1.
โครงสร้างของระบบ CATV
ระบบ CATVเป็นระบบส่งสัญญาณทีวีผ่านสายนำสัญญาณไปตามบ้านเป็นระบบส่งสัญญาณ
ทีวีที่ใช้กันมานานแล้วเช่นเดียวกัน
โดยใช้ในการส่งในหมู่บ้านหรือในเมืองที่มีพื้นที่ไม่มากนักปัจจุบันระบบ
นี้นอกจากจะใช้ในลักษณะดังกล่าวแล้ว
ยังใช้ในการแก้ปัญหาการรับภาพไม่ได้ในตัวเมืองที่มีตึกสูง ๆ ด้วย
2 . อุปกรณ์ที่ใช้ในระบบ
CATV
การป้อนสัญญาณในระบบ CATV นั้น เนื่องจากเป็นการป้อนสัญญาณที่เป็นพื้นที่กว้าง
ๆ
และจำนวนเอาต์เลตทีวีก็อาจจะมีจำนวนเป็นหลาย ๆ ร้อย หรือหลาย ๆ พันจุดก็ได้
นอกจากนั้น
การเดินสายและติดตั้งอุปกรณ์ยังอยู่ภายนอกอาคารเป็นส่วนใหญ่
2.1 อุปกรณ์ในเฮดเอนด์
สายอากาศที่ใช้ในระบบ CATV นั้น โดยทั่วไปมักจะต้องมีคุณสมบัติดีพิเศษ
ทั้งนี้เพราะเมื่อคำนึงถึง
ลักษณะการใช้งานที่จะต้องรับสัญญาณในบริเวณที่มีความเข้มของสัญญาณต่ำหรือบริเวณที่สัญญาณรบกวนสูง
ในกรณีที่ใช้รับในบริเวณที่มีสัญญาณต่ำ เช่น ในหมู่บ้าน ชานเมือง หรือนอกเมืองที่ห่างจากสถานีส่งเป็น
ระยะทางหลาย ๆ สิบกิโลเมตรขึ้นไป หรือในบริเวณที่อยู่ในหุบเขา
ในกรณีเช่นนี้อาจจะต้องตั้งเสาสูง
สำหรับติดปีกสายอากาศ โดยที่ความสูงของเสาจะขึ้นอยู่กับระยะห่างจากสถานีส่งและความสูงของสิ่งกีดขวาง
นอกจากนั้นสายอากาศที่ติดตั้งก็จะต้งอมีอัตราขยายสูงมาก ๆ เพื่อให้ระดับสัญญาณที่รับได้จากสายอากาศสูง
เพียงพอที่จะนำไปใช้งานต่อไป
2.2 อุปกรณ์ที่ใช้ระหว่างทาง
1. ทรังค์แอมปลิไฟเออร์ (Trunk amplifier ย่อว่า TA)
เครื่องขยายสัญญาณชนิดนี้จะใช้ในการขยายสัญญาณในสายเมนใหญ่ หรือสายทรังค์เพียงอย่างเดียว
ดังนั้น
จะใช้ตำแหน่งที่ระดับสัญญาณลดต่ำลงเพื่อให้มีระดับสัญญาณสูงขึ้นเพียงอย่างเดียว
2. ทรังค์บริดจิ้งแอมปลิไฟเออร์ (Trunk Bridging Amplifier ย่อว่า TBA)
เครื่องขยายสัญญาณแบบนี้ ใช้ในการขยายสัญญาณในสายทรังค์ และในสายบรานซ์
(branch line)
ที่แยกออกไป สายบรานซ์ที่แยกออกไปโดยทั่วไปจะมีแบบทางเดียว, 2 ทาง และ 4ทางเมื่อเขียนการทำงานของ
เครื่องขยายแบบนี้ในรูปของไดอะแกรมแล้ว
3. เอกซ์เทนชั่นแอมปลิไฟเออร์ (Extension Amplifier ย่อว่า EA)
เครื่องขยายสัญญาณแบบนี้ส่วนใหญ่จะใช้ในการขยายสัญญาณในสายบรานซ์ที่แยกออกมาจาก
สายทรังค์แล้ว
4. สปลิตเตอร์และแท็ปออฟ อุปกรณ์แยกสัญญาณแบบสปลิตเตอร์และแท็ปออฟก็มีที่ใช้มาก
เช่นเดียวกันในระบบ CATV
5. เครื่องป้องกันฟ้าผ่า (Lightning Arrestor) นับว่าเป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นอีกชิ้นหนึ่งในระบบ
CATV
อุปกรณ์นี้จะใช้ต่ออนุกรมในสายทรังค์หรือสายบรานซ์ของระบบ เพื่อป้องกันแรงดันจากฟ้าผ่าไม่ให้ไป
ทำลายอุปกรณ์อื่น ๆ ในระบบได้
6. สายนำสัญญาณ สายนำสัญญาณที่ใช้ในระบบ CATV
นอกจากจะต้องมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีแล้วคุณสมบัติทางกลก็ต้องดีด้วยเช่นเดียวกัน
โดยทั่วไปสารไดอิเล็กตริก
ที่ใช้จะเป็นโพลีเอทีลีนแบบโฟมและฉนวนหุ้มภายนอกก็ต้องมีความเหนียวและทนทานต่อสภาพดินฟ้าอากาศ
3. หลักการออกแบบและคำนวณระดับสัญญาณในระบบ
CATV
3.1 หลักการออกแบบระบบ CATV
ในการออกแบบ CATV จุดมุ่งหมายหลักก็คือ ต้องออกแบบให้สัญญาณที่ปลายทางมีคุณภาพดีในขณะเดียว
กันราคาของระบบต้องให้ต่ำและไม่ส่งคลื่นรบกวนออกไปเนื่องจากอุปกรณ์และสายนำสัญญาณรวม
ทั้งค่าเดินสายติดตั้งอุปกรณ์ทั้งหลายในระบบนี้มีราคาสูง ในการออกแบบจึงต้องศึกษารายละเอียดต่าง
ๆ
อย่างถี่ถ้วน หัวข้อต่าง ๆ ข้างล่างนี้เป็นหัวข้อพื้นฐานที่จะต้องนำมาพิจารณาในการออกแบบ
1. การเลือกสายอากาศและตำแหน่งติดตั้งสายอากาศ นับว่าเป็นเรื่องที่สำคัญมาก
เป้าหมายที่สำคัญสำหรับกรณีนี้ คือ
- ระดับสัญญาณของช่องต่าง ๆ ที่รับได้ต้องสูงกว่า 50 dBmV
- ระดับสัญญาณของช่องต่าง ๆ ที่รับได้จะต้องไม่แตกต่างกันมาก
- สัญญาณที่รับได้จะต้องไม่มีสัญญาณรบกวนต่าง ๆ ปะปนเข้ามา
เช่น สัญญาณภาพซ้อน
หรือสัญญาณจากแหล่งรบกวนอื่น ๆ
- กรณีที่เป็นบริเวณที่มีเฟดดิ้งเกิดขึ้น ช่วงของเฟดดิ้งจะต้องแคบจนไม่เป็นปัญหา
2. คุณสมบัติทางไฟฟ้าของอุปกรณ์ทั้งหมดในระบบ อุปกรณ์ต่าง ๆที่ใช้ในระบบจะต้อง
มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้ คือ
- จะต้อง ไม่ปล่อยให้มีคลื่นรบกวนออกไปในระดับที่เป็นปัญหา
- คุณภาพของสัญญาณที่ออกจากสปลิตเตอร์หรือแท็ปออฟ เพื่อป้อนเข้าสู่บ้านผู้ใช้จะต้องเป็นดังตาราง
ตาราง คุณภาพของสัญญาณที่เอาต์เลตทีวีในระบบ CATV
|
|
1. ระดับสัญญาณ | 65 - 80 dBmV |
2. ความแตกต่างของระดับสัญญาณระหว่างช่อง | ต้องไม่เกิน 10 dB |
3. Hum Modulation | ต่ำกว่า - 50 dB |
4. การตอบสนองความถี่ในแต่ละช่อง | ต้องดีกว่า 3 dB
เมื่อเปรียบเทียบกับความถี่
พาห์ของสัญญาณภาพ |
5. C/N (ช่วงความถี่ 4 Mhz) | สูงกว่า 38 dB |
6. Cross Modulation | ต่ำกว่า - 40 dB |
7. Inter-Modulation | ต่ำกว่า - 50 dB |
8. การสะท้อนในสายนำสัญญาณ 65 - 80 dBmV | ต่ำกว่า - 30 dB |
- ผลของอุณหภูมิรอบ ๆ สำหรับกรณีของประเทศไทย อุปกรณ์ต่าง
ๆ ควรจะทำงานได้จนถึงอุณหภูมิ
45 ํ C ขึ้นไป
- การเลือกใช้ระบบมาตรฐาน ขนาดของระบบ CATV นั้นจะแตกต่างกันได้มากมายบางแห่งอาจจะ
ประกอบด้วยบ้านไม่กี่สิบหลัง แต่บางแห่งอาจจะเป็นหลายร้อยหลัง เป็นต้นในการออกแบบนั้น
ถ้าสามารถเลือกใช้ระบบมาตรฐานที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นระบบที่เหมาะสมสำหรับกรณีนั้น
ๆ
ก็จะทำให้การออกแบบและการติดตั้งสะดวกขึ้น
4. ระบบ
CATV แบบ 2 ทาง
ระบบ CATV โดยทั่วไปนั้นจะเป็นแบบทางเดียว คือสัญญาณต่าง ๆ จะถูกส่งออกจาก
เฮดเอนด์ไปยังเครื่องรับที่อยู่ปลายทางเพียงทางเดียว โดยที่ทางด้านปลายทางจะไม่สามารถส่งสัญญาณย้อนกลับ
มาที่อุปกรณ์เฮดเอนด์ได้ ในระบบ CATV แบบ 2 ทางนี้ นอกจากสัญญาณจะถูกส่งออกจากเฮดเอนด์
ไปยังปลายทางแล้ว การส่งสัญญาณจากปลายทางก็จะสามารถทำได้เช่นเดียวกัน
ระบบ CATV แบบ 2
ทางนี้นับว่าทำให้การบริการดีขึ้นมาก และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในงานต่าง
ๆ ได้อย่างกว้างขวาง เช่น
ใชัในระบบการศึกษาในโรงเรียน หรือใชัในระบบรักษาความปลอดภัยสำหรับหมู่บ้าน
หรือคอนโดมิเนียม
เป็นต้น