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I satelliti iradiano dei segnali micronde con potenza di pochi watts dalle loro posizioni geostazionarie posizionate a 36000KM di altezza dalla terra su una determinata area, nota come “Footprint”.
Questa area varia a seconda della posizione del satellite stesso.
Durante il tragitto per raggiungere la superficie del nostro pianeta, i segnali trasmessi dai satelliti subiscono delle attenuazioni (in termini di potenza) fino a 200db in meno, cosi’ che al momento del loro arrivo sulla terra vi arrivano con potenze davvero basse.
Il segnale viene raccolto da un antenna, che grazie alla sua forma curva lo convoglia verso un punto focale dove grazie a degli equipaggiamenti elettronici denominati LNA (Low Noise Amplifier/Amplificatori di Basso Rumore) viene potenziato facendo attenzione ad aggiungere il numero piu’ basso possibile (in Decibel) di rumore “esterno”. Valori troppo alti di rumore esterno andrebbero a corrompere la qualita’ del segnale ricevuto dal satellite.
Un LNA prevede in effetti 2 o 3 fasi di amplificazione per ottenere come risultato un segnale dal livello accettabile.
• Prima precisazione: Oggi sul mercato troviamo i cosiddetti LNB (Low Noise Block) che sono capaci, a differenza dei “vecchi” LNA, oltre che di amplificare il valore del segnale, anche di gestire entrambe le polarizzazioni utilizzate dai segnali stessi (Orizzontale e Verticale) passando da una all’altra con estrema semplicita’
Un altra funzione svolta dagli LNB oltre a quella di amplificare il segnale e’ quella di rendere la frequenza del segnale proveniente dal satellite “gestibile” dal decoder.
La funzione di conversione in segnale gestibile viene chiamata “Block converter”.
Per calcolare il livello di frequenza ottenuto dopo la conversione basta sottrarre la frequenza LO dell’LNB dalla frequenza usata dal segnale proveniente dal satellite.
Vi faccio un esempio che dovrebbe rendere la cosa piu’ semplice da comprendere.
Es: mettiamo che noi stiamo ricevendo un segnale dal satellite, i cui valori in frequenza sono 12Ghz.
Mettiamo che usiamo un LNB con frequenza LO di 10.75Ghz.
Avremo quindi un valore di 12 – 10.75 = 1.25Ghz oppure 1250Mhz
Siccome la stragrande maggioranza dei decoder gestisce valori di frequenza tra i 950 & 1450Mhz saremo in grado di vedere correttamente il segnale sul nostro televisore.
I valori di LO (Local Oscillator/Oscillatore Locale) di un LNB sono indicati (con valori diversi) nelle descrizioni tecniche dell’LNB stesso.
Passiamo ora ad esaminare i diversi tipi di LNB esistenti e partiamo col dire che ve ne sono di 3 tipi diversi:
- Standard LNB: questi LNB gestiscono solo una banda (quella “C” oppure “KU”), di solito ha un LO di 10Ghz. Il cambio di polarizzazione e’ gestito dal livello di alimentazione ricevuto tramite il cavo coax. Un alimentazione da 12.5 a 14.5 volts da polarizzazione verticale, mentre un voltaggio di 15.5 a 18 volts da polarizzazione orizzontale.
- Universal LNB: gestiscono entrambe le bande da10.7 a 11.8 GHz e da11.6 to 12.7 GHz, con dei livelli di LO che sono di 9.75 e 10.60Ghz. Il cambio di polarizzazione e’ gestito dall’invio da parte del decoder di un segnale a 22Khz.
- C-Band: questi LNB oramai difficili da trovare sono dedicati specificamente alla banda C. Non mi addentro in spiegazioni riguardo alle frequenze ed il LO in quanto sarebbe superfluo. Basti sapere che da qualche parte qualcuno ancora possiede uno di questi LNB
• Seconda precisazione: ho volutamente omesso di parlare di LNB quali i “consumer grade” che utilizzano un motore esterno per operare i cambi di polarizzazione, ed i “PLL LNB” che sono degli LNB digitali molto costosi che generalmente sono utilizzati per scopi commerciali/industriali (dalle stazioni Tv ad esempio) in quanto questi prodotti non rientrano normalmente nel quotidiano dell’hobbista medio.
Comunemente oggi sul mercato abbiamo LNB di tipo Universal.
Di questa specie ne troviamo tipologie diverse, e queste sono:
a) Single/Singoli: che presentano 1 discesa e quindi danno la possibilita’ di ricevere il segnale ad 1 decoder
b) Twin/Doppi: che presentano due discese offrendo l’opportunita’ di collegare 2 decoder oppure 1 decoder che sia munito di doppio tuner.
c) Quad/Quadruplo: che presentano quattro discese offrendo l’opportunita’ di collegare sistemi formati da multi decoder (fino a 4).
• Terza precisazione: sono a conoscenza del fatto che e’ possibile aumentare il numero di decoder collegati ad un single,twin,quad LNB con l’utilizzo di apparecchiature quali Switch/Splitter, pero’ mi sono soffermato qui’ sul menzionare solo il numero “ufficialmente” e “direttamente” supportato dagli LNB stessi.
Prima di addentrarci in specifico nel discorso delle bande dobbiamo dire che l’atmosfera terrestre presenta un perdita bassa di segnale se questo viaggia a delle frequenze particolari.
Le stazioni televisive a conoscenza di questo fatto ne hanno subito utilizzato al meglio le possibilita’.
Venendo alle bande,oltre alla “C” e “KU”, c’e’/era anche la “S”.
La differenza tra le varie bande sta’ inanzitutto nella frequenza (in Ghz) utilizzata per mandare/ricevere segnali dal/al satellite.
La banda “S” usa frequenze che vanno da 2.555 a 2.635Ghz
La banda “C” usa frequenze che vanno da 3.4 a 4.8Ghz
La banda “KU” usa frequenze che vanno da 10.7 a 22.20Ghz
• Quarta precisazione: le frequenze fin qui nominate sono rigerite alle frequenze in “download” cioe’ quelle che vengono dai satelliti ai nostri decoder. Esistono altresi frequenze usate per gli “upload” cioe’ quelle che vengono mandate dalle stazioni di trasmissione ai satelliti. Queste frequenze, onde evitare “ingarbugliamenti” con quelle in download, sono diverse.
Altra differenza tra le bande e’ nel fatto che piu’ bassa e’ la frequenza dei segnali piu’ grande deve essere la superficie delle antenne affinche’ queste riescano a garantire una ricezione ottimale dei segnali stessi.
Sicuramente avrete visto delle foto in rete di appassionati sat che si trovano nel continente Australe, che hanno antenne di 3 o 4 metri (o anche di piu’).
Capirete ora che i segnali che riceviamo noi in Europa sono in banda KU, da qui’ la possibilita’ di riceverli con ottime qualita’ anche con antenne da 55cm.
Una ultima differenza tra le bande e’ quella che le bande a frequenza bassa, come la “C” soffrono meno di perdite di qualita’ di segnale dovuto a fattori metereologici quali pioggia/temporali, cosa invece (ahime’) noi che usufruiamo della banda “KU” conosciamo anche troppo bene durante i nostri inverni.
Ora parlerò del Symbol Rate e per essere piu' specifici del Forward Error Correction.
Tutte le trasmissioni di segnale satellitare sono in effetti una sequenza continua di singoli stream/impulsi, ogni impulso rappresenta un "simbolo" e generalmente rappresenta 1,2,3 e piu' bit di trasmissione di dati.
Ora ci sono delle formule matematiche per calcolare esattamente la modularita' migliore (cioe' la formula/mix migliore) per far si che il segnale sia il piu' continuo possibile cosi' da sembrare un unica trasmissione di dati.
Il FEC e' un sistema per ottemperare ad eventuali errori nella spedizione dei singoli impulsi.
Nella forma piu' semplice il FEC invia ogni impulso due volte, cosi' che si e' sicuri che ogni impulso e' inviato, sara' poi il decoder a controllare che gli impulsi inviati siano corretti (non doppioni).
Nelle altre forme il FEC aggiunge dei bit di impulsi predefiniti che riducono il rischio di corruzione degli impulsi a causa dei rumori.
Il FEC (acronimo di Forward Error Correction) è un sistema di correzione d'errore attraverso il quale si evita la perdita dell'immagine, in caso di momentaneo abbassamento di segnale, e di mantenere stabile la ricezione. Maggiore è il FEC, minore è la capacità del transponder per contenere canali (ad esempio, un transponder con FEC a 2/3 può ospitare meno canali di uno con FEC a 3/4).
IL Forward Error Correction è il sistema di codifica per la correzione d'errore adottatto nel DVB .E' fondamentale dato che ovviamente in un link satellitare non sono possibili ritrasmissioni. Si basa sulla codifica convoluzionale attraverso l'algoritmo di Viterbi e il valore espresso in forma frazionaria ( 1/2 , 2/3, 3/4, 5/6 7/8 ) indica il rapporto fra bit che trasportano dati reali e il totale, il resto sono bit di correzione . Un FEC pari ad 1/2 proteggerà il segnale in misura molto maggiore rispetto ad un FEC di 7/8. A questa codifica si concatena quella Reed-Solomon che utilizza bit di parità aggiunti ai pacchetti TS (188 byte di dati di un pacchetto TS + 16 byte di parità =204 byte ). Nella FEC si adotta inoltre l'interlacciamento dei dati per limitare l'impatto bi burst di errori (come nei CD)
Calcolo del bitrate di un canale:
27000KS/s = 54Mb/s
considernado FEC 3/4 = 36Mb/s
considerando 188:204 di Reed-Solomon coding = 33Mb/s
Per quanto riguarda le antenne, ce ne sono diversi tipi che possiamo cosi' elencare in modo veloce:
1) Offset: è una antenna parabolica che ha la caratteristica di avere lilluminatore/LNB posto in posizione eccentrica rispetto al fuoco.
2) Primofuoco: ha lLNB che punta sul fuoco della parabola
3) Gregoriana/Cassegrain: ha la caratteristica di avere un doppio disco riflettore
4) Piana: la piana ha lLNB incorporato sul disco riflettore
5) Mesh: ha la caratteristica di essere costruita con materiale traforato
Ci sono 2 tipi di parabole a doppia riflessione:
le Cassegrain sono rigorosamente PRIME-FOCUS
le Gregoriane sono rigorosamente OFFSET
le Cassegrain giusto sul fuoco della parabola hanno un secondo parabolino che riflette e convoglia il segnale su di un secondo fuoco sul retro del disco dove c'è praticamente l'lnb (per questo al centro del disco c'è un buco.
le parabole Gregoriane sono una diretta derivazione delle Cassegrain, il secondo riflettore in questo caso è montato all'estremità del braccetto di supporto dell'lnb verso il quale viene convogliato il segnale riflesso, l'lnb è logicamente montato contrario rispetto ad una normale parabola offset. Questo sistema evita di creare ombre sulla riflessione del segnale, che non è altro che il principio delle offset.
le Cassegrain hanno un uso spiccatamente professionale
le Gregoriane sono adatte ad un uso domestico le wave, quelle da 90cm hanno un arco, o meglio possono gestire satelliti che sono in un arco di 40gradi. Fai attenzione che i 40 gradi sono pero'intesi come arco totale il che significa che in effetti hai 20 gradi a destra e sinistra del tuo punto focale o satellite di riferimento.
Ti faccio un esempio, diciamo che il tuo punto di riferimento e'Hotbird sui 13E.
Bene avrai come arco i 7W da un lato ed i 33E dall'altro.
Per quello che ti ho detto prima, cioe' i 20 gradi a destra e sinistra, capirai che con le due wavefrontier devi scegliere bene i tuoi satelliti di riferimento.
Nota importante, qui parliamo in teoria, in quanto la ricezione di tutti questi satelliti che si trovano nell'arco coperto dalle due wave, sono visibili solo se tu rientri nel loro footprint.
Ad esempio Astra se vivi al sud Italia, lo becchi ma con molte difficolta' e con alcuni transponder non becchi nulla