Im Folgenden möchte ich eine kleine, möglichst unkomplizierte Zusammenfassung erstellen. Sie soll beim Empfang von Satelliten für Fernseh- und Rundfunksignale wissenswertes aufzeigen. Hierbei gehe ich weniger auf die Technik, sondern mehr auf den Empfangsweg im Allgemeinen ein.
Die Astra Satelliten auf der Position 19,2° Ost sind in erster Linie für die Nutzung im mitteleuropäischen Raum vorgesehen und übertragen die Fernseh- und Rundfunkprogramme für den deutschsprachigen Raum. Dabei handelt es sich um vier Satelliten die in einem Viereck mit einer Kantenlänge von 150 km angeordnet und auf der Geostationären Umlaufbahn (etwa 36.000 km Höhe) positioniert sind. Dabei bedeutet 19,2° Ost die Himmelsrichtung 180° minus 19,2° Richtung Osten.
Der Signalaufbau
Die einzelnen Fernseh- und Rundfunkprogramme sind auf mehrere sogenannte Transponder mit einer Frequenzbandbreite von 40 MHz verteilt. Je nach Qualität können unterschiedlich viele Programme in einem Transponder untergebracht werden. Der Übertragungsbereich aller Rundfunk Satelliten ist im Frequenzbereich von 10700 MHz bis 12750 MHz (10,7 – 12,75 GHz) zu finden. Also rund 2 GHz (2000 MHz) breit. Demzufolge hätte der Frequenzbereich Platz für 51 Transponder (2050 MHz / 40 MHz). Aber auf dem Astra-System befinden sich 120 Transponder. Diese Kapazität erreicht man durch Anordnung der Transponder in Polarisationsebenen. Man überträgt beispielsweise den Transponder 1049 = horizontal, 1050 = vertikal, 1051 = h, 1052 = v usw. Dadurch kann man die Transponder Frequenzüberlappend senden und mehr Transponder in den zur Verfügung stehenden Frequenzbereich packen.
Wie finde ich die Satelliten?
Die Satelliten des Astra Paketes sind also gesehen vom Null-Meridian in einer Himmelsrichtung (Azimut) von Süden minus 19,2° Richtung Ost, demnach bei 160,8° Nord über Ost zu finden. Auf unserem Längengrad (etwa 10° Ost), ungefähr Süden – 10° also bei 170° NüO. Nach Ausrichtung der Satellitenantenne in diese Richtung ist noch die Neigung gegenüber dem Horizont (Elevation) einzustellen. Diese beträgt in unseren Breiten etwa 32°. Da die Empfangskeule des Satellitenspiegels sehr schmal ist muss nach dieser groben Voreinstellung in kleinen Abweichungen noch etwas gesucht und korrigiert werden bis der optimale Empfang erreicht ist. Dies geschieht am besten unter Zuhilfenahme eines Messempfängers oder eines sogenannten Sat-Finders. Teilweise verfügen die Satreceiver über entsprechende Möglichkeiten.
Will man einen anderen Satellit als den Astra auf 19,2° empfangen ist lediglich die Ausrichtung der Satellitenantenne zu verändern. Das Frequenzband ist das Gleiche und erfordern keinen anderen LNC. Allerdings weicht die Transponderverteilung etwas von einander ab und sind auch mit anderen Programmen belegt. Hier genügt eine kleine Abweichung und schon ist man auf einem anderen Satelliten. Wie z.B. Eutelsat bei 16°. Hier piepst der Satfinder genau so, aber der Receiver kann mit dem Sinal nichts anfangen wenn er auf Astra eingestellt ist. Durch Umstellen auf die Eutelsat Transpunder wären dann diese Programme zu empfangen.
Die Stelliten-Antenne (Schüssel!)
Die Satellitenantenne besteht aus dem Spiegel (Schüssel) und dem eigentlichen Empfangsteil dem LNC (Low Nois Converter) teilweise auch LNB (Low Nois Blockumsetzer) genannt. Der Spiegel hat lediglich die Aufgabe das Signal vom Satelliten zu bündeln und in den Brennpunkt zu spiegeln. Hier nimmt es der LNC auf und speist es in die Hausverkabelung ein. Bei dem Spiegel handelt es sich in der Regel um Offset-Spiegel die ihren Brennpunk nicht genau über der Mitte des Spiegels haben. Somit zeigt der Spiegel in eine wesentlich flachere Richtung als das Signal tatsächlich herkommt. Um die Elevation bei diesen Spiegeln besser abschätzen zu können befindet sich an der Halterung meist eine Gradeinteilung als Hilfsmittel.
Aufgabe des Low Nois Converters (LNC)
Nachdem die Satellitenantenne ausgerichtet ist muss das Signal weiter verarbeitet und über Antennenkabel zum Empfänger (Receiver) gebracht werden. Hier kommt der LNC ins Spiel. Seine Aufgabe ist es das Frequenzgemisch wieder zu ordnen und die Signale in eine niedrigere Frequenzlage zu bringen. Denn um Frequenzen im GHz Bereich über Leitungen zu transportieren sind Kabel mit einer sehr hohen Güte und Installationsqualität erforderlich. Dieses ist in Haus Antennenanlagen in der Regel nicht zu finden.
Der LNC hat dazu den Frequenzbereich von 0,95 bis 2,15 GHz zur Verfügung. Den SAT Zwischenfrequenzbereich, kurz SAT-ZF genannt. Aber wie man schnell erkennen kann, sind das nur 2,2 GHz für 120 Transponder mit 40 MHz Bandbreite (120 * 40 MHz = 4800 MHz od. 4,8 GHz). Denn nun dürfen sich die einzelnen Transponder nicht mehr überlappen sonst würden sie sich gegenseitig stören. Hierzu trennt der LNC das Horizontale- und Vertikale Band voneinander. Und weil dies immer noch nicht reicht setzt er die Transponder in ein High- und ein Low-Band um.
Die Frequenzumsetzung geschieht über Oszillatorfrequenzen die im LNC erzeugt werden. Daher benötigt der LNC eine Spannung die er vom Receiver oder Multischalter erhält. Für das Low-Band wird die Oszillatorfrequenz 9,75 GHz benötigt (10,7 GHz bis 11,7 GHz – 9,75 GHz = 0,950 GHz bis 1,95 GHz) und für das High-Band die Oszillatorfrequenz 10,6 GHz (11,7 GHz bis 12,75 GHz – 10,6 GHz = 1,1 GHz bis 2,15 GHz).
Der Multischalter
Der Multischalter wird dem LNC nachgeschaltet. Er stellt das Bindeglied zwischen dem Empfänger, oder neudeutsch Receiver, und dem LNC dar. Dabei gibt es sogenannte Quad LNC’s die diesen Schalter beinhalten. Hier kann an jedem LNC-Ausgang ein Empfangsgerät direkt angeschlossen sein das Zugriff auf alle vier Ebenen hat. An einen Quattro LNC muss immer ein Multischalter oder auch Schaltmatrix angeschlossen werden, da dieser LNC an jedem seiner Ausgänge nur eine Ebene fest zur Verfügung stellt. Also Low-Vertikal; Low-Horizontal; High-Vertikal und High-Horizontal.
Funktionsweise des Multischalters
Der Receiver an einer beliebigen SAT-Dose soll ein bestimmtes Programm aufbereiten um es als TV-Bild und Ton auszugeben. Dazu wurde der Receiver vorher entsprechend programmiert. Er weiß also wo das gewünschte Programm zu finden ist. Also auf welcher Bandlage (High oder Low), auf welcher SAT-Zwischenfrequenz und ob das Programm horizontal oder vertikal polarisiert ist. Dies muss er dem Multischalter mitteilen, damit dieser die entsprechende Bandlage (high/low) und Ebene (v/h) an den Receiver durchschaltet. Dazu gibt es sogenannte DiSEqC Steuerbefehle. Will er ein Programm im High Band, sendet er dem Multischalter eine Frequenz bei 22 kHz. und ist das Programm in einem vertikal polarisierten Transponder zu finden legt er noch eine Schaltspannung von 14 V an. Jetzt schaltet der Multischalter die Ebene High/V auf die Ableitung an der der Receiver angeschlossen ist.
Die Schaltmöglichkeiten sind:
Low/H = 22 kHz aus, Steuerspannung 18 V
Low/V = 22 kHz aus, Steuerspannung 14 V
High/H = 22 kHz ein, Steuerspannung 18 V
High/V = 22 kHz ein, Steuerspannung 14 V
Diese einfachen DiSEqC Steuerbefehle muss jeder Receiver haben. Darüber hinaus gibt es noch weiter DiSEqC Steuerbefehle um auch Anlagen mit mehreren LNC’s zu bedienen. Diese Anlagen sind dafür vorgesehen gleichzeitig mehrere Satelliten zu empfangen. Hier muss der Receiver nicht nur Bandlage und Polarisatin sondern auch welchen LNC er benötigt dem Multischalter mitteilen. Moderne Receiver haben diese Steuermöglichkeit von Haus aus. Auf DiSEqC möchte ich aber an dieser Stelle nicht weiter eingehen.
Der Receiver (Empfänger)
Der Receiver war in der Vergangenheit ein separates Gerät zum Steuern und Aufbereiten der Signale. Diese gibt er über Scart- oder HDMI-Kabel an den Fernseher weiterleitet. In modernen TV-Geräten ist dieser bereits eingebaut und wird hier auch Tuner genannt. Hat aber die selben Funktionen.
Um die Funktionsweise so unkompliziert wie möglich zu beschreiben ist seine Aufgabe wie folgt. Wie oben bereits beschrieben liegt an seinem Eingang das ausgewählte SAT-ZF Band an, aus dem er sich den gewünschten Transponder herausselektiert. Diesen muss er in eine niedrige Frequenz umsetzen und zu einem Datenstrom demodulieren, um ihn weiter zu verarbeiten. In diesem Datenstrom befinden sich aber nicht nur das gewünschte Programm sondern je nach Qualität (ob HD oder SD) sind noch mehrere andere TV- und Rundfunkprogramme hierin verschachtelt. Seine Aufgabe ist es nun in einem komplizierten Rechenalgorithmus die gewünschten Bit und Byte herauszurechnen und für die Weitere Bild- und Tonverarbeitung zur Verfügung zu stellen.
In der folgenden Übersicht sind aufgeführt:
TP = Transpondernummer
RF = Frequenz vom Satelliten zur Erde
LNB-Oszillator = Mischfrequenz
Polarisation horizontal / vertikal mit erforderlicher Schaltspannung
Auswahl einiger TV-Programme
Qualitätsmerkmal HD = High Definition Television (hochauflösend) SD = Standard Definition (normalauflösend)
Symbolrate = Datenübertragungsrate pro Sekunde
FEC = Forward Error Correction sind zusätzliche Daten zur möglichen Fehlerkorrektur
