Navrhovanie SMATV systémy so softvérom SatNet od firmy TERRA

Program SatNet môžte stiahnúť z ftp servera DIPOL
We are very pleased to announce that SatNet 3.0 software has received the Award of the Ministry of Economy for the most innovative product or technology presented on the Elektrotechnika 2014 fair in Warsaw, Poland.
Realizácia veľkého SMATV systému by sa mala riadiť projektom s ohľadom na informácie, ako je úroveň vstupného signálu, úroveň signálu na výstupe aktívnych prvkov, útlm káblov a pasívnych prvkov systému, ako sú odbočovače, rozbočovače a zásuvky.
Navrhovanie SMATV systémov so softvérom TERRA SatNet
Video ukazuje proces návrhu multiswitchového systému s využitím softvéru SatNet od spoločnosti Terra.
Plánovanie siete a dizajn s použitím papiera a ceruzky je pracný a nesie so sebou riziko chýb. Bezplatný softvér od TERRA - SatNet 2.0.2 - umožňuje navrhovať inštalácie založené na zariadeniach vyrábaných touto spoločnosťou. Program umožňuje pripraviť projekt v grafickej podobe, určiť úroveň signálu vo všetkých zásuvkách a overiť, či sú v súlade s normami a rozhodnúť, či použiť vyrovnávacie funkcie zosilňovača. Program umožňuje užívateľovi archivovať projekty.

Rodina zariadení TERRA umožňuje vytvárať veľmi veľké SMATV systémy (až do 1000 výstupov) s rôznymi možnosťami, s centralizovaným aj decentralizovaným zdrojom.
Predtým, než navrhnete systém, mali by ste poznať jeho komponenty. Na začiatok uvádzame stručný prehľad bohatej ponuky multiprepínačov TERRA a pomocných zariadení.
Multiswitche
Kaskádová sieťová architektúra umožňuje jednoduché pripojenie ďalších multiswitchov pomocou výstupov z posledných úrovni multiprepínača a vstupov na ďalšiu úroveň. Rozdelenie na podsiete (obvykle pre distribúciu signálov na schodiskách) sa uskutočňuje pomocou rozbočovača alebo vodovodného kohútika. Príkladová kaskádová sieť je znázornená na obr. 8. Hardvérová implementácia siete je založená na kaskádovitých multiswitchoch série MS. Tie sú napájané zo zosilňovača alebo zdroja napájania (18 V DC na výstupe) pripojeného k poslednému multiprepínaču v kaskáde. Tento typ multiprepínačov má pasívnu pozemnú TV trasu a nedovoľuje nastaviť zisk SAT cesty.
Multiprepínača sú určené pre tie najjednoduchšie siete, najmä do 32 zásuviek. Takéto inštalácie založené na jednotlivých MSR multiprepínačoch zvyčajne nepotrebujú špeciálne konštrukcie, pokiaľ obsahujú dlhé káble pre prenos. Multiprepínače sú vhodné aj pre navrhovanie radiálnych sietí, ktoré sa skladajú z viac než jedného zariadenia. V týchto inštaláciách hlavné trasy distribuujú signály do radiálnych multiprepínačov cez odbočovače.
Multiprepínače majú aktívnu pozemú trasu a poskytujú možnosť nastavenia zisku danej trasy a - v prípade multiprepínača s 9 vstupmi - jednej SAT trasy (pozície).
Vlajková loď spoločnosti TERRA. Veľké možnosti v oblasti škálovateľnosti siete. Inštalácia niekoľkých stoviek zásuviek môže vyžadovať iba jeden napájací zdroj. Hlavnou myšlienkou siete je výstavba signálovej magistrály, ktorá distribuuje signály do každej podsiete s MSV multiprepínačmi (príklad - obr. 10).
Multiprepínače majú aktívnu terestriálnu trasu a poskytujú možnosť nastavenia zisku trasy, ako aj jednu alebo dve satelitné trasy (nezávisle na Lo a Hi pásmach).
Séria Distribúcia signálov z jedného satelitu
Distribúcia signálov z dvoch satelitov
MS 553 kaskádovité,
4 výstupy
951 kaskádovité,
4 výstupy
554 koncové,
4 výstupy
952 koncové,
4 výstupy
MSR
&
MSV
504 4 výstupy - -
508 8 výstupov 908 8 výstupov
512 12 výstupov 912 12 výstupov
516 16 výstupov 916 16 výstupov
524 24 výstupov 924 24 výstupov
532 32 výstupov 932 32 výstupov
Multiprepínače série MSR a MSV ponúkajú zabudovanú funkciu vyrovnávania kábla (kompenzácia vyšších strát pre vyššie frekvencie) a zoskupujú výstupy podľa úrovne signálov (pre rôzne vzdialenosti do zásuviek).
Viac informácií o multiprepínačoch a multiswitchových systémoch si môžete prečítať v článkoch Vyberte si multiswitch... and Profesionálne multiswitchové systémy
Zosilňovače
Distribúcia signálov z jedného satelitu Distribúcia signálov z dvoch satelitov
SA-501

Vstavaný napájací zdroj, 5 vstupov a 5 výstupov, možnosť napájania iných zariadení po výstupných linkách H

SA-901

vstavaný zdroj, 9 vstupov a 9 výstupov, možnosť napájania ďalších zariadení cez výstupné vedenie (H)

SA-511

napájané cez vstupné linky (H), 5 vstupov a 5 výstupov, možnosť napájania ďalších zariadení cez výstupné vedenie (H)

SA-911

napájané cez vstupné vedenie (H), 9 vstupov a 9 výstupov, možnosť napájania ďalších zariadení cez výstupné vedenie (H)

 

Zosilňovače umožňujú samostatné nastavenie všetkých satelitných liniek (zisk až 22 dB) a pozemnej TV trasy (zisk až 17 dB). Okrem toho je každý zosilňovač vybavený gombíkom umožňujúcim kompenzáciu útlmu kábla. Maximálna výstupná úroveň zosilňovača je 114dBuV (IMD3).
Vďaka inovatívnej koncepcie spoločnosti Terra (napr. centralizovaného napájania zo zosilňovača) je dôležitým parametrom zosilňovača maximálna prúdová kapacita. Zosilňovače rady SA sú schopné poskytovať prostredníctvom linky H až 2A (jeden multiswitch rady MSV vyžaduje asi 100 mA).
Splittery
Distribúcia signálov z jedného satelitu Distribúcia signálov z dvoch satelitov
SS-504 rozdelenie signálu na 2 podsiete, útlm 4dB SS-904 rozdelenie signálu na 2 podsiete, útlm 4dB
SSQ-508 rozdelenie signálu na 4 podsiete, útlm 8dB SSQ-908 rozdelenie signálu na 4 podsiete, útlm 8dB
Zdroj v pozícii "ON" vedie prúd cez "H" trasy. SSQ rozbočovače majú tieto spínače dva.

Odbočovače
Distribúcia signálov z jedného satelitu Distribúcia signálov z dvoch satelitov
SS-510 útlm odbočovača 10 dB SS-910 útlm odbočovača 10 dB
SS-515 útlm odbočovača 15 dB SS-915 útlm odbočovača 15 dB
SS-520 útlm odbočovača 20 dB SS-920 útlm odbočovača 20 dB
Zdroj sa prepína do polohy "ON", čo umožňuje viesť prúd cez všetky odvetvia, v pozícii "OFF" len v hlavnej trase.

Vyzbrojení základnými znalosťami o zariadeniach SMATV od spoločnosti Terra, môžeme pokračovať v preskúmaní možnosti programu SatNet.
SatNet2.0 - základné informácie
  • freeware program, ktorý možno stiahnuť z FTP servera DIPOL,
  • na rovnakej adrese je k dispozícii prezentácia softvérových funkcií (tutorial.exe),
  • plánujú sa ďalšie verzie so zlepšenou funkcionalitou,
  • bez potreby inštalácie,
  • požadovaný OS: Windows 98, XP, Vista,
  • minimálne systémové požiadavky: 1GHz CPU, VGA 768x1024.
Možnosti programu
Tento program umožňuje navrhnúť SMATV systémy s kalkuláciami navrhnutých úrovní terestriálnych a satelitných signálov pre každú zásuvku v sieti. To inštalatérovi/dizajnérovi, sediacemu za monitorom, umožňuje predpovedať, aké zariadenia budú pre distribúciu signálov potrebné a aké nastavenia v podobe zisku a úroveň káblového vyrovnania bude poskytovať požadované výsledky. V 99% prípadov sa jedná o nastavenie plne korešpondujúce s optimálnymi hodnotami v reálnych sieťach.
Popis ikon v SatNet2.0
Fig. 1. Icons of devices
Fig. 2. LNB, terestriálna TV anténa, kabeláž, účastnícka zásuvka
Simulácia sa začína pri stlačení ikony úplne napravo.
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.
Recenzia dostupných možností konfigurácie
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).
  • definovanie prijateľných úrovní signálu v účastníckych zásuvkách/zástrčkách
  • určené prenosové káble s útlmom [dB/m]
Fig. 3. tab "Options"
Voľbou karty "Options" môže užívateľ definovať prijateľné úrovne signálu do zásuviek/zástrčiek. Ako pravidlo by tieto hodnoty mali byť nastavené medzi 50 až 70 dBuV pre SAT TV a medzi 60 až 85 dBuV pre pozemnú televíziu.
Hodnoty útlmu zásuvky/zástrčky nájdete v katalógovej karte produktu. Predvolené hodnoty sa všeobecne od skutočnosti moc neodchyľujú.
Program SatNet umožňuje zvoliť typ kábla pre distribučnú sieť. Predvolenými možnosťami sú 4 typy: RG-59, RG-6, RG-7, RG-11. Kliknutím na pole "Custom" môže užívateľ zadať názov a útlm iných káblov, napr. TRISET-113. Jeho útlm na úrovni 1GHz možno nájsť v katalógovej karte. Tiež to môžte vyčítať z tabuľky uvedenej nižšie (rovnako ako pre ďalší kábel - RG-6). Hodnoty útlmu pre iné frekvencie sú vypočítané na základe algoritmu vyvinutého vývojármi softvéru. Počas simulácie je vidieť, že útlm rastie s frekvenciou, ktorá sa zhoduje so skutočnými parametrami káblov.
Frekvencia
[MHz]
Útlm [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
  • hodnotenie vstupných úrovní satelitných signálov
Hodnotenie umožňuje posúdiť úroveň satelitnýchho signálov v mieste systému a je to veľmi užitočné, ak sa nedajú zmerať fyzicky. Spustíte to pomocou Run -> Path Loss Calculator.
Fig. 4. Path Loss Calculator
Užívateľ by mal definovať pozíciu satelitu (Hotbird 13 ° E, Astra 19,2 ° E), na úroveň EIRP (mapy pokrytia je možné nájsť na webových stránkach operátorov - Eutelsat a SES Astra), súradnice prijímacieho bodu, zisk antény (alebo jeho priemer a účinnosti) a zisk LNB. Po zadaní všetkých údajov a kliknutím na "Vypočítať silu signálu" kalkulačka zobrazí odhadovanú úroveň signálu v mieste príjmu.
Príkladová lokácia: Krakow, Ciepłownicza 40 street
EIRP z Hotbirdu v Poľsku - ca. 50 dBW
Centrála DIPOLu - Krakow, Ciepłownicza 40 street;
Súradnice: N 50° 03' 03" E 20° 00' 13"
Oceľová satelitná parabola: Corab 90cm A9605, zisk 39.1 dBi
LNB: Golden Interstar A9827 (single), zisk 60dB
Odhadovaná úroveň prijímaného signálu: 81 dBuV
  • hodnotenie vstupných úrovní satelitného signálu
    • satelitné signály
Fig. 5. kanalové úrovne (Channel power map)
Po umiestnení LNB na desktopovú aplikáciu a dvojklikom na ňu môže oužívateľ vstúpiť do hodnôt nameraných na vstupe do distribučnej siete. Vzhľadom k tomu multiswitchové systémy využívajú Quatro LNB, hodnoty môžu byť dané pre každý pár s polarizáciou. Tieto údaje zvýšia presnosť simulácie. Avšak, najjednoduchšie riešenie je zaškrtnúť políčko "Použiť priemerné hodnoty", čo stanovuje jednu úroveň pre všetky transpondéry v rámci jedného páru polarizačného pásma bola odhadnutá pomocou vstavanej kalkulačky - viď krok vyššie).
Okno tiež obsahuje LNB okno pre zadanie nameranej hodnoty. Všetky dáta je možné uložiť pre budúce použitie.
    • terrestriálne TV signály
Fig. 6. Terestriálne kanálové úrovne (Channel power map)
Podobne ako satelitné signály, môže užívateľ zadať úrovne pre pozemné TV signály. V tomto prípade sa počtom transpondérov rozumie počet prijímaných kanálov. Zatiaľ čo v prípade satelitného signálu nie je tak dôležité zadať namerané hodnoty, výkonné úrovne terstriálnych kanálov by mali byť definitívne namerané, pretože sa môžu výrazne líšiť v dôsledku mnohých dôvodov.
Pre príkladovú lokalizáciu (Krakow, Cieplownicza 40 street)
terestriálne TV úrovne merané meračom TM-3000 R10502 sú:
Kanál Frekvencia [MHz] Signálové úrovne [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
Prípadové štúdie
Prípad 1
Fig. 8. Simulácia kaskádovej siete
Popis inštalácie: kaskádová sieť so 16 výstupmi, založené na 3 kaskádovitých multiprepínačoch MS-553 a jednom koncovom multiprepínači - MS-554. Distribúcia satelitných signálov z jedného satelitu, na jedno schodisko (štyri poschodia, každý so štyrmi výstupmi).
Po navrhnutie siete a spustení simulácii, farby zásuviek hovoria, či je úroveň výstupných signálov v rámci limitov stanovených používateľom. Ak je všetko v poriadku, sú zásuvky označené zelenou, červená znamená nadmerný signál (riziko preťaženia prijímacieho zariadenia), modrá - príliš slabý signál (nedostatočný pomer S/N).
Obr. 8. ukazuje výsledky simulácie. Vo všetkých zásuvkách sú satelitné signály v rámci prijateľných limitov. Kliknutie na výstupný konektor umožňuje podrobné testovanie úrovne signálu v celom frekvenčnom rozsahu.
Multiprepínače TERRA série MS majú pasívnu pozemnú cestu. Útlm odbočovača v pásme pozemného televízneho vysielania je 18 dB. Preto sieť popísaná vyššie poskytuje príliš nízku úroveň pozemného vysielania v koncovej zásuvke. Kliknutím na modré miesto získa užívateľ informáciu o nedostatočných detailoch, vrátane čísel kanálov a vypočítaných hodnôt úrovní. Obr. 9. ukazuje frekvenčnú odozvu terestriálnej trasy pre jednu zo zásuviek.
Obr. 9. Funkcia analýzy - frekvenčná odozva terestriálnej trasy
Na obrázku je vidieť, že úroveň prijímaného signálu je asi 45 dB - nižšia ako predpokladaná minimálna úroveň 15 dB (modrá čiara).
Existujú dve riešenia tohto problému. Prvým z nich je použitie zosilňovača SA-501 alebo SA-511. Avšak, toto riešenie nie je optimálne, pretože zosilnené satelitné signály môžu byť príliš vysoké v hornej časti zariadenia. Vhodnejšie výsledky sú pomocou samosttného domového zosilňovača pre terestriálnu trasu na vstupe distribučnej siete. Príkladom takéhoto zosilňovača je TERRA HA-126 R82303.
Pretože program SatNet nezahŕňa použitie takýchto zariadení, tento problém by mal byť vybavený priamym spôsobom - definovaním úrovne signálu na vstupe terestriálnej trasy na príslušnej úrovni, napr. 102 dBuV. Bude to riešiť problém príliš nízkych pozemných TV signálov v príkladovej sieti.
Prípad 2
Popis inštalácie: sieť so 72 výstupmi, distribúciou signálov z 2 satelitov, rozdelenie do 3 podsietí (3 poschodia) cez odbočovače s rôznym útlmom. MSV multiprepínače umožňujú napájanie celého systému so zosilňovačom SA-901.
Obr. 10. Sieť so 72 výstupmi založená na multiprepínačoch MSV-924
Konštrukcia využíva možnosť nastavenia zisku satelitných trás z multiprepínačov MSV-924.
Dôležitá otázka, ktorú musíme mať na pamäti pri vytváraní sietí s dlhými káblami je káblové vyrovnanie k dispozícii v zosilňovačoch SA. Obr. 11. podáva prehľad o situácii v krajnej zásuvke na druhom poschodí, s a aj bez vyrovnávacej funkcie (-6 dB nastavené pomocou gombíka na zosilňovači SA-901).
Obr. 11. Frekvenčná odozva na výstupe bez (vľavo) a s vyrovnávacou funkciou (vpravo) zo zosilňovača SA-901.
Táto funkcia umožňuje úrovne zaujímavých kaálov v zásuvke. Podľa súčasných noriem, maximálny rozdiel v úrovni celého frekvenčného rozsahu je 12 dB. V prvom prípade je rozdiel asi 10 dB, zatiaľ čo použitie funkcie vyrovnávania kábla to umožňuje znížiť na cca 5 dB.
Prípad 3
Popis inštalácie: sieť so 120 zásuvkami (8 poschodí, 15 apartmánov na každom poschodí)
Fig. 12. SMATV systémm so 120 zásuvkami
Nižšie je časť návrhu vykonaného programom SatNet2.0. Celá sieť je rozdelená splitterom SS-904 do dvoch veľkých podsietí. Všetky zariadenia v podsieťach sú napájané prostredníctvom linky H zo zosilňovača SA-901. Každé schodisko je vybavené odbočovačom a multiprepínačom MSV-916. Použité odbočovače majú rôzny útlm v dôsledku potreby kompenzácie rozdielov úrovne signálu na jednotlivých schodiskách. Vzhľadom na dlhé kábové vedenia používajú zosilňovače SA-901 vyrovnávaciu funkciu.
Fig. 13. Časť návrhu so 120 zásuvkami
Program SatNet2.0 umožňuje navrhnúť SMATV systémy prakticky bez akýchkoľvek obmedzení. Skúsenosti hovoria, že výsledky navrhnuté touto aplikáciou sú optimálne v 99% reálnych situácií. DIPOL srdečne vyzýva dizajnérov a montážne firmy využiť tento program.