Elementy sieci rozdzielczej TVK
1. Wzmacniacze
W poszczególnych miejscach instalacji oraz zależnie od rozpiętości instalacji i ilości abonentów są stawiane różnym elementom odpowiednie (wysokie) wymagania. Najwięcej oczywiście zależy od tego, czy sieć rozprowadzająca TVK jest wykonana dla zakresu VHF/UHF 47 do 862MHz z pełną transmisją powyższego zakresu, czy też rezygnuje się z transmisji w zakresie UHF (dzięki temu jest możliwa większa rozpiętość i ilość abonentów). W takim przypadku transmituje się tylko zakres VHF wraz z zakresami kanałów specjalnych między 47 i 450MHz (starsze sieci). Poza tym wiele zależy również od tego, czy przesyłane są kanały zwrotne w zakresie częstotliwości 4 do 30(65)MHz. W zależności od powyższych czynników są wybierane między innymi wzmacniacze magistralne, wzmacniacze doprowadzeniowe i wzmacniacze domowe (abonenckie).
Technika wzmacniaczy dla poszczególnych przypadków zastosowań jest bardzo skomplikowana. Poza wspomnianymi już zagadnieniami podstawowymi powinny być uwzględnione - przy wyborze wzmacniacza - sprawy regulacji, korekcji charakterystyki częstotliwościowej, sygnałów pilotowych i dozorowania.
1.1 Wzmacniacz magistralny
We wzmacniaczach magistralnych jest zawarty - poza układami aktywnymi - cały szereg układów biernych. Są to korektory stałe (wtykane), regulowane tłumiki, korektory precyzyjne i odgałęźniki wyjściowe do zasilania wzmacniaczy dystrybucyjnych (w liniach odgałęźnych). Przy wykonaniach wzmacniaczy z automatyczną regulacją są jeszcze dostępne sterowane układy regulacji tłumienia i układy regulacji nachylenia w połączeniu z odbiornikiem sygnałów pilotowych. W wielu przypadkach istnieje jeszcze odpowiedni kanał zwrotny. W kanale zwrotnym często może być stosowany dodatkowo moduł wzmacniacza.
Wzmacniacz magistralny zawiera z reguły hybrydowe układy scalone zarówno w torze głównym w.cz., jak i w torze kanału zwrotnego. Hermetyczna i niezwykle odporna na korozję obudowa jest przystosowana do montażu w każdych warunkach (na powietrzu, w kanałach telekomunikacyjnych itp.). W dobrych wzmacniaczach odlewana ciśnieniowo wewnętrzna konstrukcja bazowa (chassis) izoluje wzajemnie kanał zwrotny i tor w.cz. Często umożliwia błyskawiczne zdemontowanie praktycznie całego układu wzmacniacza bez naruszania obudowy, złącz i kabli magistralnych. Rozwiązanie takie znakomicie ułatwia czynności serwisowe (zwłaszcza po dłuższym okresie eksploatacji). Dobre wzmacniacze muszą równocześnie zapewniać także doskonałe odprowadzanie ciepła z układów hybrydowych bezpośrednio do obudowy. Wzmacniacze są zawsze przystosowane do pracy w linii magistralnej zasilanej napięciem zmiennym.
1.2 Wzmacniacz dystrybucyjny
Wzmacniacze dystrybucyjne zajmują zasadniczo miejsce pośrednie między wzmacniaczami magistralnymi i wzmacniaczami abonenckimi (budynkowymi). Ponieważ muszą być również przystosowane do pracy w trudnych warunkach, zewnętrznie i wewnętrznie na ogół nie różnią się od wzmacniaczy magistralnych. Najczęściej tylko są przystosowane do przenoszenia mniejszego prądu zdalnego zasilania. Wynika to stąd, że z reguły w kaskadzie pracuje ich już znacznie mniej. Wybór konkretnej wersji wykonania jest określony przez rozpiętość sieci i ilość abonentów do niej podłączonych.
Wzmacniacz dystrybucyjny
1.3 Wzmacniacz budynkowy
Przy wielu abonentach z reguły po przyłączu domowym jest niezbędny tzw. wzmacniacz budynkowy (abonencki) do wyrównania tłumienia sieci rozdzielczej (abonenckiej). W prostych przypadkach są stosowane tzw. wzmacniacze kompaktowe z jednym wejściem i wyjściem (wzmacniacz przyłącza domowego). Przy większych wymaganiach są stosowane jednak wzmacniacze budynkowe, które poza regulatorem tłumienia zawierają także regulację korekcji oraz wbudowany rozgałęźnik. W razie potrzeby może być przystosowany do przenoszenia kanału zwrotnego. Z reguły są to wzmacniacze zasilane lokalnie w obudowach nie spełniających wymagań hermetyczności.
Wzmacniacz budynkowy
2. Elementy bierne
Najważniejszymi elementami sieci rozdzielczej są - poza wzmacniaczami - rozgałęźniki, odgałęźniki i gniazda abonenckie. Sposób oznaczania tych podzespołów i definiowania ich parametrów przedstawiono na rys.1. Poszczególne parametry zdefiniowano dokładniej w następnych podpunktach tego rozdziału przy omawianiu poszczególnych elementów.
Rys.1. Parametry podzespołów sieci rozdzielczej
Rozgałęźniki i odgałęźniki są stosowane - w zależności od wykonania - w sieciach abonenckich (podstawowych) i sieciach rozprowadzających (dystrybucyjnych). W liniach magistralnych są stosowane wyłącznie wzmacniacze rozgałęźne o wysokiej izolacji. Przy zastosowaniu rozróżnia się montaż wewnętrzny i zewnętrzny oraz przy złączach - poza połączeniami zaciskowymi dla sieci abonenckich - różne złącza wtykowe w.cz. W celu osiągnięcia pożądanej funkcjonalności stosowanych urządzeń należy dokładnie uwzględniać instrukcje montażu podawane przez producentów.
Rozgałęźniki i odgałęźniki są z reguły wykonywane jako szerokopasmowe (z małymi ograniczeniami). Asortyment jest bardzo różnorodny odpowiednio do różnych zastosowań. Parametry w poszczególnych przypadkach są do uzyskania z katalogów.
2.1 Rozgałęźniki
Rozgałęźniki służą przede wszystkim do dzielenia mocy linii głównej na wiele linii z małymi stratami przenoszenia. Sygnał po rozdzieleniu jest przekazywany do kilku przewodów, które mogą być początkami pionów gniazdowych (system przelotowy) lub odgałęźnikowych. Zastosowanie techniki linii mikropaskowych spowodowało, że obecnie produkowane rozgałęźniki mają dużo mniejsze tłumienia przelotowe niż dawne rozgałęźniki rezystorowe (poza nieuniknionym spadkiem poziomu o 3dB wynikającym z podziału mocy) oraz posiadają właściwości izolacji wyjść.
W praktyce rozgałęźników budynkowych są zwykle spotykane podziały dwukrotne, trzykrotne i czterokrotne. Chociaż ostatnio - w wyniku znacznego rozpowszechnienia się instalacji typu gwiazdowego - coraz częściej spotyka się również rozgałęźniki 6- i 8-krotne (czasami 5- i 10-krotne). Ponadto w celu zwielokrotnienia rozdziału można zestawiać razem wiele rozgałęźników.
 Rozgałęźnik 2-krotny |
 Rozgałęźnik 3-krotny |
 Rozgałęźnik 4-krotny |
Bierne elementy magistralne i dystrybucyjne są prawie zawsze przystosowane do pracy dwukierunkowej. Ponadto wszystkie te urządzenia mogą przenosić bardzo duże prądy zasilania po linii do zdalnie zasilanych wzmacniaczy. Zastosowanie specjalnych dławików zapewnia przenoszenie prądu 10...12A bez wprowadzania przydźwięku sieci. Wszystkie elementy są umieszczane w odlewanych ciśnieniowo obudowach aluminiowych odpornych na korozję. Dzięki hermetycznej obudowie mogą pracować na otwartym powietrzu oraz w studzienkach telekomunikacyjnych. Często konstrukcja elementów umożliwia natychmiastową wymianę całego modułu elektronicznego bez potrzeby naruszania obudowy i złącz kabli magistralnych.
Tłumienność przelotowa jest określana tłumieniem między wejściem głównym i poszczególnymi wyjściami rozgałęźnika. Izolacja (separacja) wyjść jest tłumieniem między poszczególnymi wyjściami rozgałęźnika.
2.2 Odgałęźniki
Odgałęźniki są przeznaczone do odprowadzania z linii przesyłowej części sygnału w celu zasilania jednego lub wielu przewodów odgałęźnych, które mogą służyć do zasilania gniazd abonenckich lub wysterowywania wzmacniaczy. Odgałęźniki mogą być również wykorzystywane do wydzielania części sygnału w celach kontrolno-pomiarowych. Budowane w technice sprzęgaczy kierunkowych odgałęźniki mają charakterystyki sprzężeniowe prawie niezależne od częstotliwości, małe tłumienie przelotowe i dużą izolację wyjść.
 Odgałęźnik 1-krotny |
 Odgałęźnik 4-krotny |
 Odgałęźnik 8-krotny |
Tłumienność przelotowa jest określana tłumieniem między wejściem głównym i wyjściem głównym odgałęźnika. Tłumienność odsprzężenia jest wartością tłumienia między wejściem głównym i wyjściem odgałęźnym (odgałęzieniem). W przypadku odgałęźników bez sprzęgaczy kierunkowych również między wyjściem głównym i odgałęzieniem. Kierunkowość (tłumienność zwrotna) jest tłumieniem między wyjściem głównym i odgałęzieniem (dla odgałęźników ze sprzęgaczami kierunkowymi). Izolacja (separacja) wyjść jest tłumieniem między odgałęzieniami (dla odgałęźników wielokrotnych).
2.3 Gniazda abonenckie
Zasadniczym zadaniem gniazdka abonenckiego jest wydzielenie i rozdział sygnałów radiofonicznych i telewizyjnych oraz skierowanie ich na oddzielne wyjścia. Gniazdo abonenckie jest zespołem szerokopasmowych sprzęgaczy kierunkowych i filtrów zapewniających wydzielenie sygnałów radiofonicznych i telewizyjnych. W znacznej mierze o parametrach elektrycznych instalacji kablowej decyduje gniazdo abonenckie.
Gniazda abonenckie służą do podłączania urządzeń odbiorczych w mieszkaniu. Złącza do urządzeń odbiorczych najczęściej odpowiadają systemowi wtykowemu IEC. W przypadku gniazd przystosowanych do przenoszenia sygnałów pierwszej p.cz. satelitarnej z reguły stosuje się złącza F. Za pomocą różnych wykonań w postaci wtyku względnie gniazda dla telewizji i radia zapewnia się niezamienialność złącz dla urządzeń odbiorczych przy stosowaniu jednego tylko typu sznura abonenckiego. Układ elektroniczny gniazdek jest umieszczany w ekranowanych korpusach wykonywanych jako wysokociśnieniowe odlewy ze stopów metali lekkich. Odpowiednio do różnych systemów rozdzielczych są potrzebne odpowiednie gniazda abonenckie.
Gniazda abonenckie do systemów przelotowych
Przy AIZ i TVK z siecią abonencką w systemie przelotowym należy stosować gniazda, które odpowiadają temu systemowi. Istnieją zasadnicze różnice w stosunku do typów omówionych w poprzednim punkcie. Podczas montażu należy zwrócić szczególną uwagę na to, że odpowiednia wkładka gniazda abonenckiego zawiera 2 złącza do przewodu głównego, przy których jest konieczne przestrzeganie pod względem wejścia i wyjścia.
Do realizacji gniazd przelotowych stosuję się technikę sprzęgaczy kierunkowych jedno- lub dwukrotnych. Przy zastosowaniu sprzęgaczy dwukrotnych sygnały z obu wyjść są doprowadzane do wyjść gniazdka po odpowiednim odfiltrowaniu. W przypadku zastosowania sprzęgaczy jednokrotnych sygnały jest odpowiednio rozdzielany do poszczególnych wyjść gniazdka. Oferowane ze strony producentów typy gniazdek są bardzo różnorodne np. pod względem zakresów częstotliwości, tłumienności sprzężenia, tłumienia przejściowego i izolacji odpowiednio do przewidzianego zastosowania.
Tłumienność przelotowa jest określana tłumieniem między wejściem głównym i wyjściem głównym gniazdka. Tłumienność sprzężenia (przyłączenia) jest wartością tłumienia między wejściem głównym i wyjściem radiowym lub telewizyjnym. Kierunkowość (tłumienność zwrotna) jest tłumieniem między wyjściem głównym i wyjściem radiowym lub telewizyjnym. Izolacja (separacja) według DIN (metoda 2-gniazdowa) oznacza tłumienie między wyjściami dwóch gniazdek. Częściej jednak podaje się izolację (separację) wyjść jako tłumienie między wyjściem radiowym i telewizyjnym pojedynczego gniazda.
Gniazda końcowe do systemów gwiazdowych i odgałęźnych
Omawiane tutaj gniazdka są również określane jako tzw. gniazda końcowe. Są stosowane na końcu przewodu (dołączenie urządzenia przy AII i przykładowo na końcu przewodu odgałęźnego przy AIZ lub TVK). Te gniazdka mają zatem tylko jedno złącze kablowe do doprowadzania energii. Rozróżnia się gniazda abonenckie szerokopasmowe i gniazda selektywne, poza tym gniazda rozróżnia się pod względem tłumienności dołączenia i izolacji. W najprostszym przypadku takie gniazdo dzieli przychodzącą mieszankę sygnałową z małym tłumieniem przejściowym do złącz "TV" i "R" (zwrotnica odbiornikowa). Schemat gniazdka końcowego przedstawiono na rys.2. W przedstawionym przypadku zastosowano nieselektywny podział sygnału za pomocą odgałęźnika kierunkowego. Sygnał z odgałęzienia jest doprowadzany do filtru dolnoprzepustowego i następnie jest doprowadzany do wyjścia radiowego "R".
Rys.2. Schemat gniazdka antenowego końcowego
Taka konstrukcja gniazdka abonenckiego odznacza się wieloma zaletami w stosunku do gniazd filtrowych z selektywnym podziałem mocy:
- brak "dziur" w charakterystyce amplitudowej i odbiciowej gniazda (np. dla dolnych kanałów specjalnych),
- możliwość korzystania z kanału zwrotnego na obu wyjściach,
- bardzo wysoka separacja wyjść TV i R gwarantująca zachowanie płaskiej charakterystyki amplitudowej każdego wyjścia niezależnie od obciążenia drugiego.
 Gniazdo R-TV |
 Gniazdo R-TV-SAT |
 Gniazdo R-TV "myszka" |
2.4 Sznur abonencki
Kable (sznury) abonenckie służą do podłączania urządzeń odbiorczych (odbiornik telewizyjny, radio, odbiornik telewizji satelitarnej) do gniazda abonenckiego. Odpowiednio do istniejących wymagań dotyczących całkowitego ekranowania instalacji antenowych chodzi tutaj więc o kabel współosiowy najlepiej w podwójnym ekranie (oplot plus folia). Stosowane złącza powinny również zapewniać skuteczne ekranowanie. Na końcach sznura abonenckiego przeznaczonego do gniazd klasycznych są umieszczane zawsze wtyk i nasadka IEC. Dzięki temu jest zapewniona - przy stosowanym obecnie systemie połączeń wtykowych - niezamienialność złącz urządzeń. Ponadto takie kable mogą być stosowane jako przedłużacze. W przypadku gniazd typu "myszka" zamiast nasadki IEC stosuje się wtyk F.
 Sznur abonencki klasyczny |
 Sznur abonencki do gniazd "myszka" |
2.5 Korektory
Tłumienie kabla poza długością i typem jest silnie zależne od częstotliwości. Również prawie wszystkie pozostałe elementy cechują się tłumieniem zależnym od częstotliwości. Obliczenia instalacji muszą być zatem przeprowadzone dla wielu istotnych częstotliwości. Uwzględnieniu tłumienia zależnego od częstotliwości należy poświęcić dużo uwagi. Poza tym przy instalacjach szerokopasmowych są stosowane regulacje tłumienia szerokopasmowego lub wąskopasmowego, tzw. korektory tłumienia. Takie elementy mają charakterystykę tłumienia zależną od częstotliwości, która jest przeciwstawiana tłumienności kabla i elementów. Przebieg może być ustawiony na stałe lub regulowany w wartości bezwzględnej i w zależności od częstotliwości. Takie korektory są przeważnie potrzebne w większych instalacjach i występują jako podzespoły wtykowe lub oddzielne elementy składowe.
Jeżeli w koncepcji instalacji odpada np. przewidziane wcześniej łącze kablowe, wówczas w jako układ zastępczy należy zastosować tzw. substytut kablowy w postaci podzespołu, powinien on mieć wartość bezwzględną i charakterystykę częstotliwościową tłumienia kabla (zasadniczy wymóg przy wielkich instalacjach).
2.6 Przyłącze domowe
W instalacjach telewizji kablowej stosuje się bardzo często tzw. przyłącze domowe (House connecting point) spełniające funkcję interfejsu między instalacją kablową i domową. W najprostszym przypadku po przyłączu domowym może być zainstalowane przyłącze abonenckie. Na rys.3 przedstawiono przykład takiego przyłącza domowego zapewniającego pojemnościowe rozdzielenie przewodu wewnętrznego. Urządzenie takie zawiera złącze pomiarowe oraz zabezpieczenie przepięciowe (iskrownik). Przyłącze domowe ma małe tłumienie przelotowe rzędu 0,5...0,8dB oraz dużą izolację między wejściem i wyjściem przy zamknięciu wejścia rezystorem 75ohm.
Rys.3 Schemat przyłącza domowego
Równocześnie należy podkreślić, iż czasami są stosowane również przyłącza zapewniające podwójną izolację galwaniczną między wejściem dołączonym do kablowej sieci doprowadzeniowej i wyjściem dołączonym do instalacji budynkowej. Dzięki izolacji zarówno przewodu wewnętrznego, jak i zewnętrznego takie przyłącza mogą być w szczególności stosowane do eliminowania zakłóceń powodowanych prądami wyrównawczymi.
Autor: Aleksy Kordiukiewicz
