Signalübertragung von der Antenne zum Empfänger

 24. Juli 2019      
 Technik   

Übertragung und Verteilung von Satellitensignalen in Großanlagen

Ob Kabelkopfstelle, Bodenstation oder Teleport, eine zuverlässige Signalübertragung und -verteilung ist das Rückgrat für den erfolgreichen Betrieb einer Anlage. Vom Signalempfang auf der Satellitenschüssel über die Verarbeitung und Verteilung innerhalb einer Anlage bis hin zur Endverteilung muss die Verfügbarkeit der Signalqualität entsprechend ausgelegt und verwaltet werden. Kann man sat antennensignal per funk übertragen und ist es möglich? Redundanzen spielen eine Schlüsselrolle, um maximale Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit zu gewährleisten.

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Satellitenempfang

Antennen von Satelliten-Erdstationen, oft auch als „Satellitenschüsseln“ bezeichnet, werden für den Empfang von Satellitensignalen von Fernsehsendern an Kabelkopfstellen und anderen Einrichtungen verwendet. Ihre Größe kann von 1 bis zu einem Durchmesser von 30 m variieren, je nach Frequenz, Satellitenposition und Serviceanforderungen.

Zugehörige Ressourcen

  • Verteiler-Antennensysteme
  • Spectrum bringt Digitalisierer mit extrem langen Signalmittelungsfunktionen auf den Markt.
  • CMTA-Software für Signaltester MD8475A/B
    Signalantennensysteme

Die Signale werden mit unterschiedlichen Frequenzen und Polarisationen zwischen Satelliten- und Bodenantennen vom Weltraum zur Erde übertragen. Fernsehsignale werden in der Regel im Ku- (10 bis 18 GHz) oder C-Band (3 bis 6 GHz) oder in einer Kombination gesendet, je nach lokaler und regionaler Umgebung. Weltweit werden immer mehr Signale im Ka-Band (20/30 GHz) übertragen. Die Richtung des elektrischen Feldes der empfangenen elektromagnetischen Welle wird als Polarisation bezeichnet. Die vertikale und horizontale Polarisation sind senkrecht zueinander. Die Trennung erfolgt durch eine Antennenspeisung, die die Signale an einen rauscharmen Blockkonverter (LNB) weiterleitet.

Die LNB-Frequenz wandelt die schwachen Signale von Satelliten um und verstärkt sie für die Lieferung über Kabel an Empfangs- und Dekodiergeräte in Innenräumen, die typischerweise mit anderen elektronischen Netzwerkgeräten ausgestattet sind.

Die vom Satelliten im Weltraum empfangenen (oder heruntergekoppelten) hochfrequenten Eingangssignale werden typischerweise vom LNB in das L-Band (950 bis 2150 MHz) oder den erweiterten L-Band (850 bis 2450 MHz) Frequenzbereich umgewandelt und über Kabel, wie beispielsweise koaxiale Kupferkabel, übertragen. Speziell geformte Antennen bieten die Möglichkeit, mehr als einen LNB zu montieren, um mehrere verschiedene Satellitenpositionen gleichzeitig zu empfangen.

Blitzschutzeinrichtungen, die direkt an der Antenne oder im nachgeschalteten Signalweg installiert sind, können eingesetzt werden, um Geräte in der Downlink-Kette vor Überspannungsschäden zu schützen.
Übertragung zum Empfangsgerät (Inter-Facility Link/IFL)

Der nächste Schritt ist die Übertragung von abwärts konvertierten Signalen vom LNB zum Integrated Receiver/Decoder (IRD), der die Signale im Basisband verarbeitet und dekodiert. Dieser Link wird manchmal als Inter-Facility Link oder IFL bezeichnet. Die elektrische Übertragung über Koaxialkabel vom LNB führt oft zu Dämpfungsverlusten, insbesondere bei längeren Übertragungswegen. Verstärker werden häufig am Anfang der Strecke eingesetzt, um Verluste auszugleichen. Andernfalls können der Signalpegel und das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu niedrig sein, um eine einwandfreie Signalqualität zu gewährleisten.

Bei Antennen und Systemen mit Übertragungswegen von weniger als 100 m vom LNB zum IRD führt die Übertragung über Koaxialkabel zu minimalen Verlusten und ist aus Kostengründen typischerweise akzeptabel. Bei größeren Verkabelungsstrecken oder bei Systemen mit mehreren Antennen, bei denen größere Leitungsverluste über Koax entstehen würden, bietet die RF-over-Fiber-Übertragung große Vorteile und sollte eingesetzt werden. Darüber hinaus, wenn eine besonders hohe Signalqualität erforderlich ist, sind koaxiale IFL-Verbindungen möglicherweise keine sinnvolle Option.

Im Allgemeinen beinhalten die Vorteile der faseroptischen Übertragung:

  • Dramatisch höhere Bandbreitenkapazität.
    Praktisch verlustfrei über viel größere Entfernungen und extrem geräuscharm.
  • Im Gegensatz zu Kupfer-Koaxialkabeln ist die Faser sehr widerstandsfähig gegen elektromagnetische Interferenzen (EMI), wie sie durch Stromnetze, Heizung, Lüftung, Fernseh- und Radiosignale, Radar usw. verursacht werden können.
  • Reduzierte Brand- und Blitzschlaggefahr: keine Funkenbildung beim Schneiden; leitet keinen Strom.
  • Sicherheit: Glasfaser ist viel schwieriger abzugreifen als Kupfer.

Die Umwandlung eines LNB-Ausgangssignals auf Glasfaser erfolgt in der Regel in speziellen Geräten, die im Freien in den Rack-Schutzräumen an einem Antennenstandort nahe der Antenne untergebracht sind. Typische Einsatzgebiete sind kompakte Einheiten, wie z.B. das Außenchassis DEV 7152 des HF-Ausrüsters DEV Systemtechnik (siehe Abbildung 2). Es werden auch Geräte verwendet, die direkt am Mast der Satellitenschüssel montiert sind. Diese Vorrichtungen können neben der elektrisch-optischen Umwandlung auch Redundanzfunktionen für die Verbindung zum IRD (Receiver) bereitstellen. Mit ihnen können auch wichtige Parameter für die Weiterleitung des abwärts gerichteten Signals eingestellt werden.