DVB-T- Stand der Empfängertechnik

Inhalt

  Seite  

1.  Einführung  4

2.  Stand der Empfängertechnik  5

2.1  Grundlagen der Quellen und Kanalcodierung  5

2.2  Empfängerseitige Technik  6

2.2.1  Stationärer Empfang  6

2.2.2  Portabler Empfang  8

2.2.3  Mobiler Empfang  8

2.3  Der MHP-Standard  9

2.4  Integrationsstand  10

  und Nutzen für den Konsumenten  

3.  Empfangsgeräte und Funktionen  12

3.1  Antennen  12

3.2  Set-Top Boxen  12

3.2.1  Zapping-Boxen  12

3.2.2  STBs mit Common Interface  13

3.2.3  Proprietäre STBs  13

3.2.4  Twin-Tuner Twin-Decoder STBs  13

3.2.5  STBs mit integrierter Festplatte  13

3.2.6  Kombinierte TV PC-STBs  14

3.2.7  Internet-STBs  14

3.3  Nachrüstmodule für TV-Geräte  15

3.4  DVB-T Karten für den PC  15

3.5  Portabler Empfang  16

3.5.1  Portable STBs  16

3.5.2  Portable Komplettgeräte  16

4.  Zusammenspiel mit anderen Home Systemen  17

4.1  Videorecorder DVD-Recorder  17

4.2  Stereoanlage Dolby  17

4.3  PC Laptop  17

4.4  Monitore Projektoren  17

4.5  Videokamera Digitale Fotokamera DVD-Player  18

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5.  Zukünftige Entwicklungen  18

5.1  Multimedia und Interaktivität  18

5.1.1  Verschmelzung von Internet und Fernsehen  18

5.1.2  Die CI-Schnittstelle  19

5.1.3  Personalisierung Personal Videorecorder  19

5.2  DVB-T für mobile Kleinstgeräte  19

5.2.1  Nokia Mediascreen  20

5.2.2  DVB-X als DVB-T fürs Handy  20

5.3  Mobiler Empfang im Auto  21

5.3.1  TV-Empfang im Auto  21

5.3.2  Das Auto als Multimedia-Zentrale  21

5.4  Content Angebote  22

6.  Prognose  22

7.  Literaturverzeichnis  24

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1. Einführung

Schon seit Oktober 2002 läuft in Berlin/ Brandenburg die Übergangsphase von analoger zu digitaler terrestrischer TV-Distribution.

Bis zum Sommer 2003 werden im sogenannten Simulcast Fernsehprogramme sowohl analog als auch digital über Antenne verbreitet, danach soll es in der Region nur noch digitales Antennenfernsehen geben.

Ähnliche Projekte sind in Norddeutschland, NRW, Baden-Württemberg, Bayern und Mitteldeutschland für 2004 geplant, bis 2010 soll das analoge Antennenfernsehen bundesweit beerdigt werden. 1

Der vom einem Konsortium aus Industrie, Rundfunkanbietern, Wissenschaftlern und Herstellern eingeführte Standard für das digitale Antennenfernsehen heißt DVB-T (Digital Video Broadcast- Terrestrial). Als Vorteile der Technik werden vor allem eine größere Anzahl empfangbarer Programme, multimediale Zusatzdienste und bessere Bild- und Tonqualität propagiert. 2

Handelt es sich bei DVB-T nun um eine Renaissance des Antennenfernsehens? Weniger als 8% oder 3 Millionen Fernsehhaushalte empfangen heute ihr Fernsehen über Antenne. 3 Die Tatsache allein, dass die analoge Distribution schrittweise eingestellt wird, dürfte die wenigsten Konsumenten davon überzeugen, auf digitales Antennenfernsehen umzustellen geschweige denn, von Kabel oder Satellit dorthin zurückzuwechseln.

Der aktuell vergleichsweise geringe Stellenwert der terrestrischen Distribution einerseits und die aus Konsumentensicht einer „Zwangsumstellung“ gleichende Einführung der Digitaltechnik andererseits wirft die Frage auf, was den Konsumenten von DVB-T überzeugen soll.

Was bietet DVB-T heute? Welche Anwendungsmöglichkeiten werden in Zukunft realisiert? Zu diesen Fragen soll die vorliegende Seminararbeit Antworten liefern.

2. Stand der Empfängertechnik

2.1 Grundlagen der Quellen- und Kanalcodierung

Beim digitalen terrestrischen Fernsehen werden die Video- und Audio-Signale, genau wie bei den Übertragungsarten DVB-C (Kabel) und DVB-S (Satellit), nach dem MPEG-2-Standard komprimiert. Video- und Audiosignale sowie Daten werden in paketierter Form nach dem Containerprinzip in einem gemeinsamen Bitstrom innerhalb eines Transport-Multiplexes gesendet. 4 Der Gesamtdatenstrom wird bei der Übertragung durch Einsatz des Mehrträgerverfahrens OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) auf viele einzelne Träger verteilt. Einbrüche im Übertragungsverfahren betreffen somit nur einzelne Träger. In Verbindung mit den Fehlerschutzmaßnahmen bei der Kanalcodierung spricht man von COFDM (Coded OFDM).

Für die Übertragung eines Fernsehprogramms in einer Qualität, die dem heutigen, analogen PAL-Standard gleichwertig ist, werden nun 3-5Mbit/s an Übertragungskapazität benötigt. Bei den heute verwendeten Übertragungsparametern 16-QAM (Quadraturamplitudenmodulation), Gleichwellenbetrieb, COFDM 8k (6048 Träger) können bei einer Netto-Datenrate von 14,75 Mbit/s somit 4 TV-Programme à 3,5 Mbit/s in einem Kanal übertragen werden.

Unterschiedliche Anforderungen durch unterschiedliche Empfangsarten können durch die Auswahl des Modulationsverfahren - QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), 16-QAM (Quadraturamplitudenmodulation) oder 64-QAM - und des Fehlerschutzes erfüllt werden.

Ferner kann die Distribution von DVB-T im Gleichwellenbetrieb erfolgen. Dabei nutzen alle Sender dieselbe Frequenz für die ausgestrahlten Programme. Der Vorteil liegt hierbei in der effektiveren Frequenznutzung und in verbesserten Empfangsbedingungen. 5 Bei gleichem Versorgungsradius wird eine geringere Sendeleistung benötigt, durch den Beitrag benachbarter Sender entsteht zusätzlicher Gewinn. 6

5 ebenda.

6 Dambacher, Paul; Digitale Technik für den Fernsehrundfunk, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1997; S.200

5

2.2 Empfängerseitige Technik

DVB-T wird bei der Einführung in Berlin als „Überall Fernsehen“ vermarktet. Es lässt sich stationär, portabel und mobil empfangen 7 . Die Grundaufgabe der Empfangsgeräte besteht in Empfang und Decodierung des DVB-T-Signals, um daraus die einzelnen TV-Programme und Zusatzdienste wiederzugewinnen.

2.2.1 Stationärer Empfang

Die bis dato am weitesten fortgeschrittene Empfangsart ist der stationäre Empfang. Hierbei handelt es sich um den Empfang und die Wiedergabe auf einem fest stationierten Fernsehgerät, beispielsweise im heimischen Wohnzimmer. Um das Signal zu Hause empfangen und vor allem verwerten zu können Bedarf es einer zusätzlichen technischen Komponente, einer Set-Top-Box (STB). Damit ist es möglich, den bisherigen Analog-Fernseher und darüber hinaus die bestehenden Dach- oder Zimmerantennen weiterzunutzen. Ferner ist der Empfang auch über kleine Stabantennen möglich.

Weitere Empfangsmöglichkeiten sind PC-Karten, Nachrüstmodule zum Einbau in TV-Geräte und iDTVs (integrated Digital Television), also digitale Fernsehgeräte. Im folgenden möchte ich näher auf die Funktionsweise einer STB eingehen.

Eine STB besteht aus den einem Empfangsmodul (front-end), einem MPEG-Modul, optional einem Conditional-Access (CA)-Modul oder Common Interfaces (CI) und einem Prozessormodul. 8

Dem Eingang des Empfangsmodul wird das hochfrequente DVB-Signal zugeführt, am Ausgang erhält man den MPEG-Transportstrom. Die COFDM muss demoduliert und der die Kanalcodierung rückgängig gemacht werden. Ein Viterbi- und Reed- Solomon-Decoder leisten Kanaldecodierung, Fehlererkennung und Fehlerkorrektur. 9 Im MPEG- Modul leistet ein Demultiplexer (Demux) die Aufteilung des Datenstroms in Video-, Audio- und Datenbitströme sowie die Rückgewinnung des Systemtaktes nach Frequenz und Phasenlage. Video- und Audioströme werden dann

8 Freyer, U.: DVB Digitales Fernsehen, Verlag Technik Berlin, 1997; S.121ff.

9 ebenda.

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entsprechenden MPEG-2-Decodern zugeführt, welche die Quellencodierung rückgängig machen.

Am Ausgang erhält man dann Video- und Audiosignale in digitaler Form. Um ein analoges TV-Gerät anzuschließen (bspw. über SCART) sind noch eine Digital- Analog-Wandlung und eine PAL-Codierung notwendig. Der „alte“ Fernseher übernimmt dann nur noch die Funktion des Bildschirms. 10

äußerer innerer

Abb.1: Empfangs- und MPEG2-Modul einer STB 11

Das Herzstück einer STB bildet das Prozessor-Modul. Die im MPEG-2- Transportstrom mitübertragenen Service-Informationen (SI), die Auskunft über das übertragene und die weiteren verfügbaren Programme enthalten, werden hier verarbeitet.

Die Vielzahl der übertragenen Programme und Dienste pro Kanal macht eine elektronische Benutzerführung notwendig. Die einfachste Form wird über den sogenannten Basis-Navigator realisiert. Dieser wird von der STB durch Auswertung der SIs erstellt und ermöglicht die Navigation zwischen den übertragenen Programmen. 12 Umfangreicher sind die von TV-Programmanbietern mitübertragenen Electronic Program Guides (EPG). Ein solcher EPG basiert auf den SIs und ist in der optischen Wiedergabe auf dem Fernseher häufig an die Menüführung bei Mobiltelefonen oder PC-Software angelehnt. Er gleicht einer „elektronischen Programmzeitschrift“. Der Zuschauer soll durch den EPG navigieren und die relevanten Programme oder Dienste auswählen können. 13 Die Systemsoftware, das Betriebssystem einer STB, kann über eine serielle Schnittstelle (RS 232) aktualisiert werden.

Anbieter von Pay-TV aber auch Anbieter von Zusatzdiensten wie Wirtschaftsnac hrichten bieten ihre Inhalte nur der zahlenden Kundschaft an. Die Inhalte werden verschlüsselt übertragen und müssen beim Empfänger

10 Freyer, U.: DVB Digitales Fernsehen, Verlag Technik Berlin, 1997; S.121ff.

11 eigene Darstellung nach Freyer, S. 119 u. S. 125

12 Schiffler, Wolfgang; FH Wiesbaden, Skript Medientechnik I, SoSe 2003

13 Freyer, U.

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