Αμφίδρομα ομοαξονικά δίκτυα
Σχεδίαση και υπολογισμός…
Featured | Το ομοαξονικό καλώδιο καλά κρατεί, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για μεγάλα δίκτυα. Είτε πρόκειται για εφαρμογές τηλεόρασης, IPTV, υβριδικά ομοαξονικά-οπτικά HFC δίκτυα, ο κορμός, τα τελικά τμήματα, ή ολόκληρο το δίκτυο μπορεί να στηρίζεται σε ομοαξονικό καλώδιο. Σε αυτό το άρθρο θα ασχοληθούμε και θα αναλύσουμε τον τρόπο μελέτης και σχεδιασμού των καλωδιακών δικτύων, καθώς και τα κριτήρια για την επιλογή των υλικών.
Αμφίδρομα ομοαξονικά δίκτυα
Σε παγκόσμιο επίπεδο, η σύγχρονη κατασκευαστική φιλοσοφία στον τομέα των ασθενών ρευμάτων κατευθύνεται στην εξυπηρέτηση του συνόλου των αναγκών ενός κτιριακού συγκροτήματος, από ένα μόνο δίκτυο. Το δίκτυο που εξυπηρετεί με τον καλύτερο τρόπο πολλαπλές ανάγκες, ενώ ταυτόχρονα προσφέρει τη δυνατότητα εφαρμογής νέων και μελλοντικών τεχνολογιών, είναι το θωρακισμένο καλωδιακό ομοαξονικό δίκτυο. Μέσα λοιπόν από ομοαξονικά καλώδια των 75Ω, έκαναν την εμφάνισή τους τα πρώτα καλωδιακά δίκτυα, που είχαν ως εφαρμογή τη λήψη, επεξεργασία και διανομή επίγειων και δορυφορικών, τηλεοπτικών και ραδιοφωνικών προγραμμάτων.
Πρόσφατα έγινε φανερό ότι τα δίκτυα αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν παράλληλα και για πολλές πρόσθετες εφαρμογές. Ο τρόπος είναι απλός, χρησιμοποιούνται όχι μόνο σαν δίκτυα διανομής κεντρικού σήματος, αλλά σαν αμφίδρομα δίκτυα. Έτσι, παρέχουν πρόσθετες δυνατότητες διακίνησης πληροφοριών, αλληλεπίδραση των χρηστών κ.ά., ενσωματώνοντας όλα τα χαρακτηριστικά που απαιτεί η ψηφιακή τηλεόραση.
Η λογική του καλωδιακού δικτύου (CATV)
Ένα καλωδιακό δίκτυο βασίζεται στη λογική μιας κεντρικής γραμμής (Trunk Line), από την οποία τροφοδοτούνται επιμέρους κλάδοι, με τη χρήση διακλαδωτών άνισης κατανομής (tap-offs), όπου γίνεται η τμηματική διανομή (σχέδιο 1). Έτσι, αφενός κρατάμε το αρχικό μας σήμα ανεπηρέαστο από τις διαδοχικές ενισχύσεις σε όλο το τμήμα του δικτύου, αφετέρου η διανομή στους επιμέρους κλάδους επιτυγχάνεται χωρίς την προσθήκη θορύβου, από τις υπόλοιπες ενισχυτικές διατάξεις του δικτύου.
Ενισχυτές γραμμής
Βασική παράμετρος πριν το σχεδιασμό του δικτύου μας, είναι τα κριτήρια και οι κανόνες, βάσει των οποίων θα γίνει η επιλογή των υλικών που θα χρησιμοποιήσουμε. Το βαρόμετρο για ένα σταθερό δίκτυο, είναι η επιλογή του κατάλληλου ενισχυτή γραμμής
Ο τύπος του ενισχυτή που καλούμαστε να επιλέξουμε, θα πρέπει να εξαρτάται άμεσα από:
- το μέγεθος της εγκατάστασης
- το βαθμό στεγανοποίησης (εφόσον πρόκειται να χρησιμοποιηθεί σε φρεάτιο ή εξωτερικό χώρο)
- τον τρόπο τροφοδοσίας του. Αυτός μπορεί να είναι τηλετροφοδοτούμενος ή αυτοτροφοδοτούμενος (αν δεν υπάρχει παροχή ηλεκτρικού στο σημείο που πρέπει να τοποθετηθεί, τότε πρέπει να επιλέξουμε τηλετροφοδοτούμενο μέσω ομοαξονικού καλωδίου)
- την κλίση της καμπύλης (slope) και το εύρος ρύθμισης της μέσα στη μπάντα
- την ποιότητα των καλωδίων
- τον τρόπο που έχουν τοποθετηθεί τα καλώδια (κατακόρυφες στήλες, διάταξη αστέρα, μικτή διάταξη κ.ά.).
Σημαντικό είναι και το εύρος συχνοτήτων λειτουργίας του ενισχυτή, σε σχέση με το μονοπάτι επιστροφής (return path). Κοινώς, όσο μεγαλύτερο είναι το bandwidth που αφιερώνουμε στο μονοπάτι επιστροφής, τόσο περισσότερο θα έχουμε την δυνατότητα να περάσουμε πιο πολλές αμφίδρομες υπηρεσίες, όπως Pay TV, internet, VoD, VoIP κ.ά.
Στην αγορά υπάρχουν αρκετές επώνυμες εταιρείες, που διαθέτουν διαφορετικά μοντέλα ενισχυτών γραμμής, στα οποία αλλάζει μόνο το εύρος του return path, όπως φυσικά υπάρχουν και μοντέλα ενισχυτών με ενεργό ή παθητικό μονοπάτι επιστροφής (με ενίσχυση ή όχι).
Επίσης, δύο ακόμη σημαντικά σημεία που πρέπει να προσέξουμε, είναι η ρύθμιση των ενισχυτών στο δίκτυο, σε σχέση με τα κανάλια που μεταφέρουμε (πίνακας 1), καθώς και η ρύθμιση της κλίσης καμπύλης, κάτι που σημαίνει διόρθωση και ισοστάθμιση των σημάτων σε σχέση με τη συχνότητα τους και το μήκος της κύριας γραμμής του δικτύου (Trunk Line).
Υλικά διανομής
Τα κριτήρια που πρέπει να προσέξουμε για την επιλογή των υλικών διανομής, έχουν ως εξής:
Καλώδια
Σχετικά με τον τύπο καλωδίου που καλούμαστε να επιλέξουμε σε κάθε δίκτυο, θα πρέπει να λάβουμε υπόψη μας τις εξής παραμέτρους :
- Συνθήκες λειτουργίας, κλιματολογικές συνθήκες.
- Μήκος, Αποστάσεις, Απολήξεις.
- Χρήση σαν κύρια ή δευτερεύουσα γραμμή.
- Είδος διανομής (αστεροειδής ή κλιμακούμενη).
Η καλωδίωση ενός δικτύου πραγματοποιείται με τρεις τύπους καλωδίων:
A) Τύπος RG-245 (για τις κεντρικές γραμμές Trunk Line).
Β) Τύπος RG-11 (για τις ενδιάμεσες διανομές).
Γ) Τύπος RG- 6 (για την τελική παροχή στις απολήξεις).
Διακλαδωτές & Tap Off
Στα παθητικά στοιχεία ενός δικτύου, όπως είναι οι διακλαδωτές και τα Tap off, πέρα από τα χαρακτηριστικά που μας δίνουν οι εταιρείες και θεωρούμε ότι είναι δεδομένα, πρέπει να επισημάνουμε τα παρακάτω:
Α) Αν προορίζονται για εσωτερική ή εξωτερική χρήση. Στη δεύτερη περίπτωση, μας ενδιαφέρει και ο δείκτης IP στεγανοποίησης του υλικού.
Β) Το εύρος ζώνης συχνοτήτων λειτουργίας.
Γ) Αν χρειαζόμαστε διέλευση τάσης ή όχι.
Πρίζες
Στην επιλογή των πριζών που θα εντάξουμε στο δίκτυο, μας ενδιαφέρει άμεσα το εύρος ζώνης διέλευσης συχνοτήτων των πριζών, η απώλεια αποδέσμευσης, η απομόνωσή τους, καθώς και αν επιτρέπουν όδευση επιστρεφόμενων σημάτων. Φυσικά, μας ενδιαφέρει και η συμπεριφορά τους σε όλο το φάσμα συχνοτήτων, που θα μεταδώσουμε μέσα στο δίκτυο.
Σχεδιασμός – Υπολογισμός δικτύου
Η σχεδίαση και ο τρόπος λειτουργίας ενός καλωδιακού δικτύου τηλεόρασης CATV, διαφέρει πολύ από μια κεντρική εγκατάσταση πολυκατοικίας SMATV. Υπάρχουν κανόνες και λεπτομέρειες που πρέπει να τηρηθούν, ώστε το τελικό αποτέλεσμα να είναι ήδη γνωστό, πριν ακόμα αρχίσει η υλοποίησή του. Μόνο έτσι θα αποφύγετε δυσάρεστες εκπλήξεις. Τα ηλεκτρονικά (και ειδικά τα σήματα RF!) πολλές φορές δείχνουν να μη συμμορφώνονται με τη λογική, αλλά όλοι ξέρουμε ότι πάντα υπάρχει εξήγηση.
Για το σχεδιασμό και τον υπολογισμό ενός δικτύου υπάρχουν ειδικά προγράμματα διαφόρων κατασκευαστών, που ενσωματώνουν στα μενού τους σύμβολα υλικών και εξαρτημάτων, καθώς και πλήρεις βιβλιοθήκες από εταιρείες με υλικά RF.
Με αυτά τα προγράμματα μπορούμε να έχουμε πλήρη εικόνα του δικτύου μας καθόλη τη διάρκεια σχεδιασμού του, ενώ παράλληλα μπορούμε να ελέγχουμε σε οποιοδήποτε σημείο του δικτύου, τη στάθμη σήματος και το λόγο C/N.
Στα προγράμματα αυτά μπορούμε να εισάγουμε τις εξής παραμέτρους:
- Μήκη & τύπους καλωδίων, μαζί με τα χαρακτηριστικά τους.
- Τύποι ενισχυτών, καθώς και δυνατότητα ρύθμισης της απολαβής και της κλίσης της καμπύλης που παρέχουν.
- Διακλαδωτές, Tap Offs, κεραίες, κάτοπτρα, LNB, με όλα τα χαρακτηριστικά τους.
- Υλικά, όπως πρίζες, εξασθενητές, τερματικά φορτία, ισοσταθμιστές κ.ά.
Έτσι, μπορούμε να υπολογίσουμε με κάθε λεπτομέρεια τις τελικές στάθμες που θα πάρουμε, με ελάχιστη απόκλιση από το πραγματικό αποτέλεσμα. Όπως καταλαβαίνετε, ένα τέτοιο πρόγραμμα είναι πολύτιμο εργαλείο για οποιονδήποτε τεχνικό ασχολείται με μελέτες και κατασκευές τέτοιου είδους καλωδιακών δικτύων.
Πιστοποίηση
Συνήθως, με την ολοκλήρωση ενός έργου απαιτείται και η παράδοση της πιστοποίησης αυτού. Αυτό σημαίνει ότι χρειάζεται να καταχωρίσουμε τις μετρήσεις από όλα τα σημεία λήψης (πρίζες), πιθανώς και σε σημεία αναφοράς (Headends και στους επιμέρους ενισχυτές γραμμής), με όργανο καταγραφής μετρήσεων (Data logger). Οι μετρήσεις αυτές, συνήθως σχετίζονται με την απολαβή, τη στάθμη θορύβου και τη διαφορά εικόνας – ήχου, σε συγκεκριμένες ή όλες τις συχνότητες που μεταδίδουμε στο δίκτυο, αναλόγως βέβαια με το τι θα μας ζητήσουν.
Για το σκοπό αυτό, πρέπει να επεξεργαστείτε και να μεταφέρετε τις μετρήσεις σε πίνακα γραφημάτων (σχέδιο 2) οριοθετώντας τις επιτρεπτές απολαβές, δηλαδή τις τυπικές τιμές στάθμης σήματος, για τη σωστή λήψη αναλογικών έγχρωμων τηλεοπτικών σημάτων (κατά CCIR). Αυτές είναι:
- Ελάχιστη στάθμη: 57dΒμV
- Μέγιστη στάθμη: 84dΒμV
Συμπεράσματα
Η μελέτη, ο σχεδιασμός, ο υπολογισμός και η σωστή επιλογή των υλικών, όπως αντιλαμβάνεστε, αποτελούν βασικούς παράγοντες, οι οποίοι όχι μόνο θα ρυθμίσουν το τελικό αποτέλεσμα, αλλά θα καθορίσουν και το κατά πόσο είναι σωστή και αδιάλειπτη η λειτουργία ενός καλωδιακού ομοαξονικού δικτύου διανομής (CATV).
