TEST REPORT

08-09/2009

22 TELE-satellite — Broadband & Fiber-Optic — 08-09/2009 — www.TELE-satellite.com

Optisches LNB

Die Revolution des Satelliten-Empfangs

Global Invacom Optisches LNB

GLOBAL INVACOM OPTISCHER LNB Weltweit erstes seriengefertiges

optisches Satellitenempfangs- und Übertragungssystem mit exzellenten

Werten – eine Investition die sich schon heute lohnt

Vor fast genau einem Jahr haben wir in der TELE-

satellit exklusiv zum ersten Mal über das optische

LNB, eine Erfindung von Global Invacom, berichtet.

Das Unternehmen mit Sitz im britischen Stevenage

nahe London hat sich schon mehrfach einen Namen

gemacht, wenn es um innovative Produkte aus dem

Bereich des Satellitendirektempfangs geht, doch

die Markteinführung des optischen LNB wird mit

Sicherheit zu einem Meilenstein in der Entwicklung des

Satellitenempfangs der letzten Jahre, wenn nicht sogar

Jahrzehnte. Doch was dürfen Sie sich unter einem

optischen LNB überhaupt vorstellen?

Die Zukunft beginnt jetzt:

Weltweit exklusiv berichtete TELE-satellite in

Ausgabe 04-05/2008 von der ersten öffentlichen Vorführung des optischen

LNB von Global Invacom auf dem TELE-satellite Testgelände

Optischer LNB von Global Invacom

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Global Invacom Optisches LNBIm ersten Moment klingt

alles nach Luke Skywalkers neuester Wunderwaffe, doch in Wahrheit verbirgt sich dahinter eine der genialsten Ideen der letzten Jahre, die eines der Hauptprobleme im Satellitendirektempfang voll-kommen beseitigt, nämlich die Signaldämpfung bzw. den Signalverlust durch die Über-tragung in einem Koaxialkabel vom LNB zum Receiver, sowie die komplette Problematik der Signalverteilung für mehrere Teilnehmer.

Doch was ist so besonders am optischen LNB? Erstmal rufen wir uns erneut die Funkti-onsweise eines herkömmlichen LNB (Low Noise Block Conver-ter) in Erinnerung: Das LNB empfängt die im Brennpunkt der Antenne fokussierten Satellitensignale, konvertiert sie in einen anderen Frequenz-bereich und überträgt das Signal danach per Koaxialkabel direkt zum Tuner des Recei-vers. Da der über Koaxialkabel übertragbare Frequenzbereich stark eingeschränkt ist (950 bis 2150 MHz), musste man sich zweier Kniffe bedienen, um das gesamte Frequenz-spektrum eines Satelliten empfangen zu können.

Zum einen wäre das die Polarisation der Signale. Diese können linear entwe-der vertikal oder horizontal polarisiert sein, auf die sel-tenere, zirkulare Polarisation möchte ich an dieser Stelle der Übersichtlichkeit halber bewusst nicht eingehen, für sie gilt aber Gleiches wie für linear polarisierte Signale. Über die durch die Koaxial-leitung übertragene Steuer-spannung von entweder 13V oder 18V empfängt das LNB vertikal (13V) oder horizon-tal (18V) polarisierte Signale. Zum anderen wird mit Hilfe des 22kHz Steuersignals zudem zwischen Low-Band und High-Band unterschie-den. Das Low-Band deckt den Frequenzbereich eines Satel-liten zwischen 10.7 GHz und 11.75 GHz ab, während das High-Band 11.8 GHz bis 12.75 GHz umfasst. Erkennt das LNB

also das vom Receiver gesen-dete 22kHz Steuersignal, so schickt es das obere Frequenz-band durch das Koaxialkabel zum Tuner, ist das Signal nicht vorhanden, wird das untere Frequenzband übertragen. Zusammenfassend stellen wir also fest, dass über ein Koaxi-alkabel immer nur eines der vier verfügbaren Szenarien (vertikales bzw. horizontales Low-Band und vertikales bzw. horizontales High-Band) über-tragen werden kann.

Für eine Single-Empfangsan-lage mit nur einem Teilnehmer hat das keine weiteren Konse-quenz, doch sobald mehrere Teilnehmer über eine Antenne gemeinsam Satelliten- TV empfangen möchten, treten die ersten Probleme auf. Wenn Teilnehmer A vom LNB z.B. das vertikale Low-Band anfor-dert, so wären auch alle ande-ren Teilnehmer gezwungen, sofern sie an dieselbe Signal-leitung angeschlossen sind, genau diesen Frequenzbe-reich zu empfangen und ihre Programmwahl wäre dadurch stark eingeschränkt. In der Praxis ist es daher sinnlos, an so eine Verkabelung auch nur zu denken, keiner der Teilneh-mer hätte Freude am Emp-fang.

Bisher wurde diese Proble-matik dadurch gelöst, dass LNBs mit bis zu 8 getrenn-ten Ausgängen verwendet wurden, die an allen Anschlüs-sen jeweils das vom Receiver angeforderte Band bzw. die richtige Polarisation ausge-ben können. Sind mehr als 8 getrennte Anschlüsse von-nöten, so kamen bisher Mul-tischalter zum Einsatz. Diese erhalten von einem Quattro LNB über vier getrennte Lei-tungen alle Empfangsebenen und verteilen diese wiederum an beliebig viele Teilneh-mer. Allerdings stimmt der Begriff beliebig in diesem Zusammenhang nicht ganz, denn die gesamte Verteilung über Koaxialkabel sowie die Signalverteilung über diverse Multischalter unterliegen einer nicht zu unterschät-zenden Signaldämpfung, die im Bereich von 8 oder 10 Anschlüssen noch relativ ver-

nachlässigbar ist, bei 20, 30 oder gar 40 Anschlüssen aber zum ernsthaften Problem wird.

Genau hier setzt das opti-sche LNB an. Ein im optischen LNB befindlicher Stacker ver-teilt alle vier Empfangsebenen (vertikales Low&High-Band sowie horizontales Low&High-Band) auf verschiedene Fre-quenzbereiche zwischen 0.95 und 5.45 GHz. Danach erfolgt eine Umwandlung des RF-Signals in ein digitales Signal, das schließlich von einem Laser per Lichtleiter über-tragen wird – deswegen die Bezeichnung optisches LNB.

Am anderen Ende der Lei-tung wird der Lichtstrahl von einer Konverterbox namens GTU (Gateway Termination Unit) entgegengenommen und wiederum in ein für jeden gewöhnlichen Satellitenre-

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Optischer Digitalausgang und F-Stecker zur Stromversorgung

Lichtleiterstecker

Konverterbox von Lichtleiter auf Koaxial (GTU)

Optischer Digitaleingang der Konverterbox

Verteiler auf vier Lichtleiter

Verteiler auf zwei Lichtleiter

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ceiver verständliches Signal umgewandelt. Diese GTUs sind von Global Invacom als Twin, Quattro oder Quad Aus-führung erhältlich. Während die Twin und Quad Version (2 bzw. 4 Ausgänge) direkt mit dem Receiver verbunden wird, dient die Quattro Ver-sion zur Integration in eine bestehende Multischalter-verteilung und liefert über ihre vier Ausgänge jeweils einen der Empfangsbereiche. In der Praxis bedeutet das, dass über ein einziges Licht-leiterkabel der gesamte Fre-quenzbereich eines Satelliten übertragen werden kann. Es genügt somit ein einziges, ca. 3 mm dickes Lichtleiterkabel vom optischen LNB aus zu verlegen. Da dessen Licht-strahl das gesamte Frequenz-spektrum eines Satelliten beinhaltet, können beliebig viele Receiver über diese eine Leitung vollkommen getrennt voneinander versorgt werden. Auch wenn z.B. ganze Wohn-blocks mit Satellitensignalen versorgt werden sollen, bietet das optische LNB ungeahnte Möglichkeiten.

Von nun an wird es genügen, einen Lichtleiter vom LNB zu einem zentralen Verteilpunkt zu verlegen. Der Lichtleiter wird dann in mehrere Lichtlei-ter aufgesplittet und einfach in jedes Stockwerk verlegt. Dort wird erneut gesplittet und schlussendlich eine Leitung in jede Wohnung gezogen. An diese Leitung kann der End-verbraucher dann nicht nur einen Receiver anschließen, sondern er kann z.B. pro-blemlos einen TwinTuner PVR, einen Receiver im Kinderzim-mer und einen Receiver im Schlafzimmer betreiben.

Mit einer gewöhnlichen koaxialen Verkabelung müs-sten alleine dafür pro Woh-nung bereits vier Leitungen vom Multischalter bis zur Wohnung verlegt werden. Man ersieht daraus, welch unge-heures Potential im optischen LNB steckt. Es vereinfacht und vergünstigt die Instal-lation von größeren Satelli-tenempfangsanlagen massiv, aber auch für den Einzelan-

wender ergeben sich vollkom-men neue Möglichkeiten. Wir alle kennen schließlich das Problem, dass während der Planung einer Satellitenemp-fangsanlage noch vor weni-gen Jahren kaum jemand an den Boom der TwinTuner PVR Receiver dachte und daher vielfach pro Anschlussplatz nur eine Signalleitung verfüg-bar ist und diese aus Platz-gründen im Leerrohr oftmals nicht erweitert werden kann. Bisher musste man sich in solchen Situationen mit mehr oder weniger gut funktionie-renden Stackern oder Loop-Anschlüssen von Receivern abmühen, doch zukünftig wird es genügen, die eine vor-handene Koaxialleitung gegen einen Lichtleiter zu tauschen und schon können vier oder noch mehr Geräte gleichzeitig und völlig unabhängig vonein-ander betrieben werden.

InstallationDas optische LNB ist etwas

größer als gewöhnliche LNBs und eher länglich geformt; kein Wunder, muss doch die gesamte Technik zur Umwandlung in ein optisches Signal untergebracht werden. An der Unterseite des LNB finden sich zwei Anschlüsse,einmal der optische Lichtlei-terausgang sowie eine koaxi-ale F-Buchse. Letztere dient nicht der Signalübertragung, sondern nur zur Stromversor-gung des LNB, denn schließlich kann über Lichtleiter nunmal keine Spannung übertragen werden.

Bewusst hat sich Global Invacom dabei für den guten, alten F-Stecker entschieden. Natürlich hätte man ebenso ein gewöhnliches Stecker-netzteil verwenden können, doch ist davon auszugehen, dass auch viele bestehende Anlagen auf das optische LNB umgerüstet werden und hier bewährt sich der F-Stecker dahingehend, indem das vor-handene koaxiale Anschlußka-bel einfach auf den optischen LNB gesteckt wird und weiter unten an geeigneter Stelle in der Nähe einer Steckdose gekappt wird, um mit dem

beigelegten Netzteil verbun-den zu werden und damit als Stromversorgungslei-tung umfunktioniert wird. Im Gegensatz zum relativ schmut zunempfindl i chenKoaxialkabel muss bei der Verwendung von Lichtleiter-kabel sehr sauber gearbeitet werden. Die Schwachstelle ist dabei nicht das Kabel selbst; dieses ist mit einer Art Metal-lummantelung versehen, so dass es ohne Weiteres gebo-gen, verdreht oder anderwei-tig malträtiert werden kann, sondern die Anschlussstek-ker verlangen nach extremer Sauberkeit.

Global Invacom hat deshalb ein eigenes Reinigungstuch im Programm, mit dessen Hilfe die sensiblen Lichtlei-terenden gesäubert werden können, bevor sie mit dem LNB oder der Umwandlerbox verbunden werden, und da wir gerade beim Thema Kabel sind: Global Invacom wird mit Verkaufsstart des optischen LNB auch passende, vor-konfektionierte Kabel in sein Sortiment aufnehmen. Das reicht von 1m, 3m, 5m, 10m und weiteren Abstufungen bis hin zu 200m konfektionierten Kabeln. Zusätzlich können mit Hilfe kleiner Zwischenstecker beliebig viele dieser Kabel aneinander gereiht werden, wodurch jede gewünschte Länge erreicht wird. Außer-dem wird Global Invacom auch Lichtleiterkabel ohne Stecker als Meterware verkaufen. In diesem Fall bedarf es aber einer speziellen Zusatzaus-rüstung zum Anbringen der optischen Stecker.

Über dem Schutzmantel aus Metall ist der Lichtleiter, so wie andere Kabel auch, mit einer Gummiummantelung versehen, die vor Schmutz und Feuchtigkeit schützt. Diese Ummantelung ist in vielen verschiedenen Farben erhältlich bzw. kann bei Bedarf mit gewöhnlicher Lackfarbe an die Umgebung angepasst werden. Zudem handelt es sich um ein LSZG (Low Smoke Zero Halogen) Material, das im Brandfall keine giftigen Dämpfe entwickelt.

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Available online starting from 31 July 2009

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Ein weiterer, nicht zu unter-schätzender Vorteil der Licht-leitertechnik ist, dass die gesamte Verkabelung voll-kommen unempfindlich gegenelektromagnetische Störfel-der ist und daher die Signal-leitungen störungsfrei neben einer Starkstromquelle verlegt werden können. So eine gibt es im Redaktionsgebäude der TELE-satellit zwar nicht, aber um für zukünftige Anwendun-gen gerüstet zu sein verlegten wir sogleich eine 50m lange Lichtleitung quer durch vor-handene Leerrohre und vorbei an Strom- und EDV Leitung vom Dach der Redaktion bis zum Testcenter. Hier kam uns der geringe Querschnitt des Lichtleiters zugute: ungefähr 3 Lichtleiter sind in dem Platz unterzubringen, den bisher ein einziges Koaxialkabel benötigte. Da das Kabel dank Metallummantelung extrem widerstandsfähig ist, konnte es von uns ohne Komplikatio-nen durch Leerrohre gezogen und auch in einem Winkel weit unter 90° verlegt werden.

In der PraxisNachdem wir den Lichtleiter

vom Redaktionsbüro bis aufs Dach verlegt hatten, tausch-ten wir dort das alte Standard LNB mit einem Rauschmaß von 0.3dB an unserer Offset Antenne gegen das optische LNB aus, verlegten noch rasch das Koaxkabel für die Strom-versorgung zur nächsten Steckdose und schon konnte es losgehen. Nach einer kurzen

Reinigung der Enden wurde der Lichtleiter mit der Konver-terbox verbunden sowie unser Messgerät über eine kurze Koaxialleitung angeschlossen.

Wir staunten nicht schlecht, als wir die ersten Ergebnisse ablesen konnten und fest-stellten, dass das optische LNB, egal in welchem Fre-quenzbereich und auf wel-cher Satellitenposition, immer ein schönes Stück in Puncto Signalqualität die Nase voraus hatte. Daran änderte sich auch nichts, als wir insge-samt 4 Receiver gleichzei-tig in Betrieb hatten und das Lichtleitersignal zudem auf 4 getrennte Leitungen aufge-splittet wurde. Deutlich ist der höhere MER Wert auf dem HOTBIRD 13° Ost zu erken-nen, ebenso wie die stark akzentuierten Signalspitzen im Spektrum.

Auf jeden Fall aber lieferte das optische LNB absolut überzeugende Ergebnisse, so dass unser gewöhnliches

0.3db LNB über eine 50m lange Koaxialleitung nicht mithalten konnte. Laut Aus-kunft des Herstellers ist die Verteilung des Lichtleiters momentan auf 32 Leitungen begrenzt. Eine Limitierung, die allerdings lediglich bedingt ist durch die Signalstärke des Laser. Für besondere Einsatz-gebiete kann Global Invacom ohne weiteres auch ein stär-keres Lasersignal generieren und diese Anzahl somit prak-tisch beliebig steigern. Hier macht sich auch die extrem geringe Signaldämpfung von nur ca. 0.3db auf 1 km! bemerkbar.

Einsatzgebiete des Optical LNBGeht es nach Global Inva-

com, dann wird es in Zukunft

keine Koaxialkabel mehr im Bereich des Satellitendirekt-empfangs geben und auch wir sehen keine Gründe, weshalb diese Vision nicht in Erfüllung gehen sollte. Lichtleiterkabel ist nicht teurer als qualitativ hochwertiges Koaxialkabel. Das optische LNB ist prak-tisch identisch mit herkömm-lichen Modellen und auch die Stromversorgung über ein Koaxialkabel sollte überall zu realisieren sein. Zudem kann der Lichtleiter in nahezu jeder Umgebung eingesetzt werden, egal ob neben einer Starkstromleitung oder vorbei an einem starken Elektromo-tor. Selbst an jene Kunden hat Global Invacom gedacht, die bisher neben Satellitensigna-len auch DVB-T über Koaxial-kabel übertragen haben. Auch dies wird mit dem Lichtleiter

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dank einer speziellen Ein-speisweiche möglich sein.

Vorteile des optischen LNBDer größte Pluspunkt des

optischen LNB ist die Tatsache, dass alle vier Signalebenen eines Satelliten gleichzeitig über nur ein Kabel transpor-tiert werden. Das hat den großen Vorteil, dass das Signal fast unendlich oft gesplit-tet werden kann und jeder Anschluss trotzdem vollwer-tig und völlig unabhängig von allen anderen arbeitet. Des Weiteren punktet das System durch die extrem großen Distanzen, die praktisch ver-lustfrei überwunden werden können. Lichtwellenleiter sind zudem eher feine Kabel, die in jedem vorhandenen Leer-rohr oder Schacht ihren Platz finden. Durch die äußerstgeringe Signaldämpfung ist gerade bei größeren Distan-zen (in unserem Testaufbau waren immerhin fast 50m Distanz von der Antenne bis

zum Messgerät zurückzule-gen) ein deutlicher Signal-qualitätsgewinn im Vergleich zu Koaxialkabel messbar, der gerade bei sehr schwa-chen Signalen oft über einen Empfangserfolg oder Misser-folg entscheidet. Außerdem können sogar Distanzen von mehreren Kilometern ohne signifikante Verluste zurück-gelegt werden, Global Inva-com hat diesbezüglich bereits entsprechende Feldversuche unternommen. Weiters spre-chen die niedrigen Material-kosten im Vergleich zu teuren Multischaltern für das opti-sche System.

PreiseWas kostet die Umrüstung

auf ein optisches System? In vielen Fällen wird der Einsatz eines optischen LNB sogar zu Einsparungen führen, da der Aufbau einer Anlage mit meh-reren Teilnehmern anders als bisher kalkuliert werden kann. Vor allem fällt ja nun nur noch ein einziger LNB an, der im

Bereich von 200 Euro liegen wird. Die Anschlußeinheiten für 2 oder 4 Receiver bewe-gen sich ebenfalls im Bereich 200 Euro, dazu kommen die Lichtwellenleiter, die weniger als 2 Euro pro Meter kosten (kurze Längen wegen der beiden Stecker deutlich mehr, längere Strecken dafür deut-lich günstiger) sowie die opti-schen Verteiler, deren Preis von etwa 30 Euro für einen Zweifachverteiler über etwa 70 Euro für einen Vierfach-verteiler bis hin zu etwa 160 Euro für einen Achtfachver-teiler reichen. Der Installa-teur benötigt als einmalige Anschaffung noch optische Testtools.

Zukunfts-perspektivenFür Global Invacom ist die

Markteinführung des opti-schen LNBs nur der erste von mehreren großen Schrit-ten, denn momentan wird zwar das Signal vom LNB zur Konverterbox per Lichtleiter übertragen, die letzten paar cm bis zum Tuner muss es aber immer noch über Koaxi-alkabel zurücklegen. Deshalb hat Global Invacom bereits Kontakt mit Tunerherstellern aufgenommen, die die neue Lichtleitertechnik direkt in den Satelliten Receiver inte-grieren könnten. Für den Endverbraucher würde das bedeuten, dass keine Kon-verterbox mehr notwendig ist und die Signale digital vom LNB bis zum Chipsatz des Receivers übertragen werden können.

Wie nicht anders zu erwar-ten war denkt Global Inva-com aber noch weiter und hat bereits Techniken parat, mit denen neben Satellitensigna-

len auch Telefonie, Internet und lokale Netzwerkdienste übertragen werden können. In der Praxis würde das bedeuten, dass Fernseher, Receiver, PC, Telefon usw. nicht nur über eine einzige Leitung mit Signalen versorgt werden, sondern auch dass diese Geräte untereinander per Lichtleiter kommunizieren können und damit völlig neue Möglichkeiten der Ansteue-rung entstehen würden.

Zudem wird sich das opti-sche LNB zu einer ernsthaften Konkurrenz des klassischen Kabelanschlusses entwik-keln, denn wer gibt sich schon mit einer vorgefertig-ten Auswahl einiger weniger Kanäle zufrieden, wenn er mit nur einem Lichtleiter das Frequenzband eines ganzen Satelliten mit 1000 und mehr Kanälen völlig kosten-los empfangen kann? Und Dank Internetzugang und Telefon über Global Inva-coms Lichtleitertechnik zählt dann auch das bisher oft gebrauchte Triple-Play Argu-ment der Kabelanbieter nicht mehr wirklich. Denn mit dem optischen LNB lassen sich diese drei Kommunikations-dienste kostengünstiger und mit mehr Auswahl für den Endverbraucher an beliebig viele Haushalte über große Distanzen übertragen.

Nicht unerwähnt soll an dieser Stelle bleiben, dass Global Invacoms Lichtleiter-technik zukünftig auch den Internetzugang revolutionie-ren könnte, denn über kein anderes Medium können derzeit so schnelle Verbin-dung hergestellt werden wie über Lichtleiter und nebenbei eben auch die Signale Ihres Lieblingssatelliten übertra-gen werden. Wir stehen im Moment an der Schwelle eines neuen Zeitalters im Satellitendirektempfang und in ein paar Jahren werden wir dank innovativer Firmen wie Global Invacom Koaxialkabel nur noch im Museum, aber nicht mehr an unseren Satel-litenantennen und Receivern bestaunen können!

30m Lichtleiterkabel mit Stecker

Kabelummantelung aus Metall zum Schutz des Lichtleiters

Thomas HaringTELE-satellite

Test CenterAustria

TransponderMER

Invacom Optical LNB

MER Standard

0.3dB LNBNILESAT 7° West 11938V 7.8dB 6.0dB

TÜRKSAT 42° Ost 11804V 17.1dB 15.0dB

HELLAS SAT 39° Ost 12605H 14.6dB 12.4dB

HISPASAT 30° West 11931 H 15.5dB 13.0dB

HOTBIRD 13° Ost 11278V 15.5dB 14.2dB

Optical LNB: 7W/11938V/MER

42E/11804V/MER

42E/11804V/Spectrum

39E/12606H/MER

30W/11931H/MER

13E/11240V/MER

13E/11240V/Spectrum

Normal LNB: 7W/11938V/MER

42E/11804V/MER

42E/11804V/Spectrum

39E/12606H/MER

30W/11931H/MER

13E/11240V/MER

13E/11240V/Spectrum

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+- exzellente Empfangswerte durch Wegfall aller Dämpfungsschritte- pro Satellit wird nur ein einziger LNB benötigt- extrem dünne Leitungen- verlustfrei auf 32 Teilnehmer erweiterbar- jeden Teilnehmer erreicht das originale Satel-litensignal- bei Extremempfang liefert das optische LNB Empfangsreser-ven

-- systembedingt benötigt der LNB eine eigene Stromver-sorgung

Expertenmeinung

Vergleichsmessungen zwischen Standard-LNB

und optischem LNB

Tabelle: Vergleichsmessung zwischen optischem LNB und Standard LNB – das optische LNB ist durchschnittlich um 20% besser!