Zespoły instalacji obejmujących wielu abonentów są nadzwyczaj wielowarstwowe, przy
czym w praktyce można spotkać warianty z bardzo wieloma modyfikacjami. Praktyczna
realizacja instalacji zależy w sposób szczególny od konkretnych (nieraz bardzo
różnych) warunków miejscowych. Dlatego też tutaj jest sensowne jedynie przedstawienie
idei przewodniej, według której planuje się sieci. Omówione mogą być tylko
zagadnienia podstawowe i systemowe. W zasadzie analogicznie należy podchodzić do TVK,
WAIZ (Wielka AIZ), jak do małych AIZ. Różnice uwidaczniają się w stosowanej technice,
która musi spełniać najwyższe wymagania dotyczące parametrów i wykonania elementów.

Elementy przeznaczone niejako dla instalacji wielkich mogą być stosowane przy małych
systemach instalacji. Szczególnie takie rozwiązanie może się zdarzyć w przypadkach,
gdy należy osiągnąć określone wyniki odbioru (np. przy odbiorze dalekim względnie
eliminacji zakłóceń).

Niepewna jest pierwotna koncepcja systemów szerokopasmowych, tzn. wielowarstwowej
komunikacji w różnych kierunkach za pomocą kablowych połączeń współosiowych z
włączeniem różnorodnych innych służb obok programów radiowych i telewizyjnych.
Pomimo – pojawiającego się ostatnio – znacznego zainteresowania operatorów sieci
kablowych tym zagadnieniem, nie jest wykluczone, że takie służby będą w przyszłości
przyporządkowane systemom ISDN. Za pomocą stosowanych powszechnie kablowych systemów
współosiowych jest oferowana dla wielu abonentów różnorodność programów
telewizyjnych i radiowych z bardzo wysoką jakością. W dużych instalacjach jest
stosowana również w znacznej skali technika linii radiowych wielkiej częstotliwości i
optycznych włókien szklanych. Należy przy tym podkreślić, że technologia włókien
szklanych podlega burzliwemu rozwojowi. Każe to oczekiwać dalszej technicznej rozbudowy
w kierunku większych linii transmisyjnych i szerokości pasma. Już dzisiaj ta technika
znajduje się znacznie wyżej od technicznie sensownego stanu techniki współosiowej.

1. Systemy instalacji i ich cechy

Nie można w każdym przypadku określić dokładnie zdefiniowanych granic między
różnymi instalacjami, częściej można zastosować jednolity punkt widzenia. O AIZ
można mówić w zasadzie w przypadku, gdy wyrównywanie tłumienia sieci abonenckiej jest
realizowane za pomocą jednego (centralnego) zestawu wzmacniaczy. W tym centralnym
zestawie może być przy tym zastosowane kaskadowanie wzmacniaczy. Sieci TVK odznaczają
się tym, że do wyrównywania tłumienia całej sieci instalacyjnej musi być stosowanych
wiele miejscowo wydzielonych wzmacniaczy (zestawów). Wszystkie wielkie instalacje mają
wiele poziomów sieci.

Głównym kryterium instalacji antenowej jest występujące tłumienie sieci między
anteną i najbardziej oddalonym abonentem. Przez to jest określone wymagane całkowite
wzmocnienie. Przy odbiorze satelitarnym (TV-SAT, DSR) wielkość instalacji ma decydujące
znaczenie dla możliwej względnie wymaganej metody transmisji w sieci. Przesyłanie
pierwszej p.cz. satelitarnej może być realizowane z ograniczeniami tylko w małych
instalacjach. Obróbka sygnałów jest przekonywująca w średnich i dużych instalacjach,
przy małych instalacjach jest korzystna jedynie przy zastosowaniu prostych elementów.
Ostatecznie decydującym kryterium dla abonenta jest przede wszystkim zagadnienie
kosztów.

2. Systemy rozdzielcze WAIZ

Systemy rozdzielcze TVK odróżniają się jakościowo bardzo istotnie od systemów
rozdzielczych AIZ, ponieważ są systemami nadrzędnymi. Oznacza to, że jest wymagany i
realizowany wyższy standard parametrów i właściwości. Istotną cechą
charakterystyczną systemów rozdzielczych TVK jest definicyjne rozdzielenie stacji
czołowej i pozostałej sieci rozdzielczej różnej wielkości.

Schemat podstawowy sieci TVK składającej się ze stacji czołowej, sieci magistralnej,
sieci rozprowadzającej i sieci abonenckiej przedstawiono na rys.1.

Rys.1 System podstawowy sieci TVK
Rys.1

Obok wzmacniania i obróbki sygnałów antenowych (pochodzących zarówno z odbioru
naziemnego, jak i satelitarnego włącznie z DSR) oraz możliwych innych doprowadzeń
sygnałów względnie programów w ramach stacji czołowej dalszą cechą
charakterystyczną TVK jest konieczność stosowania wzmacniaczy pośrednich w sieci
rozdzielczej z powodu znacznej rozciągłości sieci rozdzielczych. W istocie maksymalnie
występujące tłumienie rozdziału między anteną i ostatnim abonentem na końcu sieci
określa wymagane całkowite wzmocnienie. Ponieważ przy wzmacniaczach sensowny jest tylko
określony zakres wzmocnienia a granice poziomów są ograniczane przez szumy i efekty
przesterowania, to przy bardzo dużych tłumieniach do będących do skompensowania (duża
rozpiętość sieci) przez wzmocnienie całkowite kaskaduje się w praktyce wiele
wzmacniaczy rozdzielczych z ich odpowiednim wzmocnieniem pojedynczym.

Zakres odległości od jednego wejścia wzmacniacza do następnego wejścia wzmacniacza
określa się jako tzw. pole wzmacniacza, które ma całkiem miarodajne znaczenie do
obliczeń sieci TVK. W takim polu wzmacniacza w szczególności zachodzi tzw.
"reguła zera decybeli", tzn. wzmocnienie i tłumienie pola wzmacniacza muszą
dać w sumie w skali poziomu wartość 0dB (tłumienie jest wstawiane do obliczeń jako
ujemne). W tym sensie maksymalnie mostkowana długość sieci magistralnej zależy zatem
od tłumienia zastosowanego kabla i maksymalnie możliwego wzmocnienia przy uwzględnieniu
liczby maksymalnie kaskadowalnych wzmacniaczy (np. zgodnie z tzw. wykresem nożycowym).

Zagadnienie zostanie wyjaśnione na podstawie następującego, zgrubnego przykładu. Kabel
wysokiej jakości ma przy 450MHz tłumienie znamionowe (20 stopni Celsjusza) wynoszące
4dB/100m i odpowiednio 40dB/km. Jeżeli wykorzystujemy jako wzmacniacz magistralny typ ze
wzmocnieniem 22dB, współczynnikiem szumów 8dB i znamionowym poziomem wyjściowym 116dB
względem mikrowolta, to przy założonym odstępie szumów 46dB przy transmisji 24
kanałów TV i kanałów UKF można kaskadować maksymalnie 15 takich wzmacniaczy. Z tego
wynika całkowite wzmocnienie wynoszące 330dB i przy zastosowaniu wspomnianego wcześniej
kabla maksymalna długość kabla wynosząca około 8km. Może to służyć do orientacji
dotyczącej rozpiętości WAIZ (TVK) ze średnicą odpowiednią do wspomnianej wcześniej
długości kabla. W praktyce zasięg jest we wszystkich przypadkach nieco mniejszy z
powodu praktycznie możliwych dróg prowadzenia. W sposób przejrzysty widać jednak
podstawowe zależności dotyczące wielkości instalacji. W każdym konkretnym przypadku
obliczenia należy przeprowadzić odpowiednio dokładnie.

2.1. Systemy podstawowe

Sieci abonenckie
Te sieci w TVK odpowiadają sieciom AIZ, jak wyjaśniono to w artykułach poświęconych
instalacjom zbiorowym. Mogą być one budowane jako system gwiazdowy, przelotowy,
odgałęźny, we wszystkich przypadkach również jako systemy o strukturze drzewa.
Prawidłowo wykonana domowa instalacja rozdzielcza AIZ może być w każdej chwili
podłączona do instalacji TVK.

Sieci nadrzędne
Te sieci z zastosowaniem odpowiedniego kabla o niskiej tłumienności i wysokimi
wymaganiami dotyczącymi elementów służą do możliwie dalekiego przesyłania
sygnałów do sieci abonenckich. Liczba poziomów sieciowych zależy od maksymalnej
rozpiętości sieci. W szczególnych przypadkach jest możliwe, że sieć magistralna
może być pominięta (mniejsze obszary). Tutaj sieć doprowadzeniowa jest zasilana
bezpośrednio ze stacji czołowej (instalacja dwupoziomowa). Z drugiej jednak strony przy
bardzo dużych instalacjach TVK sieci nadrzędne są jeszcze tak rozbudowywane, że
ostatecznie powstają sieci 5-poziomowe.

Pole wzmacniacza
Pole wzmacniacza sięga od wejścia wzmacniacza do najbardziej oddalonego końca
dołączonej do niego sieci kablowej. Jest ono zatem definiowane na wszystkich poziomach,
reguła zera decybeli obowiązuje dla wszystkich pól wzmacniaczy. Poziomy sygnałów
zgodne z planem poziomów powinny być dokładnie ustawiane i utrzymywane (zgodnie z
projektem).

2.2. Poziomy linii

Przy dużych instalacjach poza stacją czołową rozróżnia się tzw. sieci magistralne.
doprowadzeniowe i abonenckie odpowiednio do rys.1. Na poziomach magistralnych do podziału
mocy nie stosuje się żadnych odgałęźników. W celu zapewnienia absolutnego działania
zwrotnego rozdział sygnału jest realizowany na tych łączach za pomocą specjalnych
wzmacniaczy pośrednich i odgałęźnych. W sieci doprowadzeniowej stosuje się
odgałęźniki i wzmacniacze odgałęźne. W instalacjach TVK stosuje się specjalne
wzmacniacze pośrednie, wzmacniacze odgałęźne i wzmacniacze rozgałęźne.

2.3. Komunikacja dwukierunkowa

Dostępna sieć kablowa może być wykorzystywana, w szczególności przy dużych
instalacjach, również do transmisji sygnałów w kierunku zwrotnym (abonent lub dowolny
punkt instalacji do stacji czołowej). We właściwych miejscach można wprowadzać do
sieci w kierunku zwrotnym różnorodne sygnały (reklama, dozorowanie placów zabaw,
dozorowanie ruchu, systemy bezpieczeństwa) i kierować je np. do stacji czołowej.

Tam te programy są obrabiane i przenoszone na inny kanał, tak że mogą być one
ponownie wprowadzane do sieci, jak inne programy. Kierunek zwrotny transmisji jest
realizowany w specjalnie do tego celu przewidzianych kanałach w zakresie częstotliwości
4 do 30MHz. Ostatnio coraz częściej rozważa się możliwości poszerzenia tego pasma do
ponad 60MHz. Jest to uzasadnione perspektywami szerszego wykorzystywania kanału zwrotnego
do przesyłania sygnałów służb dodatkowych. Jest to wariant wart szczególnej uwagi
chociażby z powodu zakazu transmisji kanałów TV w paśmie I i II.

Poza takimi programami dodatkowymi względnie dodatkowymi emisjami telewizyjnymi w
zakresie transmisji zwrotnej mogą być przesyłane specjalne sygnały wzorcowe, które
służą do elektronicznego dozorowania sieci rozdzielczej. Dzięki temu jest możliwe
całkowicie automatyczne dozorowanie stanu i sterowanie (układy rezerwowe) siecią. Do
tego zadania w stacji czołowej służą tzw. monitory dozorowania magistrali. Przy
transmisjach zwrotnych muszą być stosowane nadające się do tego odpowiednie elementy
bierne, niezbędne są również elementy aktywne (wzmacniacze zwrotne i przemienniki
zwrotne) dodatkowo do elementów głównego toru transmisji do przodu.

2.4. Zdalne zasilanie wzmacniaczy

W sieciach rozdzielczych wielkiej instalacji są stosowane wzmacniacze i inne urządzenia
elektroniczne w dużej ilości i różnorodności. Właściwe grupy takich aktywnych
elementów są w sposób techniczny i miejscowy uporządkowywane wewnątrz sieci
rozdzielczej jako tzw. punkty (stacje) wzmacniające. Niezbędne dla elementów aktywnych
napięcie zasilające może być doprowadzane z sąsiadującej sieci 220V. Gdzie nie jest
to możliwe, bądź jest połączone z dużymi nakładami, wówczas elementy aktywne są
zasilane zdalnie. Ten rodzaj zasilania prądowego jest stosowany najczęściej. Zasilanie
prądowe jest realizowane przy tym z jednej lub kilku stacji zasilania przez kabel
współosiowy. Do tego jest stosowane niskie napięcie 50Hz. Wprowadzanie napięcia do
kabla jest realizowane za pomocą tzw. zwrotnicy zdalnego zasilania i odpowiednich
zasilaczy prądu zmiennego (transformatorów). Pobranie napięcia zasilającego do
elementów aktywnych jest realizowane analogicznie. Zdalne zasilanie nie stwarza samo w
sobie żadnych problemów, zaledwie należy uwzględnić występujący spadek napięcia na
kablach współosiowych (rezystancja omowa) i odpowiednio korygować zasilacze elementów
aktywnych zdalnie zasilanych.

Aleksy Kordiukiewicz