Satellitenempfang Teil 8/11
Aus ELVjournal
06/2005
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Zwar
kann man über die Orbitposition 19,2° Ost (Astra) – auf die in
Deutschland die meisten Satellitenantennen ausgerichtet sind – Hunderte
von TV- und Radioprogrammen empfangen, wenn es aber um fremdsprachige
Digitalprogramme und Datenstreams (IP-Streaming) geht, sind andere
Orbitalpositionen ergiebiger. Für deren Empfang ist eine weitere Antenne
nicht unbedingt erforderlich, man kann auch mit einem Reflektor und
mehreren Speisesystemen auf mehrere Orbitalpositionen „schielen“. An den
Multischalter als zentrale Signalverteilungskomponente stellt dies neue
Anforderungen – er muss DiSEqC-tüchtig sein. Hier lesen Sie mehr
darüber.Wer schielt, hat mehr vom Orbit
In
Einteilnehmeranlagen kann mit einer drehbaren Schüssel und einer so
genannten Polarmounthalterung der gesamte Orbitalbogen abgefahren
werden. Zapper werden deshalb durch Drehanlagen auf eine harte
Geduldsprobe gestellt, weil der Positionswechsel natürlich eine gewisse
Zeit benötigt, in der kein Empfang möglich ist. Der Aufwand ist zudem
nicht unerheblich. Zunächst sollte die Antenne einen Durchmesser von
mindestens 90 cm, besser noch 120 cm oder mehr haben, um auch die
schwächeren Exoten im Orbit mit ausreichender Qualität empfangen zu
können. Weiterhin ist die Befestigung derartig großer Antennen wegen der
enormen Windlasten nicht unproblematisch. Sie hat mit besonderer
Sorgfalt und am besten mit dem Rat eines Statikers zu erfolgen. Sonst
haben Orkane – wie „Lothar“ an Weihnachten 1999 – ein gefundenes
Fressen. Außerdem wird eine Dreheinrichtung (Rotor, Positioner), ein für
deren Ansteuerung geeigneter Sat-Receiver und ein in einem weiten
Winkelbereich „freier Blick“ auf den Orbitalbogen benötigt. Nicht
zuletzt kann es Probleme mit der Nachbarschaft wegen der
Geräuschentwicklung des Rotors geben, die Zuverlässigkeit und
Wiederkehrgenauigkeit der Einstellung ist oft mangelhaft und der Preis
der gesamten Anlage erheblich. Ebenfalls nur für einen Teilnehmer sind
Antennen geeignet, bei denen der Reflektor feststeht, der LNB aber auf
einer gebogenen Schiene davor hin und her gefahren wird. Diese haben
zudem – wie später genauer erläutert wird – bei größeren Auslenkungen
aus der Nullposition systembedingte Schwächen. Für mehrere Teilnehmer
kommt also nur das „Anpeilen“ der interessierenden Satelliten mit
feststehender(n) Antenne(n) in Frage. In den allermeisten Fällen wird
die Kombination Astra auf 19,2° Ost und die Eutelsat-Hotbird-Position
13° Ost ausreichen. Dann stehen mit einer 75-cm- Antenne – besser 90 cm –
aus zwei Satellitenpositionen analoge und digitale Programme in je vier
Sat-ZF-Bändern mit insgesamt knapp 9 GHz Bandbreite zur Verfügung. Bei
deren Weiterverteilung mit modernen Multischalterkonzepten steht auch
der Nutzung zukünftiger multimedialer, interaktiver Dienste nichts im
Wege. Unter diesem Gesichtspunkt werden die von Astra besetzten
Positionen 19,2° Ost und 23,5° Ost (Letztere ist die ehemalige Position
des deutschen Forschungssatelliten Kopernikus) eventuell ebenfalls für
den Empfang mit einer Antenne und Duo- Feed interessant. Auf 23,5° Ost
strahlt Astra 3A derzeit Testsendungen für den ersten europäischen
HDTV-Betreiber Euro 1080 in MPEG-4-Kompression aus (12.032 MHz,
horizontal, 22.000 MSym/s, FEC 3/4). Weiter bietet der Pay-TV-Anbieter
Premiere sein Bouquet „Premiere International“ mit 17 fremdsprachigen
Programmen den direkt empfangenden Haushalten an. Es scheint, als ob
Astra seine Pläne, die 23,5°-Position nur für die Kabelnetzzubringung zu
nutzen, aufgegeben hat.Der Parabolreflektor
![Bild 1: Parabolantennen haben nur einen Brennpunkt und der liegt auf der Symmetrieachse des erzeugenden Paraboloiden. Bild 1: Parabolantennen haben nur einen Brennpunkt und der liegt auf der Symmetrieachse des erzeugenden Paraboloiden.](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_013.jpg)
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Bild 1: Parabolantennen haben nur einen Brennpunkt und der liegt auf der Symmetrieachse des erzeugenden Paraboloiden. |
Allen
Parabolreflektoren ist eines gemeinsam: Parallel in Richtung der
Hauptachse einfallende Strahlung wird an der Reflektoroberfläche so
umgelenkt (Einfallswinkel = Ausfallswinkel!), dass sie sich in einem
einzigen Punkt, dem Brennpunkt oder Fokus, konzentriert. Die grünen
Strahlengänge in Abbildung 1 zeigen dies. Hier ist nun das so genannte
Phasenzentrum des Feedhorns angeordnet. Das Feedhorn hat die Aufgabe,
die Raumwelle in eine Hohlleiterwelle zu überführen, die in den LNB
einläuft und dort von Auskoppelsonden in elektrische Signale verwandelt
wird. Doch was passiert, wenn die Strahlung nicht mehr parallel zur
Hauptachse einfällt? Dies zeigen die roten Strahlengänge im Abbildung 1.
Man hat es hier mit einer rotationssymmetrischen Antenne zu tun, die
von oben betrachtet wird. Es zeigt sich, dass sich der Brennpunkt mit
zunehmendem Fehlwinkel immer mehr auflöst und wegwandert. Der gleiche
Effekt ist an einem Brennglas zu beobachten, welches nicht genau in
Richtung Sonne gehalten wird. Dementsprechend wird ein in dieser Zone
höherer Strahlendichte montierter LNB eine geringere Signalstärke
vorfinden. Der Winkel zwischen den Satelliten muss groß genug sein,
damit sich der deformierte Fokus weit genug vom exakten Fokus bewegt, um
Platz für ein zweites Feedhorn zu schaffen. Bei den im Orbit
stationierten Satelliten, die auf gleichen Frequenzbändern ausstrahlen,
beträgt der minimale Abstand 3°, was keine Probleme bereitet. Damit ist
die Duo-Feed-Antenne – auch flapsig „Schieler“ genannt – fertig.Die Richtcharakteristik
![Bild 2: Das schielende Speisesystem hat eine verschlechterte Richtcharakteristik. Bild 2: Das schielende Speisesystem hat eine verschlechterte Richtcharakteristik.](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_031.jpg)
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Bild 2: Das schielende Speisesystem hat eine verschlechterte Richtcharakteristik. |
Es
ist leicht einzusehen, dass sich die Richtcharakteristik einer Antenne,
gemessen mit dem schielenden LNB gegenüber einem LNB im Brennpunkt,
verändert. Zunächst geht in azimutaler Richtung die Symmetrie der
Richtcharakteristik verloren (Abbildung 2). Gleichzeitig fällt der
Antennengewinn in Satellitenrichtung und die Nebenkeulen wachsen. Es
leidet also die räumliche Trennwirkung der Antenne – allerdings bei
kleinen Winkeln zwischen den Satelliten sehr geringfügig. Aus Abbildung 2
lässt sich ablesen, dass im „worst case“ die Entkopplung zwischen den
Satelliten etwa 30 dB beträgt. In der Praxis ist dies völlig
ausreichend.Der Schielwinkel
![Bild 3: Der Schielwinkel wird zwischen den Sehstrahlen von der Antenne auf der Erde zu den beiden Satelliten im GEO gemessen. Bild 3: Der Schielwinkel wird zwischen den Sehstrahlen von der Antenne auf der Erde zu den beiden Satelliten im GEO gemessen.](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_033.jpg)
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Bild 3: Der Schielwinkel wird zwischen den Sehstrahlen von der Antenne auf der Erde zu den beiden Satelliten im GEO gemessen. |
Unter
dem Schielwinkel ϕ versteht man den Raumwinkel zwischen den Strahlen
von der Satellitenantenne zu den beiden Satelliten (Abbildung 3). Er
hängt natürlich wie die Azimut- und Elevationswerte zum Einstellen der
Schüssel sowohl von der geographischen Lage der Empfangsantenne als auch
den Koordinaten der Satelliten im Orbit ab.Mit den Methoden der sphärischen Trigonometrie lässt sich der Schielwinkel ϕ ermitteln als Dabei
sind (b0, l0) die Koordinaten der Antenne (nördliche Breite, östliche
Länge), die Positionen der Satelliten S1 und S2 werden durch (0, l1)
bzw. (0, l2) charakterisiert. d1 und d2 sind die Abstände zwischen der
Antenne und dem jeweiligen Satelliten, d3 ist der Abstand der Satelliten
voneinander, h = 35.798 km ist die Flughöhe des Satelliten im
geostationären Orbit und r = 6.378 km der Erdradius. Die Breitenwerte
der Satellitenkoordinaten sind null, weil die Satelliten
voraussetzungsgemäß im GEO stationiert sind. Für das Paar Astra (19,2°
Ost) und Eutelsat Hotbird (13° Ost) liefert Tabelle 1 für die
wichtigsten Orte Deutschlands Azimut (Seitenwinkel) und Elevation
(Höhenwinkel), unter denen die Satelliten „zu sehen“ sind. ![Tabelle 1: Die Schielwinkel, unter denen in Deutschland Astra 19,2° Ost und Eutelsat 13° gesehen werden. Tabelle 1: Die Schielwinkel, unter denen in Deutschland Astra 19,2° Ost und Eutelsat 13° gesehen werden.](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_032.jpg)
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Tabelle 1: Die Schielwinkel, unter denen in Deutschland Astra 19,2° Ost und Eutelsat 13° gesehen werden. |
Die
letzte Spalte ist eine Auswertung der obigen Formel für den
Schielwinkel. Sie sagt aus, wie stark am jeweiligen Empfangsort eine
Antenne schielen muss, um das Satellitenpaar Astra 19,2° Ost und
Eutelsat 13° Ost optimal zu empfangen. Man sieht, dass der Winkel
zwischen den Extremen 6,73° z. B. in Flensburg und 6,85° in
Garmisch-Partenkirchen schwankt. Durch die geringe Variationsbandbreite
von 0,12° kommen wir in ganz Deutschland (wenn man nicht ganz so
pingelig ist, auch in Zentraleuropa) mit einem festen Schielwinkel von
6,8° aus. Dementsprechend haben Duo-Feedhalterungen für Astra/Hotbird
meist keine Justiermöglichkeit. Ähnliches gilt für den „Skew“, d. h. den
Einstellwinkel des LNBs um die eigene Achse. Er ist nur im Zentrum der
Ausleuchtezonen null, weil hier die Satellitenbetreiber dafür sorgen,
dass exakt vertikale und horizontale Polarisation vorliegt. Er müsste
bei Standorten in den Randgebieten nachgestellt werden. Doch auch hier:
„Das Ergebnis lohnt die Mühe nicht.“ ![Bild 4: Weil der Schielwinkel zwischen den Orbitpositionen 19,2° Ost und 23,5° Ost in ganz Europa wenig differiert, lässt sich zumindest in Deutschland ein einheitlicher Astra-Monoblock-LNB einsetzen. Bild 4: Weil der Schielwinkel zwischen den Orbitpositionen 19,2° Ost und 23,5° Ost in ganz Europa wenig differiert, lässt sich zumindest in Deutschland ein einheitlicher Astra-Monoblock-LNB einsetzen.](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic.jpg)
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Bild
4: Weil der Schielwinkel zwischen den Orbitpositionen 19,2° Ost und
23,5° Ost in ganz Europa wenig differiert, lässt sich zumindest in
Deutschland ein einheitlicher Astra-Monoblock-LNB einsetzen. |
Für
die beiden Orbitpositionen 19,2° Ost und 23,5° Ost variiert der
Schielwinkel in ganz Europa zwischen 4,5° und 4,85° (Abbildung 4), in
Deutschland sogar nur von 4,65° bis 4,75°. Ein fester mittlerer
Schielwinkel von 4,7° ist also gerechtfertigt.Justage von „Schielern“
Blickt
man von der Rückseite der Antenne in Richtung des Satelliten und der
Speisesysteme, muss man beachten, dass der linke Satellit vom rechten
Speisesystem und umgekehrt „gesehen“ wird. Aus den Zeiten, als Eutelsat
aus der 13°-Position noch schwächer abstrahlte, rührt es her, dass
manche Hersteller dafür einen exakt im Brennpunkt angeordneten linken
LNB vorgesehen hatten, um das letzte Quäntchen Signal zu holen. Heute
kann man ohne Probleme die Speisesysteme symmetrisch links aus dem
Brennpunkt verschieben oder vertauschen, um keinen oder den anderen
Satelliten zu bevorzugen (Abbildungen 5–7).![Bild 5: Eutelsat im Fokus, Astra im Offset Bild 5: Eutelsat im Fokus, Astra im Offset](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_011.jpg)
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Bild 5: Eutelsat im Fokus, Astra im Offset |
![Bild 6: Eutelsat und Astra im Offset Bild 6: Eutelsat und Astra im Offset](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_014.jpg)
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Bild 6: Eutelsat und Astra im Offset |
![Bild 7: Astra im Fokus, Eutelsat im Offset Bild 7: Astra im Fokus, Eutelsat im Offset](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_007.jpg)
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Bild 7: Astra im Fokus, Eutelsat im Offset |
Darf’s ein bisschen mehr sein?
Im
Prinzip ist es möglich, mehr als zwei Speisesysteme vor der Schüssel zu
montieren, um 3, 4 oder sogar mehr Satelliten zu empfangen. Das hat
jedoch seine Grenzen, weil mit zunehmender Abweichung von der idealen
„Blickrichtung“ (Achse der Parabolschüssel) die Empfangsqualität der
Offset-LNBs abnimmt. Mit einer Standard- Parabolantenne sind daher nur
bei etwa südlicher Ausrichtung ca. ±10° des Orbitalbogens abzudecken.
Anders sieht es bei Reflektorformen aus, die (ähnlich einer
Gleitsichtbrille) an die jeweilige Raumrichtung angepasste
Fokussierungseigenschaften aufweisen. Das ist natürlich mit Ausschnitten
aus einem rotationssymmetrischen Paraboloiden nicht zu erreichen.
Vielmehr müssen hierbei mindestens zwei oder mehr auf die verschiedenen
Abschnitte des Orbitalbogens ausgerichtete Parabolantennenflächen zu
einer gemeinsamen „verschmolzen“ werden. Die Brennpunkte (oder besser
Konzentrationsmaxima) sind dann auf einer „Brennlinie“ angeordnet, auf
der sich die Phasenzentren der den jeweiligen Raumrichtungen
zugeordneten LNBs befinden müssen. Abbildung 8 zeigt drei solcher
„Exoten“. Vor dem Subreflektor der amerikanischen Gregory-
Multifokal-Antenne WaveFrontier (http://www.multilnbdish.com/) lassen
sich in der 90-cm-Ausführung bis zu 20 LNBs anordnen. In Abbildung 9 ist
die 55-cm-Ausführung der WaveFrontier für bis zu 8 LNBs zu sehen.
Abbildung 10 erläutert die Ausrichtung der LNBs.![Bild 8: Ein „normaler“ parabolischer Schieler und zwei Exoten. Quelle: https://secure.olbort.com/ cybertest.htm Bild 8: Ein „normaler“ parabolischer Schieler und zwei Exoten. Quelle: https://secure.olbort.com/ cybertest.htm](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_010.jpg)
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Bild 8: Ein „normaler“ parabolischer Schieler und zwei Exoten. Quelle: https://secure.olbort.com/ cybertest.htm |
![Bild 9: Bis zu 8 Speisesysteme finden bei der 55-cm-WaveFrontier ihren Platz vor dem Gregory-Subreflektor. Quelle http://www.multilnbdish.com/ Bild 9: Bis zu 8 Speisesysteme finden bei der 55-cm-WaveFrontier ihren Platz vor dem Gregory-Subreflektor. Quelle http://www.multilnbdish.com/](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_012.jpg)
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Bild
9: Bis zu 8 Speisesysteme finden bei der 55-cm-WaveFrontier ihren Platz
vor dem Gregory-Subreflektor. Quelle http://www.multilnbdish.com/ |
![Bild 10: So verläuft der Strahlengang Satellit – Reflektor – Subreflektor – Feedhorn. Bild 10: So verläuft der Strahlengang Satellit – Reflektor – Subreflektor – Feedhorn.](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_009.jpg)
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Bild 10: So verläuft der Strahlengang Satellit – Reflektor – Subreflektor – Feedhorn. |
Tabelle
2 gibt einen Überblick der in unseren Breiten zwischen 45° Ost und 18°
West in verschiedenen Ländern mit der 55-cm- und der 90-cm-Version
dieser Antenne empfangbaren Satelliten. ![Tabelle 2: Diese Satelliten können mit der kleinen und der großen WaveFrontier empfangen werden. Quelle: http://www.multilnbdish.com Tabelle 2: Diese Satelliten können mit der kleinen und der großen WaveFrontier empfangen werden. Quelle: http://www.multilnbdish.com](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_030.jpg)
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Tabelle
2: Diese Satelliten können mit der kleinen und der großen WaveFrontier
empfangen werden. Quelle: http://www.multilnbdish.com |
![Bild 11: Empfang aus einem weiten Winkelbereich mit der CyberTenna. Quelle: http://www.telewide.se/ Bild 11: Empfang aus einem weiten Winkelbereich mit der CyberTenna. Quelle: http://www.telewide.se/](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_008.jpg)
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Bild 11: Empfang aus einem weiten Winkelbereich mit der CyberTenna. Quelle: http://www.telewide.se/ |
Die
CyberTenna S64 des schwedischen Herstellers Telewide (http://www.
telewide.se/) rechts in Abbildung 8 beruht auf dem Prinzip der
elektromagnetischen Linse. Sie besteht aus einem rotationssymmetrischen
Array rechteckiger Hohlleiterabschnitte. Strahlung aus einem bis zu 40
Grad breiten Abschnitt des Orbitalbogens wird also nicht in einem
Brennpunkt reflektiert, sondern tritt durch die Antennenstruktur
hindurch und steht dahinter nach Richtungen gebündelt für bis zu 8 LNBs
zur Verfügung. Abbildung 11 zeigt die Richtdiagramme für verschiedene
Raumrichtungen. Die Entwickler zählen eine Reihe von Vorteilen ihrer
Konstruktion gegenüber Reflektorantennen auf, z. B. niedrigere
Nebenkeulen und geringeres Rauschen.Wer die Wahl hat, hat die Qual
![Bild 12: Voller Empfang von 4 Satelliten für 16 Teilnehmer. Quelle: www.ankaro.de Bild 12: Voller Empfang von 4 Satelliten für 16 Teilnehmer. Quelle: www.ankaro.de](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_035.jpg)
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Bild 12: Voller Empfang von 4 Satelliten für 16 Teilnehmer. Quelle: www.ankaro.de |
Diese
Spruchweisheit bezieht sich an dieser Stelle auf die elektrische
Auswahl der Signale der vielen LNBs einer Multifeedantenne. Während für
zwei Orbitalpositionen (8 Sat-ZF-Eingänge) eine Vielzahl von
Multischaltern auf dem Markt ist, wird das Angebot für 3 oder gar 4
Orbitalpositionen sehr dünn. Mit den Multischaltern der Serie DK 17x…
von Ankaro (Abbildung 12) haben bei geeigneter Anlagengestaltung nahezu
beliebig viele Teilnehmer den wahlfreien Zugriff auf 16 Sat- ZF-Ebenen
bzw. vier Satelliten (http:// www.ankaro.com/Service/Zeichnungen/
DK%2017%20x..pdf). Die Receiver müssen dafür mindestens den Befehlssatz
nach DiSEqC 1.0 beherrschen. Ähnliche Produkte sind der Duratron DMS 174
und der Chess 17/8 NT von Kamm. Die Verteilung von mehr als 16 Sat-
ZF-Ebenen ist ein weites Betätigungsfeld für kreative Hobbyisten und
Fachleute. Ob die Industrie für diese Anwendungsfälle geeignete
Multischalter entwickeln und fertigen wird, scheint fraglich, weil die
Nachfrage nach solchen „Exoten-Anlagen“ dies wahrscheinlich nicht
rechtfertigt.DiSEqC – universelle Kommandosprache für Sat-Anlagen
![Bild 13: Drei zweiwertige Schaltkriterien sind erforderlich, um die Auswahl aus 8 Sat- ZF-Bändern zu treffen. Bild 13: Drei zweiwertige Schaltkriterien sind erforderlich, um die Auswahl aus 8 Sat- ZF-Bändern zu treffen.](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_018.jpg)
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Bild 13: Drei zweiwertige Schaltkriterien sind erforderlich, um die Auswahl aus 8 Sat- ZF-Bändern zu treffen. |
Zu
den Anfängen des Direktempfangs von Satelliten für jedermann gab es nur
ein Frequenzband (Low-Band) und zwei Polarisationsebenen (vertikal und
horizontal). Die Auswahl der Polarisationsebene konnte über die Höhe
einer Gleichspannung auf dem Zuleitungskabel zum Receiver getroffen
werden: 14 V vertikal, 18 V horizontal (Abbildung 13).![Bild 14: Fundierte DiSEqC-Informationen von der Quelle. Quelle: http://www.eutelsat.org/satellites/4_5_5.html Bild 14: Fundierte DiSEqC-Informationen von der Quelle. Quelle: http://www.eutelsat.org/satellites/4_5_5.html](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_027.jpg)
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Bild 14: Fundierte DiSEqC-Informationen von der Quelle. Quelle: http://www.eutelsat.org/satellites/4_5_5.html |
Mit
einer der Gleichspannung überlagerten 22-kHz-Wechselspannungskomponente
gab es ein weiteres Schaltkriterium, welches zuerst für die Wahl einer
zweiten Orbitalposition (meist die 13°-Eutelsat- Hotbird-Position)
herangezogen wurde. Als Astra begann, in einem weiteren Frequenzband
(High-Band) abzustrahlen, wurden die 22 kHz zum Wechsel in dieses
Frequenzband benötigt und standen für den Wechsel der Orbitalposition
nicht mehr zur Verfügung. Es war also nicht verwunderlich, dass Eutelsat
ein starkes Interesse daran hatte, ein zusätzliches Schaltkriterium für
die Anwahl seines Hotbirds zu etablieren. Eutelsats Verdienst besteht
nun darin, ein universelles Signalisierungssystem konzipiert und mit
Philips und anderen Herstellern zur Marktreife gebracht zu haben – das
Digital Satellite Equipment Control (DiSEqC, frei übersetzt: digitale
Steuerung von Bausteinen für Satellitenempfangsanlagen). Damit steht ein
zukunftsoffenes, lizenzfreies System für praktisch unbegrenzte
Steuerungsaufgaben in gegenwärtigen und zukünftigen
Satellitenempfangsanlagen zur Verfügung, das sich bereits auf breiter
Basis durchgesetzt hat. Hochdetaillierte Informationen sind in den
DiSEqC Reference Documents zu finden, die Eutelsat auf seiner Homepage
unter http://www.eutelsat.org/satellites/4_5_5.html zum Abruf bereit
stellt (Abbildung 14). DiSEqC ist ein digitales modembasiertes,
bidirektionales Master-Slave-Kommunikationssystem für den Austausch von
Befehlen und Informationen unter den Komponenten einer
Satellitenempfangsanlage. Dabei wird die koaxiale Struktur des
Verteilnetzes als Bus für den Datentransport verwendet. Der Master
(Herr, typischerweise der Satellitenreceiver) erteilt seine Befehle an
den Slave (Sklave, typischerweise ein Multischalter), indem er die
22-kHz-Schwingung auf der Versorgungsspannung (400–900 mVss) als Träger
tastet (ASK: Amplitude Shift Keying). Der Slave „horcht“ den
Datenverkehr auf dem Kabel ab und führt die an ihn gerichteten Befehle
aus. Je nach DiSEqC-Version meldet der Slave dem Master die
Befehlsausführung als erfolgreich oder misslungen zurück. Die
DiSEqC-Level 1.0, 1.1, 1.2, 1.3 sind unidirektional, die Level 2.0, 2.1,
2.2 und 2.3 bidirektional. Durch die Level 2.x wird eine echte
Interaktion zwischen Master und Slave mit Rückmeldungen, Abfragen von
Statusinformationen, Konfliktbehandlungen, Selbstkonfigurationen usw.
möglich.![Bild 15: Wenn DiSEqC drauf steht, muss auch DiSEqC drin sein! Bild 15: Wenn DiSEqC drauf steht, muss auch DiSEqC drin sein!](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_022.jpg)
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Bild 15: Wenn DiSEqC drauf steht, muss auch DiSEqC drin sein! |
Ein
auf die Komponente aufgedrucktes Logo mit dem DiSEqC-Level kennzeichnet
seine Kommunikationsfähigkeiten (Abbildung 15). Einen Überblick über
die DiSEqC-Level gibt Tabelle 3.![Bild 16: So werden bei DiSEqC die logische „0“ und die logische „I“ codiert. Bild 16: So werden bei DiSEqC die logische „0“ und die logische „I“ codiert.](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_034.jpg)
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Bild 16: So werden bei DiSEqC die logische „0“ und die logische „I“ codiert. |
Die
bitserielle Übertragung findet bei DiSEqC durch definiertes Ein- und
Ausschalten (Tasten) der 22-kHz-Schwingung statt. Die Zuordnung der
digitalen Nullen und Einsen zu den Tastmustern zeigt Abbildung 16.![Bild 17: Aufbau eines DiSEqC-Befehlswortes Bild 17: Aufbau eines DiSEqC-Befehlswortes](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_020.jpg)
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Bild 17: Aufbau eines DiSEqC-Befehlswortes |
DiSEqC-Befehle
setzen sich aus einem Startbyte (framing byte), Adressbyte (address
byte), Befehlsbyte (command byte) und ggfs. einem Datenbyte (data byte)
zusammen, jeweils gefolgt von einem Paritäts- Prüfbit (Parity)
(Abbildung 17).![Bild 18: Ein typischer DiSEqC-Befehlsablauf Bild 18: Ein typischer DiSEqC-Befehlsablauf](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_017.jpg)
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Bild 18: Ein typischer DiSEqC-Befehlsablauf |
Das
höchstwertige Bit eines Bytes wird zuerst gesendet. Das Paritybit ist
1, wenn das vorangehende Datenwort eine gerade Anzahl von 1-Bits hat.
Weil 1 Bit 1,5 ms zur Übertragung benötigt, sind die 36 Bit eines
vollständigen DiSEqC-Befehls (4 x 8 Bit + 4 x 1 Bit) in 54 ms
ausgesendet (Abbildung 18).![Bild 19: Der Simple Tone Burst ist nur für den Wechsel der Orbit-Position gedacht. Bild 19: Der Simple Tone Burst ist nur für den Wechsel der Orbit-Position gedacht.](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_037.jpg)
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Bild 19: Der Simple Tone Burst ist nur für den Wechsel der Orbit-Position gedacht. |
Was
hat es nun mit dem Simple Tone Burst (STB) auf sich? Um für einfache
Zwei-Wege-Schalter den Aufwand eines DiSEqC-Slave-Mikrocontrollers zu
vermeiden, wurde die DiSEqC-Spezifikation um ein einfaches
„Tone-Burst“-Kommando ergänzt. Es kann durch eine unaufwändige analoge
Hardware detektiert werden. Der STB wird nach dem normalen DiSEqCDaten-
Burst gesendet. Es gibt zwei Arten von STBs: einen unmodulierten für die
Satellitenposition „A“ und einen modulierten für die Satellitenposition
„B“ (Abbildung 19).Der
unmodulierte ergibt im Vergleich mit dem modulierten mit seinem
Tastverhältnis von 1:3 nach Tiefpassfilterung einen ca. dreimal höheren
Gleichspannungswert, was zur Unterscheidung ausgewertet werden kann. Der
Tone-Burst ist also eine technische Minimallösung zur Ansteuerung
zweier Satelliten bzw. zur Auswahl eines von 4 Sat-ZF-Bändern. Eine
kleine Auswahl der Kommandobestandteile Start-, Adress- und Befehlsbyte
ist in den Tabellen 4.1, 4.2 und 4. 3 zu sehen. ![Tabelle 4.1: Einige Startbytes eines DiSEqC-Kommandos Tabelle 4.1: Einige Startbytes eines DiSEqC-Kommandos](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_029.jpg)
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Tabelle 4.1: Einige Startbytes eines DiSEqC-Kommandos |
![Tabelle 4.2: Einige Adressbytes eines DiSEqC-Kommandos Tabelle 4.2: Einige Adressbytes eines DiSEqC-Kommandos](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_026.jpg)
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Tabelle 4.2: Einige Adressbytes eines DiSEqC-Kommandos |
![Tabelle 4.3: Einige Befehlsbytes eines DiSEqC-Kommandos Tabelle 4.3: Einige Befehlsbytes eines DiSEqC-Kommandos](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_025.jpg)
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Tabelle 4.3: Einige Befehlsbytes eines DiSEqC-Kommandos |
Bei
einigen DiSEqC-Befehlen (ab Level 2.0) wird ein optionales Datenbyte
übertragen, z. B. beim Beschreiben oder Auslesen von Registern. So
enthält das Datenbyte zum Befehl 38H die gesamte „Wegbeschreibung“ des
Sat-ZF-Pfades. Wenn sich der Master ein Bild vom Zustand des
Verteilsystems machen will, kann er über das Befehlsbyte 10H das
Statusbyte des adressierten Slaves auslesen. Über 11H wird das
Konfigurationsbyte abgefragt und 14H liefert den aktuellen
Schaltzustand. Die Tabellen 5.1, 5.2 und 5.3 beschreiben dies. ![Tabelle 5.1: Die DiSEqC-Statusbytes Tabelle 5.1: Die DiSEqC-Statusbytes](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_021.jpg)
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Tabelle 5.1: Die DiSEqC-Statusbytes |
![Tabelle 5.2: Die DiSEqC-Konfigurationsbytes Tabelle 5.2: Die DiSEqC-Konfigurationsbytes](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_019.jpg)
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Tabelle 5.2: Die DiSEqC-Konfigurationsbytes |
![Tabelle 5.3: Die DiSEqC-Schaltzustandsbytes Tabelle 5.3: Die DiSEqC-Schaltzustandsbytes](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_002.jpg)
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Tabelle 5.3: Die DiSEqC-Schaltzustandsbytes |
Messtechnik für DiSEqC-Sat- Empfangsanlagen
Aufbau
und Wartung einer Satellitenanlage ist erst mit geeigneten Messgeräten
technisch und wirtschaftlich optimal möglich. Für das Ausrichten der
Antenne ist eine akustisch/optische Hilfe unabdingbar, Pegelmessungen
kommen defekten Bauteilen auf die Spur und die DiSEqC-Funktionalitäten
von Verteilnetzkomponenten lassen sich mit entsprechenden Kommandogebern
und -empfängern überprüfen. Die Zahl der Messgeräte und die Spannweite
ihres Leistungsumfangs ist riesig. Vom reinen „Indikator“ für weniger
als 5 € bis zum digitaltüchtigen Allrounder mit Bildund Tonwiedergabe –
je nach Ausstattung für mehrere 1000 € – gibt es alles auf dem Markt.
Zwei willkürlich gewählte Geräte zeigen die Abbildungen 20 und 21.![Bild 20: Ein erstaunlicher Funktionsumfang für knapp 70 ¤: Spannung, Strom, DiSEqC-Kommandogeber und -leser, Ansteuerung von Rotoren, Summenpegel und manches mehr. Quelle: http://www.emitor.se/ websites/emitorse/egnafiler/shop/ admbilder/pdf/ Digisat%20Lcd%20accu%20A4.pdf Bild 20: Ein erstaunlicher Funktionsumfang für knapp 70 ¤: Spannung, Strom, DiSEqC-Kommandogeber und -leser, Ansteuerung von Rotoren, Summenpegel und manches mehr. Quelle: http://www.emitor.se/ websites/emitorse/egnafiler/shop/ admbilder/pdf/ Digisat%20Lcd%20accu%20A4.pdf](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_015.jpg)
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Bild
20: Ein erstaunlicher Funktionsumfang für knapp 70 ¤: Spannung, Strom,
DiSEqC-Kommandogeber und -leser, Ansteuerung von Rotoren, Summenpegel
und manches mehr. Quelle: http://www.emitor.se/
websites/emitorse/egnafiler/shop/ admbilder/pdf/
Digisat%20Lcd%20accu%20A4.pdf |
![Bild 21: Was bei diesem Gerät nicht in der Grundausstattung enthalten ist, kann nachgerüstet werden. Quelle: www.kws-electronic.de Bild 21: Was bei diesem Gerät nicht in der Grundausstattung enthalten ist, kann nachgerüstet werden. Quelle: www.kws-electronic.de](Satellitenempfang%20Teil%208_11%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_006.jpg)
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21: Was bei diesem Gerät nicht in der Grundausstattung enthalten ist,
kann nachgerüstet werden. Quelle: www.kws-electronic.de |
Das Thema Messungen bei Errichtung und Wartung von Sat-Anlagen würde den Rahmen dieser Reihe bei weitem sprengen. Literatur:
1.
Jungk, Karsten: „Moderne Satellitenempfangsanlagen: Planung –
Errichtung – Wartung“, 2. bearb. und erg. Auflage, Berlin: Verlag
Technik 1998 (Praxisreihe Radio, Fernsehen, Elektronik) ISBN
3-341-01218-4
2. Eutelsat: „DiSEqC Bus Specification, Version 4.2 (February 25, 1998)“
3. Müller, Klaus: „DiSEqC 2.0 für Techniker“, Spaun electronic, Februar 1999
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