to prosty, czysto teoretyczny schemat działania Multiswitcha dla jednej pozycji geostacjonarnej i sześciu abonentów. Grafika nr 8.1a Zasada działania Multiswitcha Na Grafice nr 8.1a chcę wyjaśnić zasadę jego działania, nie tylko od strony teoretycznej, ale także podać przykłady, co powinno uchylić rąbka tajemnicy tego, coraz popularniejszego podzespołu w sieciach satelitarnych i multimedialnych. Przyjrzyjmy się przebiegowi sygnału od konwertera do poszczególnych abonentów. 5
MULTISWITCHE Przykład nr 1: Abonent nr 6 chce obejrzeć mecz piłki nożnej na programie Polsat 2, emitowany ze satelity Hot Bird na częstotliwości 11.158 MHz (Low Band) i w polaryzacji pionowej (V). Nasz odbiornik satelitarny wysyła informację zewrzeć włącznik V1f. W tym momencie sygnał z wyjścia konwertera V1 poprzez włącznik V1f dochodzi do wejścia odbiornika nr 6 i na ekranie telewizora abonenta pojawia się obraz emitowany przez Polsat 2. Przykład nr 2: W tym samym czasie abonent nr 3 także chce oglądać ten sam mecz. Jego odbiornik wysyła informacje zewrzeć włącznik V1c. Sygnał z wyjścia V1 konwertera poprzez włącznik V1c dociera do odbiornika nr 3. Przykład nr 3: Abonent nr 2 chce obejrzeć reportaż z planowanej wyprawy w kosmos emitowany na programie n, emitowany ze satelity Hot Bird na częstotliwości 12.284 MHz (High Band) i polaryzacji poziomej (H). Nasz odbiornik satelitarny wysyła informację zewrzeć włącznik H2b. W tym momencie sygnał z wyjścia konwertera H2 poprzez włącznik H2b dochodzi do wejścia odbiornika nr 2 i na ekranie telewizora abonenta pojawia się obraz emitowany przez telewizję n. W ten sposób można prześledzić inne programy mając do dyspozycji częstotliwość transpondera oraz jego polaryzację i nie jest to takie trudne. W rzeczywistości multiswitche są bardziej skomplikowane, gdyż nie tylko przełączają opcje sygnałów satelitarnych, ale także równolegle z nimi rozdzielają sygnał RTV w paśmie 47 862 MHz oraz kanał zwrotny w paśmie 5 68 MHz. Jednym słowem stają się urządzeniami dla techniki multimedialnej. Nowa generacja inteligentnych Multiswitchów, które opiszę w jednym z kolejnych rozdziałów potrafi automatycznie dopasować parametry do zmiennych warunków lokalnych i posiada możliwość zdalnego serwisu. Jednym słowem technika komputerowa wkroczyła także do multimedialnych sieci. 6
MULTISWITCHE 8.2. Schemat blokowy Przytoczony schemat blokowy (Grafika 8.2a) przedstawia wewnętrzne życie multiswitcha dla dwóch systemów satelitarnych np. ASTRA i Hot Bird oraz sygnału RTV w paśmie 5...862 MHz. Multiswitch posiada osiem wyjść dla abonentów i osiem wyjść przelotowych do podłączenia następnego, tak zwanej kaskady. Sterowanie (przełączanie) odbywa się napięciami 14 V, 18 V, częstotliwością 0 i 22 khz lub poleceniami DiSEqC. Grafika 8.2a Schemat blokowy multiswitcha Na wejściach wbudowane są wzmacniacze z regulacją wzmocnienia i preemfazy pozwalające ustawić identyczny poziom sygnału dla wszystkich wejść i ewentualną deemfazę w wypadku łączenia ich w kaskady. Dalsze wzmacniacze w torze przelotowym znajdują się na wyjściu multiswitcha, co pozwala zwiększyć odległość między multiswitchami w kaskadzie. 7
MULTISWITCHE Na wyjściach abonenckich zastosowano także wzmacniacze z deemfazą, co redukuje różnicę poziomów sygnału granicznych częstotliwości w gniazdku antenowym. Tor RTV posiada wzmacniacz, z możliwością wyłączenia go w wypadku silnego sygnału lub zastosowania wzmacniacza antenowego oraz włączalny tłumik 10 db. Multiswitche należą do typowych podzespołów stosowanych w sieciach multimedialnych. Technologia DiSEqC jest otwartą, tak technicznie jak i historycznie, to znaczy możną ją w pełni dopasować do nowych technik, które pojawią się w przyszłych latach. Także, duże skomplikowane instalacje satelitarne i multimedialne dają się bezproblemowo zrealizować przy pomocy tej technologii. Do czołowych producentów multiswitchów i towarzyszących urządzeń peryferyjnych należą SPAUN electronic, WISI, TeleDis, GTN i Terra. W następnych podrozdziałach opiszę ciekawsze produkty tych firm. 8.3. Rodzaje multiswitchów Wzrastająca popularność multiswitchów spowodowała, że wielu producentów rozpoczęło intensywne prace nad projektowaniem i produkcją tych podzespołów w wielu odmianach i rodzajach. Od prostych, dla małych sieci sąsiedzkich, poprzez multiswitche dające się łączyć w kaskady do skomplikowanych systemów samosterujących opartych na technice komputerowej. Coraz częściej operatorzy łącząc różne odmiany przekazu medialnego sięgają do urządzeń tej techniki. Multimedialne sieci z odbiorem satelitarnym, kablowym, naziemnych, kanałem zwrotnym, telefonią, Internetem, lokalnymi kamerami telewizyjnymi i telewizyjnym programem sąsiedzkim bez multiswitchów nie dają się zrealizować. Tendencja w odbiorze wielu mediów jest coraz większa. Wiele instalacji budowanych jest z myślą o odbiorze nie tylko programów satelitarnych, ale także programów naziemnych i telewizji kablowej, dysponującej kanałem zwrotnym. Internet, telefonia, IP, video on demand i usług wirtualnych to przyszłościowy trend. Jeżeli do tego dodamy modernizację instalacji rysuje się obraz dnia jutrzejszego. Wszystkie produkty odpowiadające kryterium techniki multimedialnej oznakowane są w tej książce logiem MM. 8