MŮJ KOŠÍK
Můj košík je prázdný

TV, TV-SAT

Projektování

Základní fakta o projektování MATV/komunitních anténních systémů

Další informace na toto téma lze nalézt v článku v SMATV / MATV / sdílené anténních systémů pro příjem DVB-T vysílání
Základní požadavky na parametry signálu
Měření jsou prováděna pomocí měřiče úrovně signálu..
  • Doporučená úroveň signálu ve vývodce odběratele Uabmin je vyšší než 62 dBuV (závisí na pásmu)
  • Doporučená úroveň signálu ve vývodce odběratele Uabmax je menší než 80 dBuV (závisí na pásmu)
  • minimální S/N poměr S/Nmin: 43dB (TV), 55dB (FM-stereo)
  • minimální poměr signálu k intermodulačním produktůms S/Imin 60dB působí na snížení maximálního výstupního signálu v souladu s
Tabulka č. 1. Snížení maximálního výstupního signálu zesilovače jako funkce počtu programů.

Počet programů

2

3

4

5

6

7

8

12

16

20

24

28

36

Snížení úrovně [dB]

0

2

3.5

4.5

5

5.5

6

8

9.5

10.5

11.5

11.7

12.5

  • všechny programy by měly mít stejnou hladinu výkonu
  • maximální rozdíly mezi signály
    • - 3dB (sousední kanály)
    • - 6dB (v rámci každého 60 MHz širokého pásma)
    • - 10dB (v rámci celého spektra)
  • Minimální izolace mezi dvěma přijímači: - 44 dB.
  • Veškeré parametry distribuční instalace by měly vydržet přes 95% času
  • Zisk použitých antén by se v rámci jednoho televizního nebo FM kanálu neměl změnit o více než 0.5 dB.
Fáze projektování distribuční sítě:
1) Měření úrovní signálu na vstupu/vstupech zesilovač (anténní výstup). Tato měření lze provést pomocí např. TM 3000 R10502 měřiče úrovně signálu. Cílem je stanovit, zdali jsou úrovně postačující pro další zpracování, tj. zesilování a distribuci, aby byly poskytovány plánované úrovně signálu ve všech vývodkách odběratelů (). Pokud je potřeba, měly by být použity předzesilovače.
Tabulka č. 2. Minimální úrovně signálu na vstupech RF distribučních zesilovačů.

Pásmo

FM (mono)

FM (stereo)

FM (stereo Hi-Fi)

TV I

TV II

TV III

TV IV

TV V

Minimální úroveň signálu [dBuV]

43

51

61

53

53

54

55

56

2) Prozkoumání lokací pro umístění distribučních zařízení (zesilovače, odbočovače) a optimální rozmístění kabelů.
3) Volba typu distribuční sítě je určena přístupností vedení, zdroje enerige atd., v první řadě však - distribuční koncepce (např. seskupování do programových balíčků).
4) V souladu se zvoleným typem sítě musíme vytvořit jeho grafické schéma. V případě sítě založené na větvích a odbočovačích je každé poschodí vybaveno odbočovačem vyznačujícím se odpovídající průchozím útlumem a útlumem odbočného dílu (s ohledem na rozdíly úrovně jednotlivých poschodí). V případě sítě založené na distribuci signálu jednoho centrálního bodu jsou všechny odbočovače umístěny na tomto místě. Schodiště jsou spojena pomocí rozbočovače, s použitím dalších zesilovačů v případě potřeby (větší počet odběratelů u schodiště) - což vytváří dvoufázovou instalaci. Umístění rozbočovače by mělo zajistit stejné nebo velmi podobné vzdálenosti mezi všemi odběrateli.
5) Výpočty útlumu L mezi domovním zesilovačem a vývodkami odběratelů. Tyto výpočty umožní zjistit minimální zeslabení Lmin (obvykle vývodka umístěná nejblíže k zesilovači) a maximální zeslabení Lmax (obvykle ta nejvzdálenější vývodka). Pokud hodnoty Lmin a Lmax přesahují technická doporučení, projekt musí být pozměněn.
6) K hodnotě L přidáme Uabmin úroveň a 3 dB bezpečné ziskové rozpětí, což umožňuje připojení dvou přijímačů, které vyžadují Uba úroveň ve výstupu zesilovače.
7) Maximální výstupní úroveň zesilovače Ubamax je určena přidáním k Uba opravu na snížení intermodulačních deformací (Tabulka č. 1), a 3 dB rozpětí, což v budoucnu umožňuje zvýšit počet distribuovaných programů (až dvakrát).
8) Posledním krokem je nastavení soupravy kanálových zesilovačů pro vyrovnání úrovní všech programů.
Konstrukční doporučení:
  • v rámci úseku jednoho zesilovače od bodu A do bodu B (zesilovač a všechny disipativní součásti až do dalšího zesilovače nebo přijímače) by měl být efektivní zesilovací činitel roven 0 dB , tj. zesilovač pouze vyrovnává zeslabení v úseku, (L dB - A dB = 0)
Názorný příklad úseku zesilovače
  • Kvůli útlumu koaxiálního kabelu, který ze s frekvencí zvyšuje, by použité zesilovače měly zajišťovat odpovídající korekci;
  • Pokud síť používá více jak jeden zesilovač zapojený za sebou, kvůli intermodulačním distorzím musíme přiměřené snížit výstupní úroveň (2 zesilovače - 3 dB, 3 zesilovače - 4.7 dB, 4 zesilovače - 6 dB)
  • Je potřeba vypočítat efektivní poměr signálu k šumu v síti a porovnat jej s hodnotou S/Nmin - správné navržené MATV systémy s jedním zesilovačem zajišťují, je tento poměr pouze nepatrně větší než poměr klasické televizní soupravy, což představuje nepostřehnutelné změny v kvalitě obrazu a zvuku
  • Nedoporučuje se používat rozbočovače pro distribuci signálu mezi větším počtem přijímačů - nepřítomnost správného vyrovnání v rámci celého kmitočtového spektra a interference pronikající do sítě prostřednictvím přijímačů (směšovače) způsobují rušení, která zhoršuje kvalitu příjmu; odbočovače zajišťují lepší separaci mezi vývodkami odběratelů, což prakticky tyto problémy eliminuje
  • FM rádiové kanály jsou považovány za jeden kanál a výpočty zachycují pouze nejsilnější signál
  • Nedoporučuje se používat pásmové zesilovače na vstupu instalace - zesilují také nežádoucí signály
  • Každý program by měl být přijímán pomocí oddělené antény, ledaže by to byla skupina programů, která by měla velmi podobné úrovně
  • V VHF pásmu se obecně používají antény s nižším energetickým ziskem, než v pásmu UHF
  • Doporučuje se používat jedno- nebo dvou-kanálové rozteče (např. 50, 52, 54, 56, 58 nebo 51, 54 atd.), pokud počet distribuovaných programů není větší než možný v takové alokaci. Bez kanálové rozteče hrozí nebezpečí interferencí pocházejících ze sousedních kanálů, zvláště u starších televizorů, které nejsou natolik selektivní jako moderní televizory. Tento nepříznivý jev lze zmírnit pomocí zvláště pečlivého vyrovnávání signálů v síti;
Názorná ukázka kanálové rozteče
  • Nejlepší volbou jsou pásmové vývodky (oddělení FM a TV signálů) - širokopásmová řešení se vyznačují větším útlumem a nízkou separací;
  • Všechny výstupy síťových zařízení musí být uzavřeny pomocí zakončovacích rezistorů, včetně poslední vývodky v průchozích sítích (pokud nejsou použity speciální zakončovací vývodky)
  • Všechny vstupy síťových zařízení musí být uzavřeny, zvláště pokud je výstupní signál součtem signálů ze vstupů (např. vstupy zesilovače). V některých případech, spíše vyjímečně, pokud jsou nepoužívané vstupy vybaveny příslušným nastavením zesílení, může postačit nastavení zisku na minimum;
  • Při použití několika anténních zesilovačů je potřeba zajistit vhodné napájecí napětí (12VDC nebo 24VDC) a proudový výstup zdroje energie;
  • V případě velkých sítí s dlouhými kabely se doporučuje použít kanálové konvertory - čímž se předchází distribuci programů v kanálech používaných vysílači pozemní televize;
  • Antény a stožáry musí být bezpodmínečně uzemněny, to samé platí pro zesilovače, odbočovače a rozbočovače;
  • Doporučuje se nastavit úroveň FM vysílání přibližně o 10dB vyšší než u televizních kanálů;
  • Výpočty jsou nezbytné pro dosažení dobré kvality distribuční sítě;
  • Pokud síť distribuuje více než dva programy, každé zdvojení počtu programů nás nutí snížit výstupní úroveň o 3dB, pokud v příručce pro uživatele zesilovače nemáme k dispozici jiné doporučení
  • Mělo by se předcházet distribuci programů ve dvojicích kanálů uvedených níže
Tabulka č. 3. Nedoporučované dvojice kanálů/pásem (1)

Rušivý kanál/pásmo

1 TV

2 TV

FM

6 TV

7 TV

8 TV

Rušený televizní kanál

4

5

3

10

11

12

Pokud je nutné distribuovat programy ve dvojicích kanálů daných v , separace mezi blízkými přijímači musí přesahovat 54 dB, a v případě kanálů vyjmenovaných v Tabulce č. 4 - přes 50 dB.
Tabulka č. 4. Nedoporučované dvojice kanálů/pásem (2)

Rušivý kanál

Rušený kanál/y

1

3.6.28.39.49.50.60

2

5.8.23.35.47.59

3

12.34.48

4

23.39.54

5

27.44.60

6

42

7

45

8

48

9

51

10

54

11

57

12

60

21

26

22

27

:

:

Počet rušených kanálů je vyšší jak 5

ve srovnání s rušivým kanálem

 

:

:

54

59

55

60

Základní pojmy
Komunitní anténu (MATV systém) lze definovat jako anténní instalaci, kde se vyrovnávání útlumu sítě provádí pomocí jedné centrální soupravy zesilovačů. Tyto zesilovače mohou být připojeny v kaskádě.
Na rozdíl od MATV, systém kabelového televizního vysílání vyrovnává útlum v síti prostřednictvím několika sekcí souprav zesilovačů, použitých v různých částech sítě. Další vlastností velkých kabelových instalací je vícevrstvá (tři) struktura.
Komunitní anténa (MATV systém) - metoda příjmu a distribuce FM a TV signálů v bytových domech, družstevních domech a veřejných podnicích.
Hladina výkonu signálu (také: úroveň signálu nebo úroveň) - poměr výkonu signálu k referenční úrovni, vyjádřený v decibelech (dB). Referenční úroveň výkonu 0 dBmV představuje výkon rozehnaný v 75 ohm rezistanci, když se aplikuje 1mV elektrického napětí. Úroveň signálu je poté poměrem aplikovaného napětí ku referenci 1mV (napříč standardizovanou 75 ohm rezistancí).
Aktuální úroveň signálu může být stanoven jako:
P=20logU
kde: U - napětí při 75 ohm uvedené v mV.
Úroveň FM rádiového signálu definovaná jako efektivní napětí zvukového kmitočtu, u televizního signálu - efektivní napětí kmitočtu nosné obrazu ve vrcholech synchronizačních impulzů.
Úroveň intenzity pole - intenzita elektrického pole vyjádřená v decibelech (dBmV/m) - k referenční hladině 1mV/m.
Maximální výstupní úroveň - maximální úroveň signálu ve výstupu (každý výstup - v případě, že je jich více jak jeden) aktivního zařízení se stanoveným zatížením, omezená intermodulačními deformacemi.
Druhy MATV systémů:
  • S jedním zesilovačem
  • Se dvěma zesilovači
MATV systém s jedním zesilovačem - anténní instalace s až 200 vývodkami, založená na jednom zesilovači nebo soupravě zesilovačů - vystavěná v malých nebo středně velkých budovách.
MATV systém se dvěma zesilovači zapojenými do kaskády - anténní instalace s až 1000 vývodkami, založená na kaskádě dvou zesilovačů (nebo soupravě zesilovačů), které jsou umístěny ve značné vzdálenosti jeden od druhého. Tento druh instalace se používá ve velkých budovách nebo v případě více budov, např. v družsetvních domech.
Topologie MATV systémů:
  • Hvězdicová topologie (aktivní a pasivní prvky umístěné v malém počtu uzlových bodů) - pro malé (10-15 vývodek) až středně velké instalace (100-200 vývodek), zaručující malé rozdíly v úrovních signálu mezi vývodkami;
Hvězdicová topologie
  • Distribuovaná sběrnice (s odbočnými díly) - středně velké instalace (100-200 vývodek) - snadná na výstavbu a zaručující dobrou izolaci mezi vývodkami odběratelů;
Distribuovaná sběrnice s odbočnými díly
Liniová topologie - průchozí síť
  • Liniová topologie - v současnosti se nevyužívá, s 100-200 vývodkami, nezaručující seskupování do programových balíčků. Staré instalace často využívaly vývodky s rezistory a jejich frekvenční rozsah byl omezen na 230 MHz nebo 606 MHz
  • Stromová topologie (dvě úrovně) - dva zesilovače zapojené v kaskádě - až 1000 vývodek.
Stromová topologie - dvě úrovně
  • Hybridní topologie - kombinují dvě nebo více topologií - používají se v rozsáhlých systémech.
Klasifikace zesilovačů používaných v MATV systémech:
- podle frekvenčních pásem:
  • Kanálový zesilovač - zesiluje jeden televizní kanál nebo FM pásmo
  • Pásmový zesilovač - zesiluje jedno televizní pásmo
  • Vícepásmový zesilovač - zesiluje dva nebo více televizních pásem
  • Širokopásmový zesilovač - zesiluje alespoň dvě televizní pásma a má souvislé kmitočtové charakteristiky uvnitř pásem
- podle regulace zesílení:
  • Bez nastavení zesílení
  • Manuální nastavení zesílení
  • Automatická regulace zesílení (AGC)
- podle umístění v síti:
  • Vstupní zesilovač (nebo předzesilovač)
  • liniový/koncový zesilovač
- podle napájení:
  • lokální napájení
  • vzdálené napájení (obvykle prostřednictvím linky)
Klasifikace koncových/odběratelských vývodek založených na aplikaci specifického druhu distribuční sítě:
  • průchozí vývodka - vyznačující se vysokým odbočným zeslabením, používaná jako mezilehlá součást ve vertikální sekci
  • koncová vývodka - vyznačující se vysokým odbočným zeslabením, používaná jako poslední v řadě zapojená součást ve vertikální sekci, vybavená zakončovacím rezistorem
  • nízkoztrátová koncová vývodka (bez smyčky) - vyznačující se nízkým zeslabením, používaná např. na konci linie v hvězdicové síti.
Konverze kanálu - přeměna původního kanálu na jakýkoli použitelný kanál, např. z 28 na 10 kanál.
Aplikace:
  • způsob úniku z kanálů obsazených vysílači pozemní televize, který snižuje interference a odrazy v síti
  • způsob využití jediných dostupných nízkých kanálů ve starších instalacích - jsou schopné pracovat pouze v I, II, III, a někdy také IV televizních pásmech
  • v SMATV systémech - změna kmitočtu programů z první satelitní IF (LNB do satelitního přijímače: 950 MHz - 2150 MHz), aby se tak zorganizovala struktura přijímaných kanálů, stejně tak aby se eliminovala možnost kolize (stejná frekvence) programů z různých satelitů a polarizací v jednokabelové instalaci vystavěné bez multipřepínačů.

Konverze kanálu umožňuje:
  • seskupování některých programů, aby bylo možno filtrovat programové pakety (řešení používané ve větších sítích nebo systémech kabelové televize nabízejících různé sady programů za různé náklady na předplatné). Základní sada obvykle zahrnuje pozemní vysílání;
  • zvyšování maximálního rozsahu sítě prostřednictvím použití nižších kanálů
AM rádiové programy v kabelových instalacích nejsou distribuovány, ledaže by některé z ních byly konvertorovány (z AM na FM modulaci a přesunuty do FM pásma). Proto jsou sítě schopné poskytovat zpětný kanál (pod 50 MHz) pro přenos dat.
Konverze kanálu
Sources:
  • PN 79/T-05210 Komunitní anténní instalace. Všeobecné požadavky a metody zkoušení.
  • PKNMiJ Varšava 1980
  • Příloha č. 21 k nařízení Ministerstva spojů ze 4. října roku 1997: Technická data komponentů použitých v kabelové televizi; Varšava 1997
Ukázkové výpočty
Distribuovaná sběrnice s odbočnými díly
  • Minimální úroveň ve vývodce odběratele: 62 dBuV (včetně rezervy)
  • rezerva: 3 dB
  • průchozí útlum vývodky odběratele:2 dB
  • útlum kabelu spojujícího výstup odbočovače a vývodku odběratele: 10m*0.2 dB/m=2 dB
  • odbočný útlum: 16 dB
  • průchozí útlum: 2*1.5 dB=3 dB
  • průchozí útlum: 3*1 dB=3 dB
  • útlum kabelu ve vertikální sekci: 30m*0.2 dB/m=6 dB
  • útlum rozbočovače: 4 dB
  • útlum distribučního kabelu: 5 m*0.2 dB/m=1 dB
  • minimální úroveň ve výstupu zesilovače: 102 dB
  • v důsledku 8 kanálů (z Tabulky č. 1) a 7 dB rezervy,
  • a 3 dB rezervy:
Požadovaná maximální výstupní úroveň zesilovače je 112 dBuV


Hvězdicová síť

  • rezerva: 3 dB
  • průchozí útlum ve vývodce odběratele:2 dB
  • útlum kabelu spojujícího výstup odbočovače a vývodku odběratele: 10m*0.2 dB/m=2 dB
  • odbočný útlum: 20 dB
  • útlum dolního rozbočovače: 5 dB
  • útlum kabelu ve vertikální sekci: 30 m*0.2 dB/m=6 dB
  • útlum horního rozbočovače: 4 dB
  • útlum distribučního kabelu: 5 m*0.2 dB/m =1 dB
  • minimální úroveň ve výstupu zesilovače: 105 dB
  • v důsledku 8 kanálů (z Tabulky č. 1) a 7 dB rezervy,
  • a 3 dB rezervy:
Požadovaná maximální výstupní úroveň zesilovače je 115 dBuV