Perspektywy telewizji cyfrowej DVB-T cz. 1

Narastający trend konsumpcyjny, objawiający się wzmożonym zakupem telewizorów przystosowanych do odbioru telewizji cyfrowej o wysokiej rozdzielczości (HD Ready), wcale nie oznacza, że taki odbiór będzie możliwy w domu. Przed krajową telewizją cyfrową DVB-T nadal piętrzą się kłopoty związane nie tylko z ubogą infrastrukturą sieci.

Narastający trend konsumpcyjny, objawiający się wzmożonym zakupem telewizorów przystosowanych do odbioru telewizji cyfrowej o wysokiej rozdzielczości (HD Ready), wcale nie oznacza, że taki odbiór będzie możliwy w domu. Przed krajową telewizją cyfrową DVB-T nadal piętrzą się kłopoty związane nie tylko z ubogą infrastrukturą sieci.

Sposoby transmisji telewizji cyfrowej DVB

Sposoby transmisji telewizji cyfrowej DVB

Telewizja cyfrowa jest sposobem transmisji obrazu i dźwięku do abonenckich odbiorników cyfrowych zgodnie ze standardem DVB (Digital Video Broadcasting). Dzięki cyfrowej kompresji możliwa jest transmisja kilkakrotnie więcej programów telewizyjnych niż w przypadku telewizji analogowej, przy wykorzystaniu podobnego pasma i zbliżonej jakości obrazu. Sposób emisji sygnału cyfrowego DVB regulują odpowiednie normy ETSI: transport danych fonicznych przebiega zgodnie ze schematem MPEG (MPEG-1) lub MPEG-2, a kompresja sygnałów wizyjnych za pomocą MPEG-2, MPEG-4 AVC bądź SMPTE VC-1. Wybór sposobu kompresji wizji oraz fonii zależy od operatora, jednak musi być on zgodny z wytycznymi obowiązującymi w poszczególnych krajach.

W zależności od wykorzystywanego medium transmisyjnego telewizja cyfrowa może być nadawana jako telewizja satelitarna (standard DVB-S, DVB-S2), telewizja naziemna (DVB-T, DVB--T2), telewizja kablowa (DVB-C, DVB-C2) lub pod postacią mobilną jako telewizja komórkowa (DVB-H). Dostępne dzisiaj rozwiązania już pozwalają na interaktywne i mobilne oglądanie cyfrowych programów telewizyjnych emitowanych w multipleksach, jako że czas i miejsce odbioru na żywo lub z przesunięciem czasowym VoD (Video on Demand) przestał być problemem technicznym. Dla zwykłego odbiorcy TV taka zmiana oznacza inny styl życia i pracy, a także interaktywnego wypoczynku.

Przekaz cyfrowy jest bardziej skomplikowany niż w analogowej emisji TV. W systemie cyfrowym dostawca treści wytwarza program w technologii cyfrowej i wraz z danymi przewodnika EPG (Electronic Program Guide) przekazuje go do operatora multipleksu, którego zadaniem jest włączenie w jeden strumień cyfrowy wszystkich przekazanych mu programów z wielu źródeł (7-8 programów standardu SDTV plus dane dodatkowe). Dopiero tak zmultipleksowana wiązka kanałów obejmująca komplet danych cyfrowych - nazywana multipleksem - jest przesyłana do stacji nadawczych. Z telewizyjnych nadajników operatora zespolony sygnał jest emitowany do odbiorcy końcowego, który po zdekodowaniu i dekompresji w odbiorniku cyfrowym za pomocą odpowiedniego tunera klasy MPEG, może odbierać zestaw bądź poszczególne programy pojedynczego multipleksu.

Do odbioru sygnałów emitowanych w najbardziej popularnej telewizji naziemnej DVB-T (Terrestrial) niezbędny jest cyfrowy z wbudowanym tunerem odpowiedniego typu bądź zewnętrzny transkoder sygnału radiowego MPEG, pełniący jednocześnie funkcję dekodera. Według ostatnich ustaleń transmisja cyfrowa DVB-T w Polsce ma docelowo funkcjonować w nowoczesnym standardzie MPEG-4, będącym następcą wersji MPEG-2 - powszechnie używanego w wielu krajach europejskich. Zgodnie z zaleceniami Unii Europejskiej, do 2014 r. powinno nastąpić w Polsce całkowite przejście na nadawanie cyfrowe przez wszystkie telewizyjne nadajniki naziemne i definitywne wyłączenie analogowej emisji TV.

Dlaczego cyfrowe?

Istnieje kilka powodów świadczących o konieczności przechodzenia z emisji analogowej na postać cyfrową. Po pierwsze, telewizja cyfrowa zapewnia lepszą jakość obrazu, podobną do rejestrowanych na płytach DVD. Po drugie, w dostępnym i limitowanym spektrum radiowym może pomieścić się wielokrotnie więcej programów telewizyjnych, niż uzyskuje się dzisiaj w analogowej emisji TV. Po trzecie, telewizyjny przekaz cyfrowy rozszerza możliwości interaktywnych usług dodatkowych, które w systemach analogowych były trudne do upowszechniania. W końcu na wprowadzenie cyfry są ustalenia z krajami europejskimi, jako że potrzebne będą częstotliwości zajmowane dotąd przez emisje analogowe w krajach sąsiednich. Przejście na telewizję cyfrową to zapowiedź nowej jakości usług, a jedną z nich jest możliwość oglądania filmów w całości - bez denerwujących reklam. Także w dogodnym dla abonenta czasie projekcji.

Zasadnicza różnica w stosunku do tradycyjnej emisji analogowej polega na zastosowaniu kompresji cyfrowej, dzięki czemu w pasmie pojedynczego kanału telewizyjnego można pomieścić do ośmiu programów cyfrowych (wg SDTV), a także kilka wersji językowych wraz z programami radiowymi. Nacisk na wdrażanie telewizji DVB-T staje się coraz większy, gdyż - według postanowień UE - do 2014 r. ma być w Polsce definitywnie wyłączona emisja telewizji analogowej. Kto do tego czasu nie zdąży z wymianą bądź dostosowaniem swych urządzeń odbiorczych, będzie miał kłopot. Z powodu ograniczonej dostępności do widma radiowego, od momentu komercyjnego startu oraz w okresie współistnienia emisji analogowych i cyfrowych (simulcasting) regulatorzy będą stopniowo przechodzić z kompresji MPEG-2 na bardziej skuteczną kompresję wg standardu MPEG-4.

Dzięki kompresji cyfrowej MPEG-2 (lub MPEG-4) emitowany zestaw programów (jako multipleks) zajmuje tylko jeden kanał telewizyjny. Dla odbiorców oznacza to zwielokrotnienie oferty programowej, poprawienie jakości obrazu, odbiór dźwięku przestrzennego oraz dostęp do usług dodatkowych, takich jak: internet, telefon, telewizja na żądanie i innych. Stosowana w tym systemie cyfrowa korekcja błędów poprawia jakość odbioru nawet podczas chwilowych zaników sygnału oraz niweluje problem odbić sygnału na ekranie, a także powstawanie zakłóceń z sąsiednich stacji nadawczych. Do odbioru obrazów o wysokiej rozdzielczości (High Definition TV) telewizor winien być wyposażony w ekran panoramiczny o proporcjach 16:9 (zamiast dotychczasowych 4:3, jak w systemie analogowym) oraz możliwość odbioru sygnału z rozdzielczością co najmniej 720p lub 1080i. Pełną rozdzielczość FD (Full Density) uzyskuje się dzisiaj na ekranie w formacie 16:9 zawierającym 1080 linii po 1920 punktów w każdej.

Podstawowe formaty cyfrowej TV

Podstawowe formaty cyfrowej TV

Struktura zintegrowanego multipleksu pozwala na elastyczne przydzielanie pojemności kanału transmisyjnego dla poszczególnych emisji programowych w zależności od dynamiki obrazu (Kubica!) i zapotrzebowania na usługi interaktywne. Oczekuje się, że upowszechnienie naziemnej telewizji cyfrowej DVB-T rzeczywiście spowoduje masowe zainteresowanie dostępem do usług dodatkowych. W pierwszej kolejności będą to aplikacje przewodnika EPG (elektroniczny przewodnik po programach), a następnie specjalizowane serwisy informacyjne, interaktywne i tematyczne turnieje oraz gry. Usługami, na które najbardziej liczą potencjalni odbiorcy, a także właściciele multimedialnych treści (dodatkowe zyski), będzie emisja filmów i muzyki na życzenie, łącznie z możliwością głosowania, dostępu do internetu czy korzystania z poczty elektronicznej.

Cyfrowy system emisji pozwala na szeroko pojętą interaktywność użytkownika, co pozwoli mu uczestniczyć w kreowaniu multimedialnego programu TV. Wprawdzie przeprowadzane w latach 70. pierwsze eksperymenty interaktywne nie wykazały oczekiwanej aktywności telewidzów, ale od tego czasu zasadniczo zmienił się przekrój odbiorców. Dzisiaj w większości mają oni dostęp do komputera i już są klientami zaprawionymi w interaktywnej komunikacji stacjonarnej (internet) oraz mobilnej (komórki). Od kilku lat rośnie młode pokolenie interaktywnych odbiorców telewizji mobilnej, które komponuje, dobiera i natychmiast reaguje na każdy nowy produkt. Wszystko wskazuje, że podobny trend utrzyma się również w telewizji cyfrowej - jeśli tylko będą dostępne środki techniczne do realizacji takich usług, a odpłatności odpowiednio niskie.

Zwiększona dostępność na krajowym rynku odbiorników telewizyjnych zdolnych do wyświetlania obrazów o rozdzielczości HDTV (HD Ready, MPEG-2), a także nieliczne bądź zapowiadane w produkcji odbiorniki cyfrowe z wyższej półki (Full , MPEG-4) generują inne potrzeby użytkowników. Nowa infrastruktura komunikacyjna ma docelowo zapewnić, że abonenci będą odbierać naziemne emisje DVB-T bez potrzeby instalowania jakichkolwiek urządzeń dodatkowych. Takie rozwiązanie pozwoli na łatwe przechodzenie do naziemnej telewizji cyfrowej o wysokiej rozdzielczości HDTV tak szybko jak to jest możliwe - za pośrednictwem tunera zintegrowanego z odbiornikiem cyfrowym bądź przejściowo z zastosowaniem zewnętrznego transkodera sygnału MPEG-4. Dzięki temu okres równoległego nadawania tych samych programów w wersji analogowej oraz o konwencjonalnej rozdzielczości SDTV (Standard Definition TV) będzie możliwie krótki, a koszty przechodzenia na przekaz cyfrowy rozłożone w czasie.