Μεταλλαγή συχνότητας IF σε IF για δορυφορική διανομή
Η λύση σε προβληματικά καλωδιακά δίκτυα
Featured | Η τεχνολογία της μεταλλαγής συχνότητας IF σε IF μοιάζει να ήρθε και …να έφυγε, χωρίς να το πάρει κανείς είδηση! Η λύση της μεταλλαγής για διανομή δορυφορικών προγραμμάτων, μπορεί να δώσει το παρόν της εκεί όπου σταματάνε οι πολυδιακόπτες και οι δέκτες QPSK-PAL. Ωστόσο, ελάχιστα την έχουμε δει στην πράξη. Είναι πράγματι μια τεχνολογία που βγήκε για να προσπεραστεί, χωρίς καν να εφαρμοστεί;
Παρά τα χρόνια της, η μεταλλαγή συχνότητας IF σε IF δεν έχει εφαρμοστεί σε μεγάλη έκταση από τους τεχνικούς. Αφορά τη διανομή δορυφορικών προγραμμάτων μέσω καλωδιακού δικτύου και θυμίζει πολύ στην εφαρμογή της, την τεχνολογία της διανομής QAM. Όμως, στο χώρο αυτό, συναντάμε και τους πολυδιακόπτες, οι οποίοι κυριαρχούν στην αγορά και στην πλειοψηφία των εφαρμογών. Η τεχνολογία παρουσιάζει ορισμένα πλεονεκτήματα σε σχέση με τις άλλες “ανταγωνιστικές” εφαρμογές στο χώρο της διανομής δορυφορικών και είναι άξιο απορίας που αυτά τα χαρακτηριστικά δεν την έχουν φέρει στο προσκήνιο. Παρακάτω, θα δούμε την τεχνολογία IF-IF τόσο θεωρητικά, αλλά κυρίως πρακτικά μέσω της δοκιμής με ένα Headend μεταλλαγής.
Η θεωρία της τεχνολογίας
Μια μονάδα μεταλλαγής συχνότητας IF σε IF, συντονίζει στην είσοδό της ένα δορυφορικό πακέτο (transponder) συχνότητας 950–2150MHz και στην έξοδό της παρέχει το πακέτο, πάλι σε συχνότητα 950-2150 ΜΗz. Μπορεί η διαδικασία αρχικά να φαίνεται εντελώς ανούσια, αλλά δεν είναι καθόλου. Το δορυφορικό πακέτο, είναι απαλλαγμένο από πόλωση και τάση, με αποτέλεσμα να μπορεί να κυκλοφορήσει ανενόχλητο στο καλωδιακό δίκτυο και να τροφοδοτήσει μια οποιαδήποτε πρίζα, τερματική ή διέλευσης! Μάλιστα, σε αντίθεση με την τεχνολογία QAM, για τη θέαση του πακέτου χρειάζεται ένας κοινός δορυφορικός δέκτης QPSK.
Αυτό που κάνει πολύπλοκη τη διανομή των δορυφορικών προγραμμάτων και μας προβληματίζει τόσο πολύ, σε σχέση με τη διανομή των επίγειων, είναι η πόλωση και ο τόνος των δορυφορικών καναλιών. Εξαιτίας αυτών των δύο, ο δορυφορικός δέκτης πρέπει να στείλει στο δίκτυο τάση (13V ή 18V) και τόνο (0 ή 22kHz), ώστε να κατευθύνει το Universal LNB, για το ποια μπάντα να συντονίσει. Αυτό λοιπόν που κάνουν οι μονάδες μεταλλαγής IF σε IF, είναι να απαλλάσσουν τα δορυφορικά πακέτα από την μπάντα τους και να τα παρέχουν τα κανάλια προς το καλωδιακό δίκτυο, έτοιμα για λήψη από τους κοινούς δέκτες QPSK, χωρίς την ανάγκη αποστολής τάσης και πόλωσης. Φυσικά, μετά από ένα κέντρο μεταλλαγής IF σε IF, το δίκτυό μας υποστηρίζει τα πακέτα που παρέχει το κέντρο και όχι όλο το δορυφόρο, που στοχεύει το κάτοπτρο.
Η τεχνολογία στην πράξη
Για τη δοκιμή της τεχνολογία συνθέσαμε το κέντρο της εικόνας 1, το οποίο αποτελούταν από πέντε μονάδες μεταλλαγής IF σε IF, το τροφοδοτικό τους και ο broadband ενισχυτής. Οι συγκεκριμένες μάλιστα μονάδες, είχαν τη δυνατότητα να συντονίσουν δύο δορυφορικά πακέτα, η κάθε μια, σε ισάριθμες εισόδους (IF-IF Twin Converters). Έτσι, λοιπόν, μετά τη ρύθμιση του κέντρου, λάβαμε στην τελική έξοδο δέκα συνολικά πακέτα, προς διανομή, σε καλωδιακό δίκτυο. Ο προγραμματισμός του κέντρου ήταν πολύ εύκολος και λιτός, με βασικές παραμέτρους τις ρυθμίσεις συχνότητας εισόδου και εξόδου. Για να εκμεταλλευτούμε πλήρως τις μονάδες, ρυθμίσαμε τα πακέτα σε όσον το δυνατό χαμηλότερες συχνότητες IF, ξεκινώντας από τους 1000MHz. Όπως γνωρίζουμε, στις υψηλές συχνότητες της περιοχής IF, οι απώλειες των σημάτων στα καλώδια είναι αρκετά υψηλές, οπότε είναι θετικό να τις υποβιβάσουμε σε χαμηλότερες, ώστε να διευκολυνθούμε κάπως στη διανομή. Οπότε, εντέλει, τα δέκα πακέτα κατέλαβαν την περιοχή συχνοτήτων από 1000-1450 MHz, με διαφορά 50 MHz μεταξύ τους, εξαιτίας του εύρους που καταλαμβάνει το καθένα (36MHz).
Να διευκρινίσουμε στο σημείο αυτό, ότι ο προγραμματισμός των μονάδων πραγματοποιείται στις συχνότητες της IF μπάντας κι όχι της Ku (10.600MHz–12.750MHz), εφόσον το κέντρο έρχεται έπειτα από τον υποβιβασμό που πραγματοποιεί το LNB στα σήματα και αυτές είναι οι πραγματικές τους πλέον συχνότητες. Οπότε, για τη ρύθμιση των σημάτων στις εισόδους των μονάδων, αφαιρούμε τον τοπικό ταλαντωτή (9750MHz για σήματα μεταξύ 10.600–11.750MHz και 10.600MHz για σήματα μεταξύ 11.750 και 12.750MHz).
Στις εικόνες 2, 3 και 4, έχουμε τα φάσματα που λάβαμε από τις εξόδους του κέντρου. Στην εικόνα 2, έχουμε τις κυματομορφές και των δέκα δορυφορικών πακέτων, πλήρως ισοσταθμισμένες στην περιοχή συχνοτήτων, που επιλέξαμε να οδηγήσουμε μέσω των μονάδων. Για τη ρύθμιση της εξασθένισης των πακέτων, οι μονάδες διέθεταν δύο ρυθμιστικά στην πρόσοψή τους, απλοποιώντας τη διαδικασία. Στην εικόνα 3, μικραίνοντας αρκετά το span στο πεδιόμετρο, λαμβάνουμε το σήμα από το δορυφορικό πακέτο. Έχει πολύ ενδιαφέρον να παρατηρήσουμε το τραπέζιο σχήμα της κυματομορφής του ψηφιακού σήματος, που διαφέρει πολύ από τη γνωστή απότομη κυματομορφή ενός αναλογικού σήματος. Τέλος, στην εικόνα 4 βλέπουμε το φάσμα μας, πριν το εισάγουμε στο καλωδιακό δίκτυο, με ρύθμιση καμπύλης (tilt). Η συγκεκριμένη ρύθμιση κρίνεται άκρως απαραίτητη γι’ αυτήν την εφαρμογή, εφόσον οι διαφορές στις απώλειες την σημάτων στα καλώδια, είναι πολύ διαφορετικές σε αυτές τις συχνότητες. Με τη ρύθμιση της καμπύλης του φάσματος, προσεγγίζουμε όσο μπορούμε την ισοστάθμιση στις πρίζες του δικτύου.
Λήψη των προγραμμάτων στο δέκτη
Το σύστημα είναι συμβατό με ένα κοινό δορυφορικό δέκτη QPSK. Κατά το σετάρισμα του δέκτη, χρειάζεται λίγη προσοχή στη ρύθμιση των συχνοτήτων, εφόσον τα κανάλια πλέον δεν είναι στις κανονικές τους συχνότητες, αλλά στις συχνότητες που επιλέξαμε κατά τον προγραμματισμό του κέντρου. Επειδή όμως όλοι οι οικιακοί δέκτες, για λόγους ευχρηστίας, ρυθμίζουν τα πακέτα στις συχνότητες της μπάντας Ku, θα πρέπει να προσθέσουμε τη συχνότητα του τοπικού ταλαντωτή, για να συντονίσει το πακέτο (εικόνα 6). Όπως δεν προβλημάτισε εμάς ιδιαίτερα το σημείο αυτό, έτσι δεν προβληματίστηκε και ο δέκτης να ανοίξει ταχύτατα όλα τα πακέτα της διανομής και να αποθηκεύσει τα περίπου 200 κανάλια στη μνήμη του (εικόνα 7). Ανοίγοντας ένα κανάλι, οι ενδείξεις του δέκτη για το σήμα του ήταν ικανοποιητικές και η ποιότητα άψογη.
Οι λύσεις που προσφέρει…
Τα δύο ισχυρά λοιπόν πλεονεκτήματα της τεχνολογίας, είναι τα εξής:
1) Διανομή δορυφορικών προγραμμάτων μέσω ομοαξονικού καλωδιακού δικτύου, σε κτίρια όπου διαθέτουν το δίκτυο και δεν μπορούν να πραγματοποιηθούν ηλεκτρολογικές εργασίες για νέες καλωδιώσεις.
2) Παροχή σήματος σε όλες τις πρίζες του κτιρίου, τερματικές ή διέλευσης!
Ένα ακόμα πλεονέκτημα της τεχνολογίας, ουσιαστικά συγκρινόμενη με την τεχνολογία QAM, είναι η δυνατότητα επιλογής οποιουδήποτε δορυφορικού δέκτη DVB-S κυκλοφορεί στην αγορά.
Τα μειονεκτήματα της τεχνολογίας
Συγκριτικά με το μεγάλο τους αντίπαλο, τους πολυδιακόπτες, οι μεταλλάκτες IF-IF υστερούν σε ορισμένα σημεία, με σημαντικότερο αυτό της τιμής. Όσον αφορά το headend, δεν είναι ιδιαίτερα ακριβό, όμως φυσικά είναι ακριβότερο από μια μονάδα πολυδιακόπτη, ακόμη και από αυτές με 18 εξόδους και 16 εισόδους. Στο κόστος όμως της εφαρμογής, πρέπει να συμπεριλάβουμε την αλλαγή ή προσθήκη δορυφορικών ενισχυτών και την αντικατάσταση των πριζών… Μάλιστα, το καλωδιακό δίκτυο, εξαιτίας των υψηλών συχνοτήτων που δύναται να υποστηρίξει, χρειάζεται ειδική προσοχή και μελέτη, σε σύγκριση με τις επίγειες συχνότητες. Ένα ακόμη σημείο που κερδίζει ένας πολυδιακόπτης, είναι η διανομή ολόκληρου του δορυφόρου/ων που λαμβάνει (σε συγκεκριμένο όμως αριθμό πριζών, σε σχέση με τους μεταλλάκτες).
Η πραγματικότητα μιλάει από μόνη της.
Δεν μπορούμε να αγνοήσουμε την ωμή πραγματικότητα του “έξω κόσμου”, πέραν δηλαδή από θεωρίες και αναλύσεις. Σε αυτόν τον κόσμο, η τεχνολογία IF σε IF δείχνει να μην προτιμάται, με τους πολυδιακόπτες να κυριαρχούν στις πολυκατοικίες και τα επαγγελματικά headends QPSK-PAL, να μονοπωλούν σε ξενοδοχειακές εγκαταστάσεις. Παρ’ όλ’ αυτά, ο οποιοσδήποτε τεχνικός δεν πρέπει να αγνοεί την ύπαρξη αυτής της τεχνολογίας, η οποία οπωσδήποτε παρέχει μια επιπλέον λύση ανάμεσα στις επιλογές του.
