mini|LNB mit zwei ZF-Ausgängen in Satblock-Technik (integrierter Multischalter), geöffnet
Eine Sat-ZF-Verteilung ist eine häufig eingesetzte Variante der Gebäudeverkabelung, bei der eine Rundfunkempfangsanlage den Gemeinschaftsbetrieb mehrerer Satellitenempfänger an einer oder mehreren Sat-Antennen ermöglicht. Die Hauptaufgabe besteht in der Verteilung der vom LNB (und evtl. vorhandenen terrestrischen Antennen) gelieferten Signale an die einzelnen Teilnehmer. Eine Sat-ZF-Verteilung ist dadurch charakterisiert, dass jedes Sat-Empfangsgerät (z. B. Digitalreceiver) über eine eigene Antennenleitung angeschlossen ist. Die Verkabelung ist also sternförmig aufgebaut. Als Alternativen dazu gelten das Einkabelsystem und die verbesserte Variante Unicable.
hochkant|mini|Das Diagramm zeigt die Verteilung von Transpondern mit deutschsprachigen Programmen auf die vier Satblöcke (Stand 2012)
Funktionsprinzip Moderne Rundfunksatelliten empfangen Signale der Bodenstation mit der Uplinkfrequenz und setzen diese mittels sogenannter Transponder an Bord des Satelliten in eine neue Downlinkfrequenz um. Bei Astra liegt diese Downlinkfrequenz zwischen 10,70 und 12,75 GHz. Die Signale werden in den Transpondern verstärkt und anschließend über Richtantennen wieder zu einem bestimmten Bereich auf der Erdoberfläche zurückgesendet. Der geografische Bereich, in dem das Satellitensignal zu empfangen ist, wird Ausleuchtungszone genannt. Aufgrund ihrer hohen Frequenz können diese Signale Hindernisse wie Bäume, Hauswände und -dächer usw. nicht durchdringen. Daher ist an der Empfangsanlage immer eine freie Sicht zum Satelliten notwendig.
Signale mit solch hohen Frequenzen können in einer Gebäudeverkabelung mit gewöhnlichen Koaxialkabeln nicht optimal verteilt werden, da die Signaldämpfung zu hoch wäre. Darum werden die empfangenen Frequenzen zunächst durch den LNB auf einen niedrigeren Zwischenfrequenz-Bereich (ZF-Bereich) heruntergemischt. Es wird dabei nicht das vollständige Frequenzband von 10,70–12,75 GHz umgesetzt, sondern das Band in zwei etwa gleich große Segmente aufgeteilt und in das gleiche, niedrigere ZF-Band umgesetzt. Das automatische Umschalten der LNB-internen Mischfrequenzen wird durch den Sat-Empfänger gesteuert. Das Umsetzen der sehr hohen Sendefrequenzen des Sat-Transponders in ein tieferes Band mindert die Verluste durch die Kabeldämpfung, die sehr stark frequenz- und kabeltypabhängig sind. Der Einsatz eines typischen Koaxialkabels für den Antennenanlagenbau bei 10 GHz / 12 GHz statt der 1 GHz – 2 GHz würde dazu führen, dass kaum noch etwas am Empfänger ankommen würde, was an der Antenne zuvor empfangen wurde. Das Umsetzen reicht jedoch allein auch nicht aus, um einen ausreichenden Pegel für den Sat-Empfänger zu liefern. Daher folgt der Umsetzerstufe (Mischer) ein Verstärker, der ein genügend starkes Signal für die anschließende Kabelverteilung liefert. Der LNB, der pro Ebene im Wesentlichen aus einer kleinen Antenne, einem Eingangsverstärker, einem Mischer, einem Leitungsverstärker und einem umschaltbaren Oszillator pro Kanal (Horizontal/Vertikal) besteht, wird über das Koaxialkabel mit Strom und Steuersignalen versorgt.
Da die vom Satelliten ausgestrahlten Signale sowohl horizontal als auch vertikal polarisiert sind, ergeben sich vier mögliche Schaltzustände: Horizontale Polarisation, oberer Frequenzbereich (High-Band) 11,70–12,75 GHz Horizontale Polarisation, unterer Frequenzbereich (Low-Band) 10,70–11,70 GHz Vertikale Polarisation, oberer Frequenzbereich (High-Band) 11,70–12,75 GHz Vertikale Polarisation, unterer Frequenzbereich (Low-Band) 10,70–11,70 GHz
Die durch den LNB heruntergemischten Empfangsfrequenzen werden dann über ein gewöhnliches Koaxialkabel im Frequenzbereich von 950–2.150 MHz an die Sat-Receiver weitergegeben. Üblicherweise erfolgt diese Heruntermischung mit 9,75 GHz im Lowband und 10,6 GHz im Highband (lokale Oszillatorenfrequenz genannt, kurz LOF). Da der lokale Frequenzbereich 1.200 MHz groß ist, die Standard-Satblöcke aber nur 1.000 (Lowband) bzw. 1.050 MHz (Highband) verwenden, ergibt sich ein Bereich, der vom Empfänger standardmäßig nicht genutzt wird. Man kann aber die Grenze zwischen Low- und Highband (LOF-Switch genannt) von standardmäßig 11,7 GHz bei vielen Receivern und TV-Karten entsprechend auf einen Wert zwischen 11,55 und 11,9 GHz festlegen.
Umschaltung zwischen Polarisation und Frequenzbereich Der Receiver benötigt, je nachdem, welcher Sender empfangen werden soll, eine andere Polarisationsebene und/oder einen anderen Frequenzbereich (siehe dazu das längliche Diagramm rechts). Zur Umschaltung überträgt der Receiver über die Antennenleitung zum LNB (oder, falls vorhanden, zum Multischalter) verschiedene Steuersignale:
Die Umschaltung der Polarisationsebene erfolgt durch Änderung der Höhe der Fernspeisespannung, die zwischen Innenleiter und Außenschirm des Koaxialkabels anliegt. 18 V signalisieren horizontal, 14 V vertikal.
Die Umschaltung des Frequenzbereichs (Low-Band oder High-Band) erfolgt über ein aufmoduliertes 22-kHz-Tonfrequenzsignal. Wird dieses Signal vom Receiver ausgegeben, schaltet der LNB (bzw. Multischalter) auf High-Band. Fehlt es, fällt er auf Low-Band zurück.
Horizontale Polarisation, oberer Frequenzbereich (High-Band): 18 V + 22 kHz Horizontale Polarisation, unterer Frequenzbereich (Low-Band): 18 V Vertikale Polarisation, oberer Frequenzbereich (High-Band): 14 V + 22 kHz Vertikale Polarisation, unterer Frequenzbereich (Low-Band): 14 V
Hierbei wird deutlich, dass es nicht ohne Einschränkungen möglich ist, mehrere Sat-Receiver an einer einzigen Antennenleitung zu betreiben (z. B. mit einem Verteilerstück oder Durchgangsdosen): Gibt beispielsweise einer der Receiver das 22 kHz-Signal aus, liefert der LNB (bzw. Multischalter) das High-Band. Ein anderer Receiver, der in dem Moment gerade das Low-Band benötigt, könnte dann nichts mehr empfangen. Ausnahme sind die Frequenzen zwischen 11,55 und 11,9 GHz derselben Polarisation, die prinzipiell immer empfangen werden können, jedoch eine situationsbedingte Konfiguration erfordern, wenn die Hardware das nicht selbst erkennt. Ähnlich, nur ohne Ausnahmen, verhält es sich mit der Umschaltung zwischen den Polarisationen horizontal und vertikal. Eine Parallelschaltung mehrerer Receiver ist jedoch technisch prinzipiell möglich, sofern man sich auf ein gemeinsames Frequenzband und eine Polarisationsebene beschränkt, da die Tuner selbst ja unabhängig voneinander funktionieren. Die horizontale Polarisationsebene verhält sich dabei durch ihre höhere Schaltspannung gegenüber der Vertikalen „dominant“; ein parallelgeschalteter Zweitreceiver empfängt dann trotz Einstellung „vertikal“ lediglich die Sender mit horizontaler Polarisationsebene. Auch die Hintereinanderschaltung ist möglich, wenn jedes Gerät (außer ggf. das letzte) einen Loop-Through-Ausgang (auch RF Out) hat. Welche Einstellung hierbei dominiert, hängt von der Hardware ab und kann nicht allgemein gesagt werden.
Zu beachten und nicht zu verwechseln sind: Ein Quad-LNB besitzt vier unabhängige Ausgänge für den Anschluss von bis zu vier Receivern, da er über einen integrierten Multischalter verfügt und damit jeder Anschluss zur Wiedergabe eines der vier Empfangsbereiche steuerbar ist. Eine andere Bezeichnung ist Quattro-Switch-LNB. Ein Quattro-LNB enthält vier Anschlüsse. Über jeden Anschluss wird ein vorbestimmter Empfangsbereich ausgegeben, eine Steuerbarkeit der Zuordnung eines Empfangsbereichs zu einem Anschluss im laufenden Betrieb ist nicht möglich. Werden diese vier Anschlüsse mit den Eingängen eines externen Multischalters verbunden, so können alle an die Ausgänge des Multischalters angeschlossenen Satellitenempfänger durch entsprechende Ansteuerung alle vier Empfangsbereiche empfangen.
Der Anschluss mehrerer Receiver an ein Koaxialkabel mit uneingeschränktem Programmangebot ist durch Unicable möglich.
DiSEqC
DiSEqC ermöglicht es, mehrere Satelliten über eine oder mehrere Satellitenantennen mit einem Empfänger zu empfangen. Folgende Anwendungsfälle sind möglich: Ansteuerung einer motorisch drehbaren Satellitenantenne zur Ausrichtung auf verschiedene Satelliten (nur für einen Empfänger geeignet). Ansteuerung eines Umschalters (Multischalter), der mit verschiedenen, fest montierten LNBs verbunden ist, die jeweils verschiedene Satelliten empfangen (z. B. Astra-Eutelsat-Empfangsanlage; für mehrere Empfänger geeignet). Bei neueren Empfangsanlagen kann außerdem die Umschaltung zwischen Low- und High-Band sowie horizontaler und vertikaler Polarisation im LNB über DiSEqC-Signale erfolgen, alternativ zu Schaltspannung und 22-kHz-Signal. Verwendung spezieller LNBs, die die Sat-Block-Zwischenfrequenz (ZF) durchschleifen, wenn sie selbst nicht eingeschaltet sind. Eine komplette Multischalter-Logik ist dazu in jedem LNB integriert. Mehrere solche LNBs werden kaskadiert hintereinander geschaltet; die Auswahl eines gewünschten Frequenzbereichs und LNBs erfolgt dann mittels DiSEqC-Signal (nur für einen Empfänger geeignet).
Struktur der Verkabelung mini|Schematischer Aufbau einer Empfangsanlage für digitalen Sat-, DVB-T- und UKW-Empfang Ein im Brennpunkt eines Parabolreflektors befindlicher Single-LNB gibt je nach vom Receiver ausgesandten Steuersignal einen bestimmten Empfangsbereich (Zwischenfrequenz-Bereich 950–2200 MHz) der vier je Satellit ausgesandten Sendebereiche aus. Wegen der Steuersignale und da immer ein gesamter Frequenzblock vom LNB zum Empfänger ausgegeben wird, ist so je Receiver eine exklusive Koaxialleitung notwendig (Verkabelung in Stern-Topologie).
Sollen mehr Empfänger an einer Empfangsanlage betrieben werden, als ein LNB Ausgänge anbietet, wird das durch Nachschalten eines Multischalters bewerkstelligt. Vom LNB zum Multischalter sind dann je Satellit typisch vier exklusive Antennenleitungen notwendig. Nach dem Multischalter ist eine Verkabelung wieder typisch in Sterntopologie auszuführen.
Nicht genutzte Ausgänge am Multischalter oder LNB werden mit einem 75-Ω-Abschlusswiderstand abgeschlossen. Die Verwendung von Antennendosen ist nicht zwingend erforderlich, solange keine Einspeisung von terrestrischen oder Kabelfernseh-Signalen am Multischalter stattfindet. Bei langen Koaxialleitungen kann ein ZF-Streckenverstärker eingesetzt werden. Dabei ist zu beachten, dass dieser eine Fernspeisespannung ohne Spannungsabfall sowie überlagerte Steuersignale durchreichen muss.
Es ist unter Umständen bei sehr großen Anlagen auch empfehlenswert, kleine kaskadierbare Multischalter für jede Etage im Treppenhaus oder über Verteiler von der Sat-Stammleitung direkt in der Wohnung zu montieren, um dort das SAT-Signal von den LNB's flexibel in der notwendigen Anzahl je Wohneinheit, exklusiv für jeden angeschlossenen SAT-Receivereingang, auf kurzem Wege bereitstellen zu können. So können auch zahlreiche unterschiedliche Satellitenpositionen einzelnen Teilnehmern auf Wunsch zur Verfügung gestellt werden, ohne dass die zusätzlichen Kosten für die aufwendigeren DiSEqC-fähigen Multischalter von allen Teilnehmern gemeinsam getragen werden müssen.
Multischalter Ein Multischalter ist ein Bauteil einer Empfangsanlage in Sat-ZF-Verteiltechnik, dessen Hauptaufgabe darin besteht, die vom (Quattro-)LNB gelieferten Signale an die einzelnen Sat-Receiver zu verteilen. Damit ist ein Gemeinschaftsbetrieb mehrerer Sat-Receiver an einer Sat-Antenne möglich. Außerdem dient er (je nach Bauart) zur Einspeisung von terrestrischen oder Kabelfernsehsignalen in die Antennenleitungen zu den Teilnehmern.
Unterscheidung zwischen analoger und digitaler Empfangstechnik mini|250px|Analogtauglicher Multischalter (2 Sat-Eingänge) mini|250px|Digitaltauglicher Multischalter (4 Sat-Eingänge)