SAT

Gehe zu:
DiSEqC  /  High-Band  /  Kaskade  /  LNB  /  LNC  /  Low-Band  /  Multischalter  /  Polarisationsebenen  /  SAT-Empfang über vorhandenes Kabelnetz  /  SAT-Empfangstechnik  /  SAT-Installationstechnik  /  SAT-Sendetechnik  /  Satellitenpositionen
Fernseh- und Radiosignale werden schon seit geraumer Zeit nicht mehr ausschliesslich über Antenne oder Kabel transportiert. Bereits 1964 wurde das zivile Kommunikationssystem Intelsat gegründet, mit dem Ziel, allen Nationen freien Zugang zu vielfältigen Satellitendiensten zu eröffnen. 1977 wurde, primär für die Deckung des Fernmeldebedarfs zwischen den Mitgliedsländern, die europäische Satellitenorganisation - Eutelsat - gegründet. 1985 schliesslich entstand das Astra Satellitensystem der Société Européenne des Satellites (SES) mit Sitz in Betzdorf/Luxemburg.


SAT im Überblick  

Die Satellitentechnik ähnelt der bekannten Antennentechnik insofern, als auch hier die Signale drahtlos übertragen werden. Im Gegensatz zur Antennentechnik jedoch, wo die Signale von der Erde aus gesendet und von dort auch direkt wieder empfangen werden, werden die Signale des Satellitenfernsehens und -radios von der Erde über sogenannte Uplinkstationen zu den im Weltraum positionierten Satelliten und von dort wieder verstärkt zurück zur Erde gesendet. Die Satelliten funktionieren also ähnlich wie verstärkende Spiegel.

Die von den Satelliten auf der Erde ankommenden Signale werden dort von sogenannten Satellitenschüsseln bzw. Satellitenantennen oder Satellitenspiegeln gebündelt und auf eine Empfangseinheit reflektiert, den sogenannten LNB (Low Noise Block Converter) oder LNC (Low Noise Converter). So ein LNB hat unter anderem die Aufgabe, die hohen Empfangsfrequenzen in niedrigere umzusetzen. Diese werden an einen sogenannten SAT-Receiver oder SAT-Empfänger vermittelt. Der SAT-Receiver hat nun die Aufgabe, über einen Tuner mit einem Eingangsfrequenzbereich von üblicherweise 950 − 2.150 MHz, Demodulatorstufen für Audio und Video und die entsprechende Aufbereitung, den Fernseher, die HiFi-Anlage, das Videogerät usw. mit dem gewünschten Programm zu versorgen.


SAT-Sendetechnik  


Satellitenpositionen: In Europa werden alle kommerziellen Satellitenprogramme über Astra oder über Eutelsat ausgestrahlt. Jeder dieser Anbieter verfügt über mehrere Satelliten auf unterschiedlichen geostationären bzw. festen Positionen im Orbit, um verschiedene Regionen - über die Erde verteilt - mit Programmen zu versorgen. Dabei befindet sich an jeder dieser Positionen mindestens 1 Satellit, wenn nicht gar mehrere. (Auf 13 Grad Ost, der Hot-Bird-Position von Eutelsat, befinden sich gleich 5 Satelliten!) Der Nutzer von SAT-Angeboten kann sich für eines von beiden oder für beide Angebote gleichzeitg entscheiden.

Möchte man beide Programmpakete (Astra und Eutelsat) in einer bestimmten Region empfangen, benötigt man zwei unterschiedlich ausgerichtete Empfänger, da Astra seine Satelliten auf einer anderen Position im Orbit hat als Eutelsat.


Polarisationsebenen: Wie beim terrestrischen Fernseh- oder Rundfunkempfang werden auch bei der Satellitentechnik breite Frequenzbänder vielfach untergliedert und so nebeneinander mehrere Programmkanäle (Transponder) untergebracht. Je dichter die einzelnen Kanäle nebeneinander liegen, desto eher kommt es zu gegenseitigen Störungen. Um eine möglichst hohe Dichte zu erreichen, ohne entsprechende Störungen zu erhalten, werden die ausgestrahlten Wellen in zwei Polarisationsebenen (vertikal und horizontal) ausgestrahlt. So lassen sich mehr Programmkanäle auf einem Satelliten störungsfrei unterbringen. Beim Empfänger sind die LNB's so ausgelegt, dass sie beide Polarisationsrichtungen getrennt aufnehmen und z.B. dem SAT-Receiver in geeigneter Weise zur Verfügung stellen.


Frequenzbänder: Es gibt zwei Frequenzbänder, über die Satellitenprogramme empfangen werden können. Zu Beginn des rein analogen Satellitenfernsehens wurde nur in einem Frequenzbereich von 10,7 bis 11,7 GHz gesendet (Low-Band). Wegen der zunehmenden Anzahl von Programmen wurde es schliesslich nötig, einen weiteren Frequenzbereich zu eröffnen. Dieser liegt zwischen 11,7 bis 12,75 GHz (High-Band). Auf dem High-Band werden praktisch ausschliesslich digitale Programme übertragen. (Dennoch sollte man vermeiden, den unteren Frequenzbereich als Analogereich und den oberen als Digitalbereich zu bezeichnen. Denn beispielsweise senden die Eutelsat Hotbird Satelliten auch analoge Programme im oberen Frequenzbereich. Astra sendet digitale Sender auch im unteren Frequenzbereich.)


SAT-Empfangstechnik  

Vor drei grundsätzliche Probleme sieht man sich beim Satellitenempfang gestellt:

Unterschiedliche Satellitenpositionen der Satelliten Astra und Eutelsat.

Unterschiedliche Polarisationsebenen (horizontal und vertikal)

Unterschiedliche Frequenzbänder (Low-Band und High-Band).

Die unterschiedlichen Satellitenpositionen verlangen entweder ein Schwenken der SAT-Antenne oder zwei unterschiedlich ausgerichtete LNB's im Brennpunkt derselben. Der Wechsel zwischen beiden Positionen bzw. LNB's wird dabei ursprünglich durch ein aufmoduliertes 22 kHz-Signal realisiert, welches auf das Koaxkabel des LNB gegeben wird. (Teilweise wird der Wechsel auch heute noch durch eine Gleichspannung, die entweder 0 oder 12 Volt beträgt, erreicht.)

Weiterhin muss das LNB in der Lage sein, zwischen den zwei Polarisationsebenen sowie den zwei Frequenzbändern umzuschalten. Ersteres wird durch die Höhe der gelieferten Gleichspannung (14 oder 18 Volt) erreicht: Ist die Gleichspannung höher als 15,5V, werden die horizontal polarisierten Signale ausgewählt und unter 15,5V die vertikalen polarisierten Signale. Letzteres wird - wie so auch die Umschaltung zwischen verschiedenen Satellitenpositionen - mittels eines aufmodulierten 22 kHz-Signals erreicht: Ohne Signal wird der untere Frequenzbereich verwendet. (So funktionieren auch ältere Geräte weiterhin.) Soll der obere Frequenzbereich genutzt werden, moduliert der SAT-Receiver das 22 kHz-Signal auf das Koaxkabel.

Durch die zweifache Verwendung des aufmodulierten 22 kHz-Signals für sowohl die Positionsumschaltung als auch die Low-High-Band-Umschaltung ensteht ein echtes Problem, wenn sowohl zwei unterschiedliche Satelliten als auch beide Bänder gleichzeitig nutzbar sein sollen. Hier kann das von EUTELSAT und Phillips zusammen entwickelte Schaltsystem "DiSEqC" Abhilfe schaffen.


SAT-Installationstechnik  

Eine einfache SAT-Anlage besteht aus einem SAT-Spiegel mit LNB und einem SAT-Receiver, die über eine Koaxialleitung miteinander verbunden sind. Der SAT-Receiver wird wiederum über übliche Verbindungselemente wie SCART- oder Audiokabel mit dem Fernseher, Videorecorder oder der Stereoanlage verbunden. Im Gegensatz zum terrestrischen Empfang, dem Kabel- bzw. Antennenanschluss des üblichen Fernsehens, sind zwei relevante Unterschiede zu beachten. Jedes Fernseh- oder Videogerät benötigt einen separaten SAT-Receiver; und jeder SAT-Receiver benötigt eine separate Zuleitung zum LNB bzw. einem Multischalter (Sternstruktur).


Separate SAT-Receiver: Fernsehgeräte und Videorecorder besitzen einen integrierten Tuner, mit dem es möglich ist, die einzelnen Kanäle aus dem Frequenzband des terrestrischen Signals zu filtern, zu demodulieren usw. Der Tuner in einem SAT-Receiver unterscheidet sich jedoch - insbesondere wenn es sich um einen digitalen SAT-Receiver handelt - grundlegend von den in Fernseh- und Videogeräten integrierten Tunern. Das macht es erforderlich, dass jedes Gerät, soll es ein separartes Programm empfangen können, einen eigenen SAT-Receiver benötigt. Will man jedoch an Fernseher und Videorecorder das gleiche Programm sehen bzw. mitschneiden, so reicht für beide Geräte ein einzelner SAT-Receiver.


Separate Zuleitungen: Jeder SAT-Receiver benötigt eine separate Zuleitung zum LNB bzw. dem Multischalter. Der Grund liegt zunächst einmal ganz einfach darin, dass die Tuner der Empfangseinheit mitteilen können müssen, welcher Satellit (Astra oder Eutelsat) angesteuert, welche Polarisationsebene (horizontal oder vertikal) und welches Frequenzband (Low oder High) ausgewählt werden soll. Würden nun zwei SAT-Receiver parallel geschaltet und einer wollte das Signal für die horizontale Polarisationsebene (> 15,5 Volt), der andere für die vertikale (< 15,5 Volt) auf die Zuleitung geben, so entstünde hier ein echtes Problem.

Die verwendeten Koaxialkabel weisen eine Impedanz von 75 Ω auf, was der Impedanz für terrestrischen Empfang entspricht. Daher können, wenn nur ein SAT-Receiver zum Einsatz kommen soll, theoretisch die vom terrestrischen Empfang bereits vorhandenen Kabel Verwendung finden. Allerdings müssen alle alten Antennendosen unbedingt entfernt werden, da es sonst zu einer zu starken Signaldämpfung käme. Ausserdem sind die Signale des Sat-ZF-Bereichs, also ab LNB bis zu den ersten Empfangseinheiten, besonders schwach und störanfällig.

Die Anschlüsse der SAT-Kabel an den jeweiligen Komponenten erfolgt nicht mehr wie beim terrestrischen Signal über Koaxialstecker bzw. -buchsen sondern über schraubbare, sogenannte F-Stecker/-Buchsen.


SAT-Empfang über vorhandenes Kabelnetz: Inzwischen gibt es auch Anlagen, die schon konzeptionell so ausgelegt sind, dass sie mit alten Verdrahtungen arbeiten. Das Prinzip ist dabei das Folgende: Die SAT-Antenne ist an ein SAT-System gekoppelt, welches sich mehr oder weniger direkt bei der Antenne befindet und das so viele SAT-Receiver enthält wie Geräte angeschlossen werden sollen (derzeit gibt es Anlagen für ca. 4-8 Teilnehmer). Das Ausgangssignal aller SAT-Receiver-Einheiten wird nun zu einem gemeinsamen Breitband-Signal gemischt und so umgeformt, dass es einem terrestrischen entspricht. Dieses Breitband-Signal wird auf das gemeinsame, bereits vorhandene Kabel gegeben. Dort kann es von konventionellen Fernsehgeräten bzw. Videorecordern empfangen werden. Die Bedienung der SAT-Receiver-Einheiten erfolgt dabei via Fernbedienung ebenfalls über das vorhanden Antennenkabel in entgegengesetzter Richtung. Bislang ist diese Technologie allerdings noch nicht Pay-TV-tauglich, weshalb sie nur für Installationen zu empfehlen ist, wo eine neue Verkabelung sich als mehr oder weniger unmöglich erweist.


Der LNB  

Die LNB's (Low Noise Block Converter) oder LNC's (Low Noise Converter) sind ein Kapitel für sich. Je nach Verwendungszweck wird zwischen Verschiedenen Typen unterschieden. Nachfolgend findet sich eine Tabelle der gängigsten Typen.

Typ Funktion
Single LNB Einfacher LNB, der normalerweise für den Empfang des Low-Band (9,75 GHz Local Oscillator) und zum Anschluss an einen SAT-Receiver dient.
Single Universal LNB Dient dem Empfang des kompletten Bandes (analog und digital) zwischen 10,7 GHz und 12,75 GHz und zum Anschluss an einen SAT-Receiver.
Monoblock Universal LNB Kombination aus zwei Universal-LNB für den Empfang des kompletten Bandes (analog und digital) von 2 Sat-Positionen. Zum Anschluss an einen SAT-Receiver.
DUAL LNB Kommt im analogen Bereich zum Einsatz. An dem einen Ausgang liegen die vertikal polarisierten Sender an und am anderen Ausgang werden die horizontal polarisierten Programme herausgeführt. Kann an Multischalter mit zwei und mehr Eingängen angeschlossen werden.
TWIN LNB Herkömmlicher LNB aus der analogen Anwendung. Verfügt über 2 völlig eigenständige Ausgänge zum Anschluss an 2 SAT-Receiver.
Twin Wideband LNB oder Twin Universal LNB Dient dem Empfang des kompletten Bandes (analog und digital) (10,7 GHz bis 12,75 GHz) mit direktem Anschluss von 2 SAT-Receivern.
Quatro LNB Dient dem Empfang des kompletten Bandes (analog und digital) (10,7 GHz bis 12,75 GHz) mit 4 festen Ausgängen, auf denen die 4 Ebenen (U.H./U.V./O.H./O.V.) getrennt geführt werden. Eine Verteilung erfolgt schliesslich über einen nachgeschalteten Multischalter (an nahezu beliebig viele SAT-Receivern).
Quad LNB Dient dem Empfang des kompletten Bandes (analog und digital) (10,7 GHz bis 12,75 GHz) mit 4 unabhängigen Anschlüssen zum Anschluss von 4 SAT-Receivern. Ein Multischalter ist dabei integriert
Tabelle der gängigsten LNB-Typen


Weitere Komponenten  


Multischalter: Beim Multischalter handelt es sich um einen Baustein zur Sat-ZF-Verteilung, der die von der Antenne kommenden Signale auf mehrere Teilnehmer verteilt. Der Effekt eines Multischalters ist der, dass er jedem Teilnehmer eine Einzelempfangsanlage "vorgaukelt", dass also jeder Teilnehmer die Antenne in vollem Umfang nutzen kann. Auf diese Weise benötigen Häuser mit mehreren Parteien nur eine einzige Antenne auf dem Dach. Ausserdem ermöglicht ein Multischalter normalerweise das Mitführen des terrestrischen Signals, so dass bei Bedarf auch dieses beim Fernsehgerät zur Verfügung steht.


Kaskade: Eine Kaskade ist eine Erweiterungseinheit eines Multischalters und ermöglicht nochmals die Erhöhung der Anzahl der Anschlüsse.


DiSEqC  

Bei der (Digital Satellite Equipment Control) DiSEqC (sprich: Dai-Säck) handelt es sich um ein Verfahren, mit welchem gleichzeitig mehrere Satellitensysteme und die jeweiligen Polarisationsebenen empfangen werden können. Dieses neue Schaltsystem wurde gemeinsam von EUTELSAT und Phillips entwickelt, wobei man bewusst nicht nur ein weiteres Schaltsystem definieren wollte, sondern ein Schaltsystem mit Zukunft, das später auch Erweiterungen zulässt.

Auslöser für die Entwicklung war der Konflikt bei der gleizeitigen Ansteuerung von unterschiedlichen Satellitenpositionen und der Low-High-Band-Umschaltung, die beide durch ein aufmoduliertes 22 kHz-Signal realisiert werden. Bei bisherigen Anlagen wurde das 22 kHz-Signal entweder gesendet (High-Band bzw. Satellit B) oder nicht (Low-Band bzw. Satellit A). Bei DiSEqC wird das 22 kHz-Signal nun digital getastet und kann dadurch die verschiedensten Befehle übertragen. Voraussetzung hierfür sind allerdings DiSEqC-taugliche SAT-Receiver, Multischalter, Kaskaden usw.


Mini-DiSEqC (auch Tone Burst, DiSEqC kompatibel oder Simple-DiSEqC): Mini-DiSEqC bezeichnet lediglich die Erweiterung der zwei Steuersignale (aufmoduliertes 22 kHz-Signal und 14 oder 18 Volt Gleichspannungssteuerung) um ein weiteres Schaltkriterium, das zur Steuerung zwei verschiedener SAT-Positionen. Diese Möglichkeit wird durch Tasten des 22 kHz-Signals erreicht: Für Position A wird das 22-kHz-Signal durchgehend gesendet, für Position B getastet (Burstsignal).


DiSEqC Level 1.0 bis 1.3: Level 1.0 zeichnet sich dadurch aus, dass nun alle Steuerbefehle über die Taktung des 22-kHz-Signals realisiert werden: Wechsel der Polarisationsebenen, der Frequenzbänder und der SAT-Positionen. Mit Level 1.1 wurde der Befehlssatz erweitert. Die DiSEqC-Befehle werden mehrmals gesendet, um die Betriebssicherheit zu erhöhen. Ausserdem sind bis zu 64 Sat- Positionen anwählbar. Level 1.2 wurde speziell für Drehanlagen erweitert. Gleiches gilt für Level 1.3, mit welchem der Befehlssatz abermals vergrössert wurde.


DiSEqC Level 2.0 bis 2.3: Diese Level basieren auf Level 1.0 bis 1.3. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Kommunikation nun nicht nur vom SAT-Receiver zur Antenne erfolgt sondern auch umgekehrt (bidirektional). Die vom SAT-Receiver gesendeten Befehle werden nun bestätigt. Darüber hinaus empfängt der SAT-Receiver nun auch Konfigurationsdaten von der Peripherie: z.B. ob Multischalter, LNC, kaskadierte Zweifach-Umschalter usw. angeschlossen sind. Auf diese Weise wird der Anlagenbau stark erleichtert.
Stephan Gohdes, Deutschland, Jul. 2002 / Nov. 2006