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DVB-S

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DVB-S (Digital Video Broadcasting - Satellite, zu deutsch Digitaler Fernseh-Rundfunk per Satellit) ist die spezielle Variante zur Übertragung von DVB per Satellit. Diese Variante enthält Optimierungen für die satelliten-spezifischen Eigenschaften (z. B. fehlende Reflexionen, eher schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis) bei der Übertragung von digitalen Daten. Genutzt wird eine QPSK-Modulation. Bei MCPC(= Multiple Channel per Carrier)-Signalen werden sehr hohe Symbolraten größer 10.000 Msym/sec benutzt, bei SCPC(= Single Channel per Carrier)-Signalen niedrige SR kleiner 10.000 Msym/sec. Da durch die Übertragungsart über Satellit im Gegensatz zu digitalen Kabelsignalen (DVB-C) ein äußerer Fehlerschutz (FEC) nötig wird, ergeben sich im Datenstrom hohe Fehlerkorrektur-Anteile von typisch 1/2 bis 1/8 der Gesamtdatenrate. (Bei DVB-S2 typisch nur 1/10 aufgrund des besseren Korrekturverfahrens)

Die Ausstrahlung von DVB per Satellit (z.B. Astra, Eutelsat) ist die meistgenutzte DVB-Variante. Hier werden dank der großen Bandbreite die meisten Fernseh- und Hörfunkprogramme sowie Zusatzdienste übertragen. Als Beispiel werden alleine über die Astra-Satelliten mehr als 1500 Radio- und TV-Programme übertragen, davon sind jeweils rund 200 Programme unverschlüsselt [1]. Im Gegensatz zu DVB-C und DVB-T benötigt DVB-S keine Zusatzinfrastruktur (Kabelnetze, terrestrische Senderketten) und bietet somit auch in abgelegenen Gebieten Fernseh- und Rundfunkempfang. Es gibt Satellitenantennen, die durch automatische Nachführung der Antenne den Empfang in Flugzeugen, auf Schiffen oder sogar in Bussen während der Fahrt ermöglichen. Daher trifft die Bezeichnung "Überallfernsehen" eher auf DVB-S denn auf DVB-T zu. DVB-S dient teilweise sogar als Datenlieferant für die Kabelnetze (Analog und Digital) bzw. DVB-T.

DVB-S kann gegenüber DVB-C ohne laufende Kosten für den Zuschauer angeboten werden (von PayTV natürlich abgesehen), da der Satellitenbetrieb von den Sendeanstalten bezahlt wird. Da heute nur wenige Fernseher das DVB-S-Signal direkt empfangen können, ist in der Regel jedoch der Einsatz eines zusätzlichen Digitalreceivers notwendig (siehe auch digitale Fernseher).

Ein wichtiger Vorteil von DVB-S besteht darin, dass auf einem Transponder im Gegensatz zur analogen Verbreitung mehrere Programme abgestrahlt werden können (MCPC). Dies stellt für die Programmanbieter einen Kostenvorteil dar, da die Miete eines Satelliten-Transponders recht kostenintensiv ist. Die Anzahl der gleichzeitig über einen Transponder abgestrahlten Programmen hängt von der Symbolrate ab, die den jeweiligen Programmen zugeordnet wird.


Viele Frequenzen ermöglichen viele Programme

DVB-S ist anderen DVB-Standards wie DVB-C oder DVB-T im Bereich der Programmauswahl weit überlegen, da für den Direktempfang ein großer Frequenzbereich zur Verfügung steht (10,7 - 12,75 GHz, Ku-Band). Pro Satellit werden zudem zwei Polarisationsebenen genutzt (meist horizontal und vertikal, seltener links- und rechtsdrehend). Deshalb kann dieser Frequenzbereich doppelt genutzt werden. Jeder einzelne Satellit kann somit etwa 4 GHz Bandbreite mit einem individuellen Programmangebot belegen (zum Vergleich: Bandbreite Kabel ca. 0,8 GHz, Bandbreite Terrestrik 0,5 GHz mit Einschränkungen).

Legt man allerdings die unterschiedlichen digitalen Modulationsarten bei Satellit (QPSK) und bei Kabel (QAM) und die dadurch benötigten deutlich unterschiedlichen Bandbreiten pro identischem Programmangebot je Transponder/Kanal zugrunde, relativiert sich vorherige Aussage:

je Satellit: 4 GHz/40 MHz = 100 digitale QPSK-Transponder (4 GHz = Satellitenkapazität, 40 MHz = Bandbreite pro Transponder inkl. Zwischenraum)

Kabel: ca. 800 MHz/8 MHz = 100 digitale QAM-Kanäle (800 Mhz = Kabelkapazität, 8 MHz = Kabelkanalbandbreite)

Eine drehbare, stationäre Satellitenantenne kann bei freier Sicht nach Süden in Mitteleuropa ca. 30 verschiedene Satellitenpositionen mit TV-Programmen abfahren. Auf diese Weise vervielfacht sich die theoretisch nutzbare Bandbreite auf mehr als 100 GHz. Spezielle Antennenrotoren sind ab ca. 40 € erhältlich, die Installation erfordert etwas Geschick. Drehbare Anlagen mit 1 m Spiegelgröße empfangen derzeit in Mitteleuropa mehr als 6.000 Radio- und TV-Programme, von denen knapp die Hälfte frei empfangbar ist. Eine Alternative sind Multifeed-Lösungen, bei denen mehrere LNB in verschiedenen Brennpunkten der Satellitenantenne fest positioniert werden (pro Satellit ein LNB).

Kaum genutzt wird in Deutschland das ältere C-Band (3,5 - 4,2 GHz). Für den Empfang der meisten Satelliten sind hier Spiegeldurchmesser ab 2 m nötig. Dieses Band bietet nur wenige zusätzliche, dafür aber einige sehr exotische Programme.

Künftig könnte das Ka-Band (17,7-21,2 & 22,5 - 23 GHz) zusätzliche Multimedia- oder Programmangebote liefern.

DVB-S ein System mit vielen Möglichkeiten

mit DVB-S können nicht nur TV-Programme, sondern auch Radiosender und internetbasierende Datendienste übertragen werden.

Technische Umsetzung im LNB

Grundsätzlich erfolgt die Umsetzung der Signale im steuerbaren Aktivteil der Antenne (LNB). Da das Koaxialkabel bei den hohen Satellitenfrequenzen im SHF-Bereich eine sehr hohe Dämpfung aufweist, konvertiert der LNB die Signale auf tiefere SAT-ZF-Frequenzen (0,9 - 2,15 GHz).

Ältere analoge Satellitenanlagen für Astra konvertieren nur den Bereich 10,7 - 11,75 GHz, da nur in diesem unteren Band die analogen Signale vorkommen. Digitale Signale sind dagegen auch im oberen Band bis 12,75 GHz zu finden. Deshalb benötigen digitaltaugliche Anlagen einen neueren Universal-LNB, der wahlweise das obere oder das untere Band auf die SAT-ZF-Frequenzen umsetzt. Die Bezeichnung "digitaltauglich" für den LNB ist dabei eigentlich irreführend, da jeder LNB analoge wie digitale Signale auf den entsprechenden Frequenzen umsetzt. Die Bezeichnung digitaltauglich (oder gar im größeren Maße falsch: nur "digital") rührt daher, dass historisch das höhere Frequenzband (High-Band 11,7 - 12,75 GHz) mit digitalen TV-Kanälen belegt wurde, während das Low-Band (10,7 - 11,75 GHz) die analogen Sendungen verbreitete. Im Zuge der Verdrängung analoger Kanäle zugunsten digitaler Sendetechniken werden aber zunehmend auch im Low-Band digitale Sendungen empfangen. Der Begriff "digitaltauglich" für einen LNB besagt also nur, dass dieser auch die Frequenzen / Kanäle des High-Band umsetzen kann, und hat mit einer evt. analogen oder digitalen Elektronik im LNB nichts zu tun.

Somit benutzt jeder neue LNB im Ku-Band vier verschiedene Empfangsebenen (zwei Frequenzbänder auf zwei Polarisationsebenen). Auf das Koaxialkabel wird vom DVB-S-Receiver durch Steuersignale immer eine der vier Ebenen geschaltet. Sollen mehrere Receiver an eine Satellitenantenne angeschlossen werden, wird ein spezieller LNB mit vier Ausgängen für alle Ebenen benötigt. Eine zwischengeschaltete Einheit verteilt diese vier Ebenen dann auf die Receiver. Sollen sogar mehrere Satelliten zugleich empfangen werden, sind Receiver mit sog. DiSEqC-Protokoll und entsprechende DiSEqC-Umschalter erforderlich.

DVB-S2

Eine der ersten DVB-S2-TV-Karten.

DVB-S2 ist eine Weiterentwicklung des DVB-S-Standards. DVB-S2 steigert die Datenrate um bis zu 30% durch die Verwendung verbesserter Kodierungs-, Modulations- und Fehlerkorrekturverfahren. Im März 2005 ratifizierte ETSI den DVB-S2-Standard unter der Nummer EN 302 307.

Anstelle von 4PSK (QPSK) bei DVB-S verwendet DVB-S2 optional die Modulation 8PSK, 16APSK oder 32APSK. Die Anpassung (ACM) erfolgt optional durch Rückmeldung der Empfangsqualität durch den Empfänger.

Bei gleicher Bitfehlerhäufigkeit (BER) erfordert 8PSK einen höheren Träger-Rauschabstand (CNR) von etwa 3dB, was aber durch den effizienteren Fehlerkorrektur-Code LDPC ausgeglichen wird. Unter anderem deshalb wird auch eine höhere Netto-Datenrate gegenüber DVB-S erzielt.

Der Einsatz besserer Bilddatenreduktionsalgorithmen (z.B. H.264 (MPEG-4 AVC) statt H.262 (MPEG-2)) und besserer Auflösung (HDTV) ist nicht notwendigerweise an DVB-S2 gekoppelt. Da aber für neuere Formate ohnehin neue Endgeräte mit anderen Demodulatoren und Decodern benötigt werden, wechseln die meisten Anbieter auch auf ein bandbreiteneffizienteres und damit für sie kostengünstigeres (aber deutlich rechenintensiveres) Kompressionsverfahren, wenn z.B. ein neuer HDTV-Sender ausgestrahlt werden soll.

Es gibt bereits mehrere Transponder auf verschiedenen Satelliten (vorwiegend Astra), die im DVB-S2-Modus senden. Diese können aber im Moment nur von wenigen empfangen werden, da nach wie vor wenige DVB-S2-fähige Receiver und TV-Karten auf dem Markt bzw. im Umlauf sind, die Zahl der Empfangsgeräte ist aber seit der Markteinführung des Standards etwa im Herbst 2005 im Wachsen begriffen.

Aufgrund der gewählten Phasenlage für die bei DVB-S2 neu hinzugekommenen Modulationsarten ist auch das Mischen von DVB-S- und DVB-S2-Signalisierung auf einem Transponder möglich. Dadurch kann ein Sender beispielsweise für ältere DVB-S-Receiver auf einem Transponder eine Anzahl von Kanälen in SDTV anbieten, ein DVB-S2-Empfänger, der auf dem gleichen Transponder empfängt, kann aber zusätzlich einen oder zwei HDTV-Sender dekodieren, die als überlagerte 8PSK-Modulation in DVB-S2 auf dem 4PSK-Signal des DVB-S liegen (siehe auch Simulcast). Dadurch fallen für die Ausstrahlung einer begrenzten Anzahl von hochauflösenden Fernsehkanälen keine zusätzlichen laufenden Kosten für die Satelliten-Ausstrahlung an, die parallel gesendeten SDTV-Kanäle reduzieren allerdings die insgesamt verfügbare Bandbreite auf dem Transponder.

Siehe auch

Quellen

  1. ↑ Liste der digitalen TV-Programme über Astra
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