Satellitenfernsehen

Satellitenfernsehen

Beim Satellitenfernsehen, bzw. Satellitenrundfunk, werden Rundfunkprogramme, insbesondere Fernsehprogramme, über Satelliten direkt zu den Endkunden übertragen, ohne Umwege über terrestrisch oder über Breitbandkabelnetze übertragene Signale.

Rundfunksatelliten im geostationären Orbit. Die Solarpaneele zeigen immer in Nord-Südrichtung.

In Mitteleuropa empfangbare und per Satellit übertragene Rundfunkprogramme werden beispielsweise über die Astra- oder Eutelsat-Satelliten übertragen. Zum Empfang von Satellitenrundfunk wird eine Parabolantenne mit LNB sowie ein Satellitenreceiver benötigt. Von den 34,83 Millionen deutschen Haushalten haben 13,58 Millionen (ca. 39 %) Satellitendirektempfang über Individualantenne oder eine Gemeinschafts-Empfangsanlage mit eigenem Satellitenreceiver. Dabei empfingen 2005 4,28 Mio. (31 %) ihr Programm digital über eine Set-Top-Box.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

In den Bestrebungen, die bereits im Jahre 1928 vom Österreich-Ungarischen Raumfahrttheoretiker Herman Potočnik publizierte Geostationäre Position für die Rundfunkübertragung, insbesondere den Fernseh-Direktempfang in Europa zu nutzen, wurden bei der World Administrative Radio Conference (WARC) in Genf im Jahre 1977 ein weltweiter Rundfunk-Satellitenplan beschlossen. Ab 1. Januar 1979 galt eine Vereinbarung mit einer Laufzeit von 15 Jahren, die jedem Land fünf Kanäle für Fernsehen oder Radio auf einer Satellitenposition zuteilte. Die Position musste sich jedes Land mit bis zu acht anderen Ländern (und damit Satelliten) teilen. Je geostationärer Position waren so 40 Transponder (bei einem Transponderabstand durch Frequenzüberlappung von 19,18 MHz) zu 27 MHz angedacht. Die Satelliten sollten in 36.000 km Höhe mit einem Abstand von 6° (ca. 4000 km) über dem Äquator positioniert werden. Eine gemeinsame Satellitenposition (19° West) wurde Belgien, der Bundesrepublik Deutschland, Frankreich, den Niederlanden, Italien, Luxemburg, Österreich und der Schweiz zugewiesen. Diese Satelliten sollten in Europa entwickelt und in Serie gebaut werden. Der „Spacebus 300“ Satellitenbus von Aérospatiale, in Zusammenarbeit mit MBB, sollte den Beginn einer glanzvollen europäischen Satellitenzukunft einleiten.

Ein TV-SAT Satellit auf einer 80-Pfennig-Briefmarke mit Ausleuchtungszone.

Die Bundesrepublik Deutschland und Frankreich beschlossen am 2. Oktober 1979 in Bonn ein Rahmenabkommen über den Bau zweier Fernsehdirektsatelliten, die im BSS-Band nach WARC 77 senden und im Jahr 1983 gestartet werden sollten. 1981 begann ein Konsortium deutscher und französischer Firmen, die Gesellschaft Eurosatellite, mit dem Bau der Satelliten TV-SAT 1“ für die Bundesrepublik und „TDF-1“ für Frankreich. Durch politische motivierte Streitigkeiten, unter anderem um eine politische Forderung über eine Begrenzung der Ausleuchtungszone auf das jeweilige Landesgebiet, wurde das Projekt in Deutschland immer wieder verzögert. Die technischen Parameter, vor allem einer zum Satellitendirektempfang notwendigen Sendeleistung und Programmanzahl, entsprachen schließlich zum TV-Sat-Startzeitpunkt im Herbst 1987 dem technologischen Stand von 1978. Durch technische Probleme mit TV-Sat 1 (ein Solarpaneel konnte nicht ausgeklappt werden) begann die Satellitenübertragung erst mit TV-Sat 2 1989.

1982 wurde die „European Telecommunications Satellite Organization“ (Eutelsat) in Frankreich gegründet, als eine zwischenstaatliche Organisation mit dem Ziel eine satelliten-basierte Telekommunikations-Infrastruktur für Europa aufzubauen. Eutelsat war zunächst der Vermarkter der ESA-Kommunikationssatelliten. Mit dem Start des ersten Satelliten („European Communications Satellite“, später „Eutelsat 1“) 1983 ging die Organisation offiziell an den Start.

Ein DFS-Kopernikus-Satellit auf einer 100-Pfennig-Briefmarke (im Ausschnitt die Ausleuchtungszone).

Ebenfalls 1982 traf die Deutsche Bundespost die Entscheidung für den Aufbau des nationalen Fernmelde-Satelliten-Systems DFS-Kopernikus, der ab 1. August 1989 in Betrieb gestellt wurde. Obwohl er als Fernmeldesatellit geplant wurde, verwendete die Deutsche Bundespost ihn zu dieser Zeit hauptsächlich als Fernsehsatellit. Kopernikus sollte die Verzögerungen im TV-Sat-Fernsehen egalisieren, und so ein Eindringen der am 11. Dezember 1988 gestarteten privatwirtschaftlichen ASTRA-Satelliten in den deutschen Fernsehmarkt verhindern. Zur Einspeisung in die bundesdeutschen Kabelnetze und auch als Konkurrenz für Astra wurden die Programme PRO 7, WDR 3, Tele 5, Bayern 3, ARD EinsPlus, RTL Plus sowie das sich bereits im Betriebsversuch befindliche DSR-Paket auf den Satelliten Kopernikus geschaltet.

Im Jahr 1985 kamen neuartige kostengünstige rauscharme HEMT-LNBs auf den Markt, welche Satellitenfernsehen im Direktempfang erstmals auch Privathaushalten über einen Eutelsat-Satelliten (Orbitalposition 13° Ost) ermöglichten. Dies war anfangs nicht unumstritten; so mussten die individuellen Satellitenempfangsanlagen bei der Behörde angemeldet werden, welche dann eine laufende Gebühr erhob[1].

Anfang der 1990er Jahre forderte die Deutsche Bundespost, Astra-LNBs mit einem zusätzlichen Filter am Eingang ausstatten zu müssen, da sonst möglicherweise eigene terrestrische Richtfunkstrecken gestört werden könnten. Diese Befürchtung stellte sich aber als falsch heraus; möglicherweise war eine solche Forderung auch lediglich eine geplante protektionistische Maßnahme.

SES Astra war es schließlich, die mit ihrem Medium-Power-Direktempfangssatelliten Astra auf der (günstigeren) Orbitalposition 19,2° Ost dem Satellitenfernsehen in Europa in breiter Masse zum Durchbruch verhalf.

Ab 1994 wurde parallel zum analogen Satellitenfernsehen ein digitaler Übertragungsweg (DVB-S) eingeführt und hat bis heute den analogen Satellitenempfang mehr und mehr verdrängt. Am 14. Dezember 2009 wurde bekannt, dass am 30. April 2012 die Verbreitung von analogem Satellitenfernsehen zugunsten der digitalen Übertragung eingestellt wird[2]. Bis zu diesem Zeitpunkt sollten alle bisherigen Anlagen überprüft und umgestellt worden sein, da bis dahin mit Sicherheit bereits einige bisher analog ausgestrahlte Programme verschwunden sein werden. Siehe: Analogabschaltung

Am 19. August 2005 nahm die ARD auf dem Satelliten Astra 19,2° Ost den sogenannten Hörfunktransponder in Betrieb. Seitdem sind praktisch alle deutschen öffentlich-rechtlichen Hörfunkprogramme der ARD in sehr hoher Qualität zu empfangen. Gesendet wird in der DVB-S-Norm.

Technische Grundlagen

Übertragung

Da der Träger-Rauschabstand (CNR) bei Satellitenübertragungen sehr niedrig ist – typisch sind 10 bis 18 dB – (das zu übertragende Nutzsignal liegt nur wenig über dem Grundrauschen zwischen Sender und Empfänger), wird in der Regel bei analoger Übertragung das Signal mittels Frequenzmodulation störresistenter gemacht; bei digitaler Übertragung kommen nur Modulationsverfahren wie 2-PSK, 4-PSK und 8-PSK in Frage. Derzeitige Satelliten benutzen 4-PSK und können damit 2 Bits pro Symbol übertragen (sogenannte Symbol-Rate).

Die spektrale Verteilung eines frequenzmodulierten FBAS-Signales ist allerdings etwas ungünstig, so dass bei schwachen Empfangsbedingungen zwar Bilder mit geringer Farbsättigung noch gut übertragen werden können, Bilder mit intensiven Rottönen jedoch zu sogenannten „Fischchen“ (schwarze und weiße Schmierer) neigen.

Das in den 1980er Jahren entwickelte analoge D2-MAC-Verfahren, das ohne Farbunterträger funktioniert, ist in dieser Beziehung deutlich robuster, auch wenn das nicht das primäre Entwicklungsziel war. Besonders in nördlichen Ländern fand es großen Zulauf.

Die Empfangsprobleme konnten mit den Fehlerkorrektur-Verfahren der volldigitalen Fernsehtechnik DVB-S vollständig überwunden werden.

Spektrum

Ausschnitt des Spektrums eines Fernsehsatellitensignals

Die einzelnen Sender sind mit einem Kanalraster von 29,5 MHz, wie bei Astra 1F, aufgereiht. Die Bänder der horizontalen und vertikalen Polarisierung sind um jeweils das halbe Kanalraster verschoben. Im Low-Band (10,7-11,9 GHz) sind vorwiegend analoge Sender untergebracht, deren Signal mit FM moduliert wird. Trotzdem finden sich einzelne digitale Signale (DVB-S), die z.B. mit einer 8-PSK moduliert werden. Das nebenstehende Bild zeigt eine Aufnahme des Spektrums (bereits nach dem LNB, horizontale Polarisation) von 1453 bis 1653 MHz. Von den 7 abgedeckten Kanälen sind 5 analoge (blau bezeichnet) und 2 digitale (rot) zu sehen.

Zeitverzögerung der ausgestrahlten Signale

Da die Signale von Fernsehsender zum Satelliten und wieder zurück zum Zuschauer gesendet werden müssen, entsteht eine Verzögerung zwischen 239 ms (Äquator) und 270 ms (70. Breitengrad) gegenüber dem ausgesendeten Signal.

Diese Verzögerung die es auch beim analogen Empfang gibt, erhöht sich beim digitalen Empfang durch folgende Maßnahmen weiter:

  • MPEG 2- bzw. MPEG 4-Kodierung: Es werden Bilder umsortiert, gegenüber anderen Bildern werden Differenzen gebildet.
  • Multiplexen von Sendern und Pufferung: Abfangen von Datenratenspitzen, Aufteilen der verfügbaren Datenrate zwischen mehreren Sendern eines Transponders.

Übliche Verzögerungszeiten bei digitalem Satellitenempfang sind daher 1 bis 5 Sekunden, die man sofort bemerkt, wenn man gleichzeitig digital über Satellit und eine Sendestrecke (z.B. Radio oder Kabel-Empfang ohne Zuführung über Satellit bzw. analog über Satellit) empfängt, die keine oder deutlich kürzere Verzögerungen hat.

Empfang

Parabolantenne zum Empfang von Satellitenrundfunk
Hauptartikel: Parabolantenne (TV)

Grundsätzlich erfolgt die Umsetzung der Signale im steuerbaren Aktivteil der Parabolantenne (LNB). Da ein Koaxialkabel bei den hohen Satellitenfrequenzen im SHF-Bereich eine sehr hohe Dämpfung aufweist, konvertiert der LNB die Signale auf die tieferen SAT-ZF-Frequenzen (950-2150 MHz).

Über verschiedene Verkabelungsverfahren (z.B. Satblock-Verteilung oder Einkabelsysteme) werden die Signale zum Verbraucher (Satellitenreceiver) weitergeleitet.

Siehe auch

Weblinks

Quellen

  1. www.thumaroil.de - Satelliten-Fernsehen
  2. ard-digital.de: [1], Zugriff am 5. Januar 2010

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