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Einkabellösung für DVB-S

Vorwort:

Die hier erläuterte Einkabellösung zum Empfang von digitalem Fernsehen (DVB-S Standard) beruht auf der Spezifikation Signalverteilung von Satellitensignalen über ein einziges koaxiales Kabelverteilnetz (DIN EN 50494 bzw. prEN 50494:2006) und berücksichtigt keine herstellerspezifischen Lösungen oder Eigenarten!

Anwenderspezifische Informationen


Verwendungszweck:

Als erstes dürften sich viele Leser fragen...

Was ist eine Einkabellösung bzw. ein Einkabelsystem und Wo wird dieses eingesetzt?

Die Antworten auf beide Fragen sind recht einfach und stehen in direktem Zusammenhang. In vielen älteren Gebäuden wurden die Kabel für den TV-Kabelanschluss (meist) in Reihe unter dem Putz oder den Paneelen verlegt und sind somit schlecht erreichbar. Möchte ein Mieter oder Hausbesitzer von dem Kabelanschluss auf den Satellitenempfang umsteigen, so war das in der Vergangenheit nur mit viel Aufwand möglich.
Grund hierfür ist der Aufbau einer normalen Satellitenanlage (sternförmig) und der damit zwingenden Verlegung von einem Kabel pro Empfänger. Es mussten also in vielen Fällen neue oder zusätzliche Kabel gezogen werden. In den meisten Wohnungen bedeutet dies, einen hohen Aufwand für das Verlegen der Kabel unter Putz.
Um unter anderem den Umstieg mit weniger Aufwand und geringeren Kosten zu realisieren, wurde nach einer Übertragungslösung auf Basis der vorhandenen Kabel gesucht. Das Resultat dieser Arbeiten ist die Einkabellösung bzw. das Einkabelsystem.
Es ist damit also möglich über ein Kabel mehrere Empfänger zu versorgen und somit größere Umbauten und notwendige Renovierungen zu vermeiden.


Voraussetzungen:

einkabel_verteilung Die TV-Empfänger im Haus oder einer Wohnung müssen - wie beim Kabelfernsehen auch - mittels eines Kabels verbunden bzw. daran angeschlossen sein. Neben dieser Anforderung müssen natürlich die Empfangsgeräte, die Empfangseinheit der Satellitenschüssel (LNB) oder die Umschaltmatrix das Protokoll der Einkabellösung unterstützen (siehe unten).

Hinweis:
Falls Sie von Kabelfernsehen auf das Satellitenfernsehen umsteigen, sollten Sie die Frequenzbereich der Anschlussdosen überprüfen (lassen). Je nach Typ kann es vorkommen, dass die höherfrequenten Satellitensignale nicht oder nur teilweise an den Empfänger weiter gegeben werden.

Technische Details zur Einkabellösung

In diesem Abschnitt möchten wir auf einige technische Details des Einkabelsystems eingehen und somit einen tieferen Einblick in die Thematik geben.

Gemeinsamkeiten und Unterschiede in der Ansteuerung der Empfangseinheit:

Das Einkabelsystem nutzt zur Ansteuerung der Empfangseinheit (LNB, Umschaltmatrix) die gleichen Schnittstellen und Signalformen wie es in der Ansteuerung normaler LNB und Multiswitches (EN61319-1:1995 und EN61319-1/A11) vorgeschrieben ist. Trotz der Nutzung von gleichen Signalformen (14/18V, 22kHz/DiSEqC-Befehle) können Empfänger ohne das Einkabelfeature nicht an ein Einkabelsystem angeschlossen werden. Die Gründe dafür sollen in den nachfolgenden technischen Betrachtungen aufgezeigt werden.

Die Nutzung von schon definierten Signalen und Schnittstellen hat den Vorteil, dass das Protokoll des Einkabelsystems in viele DVB-S Empfangsgeräte integriert werden kann. Den Herstellern ist es theoretisch sogar möglich, das Einkabelprotokoll direkt in die Firmware zu integrieren. Auch ältere Empfänger könnten so durch ein einfaches Firmwareupdate (OAU - OverAirUpdate) kompatibel zur Einkabellösung gemacht werden.

Werden bei normalen LNBs die Steuerspannungen von 14 und 18 Volt zur Umschaltung in die vertikale und horizontale Empfangsebene genutzt, so haben diese Signale bei der Einkabellösung eine ganz andere Bedeutung. Hier werden die Steuerspannung dazu eingesetzt, den aktiven Teilnehmer/Empfänger zu kennzeichnen.

Während beim sternförmigen Aufbau einer Satellitenanlage jeder Teilnehmer ein eigenes Kabel und somit einen eigenen Steuerkanal zum LNB / Multiswitch besitzt, ist die Einkabellösung eine Art einfacher Steuerbus mit mehreren Teilnehmer. Dabei enthält der Bus einen Slave (LNB, Umschaltmatrix) und mehrere Master (Empfänger).
Möchte nun ein Empfänger einen Kanalwechsel vornehmen, so erhöht er seine Ausgangsspannung von 14 auf 18 Volt und signalisiert somit dem LNB bzw. der Umschaltmatrix sein Vorhaben. Anschliessend sendet der Empfänger mittels definierten DiSEqC-Befehlen, was genau zu tun ist. Die Ausgangsspannung wird wieder auf 14 V zurück geschaltet und es wird geprüft ob die Umschaltung erfolgreich war. Der Bus ist nun wieder freigegeben und ein weiterer Empfänger kann ohne Probleme eine Kanalumschaltung vornehmen.
Tritt der Fall ein, dass 2 oder mehr Empfänger gleichzeitig auf den Bus zugreifen, kommt es zu einer Kollision und das LNB verarbeitet keinen der gesendeten Befehle. Die Empfänger erkennen das Fehlschlagen des Vorgangs - es liegt nach wie vor der gleiche Transportstream an - und können darauf reagieren. Es wird ein Algorithmus zur Fehlerbehandlung abgearbeitet und versucht den Kanal erneut zu setzen.

Einkabelansteuerung
Buszugriff eines Teilnehmers/Receivers

Durch die eben beschriebene Nutzung der 14/18V Steuerspannung wird klar, warum Receiver ohne Einkabelfeature nicht an das System angeschlossen werden dürfen. Würde ein solcher Receiver angeschlossen und auf die horizontale Empfangsebene eingestellt, so wäre der Bus dauerhaft blockiert und kein Empfänger könnte mehr umschalten!

Anmeldung an der Empfangseinheit und Ressourcenzuteilung:

Neben dem Unterschied in der Ansteuerung der Empfangseinheit (LNB) muss sich der Einkabelteilnehmer im Gegensatz zu "normalen" LNBs am Einkabel-LNB bzw. an der Umschaltmatrix anmelden und um Ressourcen bitten. Die Ressourcen sind in diesem Fall Frequenzbereiche, auf denen das LNB die gewünschten Transponder/TV-Sender zum Empfänger überträgt. Unterstützt ein LNB bzw. eine Umschaltmatrix zum Beispiel 4 Teilnehmer, so stehen 4 Frequenzbereiche zur Verfügung. Für die Initialisierung und Anmeldung definiert die Spezifikation des Einkabelsystems folgende zwei Modi...
  • Anmeldung mit manueller Eingabe der Systemparameter
  • Anmeldung mit automatischer Abfrage der Systemparameter
...wobei die Systemparameter den Eigenschaften des LNBs bzw. der Umschaltmatrix entsprechen. Dazu gehören...
  • die Anzahl der unterstützen Teilnehmer
  • die Anzahl der unterstützen Satellitenpositionen
  • die Anzahl der Eingänge (Frequenzband)
  • die lokale Frequenz (LO) des LNBs
Sind dem Anwender die Systemparameter bekannt, so kann er diese in der Software (Receiver oder PC) eingeben und versuchen, einen Frequenzbereich (UserBand = UB) zu reservieren. Falls die Parameter noch nicht bekannt sind, muss der Empfänger diese zuvor "auslesen".
Da das Einkabelsystem über keinen direkten Rückkanal verfügt, werden die Informationen über ein "Frage-Antwort-Spiel" zwischen dem Empfänger und dem LNB bzw. der Umschaltmatrix ausgetauscht. Dazu sendet der Empfänger spezielle DiSEqC-Befehlen zum LNB und wartet auf eine ja/nein Antwort. Das LNB empfängt den DiSEqC Befehl und vergleicht die Nutzdaten mit einer Tabelle (LUT). Ist die Antwort positiv, so kann der Empfänger einen kurzzeitigen Implus vom LNB auf der Mittenfrequenz der UB-Scheibe detektieren. Ist die Antwort jedoch negativ, so erhält der Empfänger einen Implus der 20 MHz von der Mittenfrequenz entfernt liegt. Somit kann der Empfänger mittels weiterer Fragen, wie zum Beispiel Unterstützt du einen Satelliten und 4 Teilnehmer?, nach und nach die Eigenschaften des LNBs erfragen. Nach Abschluss der automtischen Erkennung erscheinen die Parameter in der Software und es kann sich ebenfalls ein Frequenzband/UB reserviert werden.

Nachdem die Anmeldung am LNB erfolgreich war, ist es dem Empfänger möglich mit DiSEqC Befehlen die Kanäle zu wechseln.

Frequenzumsetzung der Transponder:

In den vorherigen Abschnitten wurde aufgeführt, wie sich Empfänger und LNB unterhalten, wodurch nur noch der Teilbereich der Frequenzumsetzung offen bleibt. Abschliessend zu dem Thema Einkabellösung bzw Einkabelsystem möchten wir auch diese Lücke schliessen.

Wie schon angedeutet, besitzt das Einkabel-LNB oder die Umschaltmatrix eine begrenzte Anzahl an Eingängen und einen Ausgang mit aufgeteiltem Frequenzbereich. Damit der Anwender ein Bild sehen kann, müsste ähnlich wie bei den "normalen" LNBs eine Frequenz getuned werden. Da sich aber mehrere Empfänger ein Kabel und somit einen großen Frequenzbereich teilen, kann die gewünschte Frequenz nicht wie bei sternförmigen Satanlagen umgesetzt werden.
Der Empfänger bekam bei der LNB-Anmeldung einen kleinen Frequenzbreich (Userband) zugesichert und nur auf diesem Frequenzbereich darf das LNB Kanäle übertragen. Möchte der Empfänger also einen Transponder X empfangen, so bleibt er auf der Frequenz des UserBands und schickt lediglich den speziellen DiSEqC-Befehl (siehe Bild). Der empfangen DiSEqC - Befehl wird von dem LNB oder der Umschaltmatrix ausgewertet und daraufhin der gewünschte Transponder in der jeweiligen Empfangsebene (HH, HL, VH und VL) "selektiert". Die Mixereinheit (Frequenzumsetzer) des jeweilig benutzten UserBandes setzt den Transponder (hochfrequent) auf das (zugewiesene) UserBand um. Damit ist der Vorgang des Kanalsetzens abgeschlossen.

Die folgenden Beispielbilder sollen beim Verständnis hilfreich sein...

grober Beispielaufbau einer Schaltmatrix
bsp_schaltmatrix



Beispielbild einer Frequenzumsetzung

Einkabelansteuerung




Zusammenfassung:

Steuersignale 14 bzw. 18 V und 22 kHz Signal (nur DiSEqC-Befehle)
Komponenten Es können nur Empfänger mit Einkabelfeature angeschlossen werden.
Anzahl der Empfänger Typisch sind 4 bis max. 8 Teilnehmer.
Empfangbare Sender/Kanäle Es können alle Kanäle empfangen werden, da eine Frequenzumsetzung stattfindet.
Anzahl der Satellitenpositionen Derzeit werden bis zu 2 Position unterstützt.


erstellt: April 2008
letzte Aktualisierung: April 2008

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