Unicable

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Unicable ist ein Verfahren zur Verteilung von Satellitenfernsehsignalen in einer Sat-Anlage. Dabei können mehrere Receiver (aktuell maximal acht) an nur eine einzige Ableitung angeschlossen werden, was bei einer konventionellen Satblock-Verteilung (Sternverteilung im Multischalter-Betrieb) nicht möglich ist. Die Antennendosen liegen dabei in Reihe geschaltet und sind miteinander verbunden (sog. Durchgangsdosen). Damit eignet sich die Unicable-Technologie besonders für den Umstieg von Kabelfernsehen auf Satellitenempfang. Im Gegensatz zu gängigen Einkabelsystemen mit eingeschränkter Programmauswahl steht bei Unicable das volle Programmspektrum zur Verfügung (egal ob SD-, HDTV-, 3D- und/oder UHD-TV). Maximal zwei Satelliten können auf diese Art über Unicable eingespeist werden.

Unicable ist ein geschützter Markenname der FTA Comunications SARL (deren Handelsmarken sind z.B. "Inverto" und "Lemon"). Er wird im deutschen Sprachraum häufig gleichgesetzt mit dem europäischen Einkabelstandard englisch Satellite channel router (SCR) oder englisch Channel Stacking System (CSS). Bei Unicable handelt es sich jedoch lediglich um eine zum Standard SCR/CSS CENELEC EN50494 kompatible Implementierung des Markeninhabers.

Funktion[Bearbeiten]

Es wird kein komplettes Frequenzband übertragen, sondern jedem Receiver steht eine bestimmte Frequenz, das User band, abgekürzt UB, im Sat-Frequenzbereich (950–2150 MHz) zur Verfügung. Über spezielle DiSEqC-Signale teilt ein Receiver der Verteileinheit (LNB oder Multischalter) Ebene und Transponder des gewünschten Programmes mit. Der Transponder wird dann auf das UserBand des Receivers aufmoduliert. Zum Ansteuern eines Unicable-LNBs sind spezielle DiSEqC-Schaltsignale nötig, weshalb nur DVB-S-Receiver, die diesen Standard unterstützen, in einem solchen System funktionieren. Grundlage für diese Technik ist eine im Jahre 2004 erlassene europäische Norm (EN50494). Prinzipiell können also alle Receiver, die diese Norm erfüllen, in einem Unicable-System betrieben werden. Umgekehrt sind diese SCR-Receiver (Satellite channel router) bzw. CSS-Receiver (Channel Stacking System) an allen anderen Sat-Anlagen betreibbar.

Die SCR- bzw. CSS-Implementierungen verschiedener Hersteller können sich in der Anzahl und Verteilung der zugewiesenen Frequenzblöcke unterscheiden (genannt "Unicable-Frequenz"). Diese Frequenzblöcke müssen häufig bei der Installation des Receivers manuell eingestellt werden, sie können jedoch auch durch einen im Standard genannten Algorithmus automatisiert zugewiesen werden. Jede verfügbare Unicable-Frequenz darf nur einem Receiver zugeordnet werden, wodurch die Anzahl der verfügbaren Unicable-Frequenzen damit auch die Gesamtanzahl der zu installierenden Receiver angibt (Unicable-LNBs = max. vier Unicable-Frequenzen/Unicable-Multischalter = max. acht Unicable-Frequenzen). Ein Twin-Receiver muss als zwei Receiver gezählt werden, da er zwei Tuner/Empfangsteile integriert hat. Jedem Tuner/Empfangsteil vom Gerät muss ein eigene Unicable-Frequenz zugeteilt werden, um eine getrennte und fehlerfreie Nutzung zu ermöglichen.

Zur Identifikation der Frequenzblöcke gibt es einen speziellen Anschaltbefehl, bei dem alle freien Frequenzblöcke mit einem Dauerton (Bake) angeschaltet werden. Hier muss der Tuner bzw. Receiver durch einen Blindscan die Baken erkennen. Da zur Kommunikation zwischen Receiver und Multischalter kein Rückkanal vorgesehen ist, müssen die Möglichkeiten des Multischalters explizit abgefragt werden. Der Multischalter "antwortet" dann mittels der Bake in der Mitte des angeforderten Bandes (= ja, vorhanden, frei) bzw. um 20MHz frequenzversetzt (= nein, nicht vorhanden, abgelehnt), was wiederum vom Receivertuner ausgewertet werden muss. So können der Reihe nach alle Parameter des Multischalters abgefragt werden.

Bei einer automatisierten Installation kann der Tuner u.a. also die Zuweisung eines Frequenzblockes erbitten, der Multischalter antwortet dann mit dem "ja-" bzw. frequenzversetzten "nein"-Ton. Die Anfragen werden dann ggf. so lange modifiziert, bis alle gewünschten Einstellungen zwischen Receiver und Multischalter synchronisiert wurden.

Die Zuverlässigkeit der Tonbakenerkennung hängt von den im Empfangsgerät verwendeten Tuner/Demodulator-Bausteinen und von den Pegelverhältnissen (insbesondere Schräglage) am Anschlußpunkt ab. Aus diesem Grund fordert die EN50494 explizit eine manuelle Eingabemöglichkeit von Userband-ID und Userband-Frequenz im Empfangsgerät.

Der Einkabelstandard EN 50494 ist eindeutig für Anwendungen innerhalb einer Wohneinheit vorgesehen ("Single Dwelling Installations"). Es gibt mehrere Lösungsansätze, das System jedoch trotzdem in Mehrparteienhausverkabelungen einzusetzen. Ein Ansatz ist, jeder Wohnung eine eigene Ableitung zur Verfügung zu stellen. Ist das nicht möglich, gibt es eine Erweiterung in der EN50494, wodurch einzelne Userbänder durch einen PIN-Code vor Fremdzugriff geschützt werden können. Der PIN-Code ist optional und wird nicht von jedem Receiver unterstützt. Wird dieser Schutz genutzt, sollten spezielle Antennensteckdosen verwendet werden, wie z.B. die "ESU33" von Kathrein. Diese Dose überwacht die Höhe der Fernspeisespannung und startet nach einem Spannungssprung von 14 auf 18V ein Zeitglied. Bleibt die Spannung für länger als 500ms auf 18V, trennt die Dose den Receiver gleichstrommäßig vom Verteilnetz. Diese 18V (im normalen Empfangsbetrieb steht das für die horizontale Schaltspannung) wird für den Unicable-Schaltvorgang nur für diese kurze Zeit benötigt und würde bei längerem Anliegen die Anlage lahmlegen. Die Dosenfunktion ist für Kathrein patentmäßig geschützt. Ein anderer Ansatz zur Schutzfunktion ist eine Antennensteckdose, welche die Steuerbefehle von den Receivern überwacht und nur für die jeweilige Dose (= Wohnung) zulässigen Steuerbefehle passieren lässt (JULTEC JAP-Serie). Die Berechtigungen, welche Befehle an der jeweiligen Dose zulässig sind, legt der Anlageninstallateur fest (mit einem Antennenmessgerät oder per Bediensoftware und USB-Dongle). Diese Dosenfunktion ist für JULTEC patentmäßig geschützt.

Probleme im Betrieb[Bearbeiten]

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Bei Unicable/SCR handelt es sich um ein nicht synchronisiertes Bussystem, wodurch zwei Receiver nahezu gleichzeitig ihre DiSEqC-Pulse aussenden können. Im LNB/Multischalter führt diese Kollision dazu, dass keiner der beiden Befehle erkannt wird. Jedoch gibt es keinen Rückkanal wie z.B. beim TCP (Internet) Protokoll, bei der die Daten erneut angefordert bzw. quittiert werden können. Die Receiver müssen also selbst erkennen, wann möglicherweise eine Kollision stattgefunden hat (z. B. weil nicht umgetunt wird), und den DiSEqC-Befehl erneut aussenden. Dazu sucht der Receiver im empfangenen Datenstrom nach PIDs, welche er für das gewählte Programm erwartet. Sind diese nicht vorhanden (bzw. wird gar kein Datenstrom empfangen), wiederholt der Receiver den Tuningbefehl. Die EN50494 sieht auch für diesen Fall einen Algorithmus vor, der eine quasi-zufällige Verzögerungszeit bis zur erneuten Befehlsaussendung einschiebt. Da die Startbedingung von der Userband-ID abhängt, sollten auch zwei baugleiche Receiver mit gleicher Algorithmusimplementierung nicht synchron wiederholen und damit nicht kollidieren. Bei manchen Receivern ist das Kollisionsmanagement jedoch zum Teil gar nicht oder nur rudimentär implementiert.

Es kursieren Gerüchte, es gäbe gehäuft Kollisionen, wenn mehrere Zuschauer nach der Tagesschau umschalten würden. Ebenso wird behauptet, dass es noch viel schlimmer wäre, wenn Aufnahmen "sekundengenau timergesteuert" gestartet werden oder ein automatischer EPG-Scan stattfindet. Hierzu ist anzumerken, dass eine Kollision nur stattfindet, wenn tatsächlich zwei Steuerbefehle innerhalb eines 67,5 ms langen Zeitfensters gesendet werden. Durch manuelles Umschalten ist dies fast nicht zu provozieren. Bei den Timeraufnahmen muss die Ganggenauigkeit der Receiver-Uhren berücksichtigt werden. Diese sind relativ ungenau und synchronisieren sich zyklisch über die EPG-Zeit (wodurch die Ungenauigkeit nicht auffällt). Daher ist eine Kollision durch einen Timerstart auch eher unwahrscheinlich.

Im praktischen Betrieb sind diese Probleme allerdings nur von geringer Bedeutung, da sie durch die sehr kurze Umschaltung in Sekundenbruchteilen nicht wahrgenommen werden. Zusätzlich ist die Wahrscheinlichkeit steigender Synchronisationsprobleme nicht signifikant gegeben, da maximal acht Endgeräte an einem Schalter betrieben werden können, und führt selbst dann nur zu einer leicht höheren Umschaltzeit von einigen Millisekunden, die auch nicht wahrnehmbar ist. Werden mehr Teilnehmer benötigt, müssen entweder mehrere Schalter kaskadiert (hintereinander geschaltet) oder spezielle Schalter verwendet werden, welche mehrere unabhängige Ausgänge in einem Gehäuse bieten. Eine weitere Möglichkeit bietet der 2013 veröffentlichte Nachfolgestandard der EN50494, JESS (EN50607), welcher bis zu 32 Receiver auf einer Leitung adressieren kann und auch nicht nur 2 Satelliten ansteuern kann, sondern jetzt bis zu 64.

Ein weiteres Problem besteht aber auch darin, dass jeder an einem Ausgang eines Schalters angeschlossene Receiver eine eigene Unicable-ID/-Frequenz zugewiesen bekommen muss. (Für eine Erklärung siehe den Weblink "Unicable-ZF-Frequenzen + Unicable-ID Einstellungen Receiver" unten). Werden jetzt aber 2 Geräten aus Versehen oder aus Unwissenheit gleiche Daten zugewiesen bzw. einprogrammiert, so stören sich diese Gerät untereinander und ein fehlerfreier Betrieb ist nicht mehr möglich. Dies kann vor allem dann vorkommen, wenn (obwohl das System dafür nicht vorgesehen ist) eine wohnungsübergreifende Installation ohne weitere Schutzmaßnahmen vorgenommen wurde und ein Mieter z. B. einmal einen neuen Receiver installieren möchte. Auch führt ein Anschluss eines falsch programmierten Receivers, der auf "Universal-LNB" programmiert ist, dazu dass die gesamte Anlage außer Betrieb gesetzt werden kann (wenn dann eine 18/19-V-Schaltspannung von diesem Gerät gesendet wird). Hierfür gibt es mittlerweile spezielle "Unicable-Schutzschaltungs-Antennendosen" in 2 Variationen. Die Standard-Version sperrt eine fälschlich vom Receiver ausgegebene 18/19-V-Schaltspannung nach ca. 500 ms ab (dieser Zeitraum reicht, um über die Dose ein Unicable-Schaltsignal zu senden) und verhindert so diese Art von Fehlkonfiguration. Der Hersteller Jultec hat mit seiner JAP-Dose jetzt auch eine Antennendosenserie auf den Markt gebracht, die man zusätzlich noch programmieren kann, jeder Dose kann man IDs (eine oder mehrere) zuweisen, welche über diese Dose betrieben werden können. Somit wird zusätzlich auch noch verhindert, dass jemand eine ihm nicht zugewiesene Unicable-ID/-Frequenz verwendet und somit den Nachbarn stört, dem diese für seinen Receiver-Betrieb zugewiesen wurde.

Kompatibilität[Bearbeiten]

EN 50494 kompatible Endgeräte und LNB/Multischalter sollten problemlos miteinander kommunizieren können, sofern alle Einstellungen am Receiver wie die UB-frequenzen oder LNB-Oszillatorfrequenz (Universal oder Wide Band) auch eingestellt werden können. UNIcable kompatible Geräte sind mindestens für Unicable LNBs/Multischalter geeignet, d.h. vom Hersteller getestet. Die notwendigen UB-frequenzen sind dann oft schon in der Receiversoftware hinterlegt, können aber mittlerweile schon bei fast allen Geräten manuell eingestellt werden. Unicable-LNBs mit Wide Band Oszillator (nur das "Kathrein UAS481" mit 10.200 MHz) sind schon deutlich eingeschränkter, was Endgeräte angeht, da z. B. Sky-Receiver nur Universal-Oszillatorfrequenzen (9750 und 10.600 MHz) vorsehen. Die Hersteller/Anbieter von LNBs haben sich jedoch darauf verständigt, keine neuen "Breitband-LNBs" mehr einzuführen, sondern eventuelle LNBs mit "Breitband-Hardware" per Softwareanpassung mit einem Universal-LNB-Emulationsmodus auszustatten. Universal-LNB Endgeräte von Qualitätsherstellern (mittlerweile auch bei in TVs integrierten DVB-S/S2-SAT-Empfangsteilen) sind eigentlich alle bereits auf Unicable/SCR vorbereitet, der Standard (EN 50494) hat sich weitgehend auch dort durchgesetzt.

Unicable in LNBs[Bearbeiten]

Bei dieser Lösung ist die Unicable-Funktionalität bereits im LNB untergebracht. Derzeit können maximal vier Receiver direkt über ein Kabel an das LNB angeschlossen werden. Es wird dann nur ein weiterer konventioneller Sat-Verteiler benötigt. Werden mehr Anschlüsse benötigt, muss eine Lösung mit (kaskadierbaren) Unicable-Multischaltern gewählt werden.

Ein Unicable-LNB empfängt die Satellitensignale auf die gleiche Art wie ein herkömmliches LNB: Die vier verschiedenen Frequenzbänder, Vertikal/Low Band, Horizontal/Low Band, Vertikal/High Band und Horizontal/High Band werden jeweils rauscharm verstärkt und in das Sat-ZF-Band heruntergemischt. Sie treffen auf einen integrierten Multischalter, der für jeden Receiver die gewünschte Empfangsebene auswählt. Für jeden anschließbaren Receiver existiert nun ein sogenannter SCR-Baustein. Dieser mischt mit einem einstellbaren Frequenzgenerator (VCO) den vom jeweiligen Receiver ausgewählten Transponder auf dessen UserBand-Frequenz herunter. Anschließend wird das Signal gefiltert und mit entsprechender Verstärkung in das Koaxkabel eingespeist. Der ganze Vorgang wird von einem zentralen Mikrocontroller gesteuert, der auch die DiSEqC-Befehle der Receiver decodiert.

Gängige Unicable-LNBs haben meist zwei oder sogar drei Ausgänge: Ein Unicable-Anschluss, an dem bis zu vier Unicable-taugliche Endgeräte angeschlossen werden können und ein bzw. zwei weitere sog. Legacy-Anschlüsse, an dem/denen zusätzlich jeweils ein konventioneller Nicht-Unicable-fähiger Receiver angeschlossen werden kann.

Obwohl die Industrie vereinbart hat, dass sich alle LNBs wie Universal-LNBs verhalten sollen, gibt es auch LNBs mit unüblichen Oszillatorfrequenzen, die besondere Receivereinstellungen erfordern (siehe Weblinks unten, dort wird die Einstellung eines Receivers für den "Unicable-Betrieb" erklärt).

Unicable in Multischaltern[Bearbeiten]

Beispiel einer Unicable-Installation mit EXR-Matrizen inklusive DVB-T- und UKW-Verteilung für elf Parteien
Unicable-Installation für 21 Wohneinheiten

Die Unicable-Funktionalität kann anstatt im LNB auch in Multischaltern integriert werden (aktuell können maximal acht Receiver über ein Kabel versorgt werden). Dadurch ist ein gemischtes Leitungsnetz (herkömmliche Verteilung und Unicable) möglich, was ein ausgedehntes Verteilnetz ermöglicht und sich besonders zur Überbrückung der letzten Meter Antennenleitung in einer Wohnanlage vom Treppenhaus hinein in Etagenwohnungen eignet (wo fast ausschließlich nur eine Antennenleitung zur Verfügung steht).

Das nebenstehende Bild 1 zeigt eine Installation für ein Elf-Parteienhaus. Nachdem die vier Sat-ZF-Ebenen, welche von einem Universal-Quattro-LNB kommen, vorverstärkt wurden, werden sie in eine Sat-Weiche geführt. Zusätzlich zu den Sat-ZF-Ebenen können auch terrestrische Signale (z. B. DVB-T sowie UKW) hinzugenommen werden. Danach folgt für jede Wohnung eine eigene SCR-Matrix, in diesem Fall für bis zu vier Single-Receiver oder zwei Twin-Receiver pro Wohnung. Das hat zum einen den Vorteil, dass sich verschiedene Wohnungen nicht gegenseitig stören können. Denn wird ein Receiver falsch eingestellt, so sind alle weiteren Receiver auf der gleichen Leitung davon betroffen. Des Weiteren können für jede Wohnung stets die niedrigsten Kanäle verwendet werden. Der niedrigste Kanal beginnt bei dem abgebildeten System bei 1400 MHz (andere Hersteller arbeiten teilweise schon ab 1076 MHz). Bei bis zu acht Geräten an einer Leitung würde der letzte Kanal bei 2096 MHz liegen, was bei bestehenden Verkabelungen mit älteren Kabeln zu Pegelproblemen führen kann, da höhere Frequenzen eine stärkere Dämpfung erfahren. Nach drei Matrizen folgt in diesem Beispiel wieder je ein Verstärker. Das letzte Element in jedem Strang ist eine SCR-Matrix mit integriertem Netzteil, das die beiden Stränge mit Strom versorgt.

Durch den komplexeren Aufbau des Systems ist eine sorgfältige Vorbereitung, die Verwendung hochwertiger Komponenten sowie die Einhaltung der Pegel- und Dämpfungswerte während aller Schritte besonders wichtig.

Bild 2 zeigt eine Unicable-Aufbereitungsanlage für insg. 21 Parteien bzw. Wohneinheiten incl. einem durchgeführten Potentialausgleich (Vorschrift bei wohnungsübergreifender Installation bzw. wenn die Antennenempfangsanlage im Blitzschutzbereich installiert wurde). Aus den beiden "großen" Bauteilen (Jultec JPS0508-3) werden jeweils in 8 Wohnungen 3 Unicable-Umsetzungen (für den Betrieb von 3 Receivern) übertragen, die beiden "kleinen" Bauteile (Jultec JPS0502-6) übertragen an jeweils 2 Wohnungen 6 Umsetzungen (für den Betrieb von 6 Receivern). Ein extra Raum wurde per Legacy-Ausgang versorgt. Kombiniert bzw. verbunden sind diese Schalter per Kaskadenschaltung, d.h. die 4 Stämme/Bänder + der terrestrische Eingang (CATV) werden von Schalter zu Schalter durchgeschleift. Die Schalter selbst benötigen keine Stromversorgung, diese werden über die Receiverschaltspannungen versorgt. Die LNB-Spannungsversorgung wurde über einen den Schaltern vorgeschalteten Vorverstärker durchgeführt. Diese Schalter verfügen über eine AGC-Regelung (Auto Gain Controll) von einem Entropic Unicable-Chipsatz welche am Eingang die Signalpegel automatisch anpasst, d.h. kommt z. B. zu wenig Signal vom LNB, wird der Pegel automatisch, soweit noch möglich, so angepasst, dass der Schalter es bestmöglich verarbeiten kann bzw. kommt zu viel Signal, auch "Übersteuerung" genannt, wird der Pegel heruntergesetzt, um den Schalter nicht zu übersteuern. Die Ausgänge sind teilweise mit Kabelwegen von über 60 m bis zur Wohnungsverteilung versehen, die Wohnungsverteilung splittet dann innerhalb der Wohnungen das Signal weiter zu den gesetzten Antennendosen auf. Mit eingespeist über den terrestrischen Eingang und somit auch an jeden Anschlussplatz mit übertragen wurde eine UKW-, DVB-T Antenne und das digitale Radio DAB+.

JULTEC bietet seit 2010 mit ihrer JRS-Schalterserie auch schon Unicable-Verteilkomponenten an, die keine Stromversorgung mehr benötigen (receivergespeist/receiver powered). Diese wird den Schaltern über die Receiver-Schaltspannung zur Verfügung gestellt. Das eignet sich vor allem bei Planungen für Anlagen, bei denen keine Stromversorgung am Multischalterstandort zur Verfügung steht, oder bei Anlagen in Mehrparteienhäusern, da so keine Aufrechnung für die Stromkostenaufteilung pro Partei erfolgen muss (sofern kein Gemeinschafts-Stromanschluss genutzt werden könnte).

Alternativen[Bearbeiten]

Eine Alternative zur Unicable-Lösung ist die Satblock-Verteilung mittels konventioneller Multischalter oder die technisch limitierten Einkabelsysteme.

JESS (Jultec Enhanced Stacking System) ist eine abwärtskompatible Erweiterung des Unicable-Protokolls durch die deutsche Firma Jultec, die bis zu 32 Receiver an einer Leitung erlaubt und bis zu 64 Satellitenpositionen ansteuern kann.[1][2] Die Protokollbeschreibung ist bei Jultec auf der Homepage veröffentlicht[3] und ist 2013 unter der EN50607 zu einer Europäischen Norm geworden (leider sind sich auch hier wieder in der Benennung nicht alle einig, Kathrein z.B. nutzt die Bezeichnung "SCD2").

Als eine neue Alternative ist die sogenannte Sat-over-IP-Technik zu nennen. Sie ermöglicht das Umsetzen der Sat-Signale in lokale Netze.[4] Damit stehen bis zu vier frei empfangbare TV-Sender an IPTV-fähigen Geräten zur Verfügung.

Normen[Bearbeiten]

  • DIN EN50494: Signalverteilung von Satellitensignalen über ein einziges koaxiales Kabelverteilnetz, Deutsche Fassung der EN50494:2007, Ausgabe 2008-02
  • DIN EN50607: JESS (Jultec Enhanced Stacking System) Einkabelsystem, Nachfolgestandard der EN50494: 2013/2014

Weblinks[Bearbeiten]

Quellen[Bearbeiten]

  1. DIGITAL FERNSEHEN 11/2012. Verlagsankündigung. Auerbach Verlag und Infodienste GmbH, abgerufen am 26. März 2013.
  2. JESS (Jultec Enhanced Stacking System). Glossareintrag. Jultec GmbH, abgerufen am 26. März 2013.
  3. New tuning format "JESS" (JULTEC Enhanced Stacking System) for CSS systems. Spezifikation. Jultec GmbH, abgerufen am 26. März 2013 (PDF; 81 kB).
  4. Satellitenfernsehen auf Tablets, Smartphones und Computern unkompliziert empfangen. ASTRA Deutschland GmbH, abgerufen am 26. März 2013.