Dostosowanie Antenowych Instalacji Zbiorczych (AIZ) do odbioru Naziemnej Telewizji Cyfrowej DVB-T

AIZ pracujące w ograniczonym paśmie częstotliwości

Instalacje realizowane w miejscach z trudnymi warunkami odbioru sygnału DVB-T (COFDM -> COFDM)

Zamiana cyfrowego sygnału DVB-T na analogowy sygnał PAL

Ideą powstania niniejszego dokumentu było przybliżenie przyszłym inwestorom oraz biurom projektowym i instalatorom zagadnień dotyczących zbiorczych instalacji antenowych, a w szczególności ich modernizacji i dostosowania do wymogów naziemnej telewizji cyfrowej DVB-T.

Modernizując daną instalację warto w planach uwzględnić również dystrybucję sygnałów satelitarnych dla cieszących się ciągle największą popularnością wśród widzów cyfrowych platform. W drugiej części opracowania przybliżono zasady planowania tego typu instalacji oraz zaproponowano sprawdzone rozwiązania TERRA. Temat ten interesujący jest również ze względu na projekt rozporządzenia Ministerstwa Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690 z późn. zm.), w którym oprócz opisu technik światłowodowych znaleźć można zapisy dotyczące instalacji multiswitchowych.

Zestawy wzmacniające pracujące w antenowych instalacjach zbiorczych podzielić możemy na dwie najbardziej ogólne grupy:

W przypadku pierwszym, dołożenie programów cyfrowych nie powinno stanowić żadnego problemu i powinno zadziałać niejako „automatycznie”. Jedyną czynnością jaką winien wykonać administrator instalacji jest sprawdzenie, czy wzmacniacz zapewnia odpowiednie wzmocnienie i czy zachowane są wymagane poziomy sygnału na gniazdach końcowych.
Kanały DVB-T powinny być wprowadzane do instalacji TV z poziomem mocy niższym o 6-10 dB w stosunku do poziomu fali nośnej wizji sygnałów TV analogowej. Więcej o pomiarach i parametrach sygnałów cyfrowych oraz o wymogach dla tego typu instalacji przeczytać można w bibliotece Pomiary i wzmacnianie sygnałów cyfrowych.

Sprawa wygląda inaczej w przypadku wykorzystania wzmacniaczy kanałowych. Ich wykorzystanie wymaga ingerencji w już działający system. Wiele z istniejących instalacji działa w oparciu o zestaw wzmacniaczy kanałowych firmy Alcad. Wzmacniacze tej marki instalowane są od 2003 roku w tysiącach lokalizacji.

W zestawie wzmacniaczy kanałowych ZG Alcad jedna wkładka odpowiada za wzmocnienie jednego kanału. Charakterystyka wzmacniacza (odpowiednia liniowość dla całej szerokości kanału DVB-T) powoduje, iż wzmacniacze te stosowane być mogą zarówno dla sygnałów analogowych, jak i cyfrowych DVB-T.
Z reguły, w zestawach obsługujących telewizję analogową znajduje się zasilacz oraz 5-7 sztuk wzmacniaczy kanałowych. Jako że ramka montażowa mieści maksymalnie 12 sztuk wzmacniaczy, modernizacja zestawu polega na dołożeniu kolejnych wzmacniaczy w ilości równej odbieranym multipleksom cyfrowym. W przypadku, gdy multipleks odbierany jest na kanale zbliżonym (maksymalnie +/- 5 kanałów) do któregoś z aktualnie odbieranych kanałów telewizji analogowej który nie będzie wykorzystywany, możliwe jest przestrojenie wybranej wkładki w firmie Dipol.

Inwestorom i wykonawcom stojącym przed wyborem wzmacniaczy dla naziemnej telewizji cyfrowej polecamy stosowanie strojonych cyfrowo wzmacniaczy kanałowych at420 TERRA R82510.

Wzmacniacze te sprawdzą się w każdej zbiorczej instalacji telewizji naziemnej:

Do największych zalet wzmacniaczy serii at TERRA należą:

W skład zestawu wchodzą:

Podwójny, cyfrowy wzmacniacz kanałowy DVB-T z AGC at420 Terra R82510 – wyposażony w dwa niezależne tory wzmacniające, filtry programowane cyfrowo, układ AGC wzmacnia zarówno programy analogowe jak i cyfrowe MUXy DVB-T

Wielowejściowy wzmacniacz FM/VHF/UHF ma400 Terra R82520 z pasmowymi wejściami BIII oraz FM – pozwala na podniesienie poziomu sygnału pochodzącego ze wszystkich wzmacniaczy oraz modulatorów oraz zsumowanie z sygnałami VHF i FM.

Dwukanałowy modulator jednowstęgowy multistandard k. 6-12, 21-69, S1-S40 mt420 Terra R82515 – podwójny jednowstęgowy modulator VSB.

Powyższy zestaw zawiera:

W instalacjach, które w chwili obecnej pracują w pełnym paśmie telewizyjnym i nie korzystają z przemienników częstotliwościowych, modernizacja polegać może wyłącznie na zmianie/rozbudowaniu zestawu wzmacniającego sygnał.

W incydentalnych przypadkach, we fragmentach instalacji, w których położone zostało gorsze okablowanie lub okablowanie uległo zestarzeniu może zajść potrzeba wymiany. Stare, kilkunastoletnie przewody słabej jakości z biegiem czasu tracą swoje początkowe parametry. Parametry kabla ulegają pogorszeniu: tłumienie wzrasta, ekranowanie maleje. To co, co w przypadku telewizji analogowej powodowało delikatne zaśnieżenie na ekranie telewizora, może skutecznie utrudnić odbiór cyfrowy.

Nowo projektowane instalacje winny bezwzględnie wykorzystywać okablowanie renomowanych marek z oznaczeniem „Klasa A” lub wyższym.

Niejednokrotnie zdarza się, iż inwestor pozostawia wykonawcy wolną rękę przy doborze i wykonywaniu okablowania danego obiektu. Ten, szukając oszczędności decyduje się na najtańsze przewody produkowane z założeniem innym niż dystrybucja telewizji (np. przewody typu RG-59). Różnica w tłumieniu sygnału na odcinku 100m i częstotliwości 860MHz dla tego typu przewodu oraz przewodu TRISET-113 wynosi około 18dB! Oznacza to trzykrotny wzrost tłumienia. Okazać się może, że to co w przypadku TV analogowej owocowało delikatnym zaśnieżeniem obrazu i było akceptowalne, w przypadku DVB-T może owocować całkowitymi zanikami obrazu.

W zdecydowanej większości przypadków zestaw antenowy odpowiedzialny za dotychczasowy odbiór sygnału analogowego z powodzeniem będzie sobie radził z odbiorem sygnału cyfrowego. Od strony kompatybilności technologicznej wymiana anten nie jest konieczna, a jedynym wymogiem i warunkiem niezbędnym w tym przypadku jest utrzymanie zestawu w należytej sprawności technicznej. Zaleca się wymianę anten skorodowanych oraz niekompletnych. W szczególności sprawdzić należy stan mocowań anten – sygnał cyfrowy w stosunku do sygnału analogowego cechuje wiele zalet, jednak jego specyfika powoduje, iż istnieje dość wąska granica między obrazem i dźwiękiem idealnej jakości, a ich zupełnym brakiem.

Ograniczona moc emisji sygnału cyfrowego w okresie przejściowym (jednoczesnej emisji sygnału analogowego oraz cyfrowego – może on trwać do kilku lat) powoduje, iż w wielu miejscach odbiór DVB-T jest utrudniony. W takich przypadkach, o ile to możliwe zaleca się wymianę anten, na modele o większym zysku energetycznym.

Największą popularnością w instalacjach zbiorczych cieszą się obecnie anteny typu Tri-Digit A2670. Łączą one w sobie dwie istotne cechy:

Wielokrotnie zdarza się, iż instalatorzy „modernizując” zestawy antenowe dokonują demontażu anten zaprojektowanych do odbioru pasma BIII twierdząc, iż DVB-T działać będzie jedynie na kanałach 21-60(69) pasma UHF. Stwierdzenie takie choć bardzo popularne jest nie do końca prawdziwe.

Pasmo BIII (VHF), w którym nadawane są obecnie kanały analogowej telewizji naziemnej, w przyszłości wykorzystane ma być dla potrzeb emisji cyfrowego radia w standardzie T-DAB.

Pasmo 174-230 MHz, o którym mowa podzielone zostanie na 8 kanałów o szerokości 7 MHz (w chwili obecnej 7 kanałów o szerokości 8 MHz). W każdym z nich zawierać będą 4 „podkanały” dedykowane do nadawania 4 sygnałów radia cyfrowego. W efekcie możliwa więc będzie emisja 32 kanałów cyfrowego radia w standardzie T-DAB.

To jednak nie jedyny powód, dla którego instalatorzy anten powinni wstrzymać się z demontażem omawianych anten.
Obowiązujące w Polsce założenia mówią o tym, iż w przyszłości możliwe będzie wykorzystanie jednego z ośmiu kanałów pasma BIII na potrzeby emisji dodatkowego multipleksu cyfrowej telewizji DVB-T. Warto więc być przygotowanym na taką ewentualność już teraz.

Wszystkie instalacje pracujące wyłącznie w paśmie VHF powinny być zmodernizowane aby zapewniać możliwość dystrybucji programów telewizyjnych również w częstotliwościach pasma UHF.

Wszelkie próby odkładania modernizacji instalacji polegające m.in. na stosowaniu kolejnych przemienników częstotliwości UHF/VHF należy traktować jako rozwiązania tymczasowe. Jako główny powód podać można tutaj wspomniany wcześniej fakt, iż pasmo VHF wykorzystywane będzie w przyszłości do emisji innych usług cyfrowych. W obliczu powyższego kwestia techniczna dotycząca mniejszych możliwości dla przepływności bitowych MUXów w paśmie VHF wynikająca z węższych kanałów jest sprawą drugorzędną.

W sytuacji, w której pojedynczy odbiornik DVB-T podpięty bezpośrednio do anteny umożliwia względnie bezproblemowy odbiór sygnału cyfrowego wiemy, że sygnał taki możemy poddać regeneracji celem dystrybucji w sieci liczącej kilkadziesiąt, czy nawet kilkaset gniazd. Jako wartości progowe, wystarczające dla odbioru sygnału przez jeden odbiornik można przyjąć: 26dB dla MER oraz 10E(-3).

W tego typu sytuacjach podstawową kwestią jest dobór anteny o jak najwyższym zysku energetycznym.
Może jednak zdarzyć się sytuacja, w której zbyt słaby poziom sygnału na wyjściu anteny uniemożliwia jego dystrybucję w instalacji zbiorczej. Jeśli poziom błędów (bitowa stopa błędów BER oraz współczynnik błędu modulacji MER) na antenie jest wysoki, zastosowanie wzmacniaczy kanałowych, czy przemienników częstotliwości może okazać się nieskuteczne.

Stosuje się wówczas regenerator sygnału DVB-T, poprawiający jego jakość. Proces ten polega na odebraniu sygnału DVB-T, demodulacji do strumienia transportowego, a następnie ponownej modulacji COFDM na wybranym multipleksie (funkcja przemiennika). Urządzeniem realizującym taką funkcję jest trans modulator COFDM/COFDM TTX-311 TERRA dostępny na zamówienie.

Osobną kategorię instalacji stanowią sieci telewizyjne, w których problem są przestarzałe odbiorniki kineskopowe lub nowsze, ale bez głowicy MPEG-4 (LCD/Plazma). Odbiorniki takie z przyczyn oczywistych nie są w stanie odbierać programów naziemnej telewizji cyfrowej.

Inwestorzy stojący przed wizją modernizacji tego typu instalacji mają do wyboru jedno z trzech rozwiązań, z których każde posiada zarówno wady jak i zalety. Wybór najbardziej odpowiedniego rozwiązania jest wypadkową liczby gniazd, przewidywanego budżetu oraz indywidualnych preferencji inwestora.

W obu powyższych rozwiązaniach są dostępne dodatkowe funkcje tunerów DVB-T:

Oba, powyższe rozwiązania obejmujące wymianę odbiorników telewizyjnych lub dokupienie do każdego z telewizorów odbiornika DVB-T, są rozwiązaniami uzasadnionymi ekonomicznie w instalacjach o mniejszej liczbie gniazd.

Prezentowane poniżej rozwiązanie oparte na rozwiązaniach firmy TERRA pozwala starym odbiornikom telewizyjnym na uzyskanie dostępu do pełnej palety programów nadawanych w cyfrowych multipleksach DVB-T.

Ideą rozwiązania jest montaż stacji czołowej MMH-3000 TERRA w głównym punkcie dystrybucyjnym instalacji. Stacja ta wyposażona w odpowiednie trans modulatory dokonuje zamiany sygnału cyfrowego na sygnał analogowy. Można przyjąć, iż rozwiązanie to staje się ekonomicznie uzasadnione w instalacjach liczących 30 i więcej gniazd.

W skład zestawu wchodzą następujące elementy:

Jednostki można ze sobą łączyć zwiększając ilość dystrybuowanych programów.

Rozwiązanie to jest elastyczne. Stację łatwo adaptować do zmian od strony nadawczej (zmiana częstotliwości MUXów, usuwanie i dodawanie programów).

Wstęp - polskie regulacje prawne

O tym, jakie wymagania spełniać ma instalacja teletechniczna w budynkach wielorodzinnych mówi rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690 z późn. zm.). Rozporządzenie to zawiera jednak wyłączenie ogólne informacje i wytyczne. W obecnej postaci powoduje, iż o tym jak wyglądać ma infrastruktura budynkowa decydują producenci sprzętu telekomunikacyjnego zachęcając do stosowania swoich rozwiązań. Ponad to, brak konkretnych regulacji spowalnia rozwój instalacji zapewniających dostęp do usług szerokopasmowych i telewizji.

Kierując się chęcią zwiększenia penetracji sieciami światłowodowymi stanowiącymi niewątpliwie przyszłość teletransmisji, Ministerstwo Infrastruktury opracowuje projekt nowelizacji rozporządzenia o którym mowa wcześniej. Projekt ten zakłada m.in. doprowadzenie do każdego gniazda abonenckiego w budynkach mieszkalnych dwóch włókien światłowodowych. Zapewni to konkurencyjność na rynku dostawców sygnału i contentu.

Z drugiej strony projekt rozporządzenia zawiera regulacje dotyczące minimalnych wymogów dla instalacji dystrybuujących sygnał metodą rozsiewczą (telewizja naziemna i satelitarna).

W uzasadnieniu projektu przeczytać można:

Ministerstwo zauważa również, że na chwilę obecną za pośrednictwem platform satelitarnych świadczonych jest około 50 % usług telewizyjnych w Polsce. Jednocześnie wprowadzenie wymogu wyposażenia budynku w jedną instalację zbiorczą do tego celu, pozwoli na wyeliminowanie zjawiska montażu anten satelitarnych na elewacjach, balkonach i innych tego typu miejscach w których, poza zmniejszeniem walorów estetycznych i funkcjonalnych budynków, mogą stanowić potencjalne zagrożenie dla życia i zdrowia jego mieszkańców.

Ponieważ na chwilę obecną rozwój technik światłowodowych dedykowanych do dystrybucji sygnałów telewizyjnych emitowanych drogą rozsiewczą jest stosunkowo wolny, a ceny sprzętu nie pozwalają na swobodne i powszechne stosowanie ich w każdej instalacji, zdecydowano się na wsparcie najbardziej rozpowszechnionej i na dzień dzisiejszy najlepszej techniki dystrybucji – instalacji multiswitchowych wskazując je jako jeden z podstawowych sposobów zapewnienia sygnału w instalacjach zbiorczych.

Dla budynków wielorodzinnych firma DIPOL proponuje rozwiązania multiswitchowe TERRA. Oferowane rozwiązanie szeroko wykorzystywane jest m.in. na rynkach: brytyjskim, niemieckim, australijskim.
W Polsce, od roku 2004, multiswitche TERRA cieszą się niesłabnącym uznaniem i renomą a liczba dużych, zbiorczych instalacji SMATV na nich opartych liczona jest w tysiącach.

Do najważniejszych zalet systemu multiswitchowego TERRA zaliczyć można:

Aplikacja SatNet jest prostym, ale jednocześnie potężnym narzędziem. Powinno ono zainteresować zarówno instalatorów, jak i zawodowych projektantów, ponieważ:

SatNet znacznie przyspiesza projektowanie i realizację instalacji multiswitchowych.

Magistralny system multiswitchowy oparty na urządzeniach serii MSV jest rozwiązaniem sprawdzającym się doskonale w wielokondygnacyjnych, wieloklatkowych budynkach wielorodzinnych.

W skład systemu wchodzą następujące elementy:

Modernizując lub budując nową instalację multiswitchową należy położyć szczególny nacisk na dobór przewodów odpowiedniego rodzaju i jakości.

Szczególne znaczenie mają tutaj:

Ze względu na ilość gniazd oraz ich rozmieszczenie w budynkach wyróżnić możemy dwa podejścia planowania instalacji multiswitchowej w wieloklatkowych budynkach wielokondygnacyjnych.

Rozwiązanie to polega na przeprowadzeniu magistrali kablowej liczącej 5 (9) przewodów Triset-113 E1015 (dla jednego bądź dwóch pozycji satelitarnych) z dachu do piwnicy/garażu/parkingu podziemnego a następnie na dalszym poprowadzeniu magistrali przez kolejne klatki, w których wykonywane jest odprowadzenie i umieszczany multiswitch o odpowiedniej liczbie wyjść.

Magistrala kablowa prowadzona jest z dachu do piwnicy/garażu/parkingu podziemnego a następnie przez wszystkie klatki. W każdej z klatek wykonywany jest podział magistrali na mniejsze podsieci – okablowanie prowadzone jest w szachtach przez wszystkie kondygnacje. Na każdej z nich wykonywane są odprowadzenia do wszystkich gniazd końcowych. Liczba gniazd w obrębie całego budynku, czy jednej klatki jest praktycznie nieograniczona.