Radiomobile
Radiomobile - program pre výpočet sily nielen TV signálu.
Článok je z roku 2010, niektoré informácie sú neaktuálne.
Na slovensku Towercom pred Vianocami spustil riadne DVB-T vysielanie. Na svojich stránkach má uvedenú mapu pokrytia. Ku tejto mape ale nie sú uvedene ani základne parametre, ako zisk prijímacej antény, jej výška nad terénom, ktoré boli použité pri generovaní takejto mapy.
Ak sa Vám nechce v zime loziť po streche, kupovať ziskové antény pre vysoké UHF frekvencie aj keď ich možno nebudete potrebovať, ale radi by ste vedeli, či je možné na vašej streche zachytiť DVB-T signál (a akú anténu asi budete asi potrebovať), môžete si to nasimulovať pomocou programu Radiomobile od rádioamatéra Rogera Coudé VE2DBE.
Program Radiomobile využíva pre Európu výškopis z dát SRTM (The Shuttle Radar Topography Mission), ďalej vo výpočte zohľadňuje frekvenciu, ohyb rádiových vĺn, polarizáciu, zisk a výšku antén.
Limity výpočtu sú dané SRTM dátami pre Európu, ktoré sú v rozlíšení 3 Arc Sekundy, čo je u nás cca 90m medzi výškovými bodmi. Prekážky kratšie ako 90m z pohladu na vysielač vôbec nebudú započítané do výsledku a tiež prekážky do pol kilometra šírky nebudú správne započítané. Taktiež program nepočíta s tým, keď blízko umiestnenia Vašej antény v smere na vysielač máte strom, les, susedov dom, stĺp, panelák atď, ak Vám bráni vo výhľade na horizont, teda je vyššie ako Vaša anténa. Program tiež nepočíta s odrazmi signálu, môžete byť v doline, kde by ste podľa výpočtu signál mať nemali, ale môžete ho prijímať odrazom od okolitých kopcov, panelákov, komínov, stožiarov atď. Odrazy od kopcov, domov, vodivých predmetov tiež spôsobia sčítavaním a odčítavaním priamej a odrazených vĺn zmeny vo veľkosti signálu voči výpočtu a tiež nehomogenitu poľa v priestore inštalácie antény. Často v takomto prípade stačí presunúť anténu o niekoľko desiatok centimetrov vedľa, zmeniť výšku antény alebo zvoliť iný typ antény a signál sa radikálne zmení. Výpočet je teda teoretický a v praxi sa bude výsledok od výpočtu líšiť. Program je ale hlavne nápomocný pri vytvorení profilu trasy medzi vysielačom a prijímačom a podľa mojich skúseností z UHF amatérskych frekvencií je v praxi väčšinou signál lepší ako vypočítaný, aj keď je občas nutné signál na streche hladať (teda vhodné umiestnenie antény).
Inštalácia
Predpokladám, že ak sa rozhodnete pohrať s týmto programom, zvládate vytvorenie adresárov, rozbalenie skomprimovaného súboru a aspoň základnú znalosť technickej angličtiny.
Z nespočetných možností programu Radiomobile využijeme pri tomto konkrétnom výpočte len zlomok.
Program stiahnete zo stránok autora. Stačí stiahnuť súbory rmwcore.zip a English language (aktuálne súbor rmw1031eng.zip)
Vytvoríme si adresár pre radiomobile, napríklad C:\Program Files\Radiomobile. Do tohoto adresára rozbalíme obsah súborov rmw1031eng.zip a rmwcore.zip .
Vytvoríme si adresáre pre výškopisné dáta a prípadne mapy, napríklad:
"C:\Geodata"
"C:\Geodata\srtm1"
"C:\Geodata\srtm3"
"C:\Geodata\GTOPO30"
"C:\Geodata\Terraserver"
"C:\Geodata\Landsat"
"C:\Geodata\OpenStreetMap"
Pre náš výpočet stačí vytvoriť adresár SRTM3.
Spustíme súbor rmweng.exe.
V menu "File - New Networks" si vytvoríme a uložíme novú sieť:
V menu "options" klikneme na Internet. Vyskočí okno "Internet options". V menu SRTM zvolíme cestu k nami vytvorenému adresáru pre SRTM3 dáta a zvyšok nastavíme takto:
Ďalej nastavíme parametre siete, menu "File - Network properties - parameters" . Zadáme názov, napríklad DVBT. Rozsah frekvencií pre daný kanál získame napríklad podľa tabuľky na stránkach Digitalspy, od centre frequency na stránke Digitalspy odpočítame 4MHz pre minimum frequency v Radiomobile a k centre frequency na stránke Digitalspy pripočítame 4MHz pre maximum frekvency v Radiomobile (šírka DVB-T UHF kanálu je 8MHz). Slovenské DVB-T vysielače a ich kanály a parametre nájdeme napríklad v tabuľke na serveri Digizone. Pre DVB-T z Kamzíka na K66 teda bude vyzerať nastavenie takto:
V záložke "File - Network properties - Topology" zrušíme "Visible" a ponecháme "Voice net":
V záložke "File - Network properties - Systems" si musíme zadefinovať parametre vysielača a aj prijímacej strany. Najskôr vysielač:
Naľavo máme vysvietený modro "System 1"
Do políčka "System name" zadáme názov vysielača, napríklad "DVBT Kamzik"
Do políčka "Transmit power" zadáme výkon vysielača z tabuľky na zive.sk vo Watoch. Pre Kamzík je to 49888 W ( v tabuľke je hodnota v kW)
Do políčka "Receiver treshold" zadáme napríklad 1 (nie je podstatné).
Do políčka "Line Loss" zadáme potlačenie výkonu v smere na našu prijímaciu anténu, hodnotu nájdeme v tabuľke na zive.sk (v tabuľke ako potlačenie v dB) . V príklade som umiestnil anténu v Devíne na Kremeľskej ulici, čomu zodpovedá azimut od vysielača Kamzík 265 stupňov (vyčítame napríklad z Google Earth). Hodnota potlačenia pre smer 265 stupňov je cca 8dB (v tabuľke sú smery po desiatich stupňoch).
Anténu vyberieme omni.
Do políčka "Antenna gain dBd" zadáme 0 (výkon v tabuľke je udávaný v ERP).
Do políčka "Antenna height" zadáme výšku vysielacej antény nad vrcholom kopca na ktorom je. Pomôže nám opäť tabulka na zive.sk, kde je nadmorská výška kóty, ale aj antény, tento údaj potrebujeme (za predpokladu že anténa je na stožiari, čo nie vždy je pravda). Pre Kamzík je to 168m (v tabuľke to je hodnota výška AS)
Do políčka "Additional cable loss" zadáme 0
Klikneme na tlačidlo "Add to Radiosys.dat"
príklad pre kamzík K66:
A potom nastavíme prijímaciu stranu, ako príklad som si zvolil Devín, čo je obec síce blízko k vysielaču, ale pod kopcom:
Naľavo klikneme a potom máme vysvietený modro "System 2"
Do políčka "System name" zadáme názov prijímača alebo lokality, napríklad "DVBT Devin"
Do políčka "Transmit power" zadáme 1 (nie je podstatné).
Do políčka "Receiver treshold" zadáme 12 . Štandardná citlivosť nového DVB-T prijímača je okolo -85dBm pri 64-QAM, čo zodpovedá po prevode 12,6uV. USB DVB-T a staršie TV majú horšiu citlivosť, okolo 78 - 81 dBm (22uV). Čím je číslo v uV nižšie, tým je prijímač citlivejší. Čím je číslo v -dBm vyššie, tým je prijímač citlivejší. Pre výpočet výslednej sily signálu je ale táto hodnota irelevantná.
Do políčka "Line Loss" zadáme sumárnu hodnotu útlmu káblu a ďaľších prvkov ako rozbočovač, TV zásuvka. Parametre káblov napríklad pre VUKI. Pri použití bežného kvalitného káblu VCCKY 75-4,8 je jeho útlm na 800MHz 25,5dB / 100m. Pri dĺžke 20m tak je útlm 5,1dB, strata na plastovom IEC konektore cca 1dB.
Anténu vyberieme omni, (pri vertikálnej polarizácii je to jedno, či omni alebo yagi, dôležitý je zisk pre výpočet).
Do políčka "Antenna gain dBi" zadáme zisk nami používanej alebo plánovanej antény v dBi na danej frekvencii. Ak vieme zisk v dBd, tak pripočítame k tejto hodnote 2,15 a dostaneme dBi. V súčastnosti je často používaná UHF anténa aj pre vysoké frekvencie slovenského DVB-T typ FTE EVO45, ekvivalent Emme Esse a jej klony so ziskom cca 16dBi na K66, preto som v príklade zadal 16 dBi.
Do políčka "Antenna height" zadáme výšku v metroch nad terénom, v akej bude Vaša anténa umiestnená, v príklade som zadal výšku 7 metrov.
Do políčka "Additional cable loss" zadáme 0.
Klikneme na tlačidlo "Add to Radiosys.dat"
príklad:
V záložke "File - Network properties - Membership" zvolime pre "Unit 1" systém "DVBT Kamzik" (teda vysielač):
V záložke "File - Network properties - Membership" zvolime pre "Unit 2" systém "DVBT Devin" (teda prijímač):
Zavrieme okno "Network properties" kliknutím na tlačidlo OK.
Teraz máme nastavené vysokofrekvenčné parametre, ale ešte potrebujeme zadať pozíciu vysielača a prijímača v "File - Unit properties"
Vyberieme vľavo Unit 1, do políčka name zadáme meno rovnaké ako pri vysielači, teda v príklade "DVBT Kamzik". Ďalej klikneme na tlačidlo "Enter LAN LOT". Parametre nájdeme v tabuľke na zive.sk. Pre Kamzík to bude LAT 48° 10' 57" a LON 17° 05' 41". Klik na OK.
Vyberieme vľavo Unit 2, do políčka name zadáme meno rovnaké ako pri prijímači, teda v príklade "DVBT Devin". Ďalej klikneme na tlačidlo "Enter LAN LOT". Súradnicezískame napríklad z Google earth, mapy.sk atď. Pre príklad na ulici Kremeľská v obci Devín to bude LAT 48° 10' 34" a LON 16° 59' 2". Klik na OK.
Zavrieme okno "Network properties" kliknutím na tlačidlo OK.
Teraz si načítame výškopis. Otvoríme "File - Map properties".
V položke Centre vyberieme z vyskakovacej roletky vysielač, v príklade DVBT Kamzik, pod napisom Centre tak bude GPS pozicia vysielača. Zatrhneme checkbox "Adjust units elevation". V položke "Size pixel" obe hodnoty prepíšte na 2000. Hodnotu "Size km" zadajte 200.
Kliknite na "Extract". Teraz sa načítavajú výškopisné dáta z okolia vysielača do vzdialenosti 200km. Po načítaní by ste mali mať na obrazovke reliéf terénu.
Teraz už konečne spravíme prepojenie medzi vysielačom a prijímačom, v položke "Tools" kliknite na "Radiolink". Mal by sa vám zobraziť profil terénu medzi Vaším prijímačom a vysielačom vrátane hodnôt signálu, vzdialenosti atď.
Na vstupe TV prijímača by teda na Kremeľskej ulici v Devíne pri použití antény so ziskom 16dBi na K66 vo výške 7m s 20m koaxiálu VCCKY4,8 pripojeného priamo do TV mal byť signál -88dBm (9uV) pri výkone vysielača 8kW ERP v smere na Devín. Na svorkách antény je o 6dB viac (straty na kábli), teda -82dBm. Pri citlivosti prijímača okolo -85dBm (12uV) tak podľa výpočtu bez použitia ziskovejšej antény a kanálového predzosilňovača na vykrytie strát v kábli a zlučovači nebude príjem možný. V samotnom Devíne bude ale pravdepodobne možný lepší príjem odrazom od kopcov za Dunajom ako priamou vlnou. Na silu signálu má vplyv aj výška prijímacej antény nad terénom, výška prijímacej (ale aj vysielacej) antény sa dá priamo meniť v okne "Radiolink" a tak sa dá nasimulovať, či a ako pomôže dať prijímaciu anténu vyššie.
Ešte ako príklad často diskutované Komárno - Nová stráž, anténa opäť 16dBi na K66, anténa vo výške 6m, 20m VCCKY4,8, potlačenie vyžarovania z Kamzíka v azimute 120 stupňov je 4dB, teda výkon vyžiarený na Komárno je 20kW ERP. Na konektore do TV prijímača by mal byť signál -58dBm (272uV). Signál by tu mal byť dostatočný aj pre rozbočenie na tri televízory (útlm 5,5 dB, teda signál na každom z TV -64dBm) a netreba použiť zosilňovač. Pri použití širokopásmovej vertikálne polarizovanej antény bude možný príjem aj plánovaných dvoch MUX bez ďaľších investícií.
Tak prečo sa teda diváci sťažujú, že v Komárne nezachytia DVB-T z Kamzíka? Vačšinou prijímajú signál na horizontálne polarizovanú anténu s malým ziskom na K66. Pri použití antény "sita" bez predzosilňovača má anténa zisk 10dBi, teda by na TV konektore v Komárne mal byť signál -64dBm, čo je signál viac ako dostačujúci aj pre 2 TV. Keď je ale anténa v horizontálnej polarizácii kôli príjmu doterajšieho "analógu", tak má voči vertikálnej polarizácii používanej v slovenskom DVB-T útlm okolo 20dB a potom už je signál na TV konektore len -84dB, teda na hranici príjmu citlivého prijímača. Ak sú ale ešte na dôvažok použité zlučovače a staré zaoxidované káble, prípadne širokopásmové nekvalitné zosilňovače, je jasné, že "na novej TV digitál nehrá".
Tu je súhrn najčastejších príčin a ich kombinácií pri nemožnosti príjmu DVB-T:
na príjem sa používa pôvodná horizontále polarizovaná anténa, slovenský DVB-T ale vysiela vertikálne, signál je potom menší až o 20dB, anténu treba otočiť alebo pre DVB-T zakúpiť ďalšiu a zlúčiť, najlepšie kanálovým zlučovačom (bude potrebné počkať, pokiaľ sa objavia v sortimente aj s kanálmi ďaľších dvoch MUX).
na príjem sa používa "poľské sito" so silným predzosilňovačom, veľmi nevhodná anténa pri veľkom rozdiely úrovní prijímaných signálov. Občas takáto anténa dokáže rušiť aj susedov ak sa rozkmitá zosilňovač v nej. Často pri dostatočnom signáli stačí nahradiť dodávaný predzosilňovač za symetrizačný člen za 2€ a odrazu signál naskočí.
použitie starších širokopásmových zosilňovačov, tieto neboli navrhované na spracovanie K60 -K69 a mávajú horšiu linearitu. Vymeniť, ak je jeho osadenie nevyhnutné, za modernejší, ale radšej sa zosilňovačom vyhnúť a použiť ziskovejšiu anténu, prípadne kvalitný predzosilňovač
nevhodná anténa pre vysoké kmitočty K60 až K69, máloktorá staršia širokopásmová anténa má dostatočný zisk. Napríklad často používaná anténa "Colorka" s prvkami v tvare motýlích krídel má maximálny zisk pri K50, potom zisk výrazne klesá. Na trhu sú už dostupné širokopásmové antény pre celé pásmo UHF K21 - K69. Širokopásmová anténa je ale vždy kompromisom, nikdy nebude mať vyrovnaný zisk v celom pásme a má horší vyžarovací diagram, potlačenie bočných lalokov a činiteľ spätného príjmu, ako kanálová anténa. Preto v obtiažnych prijímových podmienkach voľte radšej kanálové antény.
nekvalitný, zoxidovaný alebo zatečený koaxiálny kábel.
nekvalitné konektory, nevhodné účastnícke zásuvky.
kanálové zlučovače, neladené na DVB-T kanály.
prekážka v ceste medzi anténou a vysielačom, najčastejšie domy, stromy, stĺpy, anténu treba dať nad úroveň prekážok.
Na záver pripomínam, že výsledky výpočtu z programu Radiomobile sú teoretické a nikdy nebudú úplne korešpondovať s realitou, ktorá je ovplyvnená okolitými prekážkami, počasím, odrazmi, nehomogenitou poľa. Pokiaľ ale program vypočíta signál aspoň -75dBm, tak s veľkou pravdepodobnosťou bude možný bezproblémový príjem s vhodnou vertikálne polarizovanou anténou.