Obsah:
1. Praktické zkušenosti s příjmem DVB-T.
2. Co je dobré vědět o televizním vysílání?
3. Co je dobré vědět o příjmu DVB‐T?
4. Co je dobré vědět o televizních anténách?
5. Mimopásmové rušení DVB‐T
6. DVB-T2
7. DVB-T2 reálně (k srpnu 2020)
8. Druhá televizní digitalizace aneb co všechno se nepovedlo!
9. Rozhlasové vysílání DAB, DAB+
10. Závěr
1. Praktické zkušenosti s příjmem DVB-T
I dnes stále existuje hodně případů, kdy se lidé pokouší přijímat televizní signál tak, jako kdyby se stále jednalo o signál analogové televize. Někdo může oprávněně namítnout, že rozdíly mezi příjmem analogové a digitální televize prakticky neexistují. Tento názor ovšem není tak úplně pravdivý, stejně jako ten, že antény pro příjem analogové a digitální televize jsou zcela stejné. Obě tato tvrzení jsou pravdivá pouze v obecné rovině. V konkrétních případech se ale použité antény a anténní komponenty většinou dost liší. Je to z toho důvodu, že digitální vysílání má jiné kvalitativní nároky na přijímaný signál, než tomu bylo u analogové televize. Největší rozdíly jsou pak v případech, kdy jsou použity anténní zesilovače. Jelikož u digitální televize není možné posoudit sílu a kvalitu signálu nebo případné rušení podle televizního obrazu, je pro posouzení kvalitativních parametrů přijímaného signálu potřeba používat měřící techniku. Indikátory síly a kvality signálu obsažené v televizních přijímačích a set‐top‐boxech nejsou natolik kvalitní a přesné, aby s jejich pomocí bylo možné identifikovat všechny příčiny nekvalitního televizního signálu. V dnešní době, kdy dochází k masivnímu zavádění technologie LTE pro rychlý bezdrátový internet, je velmi častou příčinou ztráty televizního signálu právě rušení od této technologie. LTE používá kmitočty v těsné blízkosti televizního pásma, takže širokopásmové anténní zesilovače i ostatní prvky zesilují a propouštějí signály této služby. To pak velmi často mívá za následek zahlcení zesilovačů a vstupních dílů přijímačů nežádoucími signá‐ ly, které znemožní kvalitní příjem televize. Používání pásmových a širokopásmových zesilovačů je v dnešní době vhodné omezit na minimum a používat je pouze tam, kde nehrozí jejich rušení. Pro vlast‐ ní realizaci televizních anténních systémů je mnohem vhodnější používat přesně laděné prvky, které brání pronikání nežádoucích signálů do anténního rozvodu a především zesilovačů.
Nároky na anténní zesilovače se v době digitální televize oproti minulosti zcela zásadně změnily. Stejně jako není u digitální televize vidět v obraze duchy, není vidět ani šum, rušení nebo zkreslení signálu. Pokud jsou všechny tyto nežádoucí signály svojí úrovní dostatečně pod užitečným televizním signálem, pak se v kvalitě obrazu a zvuku vůbec neprojevují. Pokud jsou si ovšem úrovně užitečného a rušivého signálu blízké, pak dochází k chybám při demodulaci dekódování digitálního signálu v tak velké míře, že se vliv těchto signálů projeví v kvalitě obrazu i zvuku znatelnými artefakty. Z tohoto pohledu je potřeba při volbě anténních zesilovačů brát na zřetel jejich parametry a konkrétní funkci v anténním systému. Zcela odlišné nároky jsou totiž kladeny na anténní předzesilovače než na výkonové zesilovače pro rozsáhlé domovní rozvody. Bez podrobné znalosti vlastností jednotlivých prvků a nároků na příslušné komponenty anténního systému je správná volba vhodných prvků velmi problematická. Nové anténní předzesilovače a zesilovače fy. TEROZ, určené pro digitální televizní a rozhlasové vysílání, jsou proto konstruované tak, aby byly použitelné v širokém rozsahu provozních nároků. Nejnovější konstrukce zesilovačů s moderními bipolárními tranzistory jsou použitelné jako předzesilovače i jako zesilovače v menších domovních rozvodech. Jejich vynikající šumové vlast‐ nosti a vysoká linearita je předurčují do míst se slabým a méně kvalitním signálem.
Na tomto místě je potřeba podotknout, že žádný zesilovač nedokáže zvýšit kvalitu přijímaného signálu. Kvalitní zesilovač s vynikajícími parametry je ovšem schopen zesílit i velmi slabý signál bez toho, že by jeho kvalitu dále snížil šumem nebo zkreslením. Moderní zesilovače proto umožňují kvalitní televizní příjem i v místech mimo oficiální pokrytí signálem. Pro kvalitní a bezporuchový příjem digitální televize je nutné zajistit, aby na vstupu přijímače byl signál s patřičnými kvalitativními parametry. Spolehlivost příjmu a kvalita signálu se posuzují podle následujících parametrů:
POWER (dBμV, dBm) – síla signálu – jedná se o parametr, který sám o sobě nezaručuje kvalitu příjmu ale je pouze předpokladem k tomu, aby přijímaný signál splňoval i ostatní kvalitativní parametry. Podle doporučení ČTÚ je minimální požadovaná úroveň signálu na výstupu antény 55dBμV. Tato úroveň signálu dává předpoklad dostatečně kvalitního signálu na vstupu přijímače. To vše samozřejmě za předpokladu správně nainstalované a připojené antény.
MER (dB) – index modulační chyby – jedná se o poměr užitečného a chybového signálu v matici demodulátoru. Pro grafické znázornění tohoto parametru se v měřících přístrojích používá tzv. konste‐ lační diagram. Doporučené minimální hodnoty jsou závislé na robustnosti použité modulace a pohybují se od 18dB pro 16QAM po 25dB pro 64QAM. Čím vyšší hodnota, tím kvalitnější signál.
C-BER – bitová chybovost před korekcí – jedná se o parametr vyjadřující počet chybných bitů obsažených v primárním signálu nosné vlny ‐ Carrier Bit Error. Pro zajištění kvalitního obrazu a zvuku by tento parametr neměl překročit hodnotu 1E‐3. Čím menší hodnota, tím kvalitnější signál.
V-BER – bitová chybovost po korekci chyb – parametr určující konečnou kvalitu signálu ze kterého se vytváří obraz a zvuk. V praxi bývá nazýván Pos‐Viterbi Error. Hodnota tohoto parametru úzce souvisí s C‐BER a MER. Obraz a zvuk bez rušivých artefaktů vyžadují V‐BER menší než 1E‐6.
2. Co je dobré vědět o televizním vysílání?
Televizní vysílání prošlo největší revolucí od dob jeho vzniku. Po více než sto letech od prvních pokusů s přenosem pohyblivého obrazu dosáhla televizní technika na vrchol svých možností a došlo tak na nutnost přistoupit k zásadním změnám. Naprosto největší a nejcitelnější změnou byla digita‐ lizace televizního vysílání. Digitální technika prostupuje už několik desetiletí všemi odvětvími lidského konání a tedy i televizní technikou. Digitální televizní vysílání ovšem bylo limitované nezbytným množstvím přenášených dat, nutných pro dosažení kvalitního obrazu a zvuku. Velká část televizní technologie byla digitalizována už v uplynulých desetiletích. Digitální vysílání bylo ovšem úspěšně zvládnuté až na samém konci dvacátého století. Jako první se tato technologie začala používat při vysílání z družic (DVB‐S). Následně byla upravena pro vysílání v kabelových rozvodech (DVB‐C) a pro pozemní vysílání (DVB‐T). Všechny tři tyto varianty digitálního vysílání mají jeden společný základ, ale odlišují se odolností a ochranou proti poškození signálu při šíření od vysílače k přijímači. Pro příjem těchto nových druhů vysílání je nezbytně nutné pořídit si přijímací zařízení, které umí zpracovat příslušný druh signálu. V případě příjmu DVB‐T je takovéto zařízení obsaženo v nových televizních přijímačích. V ostatních případech je nutné pořídit si k televizoru externí zařízení obecně nazývané „set‐top‐box“ (STB). Set‐top‐box zpracuje příchozí digitální signál a převede jej na signál vhodný ke zpracování ve stávajícím televizním přijímači. Není tedy nutné si kvůli příjmu digitálního vysílání kupovat nový televizní přijímač. Digitalizace televizního vysílání přináší několik zásadních výhod. Především umožňuje zvýšení kvality obrazu, přenos vícekanálového zvuku, zvyšuje počet možných televizních programů a rozšiřuje televizní vysílání o některé dosud neznámé služby, jako např. elektronický programový průvodce (EPG.) S nástupem nové technologie televizního vysílání je nutný i nový pohled na způsob jeho příjmu. V případě satelitního a kabelového šíření nedochází k žádným podstatným změnám. U příjmu pozemního digitálního vysílání ale existuje několik zásadních odlišností. Jeden analogový program šířený na jednom televizním kanálu byl u digitálního vysílání nahrazen jedním multiplexem (MPX), který obsahuje hned několik televizních programů najednou. U analogového vysílání nebylo možné, aby více televizních vysílačů ve vzájemném dosahu pracovalo na stejném kanále. V případě DVB‐T je takovýto provoz zcela obvyklý. Na přijímací anténu tak může dopadat žádaný signál hned z několika vysílačů současně. U analogového vysílání takováto situace naprosto znemožnila kvalitní příjem signálu. Signál DVB‐T je do značné míry odolný proti odrazům signálu v prostředí, což u analogové televize vyvolávalo vznik „duchů“ a rozmazání obrazu. Slabý a nekvalitní signál analogového vysílání způsoboval šum a „duchy“ v obraze. V případě digitálního vysílání se šum a „duchy“ vůbec nevyskytují. Nekvalitní signál digitálního vysílání způsobuje rozpad obrazu na „kostičky“ a výpadky ve zvuku. V případě velmi nekvalitního signálu je příjem zcela vyloučený. Vzniká tak velmi ostrý předěl mezi signálem, který je ještě použitelný bez jakékoli vady v obraze nebo zvuku, a mezi signálem zcela nepoužitelným. Naprosto se tak vytrácí možnost hodnotit kvalitu přijímaného signálu podle kvality obrazu na televizoru, což v případě analogového vysílání byl zcela běžný postup.
3. Co je dobré vědět o příjmu DVB‐T?
Jak jsem již uvedl výše, má příjem digitálního vysílání své odlišnosti od příjmu analogové televize. Mezi laickou veřejností se rozšířilo několik mýtů o příjmu DVB‐T. Tyto mýty se týkají především televizních antén. Mnoho lidí žije v domnění, že DVB‐T je možné přijímat na kus drátu. V drtivé většině případů je takováto představa naprosto nesmyslná. Na kus drátu je možné přijímat DVB‐T jen v místech s velmi silným a velmi kvalitním signálem, tedy v těsné blízkosti vysílače. Ve všech ostatních případech je nutné použít vhodnou a dostatečně kvalitní anténu. Existuje velmi mnoho lidí, kteří jsou ochotni investovat obrovské částky do koupi nového televizního přijímače. Nezřídka se v dnešní době taková investice pohybuje v řádech desítek tisíc korun. Při výběru přístroje věnují obrovskou pozornost technickým parametrům přijímače, aby takto vybraný a zakoupený přístroj nakonec doma připojili k naprosto nevyhovující televizní anténě. Takovýmto počínáním svoji investici ovšem značně degradují. Nevyhovující anténa nedodá signál s dostatečnou kvalitou, která je nutná pro poskytnutí obrazu, který by odpovídal vložené investici. Televizní antény jsou neprávem opomíjeným článkem celého přijímacího zařízení. Každý radioamatér dobře ví, že kvalitní a výkonná anténa je naprostým základem úspěšného spojení. Zatímco příjem analogového vysílání byl mnohdy možný i s nevhodnou anténou, s poškozeným nebo nefunkčním zesilovačem, se zesilovačem přebuzeným nebo dokonce kmitajícím, je příjem DVB‐T s takovouto výbavou zcela nemožný. Tento fakt je nejčastější příčinou neúspěšného příjmu DVB‐T. Z praxe je známo obrovské množství případů, kdy nesprávně zvolená anténa nebo zesilovač znemožnily příjem digitálního vysílání i v místech s přímou viditelností na vysílač. Naprostou tragédií je pak ovšem případ, kdy jedna nesprávně udělaná anténa se zesilovačem zaruší příjem televizního signálu v celém svém okolí do vzdálenosti až několika stovek metrů! Takovéto případy rozhodně nejsou ojedinělé a s přibývajícím pokrytím DVB‐T se bude počet takovýchto případů ještě zvětšovat. Na tomto místě je potřeba připomenout, že provozovatel takovéto „rušičky“ se dopouští přestupku proti zákonu a ze strany ČTÚ mu hrozí nemalá pokuta!
Velmi častou kritikou na adresu digitální televize je občasné znehodnocení obrazu nebo zvuku krátkodobým poklesem kvality přijímaného signálu. Jedná se o kritiku, která je založena na další mylné představě, že digitální televize je technologie bez jakýchkoliv vad. Kvalita signálu digitálního vysílání se posuzuje počtem chybně přenesených dat. Tyto údaje se obecně vyskytují dva. Jeden z těchto údajů udává obecný počet chybných dat před korekcí chyb, druhý údaj hovoří o počtu neopravitelných chyb v přijímaném signálu. V prvním případě se běžně jedná o hodnoty řádu tisícin až desetitisícin, kdy na tisíc až deset tisíc přenesených paketů připadá jeden paket chybný. Vzhledem k tomu, že digitální signál je velmi dobře vybavený opravou chyb, výsledná chybovost signálu je až o pět řádů lepší. Za velmi kvalitní signál se tak považuje stav, kdy výsledná chybovost signálu je menší než jedna ku sto milionům! Tento parametr by bylo možné obecně znázornit asi tak, že za dobu sta milionů sekund dojde k jednosekundovému výpadku signálu. Pokud by bylo možné dlouhodobě zajistit takto malou chybovost signálu, pak by se jednosekundový výpadek projevil jednou za více než tři roky nepřetržitého vysílání. V praxi je ovšem chybovost přece jen o něco větší. Viditelné vady obrazu se objevují i několikrát během krátké doby. Příčinou takovéto situace je rušení příjmu např. od projíždějícího motorového vozidla, neodrušeného elektromotoru nebo termostatu v ledničce. Takováto rušení se samozřejmě projevovaly i u analogové televize, jenže tam divákům většinou tolik nevadila. V naprosté většině případů projevů takovéhoto rušení je ovšem na vině nekvalitní anténa!
4. Co je dobré vědět o televizních anténách?
Hned v úvodu této kapitoly je třeba upozornit na jeden důležitý fakt a to, že pro příjem DVB‐T se používají naprosto stejné antény, zesilovače, slučovače a ostatní komponenty včetně koaxiálních kabelů jako pro příjem analogové televize. Neexistují tedy žádné zázračné antény ani zázračné zesilovače nebo kabely, které by byly speciálně určené pro digitální televizi. Označení: „Anténa pro DVB‐T“ je naprosto zavádějící a v mnohých lidech vyvolává dojem, že musejí nakupovat jen to „digitální.“ Jedná se o klamání spotřebitele. Kvalitní výrobky a komponenty anténní techniky jsou pou‐ žitelné pro příjem analogového i digitálního vysílání! Rozdíl mezi analogovou a digitální televizí je pouze ve způsobu zakódování přenášené informace do elektrického signálu. Samotný přenos signálu z vysílače k divákovi už probíhá naprosto stejně! Jen málokterý televizní divák si uvědomuje, že televizní anténa je prvním článkem jeho přijímacího zařízení, který z nepřeberného množství radiových signálů vybírá právě ten jeden jediný, který je potřebný pro příjem požadovaného programu. Anténa je opravdu prvním selektivním členem, který má schopnost oddělit „zrno od plev.“ Jen správně zvolená a nainstalovaná anténa je schopna dodat na vstup televizního přijímače dostatečně silný a kvalitní signál s minimem rušení. Například širokopásmová anténa doplněná širokopásmovým zesilovačem, nainstalovaná v těsné blízkosti rušné ulice s tramvajovým nebo trolejbusovým provozem zcela jistě nebude právě nejlepší volba. Stejně tak elektrifikovaná železniční trať nebo průmyslový podnik, případně i nemocnice, to všechno bývají velmi časté zdroje rušení. V těchto případech se většinou jedná o rušení, která z jeho povahy není možné odstranit na straně jeho vzniku, a pro potlačení jeho vlivů je nutné udělat patřičná opatření na straně potenciálně rušeného zařízení. Právě majitelé širokopásmových antén vybavených zesilovačem bývají nejčastějšími stěžovateli na kvalitu digitálního vysílání, aniž by si dokázali uvědomit, že za potíže s příjmem si vlastně mohou sami.
Pouhý pohled do katalogu výrobců nebo prodejců anténní techniky vzbuzuje otázku: „Nač vlastně tolik různých antén je, když téměř všechny antény na střechách jsou stejné?“ Široký sortiment vyráběných a prodávaných antén je právě možností pro výběr té nejvhodnější. Každé příjmové místo je nějakým způsobem odlišné od jiného příjmového místa. Na různých místech se televizní vysílání přijímá z různých vysílačů pracujících na různých kanálech. Příjem je realizovaný na různé vzdálenosti a mnohdy rozváděný k většímu počtu televizních přijímačů. Mnohdy je nutné pro kompletní programovou nabídku přijímat signály z různých vysílačů současně, což vyžaduje použití více antén nasměrovaných různými směry. Signály z těchto antén je nutné následně sloučit tak, aby se navzájem neovlivňovaly. Pro všechny tyto případy je nutné pečlivě volit nejen nejvhodnější antény, ale také zesilovače, slučovače a rozbočovače. Nevhodně zvolené anténní komponenty mnohdy zapříčiní úplnou ztrátu použitelného signálu. Na tomto místě je třeba podotknout, že správná volba a instalace antény je pro laika sázkou do loterie, pro amatéra je to experiment a pro odborníka mnohdy zdlouhavé hledání optimální varianty. Bez patřičných vědomostí a zkušeností, spolu s kvalitním vybavením měřící technikou je v dnešní době montáž antén velmi nejistým podnikem. Naprostá většina laiků sice ví, které programy chce přijímat, ale už většinou neví ze kterého vysílače a na kterých kanálech. Už vůbec neví jak silný signál je v místě zamýšleného příjmu a nedokáže tedy posoudit jak výkonnou
anténu bude potřebovat. V případě nutnosti použití zesilovače je tato situace ještě mnohem složitější a bez měřící techniky zcela neřešitelná! V každém případě je vhodné volbu antény konzultovat s někým, kdo v daném místě příjem úspěšně realizoval, nejlépe však s odborníkem. Samotná konzultace většinou nic nestojí a pokud přece jenom ano, tak většinou méně, než zbytečně nakoupené antény a zesilovače, které většinou nefungují podle představ. Smutnou realitou ovšem zůstává, že volání odborníka je vždy až tou poslední variantou, kdy už celá rodina dlouhodobě trpí napjatou atmosférou z důvodu nefunkčnosti svého domácího miláčka.
5. Mimopásmové rušení DVB‐T
S rušením televizního a rozhlasového vysílání bylo, je a bude možné se setkávat od samotného začátku existence tohoto vysílání až do samotného konce. Z principu věci totiž platí, že jakýkoliv elektrický signál je možné rušit a je jen věcí dokonalosti zabezpečení přenosu, nakolik se toto rušení projeví na konci přenosového řetězce.
V případě analogového televizního vysílání bylo jakékoliv rušení velmi nepříjemné, protože amplitudová modulace, která byla pro přenos obrazu používána, je na rušení velmi citlivá a nemá žádný ochranný mechanismus, který by následky tohoto rušení jakkoliv potlačil nebo zmírnil.
S příchodem digitální televize se do značné míry podařilo mnohá rušení z výsledného zvuku a obrazu odstranit. Ani to ovšem nezaručuje úplnou odolnost digitálního vysílání proti jakémukoliv druhu rušení. Vzhledem k tomu, že se do radiového spektra tlačí stále více a více různých služeb a signálů, přičemž mnohé z nich jsou v těsné blízkosti samotnému televiznímu signálu nebo dokonce jsou uvnitř tohoto pásma a v některých případech i uvnitř samotného přenosového kanálu DVB‐T, je rušení stále častější.
Není až tak dávno, kdy došlo k razantnímu rušení analogové televize následkem zavádění mobilního internetu v televizním mezipásmu 400MHz. Dnes je televizní vysílání ohrožováno dalším druhem internetu, který dokonce pohltil horní část pátého televizního pásma a v blízké budoucnosti se předpokládá jeho další šíření směrem k nižším televizním kanálům.
Terestrické televizní vysílání tak přichází o drahocenný prostor, přičemž na horním i dolním konci vysílacího pásma je okleštěno datovými službami, které velmi často bývají příčinou rušení samotného televizního signálu.
Z pohledu televizní anténařiny je tak dnes přinejmenším potřebné omezovat vliv těchto nežádoucích signálů na signály DVB‐T. Proto dnes platí víc než kdykoliv dříve, že televizní anténní systém by měl přijímat jen a pouze ty signály, které jsou pro příjem vlastní televize nezbytně nutné. Vše ostatní by mělo být pečlivě odfiltrováno a potlačeno na úroveň, při které jsou tyto nežádoucí signály již zcela neškodné. Samotné rušení je tedy možné rozdělit do několika kategorií, přičemž některá jsou z principu věci neodstranitelná, některá jsou odstranitelná jen velmi obtížně a některá lze odstranit za použití jednoduchých laděných prvků, použitých na vstupu anténního systému.
Drtivá většina rušivých signálů vzniká následkem zahlcení vstupního dílu přijímače nebo zesilovače následkem silného signálu přicházejícího na jeho vstup. Takovýto silný signál způsobí, že vstupní tranzistor tuneru nebo zesilovače se dostane mimo lineární oblast pracovní charakteristiky, což má za následek vznik nežádoucích intermodulačních produktů, které téměř vždy padnou i do samotného přijímaného signálu a způsobí jeho znehodnocení. Toto znehodnocení je téměř vždy natolik markantní, že přijímaný signál se stane zcela nepoužitelným. Z výše uvedeného vyplývá, že nejlepší obranou proti jakémukoliv rušení je zabránit průniku nežádoucích signálů do anténního rozvodu. K tomuto účelu se používají různé laděné prvky a filtry, které mají za úkol zadržet nežádoucí signály a propustit jen ty, které jsou pro příjem dané služby potřebné.
Jistou komplikací při odstraňování mimopásmových rušení je to, že zdroje nebezpečných signálů způsobujících samotné rušení jsou mnohdy mnohem blíže k přijímací anténě, než televizní vysílač jehož signály je potřeba zachytit a zpracovat. Základnová stanice LTE totiž může být umístěna jen několik metrů od televizní přijímací antény, přičemž signál z této stanice může svojí úrovní přesahovat požadovaný televizní signál i více než 10000x.
6. DVB-T2
První důležitý vynález vedoucí ke vzniku televize spatřil světlo světa už na konci devatenáctého století. Byl jím Nipkovův kotouč s jehož pomocí německý inženýr G. P. Nipkow poprvé dokázal elektrickou cestou přenést pohyblivý obraz. Od é doby až do konce 20 století televize prodělala několik zásadních revolučních změn. Všechny tyto změny je ale možné považovat za pouhé vylepšení a zdokonalení předchozí varianty. Zcela zásadní a bezesporu revoluční změnou byla až úplná digitalizace televize, která přišla na přelomu tisíciletí a praktického nástupu se dočkala až na konci první dekády nového milénia. Na podzim 2011 jsme si tak všichni mohli oddychnout a začít si zvykat na výhody i nevýhody digitálního televizního vysílání. Tehdy si nejspíš většina z nás myslela, že právě prodělaná televizní revoluce je na dlouhá léta poslední. To byl ale obrovský omyl. Technologický vývoj jde neustále kupředu a nabízí nové možnosti a další zlepšení a právě tato zlepšení a nové možnosti má přinést nový standard digitální televize označovaný jako DVB-T2, DVB-S2, DVB-C2. Přechod na novou technologii vysílání označenou číslicí 2 je stejně revoluční a radikální jako byl přechod z analogové televize na první generaci televize digitální. Obě technologie jsou totiž neslučitelné. Nová generace proto vyžaduje nové přijímače a zcela odlišný přístup k příjmu televizního signálu. Celá problematika televizního vysílání je dnes natolik obsáhlá a rozvětvená, že pro účely tohoto článku se budeme věnovat výhradně pozemnímu- terestrickému televiznímu vysílání, označovanému DVB-T(2), které nejvíce souvisí s výrobním programem fy.TEROZ. Jedním z podstatných důvodů k zavádění DVB-T2 je zkrácení kmitočtových přídělů pro terestrické televizní vysílání. S příchodem digitalizace bylo opuštěno televizní pásmo VHF I a VHF II. V pásmu VHF III byly sice přiděleny některé frekvence pro DVB-T, ale u nás se pro tento účel přidělené koordinace nepoužívají. V budoucnu tak toto pásmo definitivně připadne digitálnímu rozhlasu T-DAB a T-DAB+. Pro televizní vysílání je tak v tuto dobu využíváno 40 kanálů pásma UHF IV a UHF V, které ovšem bude po roce 2020 zkráceno na kanály 21 až 49. Kanály 50+ připadnou digitálním datovým sítím LTE. Zavádění technologie LTE už ovšem od roku 2014 komplikuje příjem DVB-T tím, že základnové stanice této technologie používají relativně velký výkon, který proniká do televizních rozvodů a způsobuje rušení přijímaného signálu. Na tomto místě je nutné poznamenat, že i mobilní telefony a modemy pro LTE internet vysílají v tomto pásmu nemalý výkon. Z tohoto důvodu je nezbytně nutné systémy televizních antén vybavovat selektivními prvky a filtry LTE, které zabrání pronikání tohoto rušení do zesilovačů a vstupních dílů televizních přijímačů. Aktivní antény bez účinných LTE filtrů jsou v dnešní době prakticky nepoužitelné! Nová technologie T2 v principu vychází z předchozí T. Jedná se tedy o COFDM modulaci v několika možných variantách. Pro zajímavost je možné říct, že DVB-T2 umožňuje volit šířku vysílaného kanálu např. 2MHz, 4MHz nebo také 16MHz. Zvyšuje počet subnosných v 8MHz kanálu až na 32k. Zavádí nové délky GI a poměry FEC. Použitá modulace dosahuje až QAM256. Naprostou novinkou je pak pootočení konstelačního diagramu, což má usnadnit dekódovatelnost signálu i při zhoršených podmínkách a nezvyšovat tak nároky na sílu a primární kvalitu přijímaného signálu. V praxi by tak všechny tyto nové prvky měly umožnit navýšení maximálního datového toku o cca 50%. Konkrétní kapacitní zisky jsou ovšem závislé na konkrétní kombinaci zvolených parametrů modulace QAM, GI a FEC. Další podstatnou novinkou pak je to, že DVB-T2 umožňuje stavbu SFN za hranicí ochranného intervalu. Praktické testy ukázaly, že za určitých podmínek je tak možné pokrýt obrovské území jednofrekvenční sítí bez toho, že by se jednotlivé vysílače navzájem rušily. To přinese další úsporu kmitočtových přídělů, ovšem zvýší to nároky na přijímací antény, které budou muset svými parametry zajistit patřičné odstupy jednotlivých signálů v síti. Z praktického hlediska je tak možné tvrdit, že podstatně stoupnou nároky na směrovost a selektivitu přijímacích antén. Amatérská nebo dokonce laická instalace televizní antény bude ve většině případů prakticky vyloučena a bez profesionála s kvalitní měřící technikou a dostatkem zkušeností nebude možné anténu kvalitně vyřešit.
7. DVB-T2 reálně (aktuálně k srpnu 2020).
S počátkem postupného vypínání televizních vysílačů ve standardu DVB-T a nuceným přechodem na standard DVB-T2 se postupně začaly objevovat problémy s příjmem tohoto vysílání. V mnoha případech ani přímá viditelnost přijímací antény na vysílač totiž nezaručuje spolehlivý a bezporuchový příjem. Pátrání po příčinách těchto potíží vyústilo v několik zcela zajímavých a dříve neznámých zjištění. Důvodů těchto potíží je totiž hned několik a vzájemně se prolínají. Většina televizních přijímačů a set-top-boxů určených pro příjem DVB-T2 je totiž postavena na platformách, které mají potíže při dekódování signálů obsahujících specifické echo, což dále souvisí s vysíláním v rozsáhlých sítích SFN. Jednoduše řečeno – přijímače fungují spolehlivě pouze tenkrát, je-li přijímán signál pouze z jednoho vysílače a na anténu se nedostává signál jiného vysílače v téže síti. To je ovšem dost velký problém, protože v našich podmínkách je takovýto příjem v podstatě nemožný. Reálně existují rozsáhlá území na která dopadají signály z pěti i šesti vysílačů současně. Přestože všechny tyto vysílače splňují podmínku ochranného intervalu, dochází na přijímací straně k problémům a výpadkům. Stávající antény a anténní systémy tak přestávají vyhovovat a je nutná jejich zásadní přestavba.
V každém případě je dnes nutné jakýkoliv anténní systém vybavit účinnou ochranou před pronikáním cizích signálů. LTE filtry v anténách a běžně prodávaných zesilovačích jsou zcela nedostatečné a většinou neúčinné. Proto je nutné do anténního systému zařadit účinný LTE filtr s útlumem LTE pásma alespoň 40dB! Důvodů k použití takto účinného filtru je hned několik. Jedním z nich je, že LTE signál na anténu nepřichází jen z BTSky mobilního operátora, ale také z jakéhokoli telefonu, tabletu nebo modemu, který LTE pásmo používá. Může se tak snadno stát, že mobilní telefon pracující v pásmu LTE se nachází jen několik málo metrů od televizní antény, kterou bez účinné ochrany dokáže spolehlivě zarušit. Podobné problémy jako LTE ovšem spolehlivě nadělají i jiné signály více či méně vzdálené od televizního pásma. Spolehlivým rušičem je například provoz železniční TrSZSky v těsné blízkosti 21. televizního kanálu. Instalace televizní antény bez pásmových a kanálových filtrů je v dnešní době v podstatě vyloučená! Radiové spektrum je čím dál tím více zaplněné a je nutné počítat s tím, že se bude dále zaplňovat.
Samotná volba konkrétního typu nejvhodnější přijímací antény je pak mnohem větší oříšek než celý zbytek anténního systému. Filtry, zesilovače a další prvky systému totiž zpracují jen a pouze to, co přijme vlastní anténa na střeše. Pokud na svorkách samotné antény není signál s dostatečnou úrovní a především dostatečnou minimální kvalitou, je další snaha o kvalitní příjem zcela marná. V případě DVB-T2 je nezbytně nutné, aby anténa potlačovala všechny nežádoucí signály z ostatních vysílačů v SFN, což v mnoha případech nebývá právě snadné. Praxe totiž ukázala, že potlačení signálů v rámci SFN je nutné dostat až na úroveň -35 až -40dB pod úroveň hlavního přijímaného signálu. Pokud je potlačení menší, nemusejí některé přijímače pracovat spolehlivě. Dosáhnout v praxi takto velkých signálových odstupů nebývá právě snadné. Mnohdy za to můžou odrazy ze směru příjmu hlavního signálu, jindy signál dopadající na anténu ze zadního nebo bočního směru, v krajním případě vysílače v zákrytu s hlavním signálem. Většina těchto problémů je řešitelná vhodnou volbou antény a jejím správným umístěním v prostoru. Naprosto extrémním případem je pak ovšem ten, kdy do místa příjmu dopadá signál z vysílače za hranicí ochranného intervalu, což není nemožné. V případě naší republíky nastávají takové případy především v obdobích inverzního počasí, kdy vysoko poležené vysílače Jeseník – Praděd nebo Trutnov – Černá hora září až do vzdáleností přesahující 200km. V takových případech je ovšem ochrana před rušením téměř vyloučená.
Pokud jde tedy o spolehlivý příjem DVB-T2 vysílání, je současný stav tak trochu krokem zpět. Při zavádění DVB-T bylo možné přijímat tento signál mnohdy na kus drátu. Ještě dnes jsou na mnohých střechách vidět antény pro VHF, polarizované pro vertikální polarizaci některého z místních převaděčů, který už ovšem mnoho roků nefunguje. Přesto takováto antény může poskytnout dostatečný signál pro příjem DVB-T. V případě T2 je to ovšem zcela vyloučené! S příchodem nového standardu se opět vracejí vysoké nároky na kvalitu televizních antén. UFO, žraločí ploutve, trojplošníky a podobná zařízení, jsou téměř stoprocentní zárukou neúspěchu. Na scénu se tak opět postupně vracejí osvědčené modely televizních antén jako jsou YAGI a její modifikace. Úplnou renesanci však zažívají antény logaritmicko periodické, které při svých rozměrech mají naprosto nedostižné parametry právě na spodním konci UHF, kde se většina multiplexů DVB-T2 nachází. Další jejich výhodou je velmi dobré impedanční přizpůsobení, které přispívá ke stabilitě systému při následném zesilování signálů. Jejich největší výhodou je ovšem velmi příznivá cena, která umožňuje skládání těchto antén do anténních sestav. Z vlastní praxe můžu potvrdit, že čtveřice LP antén sestavená do kosočtverečné soustavy dokáže poskytnout velmi kvalitní signál i v místech, kde všechny ostatní antény beznadějně pohoří. Správně udělaná soustava má totiž velmi úzký vyzařovací lalok a především minimální příjem z bočních a zadních laloků. V porovnání s všeobecně uznávanou anténou Color supra jsou výsledky u LP anténní soustavy neporovnatelně lepší především co do kvality a stability signálu. Zatímco úroveň signálu z obou antén je přibližně stejný, MER je u LP soustavy o cca 10dB vyšší, Noise Margine o cca 8dB vyšší a BER o dva řády lepší. Uvedené hodnoty vycházejí z několika různých instalací LP soustavy na různých místech a v různých příjmových podmínkách. Ve všech případech ovšem bylo použití LP soustavy reálným řešením problémů s kvalitou příjmu.
8. Druhá televizní digitalizace aneb co všechno se nepovedlo!
První televizní digitalizace byla zcela zásadní revolucí v distribuci televizního signálu. Její počátky bylo možné vidět již na konci 90 let minulého století, kdy k digitálu začalo přecházet vysílání ze satelitů! Terestrické digitální vysílání přišlo na řadu o cca 10 roků později a určitě bylo krokem kupředu. Přestože bylo možné v té době zaznamenat mnoho odmítavých názorů, že analog je lepší a digitalizace je nesmysl, dnes už by asi málo kdo měnil zpět. To ovšem neplatí o druhé televizní digitalizaci, která proběhla v roce 2020 a od listopadu tohoto roku můžeme terestricky přijímat už pouze nový standard DVB-T2. Tato druhá vlna televizní digitalizace se totiž vůbec nepovedla a uspokojení na straně zainteresovaných složek rozhodně není na místě!
Problémy a nedostatky s DVB-T2 je možné rozdělit do dvou částí. První z nich jsou problematické přijímače, které mají problémy s příjmem a zpracováním signálů SFN. O tomto jsem se zmiňoval v jednom z předcházejících článků. Druhý a mnohem závažnější problém je na straně poskytovatelů signálů. ČTÚ navrhl a zkoordinoval rozsáhlé jednofrekvenční sítě bez ohledu na možné vzájemné rušení vysílačů za hranicí ochranného intervalu. To se projevuje ztrátou použitelného signálu nejen v období inverzí ale i v běžném provozu, kdy výše položené vysílače přezařují do míst za hranicí ochranného intervalu.
Zcela zásadní problém je ovšem již v samotných zkoordinovaných kmitočtech. Po vypnutí původních vysílačů DVB-T se naplno projevily případy, kdy zahraniční vysílače svým přesahem na naše území likvidují příjem našich sítí DVB-T2. Jako první se ukázal problém v oblasti Jablůnkova na hranicích se Slovenskem, kde je zcela znemožněn příjem MPXu 21 na k26, který je rušen na stejném kanále vysílačem Magurka ze Slovenska. Dále se projevilo rušení taktéž MPXu 21 na k26 v oblasti Jeseníku a Králík. Oba tyto regiony jsou významně zasaženy rušením polského vysílače Kalisz – Mikstat, který ač je vzdálený téměř 200km, přezařuje na naše území výkonem, který znemožňuje příjem k26 v těchto regionech. Stejně tak je rušen dokrývač MPXu 21 na Zlatém Chlumu nad Jeseníkem na k41, který koliduje s vysílačem Czestochowa.
Po spuštění MPXu 23 se dále objevily další kolize ve stejných regionech. V oblasti Jeseníku se jedná o rušení na k31 z polského vysílače Kalisz – Mikstat a v oblasti Králík o rušení na k 33 z téhož vysílače.
Přeshraniční rušení se nevyhýbá ani MPXu 24, který je v některých částech Moravy rušen na k21 ze slovenského vysílače Velká Javorina vysílajícího na stejném kanále.
Výše uvedené potíže s příjmem DVB-T2 jsou jen nepatrnou částí. Podobné kolize a rušení je možné najít i v ostatních částech republiky. Vzhledem k tomu, že rušení mnohdy znemožňuje příjem i poměrně hluboko ve vnitrozemí, není možné považovat tento problém za bezvýznamný. ČTÚ zjevně provedl koordinaci od stolu a neobtěžoval se podrobným kanálovým průzkumem v terénu. Údaje o pokrytí území republiky signálem tak jsou do značné míry nadhodnocené, protože vycházejí ze simulací a nikoliv z konkrétně naměřených parametrů. Pro mnoho domácností je tak přechod na DVB-T2 velkým krokem zpět, který je připravil o televizní signál a zahnal je k alternativním placeným platformám příjmu televize.
9. Rozhlasové vysílání DAB, DAB+
Současně s digitalizací televizního vysílání probíhá i digitalizace vysílání rozhlasového. Dnešní
analogové rozhlasové vysílání VKV-FM provozované v pásmu CCIR je postupně nahrazováno digitálním rozhlasovým vysílání T-DAB a T-DAB+. Toto digitální rozhlasové vysílání je provozováno na frekvencích, které v minulosti patřily televiznímu vysílání ve III. televizním pásmu. Frekvenční oblast prvního až šestého televizního kanálu se tak postupně uvolňuje pro jiné služby. V blízké budoucnosti tak dojde k úplnému přesunu rozhlasového vysílání do III. TV pásma a my si budeme pořizovat nové rozhlasové přijímače stejně, jako jsme si před několika lety pořizovali nové televizní přijímače a set-top-boxy.
Rozhlasová digitalizace je stejně nutná a neodvratná jako digitalizace televizní. Na trh se tlačí stále větší počet komerčních stanic, pro které již v analogovém vysílání není prostor. Dalším důvodem pro digitalizaci je výsledná užitná kvalita vysílání. Současné vysílání s frekvenční modulací je svojí kvalitou srovnatelné s kvalitou gramofonové desky. DAB a DAB+ umožňuje dosáhnout technické kvality zvuku srovnatelnou s CD. Další výhodou digitalizace je nutný menší počet vysílačů a lepší pokrytí signálem.
10. Závěr
Z výše uvedeného tedy jasně vyplývá, že nároky na selektivitu anténních systémů neustále rostou a porostou i v budoucnosti. To se ovšem netýká jen anténních systémů pro televizní vysílání, ale anténních systémů obecně. Již v minulosti se podobné problémy s rušením objevovaly například v CB pásmu při provozu radiostanic. Ochránit anténní systém a návazná zařízení před rušením je tedy nezbytně nutné. Problém ovšem nejčastěji bývá s identifikací problému, protože bez kvalitní měřící techniky a dostatečných znalostí a zkušeností je tato problematika jen velmi těžko zvládnutelná. Nicméně i pro laiky a všechny ty, kteří se pokoušejí o samoinstalace antén platí jedno důležité pravidlo, že každý anténní systém musí být na vstupu vybaený kvalitními selektivními prvky, které odfiltrují všechny potenciálně rušivé signály. Takovými prvky jsou například i samotné antény, jejichž frekvenční charakteristika potlačuje nežádoucí signály. V ostatních případech je pak na místě použít LTE filtry a kanálové propusti nebo zesilovače laděné na vstupu. V mnohých případech je pak nutné všechny tyto možnosti kombinovat, aby bylo dosaženo potřebné úrovně potlačení nežádoucích signálů. Vzhledem k tomu, že v budoucnosti bude televizní pásmo i nadále využíváno datovými službami v čím dál větší míře, je nutné počítat s tím, že část dnes používaných televizních kanálů bude převedena právě pro tyto služby, přičemž televizní vysílání bude stlačeno do mnohem užšího frekvenčního pásma. Tato situace bude vyžadovat použití mnohem přesněji laděných prvků, s vyšší strmostí a kvalitou. Proto má smysl již dnes používat kvalitní anténní prvky, které svými parametry vyhoví i v budoucnosti.
Autor textu:
Zbyněk Poisl – Elektronik Servis
Březinova 986
789 61 Bludov
mob: 608 170 400
Instalace a servis antén, anténní a satelitní techniky.
Prodej a instalace televizních a satelitních přijímačů.
Komplexní služby v oblasti spotřební a průmyslové elektroniky.