Odbiór telewizji satelitarnej
Równolegle do klasycznego, naziemnego odbioru radia i telewizji występuje odbiór satelitarny. Do odbioru satelitarnego jest przeznaczony zakres SHF od 3GHz do 30GHz. Dzięki dużej szerokości pasma jest możliwa duża ilość kanałów transmisyjnych. W ostatnich latach burzliwego rozwoju telewizji satelitarnej została bardzo skutecznie rozwinięta mikrofalowa technika antenowa. Chociaż jej początki sięgają techniki linii radiowych i techniki radarowej. Strona naukowo-teoretyczna mikrofalowej techniki antenowej opanowała już chyba wszystkie zagadnienia podstawowe. Obecnie główny nacisk jest skierowany na aspekty technologiczne, w szczególności na technologię półprzewodnikową elementów elektronicznych.
Już od połowy lat czterdziestych istniały pierwsze propozycje zastosowania satelitów - jako stacji przekaźnikowych - do przesyłania informacji przy "połączeniu wzrokowym" między anteną nadawczą i odbiorczą. Do tego celu satelity nadają się doskonale. Składają się one z urządzenia odbiorczego i nadawczego (tzw. transponder). Sygnał jest doprowadzany do urządzenia odbiorczego satelity z naziemnej stacji radiowej w zakresie częstotliwości łącza nadającego do góry (up-link). Przy transmisjach radiodyfuzyjnych naziemna stacja radiowa otrzymuje sygnał ze studia. W satelicie sygnał jest odbierany, przekształcany, wzmacniany i za pomocą urządzenia nadawczego nadawany do określonego obszaru Ziemi (łącze do dołu wzgl. down-link). Technika ta do dzisiaj rozwija się bardzo burzliwie. Bezpośrednie doprowadzanie sygnałów radiowych za pomocą satelitów okazało się bardzo korzystne, w szczególności przy wykorzystaniu tzw. satelitów geostacjonarnych (synchronicznych).
1. Satelity
Satelity geostacjonarne znajdujące się nad równikiem Ziemi w odległości 35634km nad jej powierzchnią, tzn. na orbicie z promieniem około 42000km, lecą z prędkością około 11000km/h z zachodu na wschód. Przy tych warunkach prędkość kątowa satelitów jest równa prędkości obrotowej Ziemi. Taki satelita wydaje się - z punktu widzenia obserwatora znajdującego się na powierzchni Ziemi - "być nieruchomym" nad równikiem. Anteny odbiorcze na Ziemi nie muszą więc ciągle nadążać (być naprowadzane) za takim nadajnikiem satelitarnym. Są one montowane na stałe i tylko raz dokładnie ukierunkowywane. Wyjątkiem są tutaj bardzo duże i silnie ogniskujące anteny z dużym zyskiem, które muszą być naprowadzane z powodu nieuniknionych małych wahań parametrów orbity satelity.
Określenie "satelita telekomunikacyjny" (łącznościowy) jest pojęciem nadrzędnym. Rozróżnia się następujące grupy satelitów:
- satelity telekomunikacyjne (przesyłanie rozmów telefonicznych, programów telewizyjnych, danych),
- telewizyjne satelity dystrybucyjne (dystrybucja programów telewizyjnych, np. do sieci kablowych, anten zbiorowych i indywidualnych),
- DBS - Direct Broadcast Satellite (satelity do bezpośredniej transmisji radia i telewizji do abonenta),
- satelity łączności lotniczej, radiowej i nawigacyjne,
- satelity przekaźnikowe,
- satelity wojskowe,
- satelity amatorskie.
Dla telewizji i radia znaczenie mają trzy pierwsze satelity. Dwa pierwsze typy są już w praktycznym użyciu od dłuższego czasu i cieszą się rosnącą popularnością. Trzeci jest satelitą wielkiej mocy nadawczej przewidzianym pierwotnie wyłącznie do bezpośredniego zasilania programowego przy najmniejszych nakładach dotyczących strony odbiorczej. Te typy satelitów nie osiągnęły jednak pierwotnie planowanego znaczenia. Przyczyna zawiera się w niekorzystnych technicznych relacjach parametrów, drogiej metodzie transmisji z nierozpoznawalnymi przez abonenta zaletami i z bardzo ograniczoną ofertą programową (poza odbieralnymi z innych satelitów). Do takiego stanu rzeczy doprowadził również burzliwy rozwój techniki odbiorczej. Dzisiaj satelity dystrybucyjne można odbierać za pomocą sprzętu, jaki kiedyś planowano dla DBS. Prawdziwy boom satelitarnej techniki odbiorczej powstał na bazie satelitów telekomunikacyjnych i dystrybucyjnych TV, po umożliwieniu swobodnego odbioru tej kategorii satelitów. Satelity te istnieją w bardzo dużej ilości i z bardzo obszerną ofertą programową.
Transmisje satelitarne nie są już obecnie ograniczone tylko do TV, bardzo często przesyła się programy radiowe (stereo i mono). W każdym satelitarnym kanale TV jest możliwe przesyłanie obok fonii telewizyjnej również wielu innych podnośnych dźwięku za pomocą tzw. metody Wegenera. Dzięki takiemu rozwiązaniu jest realizowany dobry odbiór fonii z jakością FM w wielu językach i stereofonicznie jako dźwięku towarzyszącego telewizji oraz odbiór samodzielnych programów radiowych. Zupełnie nową kategorię tworzą transmisje cyfrowe programów radiowych i telewizyjnych. Tutaj przechodzi się niestety coraz częściej do kodowania programów. Płatne pakiety są dobrym rozwiązaniem dla nadawców, lecz niekoniecznie dla odbiorców, którzy muszą płacić abonament za odbiór takich programów.
Istnieje tylko jedna geostacjonarna orbita satelitarna nad równikiem, na której muszą być umieszczone wszystkie satelity geostacjonarne. Istnieją tutaj międzynarodowe porozumienia; każdemu satelicie jest przydzielona odpowiednia pozycja, która odpowiada określonemu miejscu nad długością kątową Ziemi. Ponadto na każdej pozycji orbitalnej można umieścić kilka satelitów. Wraz z dalszym rozwojem telekomunikacyjnej techniki satelitarnej gęstość obłożenia orbity geostacjonarnej będzie coraz większa. Satelity mogą nadawać na jednakowych częstotliwościach, zatem nie mogą być stosowane anteny bardzo małe (z małym ogniskowaniem). Ponadto anteny z większą kierunkowością zapewniają lepszy odbiór w trudnych warunkach atmosferycznych.
| Zakres [GHz] | Zakresy częstotliwości up-link (ziemia- satelita) [GHz] |
Zakresy częstotliwości down-link (satelita-ziemia) [GHz] |
| 30/20 | 27,0-31-0 | 17,7-21,2 |
| 14/11 | 12,7-13,25 14,0-14,8 17,3-18,1 |
10,7-12,75 |
| 8/7 | 7,9-8,4 | 7,25-7,75 |
| 6/4 | 5,85-7,075 | 3,4-4,2 4,5-4,8 |
W tabeli 1. dokonano przeglądu istotnych obecnie zakresów częstotliwości. Obecnie na orbicie geostacjonarnej znajduje się wiele satelitów, które nadają różnorodne programy telewizyjne i radiowe do określonych obszarów ziemi. Same satelity, ich parametry i obłożenie programowe podlegają częstym i ciągłym zmianom. Aktualne stany można uzyskać z odpowiednich czasopism fachowych oraz aktualnych materiałów renomowanych producentów anten. W przeciwieństwie do naziemnej techniki odbiorczej, przy projektowaniu której za podstawę muszą służyć ciągle odpowiednie pomiary na miejscu odbioru, przy odbiorze satelitarnym projektowanie względnie koncepcja instalacji odbiorczej są możliwe stosunkowo prosto w bardzo dokładny sposób czysto obliczeniowy. Z mocy nadawczej względnie gęstości strumienia mocy odbieranego satelity można określić dla zadanej jakości odbioru (C/N - stosunek nośna / szum) niezbędną średnicę anteny i współczynnik szumów instalacji odbiorczej. Omawianie tych zagadnień przekracza jednak ramy niniejszego opracowania. W codziennej praktyce najczęściej wystarczy doświadczenie instalatora lub obserwacja wielkości anteny u sąsiada. Odpowiedni dobór wielkości anteny zapewnia bardzo dobrą jakość i bezpieczeństwo odbioru. Jeżeli średnicę anteny zredukuje się z 0,9m do 0,6m, wówczas zysk anteny zmniejsza się o co najmniej 3dB. To zaś oznacza, że w przypadku małej rezerwy w stosunku do progu FM (decydującego o jakości obrazu) należy się liczyć z chwilowym pogarszaniem się odbioru. Przez stosunkowo duże odcinki czasu odbiór będzie jednak dobry. Gęstość strumienia mocy zmienia się także w zależności od regionu; we wschodnich regionach Polski potrzebne są większe anteny.
2. Instalacja odbiorcza
Zasadniczo instalacja odbiorcza dzieli się na trzy istotne grupy:
- antena odbiorcza (przede wszystkim antena paraboliczna w różnych modyfikacjach, w tym offsetowa),
- jednostka zewnętrzna (konwerter w różnych wykonaniach i części dodatkowe),
- jednostka wewnętrzna (tuner, urządzenia stacji czołowej, odbiornik TV z tunerem satelitarnym).
Antena odbiorcza musi mieć wymagany zysk i wystarczającą kierunkowość. Jednostka zewnętrzna przemienia odbierany zakres częstotliwości SHF względnie wiele zakresów częściowych na pierwszą częstotliwość pośrednią od 950 do 2150MHz, która jest przesyłana za pomocą jednego lub kilku kabli do jednostki wewnętrznej. Ta zaś służy do wyboru kanału z częstotliwości pośredniej (selektor kanałów) i do demodulacji FM. Na wyjściu otrzymuje się pasmo podstawowe (zakres częstotliwości wizyjnych, system PAL, Secam lub NTSC, podnośna fonii, dane). Tradycyjne pasmo podstawowe np. w systemie kolorowym PAL jest doprowadzane albo łącznie (sygnał composite), albo ze składowymi (R, G, B, Y, U, V, fonia, czasami dane) do telewizora bezpośrednio (złącza audio/video, SCART) lub za pomocą modulatora jest przenoszone w konwencjonalnym standardzie na dowolny niezajęty kanał (najczęściej kanał UHF 30 do 40).
W antenowych instalacjach zbiorowych przy niewielkiej liczbie abonentów pierwsza p.cz. satelitarna może być rozprowadzana do abonentów (tzw. instalacje sąsiedzkie). Stosowane są do tego celu multiswitche (przełączniki wielokrotne). Służą one do przełączania doprowadzonych oddzielnymi przewodami kilku sygnałów satelitarnych z różnych polaryzacji i przesyłania ich do wielu tunerów TV-SAT. Dzięki takiemu rozwiązaniu wybór sygnałów satelitarnych jest przeprowadzany niezależnie dla każdego odbiornika. W instalacji multiswitchowej każdy odbiornik pracuje, jakby był podłączony do własnej anteny satelitarnej.
Technika instalacyjna u abonenta odpowiada przy tym technice stosowanej przy odbiorze indywidualnym, tzn. każdy posiada odbiornik satelitarny i może wybierać swoje programy z satelity. Przy odbiorze wielu satelitów z odpowiednią różnorodnością programów w AIZ jest realizowana obróbka każdego kanału satelitarnego i dalsze przesyłanie w tradycyjny sposób.
2.1. Antena satelitarna
Wielkość reflektora anteny satelitarnej, 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 stosunkowo małe (duży kąt otwarcia charakterystyki pierwotnej), wówczas znaczne części energii pierwotnej są wypromieniowywane poza krawędzią reflektora (overspill) i znikają z kierunku promieniowania głównego - skutkiem jest zbyt mały zysk. Zysk całkowity anteny parabolicznej wynika z sumy zysku powierzchni (uwzględnienie współczynnika skuteczności powierzchni) i zysku promiennika.
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 występuje częściowe zasłanianie powierzchni reflektora. Udział procentowy cienia pochodzącego z konwertera staje się odpowiednio większy przy mniejszych średnicach anten. Dlatego też zasilanie centralne jest stosowane w praktyce tylko przy stosunkowo dużych antenach parabolicznych, przy których cień konwertera jest procentowo nieznaczny i możliwy do pominięcia.
Antena satelitarna paraboliczna Televes
zasilana centralnie
Wady te są całkowicie wyeliminowane przy stosunkowo małych antenach dzięki zasilaniu offsetowemu. Przy tym reflektor jest kształtowany jako odpowiedni wycinek paraboli i 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 geometryczna. Jednak zalety zasilania offsetowego przeważają, w szczególności przy małych antenach.
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 optymalnie właściwymi typami anten (dotyczy to zarówno anten zasilanych centralnie, jak i offsetowo). Widać to zresztą w praktyce. Przy antenach parabolicznych należy wskazać również na to, że reflektor sam w sobie nie jest zależny od częstotliwości i polaryzacji. Te parametry są określane wyłącznie przez promiennik i elementy elektroniczne.
Dla wszystkich rodzajów anten parabolicznych nie istnieją elektryczne najwyższe granice zysku i kierunkowości (w przeciwieństwie do wszystkich innych typów anten). Granica tych właściwości jest określona wyłącznie przez wielkość anteny i 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.
Całkiem oczywistą zaletą przy odbiorze satelitarnym - w przeciwieństwie do odbioru naziemnego - jest to, że dzięki dużej kierunkowości satelitarnych anten odbiorczych nie istnieją żadne zakłócenia powodowane przez odbicia. Dzięki temu odbiór satelitarny jest preferowany przez to coraz bardziej, o ile tylko pożądane programy mogą być osiągane przez satelity.
Każda satelitarna antena odbiorcza musi być dokładnie ukierunkowana na satelitę. Wymagane jest ustawienie kąta wzniesienia (elewacji) i ustawienie w płaszczyźnie poziomej (azymut). Mocowanie anteny musi zapewniać takie ustawianie. Rozróżnia się tzw. zawieszenia azymut/elewacja i tzw. zawieszenia "polarmount".
Ustawianie azymutu i elewacji anteny TV-SAT
(rysunek zaczerpnięto z materiałów Televes)
Pierwszy rodzaj służy do stałego ustawiania anteny na jednego satelitę, drugi rodzaj umożliwia odchylanie anteny do odbioru wielu względnie wszystkich dostępnych satelitów TV. Do zdalnego sterowania systemów "polarmount" jest jeszcze niezbędny siłownik antenowy w połączeniu z pozycjonerem. Pozycjonery występują jako samodzielne urządzenia, bądź też są częścią odbiorników satelitarnych. Pozycjonery umożliwiają automatyczne ukierunkowywanie anteny "polarmount" przy wywołaniu pożądanego programu (ponieważ wszystkie dane są zapamiętywane). W celu odbioru sygnałów z kilku satelitów w przypadku antenowej instalacji zbiorowej (AIZ) i sieci telewizji kablowej należy zastosować odpowiednio kilka anten ze specjalnym systemem zasilającym.
Szczególnym przypadkiem równoczesnego odbioru sygnałów z różnych satelitów jest tzw. "zez". Rozwiązanie to polega na umieszczeniu dwóch konwerterów w ognisku i w jego pobliżu tej samej anteny. Tak bardzo często odbiera się sygnały z satelitów "Astra" i "Hot Bird" umieszczonych na dwóch bliskich siebie pozycjach geostacjonarnych. Eliminuje się w ten sposób konieczność stosowania dwóch anten lub siłownika z pozycjonerem. To rozwiązanie praktycznie wyeliminowało stosowanie siłowników i pozycjonerów z odbioru domowego.
Mocowanie typu zez 7508
do anten 800mm Televes
Jeżeli przy systemie zasilającym kabel współosiowy z wtykiem są umieszczone na wolnym powietrzu w sposób niechroniony, to należy zastosować specjalne środki uszczelniające. Przy obudowach odpornych na warunki atmosferyczne obejmujących wszystkie elementy, takie dodatkowe środki nie są konieczne.
2.2. LNB - Konwerter
Do jednostki zewnętrznej poza anteną należy jeszcze kompletny system zasilający (potocznie nazywany konwerterem), który służy do przetworzenia energii SHF z ogniska anteny parabolicznej, do jej wzmocnienia i odpowiedniej przemiany w pierwszą p.cz. satelitarną na wyjściu. 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...12,75GHz na pierwszą p.cz. satelitarną 950...2150MHz. Ponadto konwerter wzmacnia sygnał oraz zapewnia możliwość przełączania sygnałów emitowanych w polaryzacji poziomej i pionowej oraz przełączania między pasmami Low Band (10,70...11,7GHz) i High Band (11,7...12,75GHz). LNC różnią się głównie pod względem współczynnika szumów i osiąganego wzmocnienia.
Należy też zauważyć, iż podawane przez niektórych producentów wartości szumów rzędu 0,1dB graniczą raczej z magią niż z rzeczywistością. Poza tym transmisja cyfrowa stawia przed konwerterem nieco inne wymagania, które dotyczą przede wszystkim stabilności pracy oscylatora lokalnego (heterodyny). I to jest najważniejsze, a nie wyśrubowane współczynniki szumów, czy wzmocnienia.
Budowa konwertera satelitarnego
W skład LNB wchodzą również - oprócz konwertera elektronicznego LNC - promiennik i przełącznik polaryzacyjny. Ponieważ obecnie rozpowszechniły się konwertery zintegrowane, stąd niewielu pamięta o tych bardzo istotnych elementach.
Promienniki służą do zbierania energii promieniowanej 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), ogólnie jest stosowany tutaj 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 promiennik może być przymocowany bezpośrednio do LNC.
Przełączniki polaryzacji nie są obecnie stosowane w praktyce jako oddzielne urządzenia i dlatego pominiemy ich omawianie. Należy wspomnieć jedynie, że na początku rozwoju techniki satelitarnej występowały przełączniki mechaniczne, później pojawiły się przełączniki magnetyczne.
Schemat blokowy konwertera satelitarnego
Na początku toru elektrycznego konwertera satelitarnego znajdują się wzmacniacze niskoszumowe zbudowane na tranzystorach HMT. Wzmacniają one sygnał mikrofalowy obu polaryzacji uzyskiwany za pomocą antenek umieszczonych w promienniku. Po wstępnym wzmocnieniu sygnał jest kierowany do przełącznika polaryzacji H/V sterowanego za pomocą napięcia zasilającego 14/18V. Po wybraniu określonej polaryzacji sygnał mikrofalowy jest jeszcze raz wzmacniany, następnie filtrowany i doprowadzany do mieszacza. Do mieszacza jest również doprowadzany sygnał heterodyny. Częstotliwość tego sygnału 9,75/10,6GHz jest przełączana za pomocą sygnału 0/22kHz. W ten sposób przełącza się pasma częstotliwości. Na wyjściu mieszacza otrzymuje się sygnał częstotliwości pośredniej, który po selektywnym wzmocnieniu jest doprowadzany na wyjście konwertera.
Wnętrze konwertera satelitarnego
Na powyższej fotografii przedstawiono wnętrze konwertera satelitarnego. Można tutaj zauważyć antenki służące do odbioru sygnałów mikrofalowych obu polaryzacji.
Konwertery 1-wyjściowe
Podstawowym typem jest konwerter pojedynczy SINGLE służący do odbioru indywidualnego TV-SAT na jednym tunerze. Obecnie stosuje się w zasadzie tylko konwertery pełnopasmowe (FULL-BAND, UNIVERSAL) przystosowane do odbioru sygnałów nadawanych w zakresach 10,70-11,70GHz i 11,70-12,75GHz. Najczęściej w sprzedaży występują konwertery z przełączaną częstotliwością heterodyny 9,75/10,60GHz. Przy takim konwerterze tunery satelitarne z głowicą pracującą w zakresie 950-2150MHz nie mają żadnych braków w odbiorze. Ponadto tuner satelitarny powinien mieć możliwość przełączania pasm za pomocą sygnału 22kHz. Polaryzację przełącza się napięciem 14/18V służącym do zasilania konwertera.
Konwerter SINGLE
7475 Televes
Swego rodzaju odmianą konwertera SINGLE jest konwerter MONOBLOCK. Są to w zasadzie 2 konwertery umieszczone we wspólnej obudowie razem 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.
Konwerter Monoblock Single
7611 Televes
Dotychczasowe kryteria przełączania instalacji satelitarnej - 14/18V i 22kHz - 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 po raz pierwszy technikę cyfrową do sygnalizacji poleceń. Stąd też pochodzi nazwa Digital Satellite Equipment Control. Zasadę działania systemu DiSEqC przedstawiono na końcu opracowania.
Konwertery wielowyjściowe
Najpopularniejszym chyba konwerterem 2-wyjściowym jest TWIN. Są to 2 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.
Konwerter Twin 7478 Televes
Należy podkreślić, że występują również konwertery Monoblock Twin. Taki konwerter obsługuje dwa odbiorniki, 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.
Konwerter Monoblock Twin
LMTP-04H
Konwerter QUATTRO ma 4 niezależne wyjścia: 10,7-11,7GHz z polaryzacją V, 10,7-11,7GHz z polaryzacją H, 11,7-12,7GHz z polaryzacją V i 11,7-12,75GHz z polaryzacją H i jest przeznaczony do instalacji sąsiedzkich z przełącznikami wielokrotnymi (multiswitchami) oraz do stacji czołowych TVK.
Na wyjściach konwerterów QUATTRO są stosowane następujące oznaczenia:
HH (Horizontal High - zakres częstotliwości 11,75 - 12,75GHz) - sterowanie 18V/22kHz,
HL (Horizontal Low - zakres częstotliwości 10,7 - 11,75GHz) - sterowanie 18V/0kHz,
VH (Vertical High - zakres częstotliwości 11,75 - 12,75GHz) - sterowanie 14V/22kHz,
VL (Vertical Low - zakres częstotliwości 10,7 - 11,75GHz) - sterowanie 14V/0kHz.
Konwerter Quattro/Quad
Konwerter QUAD z wbudowanym multiswitchem 4/4 jest przeznaczony do odbioru 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.
Istnieje rownież konwerter OCTO z wbudowanym multiswitchem 4/8 przeznaczony do odbioru programów satelitarnych na ośmiu pracujących niezależnie tunerach. Można go traktować jako osiem konwerterów pełnozakresowych umieszczonych w jednej obudowie, które działają niezależnie od siebie.
Konwerter Octo IDLB-OCTL40 Inverto
2.3. Odbiornik satelitarny
Konwencjonalne odbiorniki telewizyjne nie mogą obrabiać sygnałów satelitarnych pierwszej p.cz. w dotychczasowej technice układowej, zatem niezbędne są specjalne urządzenia. Odbiornik satelitarny ma zasadniczo zadanie, aby z doprowadzonej pierwszej p.cz. satelitarnej dokonać wyboru kanału (tuner, selektor kanałów), spowodować niezbędną selekcję i wzmocnienie oraz zdemodulować sygnał satelitarny modulowany częstotliwościowo. W ten sposób otrzymuje się pasmo podstawowe. To może odpowiadać dotychczasowym systemom naziemnym (Pal, Secam, NTSC), najczęściej jednak jest stosowana inna częstotliwość podnośna fonii głównej niż przy dotychczas stosowanych systemach naziemnych. Często są zawarte w paśmie podstawowym podnośne Wegenera. Przy dotychczasowym systemie np. PAL w najprostszym przypadku należy jeszcze zdemodulować podnośną fonii FM, aby otrzymać m.cz. Na odpowiednich złączach odbiornika jest zwykle do dyspozycji pasmo podstawowe oraz sygnały audio i wideo. Sygnały te mogą być doprowadzane np. bezpośrednio do odbiornika TV lub magnetowidu. Na występującym często wyjściu w.cz. jest do dyspozycji również remodulowany kompletny sygnał TV w kanale UHF zgodnym z normą naziemną.
Bardzo istotnym parametrem tunerów satelitarnych jest tzw. próg FM. Jeżeli powyżej progu FM wartość C/N zmienia się o 1dB, wówczas w taki sam sposób zmienia się również wartość S/N (stosunek sygnał / szum) o 1dB (proporcjonalność). Próg FM jest tym punktem, przy którym przy redukcji wartości C/N o 1dB odpowiada redukcja S/N o następny decybel ( razem 2dB). Charakterystyka przechodzi tutaj więc w zakres nieliniowy i poniżej progu FM nie jest już możliwy odbiór satelitarny. Już przed osiągnięciem progu FM są widoczne na ekranie zakłócenia ("rybki") i słyszalne trzaski w fonii. W celu uniknięcia strat jakości i zaniku odbioru należy dążyć do osiągnięcia 3 do 4dB powyżej progu FM. Próg FM przy nowoczesnych, wysokiej jakości odbiornikach leży przy 6...8dB. W przypadku instalacji zbiorowych należy dążyć do minimalnej rezerwy wynoszącej 5 do 6dB (C/N=14dB).
Coraz więcej programów jest nadawanych w wersji cyfrowej. Do ich odbioru potrzebne są specjalne tunery cyfrowe. Zasada działania tunerów cyfrowych jest w zasadzie taka sama, jak tunerów analogowych. Różna jest tylko postać obrabianego sygnału. W obu systemach przesyłane sygnały telewizyjne są modulowane odpowiednio w sposób analogowy i cyfrowy. W systemach cyfrowych dochodzi jeszcze do tego kompresja sygnałów telewizyjnych. Dzięki temu jest możliwa transmisja programów z większą rozdzielczością lub transmisja większej ilości kanałów ze standardową rozdzielczością przy tej samej szerokości pasma. Dzięki cyfrowej kompresji obrazu i dźwięku jest możliwe przesłanie 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.
Tuner satelitarny ORTON 4160CX PLUS
Najważniejszymi parametrami określającymi odbiór cyfrowy są:
- SL (Signal Level) - poziom odbieranego sygnału.
- SQ (Signal Quality) - jakość odbieranego sygnału; określa możliwości odbioru i jest wypadkową BER i 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 telewizji cyfrowej należy zaliczyć:
- odbiorniki satelitarne FTA umożliwiające tylko odbiór kanałów niekodowanych,
- odbiorniki satelitarne z wbudowanym modułem dostępu warunkowego umożliwiające odbiór kanałów kodowanych tylko w ściśle określonych systemach kodowania,
- odbiorniki satelitarne CI (Common Interface) umożliwiające instalację zewnętrznego modułu dostępu warunkowego przeznaczonego do rozkodowywania konkretnych systemów,
- odbiorniki satelitarne dedykowane do konkretnych platform cyfrowych działające najczęściej tylko z kartą platformy (wyjęcie karty powoduje natychmiastową blokadę odbiornika);
- odbiorniki satelitarne z wbudowanym dyskiem twardym umożliwiające nagrywanie programów.
Odbiorniki satelitarne CI - ang. Common Interface są wyposażone w złącze umożliwiające podłączenie modułów dekodujących. Takie rozwiązanie umożliwia rozszerzanie odbiornika o możliwość pracy z różnych systemach kodowania. Zatem odbiornik satelitarny w 2 złączami CI zapewnia podłączenie do niego 2 modułów umożliwiających odbiór 2 różnych kodowanych platform telewizji cyfrowej. Kupując taki tuner satelitarny mamy urządzenie uniwersalne, które możemy rozbudować. Należy o tym pamiętać już przy zakupie tunera satelitarnego, gdyż później nie da się już zamontować takiego złącza. A w zasadzie każdy system kodowania platform telewizji cyfrowej jest dostępny w postaci modułu. Należy oczywiście pamiętać, iż do prawidłowej pracy należy jeszcze do każdego modułu włożyć aktywną kartę abonamentową. W zasadzie wszystkie odbiorniki z modułami dostępu warunkowego umożliwiają odbiór programów niekodowanych FTA.
3. Cyfrowa technika DiSEqC
Nowoczesne systemy satelitarne mają coraz częściej znacznie szersze możliwości sterowania poszczególnymi elementami, niż produkowane przed kilku laty. Oprócz standardowego już przełączania polaryzacji napięciem 14/18V i pasma częstotliwości sygnałem 22kHz stosuje się sterowanie cyfrowe. Przesyłanie poleceń DiSEqC jest realizowane za pomocą kluczowania sygnału 22kHz. Sygnał 22kHz 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. 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, to istnieje wystarczająco adresów rezerwowych.
* W bajcie polecenia są przesyłane komendy sterujące (np. pasmo dolne, polaryzacja pozioma).
* Jeżeli jest niezbędne przesyłanie danych dodatkowych, 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:
- standard (czarny napis),
- standard z dodatkowym tekstem: "Digital Satellite Equipment Control",
- inwersja (biały napis),
- inwersja z dodatkowym tekstem.
Aktualnie obowiązują następujące standardy DiSEqC:
- 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 wynosi jest przełączane i wynosi 14/18V. Gdy zostaną zastosowane tylko elementy DiSEqC, napięcie zasilające wyniesie 12V, ponieważ przełączanie polaryzacji (pozioma / pionowa) również jest przejmowane przez DiSEqC. Kompatybilność w fazie wprowadzania polega na tym, że DiSEqC pracuje również z dotychczasowymi napięciami 14 i 18V. Dzięki sygnalizacji niezależnej od poziomu napięcia (bez przełączania 14/18V) znikną znane problemy progu przełączania spowodowane spadkami napięć na przewodach. Poza tym większość konwerterów pracuje z wewnętrznym napięciem zasilania wynoszącym 12V. Dotychczas 6 z 18V 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 do 1 odbiornika satelitarnego.
Przełącznik satelitarny DiSEqC 2.0 VECTOR
Autor: Aleksy Kordiukiewicz
Ofertę sprzętu do odbioru telewizji satelitarnej wraz z opisami, fotografiami i kartami katalogowymi można obejrzeć w naszym katalogu internetowym AVAL.
