Více

Čtenáři DigiZone.cz se ptají, Radiokomunikace odpovídají

Zahájení řádného digitálního vysílání na Domažlicku zvýšilo zájem o přechodný multiplex A provozovaný Českými radiokomunikacemi. V redakci se nám sešlo několik dotazů nejen na fungování DVB-T v Domažlicích, ale také kvalitu datového toku ve všech lokalitách, kde tato síť vysílá, na vliv počasí či podmínky dálkového příjmu zemské digitální televize. Na otázky odpověděl Jiří Vykydal, vedoucí útvaru rozvoje a investic ČRa.

Jak velký vliv má počasí na digitální signál? Přijímám v Krkonoších multiplex A a B, ale také německé digitální vysílání. Mám přímý výhled na Prahu a když je u nás hezky, ale v dálce to vypadá na horší počasí, naše multiplexy nenaladím, zatímco německé (na kmitočtu 594.0 MHz a ty samé kanály ještě i na kmitočtu 184.500 MHz) ano. Jak to, že Němci z takové dálky jdou a naši ne? Jsem na výšce 800 m.n.m. a používám obyčejné síto se zesilovačem.

Počasí má výrazný vliv na šíření elektromagnetických vln obecně, bez ohledu na to, zda přenáší analogové či digitální vysílání. Ve své podstatě se totiž vždy vysílá analogový signál – většinou několik „sinusovek“, u nichž se, dle způsobu modulace, mění jejich kmitočet, amplituda či fáze. Počasí, zejména déšť, mlha či sněžení, více či méně pohlcují elektromagnetické vlnění a tím způsobují útlum (snížení síly pole) při šíření signálu od vysílače k přijímači. Změny struktury v atmosféře či mraky pak též mohou způsobovat odrazy či ohyb elektromagnetických vln. Všechny tyto vlivy počasí se přirozeně projeví na výsledné síle a kvalitě signálu. Míra vlivu počasí též závisí na kmitočtu použitého signálu. Jednotlivé vysílače na analogových i digitálních vysílacích sítích Českých radiokomunikací jsou technicky koncipovány tak, aby měly v rámci své lokality dostatek výkonu (včetně rezervy) k zajištění dostatečně silného signálu i za zhoršeného počasí. Nezaručují však příjem ve vzdálených oblastech, nejsou k tomu ani určeny. Takto naše vysílače zasahují také oblast Krkonoš, kde lze, za určitých podmínek, přijímat signál digitálních sítí, jež však jsou dimenzovány k pokrytí Prahy a blízkého okolí. Vysílací stanoviště s velkým výkonem určené v budoucnu pro Krkonoše (Černá hora aj.) nejsou prozatím v provozu, takže příjem digitální televize v Krkonoších nelze v tuto chvíli garantovat. Lepší příjem německých stanic lze vysvětlit právě tím, že v blízkosti hranic s Českou republikou německý operátor již vybudoval základní vysílače pro digitální vysílání s velkým výkonem (cca 50 kW oproti 5kW vysílačům pro Prahu), který lze na vyvýšených místech ČR přijímat. Kvalitní příjem v oblasti Krkonoš bude v budoucnu zajištěn i signálem multiplexu A (v budoucnu síť 2) Českých radiokomunikací, termín spuštění ovšem závisí na dosažení dohod o rozvoji digitálního vysílání mezi provozovateli vysílání, operátory sítí a státními orgány. Přibližné termíny lze odhadnout z nového návrhu Technického plánu přechodu, uveřejněného k veřejné diskuzi na webových stránkách www.ctu.cz (další informace k tématu v článku Dálkový příjem televizního vysílání).

Jak to vypadá s formátem 16:9 ve spojitosti s digitálním šířením televize? Zajímalo by mne, jestli televize budou i nadále vysílat ve formátu 4:3, nebo zda na formát 16:9 přejdou jen některé. Vím, že třeba za 20 let pojedou širokoúhle všechny televize, ale zajímal by mě výhled tak na pět let dopředu. A jak je to s datovým tokem. Nemá 16:9 větší nároky než 4:3?

Formát 16:9 je bezesporu formátem, který již dnes, zejména na digitální platformě, nahrazuje „klasický“ formát 4:3. Technologie Radiokomunikací nabízí všem zákazníkům v síti „A“ (tj. Česká televizeTV Nova) možnost automatického přepínání formátů přímo ze studia podle toho, v jakém tvaru je aktuální pořad připraven k vysílání. Děje se tak pomocí signálu, který je běžnému divákovi ukryt, neboť se přenáší v tzv. snímkovém zatemňovacím intervalu, a nazývá se VI (Video Index). Přiřazením vhodného VI v okamžiku přenosu konkrétního pořadu mohou televizní studia dálkově změnit režim kódovací technologie Radiokomunikací tak, aby výsledný signál byl přenášen ve správné formě. Kódovací technologie pak automaticky generuje potřebné signály ve streamu, které, po dekódování v set-top-boxu, aktivují správný zobrazovací režim domácích zobrazovačů (televizorů). Tohoto „duálního“ způsobu přenosu se používá proto, že v tuto chvíli nejsou všechny vysílané programy v novém, moderním formátu 16:9 dostupné, nicméně televizní studia i samy České radiokomunikace chtějí divákům nabídnout komfort sledování pořadů 16:9 alespoň v těch případech, kdy je to z hlediska výroby programu možné. Takových programů bude stále přibývat a postupně nahradí vysílání formátu 4:3. Z hlediska bitové náročnosti, hovoříme-li o stejném rozlišení obrazu, nemá formát 16:9 zvýšené nároky na datový tok.

Při příjmu multiplexu A z Benešovska (vysílač Cukrák) dochází k občasnému zeseknutí obrazu a cca jednou za jednu až dvě minuty dojde ke kratičké deformaci zvuku „písknutím“. Domnívám se, že je to způsobeno příliš silným signálem analogu na sousedním K 26 (úroveň 95 procent). Anténa Iskra 61 prvků na střeše, anténní předzesilovač na svorkách, přijímač Kathrein (úroveň 40 procent, kvalita 50 až 55 procent). Anténa bez předzesilovače úroveň 15 až 20 procent a kvalita 0 až 5 procent – nekoukatelný obraz. Myslíte, že k odstranění těchto problémů pomůže umístění předzesilovače do stíněné krabičky (dosud je v plastu), nebo je problém v přebuzení předzesilovače? Ještě upřesňuji, před set-top-boxem je kanálová propust na K 25 (Teroz) – bez této propusti se zhorší parametry příjmu úroveň i kvalita o 10 až 15 procent.

Z popisu situace vyplývá, že podmínky příjmu jsou v dané lokalitě poměrně složité a nelze jednoznačně určit příčinu vzniklých poruch. Obecně vzato by sousedství kanálu 26 a 25 nemělo znamenat znemožnění příjmu, neboť mnoho domácností v Praze i okolí programy z Cukráku v této konfiguraci sleduje bez větších problémů. Zdá se však, že v tomto případě jde o dálkový příjem. Informace o předzesilovači v plastové krabičce napovídá, že jde patrně o levný typ širokopásmového zesilovače s velkým zesílením, jehož použití zřejmě není za dané situace nejšťastnější. Pokud je nutné digitální signál 25. kanálu „vytahovat“ ze šumu, doporučil bych spíše speciální nízkošumový předzesilovač, nejlépe na bázi polem řízeného tranzistoru (FET), který způsobuje nejmenší intermodulace (vzájemné ovlivnění blízkých kmitočtů). Neočekávám, že umístění současného zesilovače do stíněné krabičky by výrazně pomohlo; navíc by bylo nutné zkonstruovat krabičku tak, aby maximálně oddělila vstupní a výstupní obvody zesilovače. Při nevhodném umístění může dojít k naprosto opačnému efektu, tj. zesilovač může začít kmitat. Bez náležitého měřicího vybavení a jistých zkušeností nedoporučuji se do podobných experimentů pouštět. V případě rozkmitání zesilovače se Vaše anténa může stát anténou vysílací, která je schopna v okruhu několika kilometrů „zarušit“ rádiové služby, což je nejen trestné, ale i nebezpečné, „podaří-li se“ zarušit pojítka záchranné služby, hasičů apod. Co se týče odladění kanálu 26 od digitálního vysílání na 25. kmitočtu, doporučuji zkontrolovat nastavení propusti tak, aby dostatečně odfiltrovala obrazovou nosnou vlnu .26 a přitom nezpůsobovala výrazné fázové zkreslení na kanálu 25 (lze-li toho vůbec jednoduchým klasickým filtrem dosáhnout). To je zcela nemožné bez náležitého výbavení. Nejlepším řešením, pokud Vás dálkový digitální příjem láká (a věřte, že z toho máme opravdu radost), je obrátit se na odborníka.

Když nevysíláte Novu v Domažlicích, mají ostatní čtyři programy České televize vyšší datový tok než v multiplexu A v Praze, Brně a Ostravě?

Nikoliv. Signál pro Prahu i Domažlice je zpracováván v centrální technologii, která statisticky řídí přidělování bitového toku jednotlivým programům (4× ČT + Nova) dle okamžité potřeby pro získání nejvyšší možné kvality obrazu v mezích daných počtem programů a datovou kapacitou multiplexu. Tento tok je vysílán v Praze a v nezměněné podobě přenášen do Domažlic. Technologie na Vraním vrchu byla do posledního okamžiku připravována na vysílání v plném režimu, tj. včetně TV Nova. Bohužel se TV Nova nepodařilo včas získat od Rady pro rozhlasové a televizní vysílání (RRTV) příslušné povolení k vysílání v regionu a proto byl program TV Nova v posledním okamžiku před zahájením vysílání na Domažlicku z multiplexu A vyjmut a to tak, že byl pouze elektronicky zakázán přenos tohoto programu do vysílače. Celý multiplex (včetně TV Nova) tedy distribucí na Vraní vrch přichází, jen TV Nova je blokována k dalšímu přenosu. To znamená, že z vysílače Vraní vrch jsou místo programu TV Nova vysílány prázdné bloky s proměnným bitovým tokem tak, jak je přiděluje statistický multiplexer v Praze. Očekáváme, že TV Nova se v krátké době podaří získat oprávnění k vysílání na Domažlicku a poté bude vysílání programu TV Nova bezodkladně elektronicky povoleno.

Při testování DVB-H v Praze jsem u programu ČT 24 orientačně naměřil, že obraz v mobilu má oproti stejnému programu u kabelové televize zpoždění devět sekund. Čím je toto zpoždění způsobené a proč je tak velké?

Vysílání digitální televize v systému DVB-H je ve fázi měření a testů, takže některé jeho vlastnosti nemusejí být zcela standardní a konečné. Je to i případ přenosu vysílání programu stanice ČT 24. Abychom, společně s T-Mobilem, vyzkoušeli možnosti různého přenosu signálu mezi technologiemi a vlivy transkódování obrazu, nepřenášíme signál programu ČT 24 ke kódovací a multiplexní technologii přímou cestou ze studia na Kavčích horách, ale přebíráme vysílání z naší DVB-T vysílací sítě „A“ , které pak vkládáme do vysílání DVB-H. Jedním z efektů tohoto způsobu přenosu je sčítání zpoždění v obou digitálních systémech. Jinými slovy, naměřené zpoždění je součtem zpoždění kódování a multiplexace programu v síti DVB-T „A“ a transkódování a multiplexace v technologii DVB-H. Všechny stupně zpracování digitálního signálu (kódování, multiplexace atd.) způsobují větší či menší zpoždění v přenosu programu a navzájem se sčítají. Jejich velikost závisí na výpočetní náročnosti jednotlivých procedur, neboť v každém uzlu přenosového řetězce jde v podstatě o zpracování signálu speciální výpočetní technikou. Výsledné zpoždění lze snížit pouze použitím špičkové technologie (zařízení používají speciální jednoúčelové signálové procesory pro zkrácení procedury) a vhodnou volbou koncepce celého technologického řetězce, což v případě ČT 24 (záměrně) nebylo u DVB-H dodrženo. Lze tedy slíbit, že výsledná zpoždění v reálném provozu budou jistě znatelně nižší, nicméně odstranit je zcela je principiálně nemožné a při současném stavu techniky stále budou v řádu sekund. Při špetce černého humoru – můžete vidět všechny góly dvakrát, a to při zachování stejných poplatků za televizi…

Překvapuje mě nepoměr výkonu digitálních vysílačů v České republice a Německu. Digitální síť ARD v Bavorsku počítá se 100 kW, multiplex ZDF s maximálním výkonem 50 kW a regionální síť 25 kW. Domažlický multiplex A vysílá výkonem 5 kW a jinde v ČR to není víc než 10 kW. Proč nezvýšíte výkon?

Nahlédnete-li do návrhu Technického plánu přechodu od analogového na digitální televizní vysílání v ČR, zjistíte, že základní vysílací síť 2, která je pokračovatelem současné sítě „A“, je koncipována na základě jiných vysílacích lokalit než těch, které jsou v tuto chvíli v provozu. Při podrobnější prohlídce lze zjistit, že předpokládaný výkon plánovaných základních vysílacích lokalit může být až 100 kW vyzářeného výkonu, což jsou hodnoty podobné těm v Německu. České radiokomunikace ve snaze podpořit zavádění digitální televize v ČR ve spolupráci s Českou televizí, TV Nova a Českým rozhlasem, postupně převedly z experimentální roviny do řádného vysílání nejprve vysílače Cukrák a Praha–město pro pražský region a posléze spustily další digitální vysílače v Brně a Ostravě. Vzhledem ke složité situaci při zavádění digitálního vysílání v ČR a ve snaze zpřístupnit první digitální vysílání co největšímu počtu obyvatel, byly, před zahájením oficiální etapy digitalizace dle TPP, spuštěny vysílače s omezeným výkonem přímo ve zmíněných městech – tzv. městské vysílače. Výkon městských vysílačů i jejich lokalizace přímo do krajských aglomerací napovídají, že jejich posláním je dokrýt tato velká města a jsou spíše doplňkovými vysílači k vysílačům základním, které budou mít za úkol zajistit pokrytí velkého území v tom kterém regionu. Za standardní situace by patrně bylo logické nejdříve postavit vysílače základní a teprve poté dokrývače, nicméně důvody změny postupu ČRa jsem vysvětlil výše.

Bylo by zajímavé uvést, zda se počítá v době po přechodu vysílání na definitivní kanál 24 v Domažlicích s využitím plného vysílacího výkonu (100 kW).

Nepočítá. Vysílač na Vraním vrchu je svým charakterem vysílačem dokrývacím a má omezený výkon. V tomto regionu budou plnit funkci základních vysílačů vysílače Plzeň – Krašov a Sušice – Svatobor tak, jak to předpokládá návrh TPP. Kóta Vraní vrch ani není mezinárodně zkoordinována pro použití tak velkého výkonu.

Pět televizních programů je na MPEG-2 až moc. Proč nezvýšíte datový tok na 30 mbit/s? Při zachování ochranného intervalu 1/8 by možná šlo udělat FEC (konvoluční kódování) 7/8 a dosáhnout 29Mbit/s.

Navrhovaná myšlenka je teoreticky možná, ovšem prakticky ji nelze doporučit. FEC je ochranným mechanismem, který zabezpečuje účinnou opravu určitého množství chyb vzniklých při přenosu digitálního signálu ze studia k divákovi. Velikost pomyslného zlomku pak vyjadřuje robustnost přenosu, tedy schopnost oprav. Snížíme-li poměr z běžně používaných 2/3 na navrhovaných 7/8, zvětšíme sice přenosovou kapacitu multiplexu, ovšem výrazně zvýšíme jeho zranitelnost chybami. V praxi to znamená, že při daném výkonu vysílače zmenšíme dosah bezchybného příjmu, neboť tam, kde vlivem zhoršeného příjmu má při použití kódu 2/3 algoritmus dostatek kapacity pro účinné opravy chyb a zachování bezchybného obrazu (zvuku atd.), zmenšením poměru na 7/8 se opravných bitů nedostává a příchozí chyby se projeví poruchami (kostkování, zamrznutí apod.). Kromě toho se též výrazně sníží odolnost systému proti rušení, které vzniká v okolí přijímače a to i v oblastech s jinak zaručovaným příjmem. Patrně bychom nebyli pochváleni za systém, ve kterém by každé zapnutí chladničky, vysavače, osvětlení apod. mělo za následek poruchu v příjmu, byť krátkodobou,. Porovnáte-li vysílací konfiguraci DVB-T systémů v Evropských zemích, zjistíte, že většina systémů používá právě poměr FEC 2/3. Počet programů v multiplexu je vždy kompromisem mezi kvalitou technickou a „kvalitou“ programové nabídky (myšleno šíří výběru programů). Je otázkou, kdy a za jaké situace lze dát jedné z těchto kvalit přednost před druhou…

Čekal jsem, že s digitalizací přijde i kvalita a něco navíc… Čekal jsem, že třeba u filmů by se mohl vysílat prostorový zvuk … Totéž u sportovních přenosů… Nic se neděje a mnohdy je kvalita obrazu i zvuku ještě horší, než na analogu. Takže proč si pořizovat digitální televizi a proč přecházet?

Cílem digitalizace je přirozeně dosáhnout zvýšení kvality technické i programové. S tím souvisí i potenciální nabídka všech dalších vylepšení včetně prostorového zvuku, vysokého rozlišení obrazu atd. Za vše je však nutné zaplatit. Nemám nyní na mysli finance (i když svoji roli hrají též), ale datovou kapacitu. Například prostorový zvuk v dnešním formátu reprezentuje okolo 500 kbitů/s. To je již značný datový tok, o který bychom museli snížit toky příkladně pro obraz. Patrně by nebylo v rovnováze vysílat nekvalitní obraz se špičkovým prostorovým zvukem. HDTV rozlišení potřebují pro přenos minimálně dvojnásobný datový tok ve srovnání se standardním rozlišením. Bylo by zajímavé zahajovat digitální vysílání s jediným, maximálně dvěma HDTV programy? Asi ne. Alespoň nikdo na světě to prozatím neudělal. Na druhé straně je jasné, má-li být digitální vysílání úspěšné, že další kvalitativní i kvantitativní rozšíření nabídky nutně musí přijít. K tomu je však zapotřebí již zmíněná datová kapacita. Tu je nutné vytvořit během postupného přechodu na digitální vysílání. Současné využití spektra neumožňuje získat prostor pro nová vysílání bez toho, aniž bychom potlačili některé služby stávající (alespoň se nepředpokládá rozšíření spektrálního prostoru pro televizní a rozhlasové vysílání). Aby však tento přechod byl „bezbolestný“ pro všechny skupiny obyvatelstva, je k němu zapotřebí přistupovat citlivě a konverzi z platformy analogové na digitální provést postupně tak, aby byl co nejpřirozenější a nejdostupnější. Z toho důvodu jsou první etapy přechodu, které nás vlastně teprve čekají (neboť dosavadní realita – několik vysílačů ČRa – je spíše předehrou vlastní digitalizace v ČR), zaměřeny na co nejjednodušší schéma. To musí zajistit vlastní přechod, ale také kýžené uvolnění prostoru dalším službám, včetně onoho zmiňovaného kvalitativního růstu… Bez této etapy, která může být pro některé zklamáním z ne zcela uspokojených očekávání, ale pro jiné naopak prvním výrazným krokem ke kvalitnímu příjmu (míst se zarušeným příjmem či „zaduchovaným“ analogovým obrazem není zase tak málo), se však patrně neobejdeme. Vývojové týmy ČRa připravují všechna vylepšení a nové služby, které digitální vysílání nabízí a po kterých veřejnost volá. V okamžiku, kdy to situace (zjednodušeně – datový tok) dovolí, budeme je schopni obratem nabídnout zákazníkům. Odpověď na otázku kdy se tak stane, však České radiokomunikace jako provozovatel DVB-T vysílání neznají.

Kvalita programů z muxu A je pod psa. Smějí se přijímačům HDTV. Já na svém 15" monitoru vidím jasnou degradaci ostrosti při příjmu DVB-T oproti analogu. Ale to není nic proti kvalitě zvuku. Zkreslené sykavky trhají uši na cucky. Jsem pro tři, maximálně čtyři televizní programy v multiplexu. Chápu, že v průběhu přechodu je třeba se uskrovnit, ale už aby bylo po přechodu. Známe cenu za šíření 1 Mbit/s v DVB-T. Kolik plati ČT Českým radiokomunikacím za šíření dnešního analogu?

Kvalita programů v síti A je omezena počtem programů a daným použitelným datovým kanálem multiplexu. Aby byla za daných podmínek tato kvalita co nejlepší, zprovoznily České radiokomunikace 9. února 2006 v souvislosti se spuštěním vysílačů Brno a Ostrava zcela novou kompresní a multiplexní technologii, která za použití všech moderních algoritmů a technologií zajišťuje za daných podmínek (MPEG-2, modulační schéma, atd.) vůbec nejvyšší technologicky dosažitelnou kvalitu. Kvality obrazu jsme se dotkli výše. Pokud jde o zvuk, používáme naprosto stejné algoritmy, jaké pro přenos TV signálu ze studií k analogovým vysílačům. Až na výjimky je dnes tento přenos realizován digitálně, v kompresním formátu MPEG (jak pro obraz, tak i pro zvuk), takže při nevelkých rozdílech v datovém toku zvuku jsou patrné rozdíly u hudebního sluchu. To však neznamená, že s tím do budoucna nebudeme nic dělat. Budeme zlepšovat kvalitu obrazu i zvuku, jakmile to dovolí datové toky případně nové účinnější formáty komprese. Ty, ovšem, dnes již existují, přijímací technika však na ně není zcela připravena, což znamená, že jejich čas teprve nadejde.

Chcete zástupcům Českých radiokomunikací také položit otázku k příjmu zemské digitální televize v přechodné síti A? Napište nám na adresu redakce@digizo­ne.cz. Dotazy předáme a po čase zveřejníme na našem serveru.

Sledujte DigiZone.cz

Facebook Google+