LNBs

LNB – Die Grundlage des Satellitenempfangs

Er steht im Brennpunkt der Satellitenempfangsantenne und ist der Schlüssel zum Empfang eines geostationären Kommunikationssatelliten. Die Antenne koppelt, exakt auf diesen ausgerichtet, die Funkwellen des Satelliten in den Sat-LNB ein – dieser ist quasi der eigentliche Satellitenempfänger.

Was macht ein LNB?

Ein LNB setzt, vereinfacht gesagt, die im hohen Gigahertzbereich empfangenen Satellitenfrequenzen in ein niedrigeres Frequenzband um. Dies ist in der Verteil-, Umsetzer- und Empfangspraxis einfacher handzuhaben und die Stelle, an der alle von diesem Satelliten empfangbaren Senderkanäle untergebracht werden können. Ein LNB ist also ein Signalumsetzer.

Je nach Anwendungswunsch, Teilnehmerzahl, vorhandener oder installierbarer Infrastruktur kommen verschiedene LNB-Typen zum Einsatz, die entweder allein direkt mit einem oder mehreren Satellitenempfangsgeräten oder über Verteilerstrukturen mit diesen verbunden sind.

Neben den sogenannten Mono-LNBs findet man auch mechanische Kombinationen mehrerer LNBs, Monoblocks genannt. Sie ermöglichen den Mehrsatellitenempfang von z. B. Astra, Eutelsat oder Hotbird. Hier genügt gegenüber Anlagen mit mehreren Feedaufnahmen für Einzel-LNBs die Ausrichtung auf nur einen Satelliten, um die Antenne exakt auf beide Satelliten auszurichten.

LNB – die Technik

LNB ist die Kurzform von „Low Noise Block” und wird mitunter auch mit dem die Funktion näher erklärenden Namen LNC (Low Noise Converter) bezeichnet. Seine Stromversorgung erfolgt über das Antennenkabel, ein Filter trennt den DC-Anteil vom Nutzsignal.

Die von der Antenne gebündelten Wellen im üblichen Empfangsbereich von 1,7 bis 12,75 GHz treffen zunächst auf das von einer Schutzkappe gegen Umwelteinflüsse abgedeckte Feedhorn. Das ist ein zylindrischer Hohlleiter, dessen Abmessungen exakt auf den zu empfangenden Frequenzbereich abgestimmt sind. An dessen Ende befindet sich der sogenannte Erreger, der die Signale auf einen dem Empfangsbereich entsprechenden sehr rauscharmen Empfänger leitet.

Denn das Satellitensignal ist, verglichen mit einem terrestrischen UKW-Sender, der in der Nähe liegt und im kW-Bereich sendet, extrem gering in der Feldstärke. Darum muss es sehr trennscharf von anderen Frequenzen empfangen werden können. Der Empfänger darf dazu möglichst kein (systembedingtes) Eigenrauschen produzieren – je geringer also das vom Hersteller realisierbare Rauschmaß, desto hochwertiger der Empfangstrakt.

Der Empfänger setzt mit Hilfe hochstabiler interner Oszillatoren, die für die beiden Frequenzbereiche des Übertragungsbands (LoBand: 1,7 bis 11,7 GHz; HighBand: 11,7 bis 12,75 GHz) von außen ansteuerbar sind, das hohe Empfangsfrequenzband in ein Zwischenfrequenzband (ZF) um. Dieses Zwischenfrequenzband liegt im Bereich zwischen ca. 95 MHz und 2,5 GHz und ist durch herkömmliche HF-Kabel (Koaxkabel) technisch leichter bzw. verlustfreier zu übertragen.

Im hohen Gigahertzbereich bewegt man sich nämlich bereits im Bereich der Oberflächenwellenleiter, also aufwendigen mechanischen (starren) Konstruktionen, die die Wellen nicht in einem Leiter, sondern über Oberflächeneffekte (Skin) transportieren. Solche Konstruktionen sieht man oft an Richtfunk- oder Mobilfunkmasten als Zuleitung zur Antenne.

Da die einzelnen Transponder der Satelliten die Signale in zwei verschiedenen Ebenen (Horizontal/Vertikal) aussenden, muss ein universell einsetzbarer LNB auch hierfür geeignet sein. Dies wird durch zwei um 9 Grad versetzte Erregerelemente am Feedhorn erreicht, die auf verschiedene Empfängerelemente arbeiten und über Steuersignale ansteuerbar sind. 
Ausgeklügelte Filtertechniken sorgen heute bei modernen LNBs dafür, dass die anteilmäßig starken, im ZF-Band des LNB liegenden Mobilfunksignale, insbesondere von 4G (LTE), keine Störungen hervorrufen können.

Die Umschaltungen von Empfangsebenen und Oszillatorfrequenzen erfolgen vom Sat-Receiver aus über spezielle Signale und Schaltspannungen – moderne Receiver beherrschen diese alle.
Je nach Ausführung sind zusätzliche elektronische Umschaltelemente integriert, die die Verteilung auf unterschiedliche Empfangsbereiche und Empfangsebenen für unterschiedlich viele Teilenehmer erlauben.

Moderne LNBs sind heute ausschließlich als so genannte Universal-LNBs verfügbar – sie empfangen durchgehend das gesamte Sat-Empfangsband, und das unabhängig von der Übertragungsart (analog, digital, „HD” etc.). Die heute am weitesten verbreitete Übertragungsart ist DVB-S2, die jeder Universal-LNB bewältigt. Die Art der Signalauswertung und die Decodierung finden immer erst im Sat-Receiver statt.

Welcher LNB ist wofür geeignet?

LNBs wählt man nach der Art des vorgesehenen Einsatzes, der Teilnehmerzahl und der Infrastruktur des Verteilnetzes aus.

Single-LNB

Der einfachste LNB ist der Single LNB. Er hat nur einen Anschluss, an den direkt ein Koaxkabel zum Sat-Receiver führt. Über dieses erfolgt auch die Stromversorgung und die Steuerung des LNB. Diese Steuerung gibt es hier allerdings nur in reduzierter Form, sodass es nicht möglich ist, mit einem Single-LNB zeitgleich an mehr als einem Sat-Receiver unterschiedliche Programme zu empfangen.

Twin-LNB

Über die hier zwei unabhängig ansteuerbaren Ausgänge können zwei Empfänger unabhängig voneinander Programme im gesamten Empfangsbereich und auf allen -ebenen empfangen. Daher wird dieser LNB deshalb auch Doppel LNB genannt. Jeder Ausgang wird mit einem Koaxkabel direkt mit einem der beiden möglichen Empfänger verbunden. Alternativ ist ein sogenannter Twin-Receiver anschließbar. Dieser kann dann z. B. unabhängig zum gleichzeitigen Fernsehen, Radioempfang oder für eine Aufzeichnung genutzt werden.

Quad- und Octo-LNB

Auch hier verrät der Name die Funktion – der Quad-LNB ist ein LNB 4-fach und hat demnach vier unabhängig steuerbare Ausgänge. Der Octo-LNB ist ein LNB 8-fach mit acht Ausgängen. Über die Ausgänge kann je eine Direktverbindung per Koaxkabel mit je einem Sat-Receiver oder zwei/vier Twin-Receivern verbunden und von diesen aus gesteuert werden. Plant man nicht mehr als 4 (Quad) bzw. 8 (Octo) Teilnehmer im Haus, bildet dieser LNB-Typ eine vollständige Verteilung für diese jeweils maximal mögliche Teilnehmerzahl.

Manchmal findet man bei Beschreibungen für den Quad-LNB auch die Bezeichnung „Quattro-LNB-Switch”. Dies kann verwirrend sein, ist technisch allerdings zutreffend, da hier ein Vierfach-Multischalter integriert ist.

Quattro-LNB

Der am universellsten einsetzbare LNB ist der Quattro-LNB. Er führt alle vier möglichen Signalwege, also die vertikale/horizontale Empfangsebene und das LoBand/HighBand auf jeweils einem getrennten Ausgang. Letzterer ist von einem normalen Receiver nicht direkt auswertbar.

Die vier Ausgänge werden auf einen externen Multischalter (Switch) geführt, der mit einer internen Signal- und Verteilmatrix dafür sorgt, dass jeder der an ihn angeschlossenen Empfänger den gleichen vollen Zugriff auf alle Ebenen und Frequenzbereiche des LNB hat. Damit eignet sich der Quattro-LNB für höhere Teilnehmerzahlen als vier Teilnehmer immer im Zusammenspiel mit einem Multischalter. Jeder Teilnehmer ist über ein Koaxkabel an den Multischalter angeschlossen.

Unicable-LNB (Einkabel-LNB)

Der Unicable-LNB hilft, ein Infrastrukturproblem beim Anschluss mehrerer Teilnehmer zu lösen. Dies kommt zustande, wenn die übliche Sternverteilung, also jeweils ein Kabel vom LNB/Multischalter zu je einem Sat-Receiver, nicht vorhanden bzw. nicht möglich ist. Das kann z. B. beim Wechsel vom terrestrischen oder Kabelfernsehen auf Sat-Fernsehen der Fall sein. Hier sind alle Empfänger mit Stichleitungen an ein Kabel geschaltet.

Der Unicable-LNB ermöglicht es, über eine interne Frequenzumsetzung das gesamte HF-Frequenzband so umzusetzen, dass bis zu 24 Teilnehmer auf jeweils den gesamten Frequenzbereich und alle Ebenen (virtuell) zugreifen können. Allerdings müssen die Empfänger über das spezielle Merkmal „SCR-tauglich” (SCR = Satellite Channel Router) verfügen, um mit der Frequenzumsetzung im LNB kommunizieren zu können. Der Name „Router” ist sehr zutreffend, denn mit seiner Wirkungsweise kann man den SCR durchaus mit einem Netzwerkrouter vergleichen.

Verfügt der Unicable-LNB über einen „legacy”-Anschluss, kann zusätzlich über diesen noch ein Sat-Receiver angeschlossen werden, der alle Empfangsebenen und Bereiche unabhängig nutzen kann.