Digitální televizní vysílání v České republice

Transkript

1 Bankovní institut vysoká škola Praha Katedra informačních technologií Digitální televizní vysílání v České republice Bakalářská práce Autor: Filip Jirásek Informační technologie, správce IS Vedoucí práce: doc. Ing. Bohumil Miniberger, CSc. Praha duben 2009

2 Prohlášení: Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Digitální televizní vysílání v České republice zpracoval samostatně a s použitím uvedené literatury. V Praze dne Filip Jirásek

3 Poděkování Tímto děkuji panu doc. Ing. Bohumilovi Minibergerovi, CSc., vedoucímu mé bakalářské práce, za cenné rady, odborné informace a dohled nad mojí prací.

4 Anotace Název mé bakalářské práce je Digitální televizní vysílání v České republice. Cílem práce je analyzovat a zhodnotit možnosti příjmu a nabízené služby digitálního televizního vysílání v České republice. V práci jsou popsány principy, které jsou nutné pro mou analýzu. Jsou to principy úpravy zvuku, obrazu, modulace a přenosu digitálního televizního vysílání prostřednictvím pozemních vysílačů, satelitů, kabelových rozvodů a IP sítí. Annotation The name of my bachelor work is Digital video broadcasting in Czech republic. The aim of the work is to analyse and compare facillities for recieving signal and services digital television in Czech republic. Work includes the principles, that are important for my analysis. Principles of audio coding, video coding, modulation and terrestrial, satellite, cabel and IP television broadcasting.

5 Úvod Vývoj televizního vysílání v ČR Možnosti příjmu digitálního vysílání Standard DVB Obecný model telekomunikačního řetězce Zdrojové kódování Kódování obrazu podle MPEG Kódování zvuku podle MPEG Vytvoření transportního toku (TS) - multiplexování Kanálové kódování Scrambling signálu Vnější kódování podle Reed-Solomona (FEC 1) Vnější prokládání (FEC 1) Vnitřní kódování (FEC 2) Modulace Modulace COFDM Modulace QAM Modulace QPSK Pozemní digitální vysílání DVB-T Satelitní digitální vysílání DVB-S Kabelové digitální vysílání DVB-C Televize přes internetový protokol IPTV Protokoly IPTV Architektura Služby digitální televize Očekávaný vývoj v oblasti televizního vysílání Zhodnocení analýzy Dostupnost digitálního příjmu Programová nabídka Náklady Služby Kvalita obrazu

6 5.6. Kvalita zvuku Porovnání výsledků analýzy Závěr Seznam použité literatury Seznam obrázků a grafů Seznam tabulek

7 Úvod V posledních letech se čím dál tím více hovoří o digitální televizní vysílání především v souvislosti s postupným vypínáním pozemního analogového vysílání. Existují však ještě další tři způsoby, jak sledovat digitální vysílání. Cílem mé práce je analyzovat, popsat a vzájemně porovnat všechny dostupné možnosti digitálního příjmu a nabízené služby v České republice. Má bakalářská práce obsahuje pět kapitol, kde první kapitola stručně shrnuje vývoj televizního vysílání v České republice. Druhá kapitola se zabývá možnostmi příjmu digitálního vysílání. Zde jsou popsány principy kódování zvuku a obrazu, jejich zabezpečení proti chybám a modulace. Dále jsou zde popsány konkrétní varianty televizního vysílání. Třetí kapitole je věnována službám, které digitální televizní vysílání nabízí. Tato kapitola stručně popisuje jednotlivé služby. Mnou očekávaným vývojem televizního vysílání pojednává čtvrtá kapitola. V poslední páté kapitole jsou výsledky mé analýzy. Je zde hodnocení dostupnosti, programové nabídky, nákladů, služeb, kvality obrazu a zvuku. 1. Vývoj televizního vysílání v ČR V roce 1948 bylo na mezinárodní výstavě rozhlasu v Praze poprvé na našem území uskutečněno ukázkové televizní vysílání. O pár let později v roce 1953 byl vybudován první televizní vysílač na Petříně a bylo uskutečněno první zkušební vysílání. O rok později bylo zahájeno pravidelné nedělní dvouhodinové vysílání jednoho černobílého programu. V roce 1957 vznikla Československá televize a Československý výbor pro rozhlas a televizi. O rok později bylo zahájeno vysílání po celý týden. Roku 1964 proběhly první testy barevného vysílání, které bylo plně spuštěno v roce V průběhu následujících let se rozšiřovala síť televizních vysílačů a postupně přibývaly další kanály. 7

8 Významný byl až rok 2000, kdy poprvé začalo testování digitálního pozemního vysílání DVB-T 1, které v roce 2005 přešlo v řádné vysílání. Čeští diváci mohou také od roku 2002 využívat služeb digitálního satelitního vysílání DVB-S 2, které poprvé v historii satelitního vysílání nabídlo českou programovou nabídku. Od roku 2008 jsou analogové pozemní kanály vypínány a nahrazovány digitálními. Celá digitalizace by měla být dokončena dne Možnosti příjmu digitálního vysílání Od roku 2000 přicházejí stále častěji nové a dostupnější technologie, které rozšiřují jejich uživatelům jejich možnosti, mimo jiné i příjem digitálního televizního vysílání v různých podobách. V dnešní době mají diváci v České republice na výběr z pozemního, satelitního, kabelového a IP přenosu digitálního televizního signálu Standard DVB Specifikace DVB existují pro čtyři základní druhy digitálního vysílání. Jedná se o satelitní DVB-S, pozemní vysílání DVB-T, kabelové DVB-C 3 a vysílání určené pro přenosná zařízení DVB-H 4. Přičemž poslední variantu lze chápat jako částečně upravené terestriální vysílání vyznačující se zejména snížením datového toku. Jednotlivé typy vysílání mají různé charakteristiky přenosové cesty. To má za důsledek, že se od sebe liší především použitou modulací a zabezpečením proti chybám. 1 Z anglického Digital Video Broadcasting Terrestrial, ve zkratce DVB-T 2 Z anglického Digital Video Broadcasting Satellite, ve zkratce DVB-S 3 Z anglického Digital Video Broadcasting Cable, ve zkratce DVB-C 4 Z anglického Digital video broadcasting Handheld, ve zkratce DVB-H 8

9 Obrázek 1 Protichybové zabezpečení u jednotlivých typů přenosu 5 Kabelový a pozemní přenos má k dispozici dostatečný výkon na přijímací straně, nicméně jsou značně omezeny šířkou pásma. Oproti tomu satelitní přenos disponuje velkou šířkou pásma a malým výkonem. Šířka pásma je definována jako rozsah frekvencí zabíraných modulovanou nosnou vlnou. Tedy čím bude šířka pásma větší, tím bude přenosová kapacita daného kanálu vyšší. Výhodou celého systému DVB je společný datový, programový i transportní tok, který je upravován a následně distribuován do jednotlivých přenosových sítí Obecný model telekomunikačního řetězce Obecný model telekomunikačního řetězce se skládá ze zdroje signálu, kterým může být například televizní studio. Pak následuje kodér zdroje, který má za úkol upravit signál do vhodné podoby a odstranit redundanci. Kodér kanálu zabezpečí signál proti chybám, které mohou nastat při přenosu, a upraví ho pro přenos po určitém přenosovém médiu. Obrázek 2 Model telekomunikačního řetězce (vlastní konstrukce) Přenosová cesta pochopitelně není ideální. Působením rušení a dalších aspektů majících vliv na šíření elektromagnetických vln ve volném prostoru signál částečně degraduje a 5 9

10 přijímací strana ho nemůže přijmout v původní nezkreslené podobě. Dekodér kanálu se proto snaží upravit signál do původní podoby a v té je předán dalšímu článku přenosového řetězce, a to dekodéru zdroje. Ten už jen signál převede do původní podoby jako před kodérem zdroje na vysílací straně a předá koncovému příjemci signálu. Obrázek 3 Vysílací řetězec digitální televize 6 Obrázek 4 Příjem digitálního vysílání 7 Obecnou funkci jednotlivých bloků již známe a nyní detailněji k popisu funkcí jednotlivých částí přenosového řetězce. 6 [online, ] 7 [online, ] 10

11 Zdrojové kódování Jeho úkolem je zredukovat datový tok studiového desetibitového formátu SDI 8, který má obvykle přenosovou rychlost 270Mbit/s, na hodnotu okolo 6Mbit/s. Toho lze docílit pouze použitím kvalitních kompresních metod. DVB využívá standard MPEG-2. Podle tohoto standardu je kódován obraz i zvuk v digitální televizi Kódování obrazu podle MPEG-2 U přenosu obrazu je potřeba dosáhnou kompresního poměru kolem 50:1 (270Mbit/s na 5,4Mbit/s). Systém MPEG-2 rozeznává různé hierarchické struktury televizního obrazu, jako jsou sekvence, skupiny obrázků GOP 9, obrázky, pruhy makrobloků, bloky a vzorky. Samotná komprese bitového toku je pak založena na diskrétní kosinové transformaci DCT 10. Tato transformace v podstatě převádí obrazové hodnoty jasu a chrominance do roviny prostorových kmitočtů. Nejefektivnějšího kódování dosáhneme čtením nejdříve nenulových koeficientů. Proto se zde praktikuje metoda cik-cak, kde se začíná číst z levého horního rohu a končí se v protějším dolním rohu vzorku. Koeficienty DCT se totiž u vyšších harmonických blíží nule. Anulováním těchto vzorků vyšších harmonických vzniká degradace kvality obrazu. Vzorek je osmibitová informace o jasu nebo chrominanci obrazového prvku. Blok tvoří 8x8 jasových nebo chrominančních vzorků. Makroblok je tvořen čtyřmi jasovými a odpovídajícími chrominančními bloky. Pruh makrobloků je několik za sebou jdoucích makrobloků, které pokrývají na obrazovce 16 stejných řádků. Obrázek je snímek nebo půlsnímek a rozlišujeme u něj typy I, P a B. Obrázek I nemá žádnou vazbu na předcházející ani následující obrázky. Obrázek P závisí na předcházejícím I nebo P. Přenáší se pouze rozdíl, který se přičte k původnímu stavu pomocí pohybového vektoru. 8 Z anglického Serial Digital Interface 9 Z anglického Group Of Pictures, ve zkratce GOP 10 Z anglického Discrete Cosine Transformation, ve zkratce DCT 11

12 Obrázek B může využít jako referenci předchozí i následující obrázek I nebo P. Využívá dvojici pohybových vektorů. Sekvence je tvořena skupinami GOP Obrázek 5 Struktura videa MPEG Kódování zvuku podle MPEG-2 Bitový tok pro stereofonní pár přenášený ve studiu je 1,92Mb/s (při vzorkovací frekvenci 48kHz a kvantizaci 2x20 bitů). Zde je oproti obrazovému kódování kódovací poměr pouze 10:1. Kompresní metody jsou založeny, podobně jako například u MP3, na maskování signálu. Maskovaný signál je považován za nepodstatný a nepřenáší se. Zvukový signál se rozdělí na 32 subpásem se šířkou 750 Hz a v každém subpásmu se využívá tzv. psychoakustického maskovacího jevu. Když se v určitém pásmu vyskytuje tón o dostatečné intenzitě, okolní slabší zvukové signály se jím zamaskují (nejsou slyšet) a tudíž je není potřeba přenášet. Pro kompresi zvuku byly v systému DVB zvoleny algoritmy MPEG-1, layer I nebo II pro dvoukanálový doprovod umožňující módy single channel, dual channel, stereo a joint stereo a MPEG-2, layer II pro vícekanálový doprovod. Pro přenos vícekanálového 11 [online, ] 12

13 zvukového doprovodu je povolen i systém AC-3 neboli Dolby digital. Kompresní algoritmus MPEG připouští vzorkovací kmitočty 16kHz, 22.05kHz, 24kHz, 32kHz, 44.1kHz a 48kHz, ovšem v DVB je doporučeno používat kmitočety 32kHz, 44.1kHz a 48kHz. Povolené bitové toky jsou kbit/s pro layer I a kbit/s pro layer II. Pokud je přenášen vícekanálový zvuk, kódovaný do formátu MPEG-2 a datový tok 384kbit/s by byl pro požadovanou kvalitu nedostatečný, je možno využít tzv. extension bitstream s rychlostí až 682kbit/s. Specifikace AC-3 pro DVB definuje zvukové módy "Mono" až "5.1". Povolené vzorkovací kmitočty datového toku AC-3 jsou 32kHz, 44.1kHz a 48kHz, rychlosti datového toku se mohou pohybovat v rozmezí od 32 do 64kbit/s. Specifikace DTS pro DVB definuje zvukové módy "Mono" až "5.1" včetně Extended Surround kanálu (DTS ES). Povolené vzorkovací kmitočty datového toku DTS jsou 8kHz až 192kHz, bitové rychlosti datového toku se mohou pohybovat od 128 do 384kbit/s. Pro přenos vícekanálového zvukového doprovodu jsou u všech tří systémů doporučeny rychlosti 384kbit/s a vyšší Vytvoření transportního toku (TS) - multiplexování Tvorba transportního toku je poslední součástí kanálového kódování. Kódovaný obraz, zvuk a data, reprezentovaná např. teletextem či titulky, jsou přenášena ve formě paketů proměnné délky, která může dosahovat až 64kB včetně 6B záhlaví a informačního pole tvořeného min. 3B. Tyto pakety se nazývají PES 12 a nejsou nijak chráněny proti chybám, proto je možné je použít k přenosu jen na velmi krátké vzdálenosti např. uvnitř zařízení a mezi studii. Všechny tyto pakety se řadí za sebe v programovém multiplexu a vytváří tak jeden programový tok PS 13. Několik takto vzniklých programových toků je doplněno o služební informace SI 14 a jsou sdružovány do jednotného transportního toku TS 15. Schéma vytvoření TS je na obrázku 6. SI identifikují jednotlivé součásti výsledného toku. TS představuje rozhraní mezi zdrojovým a kanálovým kódováním. Má tvar paketů o konstantní délce 188 bytů. Ty se skládají ze 4B záhlaví, následuje adaptační pole o délce 0 182B a zbytek jsou vlastní data. Záhlaví začíná vždy synchronizačním bytem 47 HEX. TS je zpravidla pro jednotlivé systémy DVB společný a je distribuován do patřičných sítí. 12 Z anglického Packetized Elementary Stream, ve zkratce PES. 13 Z anglického Program Stream, ve zkratce PS. 14 Z anglického Service Information, ve zkratce SI. 15 Z anglického Transport Stream, ve zkratce TP. 13

14 Obrázek 6 Vytvoření transportního toku (TS) Kanálové kódování Zajišťuje bezchybný přenos distribuční sítí, resp. přenos s únosnou mezí poměru chyb k bezchybným informacím. Skládá se z několika stupňů protichybového zabezpečení. Prvním stupněm FEC 17 je tzv. vnější kódování FEC 1. V projektu DVB jsou skupinové chyby odstraňovány právě pomocí FEC 1 obsahující Reed-Solomonovi kódy a prokládání. Méně časté chyby jsou opravovány vnitřním kódováním pomocí konvolučních kódů, které jsou součástí stupně FEC 2. Všechny tyto opatření musí opravit chyby, aby konečný poměr BER 18 nepřesahoval Tomu odpovídá méně než jedna chyba za hodinu bezchybného přenosu. Zjednodušené schéma protichybového zabezpečení v systému DVB je na obrázku [online, ] 17 Z anglického Forward Error Correction, ve zkratce FEC. 18 Z anglickéo Bit Error Ratio, ve zkratce BER. 14

15 Obrázek 7 Kanálové kódování Scrambling signálu Paketizovaný transportní tok je rozházen pseudonáhodnou binární sekvencí PRBS (Pseudo Random Binary Sequence). Výsledkem takového znáhodnění je, že není vysílána nemodulovaná nosná i v případě neexistujícího vstupního bitového toku. To v praxi zaručuje energetický rozptyl spektra vysílaného signálu. Na přijímací straně ovšem data musí projít přes stejnou pseudonáhodnou sekvenci. Tím se zaručí původní posloupnost informací Vnější kódování podle Reed-Solomona (FEC 1) Takto znáhodněné pakety postupují do dalšího stupně protichybového zabezpečení, kde se na každý 188bytový paket použije zkrácený Reed-Solomonův kód (188, 204, T=8). Ten vychází z původního Reed-Solomonova (255, 239, T=8) kódu. A to tak, že před 188bytů paketu transportního toku se přidá 51 nulových bytů (188+51=239) a s těmi pak pracuje klasický Reed-Solomonův (255, 239) kód. Po zakódování se samozřejmě nulové byty odstraní. Délka paketu vzroste o 16 bytů ( ). Takto ochráněný paket je schopen opravit až 8 chybných bytů nezávisle na počtu chybných bitů [online, ] 15

16 Vnější prokládání (FEC 1) Konvoluční kódy na přijímací straně neumí opravit shluky chyb, které mohou nastat vlivem atmosférických poruch či jinými vnějšími vlivy. Z tohoto důvodu je do řetězce kanálového kódování zařazeno prokládání, které případné shluky chyb rozloží. S ojedinělými chybami si již dekodér poradí. Prokládání probíhá po bytech. Jak je zřejmé z obrázku 8, hloubka prokládání I je 12, tzn. 12 paralelních větví, ve kterých jsou FIFO 20 registry. Registrů ve větvi je pak M*j (M=N/I=204/12=17, kde N je délka protichybově chráněného rámce, I hloubka prokládání, j index větve prokladače Každý registr pojme jeden byte. Vstupní i výstupní přepínače větví jsou vzájemně synchronní. Synchronizační byte prochází vždy větví 0, to odpovídá na vysílací straně nulovému zpoždění. Proto se délka paketu nemění, pouze se v něm proházejí jednotlivé byty. Na přijímací straně se postupuje podobně jako na vysílací s tím rozdílem, že synchronizační byte procházející větví 0 má největší zpoždění. Obrázek 8 Prokládání na vysílací a odstranění prokládání na přijímací straně Vnitřní kódování (FEC 2) Konvoluční kódy jsou určeny pro opravu samostatných přenosových chyb. Systém využívá řadu zúžených konvolučních kódů. Jako základní je položen kódový poměr 1/2 (50% redundance) s konstantní délkou působení K=7 (obrázek 9). Někdy však není únosné zvýšit přenosovou rychlost na dvojnásobek a použijí se nižší kódové poměry (vynechají se některé určené výstupní bity obrázek 10). 20 Z anglického First In First Out, ve zkratce FIFO. 16

17 Obrázek 9 Konvoluční kodér s kódovým poměrem ½ (vlastní konstrukce) Použitý kódový poměr závisí na požadované chybové ochraně nebo přenosové rychlosti. Jsou definovány tyto poměry: 2:1, 3:2, 4:3, 6:5 a 8:7. Na výstupu jsou generovány dva polynomy (G 1 =171 8 a G 2 =133 8 ), ty pak vzájemně určují, které stavy mohou po sobě následovat a které jsou zcela vyloučeny. Čím je délka působení větší, tím jsou oba polynomy více svázané, a tak je jednodušší určit následující vztah. Proto když po sobě následuje delší sekvence chyb, kódy nemají z čeho vycházet a je složitější určit nejpravděpodobnější stav. S chybami, které zde není možné opravit, si ale poradí další stupně protichybové ochrany. Obrázek 10 Kódové poměry konvolučního kodéru (vlastní konstrukce) 2.2. Modulace Digitální modulace jsou velice důležitou součástí přenosového řetězce a je potřeba jejich rozbor pro mou analýzu. Modulace má za úkol převést vstupní signál, který je ve formě logických jedniček a nul, do rádiového spektra s určitým nosným kmitočtem a požadovanou šířkou pásma. 17

18 Modulace COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex) Standard DVB-T předepisuje pro digitální terestriální vysílání využívat ortogonální frekvenčně dělený multiplex OFDM. Modulační systém OFDM je založený na použití velkého počtu dílčích digitálně modulovaných subnosných vln umístěných rovnoměrně v přenosovém kanálu 8MHz. Standard připouští dva základní módy s rozdílným počtem nosných vln, odvozeným od "počítačových" hodnot 2k (2048) a 8k (8192). 21 Obrázek 11 Spektrum dílčích subnosných COFDM v přenosovém kanálu DVB-T 22 Každá dílčí vlna je digitálně modulována s využitím modulačního schématu QPSK, 16- QAM nebo 64-QAM, přenáší tedy současně 2, 4 nebo 6 bitů. Umístění jednotlivých subnosných v kanálu o šířce 8MHz je patrné z obrázku 11. Celkové spektrum multiplexu OFDM je dáno součtem všech dílčích spekter. To je v celém kanálu velmi rovnoměrné a na okrajích prudce klesá. Optimální využití přenosového kanálu patří k dalším podstatným výhodám OFDM. Důsledkem rovnoměrného spektra signálu OFDM v celém přenosovém kanálu je, že časový průběh signálu má charakter šumu. Ve skutečnosti je však tento šumový signál zcela přesně definován a velmi důkladně zabezpečen proti přenosovým chybám. Postupnou realizací všech operací v dekodéru v obráceném sledu se získá exaktní původní digitální signál. K modulaci dílčích subnosných v kodéru se s výhodou používá algoritmus inverzní rychlé Fourierovy transformace IFFT. V dekodéru se pak využívá algoritmus přímé FFT. Rozdělení celkového bitového toku mezi K nosných vln prodlouží [online, ] 18

19 K-krát trvání každého bitu. Jde v podstatě o změnu ze sériového na paralelní přenos informací. 23 Obrázek 12 Princip vyloučení odrazů spadajících do ochranného intervalu 24 Symbol OFDM je tvořen jedním konkrétním stavem všech K nosných vln. Vysílá se po dobu T S, která je složena ze dvou částí: užitečné části T U a ochranného (guard) intervalu delta. Tento interval umožňuje vyloučit všechny odrazy (pokud spadají do jeho doby trvání), protože signál je dekódován až po ustálení, kdy každá subnosná má již čistě sinusový průběh. Na obrázku 12 je označen ochranný interval a užitečná doba trvání symbolu T U. Ochranný interval umožňuje navíc šířit vysílání pomocí jednofrekvenčních sítí SFN 25 Aby přijímač mohl uvedeným způsobem pracovat, určitý počet dílčích nosných přenáší referenční přesně definovaný signál. Referenční nosné jsou dvojího typu: kontinuální (continual pilot) a rozptýlené (scattered pilot) - obrázek 13. Z celkového počtu 177 kontinuálních nosných jsou znázorněny jen nosné na obou okrajích spektra. K referenčním nosným patří i 68 nosných přenášejících informace o parametrech vysílání TPS 26. Jsou to mimo jiné modulační schéma, kódový poměr a ochranný interval [online, ] 25 Z anglického Single Frequency Network, ve zkratce SFN 26 Z anglického Transmission Parameter Signalling, ve zkratce TPS 19

20 Obrázek 13 Přenos rozptýlených a kontinuálních nosných v jednom rámci COFDM 27 Zjednodušeně se dá říci, že referenční nosné vzorkují přenosový kanál včetně odrazů a příspěvků z jiných vysílačů sítě SFN a umožňují dekodéru jejich srovnáním na jednu úroveň vyrovnat celý kanál. Velmi důležitou roli v systému OFDM hraje protichybové zabezpečení, proto se často přesněji označuje jako COFDM (Coded OFDM). Určitou cenou za zařazení ochranného intervalu je snížení bitové rychlosti, protože v době ochranného intervalu se užitečné informace nepřenášejí. Čím větší je skutečná délka ochranného intervalu, tím větší může být vzdálenost vysílačů v jednofrekvenční síti SFN. V módu 8k může vzdálenost dosahovat až 67,2km. Základní parametry modulačního principu OFDM využívaného v České republice jsou souhrnně uspořádány v tabulce 1. Tabulka 1 Modulační princip COFDM terestriální televize [online, ] 28 [online, ] 20

21 Modulace QAM (Quadrature Amplitude Modulation) Používá dvě nosné vlny se stejnou frekvencí a obvykle i stejnou amplitudou, které jsou vůči sobě posunuty o 90. Na ně je možné namodulovat dva nezávislé signály a tím zvýšit efektivitu ve využití dané šířky pásma. Superpozicí těchto signálů vzniká výsledný signál QAM. Výsledný signál je modulován jak amplitudově, tak fázově. Lze na něj pohlížet jako na současnou amplitudovou a fázovou modulaci. Používá se při přenosu barvonosných složek v televizních soustavách PAL a NTSC. Způsoby amplitudového a fázového ovlivňování nosné vlny lze spojit ve společný způsob klíčování QAM. Ten vede k zvětšení počtu stavů, tím k lepšímu využití frekvenčního pásma, ale za cenu větší bitové chybovosti, což vyžaduje větší poměr signálu k šumu S/N. Při digitální kvadraturní modulaci QAM se počet m bitů datového toku S NRZ (Non Return to Zero) určující počet stavů M = 2 m Rozděluje na M stavů pro fázové klíčování a M stavů amplitudových úrovní působících amplitudové klíčování. Obrázek 14 Modulátor QAM 29 Na obrázku 14 je znázorněn modulátor pro klíčování 4-QAM s příslušnými průběhy. Sériový datový signál NRZ se rozděluje pomocí tzv. mapovacího obvodu pro skupinu m = 2 bitů do M = 2 m = 2 m/2 = 2 cesty (a, b) [online, ] 21

22 Vedení a je určeno pro soufázové složky I p a vedení b představuje kvadraturní složky Q p fázového klíčování. Obrázek 15 Zpracování signálu NRZ modulátory (vlastní konstrukce) Toto základní zpracování signálu NRZ se realizuje modulátory znázorněnými na obrázku 15. Jednotlivé stavy se vytvářejí pomocí dvou modulátorů M I1 a M I2 respektive M Q1 a M Q2 představujících dvě fázové modulace QPSK s různými amplitudami. Jedna dvojice modulátorů s přívody a, b vytváří základní čtveřici stavů, ke které se přičítají různé kombinace modulace QPSK od druhé dvojice součinových modulátorů s přívody c, d, jehož výstupní napětí je poloviční, neboť je zeslabeno o 6dB v útlumovém členu. Tím vzniká v každém kvadrantu přídavná čtveřice možných stavů od modulace 4-PSK cd. V signálovém prostoru se vytvoří 16 stavů s příslušnými fázovými úhly. Podobným způsobem se vytvářejí kvadraturní modulace QAM s větším počtem stavů, např 64QAM. Mají čtvercově uspořádané stavy rozděleny rovnoměrně do jednotlivých kvadrantů, tj. 4x16. Se zvětšujícím se počtem stavů se zvětšuje spektrální účinnost, ale zvětšuje se i pravděpodobnost chybných bitů (obrázek 16). Proto je tento způsob modulace vhodný pro kabelové rozvody, kde je třeba šetřit s frekvenčním pásmem, ale je možné zajistit příznivě velký poměr signál/šum E b /N 0 a malou pravděpodobnost bitových chyb. 22

23 Obrázek 16 Chybovost při různých úrovních signálu 30 V systému DVB-C je zajištěn prakticky bezchybný přenos s BER až Modulace QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) Systém DVB-S využívá pro přenos informací čtyřstavovou modulaci QPSK. Ta je oproti modulacím s více stavy používaných v kabelové a pozemní digitální televizi značně odolná vůči velikému útlumu na přenosové trase mezi družicí a Zemí. Důležitým parametrem je fáze, která může nabývat čtyř hodnot. Jeden stav potom přenáší dva bity informace (obrázek 17). To má za důsledek zvýšení přenosové rychlosti na dvojnásobek při zachování modulační rychlosti, oproti dvoustavové modulaci. v = 2 p vm k = log 2M k M = 2 k délka slova (počet bitů přenesených jedním stavem, symbolem) M... počet stavů modulace 30 PSK_BER_curves.svg.png [online, ] 23

24 Obrázek 17 Konstelační diagram modulace QPSK (vlastní konstrukce) Každá z vln se klíčuje fázově signálem NRZ (+A/-A). Bitový tok, kterým je třeba modulovat signál, se rozdělí v demultiplexu na dvojice bitů tzv. dibity. Lichý bit moduluje nosnou vlnu cosωt a vytváří tak reálnou složku výsledného signálu. Sudý bit klíčuje vlnu sinωt a tvoří imaginární složku. Obě nosné se na výstupu skládají. Výsledný signál cos(ωt+φ m ) může nabývat čtyř fázových stavů (45, 135, 225, 315 ). Obrázek 18 Modulátor QPSK s výstupem na mezifrekvenci 70 MHz (vlastní konstrukce) Stavy výsledného signálu nabývají fáze: 24

25 π ϕm = (2m 1) [rad] pro m=1, 2, 3, 4 4 m φ m I Q s m (t)= cos(ωt+φ m ) X dibit 1 +π/4 -A -A cos(ωt+π/4) π/4 +A -A cos(ωt+3π/4) π/4 +A +A cos(ωt-3π/4) π/4 -A +A cos(ωt-π/4) 0 1 Tabulka 2 Přiřazení úrovní a stavů (vlastní konstrukce) Y Při změnách stavů, kdy se současně mění oba bity ( nebo ), se amplituda nosné postupně zmenšuje až k nule a potom se opět zvětšuje na původní hodnotu, avšak s fází posunutou o 180. Doba přechodu z jednoho do druhého stavu je sice velice krátká, přesto vzniká v modulovaném signálu parazitní amplitudová modulace s hloubkou modulace 100%. Průchodem signálu QPSK přes nelineární obvod dochází k obohacení spektra a zvýšení nežádoucích spektrálních složek signálu což je nevýhoda modulace QPSK. Pro tvarování impulzů v základním pásmu je zvolen filtr Square-Root-Raised-Cosine (obrázek 19) s roll-off faktorem tvarování α=0,35. Filtr zaobl í hrany vstupujícího obdélníkového signálu, který by bez filtrace měl prakticky nekonečnou šířku spektra, a tak podstatně zúží šířku pásma výsledného signálu. Obrázek 19 Časový průběh a spektrum obdélníkového impulzu po filtraci typu Square-Root-Raised- Cosine s různými roll-off faktory (vlastní konstrukce) 25

26 Výstupní mezifrekvenční signál na QPSK modulátoru má frekvenci 70MHz, ten je třeba překonvertovat na 14GHz a dále vyslat na patřičnou družici. Na transparentním transpondéru družice se signál převede do konkrétního pásma, zesílí se a vyšle zpět k zemi. Transpondér má k dispozici dostatečnou šířku pásma (obvykle 27 33MHz). Užitečná přenosová rychlost je cca 40Mbit/s. Do jednoho satelitního kanálu lze vměstnat cca 6 televizních programů průměrné kvality (PAL 6 7Mbit/s). polarizace Vertikální kmitočet 12,525 GHz Symbolová rychlost 27,5 MS/s FEC kódový poměr 3.IV Tabulka 3 Parametry paketu Czechlink (vlastní konstrukce) 2.3. Pozemní digitální vysílání DVB-T V roce 2008 začalo postupné vypínání kanálů, na kterých byl vysílán program ČT2, aby postupně uvolnil frekvence pro digitální vysílání. Signál je šířen z pozemních vysílačů na frekvencích v rozmezí přibližně MHz. Standard DVB-T popisuje celý transportní řetězec televizního signálu až k divákovi. Je koncipován tak, aby bylo možné použít stávající analogovou síť vysílačů a tím byly minimalizovány náklady potřebné pro nasazení tohoto systému. Digitální vysílání využívá lépe frekvenční spektrum na rozdíl od analogového, kde každá stanice měla přidělenu jednu frekvenci. DVB-T přenáší na jedné frekvenci více stanic najednou pomocí digitálního multiplexu, který obvykle obsahuje 4-5 stanic. Jeden multiplex je schopen přenášet jednosměrný datový tok o rychlosti až 24Mbit/s. Vzhledem k tomu, že na DVB-T signál, šířený z pozemních vysílačů, čeká mnohem více nástrah a překážek, než na signál šířený ze satelitu či v kabelovém rozvodu, využívá systém účinnější protichybové zabezpečení FEC 2 a robustní digitální modulaci. Modulace užívaná u pozemního vysílání je COFDM. Pozemní digitální vysílání využívá UHF pásma, které se používá i pro analogové televizní vysílání, proto pro jeho příjem zcela vyhovují přijímací antény pro analogový příjem. Díky ochrannému intervalu COFDM modulace lze 26

27 dostatečně silný odražený signál efektivně zpracovat. Pokud teda do nějakého místa dorazí odražený signál nebo signál ze dvou různých vysílačů vysílajících stejný signál na stejné frekvenci a jejich časový rozestup padne do ochranného intervalu, tak se signály navzájem sečtou a výsledkem je kvalitnější příjem. V současné době existují 4 multiplexy nabízející celkem 14 televizních programů, z toho dva jsou vysílány zkušebně ve vysokém rozlišení a formátu MPEG-4. Pro příjem digitálního pozemního signálu je potřeba televizor s DVB-T tunerem nebo tzv. set-top box, což je externí tuner k televizoru, který nemá DVB-T tuner integrovaný. Existují také rozšiřující karty do klasických počítačů přes rozhraní PCI a USB nebo do notebooků přes rozhraní USB, PCMCIA či ExpressCard. Volba přijímací antény záleží na vzdálenosti od vysílače a na terénu Satelitní digitální vysílání DVB-S Od roku 2002 mohou čeští diváci sledovat české i zahraniční televizní stanice v digitální kvalitě ze satelitu Astra 3A. Všechny české programy jsou však kódovány a jejich příjem je podmíněn poplatky za dekódovací kartu. Signál je šířen z družice umístěné na geostacionární dráze ve výšce cca km nad zemským povrchem. Signál na své cestě k divákovi absolvuje tuto vzdálenost dvakrát. Nejdříve je vyslán z pozemního střediska do satelitu, kde je zesílen a rekonstruován a následně vyslán k divákovi. Skutečnost, že na přenosové cestě nejsou žádné překážky, nám umožňuje použít nižší zabezpečení proti chybám. Jednotlivé multiplexy jsou modulovány pomocí QPSK. Modulovaný signál je pak přenášen do družice na frekvencích okolo 14GHz a z družice je distribuován na kmitočtech 11-12GHz. Signál ze satelitu je zachytáván pomocí parabolické antény a směřován do LNB konvertoru, ze kterého je veden do DVB-S set-top boxu a následně do televizoru. Výhodou satelitního vysílání je široká programová nabídka a pokrytí celého území České republiky. 27

28 Obrázek 20 Schéma přenosu televizního signálu DVB-S (vlastní konstrukce) K příjmu českých programů pomocí digitálního satelitního vysílání je zapotřebí parabolická anténa o průměru nejméně 60cm, LNB konvertor, set-top box či DVB-S televizní karta do PC a dekódovací karta Kabelové digitální vysílání DVB-C Digitální šíření programů prostřednictvím kabelových rozvodů je v České republice nabízeno společností UPC. Díky tomu je za využívání služby vyžadován měsíční poplatek, který je závislý na počtu a druhu programů, které chce divák sledovat. Technologie DVB- C nabízí dosud nejširší programovou nabídku, která je dána vysokou šířkou pásma a použitou modulací 64QAM nebo 256QAM. Přenosový kanál kabelové distribuce je charakterizován malým zkreslením a nízkou úrovní šumu a rušení. Proto se nepředpokládá přídavné zabezpečení datového toku vnitřním konvolučním ochranným kódováním FEC 2. Určitou nevýhodou DVB-C jsou nároky na kvalitu sítě, kdy například odrazy v síti mohou způsobovat rozpadání obrazu a výpadky, výhodou je naopak poměrně dobrá odolnost proti rušení. Velkou výhodou DVB-C je šifrování. V případě digitální kabelové televize je možné pomocí nastavení šifrovací karty zákazníka zpřístupňovat jednotlivé programy, což dovoluje si zvolit programy dle vlastního přání. Příjem televizního signálu prostřednictvím DVB-C je podmíněn dostupností v dané oblasti. Většinou to jsou sídliště a aglomerace s větším počtem obyvatel. Pokud je služba dostupná, tak k její zprovoznění je potřeba kontaktovat kabelového operátora. Ten zajistí instalaci 28

29 DVB-C set-top boxu. Existují i LCD televizory, které mají DVB-C tuner integrován, ale tyto přístroje jsou většinou operátory zakázány Televize přes internetový protokol IPTV Nejnovější možností, jak sledovat televizi v digitální kvalitě je IPTV. Tento systém vysílání funguje zcela odlišně oproti standardům DVB. Jedná se o paketový přenos prostřednictvím pevných telefonních linek nebo optických kabelů. Samotný přenos není realizován po Internetu, ale po privátní paketové síti provozovatele. Jedná se o obousměrnou komunikaci mezi vysílatelem a příjemcem. Tato zpětná vazba umožňuje provozování interaktivních služeb, jako je například video na přání. Služba IPTV je teoreticky dostupnější než kabelová televize, ale díky vysokým nárokům na přenosovou cestu je tato služba omezena na oblasti, kde je možnost zřízení vysokorychlostní internetové přípojky ADSL, ADSL2+, VDSL nebo velkokapacitní optické přípojky Protokoly IPTV Nezbytnou součástí paketové sítě jsou pravidla pro vzájemnou komunikaci a přenos dat mezi jednotlivými prvky sítě. Tato pravidla se nazývají protokoly. Vzhledem k velkému množství těchto protokolů uvádím v mé práci pouze ty, které se bezprostředně týkají IPTV a jsou potřebné pro mou analýzu. Základem paketového přenosu a tedy i této varianty digitálního vysílání, je protokol IP. Konkrétně se u IP televize využívá skupinového vysílání IP multicast. Multicast je metoda efektivní komunikace jednoho odesílatele více příjemcům. 31 Toto skupinové vysílání je zajišťováno pomocí protokolu IGMP, který má na starosti vzájemnou komunikaci mezi aktivními prvky sítě a koncovými příjemci. Konktétně v IPTV se používá IGMP verze 2. Distribuční prvky a koncové stanice si vzájemně vyměňují zprávy membership query message, report message a leave group message. První zpráva je vysílána směrovači ke koncovým stanicím a slouží ke zjištění zájmu o dané vysílání. Query message je odpovědí na dotaz zda mají či nemají o vysílání zájem. Leave group message je zasílána koncovou stanicí a slouží jako žádost o ukončení členství v dané

30 skupině. Protokol IGMPv2 obsahuje ještě několik dalších zpráv, ale ty jsou již mimo rozsah mé práce Architektura Architektura IPTV obsahuje čtyři základní prvky, mezi něž patří hlavní vysílací středisko, tzv. head-end, DSLAM, modem a set-top box. Přenos je realizován pomocí protokolu IP/IGMP založeném na modelu OSI. Obrázek 21 Model OSI aplikovaný na IPTV 32 Aplikační vrstvu IPTV na straně vysílače, představuje příjem televizních stanic ve vysílacím středisku. Zdrojem televizního signálu může být pozemní, satelitní nebo kabelové vysílání. V prezentační vrstvě je signál, obdobně jako u standardu DVB, komprimován pomocí MPEG-2 nebo MPEG-4. Po komprimaci je datový tok rozdělen na bloky PES, obsahující záhlaví snímku a bloku. Takovéto jednotlivé bloky o velikosti 188B jsou v relační vrstvě sdružovány do přenosového toku MPEG-TS a následně vkládány do ethernet rámce, který je schopen pojmout až 7 paketů MPEG-TS. V následujících čtyřech vrstvách dochází k dalšímu zapouzdřování, kdy každá z vrstev přidá své záhlaví. Transportní vrstva zajišťuje požadovanou spolehlivost protokoly UDP či TCP. Následné směrování paketů pomocí protokolu IP obstarává síťová vrstva. Pakety jsou dále uspořádávány do rámců ve spojovací vrstvě. Ta má za úkol připravit data na přenos po 32 [online, ] 30

31 konkrétním médiu. Z vysílacího střediska vstupují do páteřní sítě, která je představitelem fyzické vrstvy, datové proudy s různými televiznímy kanály, které jsou dále distribuovány do DSLAMů umístěných v ústřednách. Z těch jsou pak vysílány jednotilvé kanály, které si zvolili diváci. Nedochází tak ke zbytečnému přenosu dat, které by zatěžovaly již tak dosti vytížené spoje. Obrázek 22 Skládání rámců 33 Jednotlivé datové proudy představují multicastové skupiny, ke kterým jsou připojeni diváci. Přepínání mezi programy je pak realizováno jako přechod z jedné skupiny do druhé, přičemž je potřeba daného uživatele odhlásit ze stávající multicastové skupiny, ověřit oprávněnost volby programu a následně ho přihlásit do nové. K této operaci se používá protokol IGMPv2. Při této operaci vzniká jisté zpoždění a tak přepnutí na jiný kanál není okamžité, ale řádově desítky milisekund. Přepínání zajišťuje tzv. middleware, který si lze představit jako software, který zajišťuje také běh různých doplňkových aplikací a sběr požadavků od uživatelů. Důležitou veličinou celého systému je čas. Při přenosu televizního vysílání je důležité, aby nedocházelo ke zpožďování či ztrátě paketů. Proto je nutné tyto pakety upřednostnit pomocí služby QoS [online, ] 31

32 Obrázek 23 Architektura IPTV 34 Jediným celorepublikovým operátorem, který tuto službu nabízí je Telefónica O2. K příjmu IPTV je zapotřebí telefonní linka s vysokorychlostní internetovou přípojkou ADSL2+. Dále je potřeba ADSL modem a IPTV set-top box. Tato zařízení se prodávají v tzv. samoinstalačních balíčcích, kdy si každý uživatel zařízení zprovozní sám za pomoci podrobného návodu. Služba je zpoplatněna měsíčním paušálním poplatkem a jeho výše závisí na programové nabídce, která obsahuje až 70 televizních stanic. 3. Služby digitální televize Vedle televizních a rozhlasových programů poskytuje digitální multiplexní signál prostor pro přenos doplňkových služeb. Jde zejména o elektronického programového průvodce a služby založené na platformě MHP. Doplňkové datové služby budou mít v období pozemního digitálního vysílání podstatně větší význam než teletext při analogovém vysílání, protože je pro ně možné vyhradit mnohem vyšší přenosovou kapacitu, jejíž velikost lze nastavit odpovídajícím způsobem, a lze používat výrazové prostředky obdobné možnostem obvyklým na multimediálních osobních počítačích [online, ] 32

33 Elektronický programový průvodce - EPG Součástí datového toku signálu MPEG-2 jsou data informující přijímač o vlastnostech přenášených služeb a umožňují mu se automaticky konfigurovat k jejich zpracování. Normy pro MPEG-2 a DVB definují i pravidla přenosu dat, které využívají systémy elektronických programových průvodců EPG 35. V praxi se setkáváme se dvěma druhy programových průvodců: EPG výrobce přijímače a EPG provozovatele multiplexu. EPG bude sloužit i jako zdroj dat pro programování nahrávání pořadů z televizního vysílání pomocí digitálního záznamu PVR 36. EPG výrobce přijímače Pro ovládání digitálního přijímače vytváří jeho výrobce uživatelské rozhraní, jehož součástí je zpravidla i programový průvodce. Ten pracuje pouze s informacemi uloženými do signálu multiplexu podle norem pro MPEG-2 a DVB. Výběr prezentovaných informací a způsob jejich vizualizace (např. zobrazení češtiny) je v tomto případě svázán s příslušným typem, případně verzí softwaru, konkrétního přijímače od příslušného výrobce. EPG provozovatele multiplexu Uvažujeme-li příjem přijímači, které podporují platformu MHP, je možné, aby provozovatel vysílání dopravil prostřednictvím multiplexu do přijímače vhodnou aplikaci (zobrazovací program) a data charakterizující pořady pak mohou být prezentována podle jeho představ. V tomto případě může EPG pracovat nejen s omezeným sortimentem informací přenášených v multiplexu podle norem pro MPEG-2 a DVB, ale i dalšími daty dopravovanými podle normy pro MHP. Typy informací využívaných systémy elektronických programových průvodců V datech pro EPG přenášených podle norem pro MPEG-2 a DVB se mohou přepravovat informace o pořadech právě přijímaného ale i jiného multiplexu. Mezi ně patří: čas začátku pořadu doba trvání pořadu název pořadu 35 Z anglického Electronic Program Guide, ve zkratce EPG 36 Z anglického Personal Video Recorder, ve zkratce PVR 33

34 krátký popis pořadu podrobný popis pořadu typ pořadu (např. film, sport, zprávy apod.) věkové omezení telefonní číslo pro interaktivní kanály vícejazyčný popis programového kanálu a další Využitím platformy MHP bude možné doplnit uvedené informace o obrazový materiál ve formě obrázků a video ukázek. Multimedia Home Platform (MHP) Platforma MHP představuje uživatelské prostředí (operační systém), které uživateli dovoluje spouštět na přijímači aplikace, které jsou obdobou programů, které spouštíme na počítači. Takovou aplikací může být například dekodér teletextu podobné služby, kterému jsou prostřednictvím multiplexního signálu dodávány příslušné informace. Využívání takové aplikace MHP lze přirovnat k prohlížení internetových stránek na osobním počítači. Přijímač DVB-T zde plní funkci počítače, platforma MHP funkci jeho operačního systému a aplikace MHP funkci internetového prohlížeče. Rozdíl mezi aplikacemi MHP a stávajícím dekodérem teletextu je také v tom, že tato již není napevno uložena v televizním přijímači, ale přenáší se do něho prostřednictvím digitálního vysílání. Platformu MHP podporují především evropské televizní stanice veřejné služby, protože představuje otevřený neproprietární systém, který je možné používat bez licenčních poplatků. MHP tedy představuje jakousi bránu, která přivádí do digitálního přijímače další multimediální a telekomunikační služby, např.: EPG provozovatele multiplexu interaktivní služby (itv) Internet a další 34

35 Služby s lokální interaktivitou U analogové televize mohl divák volit, který program chce právě sledovat, jakou jazykovou verzi a na teletextu si může vybrat, kterou informaci si přečte. Digitální vysílání rozšíří služby s lokální interaktivitou o různé aplikace pracující na platformě MHP. Superteletext Teletext má v současném vysílání nezastupitelnou úlohu, jeho další vývoj do budoucnosti však již v podstatě není možný. Teletext je tak rozsáhlý, že již není možné jej dále rozšiřovat a zvětšovat tak jeho programovou nabídku, aniž by se doba nutná pro zobrazení požadované informace zvětšila na neúnosnou míru. Teletext má ve srovnání s MHP primitivní sortiment grafických výrazových prostředků a prakticky nulový potenciál dalšího vývoje. Norma DVB sice jeho přenos umožňuje, ale jeho zánik se předpokládá se zánikem analogového vysílání. Princip Superteletextu je obdobný jako u teletextu, kde se stále cyklicky vysílají jednotlivé teletextové stránky. U Superteletextu je použit tzv. objektový karusel, kde je díky MHP možné využít podobných výrazových prostředků, jaké známe z Internetu. Služby s úplnou neadresnou interaktivitou U těchto služeb je třeba, aby digitální přijímač byl již vybaven pro práci se zpětným kanálem pomocí modemu nebo síťového připojení. Vysílaný obsah je pro všechny diváky stejný, ale modifikuje se na základě informací ze zpětného kanálu. To jsou např. služby: Pay TV / Pay per view Pay per view spočívá v tom, že na jednom kanálu bude, např. jeden den, ale třeba i týden vysílán stále stejný pořad, resp. film, ale divák zaplatí jednorázově, za jedno jeho shlédnutí. Interaktivní vysílání Sem patří různé typy her, chat k pořadu, ovlivňování soutěží a zábavných pořadů. Služby s úplnou adresnou interaktivitou Vysílaný obsah se u těchto služeb modifikuje na základě informací ze zpětného kanálu od diváka a je určen pro jeho přijímač: 35

36 Internet přes DVB-T/RCT Internet přes DVB-T/RCT (Return Channel Terrestrial) nabízí všechny služby internetu, tj. http, ftp, p2p, SMTP, POP3, NNTP, atd. Dosahovaná rychlost by se měla pohybovat okolo 512/128kbit/s. Tato rychlost jde se současnou technologií zvýšit až na 2048/512kbit/s. Realizovatelné jen na DVB-T/RCT nebo pomocí zpětného kanálu. Video on demand (SVOD) / Audio on demand (SAUD) Video na přání si lze představit jako videopůjčovnu. Nabízené filmy je možné stáhnout z internetu na pevný disk. SVOD (Stream video on demand), toto video lze z internetu přijímat jako datový tok (stream) a nestahovat celý film na pevný disk. Audio na přání a SAUD je stejný případ, jedná se však poze o hudbu. Home shopping / Home banking Home shopping je služba umožnující nakupování prostřednictvím televizoru a jeho dálkového ovládání. Pomocí služby Home banking lze spravovat a udržovat bankovní konto přímo na televizní obrazovce. Dnes v České republice fungují ve standardu DVB zatím služby EPG a MHP. Výrobci settop boxů a televizorů zatím podporu jiných funkcí než EPG a MHP do svých přístrojů neinstalují. V nabízených službách je o krok dopředu IPTV, která ještě navíc nabízí video na přání a videoarchiv. 4. Očekávaný vývoj v oblasti televizního vysílání Technický vývoj z posledních let nám naznačuje, jakým směrem se budou ubírat informační, a telekomunikační technologie. Myslím si, že postupem času dojde ke spojení televizního vysílání, internetu a telekomunikací do jednoho velkého mediálního celku, který bude nabízet nepřeberné množství zábavy, informací a služeb. V následujících letech můžeme díky nástupu pozemního digitálního vysílání očekávat nárůst komerčních stanic, které budou svým zaměřením oslovovat cílové skupiny obyvatel. Dojde také ke spuštění vysílání ve standardu DVB-H pro mobilní zařízení. Spuštěno bude také vysílání vysokém rozlišení tzv. HDTV, které umí zobrazovat video s rozlišením 1920x1080. To bude nejdříve spuštěno u satelitního a kabelového vysílání a o pár let později i u terestriálního. Do té doby bude zapotřebí zvládnout ještě lépe výrobu LCD, OLED a plazmových 36

37 televizorů s dekodéry MPEG-4 a snížit jejich cenu. V IPTV můžeme očekávat v průběhu 50ti let postupné nahrazování stávajících metalických vedení do domů k účastníkům optickými kabely, které umožní vysoké rychlosti internetu, příjem televizního vysílání a mnoho dalších služeb. 5. Zhodnocení analýzy Analýza se zabývá dostupností, programovou nabídkou, měsíčními náklady, nabízenými službami a kvalitou obrazu a zvuku. Vhledem k rozdílným podmínkám příjmu ve městě a mimo město, jsem analýzu v některých případech provedl pro obě tyto oblasti. Pro vyhodnocení jsem použil vícekriteriální metodu Dostupnost digitálního příjmu Dostupnost je klíčovým parametrem pro diváka, a proto jsem zvolil pro toto kritérium váhu 0,3. Hodnocení příjmu DTV ve městě DVB-T Výhodou tohoto systému je rozlehlá síť dosavadních vysílačů. Díky jejich častému umístění v blízkosti hustě obydlených aglomerací, stačí k příjmu signálu pouze pokojová anténa. Hodnocení: 10 DVB-S Satelitní vysílání pokrývá svým signálem 100% České republiky a to bez ohledu na hustotu osídlení. K příjmu je ovšem potřeba instalace přijímací paraboly, což může být zejména v centrech měst problém. Hodnocení: 7 37

38 DVB-C Kabeloví operátoři se soustředí většinou pouze na oblasti velkých sídlišť a centra měst, což značně snižuje dostupnost této varianty digitálního vysílání. Hodnocení: 4 IPTV Rozsáhlá rekonstrukce a digitalizace telefonní sítě v České republice, která proběhla v 90. letech minulého století, umožnila příjem digitálního vysílání téměř na všech telefonních zásuvkách ve městech. Hodnocení: 9 Systém Váha Hodnocení Výsledek DVB-T 0,3 10 3,0 DVB-S 0,3 7 2,1 DVB-C 0,3 4 1,2 IPTV 0,3 9 2,7 Tabulka 4 Hodnocení příjmu ve městě Hodnocení příjmu DTV mimo město DVB-T Díky použité modulaci COFDM, která umožňuje sčítání signálů z více vysílačů, je příjem oproti analogovému vysílání mnohem kvalitnější. K příjmu je však zapotřebí venkovní anténa se zesilovačem. Hodnocení: 8 DVB-S Satelitní digitální vysílání je pro mimoměstské oblasti zcela ideální díky 100% pokrytí. Jedinou podmínkou je instalace parabolické antény. Hodnocení: 10 38

39 DVB-C Kabelová televize je v mimoměstských oblastech divákům téměř nedostupná. Hodnocení: 1 IPTV Televizní vysílání pomocí IP protokolu je závislé na existenci nebo možnosti zřízení pevné telefonní přípojky a na vzdálenosti daného místa od ústředny. Hodnocení: 5 Systém Váha Hodnocení Výsledek DVB-T 0,3 8 2,4 DVB-S 0,3 10 3,0 DVB-C 0,3 1 0,3 IPTV 0,3 5 1,5 Tabulka 5 Hodnocení příjmu mimo město 5.2. Programová nabídka V dnešní době je nabídka televizních stanic čím dál tím větší a v některých případech je pro diváka rozhodujícím parametrem. Z tohoto důvodu volím váhu 0,18. Hodnocení programové nabídky DTV DVB-T Jedná se o vysílání, které není, kromě koncesionářských poplatků České televizi, nijak zpoplatněno. Odpovídá tomu i chudší nabídka televizních stanic. V současné době je možné sledovat až 14 programů. Do budoucna se počítá s přibýváním dalších, avšak díky nutnosti robustní modulace a omezené šířce pásma nelze dosáhnout takového množství stanic jako u jiných systémů. Hodnocení: 4 39