Diseño de sistemas SMATV con el software SatNet de TERRA

La implementación de un gran sistema SMATV debe guiarse por el diseño teniendo en cuenta información como los niveles de señales de entrada, los niveles de señal en las salidas de los elementos activos, la atenuación de los cables y los componentes pasivos del sistema como divisores, derivaciones y salidas de abonado.

La planificación y el diseño de redes con papel y lápiz es laborioso y conlleva riesgo de error. El software gratuito de TERRA, SatNet 4.2, permite a los usuarios diseñar instalaciones basadas en los equipos fabricados por la empresa. El programa permite elaborar el proyecto gráficamente, determinar los niveles de señal en todas las tomas, verificar su conformidad con las normas y decidir si se utiliza la función de ecualización de los amplificadores. El programa permite archivar los diseños.

La familia de dispositivos TERRA permite construir sistemas SMATV de gran tamaño (hasta 1000 tomas), con diferentes opciones, tanto con alimentación centralizada como descentralizada.

Antes de diseñar un sistema, es importante conocer sus componentes. Para empezar, presentamos un breve resumen de la amplia gama de multiconmutadores y equipos auxiliares TERRA.

La arquitectura de red en cascada permite la conexión sencilla de múltiples conmutadores utilizando las salidas del último conmutador y las entradas del siguiente. La división en subredes (generalmente para la distribución de señales en escaleras) se realiza mediante divisores o tomas. La Fig. 8 muestra un ejemplo de red en cascada. La implementación de hardware de la red se basa en multiconmutadores en cascada de la serie MS. Se alimentan mediante un amplificador o fuente de alimentación (salida de 18 VCC) conectado al último multiconmutador de la cascada. Este tipo de multiconmutador tiene una ruta de TV terrestre pasiva y no permite ajustar la ganancia de la ruta de satélite.

Los multiconmutadores están diseñados para las redes más sencillas, principalmente de hasta 32 tomas. Estas instalaciones basadas en multiconmutadores MSR individuales no suelen requerir diseños especiales, a menos que incluyan cables de transmisión largos. Los multiconmutadores también son adecuados para diseñar redes radiales compuestas por más de un dispositivo. En estas instalaciones, las rutas principales distribuyen las señales a los multiconmutadores radiales mediante derivaciones.

Los multiconmutadores tienen una ruta terrestre activa y ofrecen la posibilidad de ajustar la ganancia de la ruta y, en el caso de multiconmutadores de 9 entradas, de una ruta SAT (posición).

El producto estrella de TERRA. Ofrece grandes oportunidades de escalabilidad de red. La instalación de varios cientos de tomas de corriente puede requerir una sola fuente de alimentación. La idea principal de la red es la construcción de un bus de señales que entrega las señales a cada subred mediante multiconmutadores de media tensión (ejemplo: Fig. 10).

Los multiswitches disponen de vía terrestre activa y ofrecen la posibilidad de ajustar la ganancia de la vía, así como de una o dos vías SAT (independientemente bandas Lo y Hi).

Los multiconmutadores de las series MR/MSR y MV/MSV incorporan una función de ecualización de cable (compensación de mayores pérdidas para frecuencias más altas) y agrupan las salidas según los niveles de señal (para diferentes distancias a las salidas).

Puede leer más sobre multiswitches y sistemas multiswitch en el artículo Multiswitches TERRA – nueva calidad de los sistemas SMATV.

Los amplificadores permiten el ajuste independiente de todas las líneas de satélite (ganancia de hasta 22 dB) y la ruta de TV terrestre (ganancia de hasta 17 dB). Además, cada amplificador cuenta con un control de pendiente (o interruptores discretos para la serie net5) que permite compensar la atenuación del cable. El nivel máximo de salida de los amplificadores es de 114 dBuV (IMD3).

Gracias a los conceptos innovadores de la empresa Terra (p. ej., la alimentación centralizada desde un amplificador), el parámetro clave de los amplificadores es su capacidad máxima de corriente. Los amplificadores de la serie SA pueden suministrar hasta 2 A a través de las líneas H (un multiconmutador de la serie MV/MSV requiere aproximadamente 90 mA).

El interruptor de paso de CC en la posición "ON" permite el paso de corriente a través de las rutas "H". Los divisores SDQ tienen dos interruptores de este tipo.

Los interruptores de paso de CC en la posición "ON" permiten pasar corriente a través de todas las ramas, en la posición "OFF" sólo en la ruta principal.

Armados con los conocimientos básicos del equipo SMATV de la empresa Terra, podemos proceder a estudiar las posibilidades del programa SatNet.

La aplicación permite diseñar sistemas SMATV calculando los niveles proyectados de señales terrestres y satelitales para cada toma de la red. Esto permite al diseñador/instalador, sentado frente al monitor, predecir qué dispositivos se necesitarán para distribuir las señales y qué ajustes, como la ganancia y el nivel de ecualización del cable (pendiente), proporcionarán los resultados deseados. En el 99 % de los casos, estos ajustes se corresponden plenamente con los valores óptimos en redes reales.

La simulación comienza al presionar el ícono del extremo derecho.

Aviso: La versión ++4.2+++ de la aplicación permite diseñar sistemas mixtos con las versiones antiguas y nuevas de los equipos Terra, lo cual resulta especialmente útil para la expansión de sistemas existentes. Dado que los dispositivos pueden tener diferentes configuraciones de entrada, el software permite usar dos tipos de bus multiconmutador con diferente orden de cables. El orden se puede cambiar presionando la tecla Shift una vez. El orden de los cables provenientes del LNB se puede seleccionar seleccionando la opción correspondiente para las señales de entrada (ver más abajo).

En la pestaña "Opciones del Proyecto", el usuario puede definir los niveles de señal aceptables en las tomas de abonado. Por regla general, estos valores deben estar entre 50 y 75 dBuV para televisión por satélite y entre 60 y 85 dBuV para televisión terrestre.

Los valores de pérdida de potencia de la toma de corriente se pueden consultar en la ficha del producto. Los valores predeterminados no suelen diferir significativamente de la realidad.

El programa SatNet permite seleccionar el tipo de cable para la red de distribución. Las opciones predeterminadas incluyen cuatro tipos: RG-59, RG-6, RG-7 y RG-11. Al hacer clic en el campo "Personalizar", el usuario puede introducir el nombre y la atenuación de cualquier otro cable, por ejemplo, TRISET-113. Su atenuación a 1 GHz se encuentra en la ficha de catálogo. También se puede consultar en la tabla a continuación (al igual que para otro cable, el RG-6). Los valores de atenuación para otras frecuencias se calculan mediante un algoritmo desarrollado por los desarrolladores del software. Durante la simulación, se observa que la atenuación aumenta con la frecuencia, lo cual coincide con los parámetros reales de los cables.

La evaluación permite evaluar los niveles de señal satelital en la ubicación del sistema y es muy útil cuando no se pueden medir físicamente. Se inicia seleccionando Ejecutar -> Calculadora de Pérdida de Trayectoria.

El usuario debe definir la posición del satélite (Hotbird 13° E, Astra 19,2° E), el nivel de PIRE (los mapas de cobertura se pueden encontrar en los sitios web de los operadores Eutelsat y SES Astra), las coordenadas del punto de recepción, la ganancia de la antena (o su diámetro y eficiencia) y la ganancia del LNB. Tras introducir todos los datos y hacer clic en "Calcular potencia de señal", la calculadora mostrará el nivel de señal estimado en el punto de recepción.

PIRE de Hotbird en Polonia - ca. 50 dBW

Sede de DIPOL - Cracovia, calle Cieplownicza 40;
Coordenadas: N 50° 03' 03" E 20° 00' 13"

Antena parabólica de acero: Corab 90 cm A9607, ganancia de 39,1 dBi
LNB: Golden Interstar A9827 (sencillo), ganancia de 60 dB

Tras colocar el LNB en el escritorio de la aplicación y hacer doble clic en él, el usuario puede introducir los niveles medidos en la entrada de la red de distribución. Dado que los sistemas multiconmutador utilizan cuatro LNB, se pueden obtener los valores para cada par de bandas de polarización. Estos datos aumentarán la precisión de la simulación. Sin embargo, la solución más sencilla es marcar la casilla "Usar valores promedio", determinando un nivel para todos los transpondedores dentro de un par de bandas de polarización (el nivel estimado con la calculadora integrada; consulte el paso anterior).

La ventana también incluye un cuadro de corriente LNB para ingresar el valor nominal. Todos los datos se pueden guardar para futuras consultas.

Similarly to the satellite signals, the user can input the power levels of the terrestrial TV signals. In this case, the number of transponders means the number of received channels. While in the case of satellite signals it is not so important to enter measured values, the power levels of terrestrial channels should be definitely measured as they may differ very much due to many reasons.

Descripción de la instalación: Red en cascada con 16 tomas, basada en tres multiconmutadores cascadables MS-553 y un multiconmutador de final de línea MS-554. Distribución de señales de satélite desde un satélite, en una sola escalera (cuatro plantas, cada una con cuatro tomas).

Tras diseñar la red y ejecutar la simulación, los colores de las salidas indican si los niveles de las señales de salida se encuentran dentro de los límites especificados por el usuario. Si todo está correcto, las salidas se marcan en verde; rojo significa señal excesiva (riesgo de sobrecarga del equipo receptor), azul, señal demasiado baja (relación señal/ruido inadecuada).

La Fig. 8 muestra los resultados de la simulación. En todas las salidas, las señales del satélite se encuentran dentro de límites aceptables. Al hacer clic en la salida, se puede examinar detalladamente el nivel de la señal en todo el rango de frecuencias.

Los multiconmutadores TERRA de la serie MS tienen una ruta terrestre pasiva. La atenuación de derivación en la banda de TV terrestre es de 18 dB. Por lo tanto, la red descrita anteriormente proporciona niveles demasiado bajos de señales terrestres en las tomas terminales. Al hacer clic en el punto azul, el usuario obtiene información sobre los detalles de la deficiencia, incluyendo las características de frecuencia. La figura 9 muestra la respuesta en frecuencia de la ruta terrestre para una de las tomas.

La figura muestra que el nivel de la señal recibida es aproximadamente 45 dB, 15 dB inferior al nivel mínimo asumido (línea azul).

Existen dos soluciones para este problema. La primera es el uso del amplificador SA-51/SA-51D. Sin embargo, esta solución no es óptima, ya que los niveles de las señales de satélite amplificadas pueden ser demasiado altos en la parte superior de la instalación. Se obtienen resultados más adecuados mediante el uso de un amplificador de edificio independiente para la vía terrestre a la entrada de la red de distribución. Un ejemplo de este tipo de amplificador es el TERRA HA-126 R82303.
Dado que el programa SatNet no incluye el uso de estos dispositivos, este problema debería resolverse de forma indirecta, definiendo el nivel de la señal a la entrada de la vía terrestre a un nivel adecuado, por ejemplo, 102 dBuV. Esto resolverá el problema de las señales de televisión terrestre demasiado bajas en la red de ejemplo.

Descripción de la instalación: Red con 72 salidas, distribución de señales de 2 satélites, división en 3 subredes (3 escaleras) mediante tomas con diferente atenuación. Los multiconmutadores de media tensión permiten alimentar todo el sistema con el amplificador SA-91L.

El diseño aprovecha la posibilidad de ajustar la ganancia de las trayectorias satelitales de los multiconmutadores MV-924.

Un aspecto importante a considerar al diseñar redes con tramos largos de cable es la ecualización de las características del cable disponible en los amplificadores SA. La Fig. 11 muestra la situación en la salida más alejada de la segunda escalera, tanto con como sin ecualización (ajuste de -6 dB con el control de pendiente del amplificador SA-91L).

Esta función permite nivelar los canales de interés en la toma. Según la normativa vigente, la diferencia máxima de niveles en todo el rango de frecuencias es de 12 dB. En el primer caso, la diferencia es de aproximadamente 10 dB, mientras que la función de ecualización de las características del cable permite reducirla a aproximadamente 5 dB.

Descripción de la instalación: red con 120 puntos de venta (8 escaleras, 15 apartamentos en cada escalera - 5 pisos, cada uno con 3 apartamentos)

A continuación se muestra una parte del diseño realizado con el programa SatNet4.2. La red se dividió en dos grandes subredes mediante un divisor SD-904. Todos los dispositivos de las subredes se alimentan mediante líneas H desde el amplificador SA-91L. Cada escalera está equipada con una toma y un multiconmutador MV-916. Las tomas utilizadas tienen diferente atenuación debido a la necesidad de compensar las diferencias de nivel de señal en cada escalera. Debido a la longitud del cable, los amplificadores SA-91L utilizan la función de ecualización (pendiente).

El programa SatNet4.2 permite a los usuarios diseñar sistemas SMATV prácticamente sin restricciones. La experiencia demuestra que la configuración sugerida por la aplicación es óptima en el 99 % de las situaciones reales. DIPOL anima sinceramente a diseñadores e instaladores a utilizar este programa para sus tareas.