DVB-T w Polsce czyli technologiczna przyszłość TV naziemnej.

     Technika cyfrowa jest nieodłącznym elementem naszego codziennego życia. Procesory sterują elektroniką samochodu, robotem kuchennym, lodówką, telefonem komórkowym…. i można tak bez końca wymieniać urządzenia lub obszary życia gdzie nawet nie zdając sobie z tego sprawy mamy do czynienia z ogólnie rzecz nazywając „cyfryzacją”. Po satelitarnej rewolucji, kiedy transmisja analogowa została bardzo szybko zastąpiona cyfrową, kolejnym krokiem jest przejście na cyfrowy przekaz programów TV drogą naziemną. Przejście na przekaz cyfrowy ma trwać do 2013, czyli roku kiedy ostatecznie w Polsce przestanie istnieć analogowy przekaz TV naziemnej. 

Naziemna telewizja cyfrowa (NTC) to metoda transmisji wielokrotnie większej liczby programów (multipleks) niż w przypadku transmisji analogowej w kanale częstotliwości o podobnej szerokości pasma. Oznacza to, że w jednym kanale będzie 7 programów TV, a nie jak dotychczas tylko 1. Pozwoli to na ograniczenie liczby odbiorczych anten telewizyjnych na dachu z kilku np. 3-4 ustawionych na różne kierunki nadawania, do jednej. Pierwszy multipleks ma zawierać programy telewizyjne: TVP1, TVP2, TVPInfo, Polsat, TVN, TV4, Puls. Programy te będą nadawane w standardowej rozdzielczości SD – Standard Definition (720 x 576 pikseli) czyli tak jak obecnie w „analogu”. Są również plany, aby kolejne multipleksy zawierały programy TV nadawane w wysokiej rozdzielczości HD – High Definition (720p lub 1080i). DVB-T w Polsce będzie wykorzystywała format kompresji przesyłanych danych w MPEG-4 (H.264/AVC). W kanale oprócz kilku programów TV będzie nadawanych równolegle kilka dodatkowcyh informacji takich jak:

• elektroniczny przewodnik po programach (EPG) znany wszystkim użytkownikom cyfrowych platform satelitarnych, dzięki któremu możemy sprawdzić czas rozpoczęcia, zakończenia aktualnie oglądanej audycji, zobaczyć krótki opis tego co oglądamy oraz przejść do informacji o kolejnym programie,
• kilka ścieżek fonii – wersji językowych, co daje bardzo dobrą możliwość nauki lub „szlifowania” języków obcych,
• dodatkowe usługi interaktywne takie jak np. VOD – wideo na żądanie, czyli rodzaj zdalnej wypożyczalni filmów i wielu innych na dzień dzisiejszy nie określonych.

Rys.1. Analogowy kanał częstotliwości - przykład rozłożenia nośnych dla kanału k.21

Rys.2. Cyfrowy kanał częstotliwości.

Dla TV cyfrowej w Polsce przewidziano nadawanie programów w kanałach k.6-k.12 (VHF) oraz k.21-k.69 (UHF). Dla VHF szerokość pasma TV została określona na 7 MHz (w analogu szerokość kanału telewizyjnego to 8MHz), a dla UHF jest to 8MHz. I tutaj jest bardzo istotna różnica pomiędzy kanałami analogowymi i cyfrowymi. W kanale cyfrowym ze względu na sposób przesyłania sygnałów nie można w prosty sposób zmierzyć poziomu nośnej sygnału/wizji. Jeżeli mamy możliwość skorzystania z analizatora widma, to obraz jaki uzyskamy na ekranie przyrządu będzie podobny do tzw. górki szumowej – rys.2. W analogu na ekranie przyrządu widać w kanale: nośną wizji, nośną fonii mono – 6,50MHz oraz podnośną fonii stereo NICAM – rys.1. Znaczy to tyle, że musimy pamiętać, że w przypadku cyfrowych sygnałów bez względu czy są one transmitowane drogą satelitarną (DVB-S) czy naziemną (DVB-T) ważniejszym parametrem od poziomu sygnału jest jego jakość określana jako bitowa stopa błędu (BER), czyli parametr, który mówi jak bardzo odbierany sygnał jest „zanieczyszczony” błędami. Efekt jest znany każdemu, kto instalował anteny SAT – na ekranie TV pojawia się charakterystyczna mozaika i zniekształcanie fonii nazywane czasami „szczekaniem”.

Dobór właściwej anteny odbiorczej

     Odbiór cyfrowych programów TV naziemnej może być realizowany za pomocą posiadanej już anteny TV, która aktualnie służy do programów analogowych. Warunek jest jeden – jeżeli odbiór analogowy jest nienajlepszy: widoczne zakłócenia, śnieżenie mimo zamontowanego w antenie przedwzmacniacza, to taką antenę należy bezwzględnie wymienić na nową. Oczywiście sprawcą takiego stanu rzeczy może być nie tylko i wyłącznie sama antena. Po drodze do odbiornika TV jest kabel koncentryczny i miejsca do których ten kabel jest podłączony, z jednej strony do anteny, a drugiej do odbiornika TV. Niestety bardzo często jakość kabla koncentrycznego pozostawia wiele do życzenia, a jest to jeden z bardzo ważnych elementów „transportu” sygnału wysokich częstotliwości. Tak więc jaki typ anteny wybrać? Zdecydowanie nie jest zalecane stosowanie tzw. anten prętowych czasami zwanych „bacikami”. Jedynym jej zastosowaniem jest tylko i wyłącznie karta TV do laptopa. Pozostałe instalacje stacjonarne powinny być wyposażone w porządne, sprawdzone anteny TV. W instalacjach należy używać anten pasywnych (biernych) czyli bez wbudowanego przedwzmacniacza antenowego (przykładowe anteny TV zostały pokazane poniżej). Montowanie tego aktywnego elementu w puszcze antenowej zamiast symetryzatora powinno obywać się tylko w uzasadnionych przypadkach.

 Fot. Anteny odbiorcze TV - od lewej DIGITmax HD, DIGIT-3DT oraz DIGIT.

Jeżeli brakuje odpowiedniego poziomu sygnału to zdecydowanie lepszym rozwiązaniem będzie zamontowanie anteny kierunkowej, wieloelementowej, która da większy zysk. Przy korzystaniu z tego typu anten należy pamiętać o ważnej zasadzie – im więcej elementów posiada antena, tym precyzyjniej trzeba ją ustawić na wiązkę odbieranego sygnału. I nie dotyczy to tylko kierunku – nadajnika, ale również odchylenie anteny pod odpowiednim kątem tak, aby trafiła w wiązkę. Pewną analogią jest tutaj antena SAT, w której ostatnią czynnością regulacyjną jest odpowiednie skręcenie konwertera LNB w uchwycie anteny. Od tego drobnego manewru nie przybywa znacząco poziomu sygnału, natomiast poprawia się jakość sygnału określana bitową stopą błędu – BER.

     Bez zainwestowania w dobry, podręczny przyrząd pomiarowy, trudno jest w precyzyjny sposób określić parametry odbieranego sygnału. Dotychczas posiadany miernik, który był stosowany do ustawiania anten TV na nadajniki analogowe odchodzi powoli do przysłowiowego lamusa. Nie ma możliwości, aby takim miernikiem prawidłowo wyregulować antenę na nadajnik cyfrowy. Wynika to z faktu iż miernik analogowy, w dużym uproszczeniu, mierzy poziom nośnej wizji konkretnego kanału np. dla k21 – nośna wizji to 471,25MHz. Natomiast miernik sygnału DVB-T mierzy średnią moc w całym kanale, w którym nie widać konkretnej nośnej wizji. Dlatego też najlepiej stosować dedykowany przyrząd pomiarowy np. typu TAM firmy Maxpeak. Miernik mierzy wszystkie istotne parametry cyfrowego sygnału, a ich wartości wyświetla w formie liczbowej i graficznej na wyświetlaczu LCD. Podstawowe informacje to:

Fot. TAM – miernik do pomiaru cyfrowych sygnałów TV naziemnej i widok na jego wyświetlacz LCD.

Miernik ma dodatkowo wbudowany skaner pasma VHF i UHF, dzięki czemu możemy szybko namierzyć kierunek skąd nadawany jest interesujący nas program TV.

Instalacje odbioru sygnałów RTV/SAT

Instalacje RTV/SAT ze względu na zasięg (zastosowanie) można podzielić na indywidualne i zbiorowe. Te pierwsze są najczęściej wykorzystywane w domach jednorodzinnych, natomiast drugie w domach wielorodzinnych, wspólnotach mieszkaniowych. Oczywiście podział ten jest bardzo umowny, bo przecież w domu jednorodzinnym można posiadać bardzo rozległą i rozbudowaną instalację odbioru i dystrybucji sygnałów RTV/SAT.

Najprostsza indywidualna instalacja odbioru sygnałów naziemnej telewizji cyfrowej (NTC) złożona jest z pasywnej anteny TV oraz jednego punktu odbioru jakim jest samodzielny tuner DVB-T lub odbiornik TV z wbudowanym takim tunerem. W przypadku gdy mamy więcej odbiorników TV sygnał należy odpowiednio podzielić. Do podziału nie powinno się stosować samodzielnie rozgałęźników RTV, ponieważ wprowadzają one dodatkowe tłumienie (około 4dB) na drodze sygnałowej pomiędzy anteną a odbiornikami. Zdecydowanie lepszym rozwiązaniem jest zastosowanie mikrowzmacniacza typu WSA i wówczas na jego wyjściu stosujemy rozgałęźnik 2, 3 lub 4 wyjściowy. Inny sposób to zastosowanie od razu aktywnych rozgałęźników serii RTA-120 / RTA-140. Dzięki takiemu rozwiązaniu dzielimy sygnał na tyle odbiorników TV ile potrzebujemy bez utraty  jakości odbieranego sygnału NTC.

Rys.3. Przykłady indywidualnych instalacji odbioru cyfrowych sygnałów TV. 

Powyższe przykłady przedstawiają instalacje w których możemy odbierać tylko sygnały TV naziemnej, a w kablu koncentrycznym potrzebnę są jeszcze sygnały TV satelitarnej. W najprostrzym przypadku, gdy mamy pojedynczą antenę TV i SAT sygnału z anteny SAT dosumowujemy do sygnałów naziemncyh za pomocą zewnętrznej zwrotnicy RTV/SAT. Odpowiednie wydzielenie sygnałow TV i SAT następuje na poziomie gniazda abonenckiego np typu GCS-310.

Rys.4. Przykład indywidualnej instalacji odbioru sygnałów TV naziemnych i SAT.

W bardziej rozbudowanych systemach, gdzie w jednym domu posiadamy kilka odbiorników TV, każdy z użytkowników powinien mieć niezależny dostęp do sygnałów zarówno NTC jak SAT. „Obróbkę” sygnałów naziemnych realizują pasywne filtry strojone serii PFS (PFS-1062, -982), wzmacniacze wielowejściowe serii WWK (WWK-861, -951, -982, -1062). Część satelitarna jest obsługiwana przez multiswitche 5-wejściowe (odbiór sygnałów z 1-satelity + wejście RTV) lub 9-wejściowe (odbiór sygnałów z 2-satelitów + wejście RTV).

Rys.5. Przykład instalacji RTV/SAT z zastosowaniem wzmacniacza WWK-861 i multiswitcha TT-MS 9x4.

Powyższy przykład pokazuje zastosowanie wzmacniacza wielowejściowego typu WWK-861 (6 torów/filtrów kanałowych dla wejść UHF, każdy filtr o maksymalnej szerokości 8MHz), który w bardziej rozbudowanej wersji występuje jako wzmacniacz WWK-1062. Wzmacniacz ten w stosunku do starszego modelu, został „doposażony” o dodatkowe wejście UHF3, zwiększona została liczba torów kanałowych do 10, a wejście FM zostało wyposażone w płynną regulację wzmocnienia. We wzmacniaczu jest możliwość ręcznego i niezależnego dla każdego wejścia UHF włączenia zasilania +12V do zasilenia ewentualnie stosowanych przedwzmacniaczy antenowych. Włączenie zasilania jest sygnalizowane świeceniem się zielonej diody LED. W przypadku wystąpienia zwarcia na którymkolwiek wejściu, dioda świeci się na czerwono, informując użytkownika o problemie. Regulacja pozostałych parametrów w torach kanałowych – strojenie kanału, regulacja wzmocnienia jest taka sama jak we wzmacniaczu WWK-861.

Fot. Wzmacniacz wielowejściowy typu WWK-1062.

Kolejnym wzmacniaczem jest WWK-982. Wzmacniacz ten w odróżnieniu od WWK-861 i WWK-1062 posiada tylko 8 torów kanałowych, ale z regulowaną szerokością filtra od 8MHz do 48MHz. To pozwala na objęcie odpowiednio rozszerzonym filtrem sygnałów od 1 do 6 kanałów TV. Przedwzmacniacze antenowe można zasilać napięciem +12V lub +24V, a ewentualne zwarcie wejścia jest sygnalizowane świeceniem czerwonej diody LED. Wszelkie regulacje parametrów wzmacniacza odbywają się za pomocą 5-przyciskowej klawiatury oraz podświetlanego wyświetlacza LCD.  

Fot. Wzmacniacz wielowejściowy typu WWK-982

Wzmacniacze serii WWK powinny być stosowane w instalacjach RTV jako samodzielny element (mały AZART) lub w instalacjach RTV/SAT, w których jest stosowany multiswitch posiadający bierne wejście RTV czyli bez wbudowanego przedwzmacniacza antenowego. Podanie na aktywne wejście multiswitcha zbyt dużego poziomu sygnałów RTV skutkuje wycinaniem w nim pasma „V LOW” czyli brakiem odbioru programów z tego zakresu. Jeżeli w instalacji są stosowane multiswitche z aktywnym wejściem RTV i nie można tego wejścia przełączyć w tryb pracy biernej (wyłączony przedwzmacniacz antenowy), to należy stosować filtry pasywnie strojone z serii PFS - np. PFS-1062.

Fot. Pasywny filtr strojony typu PFS-1062

Filtry serii PFS w odróżnieniu od wzmacniaczy serii WWK na wyjściu nie posiadają końcówki mocy. Dzięki temu na wejście RTV multiswitcha podamy odpowiedni poziom sygnału, który nie spowoduje problemów opisanych powyżej.

PJM