Prawidłowa instalacja TV - jak ją wykonać

Obowiązujące przepisy prawa budowlanego zakładają konieczność projektowania instalacji telewizyjnych tylko w przypadku budynków wielorodzinnych. Zapisy prawne znajdują się w rozporządzeniu Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki morskiej z dnia 6 listopada 2012 roku.

W rozporządzeniu możemy znaleźć informacje mówiące o tym, że mieszkania w budynku mieszkalnym wielorodzinnym i odrębne mieszkania w budynku zamieszkania zbiorowego należy wyposażyć w instalacje telekomunikacyjne. W jej skład powinny wchodzić: kanalizacja telekomunikacyjna budynku, w tym ciąg elementów osłonowych, które pozwolą na przeprowadzenie kabli do budynku oraz ich rozprowadzenie (na przykład: przepusty kablowe, instalacyjne, czy koryta i kanały instalacyjne) oraz elementy infrastruktury telekomunikacyjnej (kable, przewody, osprzęt instalacyjny i urządzenia telekomunikacyjne).

Dodatkowo w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych powinna zostać zapewniona infrastruktura światłowodowa, między innymi kable światłowodowe i osprzęt instalacyjny, włączając w to również przełącznicę światłowodową w punkcie połączenia z siecią telekomunikacyjną, aż do zakończeń kabli w każdej telekomunikacyjnej skrzynce mieszkaniowej. Telekomunikacyjne skrzynki mieszkaniowe, powinny być zlokalizowane blisko drzwi wejściowych mieszkań i służyć w szczególności umieszczeniu doprowadzonych zakończeń kabli, czy urządzeń aktywnych i pasywnych.

Budynek mieszkalny powinien być wyposażony również w antenową instalację do odbioru cyfrowych programów telewizyjnych i radiowych rozpowszechnianych w sposób rozsiewczy naziemny i satelitarny oraz okablowanie wykonane z parowych kabli symetrycznych i z kabli współosiowych wraz z osprzętem instalacyjnym i  urządzeniami telekomunikacyjnymi.

Na dachu budynku powinien być usytuowany maszt wraz z przepustem kablowym do budynku (w uzasadnionych przypadkach może znajdować się poza budynkiem). Maszt powinien być przystosowany do umieszczania anten i odpowiednich elementów instalacji przez przedsiębiorców telekomunikacyjnych, którzy świadczą usługi drogą radiową. Odpowiednie zapisy, które można zastosować podczas realizacji powyżej wymienionych elementów można oprócz rozporządzenia znaleźć także w normie PN-EN 50174-2:2010 „Technika Informatyczna – Instalacje okablowania – Część 2: Planowanie i wykonywanie instalacji wewnątrz budynków”. 

Telewizja kablowa to rodzaj instalacji, w której programy radiowe i telewizyjne doprowadzane są do obiektów użytkowych przy pomocy przewodów i kabli. Najpowszechniej znany i równocześnie najprostszy system telewizji kablowej to zainstalowana antena zbiorcza, z której po odpowiednim wzmocnieniu sygnału rozprowadza się go do odbiorców, zazwyczaj zapewniając od kilku do kilkunastu programów. Dzięki wykorzystaniu współdzielonej anteny zbiorczej nie ma konieczności posiadania indywidualnego sprzętu przez każdego z użytkowników. Możemy wyróżnić trzy rodzaje anten ze względu na zasięg ich działania: anteny domowe (zasięg 100 – 200 metrów), anteny osiedlowe (zasięg 1 – 2 kilometry) i anteny aglomeracyjne (zasięg 50 – 100 kilometrów). Na ten moment stosuje się trzy rodzaje systemów telewizji kablowej: analogowe, cyfrowe i analogowo – cyfrowe, które w sieciach magistralnych wykorzystują sygnały cyfrowe, natomiast w sieci abonenckiej sygnały rozprowadzane są analogowo.

Obecnie znacznie częściej wykorzystuje się technikę Hybrid Fibre – Coaxial (HFC), jest to sieć mająca możliwość obsługi znacznie szerszego grona odbiorców, nawet do dziesiątek tysięcy użytkowników. HFC jest hybrydową siecią wykorzystującą technologię światłowodową oraz koncentryczne kable sygnałowe, składa się zasadniczo z dwóch części magistrali stanowiącej szkielet oraz sieci budynkowej. Kabel koncentryczny jest rodzajem kabla elektrycznego, który składa się z wewnętrznego przewodnika otoczonego współosiowo przewodzącym przewodnikiem, który spełnia zadanie ekranu, oba przewodniki są oddzielone dielektrykiem. W przypadku kabli koncentrycznych istotne są odpowiednio kontrolowane wymiary kabli, co ma za zadanie zapewnić stały, precyzyjny odstęp między przewodnikami, który pozwoli na skuteczne działanie, jako linia transmisyjna.

Kabel koncentryczny składa się z czterech podstawowych elementów przedstawionych na rysunku 1:
1 – przewód elektryczny (miedziana, skręcana linka lub miedziowany drut stalowy lub drut aluminiowy lub rzadziej stosowane linki stalowe)
2 – izolacja wewnętrzna (dielektryk) wykonany z polietylenu jednolitego lub spienionego, od wymiarów dielektryka zależna jest impedancja falowa kabla
3 – ekran (oplot) jest drugim z przewodników, ma za zadanie ochronę sygnału przed zakłóceniami pochodzącymi elektromagnetycznymi pochodzącymi z środowiska, może być to folia aluminiowa, oplot miedziany lub aluminiowy
4 – izolacja zewnętrzna ma zabezpieczać przewód przed uszkodzeniami mechanicznymi i warunkami środowiskowymi

Rozróżnienia kabli koncentrycznych dokonuje się ze względu na ich impedancję falową: 50 Ω (na przykład H1000, H500, RG58, RG316, TRILAN2), 75 Ω (na przykład TRISET113, RG6U) lub 100  Ω, można spotkać także inne impedancje, jednak są one stosowane w typowo specjalistycznych aplikacjach.

Rysunek 1.

Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Kabel_koncentryczny#/media/Plik:Rg213_1.jpg

W zależności od zaawansowania technologicznego sieci rozróżniamy dwa modele jej działania, w starszym sygnał doprowadzany jest światłowodem wprost do odbiornika nazywanego węzłem, projektuje się go w dogodnej lokalizacji. Dalej sygnał jest przekazywany koncentrycznymi kablami do wzmacniaczy sygnału elektrycznego. W nowszej wersji modelu strukturę opartą na wzmacniaczach sygnału elektrycznego zastępuje się siecią węzłów optycznych, które połączone są jednym kablem odpowiadającym za zasilanie, przy czym każdy z węzłów może mieć przypisany dedykowany zasilacz. Sygnał do abonenta jest przekazywany kablami koncentrycznymi wychodzącymi bezpośrednio z wysterowanych wyjść węzła optycznego. To rozwiązanie w systemie HFC ma stosunkowo niskie prawdopodobieństwo wystąpienia awarii ze względu na prostotę budowy.

Poniżej, na rysunku 2 przedstawiony został schemat podstawowej sieci telewizji kablowej. Centrum przewodowej sieci telewizyjnej jest stacja czołowa, nazywana także stacją główną. Odbierane są tam programy radiowe i telewizyjne pochodzące z różnych źródeł oraz sygnały zwrotne od abonentów.

Na stację czołową składa się zespół urządzeń mających za zadanie obróbkę sygnałów radiofonicznych i telewizyjnych, w tym odbiór sygnału, jego przetworzenie oraz wzmocnienie i sumowanie, co pozwoli na przesyłanie sygnału w standardowych zakresach częstotliwości i odbieranie przez wszystkich abonentów.  Stacje czołową można uznać za samodzielną jednostkę jest to najbardziej kosztochłonny element instalacji kablowych. Im lepsze urządzenia elektroniczne wykorzystywane do obróbki sygnału, tym większy odstęp sygnał - szum oraz mniejsze zakłócenia.

W sytuacji, kiedy wykorzystujemy prostsze systemy należy dodatkowo zastosować odstępy ochronne pomiędzy przesyłanymi kanałami. Kolejnym elementem instalacji są wzmacniacze magistralne, dystrybucyjne i budynkowe. Wzmacniacze magistralne składają się z układów aktywnych i biernych, w tym korektorów stałych, regulowanych tłumików, korektorów precyzyjnych oraz odgałęźników wyjściowych. Przykładowy wzmacniacz magistralny został pokazany na rysunku 3. Jego budowa powinna zapewniać szczelność i odporność na działanie czynników zewnętrznych, tak aby możliwy był montaż w każdych warunkach. Wzmacniacze magistrale powinny być przystosowane do pracy w linii magistralnej zasilanej napięciem zmiennym.

Rysunek 2. Schemat podstawowej sieci telewizji kablowej

Źródło: https://docplayer.pl/108642969-Modul-1-instalacje-elektroniczne.html

Rysunek 3. Wzmacniacz magistralny

Źródło: https://www.telmor.pl/Produkty/Wzmacniacze-szerokopasmowe/Wzmacniacze-magistralne/ECA-3000-ECA-2000

Wzmacniacz budynkowy pracuje przy sieciach rozprowadzających, z których korzysta wielu abonentów. Jest montowany w ilości jednej sztuki na klatkę schodowa lub budynek mieszkalny, a jego zadaniem jest wyrównanie tłumienia sieci rozdzielczej. Jeżeli wymaganie danej instalacji nie są duże, zastosować można wzmacniacz kompaktowy, który posiada jedno wejście szerokopasmowe, jedno wyjście na pion oraz wyjście pomiarowe. Dla większych wymagań stosuje się wzmacniacze budynkowe, które dają możliwość regulacji korekcji tłumienia w zakresie do 20 dB, mają wbudowany rozgałęźnik i wyposażone są w dedykowany zasilacz. Wzmacniacz budynkowy został przedstawiony na rysunku 4. Budowa zewnętrzna wzmacniaczy budynkowych nie zapewnia szczelności i odporności na warunki atmosferyczne, ze względu na fakt, że są zazwyczaj montowane wewnątrz.

Wyróżnić można także wzmacniacz dystrybucyjny, który posiada bardzo zbliżone cechy do wzmacniacza magistralnego, z taką różnicą, że zazwyczaj jest przystosowany do przenoszenia mniejszego prądu zdalnego zasilania. Powinien być odporny na zewnętrzne warunki atmosferyczne.

Rysunek 4. Wzmacniacz budynkowy

Źródło: https://adko.eu/Wzmacniacz-budynkowy-MA-049L-FM-BIII-UHF-max-34-dB-Terra

Kolejna istotna grupą elementów wchodzących w skład sieci telewizyjnej są rozgałęźniki, odgałęźniki i gniazda abonenckie. Zadaniem rozgałęźników jest głównie podział sygnału na wiele linii z niewielkimi stratami podczas przenoszenia sygnał trafia do kilku przewodów, które mogą być początkami gniazd lub rozgałęźników. Najczęściej stosuje się rozgałęźniki: dwukrotne, trzykrotne, czterokrotne, sześciokrotne i ośmiokrotne oraz ich połączenia w celu zwielokrotnienia podziału. Aby elementy mogły bezawaryjnie pracować również w oddziałujących na nie warunkach atmosferycznych, zamknięte są w aluminiowej obudowie, która szczelnie zabezpiecza elementy. Odgałęźniki natomiast odróżniają się tym że ich zadaniem jest odprowadzenie z linii przesyłowej części sygnału, aby zasilić jeden lub wiece przewód odgałęźny. Taki sygnał może być wydzielany na potrzeby zasilania gniazd abonenckich lub w celach badawczo – pomiarowych.

Gniazda abonenckie służą natomiast do wydzielenia i podziału sygnału i przekazanie go na oddzielne wyjścia, służ także do podłączania urządzeń odbiorczych w lokalach użytkowych.  Składa się przede wszystkim z szerokopasmowych sprzęgaczy kierunkowych i filtrów wydzielających sygnał. Gniazda abonenckie są elementem, który ma największy wpływ na parametry elektryczne instalacji kablowej. Rodzaj gniazda abonenckiego dobiera się w zależności od tego, czy odbiorcy posiadają modem, czy nie. Tam, gdzie modemu nie ma stosuje się dołączenie do sieci abonenckiej z wykorzystaniem filtru górnoprzepustowego włączanego przed gniazdem abonenckim lub stosuje się gniazdo z wbudowanym filtrem kanału zwrotnego. W miejscach, gdzie jest modem stosuje się gniazda multimedialne, nazywane także gniazdami do transmisji danych. Mają one trzy wyjścia, dwa przeznaczone dla transmisji jednokierunkowej (dla radia i telewizji) i jedno dla transmisji dwukierunkowej (do podłączenia modemu).

W sieci stosuje się także filtry, które mają za zadanie nie podanie zbyt silnego sygnału modemu kablowemu w kanale zwrotnym. Stosowane są także filtry oddzielające sygnał radiowy od sygnału telewizyjnego. Ten sam filtr pozwala również na blokowanie i dawanie dostępu do konkretnych kanałów, które są przewidziane w wykupionym abonamencie. Jeżeli modem zainstalowany jest, gdzie indziej niż telewizor, a co za tym idzie podziału sygnału dokonywać należy w innym miejscu, niż przy telewizorze. Nie możemy zastosować standardowego rozgałęźnika, ponieważ mogłoby to doprowadzić do przesterowania odbiornika silnym sygnałem z modemu. Do tego celu wykorzystuje się więc zwrotnice multimedialne. W najbardziej podstawowej wersji posiadają tylko odgałęźnik, do którego podłączany jest modem i filtr górnoprzepustowy, można je dodatkowo rozbudowywać o kolejne filtry.

W tworzeniu całej sieci bardzo istotnym elementem będzie dobór okablowania. Okablowanie sieci magistralnych wymaga użycia kabli o bardzo dobrych parametrach, natomiast kable w sieciach abonenckich mogą mieć już niższe parametry i, co za tym idzie korzystniejszą cenę. W sieciach telewizji kablowej stosuje się przewody o impedancji 75 Ω , tłumienność jednostkowa dla sieci magistralnej powinna być wielkości około 4-8 dB dla częstotliwości 860MHz natomiast, w sieci abonenckiej około 20 dB. Grubość kabli magistralnych jest stosunkowo duża i wynosi mniej więcej 20-30 mm.  Dla kabli w sieciach magistralnych i sieciach budynkowych współczynnik ekranowania powinien być większy niż 100 dB.  Żyła środkowa  powinna to być wykonana wyłącznie z miedzi, a izolacja między żyłą środkową a oplotem zewnętrznym powinna być wykonana z polietylenu. Jako przykłady kabli do sieci magistralnej wymienić można kabel  Coax3 F FB20, a dla sieci budynkowej, słabszy odpowiednik C6.