Home nav Vergunningsvrije straalverbinding nav FAQ English

FAQ Vergunningsvrije STL

1. Hoe kan 15km overbrugd worden met slechts 0,02W (20mW)?
2. Welke afstand kan gehaald worden?
3. Wat kost de verbinding?
4. Wat is er speciaal aan de Octenna's?
5. Welke coaxen kunnen gebruikt worden?
6. Hoe hoog moeten de antennes worden opgesteld?
7. Welke audiokwaliteit geeft de link?
8. Wat is de audio delay?
9. Wat is de 'Forward Error Correction' of FEC?
10. Wat kunnen we doen om bij de hoofd FM zender eenzelfde delay te krijgen?
11. Hoe lang duurt het vooraleer een STAR1800 audio levert na power-up?
12. Wat doet de link met mijn sound processing?
13. Stuurt de link het hele MPX signaal door?
14. Zijn er licencing aspecten op de audio encoding?
15. Is de verbinding werkelijk vergunningsvrij en vrij van taxen?
16. Is dit niet de frequentie waar GSM op werkt in de 'hoge' band?
17. Verstoort de GSM 'hoge' band de audio link dan niet?
18. Zijn er andere storingsbronnen?
19. Wordt de link beïnvloed door bliksem?
20. Wat indien de ontvangst net te klein is?
21. Kan één zender meerdere ontvangstsites van audio voorzien?
22. Kan het digitale systeem op andere frequenties worden gebruikt?
23. Wat is de RF bandbreedte?
24. Hoe kan een controle organisatie het uitgezonden vermogen (EIRP) meten?
25. Wat is er te horen op de zendfrequentie met een analoge STL-ontvanger of spectrum analyser?

1. Hoe kan 15km overbrugd worden met slechts 0,02W (20mW)?

Een analoge stereo MPX straalverbinding heeft zo'n -58dBm (49dBuV) nodig aan de antenneklemmen om een audio S/N van zo'n 60dB te halen. Voor een link op 1,5GHz met 'vrij zicht' en goede schotelantennes of yagis (18dBi) en coax loss (6dB) betekent dit dat er 90W nodig is (EIRP). Bijvoorbeeld een 6W-zender.

De digitale STAR1800 heeft slechts -109dBm (-2dBuV) nodig aan de antenneklemmen om een perfecte audiokwaliteit te leveren. Een fadingmarge van 7dB is voldoende, zodat de verbinding met een nominale waarde van -102dBm (+5dBuV) voldoende heeft.
Dit is 44dB minder dan voor de analoge! Dit betekent dat het zendvermogen 44dB minder mag zijn. Dus in plaats van een EIRP van 90W hebben we voldoende aan 3,6mW.

Door het gebruiken van actieve antennes wordt het verlies van de coax kabels volledig geneutraliseerd en kunnen kleinere flat panel octennas gebruikt worden (13dBi).

2. Welke afstand kan gehaald worden?

Indien er werkelijk 'line of sight' is, dan is een afstand tot 33km mogelijk. Vermits de radiogolven (zelfs bij 1,8GHz) toch enigszins worden afgebogen, is dit toch mogelijk ook al is er nét geen optisch vrij zicht.

Indien er geen vrij zicht is, maar de antennes kunnen toch zo hoog mogelijk worden opgesteld (absoluut minimum 10m hoog), dan kan meestal minstens 5km goed worden overbrugd.

Bij twijfel is het zaak van eerst een proefopstelling te doen. Indien een bestaande straalverbinding wordt vervangen, dan kan de gemeten ontvangst veldsterkte vooraf worden omgerekend naar het nieuwe systeem.
De voortplanting van radiogolven van 1,8GHz is goed te vergelijken met deze van bestaande 1,5GHz straalverbindingen.

3. Wat kost de verbinding?

De prijs van de complete set van STAT/STAR1800 met bijhorende Octennas, is net iets goedkoper dan de conventionele analoge straalverbindingen. Dit werd mogelijk, ondanks de hogere complexiteit van de benodigde elektronica, door het toepassen van de nieuwste electronische componenten en embedded software.

Zero gebruikskosten: in tegenstelling tot conventionele straalverbindingen of internet oplossingen is er geen enkele jaarlijkse of maandelijkse fee. De apparatuur wordt aldus snel terug verdiend.

4. Wat is er speciaal aan de Octenna's?

De Octennas zijn compacte flat panel antennes. De winst is +13dBi. Ze zijn speciaal ontwikkeld voor een zeer goede voor-achter verhouding en hebben minimale zijlobben.
De Octenna levert een stabiel signaal, ook bij regen of sneeuw.
De Octennas bevatten een minimum aan elektronica, om de verliezen van de coaxkabels te neutraliseren en om aan de definitie 'integral antenna' van de EN301 357 te voldoen.

TX Octenna: Bevat een kleine versterkertrap en bandpass en low pass filters. Het uitgezonden vermogen wordt gemeten en digitaal via de coax naar beneden gestuurd. Een regelsysteem in de indoor unit zorgt ervoor dat het zendvermogen steeds gelijk is aan het gewenste vermogen.
De coaxkabel is een 7mm goede satellietcoax tot lengtes van 45m, of een 10mm tot lengte 70m (maximum 14dB loss in totaal).
RX Octenna: Bevat bandfilters en LNAs om een extreem laag ruisgetal te verkrijgen.

5. Welke coaxen kunnen gebruikt worden?

Er worden coaxkabels van 75 Ohm gebruikt. Het goedkoopst zijn goede satellietcoaxen.
De demping mag maximaal 14dB zijn. Dan treedt er nog geen verlies van prestaties op.
Een goede diameter 7mm coax heeft een demping van max 30dB/100m bij 1800MHz, dus is 45m haalbaar.
Een goede 10mm heeft een demping van 20dB/100m bij 1800MHz, dus is 70m haalbaar.
De demping van de zend-coax wordt automatisch gecompenseerd.
De demping van de ontvangst-coax dient te worden ingegeven via het display van de indoor unit, om maximaal dynamisch bereik te behouden.
De antennes en de indoor units verwachten een (satelliet) F-connector.

6. Hoe hoog moeten de antennes worden opgesteld?

Zo hoog mogelijk. Dit zorgt voor een echte 'line of sight' verbinding en dus voor grote overbrugbare afstand. Voor de RX Octenna komt erbij dat lokale storingsbronnen beter worden onderdrukt.

7. Welke audiokwaliteit geeft de link?

De toegepaste Vorbis ( ref Ogg Vorbis) audio encoding wordt door velen aanzien als superieur aan MPEG4/ AAC. Er wordt een hoge audio bit rate van ongeveer 180Kbit/s gebruikt.
De audiokwaliteit is aldus zeer goed.

8. Wat is de audio delay?

De audio delay bedraagt ongeveer 2,5s.
Deze is toe te schrijven aan audio encoding, Forward Error Correction (FEC) & interleaving, receiver de-interleaving & FEC, receiver buffer fifo.

9. Wat is de 'Forward Error Correction' of FEC?

Aan de zendkant worden een groot aantal extra controlebits toegevoegd. Aan de ontvangstkant wordt er nagegaan of deze controlebits overeenstemmen met deze die de ontvangen data zou moeten hebben. Indien er bitfouten geconstateerd worden dan worden de bitfouten hersteld door een iteratief proces waarbij alle databits van een heel frame tot 20 keer toe verbeterd worden tot er geen fouten meer overblijven. Dit gebeurt razendsnel, dus voordat een nieuw frame binnenkomt.
Het toegepaste FEC-systeem is zowat het meest geavanceerde dat er bestaat, hetgeen normaal enkel op moderne satellietverbindingen wordt gebruikt.
De toepassing van deze FEC, samen met de actieve antennes resulteert in de zeer goede gevoeligheid van -109dBm (-2dBuV).

10. Wat kunnen we doen om bij de hoofd FM zender eenzelfde delay te krijgen?

Indien er bij de studio al een FM band zender is, en deze wordt rechtstreeks met studio audio gevoed dan heeft deze 2,5s minder delay dan de steunzenders die via de STAR/STAT1800 werken. Er kan hier lokaal een STAR1800 worden bijgeplaatst, of er kan een speciale STAT1800 worden geleverd met een geïntegreerde decoder zodat de delay lokaal ook 2,5s bedraagt.

11. Hoe lang duurt het vooraleer een STAR1800 audio levert na power-up?

In tegenstelling tot sommige satellietsystemen gebeurt dit zeer snel: ongeveer na 1,5s komt de audio.

12. Wat doet de link met mijn sound processing?

Zoals elke link die L en R apart doorgeeft is de ondergrens van de frequentiecurve bepalend:
Deze begint bij STAR/STAT1800 op zo'n 10Hz.
Een tweede feit is dat bij alle systemen die subband encoding toepassen zoals MPEG, AAC, Vorbis .. de uitgangsamplitude minder fixed is dan het origineel. Dit komt door de beperkte resolutie die subbanden kunnen krijgen na de psycho-akoestische software.

In het geval van de STAR/STAT1800 vallen bovengenoemde effecten nog mee: indien het signaal op 100% piekniveau was begrensd door een goede audioprocessor, dan kunnen aan de ontvangstkant audiopieken tot 120% gemeten worden (20% overshoot dus).
Dit is in vele gevallen nog aanvaardbaar en dan kan een gewone stereo FM-zender gebruikt worden.

Indien men extreme luidheid zonder overshoots nastreeft dan is volgende oplossing de beste:
• een STAR1800 gebruiken met interne stereo- en RDS-coder optie.
Alternatief kan men een extra toestel tussen STAR1800 en FM-zender plaatsen:
• een stereocoder met clipping
• een audioprocessor met ingebouwde stereocoder

Het beste is om de sound processing te verdelen: De uitgebreidste soundprocessing voor de STAT1800 en na de STAR1800 een final clipping device en stereo coder.

Alternatief kan men alle soundprocessing na de STAR1800 doen. Doch dan is er kans dat bepaalde onhoorbaar geachte fragmenten in het psycho-akoestisch model, naderhand wel hoorbaar worden gemaakt door de soundprocessing.

Zie ook de uitstekende 'papers' hierover bij de fabrikant van de 'Orban'-processors.

13. Stuurt de link het hele MPX signaal door?

Neen (alhoewel..).
De link zendt enkel hoogkwalitatieve left- en right audio door. Piloottoon en RDS worden dus niet doorgestuurd. RS232-data en een ingelezen contact worden ook doorgestuurd.

Om toch een MPX- en RDS-signaal te krijgen zijn er volgende mogelijkheden:
• Beste oplossing: een STAR1800 gebruiken met interne stereo/RDS coder optie.
• een stereo FM-zender met aparte RDS-coder.
• een externe stereocoder al dan niet met interne RDS-coder gebruiken.

Indien men de optie van delay egalisatie in de STAT1800-zender gebruikt geldt hetzelfde verhaal.
De link kan seriële RS232-data van 9600 baud doorsturen. Deze RS232 kan dan gebruikt worden om de remote RDS-coder te updaten.
De link stuurt momenteel ook één ingelezen contact door en kopieert dit naar een relaisuitgang in de STAR1800 (dit wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het activeren van de TA-vlag).

14. Zijn er licencing aspecten op de audio encoding?

Neen. In tegenstelling tot bij MPEG of AAC is het gebruik van Vorbis licence free.

15. Is de verbinding werkelijk vergunningsvrij en vrij van taxen?

Ja.

De STAT/STAR1800 audiolink, gebruikt de SRD-norm 'wireless audio links' EN301 357 volgens annex 13C van Rec70-03. SRD (Short Range Devices) is een wat ongelukkig gekozen woord: het betekent enkel dat de toestellen met weinig vermogen zenden, dat ze geen storing mogen veroorzaken en geen bescherming mogen eisen tegen storingen. De afstand wordt nergens beperkt, maar is voor de meeste toestellen laag door het lage vermogen.
De SRD-norm heeft het voordeel dat het gebruik van de apparatuur volledig vergunningsvrij is en ook niet hoeft te worden aangemeld.

Om het vergunningsvrije karakter 100% duidelijk en op papier te krijgen, hebben we het systeem toch vrijwillig aangemeld bij het BIPT. Omdat het woord 'Short' nog voor bedenkingen bij hen zorgde (onze link haalt 30km), heeft het BIPT heel ons systeem voorgesteld en besproken op de 51ste SRD Maintenance Group m.b.v. een PowerPoint-presentatie die wij aanleverden, waarin duidelijk werd gesteld:
• audio straalverbinding voor FM radio stations
• in mast opgestelde antennes
• alle discussieerbare punten uit de EN301 357
• argumentatie m.b.t. geen extra spectrum belasting

Het verslag van deze meeting in Kopenhagen vermeldt:
"It was concluded that as long as compliance with the essential requirements" . "was demonstrated, e.g. by means of compliance to the harmonized European standard, there would be no reason to prohibit this outdoor application." (extract uit de 'Minutes of the 51st SRD/MG meeting')

Of zoals het BIPT het verwoordt:
"Zoals afgesproken hebben wij de administratie van de andere lidstaten geraadpleegd tijdens de SRDMG (51ste vergadering) gehouden te Kopenhagen van 12 - 14 januari 2011.
Geen enkele van hen had bezwaar tegen het op de markt brengen van dit toestel op voorwaarde dat het aan volgende technische voorwaarden voldoet nl; werken in de band 1.795 - 1.800 MHz met een maximaal e.i.u.v. van 20 mW (13 dBm)." (extract uit email van BIPT) "het gebruik van het toestel is vergunningsvrij mits het aan bovenvermelde technische specificaties voldoet." (extract notificatie bevestigingsdocument BIPT)

Dit alles betekent ook dat op Europees vlak onze audio link zonder meer gebruikt kan worden, zonder vergunning of aanmelding: ten eerste bepaald de Rec70-03 en de geharmoniseerde norm EN301 357 dit, ten tweede hebben alle spectrum autoriteiten duidelijk gesteld dat er geen reden is om het te verbieden, ten derde is er nu een precedent in België.

In enkele lidstaten mag het niet gebruikt worden: Oostenrijk, Frankrijk, Ierland, Verenigd Koninkrijk, Italië en Slowakije.
In Finland is het gebruik aan beperkingen onderworpen.

Nederland laat een bredere frequentieband toe: 1785-1804,8 MHz.
Zie ook de documenten van "Agentschap Telecom" op onze website.

16. Is dit niet de frequentie waar GSM op werkt in de 'hoge' band?

Het GSM-systeem in Europa werkt in de 900MHz (lage band) en op 1800MHz (hoge band).
In de hoge band gebruiken de GSM-toestellen 1710 tot 1785MHz om op uit te zenden, en de basisstations zenden op 1805 tot 1880MHz. De vrijgegeven band voor de low power audio toepassingen is dus de guard band van het GSM-systeem, die dus toch voor niets anders dan low power toepassingen zou kunnen gebruikt worden.

17. Verstoort de GSM 'hoge' band de audio link dan niet?

De RX Octenna en STAR1800 receiver vormen een 'large dynamic range receiver': Er wordt geen gebruik gemaakt van AGC, de receiver is in staat om heel kleine signalen te ontvangen in de (frequentie-) nabijheid van een krachtig signaal.
Een GSM-basisstation dat werkt in de 'hoge' band mag niet dichter staan dan 200m, in de ontvangstrichting van de RX Octenna en de TX Octenna. Indien een GSM 1800-basisstation toch veel dichter staat, kunnen we een steiler bandfilter leveren die de GSM-band sterker onderdrukt. Dus zelfs in dit geval kan een perfect werkende verbinding worden opgezet.
Een GSM-toestel mag niet dichter staan dan 28m in de ontvangstrichting van de RX Octenna. Vermits de RX Octenna normaal op minstens 35m hoogte staat opgesteld, is dit geen enkel probleem.
Een Octenna monteren in een mast die reeds antennes voor GSM 1800MHz bevat is vaak ook mogelijk. Dit moet vooraf door ons bekeken en/of nagemeten worden.

18. Zijn er andere storingsbronnen?

1) Andere short range devices (SRD) die in dezelfde band werken:
Deze zijn normaal binnenskamers opgesteld. Hun maximale EIRP van 20mW zal dus reeds sterk verzwakt het gebouw verlaten (naar schatting minder dan 0,2mW). Laag bij de grond zijn er nog belangrijke dempingen(bomen etc. vb 10dB).De RX Octenna wordt normaal op minstens 35m hoogte opgesteld. Door het richteffect worden (stoor-) signalen dichter dan 100m sterk verzwakt. Dit alles betekent dat SRD op 100m maximaal zo'n +25dBuV zullen geven en SRD op 1km afstand maximaal +5dBuV. Dit uiteraard enkel in de maximum richting van de Octenna.

Samengevat: het kan zijn dat SRDs op een afstand tussen 100m en 1km van de ontvanger het nuttig signaal oversturen. Uitwijken naar een ander frequentie kanaal is dan een oplossing.
De storing zal dan alles of niets zijn: ofwel werkt de link perfect, ofwel gaat ze geheel in stilte.
Deze 1800MHz band wordt maar weinig gebruikt. Omwille van de hoge frequentie is het niet eenvoudig (lees: duur) om kwalitatieve audio over te brengen op een analoge manier.

2) 'Man made noise'
Door de hoge frequentie is er praktisch geen extra noise. De enige 'man made noise' komt van old timers: een antieke auto of moto ontsteking zonder enige ontstoring genereert korte repetitieve stoorpulsen die tot in de GHz band kunnen ontvangen worden. De link heeft hiervan geen last: ten eerste staat de RX Octenna hoog (vb. 35m) en moeten de (zwakke) stoorsignalen eerst 100m afleggen, ten tweede hersteld de Forward Error Correction en interleaving eventueel opgetreden bit fouten.

19. Wordt de link beïnvloed door bliksem?

Helemaal niet. Bliksem genereert weinig op deze hoge frequentie. De enkele digitale bits die erdoor verkeerd raken worden hersteld door de forward error correctie.
Alle (interne) antennedelen van de Octenna liggen aan massa, zodat geen statische elektriciteit kan opgebouwd worden.

20. Wat indien de ontvangst net te klein is?

Indien beide antennes niet meer hoger kunnen worden opgesteld, dan kan de RX Octenna vervangen worden door ofwel een dubbele RX Octenna (5.5dB meer passieve versterking) ofwel door de 'RX Grid Parabola' (10dB meer passieve versterking). Dit betekent dat een marginaal signaal plotseling een perfect signaal wordt. Uiteraard is de openingshoek van de antennes kleiner, dus moeten ze beter gericht worden, doch hierdoor zullen lokale storingen ook beter onderdrukt worden.

21. Kan één zender meerdere ontvangstsites van audio voorzien?

Dit kan. Een Octenna wordt dan aangepast zodat deze een tweede octenna kan aansturen met hetzelfde wettelijke vermogen.
Dit wordt bestudeerd en uitgevoerd naargelang de afstanden en vereisten.

22. Kan het digitale systeem op andere frequenties worden gebruikt?

Ja, perfect.

We kunnen complete systemen leveren voor bijvoorbeeld de 1500MHz band, waar dan ofwel zeer grote afstanden mee kunnen worden overbrugd, ofwel 'moeilijke' path links mee kunnen perfect worden gemaakt. Ook andere frequentiebanden zijn mogelijk van bijvoorbeeld 450 tot 2400 MHz. Dit alles indien men een vergunning heeft voor zo'n frequentie.

Het is ook mogelijk de audiomodems (aparte TX en RX) zonder RF units te bestellen.
De ontwikkelde audio modems leveren een MPX-achtig signaal af, dat in frequentie moet gemoduleerd worden op de RF carrier, net zoals bij een analoge straalverbinding. Het resultaat is een GFSK signaal (gaussian filtered FSK), dat zoals bij gewone FM kan worden uitgezonden zonder lineaire versterkings trappen. De straalverbindings apparatuur moet dan wel een MPX-signaal tot 120kHz vervormingsvrij kunnen overdragen.

23. Wat is de RF bandbreedte?

De nuttige bandbreedte bedraagt 300kHz (98,7% van het totale vermogen).
Volgens de EN301 357 gemeten bedraagt de bandbreedte 480kHz. Dit is geen probleem omdat een bandbreedte tot 1200kHz is toegelaten.

De bandbreedte kan bij fabricage ook lager worden ingesteld, doch dan gaat ook de gevoeligheid 6dB achteruit.

24. Hoe kan een controle organisatie het uitgezonden vermogen (EIRP) meten?

Omdat de TX Octenna nog een versterkertrap en filters bevat en dit alles samen met de antenne verzegeld is ingebouwd in de flat panel behuizing, kan het controle organisme hier niet op meten. Zij kunnen enkel een veldmeting doen op 200 à 1000m afstand, op voorwaarde dat ze vrij zicht hebben, om zodoende het zendvermogen te kunnen inschatten.
Het systeem van STAT/STAR1800 & Octennas werd zo ontworpen dat de EIRP begrensd is op de wettelijke limiet (20mW). Dit wordt bevestigd in de 'Verklaring van Overeenstemming'.

25. Wat is er te horen op de zendfrequentie met een analoge STL-ontvanger of spectrum analyser?

Er is alleen ruis te horen met wat digitaal 'gereutel' erin.