Moderní multimediální elektronika (U3V)

Prof. Ing. Václav Říčný, CSc.

Ústav radioelektroniky, FEKT VUT v Brně

Prezentace č. 3

Příjem digitálního vysílání a přijímače pro DVB-T

DigitDigitáálnlníí televizntelevizníí ppřřijijíímamačče pro standard e pro standard DVBDVB--TT

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 sig-

nálem - 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 vzá-jemně neruší, ale naopak podporují. Tyto sítě výrazně spoří potřebukmitočtových kanálů,

- zvýšení využití stávajících kmitočtových pásem (kanálů) – možnost značného zvětšení počtu programů) proti současnému stavu (v analo-govém 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 vysíláníDVB-T

Pro příjem digitálního televizního signálu DVB-T lze v současné doběvyužít jednu z následujících možností:

- integrované digitální televizní přijímače pro příjem současného analo-gového 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 přijímačeSoučasné TV přijímače i střední třídy mají již zabu-dovány dva vstupní díly (tzv. tunery) - analogový adigitální DVB-T. Špičkové přijímače s vestavěnýmhard diskem obsahují dva DVB-T tunery, aby bylomožno nahrávat i jiný než právě sledovaný program.Na trhu jsou i integrované TV přijímače pro příjemdigitálních signálů více standardů (tzv. komba).

2.2 Set top boxy (STB) DVB-Tpředstavují v přechodném období koexistence analogového a digitálníhovysílání zřejmě optimální řešení. Umožňuje využít stávající kvalitní analo-gové přijímače jako monitory. Set top box je audio-video (AV) výstupempropojen 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 (Elec-

tronic Programme Guide) aj.

Činnost a všechny funkce jsou řízeny řídicím mikropočítačem prostřed-nictvím 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 set-top-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 propříjem dvou nebo i všech tří standardů DVB.

Složitější a dražší přístroje obsahují dekrypční obvody pro podmíněnýpřístup CA (Condition Acces) placené televize (Pay TV) přijímaných sig-nálů, sériové rozhraní RS 232C umožňující např. upgrade software apod. Ani tyto přístroje však neumožňují využívání interaktivních služeb, kteréjsou vysílány v rámci nadstavby DVB-T MHP (Multimedia Home Platform).

digitdigitáálnlníí audio telefonnaudio telefonnííkonektor RCA TV SCART konektor RCA TV SCART konektorkonektor

TV TV antennantenníívstvstupup

ssííťť. p. přříívod vod RF výstup pro TV, RF výstup pro TV, 100100--230 V 230 V videorecodervideorecoder

audio RCA (L,P)audio RCA (L,P)nanappáájenjeníí antennantennííhoho

SCART pro SCART pro konektor zesilovakonektor zesilovačče e videorekordvideorekordéér USBr USB

UkUkáázka strzka stráánky elektronicknky elektronickééhohoprogramovprogramovéého prho průůvodce EPGvodce 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 instalaciovládacího software, který je dodáván s kartou. Jejich cena je srovnatelná (i nižší) s cenou levnýchset-top-boxů podobných technických parametrů.

Distribuce (vysílání DVB –T) bude v ČR zřejmě, alespoň v počátcích, bezplatná. V budoucnosti v souvislosti s rozšiřová-ním programové nabídky. K té je nutné postupné uvolňování dalších kmi-točtů) a se vstupem nových soukromých televizních společností společ-ností lze předpokládat, že bezplatný bude příjem pouze veřejnoprávních programů.

Zpoplatněno bude zřejmě využívání interaktivních služeb budoucíhostandardu DVB -T MHP – minimálně v souvislosti s nutností využívat nějakou formu zpětného kanálu (telefonní modem, mobilní telefon, Inter-net, kabelová televize).

2.4 Nastavení (naprogramování) STBPo připojení vnější nebo vnitřní antény (v případě příjmu místního silné-ho vysílače je třeba STB (PCI kartu) nejprve naprogramovat na přijímanédigitální signály DVB-T. Děje tak obvykle pomocí MENU, ve kterém sezadává manuálně kmitočet (nebo číslo) kanálu a další parametry DVB-T signálu (jsou většinou pro danou zemi konstantní a dané). Přijímač ná-sledně vyhledá zadaný multiplex a pomocí sloupco-vých diagramů (tzv.bar grafů, cejchovaných obvyklev %) ukáže úroveň a chybovost (tzv. kvalitu) přijíma-ného signálu.

Druhou možností je automatické vyhledání všechv signálových multiplexů, které je možno v daném místě přijímat. Tím jsou pro uložené multiplexy dostupné seznamy všechprogramů, jejich obsahy ve formě elektronického programového průvod-ce – EPG (Electronic Programme Guide)

PoznámkaV ČR používá kompresní standard MPEG-2, jehož kompresní účinnost (až100x) je při TV vysílání se standardním rozlišením SDTV zcela postačující.Umožňuje do stávajícího kanálu (8 MHz) vložit digitální signál s bitovourychlostí až 22 Mbit/s. To v případě digitální modulace COFDM/64 - QAM s parametry používanými v ČR představuje až 5 TV programů kvality srov-natelné s původním analogovým vysíláním. Ve světě se však prosazujeúčinnější 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 vysíláníHDTV ve standardu DVB-S (S2). V ČR bude nástup HDTV rámci DVB-Topožděn. 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) po-chat stávající kompresní standard MPEG-2. Ten navíc užívá většina stáva-jící digitální záznamové techniky a odpovídající media (např. rekordéry adisky 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 uva-žují o této službě i čeští mobilní operátořiVodafone, T-Mobil i O2 Telefonica. StandardDVB-H může využívat i televizní pásma (III. až V.), protože pro malé displeje lze užít formát CIF (rozlišení 360 x 288bodů), který vyžaduje přenosovou rychlost 384 kbitů/s. Příjem vyžaduje speciálně vybavený mobilní telefon (např. NOKIA 7710). Otázkou zůstávázda tato, zřejmě placená, služba bude mít dostatečně atraktivní obsah a zda o ni bude postačující zájem veřejnosti.

5 Předpokládané pokrytí území ČR signálem DVB-Tpůvodní 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). Českátelevize vyšla zpožďujícímu se procesu digitalizace vstříc tím, že se v ně-kolika regionech vzdala koncem roku 2008 kmitočtů analogového vysíláníprogramu ČT2 a začíná na nich vysílat programy multiplexu 1.

Rozdělení České republiky na 14 regionů pro vysílání DVB-T

Vypínání analogového vysílánízačalo 1.11.2008 vysílači Cukrák(Střední Čechy), Kleť (Jižní Če-chy) a Žižkov (Praha-město)

Historie vysílání DVB-T v BrněDigitální vysílání začalo v Brně v prosinci 2005 (multi-plex A – ČRa) z Barvičovy a z Hádů. Multiplex 3 (CzechDigital Group) obsahující programy Prima, Očko, Z1 a

další) začal vysílat v květnu 2008 pouze z Hádů. Multiplex C (O2 Telefo-nica) vysílá zkušebně s přestávkami a s malým výkonem od roku 2006

Harmonogram vývoje digitálního vysílání v Brně-městě

Termíny mohou doznat změn

30.11.2009září 2010

ČT 2 46.k.Prima 55.k.

KojálHády

červen 2011ČT1 29.k.NOVA 9.K

Kojál

Vypínání analogového vysílání

1.12.200864max. 2/H

Jihlavská,J. Babáka

Nové TV4O2 Telefon .

září 2010Kojál (k.?)

15.5. 20085910/H

HádyZ1, Očko, PTV

3CDG

září 2010Kojál (9.k)

31.10.20084010/H

Hády,Barvičova

Nova ,Prima TV Barran-dov aj.

2ČRa, a.s.

30.11.2009Kojál (29.k)

31.10.20085210/H

Hády,Barvičova

ČT1,ČT2,ČT24, ČT4sport ČRo 1-7

1ČRa, a.s.

PoznámkaDatumzahájení

Kanál č.Výkon/polar.

[kW]VysílačeProgramy

Multiplexoznač. sítě

operátor

Ukázka pokrytí signálem sítě 3 pro Brno-město

Ani po dokončení hlavních vysílacích sítí provozovatelů prvních multi-plexů 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 jedno-ho roku po zahájení vysílání svým programem pokrytí pro alespoň 70 %obyvatelstva (veřejnoprávní televize 95%). Toho lze dosáhnout jen kom-binací 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, abysvé programy distribuovali i těmito formami – což pro ně, samozřejmě, představuje další náklady. Ty budou zřejmě hrazeny i diváky formou pla-cené televize (Pay TV)

Kde se dozvědět o digitálním vysílání víceDVB homepage www.dvb.orgE-studio projekt, s.r.o www.digitalnitelevize.czČeské 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.czKonference Teleinformatika 2000-2004 www.teleinformatika.czwww.digizone.cz

Děkuji za pozornost