Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Co přinese pozemní digitální vysílání (DVB-T) energetice

číslo 8/2006

Co přinese pozemní digitální vysílání (DVB-T) energetice
Jiný pohled na pozemní digitální televizní vysílání – úspora energie, zlepšení životního prostředí

Ing. Jiří Šplíchal, SEL

O digitálním vysílání přinesl časopis Elektro podrobnější článek již v prvním čísle letošního roku. Byly v něm ve stručnosti přiblíženy technické výhody digitálního přenosu oproti analogovému. Přestože vzhledem k zaměření Elektro není tematika digitálního přenosu tou „pravověrnou elektrikařinou„, může se každému elektrotechnikovi stát, že bude konfrontován s otázkou: „Poslyš, a co je to to digitální vysílání?„

Zavádění digitálního vysílání je vzhledem k novým technologiím nejen pokrokem technickým, ale také krokem ekonomickým, jenž má i svůj legislativní a společenský rozměr. Evropská unie totiž klade důraz na strategii, která v jednotlivých členských státech umožní rychlý přechod ze zemského analogového televizního vysílání na zemské digitální televizní vysílání (DVB-T – Digital Video Broadcasting – Terrestrial). Mezinárodní telekomunikační unií má být ještě v roce 2006 přijat nový kmitočtový plán pro rozhlasovou službu, který bude mít pro zemské digitální rozhlasové a televizní vysílání zásadní význam.

Přechod na zemské digitální vysílání je jedním z nepominutelných úkolů v naplňování iniciativy „i2010 – evropská informační společnost pro růst a zaměstnanost„. Evropská unie považuje proces přechodu na digitální vysílání a harmonogram postupného vypínání analogového vysílání za jeden z prvků akcelerace své ekonomiky, a proto problematice digitálního vysílání věnuje značnou pozornost. Odborná komise EU předpokládá úplné vypnutí analogového televizního vysílání v členských zemích EU v období let 2010 až 2012.

Historie přechodu na digitální vysílání v ČR

Dne 4. července 2001 nabyl v ČR účinnosti zákon č. 231/2001 Sb., o provozování rozhlasového a televizního vysílání (dále jen „zákon o RTV„). Tento předpis harmonizoval právní úpravu v této oblasti s právem ES.

V červenci 2001 vláda projednala Koncepci přechodu na digitální rozhlasové a televizní vysílání v České republice, kterou zpracovalo ministerstvo dopravy a spojů spolu s ministerstvem kultury na základě usnesení vlády č. 7 z 5. ledna 2000. Tento materiál předpokládal novelizaci zákona o RTV. Z důvodu neshody na závěrech připomínkového řízení však byla příprava této novely přerušena.

Obr. 1.

V roce 2003 vláda svým usnesením č. 159 uložila ministerstvu informatiky spolu s ministerstvem kultury předložit aktualizaci Koncepce přechodu na digitální rozhlasové a televizní vysílání, ve které by byly zohledněny změny, ke kterým od doby zpracování původní koncepce došlo. Materiál nazvaný Koncepce zahájení digitálního televizního vysílání v České republice pro roky 2004 až 2006 vláda projednala 28. dubna 2004. Vláda vyslovila souhlas se zahájením řádného digitálního televizního v období let 2004 až 2006.

Dne 1. května 2005 nabyl účinnosti zákon č. 127/2005 Sb., o elektronických komunikacích a o změně některých souvisejících zákonů (dále jen „ZEK„). Vládní návrh tohoto zákona obsahoval i novelu zákona o RTV zaměřenou na dílčí odborné problematiky digitálního vysílání. Samostatný návrh změny zákona o RTV předložila vláda ČR v lednu 2005.

Přechod z analogového na digitální pozemní vysílání byl zahájen 9. července 2001 přijetím usnesení o Koncepci přechodu na digitální rozhlasové a televizní vysílání v České republice. Dne 31. května 2006 nabyla účinnosti novela zákona o provozování rozhlasového a televizního vysílání (novela vydána pod č. 235/2006 Sb., zákon o RTV), jejímž cílem je zejména vytvoření podmínek pro digitální vysílání, a to v souladu s předpisy Evropského společenství.

Seznam zkratek a použitých pojmů

API (Application Program Interface) – rozhraní pro aplikační programy. Rozumí se softwarová rozhraní mezi aplikacemi poskytovanými provozovateli rozhlasového a televizního vysílání nebo poskytovateli služeb a mezi rozšiřujícím digitálním televizním zařízením určeným pro digitální televizní a rozhlasové služby (směrnice 2002/21/ES);

CEPT (European Conference of Postal and Telecommunications Administrations) – Evropská konference poštovních a telekomunikačních správ;

DVB-C (Digital Video Broadcasting – Cable) – standard ETSI pro kabelové digitální televizní vysílání;

DVB-H (Digital Video Broadcasting – Handheld) – standard ETSI pro mobilní digitální televizní vysílání;

DVB-S (Digital Video Broadcasting – Satellite) – standard ETSI pro satelitní digitální televizní vysílání;

DVB-T (Digital Video Broadcasting – Terrestrial) – standard ETSI pro zemské digitální televizní vysílání;

EPG (Electronic Programme Guide) – elektronický programový průvodce, přiřazený prostředek (zařízení) spadající do oblasti regulace přenosu. To se ovšem nijak nedotýká rozsahu povinností, které by měl stanovit stát ve vztahu ke způsobu prezentace EPG a podobných přehledových a naváděcích pomůcek v rámci regulace obsahu (DIR2003/19/EC);

ETSI (European Telecommunications Standards Institute) – Evropský ústav pro telekomunikační normy;

HDTV (High Definition TV) – televize s vysokým rozlišením;

ITU (International Telecommunication Union) – Mezinárodní telekomunikační unie;

iTV – internetová televize;

MHP (Multimedia Home Platform) – standard API vyvinutý ETSI pro interaktivní služby, které jsou součástí digitálního televizního vysílání;

MPEG (Moving Picture Experts Group) – expertní skupina zaměřená na vývoj videostandardů používaných i v oblasti digitálního televizního vysílání pod označením (MPEG-1, MPEG-2 a MPEG-4 AVC);

NKS – Národní koordinační skupina pro digitální vysílání;

PAL (Phase Alternation Line) – standard pro zemské analogové televizní vysílání používaný v ČR;

RRC (Regional Radio Conference) – regionální rádiová konference;

set-top-box – zařízení určené pro příjem a dekódování signálu digitálního televizního vysílání;

T-DAB (Terrestrial – Digital Audio Broadcasting) – standard ETSI pro zemské digitální rozhlasové vysílání.

Redakce Elektro

Co je pozemní digitální vysílání a jak souvisí s energetikou?

DVB-T (Digital Video Broadcasting – Terrestrial) neboli pozemní digitální vysílání je nový systém přenosu televizního signálu, který používá digitální signál a který postupně nahradí současné televizní vysílání. Přechodné období má skončit nejpozději v roce 2012, kdy bude vypnuto analogové televizní vysílání v celé Evropské unii. K vypínání analogového vysílání bude u nás docházet postupně, až bude v jednotlivých oblastech zajištěn příjem digitálního vysílání.

Vysílací normy

Digitální televizní vysílání (DTV) zahrnuje několik systémů:
DVB-S (satelitní – satellite),
DVB-T (pozemní – terrestrial),
DVB-C (kabelové – cable),
DVB-H (pro přenosná zařízení – handheld).

Hovoří-li se dnes o digitálním vysílání, nejde vlastně o nic nového, protože satelitní vysílání je nyní již převážně digitální. Kabelové systémy nejsou u nás tak rozšířeny (vinou jejich cenové politiky). Nové je v současné době pozemní vysílání, které se z pokusného vysílání stalo pravidelným vysíláním.

Pro pozemní digitální vysílání platí ČSN ETSI EN 30 0744 Digitální televizní vysílání (DVB) – Struktura rámce, kódování kanálu a modulace pro zemskou digitální televizi, ta využívá kódování MPEG-2, které je v ČSN ISO/IEC 13818-1 Informační technologie – Obecné kódování pohyblivých obrazů a doprovodné zvukové informace – Část 1: Systémy. Také však její Část 2: Obraz a Část 3: Zvuk.

Proč přechod na digitální vysílání?

Odpověď je velice snadná. Stejně jako ve zvukovém záznamu, i v obrazovém záznamu lze zjistit, že zpracování, záznam a šíření digitálního signálu je mnohem levnější a také snazší než v případě analogového signálu. Proč tedy nebylo digitální televizní vysílání zavedeno hned od počátku? Odpověď na tuto otázku je také snadná. Protože jak tvorba, tak zpracování a záznam digitálního signálu vyžadují velmi složitá, stabilní a spolehlivá zařízení. Nyní slyším otázku: A přesto je zpracování digitálního signálu levnější? Ano, je tomu tak. Pravda však je, že jeho zpracování, záznam a jeho přenos vyžadují opravdu složitá zařízení. Proto byla původní zařízení analogová a stejně tak i celý systém. Přesto jsou dnes digitální zařízení pro danou kvalitu a současnou dobu levnější.

Aby však platilo, co je uvedeno v předchozím odstavci, a aby bylo možné dosáhnout takových výsledků, musel se rozběhnout rozsáhlý vývoj výpočetní techniky, která se pro zpracování i přenos signálu používá. Bylo třeba vyvinout velice kvalitní kódování signálu, kódovací algoritmy, které umožnily přenášet tak ohromné množství informací v reálném čase. Bylo třeba zásadně zlepšit technologie chemického i mechanického zpracování, aby mohlo dojít k rozsáhlému vývoji a zavedení velmi kvalitních a velmi složitých integrovaných obvodů s vysokou hustotou integrace, dosahující nyní milionů tranzistorů a dalších prvků. Výsledek však stojí za to.

Příkladem takového integrovaného obvodu je např. procesor společnosti VIA Technologies s kódovým označením VIA C7. Ten je vyráběn 90nm technologií a je pozoruhodný nejen svou frekvencí 2 GHz, ale i svými rozměry 7,1 × 4,45 mm a tím, že na ploše pouhých 31,7 mm2 obsahuje 26,2 milionu tranzistorů. Jeho pouzdro však musí při této frekvenci vyzářit 20 W (při 1 GHz pouhé 3 W).

Jiným příkladem digitálního zařízení je např. záznamové zařízení minidisk – MD. Ten používá kazetu podobnou 3,5„ disketě do počítače, laserový záznam, formát velmi podobný záznamu na počítači a kódování ATRAC. Toto záznamové zařízení, jehož rozměry jsou 80 × 75 × 18 mm, je schopno nejen zaznamenávat signál ve výborné kvalitě, ale současně umožňuje i editaci tohoto záznamu, umožňuje i doplnit název písničky, dovoluje změnit pořadí záznamů na disku, smazat některou skladbu, popř. její část, nebo i přidat časovou mezeru, a to vše s předem vypočítanou a stanovenou kvalitou, v podstatě shodnou se záznamem na CD-ROM. Tento systém používá také např. Český rozhlas. Myslím, že to jsou nejlepší příklady, kam až může dojít zpracování digitálního signálu. Stěží si lze představit cenu takového zařízení pro zpracování analogového signálu.

Výhody vysílání digitálního signálu

Z toho, co zde bylo uvedeno, je zřejmé, že digitální zařízení oproti analogovému zařízení přináší mnoho výhod, a to nejen v miniaturizaci, ale zejména svými vlastnostmi. Spolu s hlavním digitálním signálem je možné šířit další, doplňkové signály (viz předchozí příklad). Doplňkové signály tak vlastně rozšiřují přenosovou kapacitu. Vlastností digitálního signálu přitom je, že se jednotlivé signály vzájemně neruší. Je dokonce možné vysílat několik rovnocenných signálů (programů) současně. To znamená, že do jednoho televizního přenosového kanálu se šířkou 8 MHz lze vložit několik televizních programů, aniž by došlo ke vzájemnému rušení, protože tyto signály jsou vloženy jako multiplex. Říká se tedy, že určitý program je součástí multiplexu, např. A. Velkou výhodou tohoto systému je také to, že nezáleží na tom, zda jde o signál obrazový, zvukový, nebo datový, jde prostě o přenosový tok. Zde je však skryto nebezpečí. Jak známo, vždy jde o peníze „až na prvním místě“. A zde je to nebezpečí: Kapacita přenosového kanálu je dána, a jestliže se zvolí příliš mnoho signálů, důsledkem toho je pokles kvality těchto přenášených signálů. Jinak by se do daného přenosového toku signály nevešly. Znamená to, že je třeba zvolit optimální kvalitu přenosu v závislosti na počtu přenášených programů. Zvolená kvalita je rozlišení 720 × 575 bodů, tedy jde o běžnou kvalitu standardního TV obrazu, nikoliv lepší kvalitu.

Výhodou digitálního signálu však je také jeho kvalita z hlediska rušivých signálů, odrazů a dalších nepříjemných průvodních jevů analogového vysílání. Zde nastává velmi výrazné zlepšení přijímaného signálu. Jakmile je síla pole dostatečná pro příjem, netrpí digitální přijímaný signál žádnými neduhy analogového vysílání. Obraz (nebo zvuk) je stabilní, bez úniků, odrazů apod. To je, vedle rozšíření počtu vysílaných programů, zcela zásadní výhoda digitálního signálu.

Současná doba

V současné době se experimentální vysílání změnilo na Řádné digitální vysílání – Multiplex A. V něm se vysílají programy ČT1, ČT2, ČT24, ČT4 Sport, TV Nova. Mimo to je zde vysílán i soubor rozhlasových programů ČRo1 – Radiožurnál, ČRo2 – Praha, ČRo3 – Vltava, ČRo4 – Radio Wave, ČRo – D-dur, ČRo Rádio Česko, ČRo Leonardo, MHP EPG, MHP počasí ČT24.

Program šíří vysílač Praha-Cukrák – 25. kanál – výkon (ERP) 5 kW, Praha-město – 25. kanál – výkon (ERP) 5 kW.

Vedle tohoto řádného vysílání existují ještě dva projekty:

– pilotní projekt – Czech digital group
V něm jsou vysílány programy Prima TV, TOP TV, TA3, Óčko, 24cz a mimo to rozhlasové programy Rádio Proglas, Evropa2, Classic FM
Program šíří vysílače:
Strahov – 46. kanál – výkon (ERP) 10 kW,
Ládví – 46. kanál – výkon (ERP) 5 kW,
Zelený pruh – 46. kanál – výkon (ERP) 4 kW.

– pilotní projekt – Český Telecom
Vysílání se zatím připravuje (pro Prahu se uvažuje 64. kanál, pro Brno 25. kanál).

Čím přijímat?

K příjmu digitálního signálu je třeba digitální přijímač. V současné době, kdy je trh nasycen běžnými analogovými TV přijímači, by bylo neekonomické si pořizovat nový a řekněme to rovnou, dnes velmi drahý TV přijímač. Daleko vhodnější je použít mnohem jednodušší a levnější adaptér nazývaný set-top-box, který přijímaný signál převede na běžný obrazový signál, který je možné připojit k běžnému TV přijímači. Tyto set-top-boxy lze dnes pořídit v cenách od 1 500 do 2 500 korun.

Samozřejmě existují i dražší a lépe vybavené, ale kvalitu poskytují stejnou. Výstup set-top-boxu se k televizoru nejlépe připojí šňůrou SCART. Je třeba poznamenat, že existují i přijímače vhodné pro počítače a notebooky, ať již v podobě karty nebo jako tzv. flash disk, tedy opravdu miniaturní, které se připojují k rozhraní USB. Připojení těchto zařízení je velice jednoduché a zvládne ho školák. Ostatně, jistě si téměř každý pamatuje na konvertory pro IV. a V. pásmo, které se kdysi připojovaly k televizoru. Set-top-box je něco podobného, i když daleko dokonalejšího, protože z něho vychází signál v základním pásmu. Existují i takové set-top-boxy, které mají modulátor a lze je připojit i k velmi starým TV přijímačům, které nemají konektor SCART.

Úspora energie

Zatím však byla řeč o technických možnostech digitálního signálu. Nyní se na tento signál podívejme z trochu jiného pohledu. Po zjednodušení to bude pouze lokalita Prahy. Program ČT1 šíří pro Prahu tři vysílače (Cukrák 1. a 26. kanál a Žižkov 51. kanál) s celkovým vyzářeným výkonem 1 000 kW + 158 kW + 60 kW. Program ČT2 dva vysílače (Cukrák 53. kanál a Žižkov 41. kanál) s celkovým vyzářeným výkonem 22 kW + 60 kW. Nova má také dva vysílače (Žižkov 37. kanál a Strahov 39. kanál) s celkovým výkonem 60 kW a 0,5 kW.

Prima má také dva vysílače (Cukrák 7. kanál a Žižkov 24. kanál) s celkovým výkonem 20 kW a 60 kW. Je tedy možné říci, že Praha potřebuje celkový výkon 1 440 kW pro své čtyři programy (další programy nepočítám). Mimochodem ve výčtu TV vysílačů v ČR lze nalézt nejméně 170 vysílačů, jejichž výkon je větší než 50 kW (menší výkony nejsou pro přehlednost uvedeny).

Co se týče digitálního televizní vysílání, jsou na tom digitální vysílače „poněkud„ lépe. Vysílač Cukrák má výkon 5 kW, vysílač Praha-město 5 kW. Přitom však tyto vysílače v Multiplexu A šíří pět TV programů a dalších minimálně sedm rozhlasových programů. To jsou opravdu jiné hodnoty. Dochází zde, při uvažování celodenního nepřerušovaného vysílání, k velké úspoře elektrické energie. (Budou zapotřebí nové jaderné elektrárny ?)

Při pohledu na pokrytí území Čech tímto malým výkonem je třeba říci, že i v tomto ohledu má digitální signál velké přednosti. Pokrytí zasahuje až k Mladé Boleslavi, na jihu ke Kamýku a Voticím, tedy vzdálenost větší než 50 km od Prahy.

Zlepšení životního prostředí

Vedle úspory energie, a to je třeba zdůraznit, je nezanedbatelnou otázkou kvalita životního prostředí. Zde tedy dochází k velmi výraznému omezení elektromagnetického smogu z megawattových vysílačů (i když ho dobře nahradí vysílače mobilních telefonních sítí GSM a dalších).

Digitální televize nejen přináší větší možnosti při přenosu TV signálu, ale současně přispívá i ke zlepšení životního prostředí. Také odpadne les antén zejména v místech velice atraktivních, jako je historická Praha, protože pro příjem v místě silného signálu, jakým je prostředí Prahy, je možné použít náhradní anténu (kus drátu), aniž by to mělo vliv na kvalitu příjmu.

Závěr

Proč tedy nezavést pozemní digitální televizní vysílání? Rozhodně zavést. I když většinou nedojde k zásadnímu zlepšení kvality TV vysílání, umožní digitalizace ohromné zvětšení počtu programů, umožní i zásadní, a velmi výrazné, zlepšení pokrytí celého území republiky mnoha TV programy. A to aniž by se zvětšilo zatížení obyvatel republiky elektromagnetickým smogem, naopak – velmi výrazně se zlepší životní prostředí. A je celkem zřejmé, že čím rychleji, tím lépe. Velkou výhodou je také možnost využít multiplexy pro šíření informací, které jsou nutné pro naši bezpečnost, např. pokyny v případě havárií a mnoho dalších informací. Pro ilustraci je třeba uvést, že např. v Berlíně již bylo analogové TV vysílání zrušeno a funguje zde jen digitální televizní vysílání.

Možná by tedy stálo za úvahu, zda Ministerstvo informatiky ČR zbytečně nevyhazuje 360 proklamovaných milionů korun na propagaci pozemního digitálního televizního vysílání a zda by nebylo daleko lepší tyto finanční prostředky investovat do urychlení přechodu na digitální vysílání. Vždyť set-top-box dokáže zapojit skutečně každý laik – připojuje se třemi kabely, které nelze vůbec žádným způsobem prohodit.