اگر در پروژه ای مثل یک برج مسکونی یا مجتمع تجاری طراحی سیستم توزیع تلویزیون را بر عهده دارید، یا نصاب حرفه ای هستید و می خواهید مطمئن شوید سیگنال در همه واحدها با کیفیت مناسب می رسد، محاسبه افت سیگنال آنتن مرکزی اولین چیزی است که باید به آن مسلط باشید. خیلی از مشکلاتی که در سیستم های آنتن مرکزی پیش می آید، از تصویر برفکی گرفته تا قطعی مکرر تصویر در واحدهای انتهایی ساختمان، ریشه در همین محاسبات دارند. وقتی بدون حساب و کتاب کابل می کشند، اسپلیتر نصب می کنند یا آمپلی فایر انتخاب می کنند، نتیجه معمولا سیستمی است که یا از اول درست کار نمی کند یا بعد از مدتی کیفیتش افت می کند.
در این مقاله می خواهیم به زبان ساده و با مثال های واقعی توضیح دهیم که محاسبه افت سیگنال آنتن مرکزی چگونه انجام می شود، چه فاکتورهایی روی کاهش سطح سیگنال تاثیر می گذارند، چطور آمپلی فایر، اسپلیتر و تپ آف مناسب انتخاب کنیم و از اشتباهات رایج در طراحی سیستم جلوگیری کنیم. هدف این است که بعد از خواندن این مطلب بتوانید یک سیستم آنتن مرکزی را با اطمینان از کیفیت سیگنال در تمام واحدها طراحی و اجرا کنید.
هر سیگنال تلویزیونی که از آنتن دریافت می شود یا از یک آمپلی فایر مرکزی خارج می شود، در طول مسیر توزیع تا رسیدن به تلویزیون کاربر نهایی، بخشی از توان خود را از دست می دهد. به این کاهش توان، افت سیگنال می گویند. محاسبه افت سیگنال آنتن مرکزی به معنای تخمین دقیق این کاهش در هر مرحله از مسیر توزیع است تا مشخص شود سیگنال با چه سطحی به هر واحد می رسد.
نکته مهم این است که اگر سیگنال خیلی کم باشد تصویر برفکی یا ناپایدار می شود، اما اگر خیلی زیاد هم باشد باز مشکل ایجاد می کند. استانداردهای توزیع سیگنال آنتن مرکزی بازه قابل قبول برای سطح سیگنال در پریز هر واحد را بین 47 تا 77 dBuV تعریف می کنند. هر چه از این محدوده خارج شوید، چه بالاتر چه پایین تر، کیفیت تصویر آسیب می بیند.
افت سیگنال در سیستم آنتن مرکزی از چند منبع اصلی تغذیه می کند. اولین و مهم ترین منبع، کابل کواکسیال است. هر متر از کابل بخشی از سیگنال را تضعیف می کند و این تضعیف با افزایش فرکانس هم بیشتر می شود. به همین دلیل در سیستم های دیجیتال که فرکانس های بالاتری دارند، افت کابل بیشتر از سیستم های آنالوگ قدیمی است.
دومین منبع افت، اسپلیتر آنتن مرکزی است. اسپلیتر وظیفه تقسیم سیگنال بین چند خروجی را دارد. وقتی سیگنال را به دو قسمت تقسیم می کنید، هر خروجی نصف توان را می گیرد که معادل 3 dB افت است. برای 4 خروجی این عدد به 6 dB می رسد. البته افت واقعی اسپلیترها به خاطر تلفات داخلی کمی بیشتر از این اعداد ایده آل است.
سومین منبع افت، تپ آف آنتن مرکزی است. تپ آف به شکل یک انشعاب جانبی عمل می کند؛ سیگنال اصلی از کنارش رد می شود و بخشی از آن را به یک یا چند واحد می دهد. تپ آف های مختلف با مقادیر انشعاب متفاوت مثل 10، 14، 17، 20، 24 یا 30 dB وجود دارند. هرچه مقدار تپ بیشتر باشد، سیگنال کمتری به واحد متصل می رسد اما سیگنال اصلی هم کمتر افت می کند.
در محاسبه افت سیگنال آنتن مرکزی، همه چیز با واحد دسی بل (dB) بیان می شود. دلیل استفاده از دسی بل این است که می توان افت های مختلف را با هم جمع و تفریق کرد، درحالی که در واحدهای معمولی باید ضرب و تقسیم کنید که محاسبه را خیلی سخت تر می کند.
مثلا اگر سیگنال خروجی آمپلی فایر شما 100 dBuV باشد و در مسیر یک اسپلیتر 2 راهه داشته باشید که 3.5 dB افت دارد، 15 متر کابل RG6 که در فرکانس 800 MHz حدود 6 dB افت دارد و یک تپ آف 10 dB، سطح سیگنال در واحد برابر است با: 100 منهای 3.5 منهای 6 منهای 10 که می شود 80.5 dBuV. این عدد در محدوده استاندارد قرار دارد و نشان می دهد سیستم درست طراحی شده است.
فرمول اصلی محاسبات به این شکل است: سطح سیگنال در واحد = سطح سیگنال خروجی آمپلی فایر – مجموع افت کابل ها – مجموع افت اسپلیترها – مجموع افت تپ آف ها. این فرمول ساده پایه همه محاسبات طراحی شبکه آنتن مرکزی است.
بعد از اینکه مفهوم افت سیگنال و نحوه محاسبه آن را درک کردید، نوبت به انتخاب تجهیزات مناسب می رسد. یکی از رایج ترین اشتباهات در طراحی سیستم های توزیع سیگنال آنتن مرکزی این است که تجهیزات بر اساس قیمت یا در دسترس بودن انتخاب می شوند، نه بر اساس محاسبات دقیق افت. نتیجه این رویکرد اغلب یک سیستم ناکارآمد است که از ابتدا مشکل دارد.
انتخاب آمپلی فایر آنتن مرکزی مناسب به یک پارامتر کلیدی بستگی دارد: آیا گین آمپلی فایر به اندازه کافی هست که سیگنال را در انتهای طولانی ترین مسیر سیستم در سطح قابل قبولی نگه دارد؟ برای این کار باید ابتدا بدترین مسیر سیستم یعنی دورترین واحد از آمپلی فایر را شناسایی کنید، سپس کل افت آن مسیر را محاسبه کنید و بر اساس آن گین لازم را تعیین نمایید.
برای آشنایی بیشتر با اجزای اصلی سیستم، می توانید مقاله اجزای آنتن مرکزی: هر آنچه که باید در مورد اجزای اصلی تشکیل دهنده یک آنتن مرکزی بدانید را مطالعه کنید که توضیح جامعی درباره هر بخش ارائه می دهد.
برای اینکه بتوانید محاسبه افت سیگنال آنتن مرکزی را به درستی انجام دهید، باید مقادیر افت هر تجهیز را بدانید. جدول زیر مقادیر معمول افت برای تجهیزات رایج در سیستم های توزیع سیگنال را نشان می دهد:
| نوع تجهیز | افت سیگنال معمول | توضیحات |
| کابل RG6 (هر 10 متر در 800 MHz) | 3 تا 4 dB | رایجترین کابل در سیستمهای خانگی |
| کابل RG11 (هر 10 متر در 800 MHz) | 1.5 تا 2 dB | مناسب برای مسافتهای طولانی |
| اسپلیتر 2 راهه | 3.5 dB | بدون احتساب افت کابل ورودی و خروجی |
| اسپلیتر 4 راهه | 7 dB | افت ذاتی به علاوه تلفات عبور |
| اسپلیتر 8 راهه | 10.5 dB | مناسب برای شاخهبندی اصلی در طبقات |
| تپ آف 10 dB (پورت انشعاب) | 10 dB | برای واحدهای نزدیک به آمپلی فایر |
| تپ آف 20 dB (پورت انشعاب) | 20 dB | برای واحدهای میانی در ساختمان |
| تپ آف 30 dB (پورت انشعاب) | 30 dB | برای واحدهای انتهایی و دور |
| تپ آف (پورت گذر – هر نوع) | 1 تا 2 dB | افت جریان اصلی سیگنال از تپ آف |
توجه داشته باشید که این اعداد مقادیر تقریبی هستند و مقادیر دقیق بستگی به مشخصات فنی محصول خاصی دارد که استفاده می کنید. همیشه به دیتاشیت سازنده مراجعه کنید.
برای یک ساختمان 20 واحدی، مثلا 5 طبقه با 4 واحد در هر طبقه، ابتدا باید بدانید که سیگنال باید به همه 20 واحد برسد و سطح آن در همه جا در بازه استاندارد 47 تا 77 dBuV باشد. بدترین حالت معمولا آخرین واحد در دورترین طبقه است.
فرض کنید آمپلی فایر در طبقه اول قرار دارد و باید سیگنال را به طبقه پنجم برسانید. اگر هر طبقه یک تپ آف داشته باشد و از کابل RG6 استفاده کنید، محاسبه افت مسیر اصلی از آمپلی فایر تا طبقه پنجم اینطور است: افت 4 تپ آف گذر برای طبقات 1 تا 4 (حدود 4 در 2 = 8 dB) به اضافه افت کابل مسیر اصلی فرضا 20 متر با حدود 8 dB، جمعا 16 dB. سپس از تپ آف طبقه پنجم (20 dB) سیگنال به واحد می رود. پس از تپ طبقه پنجم، کابل داخل طبقه فرضا 10 متر با 4 dB افت اضافه می شود.
اگر سطح مطلوب در واحد انتهایی را 60 dBuV در نظر بگیریم، سطح خروجی آمپلی فایر باید حداقل برابر باشد با: 60 به اضافه 16 به اضافه 20 به اضافه 4 که می شود 100 dBuV. پس به آمپلی فایری نیاز دارید که بتواند خروجی 100 dBuV داشته باشد. اگر سیگنال ورودی آنتن 70 dBuV است، گین مورد نیاز حداقل 30 dB خواهد بود.
در مورد انواع تقویت کننده ها و تفاوت آن ها، مقاله تفاوت تقویتکننده خطی و تقویتکننده توزیعی در آنتن و ماهواره مرکزی اطلاعات مفیدی برای انتخاب بهتر به شما می دهد.
برای اینکه محاسبه افت سیگنال آنتن مرکزی کاملا روشن شود، یک پروژه واقعی را از ابتدا تا انتها بررسی می کنیم. فرض کنید یک ساختمان مسکونی 8 طبقه با 2 واحد در هر طبقه دارید. در مجموع 16 واحد. آنتن مرکزی و آمپلی فایر روی پشت بام قرار دارند و سیگنال باید به همه واحدها برسد.
ساختار توزیع سیگنال به این شکل طراحی می شود: یک خط اصلی از آمپلی فایر روی پشت بام به پایین می رود. در هر طبقه یک تپ آف نصب می شود که به 2 واحد آن طبقه از طریق یک اسپلیتر 2 راهه خدمت می دهد. این معماری رایج ترین روش در ساختمان های متوسط است.
برای محاسبه دقیق افت سیگنال آنتن مرکزی در این پروژه، مسیر بدترین حالت یعنی از آمپلی فایر تا واحد 1 در طبقه همکف را حساب می کنیم. خط اصلی از پشت بام تا طبقه همکف در این ساختمان حدود 25 متر است.
مرحله اول، محاسبه افت کابل اصلی: 25 متر کابل RG6 در فرکانس 800 MHz حدود 10 dB افت دارد. مرحله دوم، تپ آف های گذر: برای رسیدن به طبقه همکف، سیگنال از تپ آف های طبقات 8، 7، 6، 5، 4، 3 و 2 عبور می کند. هر تپ آف گذر حدود 1.5 dB افت دارد. 7 تپ آف گذر برابر است با 10.5 dB افت. مرحله سوم، تپ آف انشعاب طبقه همکف: چون این طبقه نزدیک ترین به پشت بام نیست و سیگنال قبلا افت داشته، از تپ آف 10 dB استفاده می کنیم. مرحله چهارم، اسپلیتر 2 راهه: 3.5 dB. مرحله پنجم، کابل داخل واحد: 5 متر با حدود 2 dB.
مجموع افت ها: 10 به اضافه 10.5 به اضافه 10 به اضافه 3.5 به اضافه 2 که می شود 36 dB. حالا اگر بخواهیم سیگنال در این واحد 60 dBuV باشد، سطح خروجی آمپلی فایر باید 60 به اضافه 36 یعنی 96 dBuV باشد. این یعنی یک آمپلی فایر با خروجی حداقل 100 dBuV مناسب است. این رویکرد همان چیزی است که محاسبات آنتن مرکزی ساختمان را از سعی و خطا جدا می کند.
اگر می خواهید با فرآیند کامل طراحی شبکه توزیع آنتن مرکزی در ساختمان های بزرگ آشنا شوید، این مقاله مراحل و نکات تخصصی را گام به گام توضیح می دهد.
یکی از رایج ترین اشتباهات در اجرای سیستم توزیع سیگنال آنتن مرکزی این است که همه واحدها از یک نوع تپ آف با یک مقدار مشخص استفاده می کنند. در حالی که منطق صحیح این است که تپ آف های طبقات بالاتر که سیگنال کمتری دریافت کرده اند، باید انشعاب بیشتری بدهند یعنی تپ آف با مقدار کمتر انتخاب شوند تا سیگنال بیشتری به واحد برسد.
اشتباه دوم، استفاده از کابل کم کیفیت یا کابل با سایز نامناسب است. خیلی از اجراکنندگان برای صرفه جویی از کابل RG59 استفاده می کنند که در فرکانس های بالا افت بسیار بیشتری نسبت به RG6 دارد. این کار در کوتاه مدت مشکل جدی ایجاد نمی کند اما در بلندمدت یا با افزایش فرکانس کانال ها، کیفیت تصویر افت می کند.
اشتباه سوم، استفاده از آمپلی فایر با گین خیلی زیاد بدون توجه به سطح خروجی ماکزیمم است. بعضی طراحان فکر می کنند هرچه گین بیشتر باشد بهتر است، در حالی که اگر سیگنال بیش از حد تقویت شود و از سطح ماکزیمم خروجی آمپلی فایر بگذرد، اعوجاج ایجاد می شود که کیفیت تصویر را نابود می کند. توجه به عدد ماکزیمم output level آمپلی فایر به اندازه گین آن اهمیت دارد.
راهکار اصلی برای جلوگیری از این اشتباهات، انجام محاسبه افت سیگنال آنتن مرکزی قبل از خرید هر تجهیز است. یک جدول ساده بکشید، مسیر هر واحد را در آن بنویسید، افت هر مرحله را یادداشت کنید و سطح سیگنال نهایی را حساب کنید. اگر عدد نهایی در بازه 47 تا 77 dBuV بود، طراحی شما درست است.
در صورت نیاز به مشاوره برای طراحی سیستم، می توانید با یک نصاب آنتن مرکزی حرفه ای مشورت کنید تا محاسبات دقیق تری داشته باشید.
محاسبه افت سیگنال آنتن مرکزی یک مهارت عملی است که هر کسی که می خواهد یک سیستم توزیع تلویزیون با کیفیت طراحی کند، باید آن را بیاموزد. با درک درست از افت کابل کواکسیال، رفتار اسپلیتر آنتن مرکزی، نحوه عملکرد تپ آف آنتن مرکزی و فرمول های محاسباتی dB، می توانید قبل از شروع نصب بدانید که سیستم شما چطور کار خواهد کرد.
کلید موفقیت در طراحی شبکه آنتن مرکزی این است که از ابتدا بدترین مسیر را شناسایی کنید، کل افت آن مسیر را محاسبه کنید و آمپلی فایر و تجهیزاتی انتخاب کنید که سیگنال را در همه واحدها در بازه استاندارد نگه دارند. این رویکرد سیستماتیک، تجهیزات مناسب، کابل با کیفیت و رعایت استانداردهای توزیع سیگنال تلویزیون، ترکیبی است که یک سیستم آنتن مرکزی پایدار و باکیفیت را تضمین می کند.
برای آشنایی بیشتر با انتخاب آنتن مرکزی مناسب برای ساختمان خود، صفحه اصلی خدمات ما را مشاهده کنید.
