ระบบ MATV

MATV คืออะไร MATV ย่อมาจาก Master Antenna Television หมายถึง การกระจายสัญญาณโทรทัศน์ไปยังอุปกรณ์ต่างๆ ภายในอาคารเดียวกันหรือบริเวณใกล้เคียงกัน โดยใช้เสาอากาศเพียงชุดเดียว ระบบ MATV จึงเป็นที่นิยมใช้ตามโรงแรม หอพัก อพาร์ตเมนท์ คอนโดมิเนียม เพราะมีเสาอากาศตั้งเพียงจุดเดียวไม่เกะกะรกสายตา


MATV ประกอบด้วย ส่วนหลัก 3 ส่วน ดังนี้
1.ส่วนรับสัญญาณโทรทัศน์
ส่วนรับสัญญาณโทรทัศน์ที่เป็นเสาอากาศ ทำหน้าที่รับสัญญาณโทรทัศน์ที่ส่งออกอากาศตามภาคพื้นดิน เช่น ช่อง3 อยู่ที่อาคารใบหยก ช่อง5 อยู่ที่สนามเป้า ปัจจุบันไม่นิยมใช้เสาอากาศในระบบ MATV เนื่องจากรับจำนวนช่องได้จำกัดเพียงช่อง3, 5, 7, 9,NTB,Thai PBS อีกประการหนึ่งที่ไม่นิยมใช้เสาอากาศในระบบ MATV เนื่องจากคุณภาพของสัญญาณไม่ดี ซึ่งเกิดจากการสะท้อนของสัญญาณบนตึกสูงข้างเคียงทำให้เกิดเป็นเงาซ้อนกัน
ส่วนรับสัญญาณโทรทัศน์ที่เป็นจานดาวเทียม ทำหน้าที่รับสัญญาณโทรทัศน์ที่ส่งออกอากาศ จากดาวเทียมสื่อสารซึ่งโคจรอยู่รอบโลกของเราด้วยความเร็วเท่ากับการหมุนของโลก  ในระบบ MATV   นี้นิยมใช้จานดาวเทียมทำหน้าที่รับสัญญาณโทรทัศน์ เนื่องจากคุณภาพของสัญญาณดีมาก ไม่เป็นเงาและไม่ถูกบดบังจากตึกสูง เมื่อเราติดตั้งจานรับสัญญาณดาวเทียม 1 ใบ หันทิศทางไปยังดาวเทียมที่ต้องการ เราจะรับสั่ญญาณโทรทัศน์ได้หลายช่อง ทั้งต่างประเทศและสัญญาณโทรทัศน์จากประเทศไทย
สัญญาณโทรทัศน์ช่องต่างๆที่ส่งมาจากดาวเทียวนี้จะอยู่ในรูปคลื่นวิทยุ RF (Radio Frequency) ซึ่งสูงเกินกว่าโทรทัศน์จะรับได้จะต้องใช้เครื่องรับ (Receiver) แปลงคลื่นวิทยุจากดาวเทียมมาเป็นสัญญาณภาพและเสียง (AV, Audio, Video) และแปลงกลับเป็นคลื่นความถี่วิทยุที่โทรทัศน์ระบบธรรมดาจะรับได้ ซึ่งจะส่งต่อให้ภาคขยายสัญญาณโทรทัศน์ในระบบ MATVต่อไป


สมมุติว่า ดาวเทียมดวงนั้นรับสัญญาญโทรทัศน์ 50 ช่อง(50โปรแกรม) เป็นรายการที่เราสนใจในระบบ MATV 10โปรแกรม เราจะเดินสายจากจานดาวเทียมมา 1 ชุด เข้าตัวแยกสัญญาณ แยกสัญญาณออกมา 10 เส้น เข้าตัวรับ (Receiver) 10 ตัว ตัวรับทั้ง 10 ตัวนี้จะจูนรับเฉพาะโปรแกรมที่เราต้องการ 10 โปรแกรม สัญญาณที่ออกจากตัวรับจะเป็นสัญญาณภาพและเสียง 10 โปรแกรม จะส่งเข้าตัวแปลง (Modulator) ออกเป็นความถี่คลื่นวิทยุที่เหมาะสมกับเครื่องรับโทรทัศน์ 10 ความถี่วิทยุ ความถี่แต่ละความถี่จะเข้าไปยังตัวรวมสัญญาณ (Combiner) รวมสัญญาณความถี่วิทยุทั้ง 10 คลื่นความถี่ออกไปในสายเส้นเดียว เพื่อส่งต่อไปยังภาคขยายสัญญาณและส่งไปส่วนการขยายสัญญาณและส่งไปส่วนการขยายสัญญาณเพื่อเข้าโทรทัศน์แต่ละเครื่องต่อไป
จะเห็นได้ว่าเรามีระบบ MATV ซีงสามารถรับสัญญาณโทรทัศน์ได้ 10 ช่อง ถ้าเราต้องการช่องโทรทัศน์ที่มากขึ้นอีกเราจะต้องลงทุนซื้อ Receiverและ Modulator เพิ่มขึ้นหรืออาจต้องติดตั้งจานดาวเทียมอีก 1 ใบ เพื่อหันไปหาดาวเทียมดวงที่ 2 เพื่อจะได้รับโปรแกรมที่น่าสนใจขึ้นอีกต่อไป ตอนหน้าจะกล่าวถึง MATV ในส่วนประกอบของภาคขยายสัญญาณโทรทัศน์และส่วนกระจายสัญญาณโทรทัศน์ต่อไป


2.ภาคขยายสัญญาณโทรทัศน์
เนื่องจากโทรทัศน์ แต่ละเครื่อง จะรับสัญญาณโทรทัศน์ได้ดีในระดับความแรงที่ 60 –80dB ถ้าความแรงมากกว่า 80 dB ภาพจะมีลักษณะหยาบ สีเข้มไม่เนียนและภาพอาจจะปิดเบี้ยวได้ ถ้าความแรงน้อยกว่า 60 dB ภาพจะมีสัญญาณรบกวนเป็นเม็ดเล็กๆสีขาวทั่วไป เราเรียกว่าหิมะ(Snow) โดยทั่วแล้วสัญญาณคลื่นวิทยุที่ออกมาส่วนรับสัญญาณโทรทัศน์(เสาอากาศ,จานดาวเทียม)จะมีระดับความแรงที่ประมาณ 70 dB
ภาคขยายสัญญาณโทรทัศน์ คือส่วนขยายความแรงที่รับได้มาจากส่วนเสาอากาศ,จานดาวเทียม เพื่อส่งผ่านไปยังส่วนกระจายสัญญาณโทรทัศน์ เข้าไปยังเครื่องรับโทรทัศน์แต่ละเครื่อง ซึ่งภาคขยายสัญญาณโทรทัศน์นี้เรียกกว่า  แอมฟลิไฟเออร์ (Amplifier)  แอมฟลิไฟเออร์นี้จะขยายสัญญาณโทรทัศน์ขึ้นไปจนถึง 90-110 dB ขึ้นอยู่กับระบบMATV นี้จะใหญ่มากน้อยเท่าใด ซึ่งขึ้นอยู่กับการคำนวนในส่วนกระจายสัญญานโทรทัศน์ ที่จะกล่าวถึงช่วงต่อไป
แอมฟลิไฟเออร์ มีอยู่ 3 ชนิด คือ
1. ชันแนล แอมฟลิไฟเออร์ (Channel Amplifier) ขยายสัญญาณโทรทัศน์ทีละช่อง
2. แบนด์ แอมฟลิไฟเออร์ (Band Amplifier) ขยายสัญญาณโทรทัศน์ทีละย่านความถี่
3. วายด์  แบนด์ แอมฟลิไฟเออร์  (Wide Band Amplifier) ขยายสัญญาณโทรทัศน์ทุกย่านความถี่


3.ส่วนกระจายสัญญาณโทรทัศน์
ส่วนกระจายสัญญาณโทรทัศน์ทำหน้าที่หลักอยู่ 2 ประการ คือ
1) กระจายความแรงของสัญญาณโทรทัศน์นี้ให้เหมาะสมเนื่องจากโทรทัศน์จะรับสัญญาณที่ความแรง 80-60 dB และความแรงของสัญญาณโทรทัศน์ที่ส่งออกมาจากภาคขยายจะมีความแรงเกิน 100 dB ขึ้นไป ถ้าไม่มีการกระจายสัญญาณที่เหมาะสมจะทำให้เต้ารับสัญญาณโทรทัศน์ที่ใกล้ภาคขยายมีระดับความแรงมากเกินไป และเต้ารับสัญญาณโทรทัศน์ที่ไกลภาคขยายจะมีระดับความแรงน้อยเกินไป
2) ทำหน้าที่แมทชิ่งอิมพีแดนซ์ (Matching Impedance)
สัญญาณโทรทัศน์แต่ละช่องจะอยู่ในรูปคลื่นความถี่วิทยุ (RF) ซึ่งมีค่าความต้านทานเท่ากับ 75 โอห์ม ดังนั้นการต่อกระจายไปยังจุดใดๆ หลายๆจุด จะต้องทำให้ค่าความต้านทานเป็น 75 โอห์มเสมอเพื่อให้กำลังส่งออกไปจากภาคขยายสูงสุด (Maximum Power Transfer) ถ้าอิมพีแดนซ์ไม่แมทซ์จะทำให้ค่าความต้านทานต่ำกว่า75 โอห์ม กำลังที่ส่งออกไปจากต้นทางจะทำไม่ได้สูงสุด เกิดการสะท้อนและเกิดเงาในระบบ
อุปกรณ์หลักในการกระจายสัญญาณโทรทัศน์มีดังนี้
1 แทปอ๊อฟ (tap-off) มี่ทั้งชนิด 2ทาง, 3ทาง, 4ทาง (2way, 3way, 4way tap-off มีคุณลักษณะทางไฟฟ้าตาม ตารางที่ 1

คุณลักษณะทางไฟฟ้า 4 Way

ตัวอย่าง สมมติเราเลือกใช้ 4 Way Tap ตัวที่ 1 Trap loss = 12 dB Insertion loss = 5 dB (ตามตารางที่ 1) จากรูป สมมติมีสัญญาณออกจากภาคขยายมาเข้าจุด A = 75 dB จะมีสัญญาณออกจาก Tap off นี้ ที่จุด B = 75-5 = 70 dB เพื่อให้เข้า Tap off ตัวต่อไปและจะมีสัญญาณความแรงเท่ากับ 75-12 = 63 dB  ออกจากจุด C ไปยังเต้ารับสัญญาณโทรทัศน์ต่อไป

2 สปลิตเตอร์ (Splitter) มีทั้งชนิด 2 ทาง, 3 ทาง, 4 ทาง (2 Way Splitter, 3 Way Splitter, 4 Way Splitter) มีคุณลักษณะทางไฟฟ้าดังนี้

ตัวอย่าง สมมติเลือกใช้ 4 Way Splitter มีสัญญาณขาเข้าที่จุด A = 75 dB จะมีสัญญาณขาออกที่จุด B = 75-7.5 = 67.5 dB
เรานิยมใช้ Tap Off .ในการกระจายสัญญาณโทรทัศน์ในแต่ละชั้นโดยจะเลือก Tap-off ที่มี Tap loss สูงๆ ไว้ด้านต้นทางส่วน Tap-off ที่มีค่า Tap loss ต่ำไว้ที่ปลายทาง
เรานิยมใช้ Splitter ในการกระจายสัญญาณโทรทัศน์ในระหว่างชั้น


ปัญหาที่พบบ่อยในระบบ MATV
1. เกิด Snow ปัญหานี้เกิดจากการออกแบบส่วนกระจายสัญญาณโทรทัศน์ไม่ดี ทำให้สัญญาณไปถึงเต้ารับ ต่ำกว่า 60 dB เครื่องรับโทรทัศน์รับสัญญาณได้ไม่ดีพอ จึงเกิดเป็นเม็ดสีขาว ทั้งจอรับโทรทัศน์
วิธีแก้ไข ต้องออกแบบส่วนกระจายสัญญาณโทรทัศน์ใหม่
2. ภาพไม่เนียนใส เกิดจากการออกแบบระบบ MATV ที่ใหญ่มาก สัญญาณจากส่วนการขยายสัญญาณโทรทัศน์ไม่เพียงพอ จำเป็นต้องมี Repeater กลางทาง เมื่อมีการขยายสัญญาณโทรทัศน์หลายๆครั้งภาพที่ได้จะไม่เนียนใส
วิธีการแก้ไข ต้องออกแบบส่วนกระจายสัญญาณโทรทัศน์ใหม่ให้มีการขยายกลางทางไม่เกิน 2 ครั้ง
3. เกิดเงาในระบบ ปัญหานี้เกิดจากการไม่ Matching ของ Impedance ทำให้เกิดการสะท้อนกลับของสัญญาณโทรทัศน์ เกิดเงาขึ้นในระบบ
4. มีสัญญาณรบกวน เกิดจากเราเลือกสัญญาณโทรทัศน์ในระบบ MATV ตรงกับสัญญาณโทรทัศน์ที่ออกอาการทางภาคพื้นดิน จึงเกิดการรบกวนคลื่น
วิธีแก้ไขคือ ต้องเปลี่ยนความถี่ของสัญญาณโทรทัศน์ ในระบบ MATV ไม่ให้ตรงกับสัญญาณโทรทัศน์ที่ออกอากาศภาคพื้นดิน