Navrhování SMATV systémy se softwarem SatNet od firmy TERRA

Program SatNet můžete stáhnout z DIPOL ftp server
Jsme velmi rádi, oznamujeme, že software SatNet 3.0 obdržel Cenu Ministerstva hospodářství za nejinovativnější výrobek nebo technologie, prezentované na veletrhu Elektrotechnika 2014 ve Varšavě, Polsko.
Realizace velkého SMATV systému by se měla řídit projektem s ohledem na informace, jako je úroveň vstupního signálu, úroveň signálu na výstupu aktivních prvků, útlum kabelů a pasivních prvků systému, jako jsou odbočovače, rozbočovače a zásuvky.
Designing SMATV systems with TERRA SatNet software
Video ukazuje proces návrhu multiswitch systému s využitím softwaru SatNet od společnosti Terra.
Plánování sítě a design s použitím papíru a tužky je pracný a nese s sebou riziko chyb. Bezplatný software od TERRA - SatNet 2.0.2 - umožňuje navrhovat instalace založené na zařízeních vyráběných touto společností. Program umožňuje připravit projekt v grafické podobě, určit úroveň signálu ve všech zásuvkách a ověřit, zda jsou v souladu s normami a rozhodnout, zda použít vyrovnávací funkce zesilovače. Program umožňuje uživateli archivovat projekty.

Rodina zařízení TERRA umožňuje vytvářet velmi velké SMATV systémy (až do 1000 výstupů) s různými možnostmi, s centralizovaným i decentralizovaným zdrojům.

Předtím, než navrhnete systém, měli byste znát jeho komponenty. Na začátek uvádíme stručný přehled bohaté nabídky multipřepínačů TERRA a pomocných zařízení.
Multiswitche
Kaskádová síťová architektura umožňuje snadné připojení dalších multiswitchů pomocí výstupů z posledních úrovni multipřepínače a vstupů na další úroveň. Rozdělení na podsítě (obvykle pro distribuci signálů na schodištích) se uskutečňuje pomocí rozbočovače nebo vodovodního kohoutku. Příkladová kaskádová síť je znázorněna na obr.. 8. Hardwarová implementace sítě je založena na kaskádovitých multiswitch série MS . Ty jsou napájeny ze zesilovače nebo zdroje napájení (18 V DC na výstupu) připojeného k poslednímu multipřepínači v kaskádě. Tento typ multipřepínačů má pasivní pozemní TV trasu a nedovoluje nastavit zisk SAT cesty.

***
Radiální multipřepínače se zabudovaným zdrojem - série MSR ***www.dipolnet.cz/multiswitch&msr-,search-4344***
Multipřepínače jsou určeny pro ty nejjednodušší sítě, zejména do 32 zásuvek. Takové instalace založené na jednotlivých MSR multipřepínačích obvykle nepotřebují speciální konstrukce, pokud obsahují dlouhé kabely pro přenos. Multipřepínače jsou vhodné i pro navrhování radiálních sítí, které se skládají z více než jednoho zařízení. V těchto instalacích hlavní trasy distribuují signály do radiálních multiswitchů přes odbočovače.

Multipřepínače mají aktivní póze trasu a poskytují možnost nastavení zisku dané trasy a - v případě multipřepínače s 9 vstupy - jedné SAT trasy (pozice).
***
Radiální multiswitche dálkově napájené ze zesilovače nebo centrálního zdroje - MSV série ***www.dipolnet.cz/multiswitch&msv-,search-4344***
Vlajková loď společnosti TERRA. Velké možnosti v oblasti škálovatelnosti sítě. Instalace několika stovek zásuvek může vyžadovat pouze jeden napájecí zdroj. Hlavní myšlenkou sítě je výstavba signálové magistrály, která distribuuje signály do každé podsítě s MSV multipřepínači (příklad - obr. 10).

Multipřepínače mají aktivní pozemní trasu a poskytují možnost nastavení zisku trasy, jakož i jednu nebo dvě satelitní trasy (nezávisle na Lo a Hi pásmech).
Series Distribution of signals from one satellite
Distribution of signals from two satellites
MS 553 cascadable,
4 outputs
951 cascadable,
4 outputs
554 end-of-line,
4 outputs
952 end-of-line,
4 outputs
MSR
&
MSV
504 4 outputs - -
508 8 outputs 908 8 outputs
512 12 outputs 912 12 outputs
516 16 outputs 916 16 outputs
524 24 outputs 924 24 outputs
532 32 outputs 932 32 outputs
Multipřepínače série MSR a MSV nabízejí zabudovanou funkci vyrovnávání kabelu (kompenzace vyšších ztrát pro vyšší frekvence) a seskupují výstupy podle úrovně signálů (pro různé vzdálenosti do zásuvek).
Více informací o multipřepínačích a multiswitch systémech si můžete přečíst v článcích. Vyberte si Terra multiswitch ... and Profesionální multiswitch systémy

Zesilovače
Distribuce signálů z jednoho satelitu Distribuce signálů ze dvou satelitů 
SA-501

Vestavěný napájecí zdroj, 5 vstupů a5 výstupů, možnost napájení jiných zařízení po výstupních linkách H

SA-901

vestavěný zdroj, 9 vstupů a 9 výstupů,možnost napájení dalších zařízení přes výstupní vedení (H)

SA-511

napájeno přes vstupní linky (H), 5 vstupů a 5 výstupů, možnost napájení dalších zařízení přes výstupní vedení(H)

SA-911

napájeno přes vstupní vedení (H), 9 vstupů a 9 výstupů, možnost napájení dalších zařízení přes výstupní vedení (H)

 


Zesilovače umožňují samostatné nastavení všech satelitních linek (zisk až 22 dB) a pozemní TV trasy (zisk až 17 dB). Kromě toho je každý zesilovač vybaven knoflíkem umožňujícím kompenzaci útlumu kabelu. Maximální výstupní úroveň zesilovače je 114dBuV (IMD3).

Díky inovativní koncepce společnosti Terra (např. centralizovaného napájení ze zesilovače) je důležitým parametrem zesilovače maximální proudová kapacita. Zesilovače řady SA jsou schopny poskytovat prostřednictvím linky H až 2A (jeden multiswitch rady MSV vyžaduje asi 100 mA).
Splittery
Distribuce signálů z jednoho satelitu Distribuce signálů ze dvou satelitů
SS-504 rozdělení signálu na 2 podsítě,útlum 4dB SS-904 rozdělení signálu na 2 podsítě,útlum 4dB
SSQ-508 rozdělení signálu na 4 podsítě,útlum 8dB SSQ-908 rozdělení signálu na 4 podsítě,útlum 8dB
Zdroj v pozici "ON" vede proud přes "H" trasy. SSQ rozbočovače mají tyto spínače dva.
Odbočovače
Distribuce signálů z jednoho satelitu  Distribuce signálů ze dvou satelitů
SS-510 tap loss of 10 dB SS-910 tap loss of 10 dB
SS-515 tap loss of 15 dB SS-915 tap loss of 15 dB
SS-520 tap loss of 20 dB SS-920 tap loss of 20 dB
Zdroj se přepíná do polohy "ON", což umožňuje vést proud přes všechna odvětví, v pozici "OFF" pouze v hlavní trase.


Vyzbrojeni základními znalostmi o zařízeních SMATV od společnosti Terra, můžeme pokračovat v přezkumu možnosti programu SatNet.
SatNet3.0 - basic information
  • freeware program, který lze stáhnout z FTP serveru DIPOL ,
  • na stejné adrese je k dispozici prezentace softwarových funkcí (tutorial.exe),
  • plánují se další verze se zlepšenou funkcionalitou,
  • bez potřeby instalace,
  • požadovaný OS: Windows 98, XP, Vista,
  • minimální systémové požadavky: 1GHz CPU, VGA 768x1024.
Capabilities
The application allows to design SMATV systems with the calculation of projected levels of terrestrial and satellite signals for each outlet in the network. This allows the designer/installer, sitting in front of the monitor, to predict what devices will be needed for distributing the signals and what settings like gain and cable equalization level (slope) will provide the desired results. In 99% of cases these settings fully correspond with the optimum values in real networks.
Description of SatNet2.0 icons
Fig. 1. Icons of devices
Fig. 2. LNB, terrestrial TV antenna, cabling, subscriber outlet
The simulation starts when pressing the far right icon.
SatNet ver. 3.2 allows for using channel amplifiers at420 R82510 and at440 R82511.
With a channel amplifier in the project, the frequency response for terrestrial path is limited to the bandwidth from the lowest to the highest channel selected. The graph is continuous, but the utility checks signal levels only for the selected channels.
Review of available configuration options
Notice: The 3.0 version of the application allows user to design "mixed" systems with the older and new versions of Terra equipment, which is especially useful in the case of expansion of existing systems. Because the devices can have different layouts of inputs, the software takes into account the possibility of using two types of multiswitch bus, with different order of cables. The order can be changed by pressing the Shift key once. The order of cables coming from LNB can be selected by choosing appropriate option of the input signals (see below).
  • defining acceptable signal levels in subscriber outlets/sockets
  • specifying transmission cables with attenuation [dB/m]
Fig. 3. "Options" tab
Choosing "Project Options" tab, the user can define acceptable signal levels in subscriber outlets/sockets. As a rule, these values should be set between 50 to 75 dBuV for SAT TV and between 60 to 85 dBuV for terrestrial TV.
The values of outlet/socket loss can be found in catalog card of the product. The default values generally do not deviate significantly from reality.
SatNet program allows to select the kind of cable for the distribution network. The default options include 4 types: RG-59, RG-6, RG-7, RG-11. Clicking "Custom" field, the user can enter name and attenuation of any other cable, e.g. TRISET-113. Its attenuation at 1GHz can be found in the catalog card. It can be also read from the table below (as well as for another cable - RG-6). Attenuation values for other frequencies are calculated based on an algorithm developed by the software developers. During the simulation, one can see that the attenuation grows with frequency, which agrees with real parameters of the cables.
Frequency
[MHz]
Attenuation [dB/100m]
TRISET-113 RG-6
47 4,2 4,3
88 5,4 6,4
174 6,8 9,0
230 8,5 10,3
470 12,7 15,0
862 17,3 21,3
950 18,3 22,3
2150 28,6 35,1
2400 30,5 37,2
  • evaluation of input satellite signal levels
The evaluation allows to assess satellite signal levels in the location of the system and is very useful when they cannot be measured physically. It is launched by selecting Run -> Path Loss Calculator.
Fig. 4. Path Loss Calculator
The user should define the position of the satellite (Hotbird 13° E, Astra 19.2° E), the level of EIRP (coverage maps can be found on the websites of the operators - Eutelsat and SES Astra), the coordinates of the receiving point, antenna gain (or its diameter and efficiency), and the LNB gain. After entering all the data and clicking "Calculate Signal Power", the calculator will show the estimated signal level in the reception point.
Example location: Krakow, Ciepłownicza 40 street
EIRP from Hotbird in Poland - ca. 50 dBW
DIPOL headquarters - Krakow, Ciepłownicza 40 street;
Coordinates: N 50° 03' 03" E 20° 00' 13"
Steel satellite dish: Corab 90cm A9605, gain of 39.1 dBi
LNB: Golden Interstar A9827 (single), gain of 60dB
The estimated level of the received signal: 81 dBuV
  • evaluation of input satellite signal levels
    • satellite signals
Fig. 5. Channel levels (Channel power map)
After placing the LNB on the application desktop and double-clicking on it, the user can enter the levels measured on the input of the distribution network. Since multiswitch systems employ quatro LNBs, the values can be given for every band-polarization pair. The data will increase the accuracy of the simulation. However, the simplest solution is is to tick the box "Use average values", determining one level for all transponders within one pair of polarization-band (the level that has been estimated with the use of the built-in calculator - see the step above).
The window also includes LNB current box for entering the rated value. All the data can be saved for future reference.
    • terrestrial TV signals
Fig. 6. Terrestrial channel levels (Channel power map)
Similarly to the satellite signals, the user can input the power levels of the terrestrial TV signals. In this case, the number of transponders means the number of received channels. While in the case of satellite signals it is not so important to enter measured values, the power levels of terrestrial channels should be definitely measured as they may differ very much due to many reasons.
For the example location (Krakow, Cieplownicza 40 street)
the terrestrial TV levels measured with TM-3000 R10502 meter are:
Channel Frequency [MHz] Signal level [dBuV]
10 207,25 72,5
27 519,25 64,0
30 543,25 64,5
33 567,25 77,5
35 583,25 65,5
50 703,25 73,5
53 727,25 70,0
  • type and length of the cable
Fig. 7. Type and length of the cable
Case studies
Case 1
Fig. 8. Simulation of cascade network
Installation description: cascade network with 16 outlets, based on 3 cascadable multiswitches MS-553 and one end-of-line multiswitch - MS-554. Distribution of satellite signals from one satellite, in one staircase (four floors, each with four outlets).
After designing the network and running the simulation, the colors of the outlets say whether the levels of the output signals are within the limits specified by the user. If everything is OK, the outlets are are marked in green; red means excessive signal (risk of overdriving the receiving equipment), blue - too low signal (inadequate S/N ratio).
The Fig. 8. shows the simulation results. In all outlets the satellite signals fall within acceptable limits. Clicking on the output socket allows detailed examination of signal level across the whole frequency range.
TERRA multiswitches of MS series have passive terrestrial path. The tap attenuation in terrestrial TV band is 18 dB. Therefore, the network described above provides too low levels of terrestrial signals in the terminal sockets. Clicking on the blue spot, the user gets information on the deficiency details, including channel numbers and the calculated level values. The fig. 9. shows the frequency response of the terrestrial path for one of the sockets.
Fig. 9. Analyzer function - the frequency response of terrestrial TV path
The figure shows that the level of the received signal is about 45 dB - lower than the assumed minimum level by 15 dB (blue line).
There are two solutions to that problem. The first one is use of SA-501 or SA-511 amplifier. However, this solution is not optimal, because the amplified satellite signals can be too high in the upper part of the installation. More appropriate results are provided by use of a separate building amplifier for terrestrial path at the input of the distributing network. an example of such an amplifier is TERRA HA-126 R82303.
Because the SatNet program does not include the use of such devices, this problem should be solved in an indirect way - by defining the level of the signal at the input of the terrestrial path at appropriate level, e.g. 102 dBuV. It will resolve the problem of too low terrestrial TV signals in the example network.
Case 2
Installation description: network with 72 outlets, distribution of signals from 2 satellites, division into 3 subnetworks (3 staircases) through taps with different tap attenuation. MSV multiswitches allow to power the whole system with SA-901 amplifier.
Fig. 10. Network with 72 outlets based on MSV-924 multiswitches
The design makes use of the possibility of adjusting gain of satellite paths of the MSV-924 multiswitches.
Important issue which must be borne in mind when designing networks with long runs of cables is the cable characteristics equalization available in SA amplifiers. The Fig.11. presents the situation in the furthest outlet in the second staircase, both without and with equalization function (-6 dB setting with the Slope knob of the SA-901 amplifier).
Fig. 11. Frequency response in the outlet without (on the left) and with equalization function (on the right) of the SA-901 amplifier
This feature allows to level the interesting channels in the outlet. According to current standards, the maximum difference in levels across the whole frequency range is 12 dB. In the first case, the difference is about 10 dB, while the use of the cable characteristics equalization function allows to reduce it to about 5 dB.
Case 3
Installation description: network with 120 outlets (8 staircases, 15 apartments in each staircase - 5 stories, each with 3 apartments)
Fig. 12. SMATV system with 120 outlets
Below there is a part of the design performed with the SatNet2.0 program. The whole network has been divided with SS-904 splitter into 2 large subnetworks. All the devices in the subnetworks are powered through H lines from SA-901 amplifier. Each staircase has been equipped with tap and MSV-916 multiswitch. The taps used have different tap attenuation due to the need for compensation of signal level differences in individual staircases. Because of long cable runs, the SA-901 amplifiers use the equalization function (Slope).
Fig. 13. A part of the design with 120 outlets
The SatNet2.0 program allows to design SMATV systems practically without any restrictions. Experience says that the results suggested by the application are optimal in 99% of real situations. DIPOL sincerely encourages designers and installers to use this program for their tasks.