DE10324122B4

DE10324122B4 - Distributionssystem für Satellitenrundfunk

Info

Publication number: DE10324122B4
Application number: DE10324122A
Authority: DE
Inventors: Herbert Hetzel; Rainer Klos; Patrick Heck; Christian Thiel
Original assignee: SMSC Europe GmbH
Current assignee: SMSC Europe GmbH
Priority date: 2003-05-26
Filing date: 2003-05-26
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2023-05-27
Also published as: DE10324122A1

Abstract

Distributionssystem für Satellitenrundfunk umfassend
– wenigstens eine Satelliten – Empfangsantenne (1) zum Empfang von Satelliten – Signalen,
– wenigstens einen Vorverstärker (8) mit optionalem Frequenzumsetzer (LNB)
– wenigstens einen Empfänger (9) zur Demodulation der von der Antenne empfangenen Signale und
– ein Leitungssystem zur Verteilung der Signale an wenigstens einen Teilnehmer (6a, 6b, 6c, 6d, 6e)
dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Vorverstärker (8) mit optionalem Frequenzumsetzer, sowie der wenigstens eine Empfänger (9) zusammen mit einem Businterface (10) für das als digitales Bussystem (5) ausgebildete Leitungssystem, welches auf elektrischen Leitungen oder auf Lichtwellenleitern basiert, zu einer Empfangseinheit (3) integriert sind und diese Empfangseinheit (3) der wenigstens einen Satelliten-Empfangsantenne (1) zugeordnet ist und weiterhin zur Weiterverteilung von ausschließlich demodulierten oder decodierten Signalen mittels des digitalen Bussystems (5) an den wenigstens einen Teilnehmer (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) ausgebildet ist und weiterhin die Empfangseinheit (3) in...

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Distributionssystem für Satellitenrundfunk und verwandte Dienste.

Stand der Technik

Konventionelle Distributionssysteme für Satellitenrundfunk, wie sie beispielsweise in der US 5,787,335 beschrieben sind, basieren auf der Verteilung analoger Hochfrequenz – Signale mittels Koaxialkabeln. Zur gleichzeitigen Übertragung der Signale zweier Polarisationen werden zwei Kabelstränge eingesetzt. Eine Verbesserung zeigt hier die US 5,805,975 , bei der die Signale der zweiten Polarisation in einen anderen Frequenzbereich umgesetzt werden. Allerdings ist hierbei ein wesentlich breitbandigeres Kabel sowie ein breitbandigeres Verteilersystem notwendig. Das Problem bei derartigen Anordnungen ist, dass die bei herkömmlichen Kabelsystemen zur Verfügung stehende Bandbreite bei weitem nicht ausreicht, um alle übertragbaren Kanäle, insbesondere bei gleichzeitigem Empfang mehrerer Satelliten, zu verteilen.

Eine Verbesserung bringen hier Empfangssysteme mit steuerbaren Kopfstationen, wie sie beispielsweise in der DE 195 28 589 C1 beschrieben sind. Hierin wird entsprechend der Kanalselektion der einzelnen Teilnehmer der gewünschte Kanal in ein Zwischenband umgesetzt, welches über das Koaxialkabel übertragen werden kann.

Der Nachteil einer solchen Lösung ist die hohe Komplexität der Kopfstation verbunden mit einer geringen Flexibilität. So können nur speziell für die Kommunikation mit der Kopfstation ausgelegte Empfänger eingesetzt werden.

Ein anderer Ansatz wird in der US 5,995,258 verfolgt. Darin wird ein komplexes optisches Bussystem beschrieben, bei dem die Satelliten-Empfangssignale im Basisband übertragen werden. Zur gleichzeitigen Übertragung mehrerer Polarisationen bzw. einer Kommunikation in der Gegenrichtung werden unterschiedliche optische Wellenlängen eingesetzt. Dieses System weist die Nachteile einer äußerst hohen Komplexität, eines hohen Aufwands der optischen Komponenten und gleichzeitig niedrige Übertragungsqualität durch optische Signalübertragung im Basisband auf.

Eine vereinfachte Lösung stellt hier die US 6,486,907 B1 dar. Hier wird ein vereinfachtes optisches Verteilsystem beschrieben, bei dem die Signale ebenfalls ohne weitere Modulation im Basisband übertragen werden. Der Nachteil dieser Anordnung besteht in einer niedrigen Übertragungsqualität aufgrund der optischen Signalübertragung im Basisband.

In der WO 01/56297 A1 ist eine Empfangsanordnung offenbart, bei der die sogenannte house side box (HSB) alle notwendigen Komponenten zur Verstärkung und zum Empfang der Satelliten-Signale aufweist. Hier werden die Signale einer Vielzahl unterschiedlicher Antennen (122) empfangen durch die LNBs (106) über Koaxialkabel zu der HSB geführt, dort mittels eines Multiplexers umgeschaltet und verschiedenen Empfängern zugeleitet. Erst dann erfolgt die Einspeisung der Signale in ein Bussystem.

In SHOPP, H.; TEICHNER, D.: Video and Audio applications in vehicles enabled by networked systems. In: IEEE international conference on consumer elektronics, 1999, Seite 218 bis 219 ist ein TV Empfänger offenbart, welcher beispielsweise mit dem Videorecorder verbunden ist und eine lange Kabelverbindung zur Antenne aufweisen muss. Dies ergibt sich daraus, dass üblicherweise Videorecorder in Wohnräumen von Gebäuden und nicht auf den Dächern, auf denen sich die Antennen befinden, aufgestellt werden.

In der US 5,404,505 ist ein Satellitenverteilsystem offenbart, bei dem die Signale einer Satellitenantenne über LNB und mittels eines Empfängers in digitale Signale umgesetzt werden. Nach einer Weiterverarbeitung der Signale mittels separater Filtereinheiten werden diese in ein Bussystem eingespeist.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Distributionssystem für Satellitenrundfunk zu gestalten, welches die zuvor beschriebenen Nachteile nicht aufweist und für den gleichzeitigen Anschluss einer hohen Teilnehmerzahl bei hoher Flexibilität und niedrigen Kosten geeignet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Distributionssystem für Satellitenrundfunk gemäß Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Nachfolgend wird aus Gründen der Übersichtlichkeit ausschließlich auf den Begriff des Satellitenrundfunks Bezug genommen. Mit eingeschlossen seien hierbei Dienste wie Satelliten – TV, Satelliten – Radio, sowohl in analoger als auch digitaler Form, als auch rein digitale Dienste, wie die Verteilung von Internet – Daten über Satellitenkanäle.

Ein erfindungsgemäßes Distributionssystem umfasst wenigstens eine Satelliten – Empfangsantenne zum Empfang der Satelliten – Signale, wenigstens einen LNB (Low Noise Block) als Vorverstärker sowie wenigstens einen Empfänger zur Demodulation der von der Antenne empfangenen Signale. Weiterhin ist wenigstens ein Leitungssystem zur Verteilung der Signale an wenigstens einen Teilnehmer vorgesehen. Auf weitere Komponenten, welche zwar für die Funktion des Systems, aber nicht für die Erfindung selbst wesentlich sind, wird hier nicht weiter eingegangen.

Im Gegensatz zum Stand der Technik befindet sich der bzw. die Empfänger nicht auf Seiten der Teilnehmer, sondern sind der bzw. den Satelliten – Empfangsantennen zugeordnet. Unter Empfängern werden hier entsprechend des allgemein üblichen technischen Sprachgebrauchs nicht Frequenzumsetzer, welche ein Signal in ein ande res Frequenzband umsetzen, verstanden. Vielmehr umfasst der Begriff diejenigen Einheiten, welche die Signale demodulieren und gegebenenfalls dekodieren.

Erfindungsgemäß sind wenigstens ein LNB, eventuell notwendige Frequenzumsetzer, sowie wenigstens ein Empfänger in einer Einheit zusammen mit einem Businterface integriert. Somit werden erfindungsgemäß ausschließlich demodulierte bzw. decodierte Signale mittels des Bussystems an die Teilnehmer weiter verteilt. Somit sind selbstverständlich in den Teilnehmern selbst keine Empfänger zur Demodulation bzw. Dekodierung der Signale mehr notwendig. Eine erfindungsgemäße Einheit ist in einem Gehäuse untergebracht, und ist ähnlich der dem Stand der Technik entsprechenden Vorverstärker an der Antenne angebracht.

Mit dem Begriff Antenne wird hier auf einen üblicherweise eingesetzten Reflektor, wie beispielsweise einen Parabolspiegel, Bezug genommen. Ein Modenwandler, wie beispielsweise ein Hornstrahler, welcher zur Umsetzung der Freiraum-Moden in litungsgeführte Moden der elektromagnetischen Wellen eingesetzt wird, kann wahlweise dem Reflektor oder auch dem Vorverstärker zugeordnet werden. Bevorzugt ist er jedoch dem Vorverstärker zugeordnet. Grundsätzlich können im Sinne der Erfindung beliebige Reflektorformen bzw. Antennenformen eingesetzt werden. Ebenso sind erfindungsgemäß auch aktive oder passive Array-Antennen einsetzbar. Hierbei wird selbstverständlich wenigstens ein LNB, eventuell notwendige Frequenzumsetzer, sowie wenigstens ein Empfän ger in einer Einheit zusammen mit einem Businterface in die Antenne selbst integriert.

Weiterhin basiert das Bussystem auf elektrischen Leitungen und insbesondere auf Lichtwellenleitern.

Erfindungsgemäß ist das Bussystem als digitales Bussystem ausgeführt. In derartigen digitalen Bussystemen ist auch regelmäßig eine bidirektionale Kommunikation möglich. Dadurch ist es besonders einfach für die Teilnehmer, einem entsprechenden Empfänger mitzuteilen, welchen Kanal des Satellitenbandes dieser empfangen und demodulieren soll. Ebenso ist über das Bussystem eine Reihe zusätzlicher Kommunikationsmöglichkeiten gegeben. So können beispielsweise weitere Parameter wie über die Signalqualität oder andere Informationen wie die Uhrzeit übertragen werden. Weiterhin lassen sich mit einem solchen Bussystem intelligente Steuerungen realisieren. Fordern beispielsweise zwei oder mehr Teilnehmer den gleichen Kanal an, so ist es nun möglich, diesen Teilnehmern mitzuteilen, welcher Empfänger gerade diesen Kanal demoduliert bzw. in welchem Datenstrom die gewünschten Pakete zu finden sind. Somit entfällt die mehrfache Demodulation des gleichen Kanals durch mehrere Empfänger. Dieses ist insbesondere bei großen Systemen vorteilhaft, da hier mit hoher Wahrscheinlichkeit zumindest einige Teilnehmer die gleichen Kanäle anfordern.

Somit kann die Anzahl der Empfänger geringer als die Anzahl der Teilnehmer gewählt werden. Dies führt zu einer weiteren Kosteneinsparung.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Bussystem nicht nur zur Distribution der Satellitensignale, sondern zusätzlich auch zur Datenübertragung, wie beispielsweise in PC-Netzwerken oder zur Gebäudeautomatisierung, eingesetzt wird. Dadurch ist es nur noch notwendig, eine einzige Netzwerkinfrastruktur vorzusehen, welche alle möglichen Kommunikationsaufgaben in einem Gebäude bewältigt. Dies führt gegenüber den bekannten Lösungen mit mehreren Netzwerk- bzw. Kabelsystemen zu einer enormen Kostenersparnis.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein Empfänger zur Echtzeit – Kodierung der empfangenen Signale in wenigstens ein digitales Videoformat ausgebildet. Derartige digitale Videoformate können beispielsweise MPEG oder hieraus abgeleitete bzw. dazu verwandte Formate sein. Durch die Kodierung in ein solches Videoformat müssen über das Leitungssystem bzw. über den digitalen Bus nur sehr stark reduzierte Datenmengen übertragen werden. Damit ist über eine einfache Businfrastruktur eine hohe Anzahl unterschiedlicher Kanäle gleichzeitig übertragbar.

Weiterhin sind die Teilnehmer besonders kostengünstig auszugestalten, da diese nur noch Standard – Decoder, wie beispielsweise MPEG-Decoder aufweisen müssen. Somit sind an Stelle der bisher aufwändigen Satellitenempfänger einfache MPEG-Decoder, welche beispielsweise in PCs per Software realisiert werden können oder auch in DVD – Playern ohnehin integriert sind, einsetzbar. Dies führt zu einer starken Kostenreduzierung des Gesamtsystems.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht wenigstens eine Diversity – Einheit vor, welche aus den Signalen mehrerer Empfänger das Signal mit der jeweils besten Qualität herausfiltert und weiter an die Teilnehmer übermittelt. Die Filterung kann wahlweise anhand der demodulierten Signale von den Empfängern oder aber auch anhand von digitalen Signalen, welche über einen Bus übertragen werden, erfolgen. Besonders einfach ist die Auswahl des besten Kanals, wenn ein Empfänger bei der Echtzeit – Kodierung der Signale einen Güteparameter errechnet und diesen an die Diversity – Einheit übermittelt. Somit kann diese Diversity – Einheit anhand des Parameters eine einfache Auswahl des besten Kanals treffen.

Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben.
1 zeigt in allgemeiner Form schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
2 zeigt in allgemeiner Form schematisch den Aufbau einer Empfangseinheit 3.
3 zeigt eine Empfangseinheit 3 mit mehreren Empfängern.
Das hier dargestellte Distributionssystem weist eine Satelliten – Empfangsantenne 1 zum Empfang der Satelliten – Signale auf. Diese Antenne 1 umfasst zumindest einen Reflektor 2. Weiterhin ist eine Empfangseinheit 3 vorgesehen, welche alle Komponenten enthält, die zum Abgriff der vom Reflektor 2 konzentrierten Signale, deren Umsetzung und Abgabe als digitale Signale auf dem Bussystem 5 notwendig sind, enthält. Dies sind beispielsweise Modenwandler 7, Vorverstärker 8 sowie Empfänger 9. Die in der Empfangseinheit 3 empfangenen und demodulierten Signale werden in eine geeignete digitale Form umgesetzt, welche über das Bussystemen 5 zu den einzelnen Teilnehmern 6a, 6b, 6c, 6d, 6e übertragen werden kann.
Bei dieser Anordnung ist der Empfänger 3 nicht auf Seiten der Teilnehmer, sondern in unmittelbarer Nähe der Satelliten – Empfangsantenne 1 angebracht.
In 2 ist schematisch eine Empfangseinheit 3 dargestellt. Ein Modenwandler 7, beispielsweise eine Hornantenne, greift die von dem Reflektor 2 konzentrierten elektromagnetischen Wellen auf und wandelt diese in leitungsgeführte Wellen um. Diese werden dann von einem Vorverstärker 8 verstärkt sowie von einem nachfolgenden Empfänger 9 demoduliert und gegebenenfalls decodiert. Zur Kommunikation zwischen dem Empfänger 3 und den Teilnehmern mittels des Bussystems 5 ist ein Businterface 10 vorgesehen. Dieses Businterface 10 kann wahlweise auch bidirektional ausgebildet sein, so dass dieses nicht nur Signale an das Bussystem 5 aussenden, sondern auch Signale vom Bussystem 5 empfangen kann. Dadurch lassen sich beispielsweise der Empfangseinheit 3 auch bestimmte Betriebszustände, wie die Selektion oder auch die Sperre bestimmter Kanäle signalisieren.
3 zeigt schematisch die beispielhafte Ausgestaltung mit zwei Empfängern. Es sind hier nun zwei Modenwandler 7, 17 vorgesehen, welche elektrische Signale an die Vorverstärker 8, 18 abgeben. Die verstärkten Signale werden dann den entsprechenden Empfänger 9, 19 zur Demodulation zugeführt. Die empfangenen Signale werden nun mittels der lokalen Businterfaces 11, 20 mit dem (externen) Businterface 10 verbunden. Hierzu besteht zwischen den Businterfaces 11, 20, 10 ein interner Bus. Dieser Bus kann z.B. ein synchroner, multimediafähiger Bus, wie der MediaLB sein. Selbstverständlich können entsprechend diesem Ausführungsbeispiel auch weitere Empfänger miteinander kombiniert werden. Eine Kombination ist auch entsprechend dem Stand der Technik beispielsweise über Multiplexer (Kanalschalter) möglich. Allerdings ist die hier dargestellte Kombination über einen lokalen Bus wesentlich flexibler und leistungsfähiger. An Stelle des lokalen Busses kann selbst verständlich auch das Bussystem 5 verwendet werden.

1: Satelliten – Empfangsantenne
2: Reflektor
3: Empfangseinheit
5: Bussystem
6a, 6b, 6c, 6d, 6e: Teilnehmer
7: Modenwandler
8: Vorverstärker
9: Empfänger
10: Businterface
11: Lokales Businterface
17: Zweiter Modenwandler
18: Zweiter Vorverstärker
19: Zweiter Empfänger
20: Zweites lokales Businterface

Claims

Distributionssystem für Satellitenrundfunk umfassend – wenigstens eine Satelliten – Empfangsantenne (1) zum Empfang von Satelliten – Signalen, – wenigstens einen Vorverstärker (8) mit optionalem Frequenzumsetzer (LNB) – wenigstens einen Empfänger (9) zur Demodulation der von der Antenne empfangenen Signale und – ein Leitungssystem zur Verteilung der Signale an wenigstens einen Teilnehmer (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Vorverstärker (8) mit optionalem Frequenzumsetzer, sowie der wenigstens eine Empfänger (9) zusammen mit einem Businterface (10) für das als digitales Bussystem (5) ausgebildete Leitungssystem, welches auf elektrischen Leitungen oder auf Lichtwellenleitern basiert, zu einer Empfangseinheit (3) integriert sind und diese Empfangseinheit (3) der wenigstens einen Satelliten-Empfangsantenne (1) zugeordnet ist und weiterhin zur Weiterverteilung von ausschließlich demodulierten oder decodierten Signalen mittels des digitalen Bussystems (5) an den wenigstens einen Teilnehmer (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) ausgebildet ist und weiterhin die Empfangseinheit (3) in einem Gehäuse untergebracht ist und an der Satelliten-Empfangsantenne (1) angebracht ist.
Distributionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Bussystem (5) auch für weitere Kommunikationsaufgaben wie die eines PC – Netzwerkes oder zur Gebäudeautomatisierung verwendbar ist.
Distributionssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Empfänger (9) zur Echtzeit – Kodierung der empfangenen Signale in ein digitales Videoformat, vorzugsweise MPEG oder ein dazu verwandtes Format, ausgebildet ist.
Distributionssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teilnehmer (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) zum Empfang von Daten in einem digitalen Videoformat, vorzugsweise MPEG oder ein dazu verwandtes Format, ausgebildet ist.
Distributionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Diversity – Einheit vorgesehen ist, welche aus den Signalen mehrerer Empfänger (9, 19) das Signal mit der jeweils besten Qualität herausfiltert und weiter an den wenigstens einen Teilnehmer (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) übermittelt.