DVB-T- Stand der Empfängertechnik

von: Lennart Frickenschmidt

Fachsemester: 5

Inhalt

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 und Nutzen für den Konsumenten 10

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

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

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

2.2 Empfängerseitige Technik

DVB-T wird bei der Einführung in Berlin als „Überall Fernsehen“ vermarktet. Es lässt sich stationär, portabel und mobil empfangen7. 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 entsprechenden MPEG-2-Decodern zugeführt, welche die Quellencodierung rückgängig machen.

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1 http://www.digitalfernsehen.de/Home/14000/1040215974/1040216615; Stand 30.04.03

2 http://www.digitalfernsehen.de/Home/14000; Stand 30.04.03

3 o.V., DVB-T: Neue Aufgaben für Dach- und Zimmerantennen; FKT 07/2002, S.395

4 http://www.ueberall-tv.de/3content/tech/technik.htm; Stand 30.04.03

5 ebenda.

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

7 http://www.digitalfernsehen.de/Home/14000; Stand 30.04.03

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

9 ebenda.