Moderní multimediální elektronika (U3V) Prezentace č. 3 Příjem digitálního vysílání a přijímače pro DVB-T Prof. Ing. Václav Říčný, CSc. Ústav radioelektroniky, FEKT VUT v Brně
Digitáln lní televizní přijímače e pro standard DVB-T 1. Výhody digitálního pozemního vysílání - tzv. digitální) kvalita obrazu obraz je buď kvalitní, nebo není.. - potlačení vlivu vícenásobného příjmu vlivem odrazů, - možnost kvalitního televizního příjmu i v mobilních prostředcích, - zlepšení energetické bilance digitálních vysílačů (pro pokrytí území signálem - vyzářený výkon je podstatně nižší teoreticky až o 80 %), - možnost budování tzv. jednofrekvenčních sítí vysílačů SFN (Single Frequency Networks). Vysílače se v plošně omezeném regionu vzájemně neruší, ale naopak podporují. Tyto sítě výrazně spořípotřebu kmitočtových kanálů, - zvýšení využití stávajících kmitočtových pásem (kanálů) možnost značného zvětšení počtu programů) proti současnému stavu (v analogovém vysílání je kmitočtové spektrum TV pásem v ČR vyčerpáno), - zjednodušení (zlevnění) přijímacích antén v oblastech s dostatečnou úrovní signálů lze používat i vnitřní neziskové (nesměrové) antény aj.
2 Technické prostředky pro příjem vysílání DVB-T Pro příjem digitálního televizního signálu DVB-T lze v současné době využít jednu z následujících možností: - integrované digitální televizní přijímače pro příjem současného analogového i digitálního vysílání (DVB-T) televizního vysílání, - konvertory DVB-T - tzv. Set top boxy (STB - DVB-T). - PCI karty pro příjem DVB-T instalované do PC. 2.1 Integrované televizní přijímače Současné TV přijímače i střední třídy mají již zabudovány dva vstupní díly (tzv. tunery) - analogový a digitální DVB-T. Špičkové přijímače s vestavěným hard diskem obsahují dva DVB-T tunery, aby bylo možno nahrávat i jiný než právě sledovaný program. Na trhu jsou i integrované TV přijímače pro příjem digitálních signálů více standardů (tzv. komba).
2.2 Set top boxy (STB) DVB-T představují v přechodném období koexistence analogového a digitálního vysílání zřejmě optimální řešení. Umožňuje využít stávající kvalitní analogové přijímače jako monitory. Set top box je audio-video (AV) výstupem propojen s AV vstupem přijímače (podobně jako satelitní přijímače). Jednoduché levné Set top boxy obsahují zejména: - kanálový volič (tuner) pro příjem signálů DVB-T v I. až V. televizním pásmu, - mezifrekvenční zesilovač, - demodulátor COFDM, - dekodér MPEG-2, - D/A převodník a výstupy audio video (BOZS), - kodér PAL a AM + KM modulátory pro vysokofrekvenční (RF) propojení s televizním přijímačem (monitorem), - obvody pro zpracování signálů Teletext, OSD (On Screen Display), EPG (Electronic Programme Guide) aj. Činnost a všechny funkce jsou řízeny řídicím mikropočítačem prostřednictvím menu. Jejich současná cena se pohybuje v rozmezí 1 5 tisíc Kč. Pro kvalitní příjem v oblasti dobrého pokrytí signálem stačí jednoduchá nezisková (všesměrová) anténa. Pro slabší signály lze užít aktivní antény se širokopásmovým zesilovačem napájeným po anténním kabelu ze settop-boxu.
Blokové schéma jednoduchého Set-top-boxu DVB-T Na trhu jsou již i lépe vybavené přístroje se zabudovaným harddiskem (250 GB i více), nebo idvd rekordérem, příp. přístroje pro příjem dvou nebo i všech tří standardů DVB.
Složitější a dražší přístroje obsahují dekrypční obvody pro podmíněný přístup CA (Condition Acces) placené televize (Pay TV) přijímaných signálů, sériové rozhraní RS 232C umožňující např. upgrade software apod. Ani tyto přístroje však neumožňují využívání interaktivních služeb, které jsou vysílány v rámci nadstavby DVB-T MHP (Multimedia Home Platform). digitáln lní audio telefonní konektor RCA TV SCART konektor TV antenní vstup síť.. přívod p RF výstup pro TV, 100-230 V videorecoder audio RCA (L,P) napájen jení antenního SCART pro konektor zesilovače videorekordér r USB Ukázka stránky elektronického programového průvodce EPG
2.3 PCI karty pro příjem DVB-T instalované do PC. Tyto vestavné karty pro počítače mají obdobné vlastnosti jako Set top boxy. Nabídka na trhu je veliká. Vyžaduji instalaci ovládacího software, který je dodáván s kartou. Jejich cena je srovnatelná (i nižší) s cenou levných set-top-boxů podobných technických parametrů. Distribuce (vysílání DVB T) bude v ČR zřejmě, alespoň v počátcích, bezplatná. V budoucnosti v souvislosti s rozšiřováním programové nabídky. K té je nutné postupné uvolňování dalších kmitočtů) a se vstupem nových soukromých televizních společností společností lze předpokládat, že bezplatný bude příjem pouze veřejnoprávních programů. Zpoplatněno bude zřejmě využívání interaktivních služeb budoucího standardu DVB -T MHP minimálně v souvislosti s nutností využívat nějakou formu zpětného kanálu (telefonní modem, mobilní telefon, Internet, kabelová televize).
2.4 Nastavení (naprogramování) STB Po připojení vnější nebo vnitřní antény (v případě příjmu místního silného vysílače je třeba STB (PCI kartu) nejprve naprogramovat na přijímané digitální signály DVB-T. Děje tak obvykle pomocí MENU, ve kterém se zadává manuálně kmitočet (nebo číslo) kanálu a další parametry DVB-T signálu (jsou většinou pro danou zemi konstantní a dané). Přijímač následně vyhledá zadaný multiplex a pomocí sloupcových diagramů (tzv.bar grafů, cejchovaných obvykle v %) ukáže úroveň a chybovost (tzv. kvalitu) přijímaného signálu. Druhou možností je automatické vyhledání všech v signálových multiplexů, které je možno v daném místě přijímat. Tím jsou pro uložené multiplexy dostupné seznamy všech programů, jejich obsahy ve formě elektronického programového průvodce EPG (Electronic Programme Guide)
Poznámka V ČR používá kompresní standard MPEG-2, jehož kompresní účinnost (až 100x) je při TV vysílání se standardním rozlišením SDTV zcela postačující. Umožňuje do stávajícího kanálu (8 MHz) vložit digitální signál s bitovou rychlostí až 22 Mbit/s. To v případě digitální modulace COFDM/64 - QAM s parametry používanými v ČR představuje až 5 TV programů kvality srovnatelné s původním analogovým vysíláním. Ve světě se však prosazuje účinnější standard (algoritmus) MPEG- 4 AVC (Advanced Video Coding). Je určen především pro vysílání a velkokapacitní optický záznam HDTV např. BD - Blu Ray Disc). Je užíván také v digitálním satelitním vysílání HDTV ve standardu DVB-S (S2). V ČR bude nástup HDTV rámci DVB-T opožděn. To ale neplatí pro jiné distribuční platformy (DVB-S (S2), DVB-C, DVB-H, IPTV aj.). V ašich podmínkách bude pro rychlejší rozvoj DVB-T vhodnější do ukončení přechodu na digitální vysílání (cca rok 2011) pochat stávající kompresní standard MPEG-2. Ten navíc užívá většina stávající digitální záznamové techniky a odpovídající media (např. rekordéry a disky DVD). -
4 Příjem vysílání ve standardu DVB-H (Handheld) (Transmision System of Handheld Terminals) konkurenční systém příjmu digitálního pozemního vysílání určený pro mobilní příjem pomocí speciálních malých přijímačů, mobilních telefonů, PDA apod. Je kompatibilní se standardem DVB-T. V budoucnosti bude využívat i jiné kompresní standardy místo současného MPEG 2 například MPEG 4 AVC aj. Experimentální vysílání v Evropě již probíhá (Německo, Finsko aj.). V ČR chystají zkušební provoz České radiokomunikace, a.s. V souvislosti S rozvojem mobilních sítí 3. gen. UMTS uvažují o této službě i čeští mobilní operátoři Vodafone, T-Mobil i O 2 Telefonica. Standard DVB-H může využívat i televizní pásma (III. až V.), protože pro malé displeje lze užít formát CIF (rozlišení 360 x 288 bodů), který vyžaduje přenosovou rychlost 384 kbitů/s. Příjem vyžaduje speciálně vybavený mobilní telefon (např. NOKIA 7710). Otázkou zůstává zda tato, zřejmě placená, služba bude mít dostatečně atraktivní obsah a zda o ni bude postačující zájem veřejnosti.
5 Předpokládané pokrytí území ČR signálem DVB-T původní verse - přechodné sítě Provozovatelé tří přechodných multiplexů (sítí) v ČR (vyznačeno barevně) A (zelený 69%) veřejnoprávní multiplex - České Radiokomunikace a.s. B (fialový 28%) komerční multiplex Czech Digital Group a.s. C (hnědý 49%) komerční multiplex Český Telecom a.s. Podle Technického plánu přechodu na pozemní digitální vysílání DVB-T vypracovaného ČTU (Český telekomunikační úřad) a schváleného vládou ČR v roce 2008 se označení přechodných multiplexů (sítí) A,B,C změní na číselné: 1(nově vzniklý veřejnoprávní multiplex ČT), 2(A),3(B),4(C). Česká televize vyšla zpožďujícímu se procesu digitalizace vstříc tím, že se v několika regionech vzdala koncem roku 2008 kmitočtů analogového vysílání programu ČT2 a začíná na nich vysílat programy multiplexu 1.
Rozdělení České republiky na 14 regionů pro vysílání DVB-T Vypínání analogového vysílání začalo 1.11.2008 vysílači Cukrák (Střední Čechy), Kleť (Jižní Čechy) a Žižkov (Praha-město) Historie vysílání DVB-T v Brně Digitální vysílání začalo v Brně v prosinci 2005 (multiplex A ČRa) z Barvičovy a z Hádů. Multiplex 3 (Czech Digital Group) obsahující programy Prima, Očko, Z1 a další) začal vysílat v květnu 2008 pouze z Hádů. Multiplex C (O2 Telefonica) vysílá zkušebně s přestávkami a s malým výkonem od roku 2006
Harmonogram vývoje digitálního vysílání v Brně-městě Multiplex označ. sítě operátor Programy Vysílače Kanál č. Výkon/polar. [kw] Datum zahájení Poznámka 1 ČRa, a.s. ČT1,ČT2,ČT 24, ČT4sport ČRo 1-7 Hády, Barvičova 52 10/H 31.10.2008 30.11.2009 Kojál (29.k) 2 ČRa, a.s. Nova,Prima TV Barrandov aj. Hády, Barvičova 40 10/H 31.10.2008 září 2010 Kojál (9.k) 3 CDG Z1, Očko, PTV Hády 59 10/H 15.5. 2008 září 2010 Kojál (k.?) 4 O2 Telefon. Nové TV Jihlavská, 64 1.12.2008 J. Babáka max. 2/H Vypínání analogového vysílání Kojál Kojál Hády ČT1 29.k. NOVA 9.K ČT 2 46.k. Prima 55.k. červen 2011 30.11.2009 září 2010 Termíny mohou doznat změn
Ukázka pokrytí signálem sítě 3 pro Brno-město
Ani po dokončení hlavních vysílacích sítí provozovatelů prvních multiplexů 1, 2,3, 4 nebude pokrytí území ČR zdaleka 100 %. To znamená, že část obyvatel ČR zůstane po vypnutí analogového vysílání bez možnosti příjmu televize. Po přijetí digitální novely vysílací zákona parlamentem ČR, budou však všichni majitelé nových licencí povinní zajistit do jednoho roku po zahájení vysílání svým programem pokrytí pro alespoň 70 % obyvatelstva (veřejnoprávní televize 95%). Toho lze dosáhnout jen kombinací pozemní distribuce a dalších distribučních platforem - satelitního, vysílání DVB-S, kabelového TV vysílání DVB-C, případně i televize IPTV (Internet protocol TV). To nutí majitelé nových programových licencí, aby své programy distribuovali i těmito formami což pro ně, samozřejmě, představuje další náklady. Ty budou zřejmě hrazeny i diváky formou placené televize (Pay TV)
Kde se dozvědět o digitálním vysílání více DVB homepage www.dvb.org E-studio projekt, s.r.o www.digitalnitelevize.cz České Radiokomunikace, a.s. www.cra.cz (multiplex A) Czech Digital Group, a.s. www.digitv.cz (multiplex B) Český Telecom, a.s. www.telecom.cz (multiplex C) Rada pro rozhlasové a televizní vysílání www.rrtv.cz Konference Teleinformatika 2000-2004 www.teleinformatika.cz www.digizone.cz Děkuji za pozornost