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技術講習「上級編」
マスタ サブタイトルの書式設定 2012-2013年新商材発表会・講習会 技術講習「上級編」 本資料の内容は2013年9月現在のものです。 内容は予告無く変更する場合がありますのでご了承ください。 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 目次 1・地上デジタル放送受信について 2・BS・110度CSデジタルについて 3・受信システム設計(共同受信) 4・ブースターのカスケードと信号品質 5・伝送システムのレベル調整 6・トラブル事例と対策方法 7・FTTH光伝送システム 8・可搬型緊急用ヘッドエンド装置 1 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 1・地上デジタル放送受信について 2 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 地上デジタル放送を受信するために アンテナの選択 平面アンテナ ■強電界地域 平面アンテナ、14~20素子 14素子 20素子 ■弱電界地域 20~27素子 パラスタックアンテナ 27素子 パラスタックアンテナ ■超弱電界地域 27素子パラスタックアンテナ 3 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 受信システム例 多方向受信 単方向受信 受信レベルが十分あ る場合は、混合後に 増幅器使用 通電 通電 多方向受信 多方向受信 弱電界用 弱電界用 弱電界用 一方が弱電界 の場合、増幅 後に混合する 通電 通電 通電 回り込みによ るレベル拮抗 に 注意! 弱電界局方向に向け たアンテナで強電界 局も受ける 4 通電 通電 弱電界のため、 混合器の損失 で受信不可と なる場合に混 合前で増幅す る Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 電界強度とアンテナ出力レベルの関係 電界強度 E(dBμV/m) アンテナ出力 V(dBμV) 電界強度60dBμV/m の受信点で一般的な14素子アンテナを使用したとき アンテナ出力レベル V(dBμV)を求めると・・・・ 計算結果を示します。 アンテナ利得 アンテナ実効長 ケーブル損失 終端-開放換算値 アンテナ出力 G( dB) He(dB) L(dB) (dB) (dBμV) 13 7.5 -13.9 1.5 6 46.1 52 11.7 -17.4 1.8 6 46.5 ch 5 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 入力レベル、雑音指数とC/Nの関係 JEITA資料より抜粋 6 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 地上デジタルテレビ受信機に必要なレベルと信号品質 項 目 地上デジタル テレビ受信機の要求性能 望ましいテレビ受信機の入力条件 レベル 34dBμV 46~89dBμV CN比 22dB以上 25dB以上 BER -4 2×10 以下 46dBμVには下記を含む ■マルチパスマージン ■フェージングマージン 3dB 9dB 46=34+(3+9) 7 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 2・BS・110度CSデジタル 放送受信について 8 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. BS・110度CSデジタル放送を受信するために パラボラアンテナの選択 45形 G/T BS 14.7dB/K CS 15.0dB/K 50形 G/T BS 15.5dB/K CS 15.9dB/K 9 60形 G/T BS 16.8dB/K CS 17.4dB/K Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. BS・110度CS放送衛星の位置 赤道上空 約36,000km 東経110度、ボルネオ島上空 にあり日本から見れば、南西方向になります。 静止衛星軌道 日本 東経 162° 東経 158° 東経 110° 東経 124° 10 東経 128° 東経 144° Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 衛星放送の電波の強さ EIRP=等価等方放射電力 11 単位:dBw Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. G/TとC/Nの関係 G/T値が大きいほどC/N値が大きくなります。 晴天時にG/T=13dB/Kのアンテナで受信した場合のCN比 (本州・四国・九州) (北海道・沖縄) 12 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 受信マージンとパラボラアンテナの選択 ■良好に受信するには C/N 19dB(晴天時)必要 ■降雨減衰量2.0dB(最悪月1%時間率)を考慮すると 九州、四国、本州 北海道、沖縄 マージン G/T 13dB/K以上が目安 G/T 15dB/K以上が目安 九州、四国、本州 北海道、沖縄 45型 1.7dB マージンなし 50型 2.5dB 0.5dB 60型 3.8dB 1.8dB 75型(共同受信) 5.7dB 2.7dB 90型(共同受信) 6.7dB 4.7dB 13 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. BSデジタルテレビ受信機に必要なレベルと信号品質 14 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 3・受信システム設計(共同受信) 15 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. ①伝送システム構成を検討する 直列ユニット方式 分岐・分配方式 ・ 共有部分から各住戸への配線は縦引きが基本 ・ 上の住戸を経由して下の住戸へケーブル(信号) が渡る → メンテナンスや故障時に他の住戸を確認しなくては ならないことがある。 築年数の古い共同住宅は直列ユニット方式が多い 最近は、分岐・分配方式が多い 1住戸 約4端子程度 ・ 共有部分から各住戸への配線は横引きが基本 ・ 他の住戸を経由せず、共用部分から各住戸へケーブル (信号)が渡る → メンテナンスや故障時の対応が容易 16 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. ②必要な端末レベルを確認する 分波器 壁面テレビ端子でのレベルの目安 受信機でのレベルの目安 UHF:46~89dBμV CS/BS-IF:50~81dBμV UHF:51dBμV以上 CS/BS-IF:57dBμV以上 高すぎると ・・・・ テレビ受信機が過入力となり品質劣化の可能性あり 低すぎると ・・・・ 外来電波が伝送路に飛び込み混信障害の可能性あり 17 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. ③壁面端子とブースター出力間の損失(L)を求める。 ・損失(L) = 同軸ケーブル損失 + 分岐分配器損失 + 住居内分配損失 ④端末レベルから必要なブースター出力レベルを求める。 ・壁面端子レベル(57dBμV)+損失(L)でブースター出力レベルが決まる。 ⇒ ブースター運用レベルは定格出力レベル以下で、カスケード段数 によるレベル低下補正を考慮する。 カスケード段数 2段の場合 ・・・ 3dB低下させる 3段の場合 ・・・ 5dB低下させる ※ブースターのカスケードは3段までとするのが望ましい。 ⇒ この結果でブースター機種を選定する。 同一機種のブースタに揃えるのが望ましい。 ➢ ブースタ調整時に勘違いによるケアレスミスが防げる。 ➢ メンテナンス用に持つブースタの台数が削減できる。 18 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 4・ブースターのカスケードと 信号品質 19 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. ブースターを複数(n)台直列(カスケード) に接続すると ブースターの出力信号に含まれている歪成分は、増幅を重ねる度に加算される為、定格出力で ブースターをカスケードすると信号品質が劣化するのでシステム運用ができません。 定格出力 定格出力 歪 歪 IM5 IM3 f1 f2 IM3 1段目ブースタ出力 歪の加算分 IM5 IM5 周波数 IM3 f1 f2 IM3 IM5 周波数 2段目ブースタ出力 入力信号 2波:f1,f2 (例)D30ch,D31ch 1段目 2段目 20 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 2次歪と3次歪 出力 入力信号レベル f1 : 500MHz 基本波 f1 入力 f2 : 600MHz f2 増幅後は 周波数 基本波 出力信号レベル f1 f2-f1 f2 2次歪と3次歪が発生する。 2f2-f1 2f1-f2 f1+f2 2f2 2f1 2f1+f2 2f2+f1 3f2 3f1 100 2次歪 400 500 3次歪 600 700 1100 1600 1800 3次歪 2次歪 21 3次歪 周波数 (MHz) Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 出力レベルと歪の変化の関係 出力信号レベル 出力レベルを1dBUPすると 1dB UP 2次歪成分 : 2dB劣化する。 (2dBUP→4dB劣化) 3次歪成分 : 3dB劣化する。 (2dBUP→6dB劣化) 2dB 劣化 3dB 劣化 3dB 劣化 f2-f1 2f1-f2 2次歪 3次歪 f1 f2 2dB 劣化 2f2-f1 f1+f2 3次歪 2次歪 22 周波数 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. カスケード時のブースター出力レベル低下について 23 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 5・伝送システムのレベル調整 24 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 同軸伝送でのレベル差発生 前段のブースター出力でレベル差がなくても次のブー スター入力で、UHFとBS・110度CS帯域で大きなレ ベル差が生じる場合があります 端子レベル レベル差なし UHF 端子レベル BS/110度CS レベル差 発生!! UHF BS/110度CS 周波数 周波数 前段 次段 出力 入力 25 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 使用する増幅器の仕様例 チルト(傾き)あり 113 出力 (dBμV) 105 103 BS/CS-IF UHF 95 FM 70 入力 (dBμV) 65 76 90 470 710 周波数(MHz) 26 1000 2602 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 例1 レベル計算結果 BS/CS-IF帯の運用レベルに問題あり ① S-5C-FB 10m 出力オーバー ② ブースター CS・BS・UF-1W1 ③ S-7C-FB 50m ④ 4分配器 ⑤ S-7C-FB 30m ⑥ ブースター 2段目 アンプの定格(利得、出力レベル) 利得 出力レベル FM 30dB 95dBμV UHF 40dB 105dBμV BSCS 30/40dB 27 入力オーバー 103 / 113dBμV Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 例1 レベル計算結果 修正 BS/CS-IF帯の運用レベルを調整 ① S-5C-FB 10m 2段接続出力OK ② ブースター CS・BS・UF1W1 ③ S-7C-FB 50m ④ 4分配器 ⑤ S-7C-FB 30m ⑥ ブースター 2段目 28 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 例2 レベル計算結果 出力オーバー ⑥ ブースター 2段目 ⑦ S-7C-FB 1m ⑧ 4分岐器 ⑨ S-7C-FB 9m ⑩ ⑫ 4分配器 6分配器 ⑭ テレビ端子 ⑪ S-7C-FB 13m ⑬ S-5C-FB 12m 29 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 例2 レベル計算結果 修正 BS/CS-IF帯の運用レベルを調整 2段接続出力OK ⑥ ブースター 2段目 ⑦ S-7C-FB 1m ⑧ 4分岐器 ⑨ S-7C-FB 9m ⑩ ⑫ 4分配器 6分配器 ⑭ テレビ端子 ⑪ S-7C-FB 13m ⑬ S-5C-FB 12m 30 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 6・トラブル事例と対策方法 31 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. トラブル事例1 反射波による受信障害 原因は・・遅延時間とレベル拮抗 ②直接波との遅延時間が、 ①直接波との遅延時間が、 ガー ガードイン ドインターバル(126μ s) ターバル(126μs)内の場合でも を越える場合。 レベル拮抗では受信障害になる。レベル D/Uが28dB 差は、10dB以上が望ましい 以上とれないと受信障害になる 遅れ時間がガードインターバル内 混合後の受信レベル 10dB以上確保 126μs以以内 時 間 差 混合後の受信レベル 反射波 直接波 何らかの遮蔽 でレベル低下 親局、 中継局 遅れ時間がガードインターバル超え 28dB以上確保 (実質は、20dB以上) 126μs以上 時 間 差 32 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 一般的な八木式アンテナによる受信対策 ※半値角が広いので改善効果が少ない 0 30 330 300 60 90 270 120 240 210 150 180 33 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 超狭指向性3素子4列スタックアンテナによる 受信対策 ■半値幅が狭いので角度差の小さい混信障害対策に有効です。 ■アンテナ間隔の調整が不要で広帯域で使用できます。 UA3P4R2 34 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. トラブル事例2 BS放送による携帯電話への電波干渉 2012年2月20日から発射されているBSデジタル放送BS21チャンネルおよび 23チャンネルの放送用電波により、携帯電話の通信に障害を与える場合があり ます。 簡易シールドタイプ 携帯電話 直付け配線 シールド不足 テレビコンセント プラグ 高シールドタイプ 対策 壁面テレビ端子 伝送路のシールド効果を高める。 直付けではなく、F接栓による接続に変更する。 35 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. トラブル事例3 地上デジタル放送のSFNレベル拮抗 レベル差 小 C局受信・・・不安定 B局受信・・・安定 B 電 波 の 強 さ C レベル差 A B C A C B 時間差 A、B、C局はそれぞれSFNの関係 時間差 遅延プロファイル測定イメージ A B局とC局の角度差が小さいと一般 的なアンテナでは分離できない。 対策 半値幅の小さいアンテナを使用する。 SFN: 複数の放送局が同一の送信周波数で同一の放送をするネットワークを言う。 36 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. トラブル事例4 Vhigh マルチメディア(MM)放送による混信 ホテル等の館内共聴施設で自主放送をVHF帯(ch10)を使用していた。 MM放送が始まり、受信障害が発生。症状は、「画面のざらつき」CN劣化 館内自主放送(アナログ)信号 MM放送信号 MM放送信号 自主放送のアナログ変調器出力にMM放送 の信号が被っている。 既設のVHFアンテナ出力 施設内の共聴ラインの波形 対策 既設VHFアンテナ配線を切り離して改善 37 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. トラブル事例5 対策は運用レベルを低下、 又はHPF(ハイパスフィルター)を追加する。 デジタルタクシー無線による受信障害 地デジ受信レベルより30dB以上 高くなる地域では(断続的に)TV チューナーが飽和する。 タクシー無線は垂直偏波 ⇒垂直偏波エリアで障害が出やすい。 30dB以上 デジタルタクシー無線 地デジ 50dBμV 80dBμV D13・・・ 80dBμV 30dB 110dBμV 80dBμV 放送波 TV ブースターでは飽和 しないが、TV内部の チューナーで飽和する。 基地局 453-454MHz帯 移動局 467-468MHz帯 タクシー無線 地デジ 70dBμV 40dBμV 2段ブースターは要注意! 30dB 100dBμV 70dBμV 60dBμV 90dBμV 15dB 75dBμV TV 比較的低いレベルでも TVは過入力になる。 105dBμV 38 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 7・FTTH光伝送システム 39 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 光伝送システムへの変遷 同軸伝送システム ⇒ HFCシステム ⇒ FTTHシステム 同軸ケーブル 下り信号 センター設備 上り信号 ノードアンプ タップオフ 光ファイバー テレビ 保安器 HFCシステム センター設備 映像系 送出装置 通信系 送出装置 PC CM 光カプラー 映像系信号 V-ONU テレビ D-ONU PC 光ファイバー 通信系信号 FTTHシステム 40 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. FTTH光伝送システムの構成例 ●CATV信号 光増幅器 ●BS・CS-IF信号 ●地デジ信号 光カプラー 光送信器 FSK変調器 データ送出用FSK変調器 放送用光加入者端末装置 (V-ONU) 個々の加入者宅V-ONUのRF 出力を遠隔制御できます。 V-ONU遠隔制御ソフト 41 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. V-ONU 帯域別遠隔制御 帯域毎にRF出力状態をセンター側より遠隔制御できます。 加入者1 加入者3 70 770 1032 70 2610 (MHz) 770 1032 2610 (MHz) 加入者2 加入者4 70 770 1032 70 2610 (MHz) 42 770 1032 2610 (MHz) Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. V-ONU 出力特性例 宅内配線の損失を考慮しチルト特性で出力されます。 壁面出力レベル フラット特性 81/85dBμV 78/85dBμV 70/70dBμV 70 770 1032 2610 (MHz) 70 59/59dBμV 770 1032 2610 (MHz) V-ONU 43 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. V-ONU 基本構成 逆バイアス PD 光信号入力 GC RF出力 RL フォトダイオード(PD)に光信号が入力されると、信号電流が流れ信号電圧が 発生します。これを増幅してRF出力します。 ■光入力レベルが AdB変化 ⇒ RF出力は 2AdB変化します。 ⇒ 光AGCでRF出力レベルが一定となるように制御しています。 ■光の入力レベルや変調度が高いほどCN比は大きくなりますが歪特性 は劣化します。 44 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 低受光V-ONUについて ■光受光レベルを従来の-8~-2dBmから-14~-6dBmへ 引き下げを実現しました。 ■接続可能な端末数が最大4倍に増えセンター側で 使用する光増幅器の台数を削減できる。 ■システムコストの削減が可能です。 -5.6dBm div. +5.2dBm 光変調器より +19.7dBm 16 V-ONU 例)+20dBm EDFA 出力 1ポートあたりの分岐 接続端末数 +2.2dBm div. EDFA +20dBm -5.3dBm -3.0dB 10km 4 -7.5dB -14.5dB 16×4=64端末 16×16=256端末 -12.6dBm div. +5.2dBm 光変調器より +19.7dBm 16 V-ONU +2.2dBm div. EDFA +20dBm -12.3dBm -3.0dB 10km 16 -14.5dB -14.5dB 45 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. FM告知放送(無給電時)対応 V-ONU ■停電時も動作するFM信号出力端子(70~90MHz)を装備。 ■受光レベル-8dBm時でも出力40dBμV以上を出力します。 ■FM信号出力端子は遠隔制御できません。 光ファイバ 光端末装置 FM告知放送 停電時でも 出力します 告知放送 受信機 V-ONU 同軸ケーブル テレビ放送 RF出力端子 モニター端子 FM信号出力端子 テレビ 停電時TV信号 は止まります 46 加入者端末構成例 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 光コネクタの種類と研磨状態 青色コネクタと緑色コネクタの2種類あり研磨状態が異なり ます。 SM: シングルモード 10: コア径(μm) 125:クラッド径(μm) SPC研磨 SC:コネクタ形状:青色コネクタ SPC:ファイバー端面の形状:PC研磨 APC研磨 SC:コネクタ形状:緑色コネクタ APC:ファイバー端面の形状:斜め8°研磨 47 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 8・可搬型緊急用ヘッドエンド装置 48 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 可搬型緊急用ヘッドエンドの利用形態 ②地デジの受信点のバックアップ 地上デジタル放送 損 壊 代替 (Alternative)可搬型緊急用ヘッドエンド ③ノードアンプのバックアップ ヘッドエンド局舎が被災 ①HEの代替 早期に情報配信開始 仮設局舎などから配信 CATV伝送路 ノード 破壊 × ④伝送路のバックアップ 橋の破壊により伝送路が遮断 された場合でも、情報配信に 利用出来る。 設置 可搬型緊急用ヘッドエンド 配信 避難所など 49 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 可搬型緊急用ヘッドエンドの内部構成 バックアップ電源用 充放電部 電源ユニット 光送信ユニット (1550nm ,+ 6dBm) +RFユニット シグナルプロセッサ ユニット バックアップ電源 ユニット (ニッケル水素電池) 入出力部ユニット 50 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD. 可搬型緊急用ヘッドエンドの主な仕様 ■地上デジタル放送(9チャンネル)に対応 ■内蔵バッテリーにより停電時でも最低5時間の動作可能 ■AC100V、DC+12Vの2電源に対応 ■RF出力および光出力に対応 OFDM シグナルプロセッサー 分波 ×8台 OFDM シグナルプロセッサー ヘッド入力 RF出力部 RF出力 光送信部 光出力 混合 ライン入力 OFDM シグナルプロセッサー 電源部 バックアップ電源用充放電部 AC100V、DC12V 51 Copyright 2013 DX ANTENNA CO.,LTD.