Liebe Physikerinnen und Physiker, liebe Fußballinteressierte!
Neulich habe ich bei Freunden im Garten mit einem Beamer per DVB-T ein WM Spiel gesehen. Während bei uns ein spannender Angriff zu verfolgen war, jubelten die Nachbarn, welche über Kabel das Spiel sahen, schon über ein Tor. Wie kann das sein?
Zunächst meine Überlegungen:
Meine Annahme ist, dass sich elektromagnetische Wellen mit Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ausbreiten. In der Luft wahrscheinlich etwas langsamer. Also breitet sich auch das DVB-T Signal, das SAT Signal und das analoge Signal ziemlich schnell aus. Weil das SAT Signal eine lange Strecke zurücklegen muss (von der Sendeanstalt zum Satelliten und dann zur Schüssel) halte ich eine Zeitverschiebung für erklärbar. Aber wie sieht es mit den anderen Signalen aus? Ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit in einem Koax-Anntennenkabel schneller als in der Luft oder liegt es vielleicht an den Geräten, die das Signal umwandeln?
Bin auf Eure Antworten gespannt! Was meint ihr, welches Signal ist am schnellsten? Soll ich meine gute, alte Antenne wieder für das Endspiel am Sonntag in Betrieb nehmen?
Neulich habe ich bei Freunden im Garten mit einem Beamer per
DVB-T ein WM Spiel gesehen. Während bei uns ein spannender
Angriff zu verfolgen war, jubelten die Nachbarn, welche über
Kabel das Spiel sahen, schon über ein Tor. Wie kann das sein?
Bei der digitalen Übertragung muss dass Bild zuerst encodiert und beim Empfänger wieder decodiert werden. Ja nach Hardware kann das verschieden lang dauern. Und ich vermute darin den Hauptanteil des Zeitunterschiedes (ohne Gewähr auf Richtigkeit der Vermutung).
Bin auf Eure Antworten gespannt! Was meint ihr, welches Signal
ist am schnellsten? Soll ich meine gute, alte Antenne wieder
für das Endspiel am Sonntag in Betrieb nehmen?
hallo Stephan:
ganz einfach:
Antenne (NICHT analog. analog hat hier nix zu suchen, es geht um Übertragungswege)
Kabel
DVB-T
Sat
erstmal: grundstzlich ist Analog immer schneller, als Digital. weil bei digitalem Fernsehen, daß Bld ersteinmal codiert werden muss. und dann wieder decodiert. das kostet bei dvb-t z.B. bis zu 6s.
ausserdem ist noch eine kurze Übertragungstrecke von Vorteil. Und Strom ist zudem langsamer als Licht. (Auch wenns nich viel ist). Deswegen komen DVB-T und Sat erst am Ende, weil die digital sind (weiss jetz ncht, ob es auch satteliten gibt, die analog übertragen).
Kabel ist zudem langsamer als Antenne, weil es hier Stromsignale sind.
Und Sat langsamer als DVB-T, da die funkwellen einen viel längeren Weg zurücklegen müssen.
Liebe Physikerinnen und Physiker, liebe Fußballinteressierte!
Neulich habe ich bei Freunden im Garten mit einem Beamer per
DVB-T ein WM Spiel gesehen. Während bei uns ein spannender
Angriff zu verfolgen war, jubelten die Nachbarn, welche über
Kabel das Spiel sahen, schon über ein Tor. Wie kann das sein?
Hallo Stephan,
man darf dabei nicht ausser acht lassen, dass es auch wirtschaftliche/technische Gründe geben kann, das Signal zu verzögern: wird die Weitergabe an die Zuschauer um 1 oder 2 Sekunden verzögert, lassen sich z.B. Werbeeinblendungen besser positionieren. Auch für die virtuelle Werbung wird etwas Rechenzeit benötigt.
Dass das nicht an den Haaren herbeigezogen ist, zeigt die Tatsache, dass dies in USA bereits praktiziert wird, wenn auch aus anderen Gründen. Nach „Nippelgate“ (es war für einen Sekundenbruchteil eine Brustwarze durch Herausrutschen sichtbar, mit Auswirkungen, die den Irakkrieg bei weitem übertrafen) haben die US-Sender beschlossen, grundsätzlich alle Livesendungen um mindestens eine Sekunde verzögert zu senden, damit ein Sittenwächter das Bildsignal rechtzeitig unterbrechen kann.
Bei der digitalen Übertragung muss dass Bild zuerst encodiert
und beim Empfänger wieder decodiert werden. Ja nach Hardware
kann das verschieden lang dauern. Und ich vermute darin den
Hauptanteil des Zeitunterschiedes (ohne Gewähr auf Richtigkeit
der Vermutung).
insbesondere ist dafür u.U. Information nötig, die erst später ankommt. Es liegt also nicht (nur) an zu geringer Rechenleistung. So kann z.B. der Videoframe ein B-Frame sein, zu dessen Dekodierung man nachfolgende (im Sinne des Abspielens, nicht unbedingt im Sinne der Übertragung) P-Frames benötigt oder das zum Videoframe gehörige Audiosample kommt später an.
Die Steliten stehen in rund 36’000km Höhe, auch mit Lichtgeschwindigkeit (Hoch und wieder runter) sind das schon mal etwas über 0.2s.
Hinzu kommt, dass jeder Verstärker eine Laufzeit hat, das Signal erscheint also mit einer Verzögerung am Ausgang, da läppert sich auch noch was zusammen, zwischen Objektiv und deinem Bildschirm.
Wie schon beschrieben wurde kommen dann noch Verzöreungen durch die Encodierung undDecodierung hinzu. Nicht vergessen darf man auch, dass die Daten auf manchen Übertragungsstrecken paketweise versendet werden.
Dann sind zwischen den Übertragungsstrecken auch teilweise noch Framebuffer dazwischen geschaltet, die erkennst du manchmal, wenn das Bild einfriert, weil die Übertragungsstrecke gestört ist (oft zu beobachten beim Radsport, bei der Motoradkamera).
Jede dieser Komponenten fügt ein paar 1/100tel bist einige 1/10 Sekunden hinzu und das läppert sich halt ganz schön zusammen.
Hinzu kommt noch, dass auch, je nach Sender, unterschiedliche Übertragungswege vorhanden sind. Wenn also z.B. die ARD ein Spiel überträgt, speist sie dieses direkt in ihre Übertragungswege zum Sender ein, gleichzeitig wird dieses Signal aber auch an andere Sendeanstalten weitergeleitet und geht bei diesen Sendern zuerst noch durch deren technische Einrichtungen bevor es in deren Sendekanäle eingespeist werden kann.
Und, wie schon erwähnt, sind da noch absichtlich Zwischenspeicher vorhanden, welche das Signal gewollt um 1, 2 Sekunden verzögern.
ausserdem ist noch eine kurze Übertragungstrecke von Vorteil.
das ist richtig, denn es gibt Signallaufzeiten auf Kabelwegen, allerdings auch in der kabellosen Funkübertragung und in der optischen Signalübertragung.
Und Strom ist zudem langsamer als Licht. (Auch wenns nich viel
ist).
Das ist nicht so ganz korrekt. Strom, also sich in eine Richtung gewegende Elektronen, in einer elektrischen Leitung bewegt sich extrem langsam. Elektronen legen nur wenige mm/s zurück. Bei Elektronen im Vakuum, also in einer herkömmlichen Bildröhre, sind es bei der üblichen Anodenspannung von 25 kV ca. 90 m/s.
Allerdings bewegt sich der elektrische Impuls mit Lichtgeschwindigkeit oder bildlich gesehen: Beim Einschalten des Stroms wird das in die Leitung geschickte Elektron am Leitungsende eines herausfallen lassen. Der Vorgang läuft mit Lichtgeschwindigkeit ab.
Signal- oder stromleitende Kabel haben die Eigenschaft einer RLC-Kombination und bilden eine sog. Eimerkette. Die angelegte Information wird also kontinuierlich weiter gegeben. Bis sie am Ende angekommen ist vergeht je nach Kabelart (L- und C- Belagwerte sind bestimmend) eine bestimmte Signallaufzeit. Bei einem 2Draht-Parallelkabel habe ich 7 ns/m gemessen. Ein dämpfungsarmes Koaxialkabel ergab bei 100 m eine Impulslaufzeit von 1 Mykrosekunde.
Kabel ist zudem langsamer als Antenne, weil es hier
Stromsignale sind.
Die Laufzeit über Funk vom Sender zum Empfänger kommt hinzu. Je weiter die Entfernung ist, desto länger benötigt das Signal, die elektromagnetische Welle, bei der Ausbreitung, und somit stimmt diese Aussage sicher nur bei terrestrischem Empfang. Satellitenempfang wird gegenüber Kabel (terrestrisch vom Sender gespeist) eine längere Laufzeit haben.
Und Sat langsamer als DVB-T, da die funkwellen einen viel
längeren Weg zurücklegen müssen.
Neulich habe ich bei Freunden im Garten mit einem Beamer per
DVB-T ein WM Spiel gesehen. Während bei uns ein spannender
Angriff zu verfolgen war, jubelten die Nachbarn, welche über
Kabel das Spiel sahen, schon über ein Tor. Wie kann das sein?
_Frage: Das DVB-T Signal kommt bei mir einen Augenblick später an als das Analog-Signal, das ich nebenan empfange. Ist mit meinem Gerät etwas nicht in Ordnung?
Das liegt an der digitalen Übertragung. Zwischen dem Sende- und Empfangszeitpunkt eines Programms können mehrere Sekunden Verzögerung liegen - je nach Angebot, Multiplex und Ausstattung der Playout Center. Konkret: Bei der Übertragung von ZDF, NDR und privaten Programmen liegt die Zeitverzögerung bei ca. 3 Sekunden, bei Übertragung des Ersten bei 5 Sekunden. Diese Verzögerung entsteht an mehreren Stellen auf dem Weg vom Programmanbieter zum Endverbraucher: Ca. 0,3 bis 0,5 Sekunden bei der digitalen Programm-Zuführung zu den Playout Centern; dort entsteht nochmals eine Verzögerung bei der Zusammenstellung der Multiplexe und der Signalcodierung mit MPEG2. Und schließlich braucht Ihr DVB-T Empfangsgerät für Decodierung und Re-Analogisierung ebenfalls Zeit._
Und Strom ist zudem langsamer als Licht. (Auch wenns nich viel
ist).
Das ist nicht so ganz korrekt. Strom, also sich in eine
Richtung gewegende Elektronen, in einer elektrischen Leitung
bewegt sich extrem langsam. Elektronen legen nur wenige mm/s
zurück. Bei Elektronen im Vakuum, also in einer herkömmlichen
Bildröhre, sind es bei der üblichen Anodenspannung von 25 kV
ca. 90 m/s.
Da hast Du Dich in der Größenordnung aber deutlich vertan. Bei 25 kV Beschleunigungsspannung erreichen die Elektronen rund 90.000 km/s
Signal- oder stromleitende Kabel haben die Eigenschaft einer
RLC-Kombination und bilden eine sog. Eimerkette. Die angelegte
Information wird also kontinuierlich weiter gegeben. Bis sie
am Ende angekommen ist vergeht je nach Kabelart (L- und C-
Belagwerte sind bestimmend) eine bestimmte Signallaufzeit. Bei
einem 2Draht-Parallelkabel habe ich 7 ns/m gemessen. Ein
dämpfungsarmes Koaxialkabel ergab bei 100 m eine
Impulslaufzeit von 1 Mykrosekunde.
Bei einfacher Strecke ? Das kommt mir ein bisschen langsam vor. Ich habe da eher Geschwindigkeitswerte um die 2/3c gemessen.
ausserdem ist noch eine kurze Übertragungstrecke von Vorteil.
das ist richtig, denn es gibt Signallaufzeiten auf Kabelwegen,
allerdings auch in der kabellosen Funkübertragung und in der
optischen Signalübertragung.
yau hab ich doch auch gesagt
Und Strom ist zudem langsamer als Licht. (Auch wenns nich viel
ist).
(…) Bei
einem 2Draht-Parallelkabel habe ich 7 ns/m gemessen. Ein
dämpfungsarmes Koaxialkabel ergab bei 100 m eine
Impulslaufzeit von 1 Mykrosekunde.
Falls es dir noch nciht aufgefallen ist: das ist DEUTLICH langsamer als die Lichtgeschwindigkeit von 3*108m/s
das ist ja noch nicht einmal die Hälfte… (ehrlich gesgat sogar weniger, als ich eigentlihc erwartet hab). Ein elektrisches Signal wird hauptsächlich durch elektrische Felder, die „um das Kabel herum- schweben“ weitergeleitet. Die Geschwindigkeit ist jedoch aufgrund der Wechselwirkungen mit dem Material und den Elektronen im Vergleich zum Vakuum verlangsamt.
Kabel ist zudem langsamer als Antenne, weil es hier
Stromsignale sind.
damit stimmt das hier wieder Antennte ist nach deiner Messung anscheinend sogar doppelt so schnell, wie Kabel.
