Wybrane zagadnienia kompatybilności elektromagnetycznej w sieciach telewizji kablowej

Zaburzenia od źródeł emisji celowej (stacje nadawcze) są eliminowane przez odpowiednią gospodarkę widmem elektromagnetycznym – odpowiada za to Urząd Komunikacji Elektronicznej. Zaburzenia wywołane emisją niepożądaną powinny zaś mieć tak określone dopuszczalne poziomy, aby nie zakłócały innych urządzeń znajdujących się w sąsiedztwie. Wartości te określają odpowiednie normy kompatybilności elektromagnetycznej.

W artykule przedstawiono analizę zagadnień kompatybilności elektromagnetycznej na przykładzie sieci telewizji kablowej. Główny nacisk położono na przedstawienie zagadnień dotyczących zakłóceń promieniowanych z sieci.

Struktura systemu telewizji kablowej i jej komponenty

System telewizji kablowej złożony jest z następujących części:

• stacja czołowa telewizji kablowej – zapewnia odbiór sygnałów telewizyjnych i radiowych zarówno z nadajników naziemnych i satelitarnych, następnie „umieszcza” je w odpowiednich kanałach częstotliwościowych w paśmie telewizji kablowej,
• części teleinformatycznej, obsługującej połączenia internetowe i telefoniczne i „umieszcza” je także w odpowiednich miejscach w pasmie telewizji kablowej,
• sieci magistralnej, łączącej stację czołową z lokalnymi węzłami sieci,
• sieci dystrybucyjnej i abonenckiej, która łączy lokalne węzły sieci z punktami abonenckimi.

Schematycznie została ona przedstawiona na rys. 1. (patrz: zdjęcie główne)

W całym systemie występuje wiele urządzeń pełniących różne funkcje:

• wzmacniacze magistralne, wzmacniające sygnały do odpowiedniego poziomu, mające wyjście elektryczne lub optyczne,
• osprzęt pasywny – dzielniki sygnału, odgałęźniki i inne, których zadaniem jest rozdzielenie sygnału z jednego toru na kilka,
• kable światłowodowe i koncentryczne.

Każdy z elementów sieci musi spełniać odpowiednie wymagania dotyczące współpracy z innymi elementami w sposób bezkonfliktowy, a także nie zakłócać pracy innych urządzeń w sieci oraz w bliskim sąsiedztwie.

Środowisko telewizji kablowej i współistnienie innych sieci

Środowisko elektromagnetyczne obejmuje całość pól elektromagnetycznych, zarówno użytecznych, jak i zakłócających, występujących w danym miejscu. Sygnały w telewizji kablowej zazwyczaj są transmitowane z wykorzystaniem techniki zwielokrotnienia częstotliwości – poszczególne programy zajmują kolejne kanały częstotliwościowe.

Sygnały w sieci telewizji kablowej ze swojej natury powinny być odizolowane od wpływu środowiska zewnętrznego, gdyż wszystkie informacje przekazywane są za pomocą sygnałów elektrycznych w liniach transmisyjnych koncentrycznych bądź za pomocą linii optycznych.

W celu zapewnienia kompatybilności elektromagnetycznej systemu pola zakłócające powinny mieć wartości ograniczone do takiego poziomu, aby nie zaburzać pracy urządzeń elektrycznych.

Z drugiej strony, sama sieć kablowa powinna spełniać wymagania „szczelności elektromagnetycznej” – nie może wypromieniowywać sygnałów powyżej wartości określonych w normach. Jest to istotne, gdyż część pasma telewizji kablowej jest wykorzystywana także przez inne służby. Pojawiające się wycieki promieniowania mogłyby zakłócić pracę innych systemów.

W zakresach częstotliwości wykorzystywanych przez telewizję kablową mogą pracować między innymi następujące służby i systemy:

• służba lotnicza, w tym służby łączności ze statkami powietrznymi (108–144 MHz), systemy łączności aeroklubów, systemy ILS (naprowadzanie na ścieżkę podejścia do lądowania) i VOR (radiolatarnie);
• łączność amatorska (144–146 Hz);
• służby cywilno-rządowe (146–174, 230–470 MHz), w tym system łączności trankingowej TETRA (lub EDACS) dla potrzeb różnych służb, w tym Policji (380–400 MHz, 410–430 MHz, 450–470 MHz), systemy łączności policji 164–168 MHz, 172–174 MHz, systemy łączności straży pożarnej 148–150 MHz, systemy łączności PKP – 150–151 MHz, systemy łączności straży miejskiej 147–152 MHz, systemy łączności rządowej podległe wojewodom – 148–152 MHz;
• systemy radiodyfuzji (174–230 MHz, 470–790 MHz);
• stacje radiofonii nadające sygnał cyfrowy DAB+, 174–230 MHz;
• stacje radiodyfuzyjne nadające sygnały telewizji cyfrowej, 470–790 MHz;
• służby cywilne (790–862 MHz), w tym operatorzy bezprzewodowego szerokopasmowego dostępu do Internetu.

Wyżej wymienione systemy są określone w Krajowej Tablicy Przeznaczeń Częstotliwości [1] jako służby pierwszej ważności, czyli są chronione przed zakłóceniami pochodzącymi od innych służb, w tym także od niepożądanych sygnałów pochodzących z sieci telewizji kablowej.

Podczas eksploatacji urządzeń elektronicznych mogą występować sytuacje awaryjne spowodowane nieszczelnościami elektromagnetycznymi traktu wiodącego sygnał. Mogą one powstawać za sprawą np. starzenia się uszczelek obudów urządzeń, błędów ludzkich (jak np. niedokręcenie pokrywy obudowy, przypadkowe uszkodzenie izolacji kabla itp.). Prowadzą one do wycieku promieniowania elektromagnetycznego i tym samym pogorszenia stanu środowiska elektromagnetycznego. Wzrośnie poziom szumów, powodujący – w sytuacjach szczególnych – pogorszenie jakości transmisji w pracujących w pobliżu systemach radiokomunikacyjnych.

Ze względu na to, że wycieki mają z reguły charakter szerokopasmowy choć niewielką moc, mogą mieć znaczenie dla pracy np. systemów transmisji danych (np. liczniki energii elektrycznej z transmisją stanu drogą radiową) lub radiowych systemów monitoringu.

Wycieki promieniowania elektromagnetycznego mogą oddziaływać na znajdującą się w pobliżu infrastrukturę telekomunikacyjną. Każde urządzenie lub tor telekomunikacyjny wiodący sygnały elektryczne charakteryzuje się określoną odpornością na zewnętrzne sygnały zakłócające. W przypadku jej przekroczenia może dojść do zakłócenia lub zerwania transmisji.

Sieci są projektowane w taki sposób, aby przy ich prawidłowym wykonaniu nie dochodziło do zakłóceń transmitowanych sygnałów.

W przypadku wystąpienia uszkodzeń powłok kabli ich odporność na sygnały zakłócające ulega zmniejszeniu. Przeciwdziałanie temu polega na wykonywaniu okresowych kontroli szczelności elektromagnetycznej eksploatowanej sieci telewizji kablowej.

W przypadku współistnienia dwóch lub więcej sieci w pobliżu siebie (np. w jednej studni telekomunikacyjnej) kontrole szczelności powinni prowadzić wszyscy użytkownicy.

W telekomunikacyjnych liniach transmisyjnych mogą występować następujące rodzaje sygnałów:

• sygnały analogowe i cyfrowe, zawierające informacje o programach radiowych i telewizyjnych;
• sygnały cyfrowe, zawierające informacje związane z dostępem do Internetu;
• sygnały cyfrowe, zawierające rozmowy telefoniczne;
• sygnały sterujące,
• sygnały monitoringu,
• sygnały systemów nadzoru i transmisji danych
•  inne sygnały pomocnicze.

Każdy z rodzajów sygnałów zawiera treści o innym poziomie ważności.

W przypadku sygnałów radiowo-telewizyjnych dostarczane są informacje służące głównie rozrywce.

W przypadku dostępu do internetu, w znacznym stopniu także, choć pewną część przesyłanych informacji stanowią dane mogące zawierać informacje o istotnym stopniu ważności.

Sygnały sterujące i monitoringu przesyłają informację o stanie podłączonych urządzeń lub sygnały uaktywniające je, lub ich niektóre funkcje.

W przypadku systemów niezwiązanych z bezpieczeństwem życia i zdrowia obywateli, ich zakłócenia z reguły nie powodują stanów awaryjnych. Dla systemów związanych z bezpieczeństwem życia i zdrowia z reguły tworzy się wydzielone sieci dedykowane, niezwiązane z sieciami telewizji kablowej, o znacznie wyższych poziomach niezawodności transmisji danych.

Przegląd norm dotyczących kompatybilności elektromagnetycznej w telewizji kablowej

Normy kompatybilności elektromagnetycznej obejmują cztery rodzaje zagrożeń: odporność na pola promieniowane (radiated immunity), poziom niepożądanych emisji własnych (radiated emmissons), odporność na zakłócenia przewodzone (conducted immunity) i poziom niepożądanych emisji przewodzonych (conducted emmissions). Normy są przygotowywane przez różne organizacje, zarówno międzynarodowe, jak i europejskie. Najbardziej powszechne są normy IEC (International Electrotechnical Commission) – Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej. Są one podzielone na trzy grupy:

• standardy podstawowe (basic standards), określające główne zasady kompatybilności elektromagnetycznej,
• standardy rodzajowe (generic standards), określające zasady kompatybilności elektromagnetycznej dla konkretnych rodzajów środowiska, któe określają procedury pomiarowe dla wszystkich rodzajów urządzeń mogących pracować w danym otoczeniu,
• standardy dla konkretnych rodzin produktów (product standards), określające procedury pomiarowe i limity zakłóceń odniesione do tych produktów.

W ramach IEC istnieje wiele komitetów odpowiedzialnych za różne aspekty elektrotechniki. Dwa najważniejsze z nich tworzące normy EMC to Specjalny Komitet Międzynarodowy ds. Zakłóceń Radioelektycznych CISPR (Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques) i Komitet Techniczny 77 TC77 (Technical Committee 77).

CISPR przygotowuje głównie wymagania w zakresie emisji radioelektrycznych i odporności na zakłócenia radioelektryczne dla rodzin produktów, zaś TC 77 opracowuje normy ogólniejsze, w tym także dotyczące wyładowań elektrostatycznych ESD oraz impulsów elektromagnetycznych HEMP.

Siostrzaną organizacją normalizacyjną do IEC jest ISO – International Organization for Standardization. Należy zwrócić uwagę, że ISO jest nazwą własną, a nie skrótem. ISO opracowuje normy dla wszystkich dziedzin życia i normy kompatybilnościowe są wśród nich znikomym procentem. W niektórych gałęziach przemysłu normy EMC opracowane przez ISO są powszechnie wykorzystywane. Przykładem jest tu sektor motoryzacyjny, który szeroko wykorzystuje normy serii ISO 11451-x i ISO 11452-x.

Kolejną organizacją standaryzacyjną jest Międzynarodowa Unia Telekomunikacyjna ITU (International Telecommunication Union). Opracowuje ona standardy z dziedziny Telekomunikacji i Radiokomunikacji, w tym również te, które uwzględniają zagadnienia EMC.

ITU jest podzielona na trzy sektory: Normalizacja Telekomunikacyjna (ITU-D), Komunikacja Radiowa (ITU-R) i Normalizacja Telekomunikacyjna (ITU-T). Wydają one dokumenty zwane Rekomendacjami. Mają one charakter dobrowolnych, niewiążących porozumień, jednak generalnie są przestrzegane, gdyż gwarantują spójność sieci i umożliwiają świadczenie usług telekomunikacyjnych na skalę światową.

W dziedzinie norm europejskich standardy opracowują także Europejski Komitet Normalizacyjny Elektrotechniki CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standarization) oraz Europejski Instytut Norm Telekomunikacyjnych ETSI (European Telecommunication Standards Institute).

Standardy opracowane przez CENELEC są oznaczane jako EN (European norm) i funkcjonują jako normy europejskie. ETSI zajmuje się normalizacją w zakresie telekomunikacji oraz technologii nadawczych i informacyjnych.

Mnogość organizacji, które mogą opracowywać normy, powoduje, że nie jest łatwo rozeznać się, do jakich norm należy się stosować. Dodatkowo często zdarza się, że normy się uzupełniają i należy korzystać z kilku różnych przepisów. W Europie największe znaczenie mają normy EN. Wiąże się to z tym, że są one powiązane z prawem Unii Europejskiej i określane są jako normy zharmonizowane.

Analizując zagadnienia prawne zawsze należy wyjść od Ustawy z dnia 13 kwietnia 2007 r. o kompatybilności elektromagnetycznej (DzU nr 82 z 2007, poz. 656 z późniejszymi zmianami) [2].

Ustawa powyższa dokonała wdrożenia dyrektywy 2004/108/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 15 grudnia 2004 r. w sprawie zbliżenia ustawodawstwa Państw Członkowskich odnoszącego się do kompatybilności elektromagnetycznej. Określa ona warunki, które mają być spełnione przez wszystkie urządzenia elektroniczne, w celu zapewnienia ich zdolności do poprawnej pracy bez wprowadzania do środowiska niedopuszczalnych zaburzeń elektromagnetycznych oraz procedury oceny zgodności urządzeń i instalacji z wymaganiami zasadniczymi.

Wymagania zasadnicze są to limity poziomów zaburzeń elektromagnetycznych, które urządzenia lub sieci mają prawo wytwarzać nie przekraczając poziomów odporności innych urządzeń pracujących w danym środowisku oraz wymagane poziomy odporności na zakłócenia elektromagnetyczne, które zapewniają urządzeniu poprawną pracę w przypadku wystąpienia zaburzeń elektromagnetycznych.

Ustawa nie definiuje tych poziomów – są one określone w odpowiednich normach krajowych i międzynarodowych.

Ustawa określa procedury oceny zgodności z wymaganiami zasadniczymi i nakłada w art.18 na właściciela sieci obowiązek kontroli stanu jej szczelności elekromagnetycznej. Nie jest przy tym sprecyzowane, co jaki czas taka kontrola powinna być prowadzona. Należy nadmienić, że konieczne jest cykliczne sprawdzanie, czy cały system spełnia wymagania zasadnicze, mimo spełniania tych wymagań przez elementy składowe.

Kolejną grupę dokumentów technicznych stanowią Polskie Normy – są one odpowiednikami norm europejskich. Według aktualnej interpretacji prawnej są one do dobrowolnego stosowania, ale stanowią możliwie pełny opis aktualnego stanu wiedzy technicznej w danym zakresie. Trudno sobie wyobrazić, żeby być w zgodzie ze sztuką inżynierską bez stosowania tych norm. Normy krajowe z reguły są tłumaczeniem norm europejskich.

Pomimo że sieci telewizji kablowej są sieciami telekomunikacyjnymi, to nie dotyczy ich norma PN-ETSI EN 300 386 Kompatybilność elektromagnetyczna i zagadnienia widma radiowego (ERM). Urządzenia sieci telekomunikacyjnej. Wymagania kompatybilności elektromagnetycznej (EMC). Dotyczy ona bowiem typowych sieci telekomunikacyjnych: od centrali telefonicznych i koncentratorów telekomunikacyjnych po kontrolery sieci radiowych, serwery i routery.

Sieci telewizji kablowej są przedstawione w normach PN-EN 50083 oraz PN-EN 60728 – obie mają tą samą nazwę: Sieci kablowe służące do rozprowadzania sygnałów: telewizyjnych, radiofonicznych i usług interaktywnych, dotyczącą różnych aspektów budowy i eksploatacji sieci telewizji kablowych. Normy te obejmują całość urządzeń, począwszy od wejść źródeł sygnałów, aż do przyłącza wejściowego urządzenia końcowego użytkownika.

Norma PN-EN 60728 skupia się bardziej na warstwie sygnałowej sieci, zaś o zagadnieniach kompatybilnosci elektromagnetycznej wspomina norma PN-EN 50083 [4, 5], która obejmuje możliwość współistnienia innych użytkowników widma w.cz. w zakresie sieci kablowych i bezprzewodowych systemów transmisyjnych.

Norma określa wymagania odporności na zaburzenia elektromagnetyczne sieci kablowych w zakresie częstotliwości 150 kHz do 3,5 GHz.

Jednocześnie należy zwrócić uwagę, ze względu na właściwości fali elektromagnetycznej, pomiary w zakresie częstotliwości poniżej 30 MHz w kontekście sieci kablowych są trudne do przeprowadzenia w praktyce i nie są uznawane za użyteczne.

Zakresu kompatybilności elektromagnetycznej dotyczą dwa arkusze normy:

• arkusz 2 – kompatybilności elektromagnetycznej urządzeń
• i arkusz 8 – kompatybilności elektromagnetycznej sieci.

W celu spełnienia wymagań normy należy stosować urządzenia składowe sieci kablowych spełniające wymagania normy PN-EN-50083-2 w zakresie wartości granicznych promieniowania i odporności na pola zewnętrzne.

Wymagania kompatybilności elekromagnetycznej dla sieci w części abonenckiej poza gniazdkiem systemowym są określone w normie PN‑EN 60966-2.

Ponadto, ze względu na to, że w sieciach telewizji kablowych oferowane są także usługi interaktywne (np. dostęp do internetu) i mogą zawierać porty telekomunikacyjne, to należy je określić w zasadzie jako sieci multimedialne, co powoduje, że należy zawsze rozważyć, czy nie powinny być zastosowane normy dla urządzeń sieci telekomunikacyjnych PN‑ETSI EN 300 386. Takie sieci lub części sieci powinny spełniać więc obie normy.

Normy te zakładają nieprzekraczanie limitów pól promieniowanych określonych normą EN 55022 (CSIPR22). Określa ona nie tylko limity pól, ale także i odporność na zakłócenia przewodzone i promieniowane dla różnych urządzeń związanych z technologiami informacyjnymi (tab. 1). Generalnie norma ta dzieli urządzenia na klasę A i klasę B, w zależności od otoczenia, w którym one pracują. Klasa A obejmuje urządzenia pracujące w środowisku przemysłowym, zaś klasa B – w środowisku mieszkalnym. Wartości graniczne nie powinny być przekraczane w odległości 10 m od urządzenia.

Generalnie systemy telewizji kablowej pracują z sygnałami o częstotliwościach do 1 GHz.

Norma PN-EN 50083-8 określa maksymalne poziomy sygnałów promieniowanych, które mogą być przez system wprowadzane do środowiska. W paśmie 30–1000 MHz poziom ten wynosi 40 dBuV/m dla sygnałów szerokopasmowych i 27 dBuV/m dla pojedynczych prążków częstotliwości (sygnałów wąskopasmowych); w obu przypadkach – przy pomiarze w odległości 3 m od źródła. [5]

Przy prawidłowo zaprojektowanym systemie (elementy składowe – wzmacniacze, dzielniki sygnału, kable transmisyjne o odpowiednich poziomach ekranowania) i stosowaniu określonych normami poziomów transmisji sygnałów, możemy być pewni spełnienia tych wymagań. W kontekście sieci multimedialnej, porównując dopuszczalne poziomy emisji możemy stwierdzić, że generalnie norma PN‑EN-50083-8 jest bardziej rygorystyczna niż norma telekomunikacyjna PN-ETSI EN 300 386.

Generalnie urządzenia telewizji kablowej powinny być odporne na maksymalne natężenie pola do 106 dBuV/m (w paśmie 790–862 MHz: 120 dBuV/m). Zgodnie z normą PN‑EN-50083-2, wyróżniamy dwie klasy ekranowania urządzeń pasywnych: A i B [4]. Wartości graniczne skuteczności ekranowania przedstawiono w tab. 2.

Obudowy elementów składowych sieci (wzmacniacze, dzielniki, rozdzielacze i inne) wykonane są najczęściej z metalu, rzadziej z twardych plastyków. W przypadku obudów metalowych, ze swej istoty stanowią one ekrany elektromagnetyczne.

W przypadku obudów niemetalowych, w celu uzyskania odpowiedniej skuteczności ekranowania mogą one np. być pokrywane odpowiednią farbę przewodzącą. Przykładem takich produktów są wysoce przewodzące farby akrylowe lub poliuretanowe, wypełnione drobinkami srebra. Można w ten sposób uzyskać skuteczność ekranowania na poziomie od 60 dB do 100 dB.

Wartości ekranowania są zależne od zakresu częstotliwości. Urządzenia klasy A powinny być stosowane w sieciach magistralnych i rozdzielczych. W chwili obecnej, przy bardzo dużym nasyceniu urządzeń elektronicznych i systemów radiowych, zalecane jest stosowanie urządzeń klasy A także w segmencie abonenckim sieci. Obowiązek ten nie wymaga z zapisów normy, ale z Rozporządzenia Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 6 listopada 2012 w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z dnia 22 listopada 2012 r., poz. 1289) [3].

Normy serii PN-EN-50083 określają także, jakiej klasy kable powinny być stosowane w poszczególnych segmentach sieci. Zbiorcze zestawienie przedstawiono w tab. 3.

Jednym z parametrów charakterystycznych kabla koncentrycznego jest skuteczność ekranowania (ang. screening attenuation). Energia pola elektromagnetycznego wielkiej częstotliwości zamknięta jest w kablu, pomiędzy jego przewodem wewnętrznym i przewodem zewnętrznym. Przewód zewnętrzny może być wykonywany w różnej technice: od metalowej plecionki różnej gęstości po lity przewód zewnętrzny (rurka).

Niektóre kable oprócz przewodu zewnętrznego zawierają także przewody ekranujące – jeden lub więcej, w postaci np. folii aluminowej. Z reguły im więcej warstw ekranujących, tym lepsza jest skuteczność ekranowania.

W zależności od konstrukcji, kable koncentryczne będą charakteryzować się różnymi wartościami skuteczności ekranowania.

Kablom koncentrycznym wielkiej częstotliwości poświęcona jest specjalna seria norm PN-EN 50117. W normie PN-EN-50117-2 w rozdziale „Oznaczenie osłony” zostały one podzielone na klasy skuteczności ekranowania (tab. 4.).

Analizując dane zawarte w tab. 2. i tab. 3. widzimy, że norma serii PN-EN 50083 dopuszcza stosowanie kabli o skuteczności ekranowania niższej niż A w sieci dystrybucyjnej i budynkowej. Tutaj mamy sytuację podobną jak w przypadku urządzeń pasywnych – Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 6 listopada 2012 w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie wymusza stosowanie kabli o skuteczności ekranowania co najmniej w klasie A.

Wymóg ten spowodowany jest m.in. koniecznością zapewnienia w nowo budowanych budynkach szerokopasmowego dostępu do Internetu. Jednym z jego warunków jest odpowiednia jakość sieci wewnątrzbudynkowej, a kable o dużej skuteczności ekranowania zdecydowanie ją podnoszą.

W dobie globalizacji i wykorzystywania urządzeń różnych producentów, należy także zauważyć, że przedstawione wyżej dokumenty normatywne obowiązują generalnie na terytorium Polski lub Unii Europejskiej.

W Stanach Zjednoczonych, będących jednym z najważniejszych producentów elektroniki, obowiązują normy FCC (Federal Communications Commission). Poziomy odporności i dopuszczalne wartości promieniowania w nich zdefiniowane są zbliżone do norm europejskich, ale nie identyczne. Należy zwracać na to uwagę, chcąc wykorzystywać w Polsce urządzenia produkowane na rynek amerykański. W takich przypadkach należy żądać od producenta przedstawienia świadectwa zgodności z odpowiednimi normami europejskimi.

Podsumowanie

Aktualnie stosowane rozwiązania techniczne w telewizji kablowej oraz wymagania dotyczące bezpieczeństwa ich stosowania i kompatybilności elektromagnetycznej są dość dobrze określone w dokumentach normalizacyjnych wspomnianych w poprzednich podrozdziałach.

W chwili obecnej sieci telewizji kablowej z reguły budowane są jako sieci całkowicie optyczne lub w technologii hybrydowej HFC, zawierającej sieć optyczną magistralną i rozdzielczą sieć bazującą na kablach koncentrycznych.

Sieci optyczne, z racji wykorzystywania światła jako nośnika informacji, są znacznie bardziej odporne na wszelkiego rodzaju zakłócenia elektromagnetyczne, a także nie są z nich notowane wycieki energii elektromagnetycznej. Charakteryzują się także dużo większą przepływnością sygnału. Ich dodatkową zaletą jest znacznie mniejsze zapotrzebowanie na wzmacniacze sygnału.

W technologii hybrydowej wzmacniacze występują z zasady co kilkadziesiąt – kilkaset metrów; muszą one być zasilane zdalnie (umieszczane są z reguły w szafkach telekomunikacyjnych lub kanalizacji teletechnicznej), co powoduje potencjalną możliwość wywlekania niebezpiecznych napięć, mogących powodować zagrożenie dla służb utrzymaniowych. Wzmacniacze w technice optycznej występują z reguły w szafach telekomunikacyjnych z lokalnym zasilaniem, a sam kabel światłowodowy nie jest pod napięciem.

W najbliższej przyszłości wypieranie sieci hybrydowych przez sieci optyczne będzie coraz większe. Wiąże się to m.in. ze znaczą redukcją problemów z zachowaniem kompatybilności elektromagnetycznej oraz zapewnieniem bezpieczeństwa przeciwporażeniowego podczas eksploatacji sieci. Ten trend ma zatem wyraźne zalety eksploatacyjne.

Kolejnym trendem jest dopuszczenie do wykorzystania zakresu częstotliwości 790-862 MHz przez sieci szerokopasmowego dostępu do Internetu, głównie LTE. Liczba operatorów wykorzystujących ten zakres częstotliwości z pewnością będzie rosła, co może spowodować zwiększenie ilości obcych sygnałów zakłócających oraz problemy z zachowaniem kompatybilności elektromagnetycznej. Będą one występować w obszarze przyłączy abonenckich, gdyż tam będą stosowane urządzenia radiowe.

Ta część sieci budowana jest na bazie kabli o mniejszych wymaganiach na skuteczność ekranowania (powyżej 65 dB), występują tam także złącza typu F (stanowiące powszechnie znany kompromis w zakresie cena/jakość) i możliwa jest ingerencja samych użytkowników, ze względu na brak odseparowania części abonenckiej w wydzielonej szafie telekomunikacyjnej.

Przy zbliżeniu modemu LTE na klika, kilkanaście cm do kabli przyłącza abonenckiego, co w pomieszczeniach abonenckich jest całkowicie realne, może dojść do zakłóceń zarówno sygnału telewizji kablowej przez sygnał LTE, jak i odwrotnie.

Metodą na zmniejszenie tego problemu jest troska o staranne wykonywanie przyłączy abonenckich (dokładne wykonywanie zakończeń kabli, ostrożne posługiwanie się ostrymi narzędziami, stosowanie odpowiednich narzędzi, żeby nie uszkodzić izolacji lub przewodów zewnętrznych kabla koncentrycznego) oraz uświadamianie abonentów o konieczności odpowiedniego przestrzennego rozmieszczenia modemu LTE i przyłącza abonenckiego.

Rozważyć można także stosowanie kabli rozdzielczych o znacznie większym współczynniku skuteczności ekranowania, co najmniej 85 dB. Niektórzy operatorzy w swoich wytycznych wskazują nawet 100 dB, choć podnosi to koszty instalacji. Ten trend będzie stanowić nowe wyzwanie techniczne.

*    *    *

Artykuł powstał w ramach badań prowadzonych w pracy statutowej S/WE/1/15 w Politechnice Białostockiej.

Literatura

1. Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 27 grudnia 2013 r. w sprawie Krajowej Tablicy Przeznaczeń Częstotliwości (DzU z dnia 3 lutego 2014 r., poz. 161).
2. Ustawa z dnia 13 kwietnia 2007 r. o kompatybilności elektromagnetycznej (DzU nr 82 z 2007 r., poz. 656 z późniejszymi zmianami).
3. Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 6 listopada 2012 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z dnia 22 listopada 2012 r., poz. 1289).
4. PN-EN 50083-2:2012 Sieci kablowe służące do rozprowadzania sygnałów: telewizyjnych, radiofonicznych i usług interaktywnych. Część 2: Kompatybilność elektromagnetyczna urządzeń.
5. PN-EN 50083-8:2013 Sieci kablowe służące do rozprowadzania sygnałów: telewizyjnych, radiofonicznych i usług interaktywnych. Część 8: Kompatybilność elektromagnetyczna sieci.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!