Bei größeren Immobilien, aber auch

R. Stehle, S. Schobert

Die steigende Zahl von TV-Program- men und ihre Digitalisierung zwang die Satellitenempfangstechnik zu moderneren Verteiltechniken. Einfa- che Kanalantennen und -weichen rei- chen schon lange nicht mehr aus. Die Vielzahl der Programme verteilt sich auf etliche Satelliten. Das erfordert am Ausgang der Satellitenantennen – nach dem Low Noise Block Converter – eine Relaistechnik für den Hochfre- quenzbereich: die Multischalter.

B

ei größeren Immobilien, aber auch schon bei kleineren Wohnanlagen setzte man bereits früher die »Ge- meinschaftsantennenanlagen« ein, wie man sie damals nannte. Man vermied damit den Antennenwald auf den Dä- chern. Heute sieht das anders aus: Die hohe Anzahl der TV- und Radiopro- gramme sowie die digitale Empfangs- technik prägt heute die Technik der Empfangsantennen. Satellitenschüsseln speisen auf Basis der so genannten SAT- ZF (Satelliten-Zwischenfrequenz nach dem LNB, Low Noise Block converter) Verteilanlagen (Bild 29) und mittels di- gitaler Steuerung (DiSEqC) wählt sich jeder Fernsehzuschauer sein Wunsch- programm aus. Über DiSEqC berichte- ten wir im »de«-Heft 11, hier nun die Verteiltechnik zwischen Antenne und der Vielzahl der Receiver.

Früher begnügte man sich mit ARD, ZDF und ein paar regionalen Program- men. Heute jedoch betrachtet es der Fernsehzuschauer als normal, dass er sich beispielsweise das Regionalpro- gramm aus einer ganz anderen Ecke Deutschlands oder Programme aus an- deren Ländern anschauen kann. Die Satellitenempfangstechnik macht es möglich. Ein Angebot von zweihundert Programmen oder mehr, ob in- oder aus-

Schielen, schalten und schauen (3)

Verteilen der Fernsehprogramme über Multischalter

Roland Stehle, PR-Büro, Nürnberg, Dipl.-Ing. (FH) Sigurd Schobert, Redaktion »de«, Fortsetzung aus »de«- 11/2007, S. 54 ff

Bild 29: Acht verschiedene Sat-ZF-Bänder und eine terrestrische Antenne versorgen 14 Sat-Receiver (Teilnehmer), Kaskade mit drei Multischalter (oberster: mit Speisung)

Quelle: Spaun

SAT-ZF-FREQUENZBLÖCKE

Moderne Nachrichtensatelliten empfangen Signale der Bodenstation mit der Uplinkfre- quenz und setzen dieses mittels sogenannter Transponder an Bord des Satelliten in eine neue Downlinkfrequenz (bei Astra 10,71 – 12,75 GHz) um. In den Transpondern verstärkt werden diese Signale dann über Richtanten- nen wieder zu einem bestimmten Bereich des Erdbodens zurückgesendet.

Frequenzen im Gigahertzbereich (10,71 – 12,75 GHz) können in einer Gebäudeverkabe- lung (in einem Koaxialkabel) nicht verteilt werden, weswegen das rund 2 GHz breite Fre- quenzband (das horizontale und vertikale polarisierte Frequenzen beinhaltet) vom LNB in vier Frequenzblöcke zu 1 GHz Breite ge- splittet und in ein Frequenzband 950 ...

2150 MHz heruntergemischt wird.

Jeweils eines dieser vier Frequenzblöcke lässt sich dann über ein gewöhnliches Koaxi- alkabel im Frequenzbereich 950 ... 2150 MHz

anschließend der klassischen terrestrischen UHF-Frequenzen 470 – 860 MHz im Gebäude an einen Empfänger [Receiver] verteilten.

Zum Wechseln zwischen diesen vier Fre- quenzblöcken sendet ein Receiver über das Koaxialkabel DiSeqC-Steuersignale an ein LNB (oder an einen Multischalter) zurück, mittels derer er jenen Frequenzblock aus- wählt, der das gewünschte zu empfangende Programm enthält.

Aufgrund der historischen Entwicklung werden Frequenzblöcke als Highband oder Lowband bezeichnet:

• Horizontal, oberer Frequenzblock (Highband) 11,75 – 12,75 GHz

• Horizontal, unterer Frequenzblock (Lowband) 10,950 – 11,75 GHz

• Vertikal, oberer Frequenzblock (Highband) 11,75 – 12,75 GHz

• Vertikal, unterer Frequenzblock (Lowband) 10,950 – 11,75 GHz

ländische, wird als »normal« angesehen.

Die Vielzahl solcher Programme muss sich zwangsweise über etliche Satelliten- positionen (Orbitalpositionen) verteilen.

Die Physik erfordert außerdem eine Ver- teilung der Programme auf vier verschie- dene Frequenzbänder (Kasten auf S. 69) sowie auf zwei Polarisationsebenen: ver- tikal und horizontal. Die Sat-Empfänger (Receiver) enthalten eine Software, mit der die Programme automatisch »er- kannt« werden, sofern man die entspre- chenden Satellitenschüsseln auf die er- forderlichen Satelliten ausgerichtet hat.

Die Kommunikation basiert auf dem DiSEqC-Protokoll, zwischen Receiver, dem notwendigen Multischalter und dem LNB (Low Noise Blockconverter).

Verteilung der Programme

In mittleren und großen Gemeinschafts- antennenanlagen verwendet man die Multischaltertechnik, um jedem Teilneh- mer das gewünschte Programm zur Ver- fügung zu stellen. Sämtliche Programme sammelt man an einen Sternpunkt, dem Multischalter (Bild 29), und jeder Fern- sehzuschauer selektiert sein Wunschpro-

gramm mit seinem Sat-Receiver selbst.

Die Hersteller bieten inzwischen etliche Typenvarianten an. So kann der Installa- teur – entsprechend der geforderten Sig- nalverteilung – den passenden Multi- schalter auswählen. Teilweise grenzt die Physik die machbaren Längen der not- wendigen Verkabelungen ein. Bild und Ton sollen ja frei von Störungen sein.

Kritische Punkte sind hier z. B. der Sig- nal-Rausch-Abstand und die mögliche, gegenseitige Beeinflussung der Endge- räte. Im Teil 4 dieser Serie (»de«-Heft 15-16/2007) beschreiben wir einige Bei- spiele dazu.

Funktion von Multischaltern

Unter einem Multischalter versteht man eine Schaltmatrix für die Zuordnung der vier Sat-ZF-Frequenzbänder Low / verti- kal, Low / horizontal, High / vertikal und High / horizontal zu den einzelnen Recei- vern. Die Sat-ZF-Bänder führt man über die Stammleitungen dem Multischalter zu. Zu den Receivern führt je ein Teil- nehmerausgang. Alle Hersteller verwen- den eine ähnliche Typenbezeichnung der Multischalter: »Name x / y«, dabei steht

x meist für die Stammleitungen (z. B.16, also 16 verschiedene SAT-ZF-Signale, ein Vielfaches von 4, plus – soweit vor- handen – ein zusätzlicher Eingang für terrestrische Signale) und y für die Teil- nehmeranschlüsse (z. B. 8). Die meisten Geräte beinhalten zudem, wie bereits erwähnt, noch einen Eingang für DVB-T oder von einer Kopfstelle, so dass die Eingangszahl häufig heißt 5 (4 Sat-ZF + 1 DVB-T), 9, 13 oder 17 (Tabelle 2).

Richtige Anlagenplanung

Die verschiedenen Multischaltertypen erlauben eine schrittweise Erweiterung der Verteilanlage. Dabei bestimmt die Anzahl der Stammleitungen (zugeführte Sat-ZF, Anzahl der Sat-Schüsseln ) sowie die Zahl der zu versorgenden Teilnehmer die Größe bzw. den Typ des Multischal- ters (Tabelle 2). Bei »kleinen« Lösungen kommt man oft mit einem Low Noise Block Converter (LNB) aus, der die Mul- tischaltertechnik bereits in seinem Gehäuse mit integriert, z.B. ein »Twin- LNB«, für den Anschluss von zwei Sat- Receivern. Eine Erweiterung der Teil- nehmerzahl ist hier nicht mehr möglich.

4 16 high/hor 16

high/vert 15 low/hor 14 low/vert 13

3 12 high/hor 12

high/vert 11 low/hor 10 low/vert 9

2 8 high/hor 8

high/vert 7

low/hor 6

low/vert 5

1 4 high/hor 4

high/vert 3

low/hor 2

low/vert 1

1 1 2 2 4 4 8 8 16 n x 8<24 >16-256

Anzahl der Teilnehmer

Einsatz von LNBs und Multischaltertypen

Tabelle 2: Übersicht zu den Kombinationsmöglichkeiten zwischen Anzahl der zugeführten Stammleitungen (Sat-ZF) und der zu versor- genden Teilnehmer. Bei kleinen Lösungen kommt man mit speziellen LNB-Typen aus (siehe dazu Kasten auf S. 71)

Schüssel ZF-Gruppe Bänder ZF Ab 16 Teiln. fallw. Kaskade

1. Schüssel + Quattro-LNB 1 Twin-LNB 1 Quattro-LNB + MS 4x2 1 Qaud-LNB 1 Octo-LNB

1 Schüssel für 2 Orbitalpositionen Winkel <6°+ Duo-LNB 2 Quattro-LNB + MS 8x2 1 Quattro-LNB + MS 4x4 2 Quattro-LNB + MS 8x43 Quattro-LNB + MS 12x4

4 Quattro-LNB + MS 16x4 1 Quattro-LNB + MS 4x8

2 Quattro-LNB + MS 8x83 Quattro-LNB + MS 12x8

4 Quattro-LNB + MS 16x8 1 Quattro-LNB + MS 4x16

2 Quattro-LNB + MS 8x163 Quattro-LNB + MS 12x16

4 Quattro-LNB + MS 16x16 bei größeren Anl.: evtl. Kaskade

1 Quattro-LNB + MS 4/nx8 oder Kaskade 2 Quattro-LNB + MS 8/nx8 oder Kaskade

3 Quattro-LNB + MS 12/nx8 oder Kaskade bei größeren Anl.: evtl. Kaskade

n x Quattro- LNB+MS n x 4 / n x 8, zumeist nur Kaskade mit Etagen-verteiler 4 Quattro-LNB + MS 16/nx8 oder Kaskade

Das Innenleben eines solchen Twin-LNB zeigt Bild 30. Die verschiednen Typen von LNBs beschreibt der Kasten, S. 71.

Bei größeren Verteilanlagen mit mehr als zwei Schüsseln oder mehr als vier Teilnehmern kommt man in aller Regel ohne Multischalter nicht mehr aus.

Erreichen die Anlagen Größenordnun- gen über 16 Abnehmer, erfordert dieses schon aus Gründen der Dämpfungsop- timierung der Koaxialleitungen soge- nannte Etagenverteiler, die in Kaskade geschaltet werden. Die Dämpfungsei- genschaften der Koaxkabel darf man hier nicht außer Acht lassen: man muss ein Optimum an Kabellängen und Mul- tischaltertypen auswählen (Tabelle 3).

Vorsicht mit Billigfabrikaten

Multischalter gibt es bereits von einer Vielzahl von asiatischen Herstellern auf dem deutschen Markt. Viele Elektroins- tallateure haben in den letzten Jahren bittere Erfahrungen mit der schlechten Qualität dieser Multischalter gemacht.

Diese lässt leider oftmals sehr zu wün- schen übrig. In Tabelle 3 stellen wir einige Modelle von bekannten Marken- herstellern vor.

Oftmals gibt es Probleme mit man- gelnder Qualität und Übersprechen an den Sat-ZF-Eingängen. Dies führt dazu, dass sich verschiedene Frequenzen von verschiedenen Eingängen gegenseitig beeinflussen und stören. Die Ursache

dafür ist die schlechte Entkopplung an den Sat-ZF-Eingängen. Die gleiche Pro- blematik besteht auch immer dann, wenn mehrere Multischalter miteinan- der kaskadiert werden, also eine Hintereinanderschaltung von mehreren Multischaltern. Dann entsteht diese schlechte Entkopplung auch zwischen den Ausgangsstämmen von einem Mul- tischalter zum anderen. Die Entkopp- lung minderwertiger Multischalter, auch an den Stammausgängen, ist mehr als dürftig. Hier liegt eigentlich das

Geheimnis bzw. auch die wichtigste Charaktereigenschaft eines Multischal- ters: die Entkopplung!

Gute Entkopplung sichert Qualität

Qualitativ hochwertige Multischalter zeichnen sich durch gute Entkopplungs- werte aus – nicht nur an den Eingängen, sondern auch im Stamm und Abzweig- bereich. Im Eingangs- und Stammbe- reich verfügt z. B. das GigaSystem 17 / 8

LNB-TYPEN

Bis vor einigen Jahren waren nur für das heute so bezeichnete Lowband (10,7 – 11,7 GHz) aus- gelegte LNB üblich. Seit dem Aufkommen der digitalen Technik verwendet Astra zusätzlich das sogenannte Highband (11,7 – 12,75 GHz).

LNB, die beide Frequenzbereiche direkt in das vom Receiver genutzte Frequenzband umset- zen können, wurden dann als Universal-LNB bezeichnet. Bei reinen Lowband-LNBs wird das Highband dann meistens trotzdem noch empfangen, nur liegt es in einem für handels- übliche Receiver zu hohen und daher uner- reichbaren Frequenzbereich. Mit Hilfe eines vor den Receiver bzw. vor den Multischalter geschalteten zusätzlichen Frequenz(band)um- setzers kann dann meistens dennoch das Highband empfangen werden.

Unterscheidung des LNB nach Anzahl der Ausgänge:

• Single- oder Einzel-LNBmit einem Ausgang zum direkten Anschluss eines Receivers.

• Twin- oder Doppel-LNBmit zwei unabhän- gigen Ausgängen zum Anschluss von zwei Receivern. Die entsprechende Umschaltvor- richtung (Multischalter) ist dabei üblicher-

weise integriert. Es gibt aber auch (ältere) Varianten sog. Dual-LNB, für den reinen Low- band-Empfang mit zwei verschiedenen An- schlüssen, die fest jeweils horizontale und vertikale Polarisation liefern (zum Anschluss an einen externen Multischalter).

• Quad-LNBmit vier unabhängigen Anschlüs- sen zum Anschluss von vier Receivern. Der Multischalter ist dabei integriert.

• Quattro-LNB mit vier verschiedenen An- schlüssen. Bei dieser Variante ohne eingebau- ten Multischalter werden horizontal und ver- tikal polarisierte Signale jeweils getrennt für Lowband und Highband herausgeführt. Über einen nachgeschalteten Multischalter kann dann eine Verteilung an nahezu beliebig viele Satellitenreceiver erfolgen (bis zu einigen hundert).

• Octo-LNBmit integriertem Multischalter für den direkten Anschluss an bis zu acht Sat- Receiver.

• DUO-LNBoder auch Monoblock-LNB: Hier können zwei Satelliten gleichzeitig mit einer Antenne angepeilt werden. Früher auch oft

»Schiel-LNB« genannt. Ein Multischalter,

meist für mehrere Ausgänge, ist bereits inte- griert. Der LNB ist so eingestellt, dass er gleichzeitig den Satelliten Astra 19,2° Ost sowie Hotbird 13° Ost oder Astra 23,5° Ost empfangen kann. Die beiden Satellitenposi- tionen werden über Toneburst oder DiSEqC gesteuert.

• Unicable-LNB: solch ein LNB bietet einen einzigen Anschluss, über diesen können mehrere Receiver über ein gemeinsames Koaxialkabel angeschlossen werden. Ein Unicable-LNB gibt dabei nicht wie sonst üblich ein komplettes Frequenzband, son- dern lediglich ein UB= Userband (»UB Slot ID« und »UB-Frequenz« (UB = UserBand) aus.

Die Programmwahl erfolgt für jeden Recei- ver getrennt über DiSEqC-gesteuerte Befehle im LNB. Die Ausgangsfrequenz am LNB ändert sich dabei nicht. Ein Unicable- LNB kann üblicherweise maximal vier Satel- litenreceiver mit Signal versorgen, manche Hersteller ermöglichen den Anschluss von bis zu 16 Receivern, das ist aber nicht stan- dardisiert und dafür geeignete Receiver sind proprietär.

Bild 30: Das Innenleben eines Twin-LNB: Ein Integrierter Multischalter versorgt bis zu zwei Sat-Receiver

Quelle: Karsten Jungk

Anbieter Bemerkung

Ankaro SEM 17x8AN >70 Kompakt Multischalter für >1 000 Blech / Modular, steckbar, Montage SatZF-Eingänge: 2, 4, 8, 12, 16 Kunststoff horitontal oder vertikal möglich, Ausgänge: 1, 2, 4, 8, 12, 16, 24, 32 pat. Installationshilfe, Schalt-

positions-Indikator, fernkonfi- gurierbar (ANCASY) Astro AMS 1788 ca. 28 4, 8, 16 Eingänge + terr. und >100 Metall / Modular, Steckbar, Montage

4, 6, 8, 12, 16 Teilnehmer Kunststoff horizontal oder vertikal möglich (Wärme), besondere Klemm- anschlüsse usw.

Axing SPU 178-99 36 2, 4, 8, 12, 16 Eingänge und 1, 2, 200 Metall / MS sind horizontal + vertikal 4, 6, 8, 10, 12, 16, 18 Ausgänge Kunststoff montierbar, Wärmekonvektion

gewährleistet, Stromsparschal- tung der Premium Line Serie, Abnehmbare Netzteile

DCT-Delta MS 1708 N 44 Eco-Line: 4,8,16/4,6,8,12,16 100 Eco-Line ^{1) 1)}Blech / Kunststoff, ²⁾Druckguss / Profi-Line: 4,8/6,8,12,16,20 Profi-Line ²⁾ Kunststoff, Profi-Line: Class-A

Gehäuse (EN 50 083-2) Dream OLS 9x16N 8 Eingänge: 5, 9, 17, k. A. Kunststoff/ eigenes, separates Netzteil

Ausgänge: 6, 8, 12, 16 Blech

GSS SDC 916 48 Mulitschalter mit bis zu 48 Metall vielseitiges Produktprogramm,

17 SAT-ZF-Eingängen und bis speziell für digitale Signale aus-

zu 16 Ausgängen gelegt, Multilayertechnik für hohe

Entkopplung Hirschmann CKR 1708 ca. 50 Eingänge: 4, 8, 16, bis zu Metall / k. A.

Ausgänge: 4, 6, 8, 12, 16, 24, 32 1 000 Kunststoff

Kathrein EXR 1708 ca. 30 Eingänge (SatZF + terr.): 3, 5, 9, 17, ca. a.) Guss Montage horizontal oder vertikal Ausgänge: 4, 6, 8, 12, 16 + 1 700 b.) Kunst- möglich, Durchschleifmatrizen Durchschleif-Matrizen mit stoff/ Gussausf. mit 5-fach- (9-fach)-

4, 8 Ausg. Blech Steckverbinder auf Hutschienen

Polytron PMKN 1716 TA >50 Multischalter für 4 bis 16 SAT-ZF, bis zu 160 Metall / modulares System, terrestrisch bis 16 Ausgänge, 1 terrestrischer Kunststoff aktive Varianten, Erweiterungs- Eingang, terrestrisch aktive schalter ohne Extra-Netzteil, Klasse A Varianten

Schwaiger SEW916 12 Eingänge: 5, 9, k. A. Kunststoff/ k. A.

Ausgänge: 6, 8, 12, 16 Metall

Spaun SMS 17089 NF 25 Multi- Kompakt Multischalter je nach Metall / modular steckbar, nur waagrecht schalter 17 für 2 ... 16 Sat-ZF, bis 16 Aus- Aufbau Kunststoff montierbar (in Entwicklung neue Kaskaden 7 gänge im Neuner-System bis bis Netzteilgehäuse dann universelle

Basigeräte 36 Teilnehmer 1 000 Montage möglich)

Triax TMS 17x8 T 21 Eingänge: 5; Ausg: 4, 6, 8, 12, 16 bis 100 Metall/ für den TMS9 sowie TMS17 sowie Eingänge: 9; Ausg: 4, 6, 8, 12, 16 Kunststoff bei Kaskaden benötigt man zu- Eingänge: 17; Ausg.: 6, 8, 12, 16 sätzlich ein Netzteil

Technisat Gigasystem 17/8 G 4 + Kompakt Multischalter für unbe- Metall / ³⁾mit zusätzlichen Komponenten wie Zubehör 2 ... 16 Sat-ZF, bis 8 Ausgänge grenzt ³⁾ Kunststoff passive u. aktive Verteiler sowie ZF-

Verstärker und Kaskaden Wisi DY 25 aktiv 17 in 8 18 Multisystem Quick E: 4 + terr., 32 Zink- Multisystem Quick, mit DV 49 A

8 + terr., 16+terr. A: 4, 6, 8, 12, 16 Druckguss kaskadierbar (steckbar) Abschluss- widerstände im Lieferumfang, Ein- gangspegelsteller (DY 25)

Marktübersicht zu Multischaltern

Tabelle 3: Herstellerübersicht zu Multischaltern, lieferbare Typen, Ausbaufähigkeit, Besonderheiten

typische Typenbe- zeichnung Anz. von an- gebotenen Typen Typenreihen E/A Gesamtan- zahl Teiln. Gehäuse- ausführung

von Technisat (siehe Messebericht der Anga Cable, »de«-Heft 12/2007, S. 56) über eine Entkopplung von > 45 dB und an den Abzweigausgängen, sprich zum Receiver hin, über eine Entkopplung von > 35 dB. Das Problem liegt klar auf der Hand. Ist die Eingangs- oder die Stammentkopplung zu gering, beeinflus- sen sich gleichartige Frequenzen von verschiedenen Satelliten-ZF-Ebenen ge- genseitig und beeinträchtigen dadurch die Betriebssicherheit des Empfangs die- ser Frequenzen. Diese Problematik ist auch bekannt von schlecht entkoppelten Twin- oder Quatro-Switch- LNBs (siehe Kasten auf S. 71).

Übersicht von deutschem Markt

In Tabelle 3 stellen wir die Anbieter vor, die auf dem deutschen Markt große Ver- breitung finden. Der Hersteller Blankom liefert nur Kopfstellen und keine Multi- schalter. Der Hersteller DCT-Delta stellte auf der diesjährigen Messe Anga Cable erstmals ein Einkabelsystem mit Sat-Router vor. Dieses System erlaubt bis zu 16 Teilnehmer für zwei Antennen

(16 Sat-ZF) eine Verteilung über ein Baumkabelsystem. Näheres dazu beschreiben wir im Teil 4 dieser Serie,

»de«-Heft 15-16/2007. Nahezu alle Pro- dukte unterstützen folgende Funktio- nen: zusätzliche Einspeisung von DVB- T-Signalen (terrestrisch) sowie eine Einspeisung aus dem BK-Netz (DCB-C), HDTV-Tauglichkeit, DiSeqC-Steuerung 2.0 sowie eine Rückkanaltauglichkeit.

Lediglich Technisat beschränkt sich mit der Rückkanaltauglichkeit auf die Mul- tischaltervarianten 17/8 GR oder 17/8 KR (Eingänge/Ausgänge) und Polytron machte dazu keine Angaben. Ankaro beschränkt die DiSeqC-2.0-Steuerung auf seine Produkte mit acht und 16 Ein- gängen. Alle Anbieter bieten Einzel- schalter sowie eine Kaskadiermöglich- keit an. Nur Wisi liefert keinen Sternverteiler, jedoch alle anderen Anbieter haben diesen in ihrem Pro- gramm.

Wir nennen in der Tabelle eine typi- sche Typenbezeichnung, so dass der Elektroinstallateur sowie Händler an- hand des Nummerncodes fallweise den Hersteller erkennen kann. Die Typenrei-

hen ähneln sich weitgehendst, jedoch bietet nicht jeder Hersteller alle Kombi- nationen zwischen Ein- und Ausgang an.

Unter den »Bemerkungen« weisen wir auf Besonderheiten hin, wie z. B. die Montagerichtung Horizontal / Vertikal.

Das hat Auswirkungen auf die Kühlei- genschaften der Geräte, die ja meistens – unter dem Dach montiert – hohenTem- peraturen während des Sommers ausge- setzt sind. In diesem Zusammenhang trägt auch das Gehäusematerial dazu bei, welches Kühlverhalten ein Multi- schalter hat: z. B. Guss führt die Wärme am besten ab.

Ausblick

In dem letzten Teil (»de«-Heft 15- 16/2007) gehen wir noch näher auf einige Planungsbeispiele ein, insbeson- dere mit der Kaskadenschaltung. Auch die Themen Rückkanaltechnik, Energie- versorgung sowie die Einkabellösung werden noch näher betrachtet.

(Fortsetzung folgt)