Kopfstellen für den Satelliten-Empfang

Technik und Möglichkeiten

Eine Kopfstelle für den Satelliten-Empfang ist vielseitig ­einsetzbar. Sie kann Signale empfangen, für die Verteilung in einem Haus oder einer Wohnanlage aufbereiten, in andere Standards wandeln und bearbeiten sowie zusätzliche Signale oder Programme integrieren. Das Prinzip dahinter ist eigentlich ganz einfach: Signale empfangen, bearbeiten ­­und wieder zur Verfügung stellen.

Glossar

Eine der ersten Anwendungen im ana­logen Zeitalter war der Einsatz von Kopfstellen in Empfangsanlagen für mehrere Teilnehmer, die alle mit Satelliten-Signalen versorgt werden sollten. Anfangs gab es bei der Sat-ZF-Verteilung mit Multischaltern nicht so viele Möglichkeiten wie heute, die Technik entwickelte sich erst zur aktuellen Leistungsfähigkeit. Die Kopfstelle empfahl sich somit als erste Wahl.

Der einzige Nachteil einer Kopfstelle in der analogen Zeit war, dass pro zu empfangendem Programm jeweils ein separater, eventuell eigener Kanalzug erforderlich war. Die Anzahl der Aufbereitungszweige war also identisch mit der gewünschten Programmzahl. Mit der Digitalisierung hat sich dieser »Flaschenhals« erledigt, da pro Transponder mehrere digitale Programme zur Verfügung stehen.

Bestandteile der Kopfstelle

Eine Kopfstelle besteht im Allgemeinen aus der Energieversorgung (Netzteil), einem Eingangsverteilfeld, sogenannten Kanalzügen oder Kassetten mit Empfangstuner (inzwischen vielfach Dreifach-Tuner für DVB-S, DVB-C und DVB-T) für die zu empfangenden Programme, die die jeweilige Signalbearbeitung übernehmen und dem Ausgangs­modulator (Bild 1). Am Beispiel einer Sat-Anlage gelangt das Sat-ZF-Signal (Satelliten-Zwischenfrequenzband im Frequenzbereich von 950 MHz bis 2150 MHz) vom LNB (Low Noise Block-Konverter) der Antenne auf ein Eingangsverteilfeld, das jedem Kanalzug die Signale aus der schier grenzenlosen Vielfalt der Sat-Ebenen zur ­Verfügung stellt. Selbstverständlich sind die Sat-Eingänge auch für die Energieversorgung von LNBs (14 V/ 18 V) vorgesehen.

Unterscheidungen gibt es je nach Bauart bei der Anzahl der Ausgangskanäle, also bei der Anzahl der maximal nutzbaren Transponder und somit der maximal zur Verfügung stehenden Programme. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist die Bauform. So ­genannte Kompakt-Kopfstellen erfordern nur einen Bruchteil des früher nötigen Platzes (Bild 2). Für größere Kabelnetze werden vorzugsweise professionelle Geräte eingesetzt, die zusätzliche Funktionen wie Redundanz oder Überwachungsmöglichkeiten bieten. Verglichen mit den »Schaltschränken« aus der analogen Zeit sind aber auch diese Bauformen inzwischen um ein Vielfaches kleiner.

Varianten der Signal­verarbeitung

Für die Verarbeitung der Signale gibt es vielfältige Möglichkeiten. Die einfachste ist die Umsetzung von DVB-S in DVB-C als QAM-Signal (QAM = Quadratur Amplituden-Modulation) oder DVB-T als COFDM-Signal (COFDM = Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing, kodiertes orthogonales Frequenzmultiplexverfahren). DVB-C als Standard für die digitale Verteilung von Signalen in einem Kabelnetz ist gängig und bekannt. Aber auch eine Wandlung in DVB-T und die Einspeisung in ein Kabelnetz macht oftmals Sinn, da handelsübliche TV-Geräte inzwischen auch serienmäßig über DVB-T-Tuner verfügen und diese Signalart so problemlos ohne Set-Top-Box verarbeiten können.

Kopfstellen bieten über die reine Umsetzung in einen anderen Standard aber auch die Möglichkeit, die digitalen Transportströme zu bearbeiten. So können beispielsweise unerwünschte Programme eines Transponders entfernt und eine LCN-Zuordnung erstellt werden. LCN steht für Logical Channel Numbering, frei übersetzt logische Numme­rierung der Kanäle. Durch LCN können Empfänger (z.B. TV oder Set-Top-Box) die vom Sender übertragenen Kanalnummern zuordnen und machen so eine manuelle Zuordnung überflüssig. Zudem ändern sich bei zusätzlichen Programmen in der Anlage die Kanalnummern für den Empfänger nicht, und ein ­Umprogrammieren entfällt dadurch.

Darüber hinaus können Kopfstellen auf anbieterspezifische Daten (NIT – Network ­Information Table, ONID – Original Network ID, TS-ID – Transport Stream ID) programmiert werden. Dazu kommt die Vergabe neuer SIDs (Service IDs) über die Remapping-Funktion. Zudem kann beim Einsatz mehrerer Kopfstellen eine gemeinsame NIT-Tabelle erstellt werden. Falls erforderlich, lässt sich auch die Übertragung des Teletexts komplett unterbinden.

Zentrale und Mehrfachentschlüsselung

Sollen Pay-TV-Inhalte empfangen werden, bietet sich eine zentrale Entschlüsselung in der Kopfstelle an. Dafür ist pro Empfangstuner eine DVB-CI-Schnittstelle (CI = Common Interface) erforderlich. Wird vom verwendeten CA-Modul (CA = Conditional Access) und vom Programm-Provider Multidecryption (Mehrfachentschlüsselung) unterstützt, so ist auch diese Funktion für eine Kopfstelle ­erhältlich. Eine zentrale Entschlüsselung ­ermöglicht auch die gemischte Einspeisung von frei empfangbaren und Pay-TV-Programmen. Mögliche Einsatzgebiete dafür sind beispielsweise Hotels, Pensionen oder Feriendörfer. Speziell in grenznahen Gebieten mit der Empfangsmöglichkeit von terrestrischen Sendern aus den Nachbarländern ergeben sich in Kombination mit einer
TV-Grundversorgung über Satellit zusätzliche interessante Einsatzmöglichkeiten.

Die zunehmende Verbreitung der Signalverteilung über den IP-­Standard erfordert natürlich entsprechend geartete Kopfstellen. Gefragt ist hierbei die Umwandlung von Programmen aus digitalen Transportströmen in IP-Signale. Hilfreich ist in dieser Betriebsart, dass die IP-Adressen frei einstellbar sind. Zur Reduzierung der Datenrate kann vorteilhaft sein, den EPG (Electronic Program Guide) abzuschalten. Ähnlich LCN können Programmlisten in Form von M3U-Listen erstellt werden. Damit werden Programme zu Listen zusammengefasst und auf den entsprechend ausgestatteten TV-Geräten zur Wiedergabe aufgelistet. Die SI (Service Informa­tion)- und PSI (Program Specific Information)-Tabellen (PAT, PMT, SDT und EIT) werden in der Kopfstelle dynamisch angepasst und in den Datenstrom eingebettet. Am Ausgang können dem IP-Netzwerk je nach Bauart der Kopfstelle eine Vielzahl Single-Programm-Transportströme (SPTS) und/oder Multiple-Programm-Transportströme (MPTS) über eine 1 Gbit-Ethernet-Datenanbindung zur Verfügung gestellt werden. Dabei werden sowohl das UDP (User Datagram Protocol), als auch das UDP/RTP Protokoll (User Datagram Protocol / Real-Time Transport Protocol) wahlweise unterstützt.

Multiplexing-Funktion

Richtig vielseitig zeigen sich Kopfstellen mit Multiplexing-Funktion: Mit Hilfe des Multiplexing lassen sich beliebige Programme zu neuen Transportströmen zusammensetzen (»multiplexen«). Die Programme können vom Satelliten, über DVB-T oder DVB-C eingespeist werden. Auch eine Einspeisung über die LAN-Buchse ist möglich. Aus den Inhalten dieser Signal-Einspeisemöglich­keiten lassen sich entsprechende Ausgangskanäle multiplexen und als DVB-C- oder DVB-T-Signale ausgeben. Als Einspeisungsmöglichkeiten bieten sich eigene Programmquellen, wie beispielsweise Signale von Kameras, Hinweise zu Events oder Veranstaltungen in Hotels, Krankenhäusern oder Senioren-Residenzen sowie die direkte Videoübertragung von Veranstaltungen, an.

Bei der Neuerrichtung von Gebäuden ist es mit dem Einsatz von Streaming-Kopfstellen nicht mehr nötig, neben der IP-Verkabelung auch eine parallele Koaxialkabel-Infrastruktur für die Versorgung mit Fernseh- und ­Radioprogrammen aufzubauen. Dies reduziert die Investitions-, Wartungs- und Instandhaltungskosten der Projekte.

Die umfangreiche Funktionalität von Kopfstellen erfordert eine einfache Programmierung. Dies kann mit Hilfe übersichtlicher ­Menüs und teilweiser Vorprogrammierung über PCs und die USB-Schnittstelle erfolgen. So ist eine schnelle und zuverlässige Inbetriebnahme der Anlage vor Ort möglich. Über die integrierte LAN-Schnittstelle kann zudem eine Fernwartung eingerichtet werden, mit der der Betreiber rund um den Globus Zugriff und Kontrollmöglichkeit auf alle Funk­tionen und Einstellungen hat.

Kopfstellen sind auf einen Betrieb rund um die Uhr ausgelegt. Entsprechend hochwertig ist die Qualität der verwendeten Bauteile. Bereits in der Entwicklung wird allerdings die Basis für langlebige Konzepte durch entsprechende Auslegung der Beanspruchung der Komponenten gelegt. Eine großzügigere Ausrichtung zahlt sich mit Langlebigkeit aus.


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Quelle und Bildquelle: www.elektro.net

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