Zkušenosti s příjmem německého DVB-T2 vysílání na území České republiky

Začátkem října jsem v článku pro Televizníweb.cz popisoval praktický příjem rakouského DVB-T2 vysílání (platforma simpliTV) na území České republiky, dnes se podobně podělím o zkušenosti s příjmem DVB-T2 signálu z Německa. Popíšu příjem německé DVB-T2 platformy FreenetTV, jejíž signál byl přijímán ze sousedního Bavorska, konkrétně ze známého vysílače Wendelstein v Bavorských Alpách.

Vysílač Wendelstein (SRN – Bavorsko)

Vysílání FreenetTV provozuje v Německu od konce letošního března společnost Media Broadcast. Začátek vysílání FreenetTV je datován k 29. 3. 2017 a od počátku je její signál šířen v moderním terestrickém standardu DVB-T2. Pro videosignál byl zvolen kompresní algoritmus H.265 (HEVC), zvuk je komprimován algoritmem HE-AACv1@L2.
Společnost Media Broadcast z počátku vysílala všechny programy jako promo, tedy zcela volně bez kódování. Od 4. července je signál části programů zakódovaný systémem IRDETO a příjem zpoplatněn poplatkem 5,75 euro měsíčně (v přepočtu 150 korun). Veřejnoprávní programy vysílají v sítích DVB-T2 nadále bez kódování, pro jejich příjem tedy není nutné žádné dekódovací zařízení ani úhrada jakéhokoli dalšího poplatku. Volně lze přijímat i tři komerční stanice: Bibel.tv, HSE24 HD a QVC.

Přijímané vysílače na jihu – Brotjacklriegel, Wendelstein

Na jihu Čech lze přijímat signál německého terestrického DVB vysílání především z vysílače Brotjacklriegel, který leží v Bavorském lese, nedaleko města Deggendorf. Z tohoto vysílače jsou aktuálně šířeny tři multiplexy v končícím standardu DVB-T. Poblíž Lipenské přehrady lze na některých místech zachytit kvalitní signál celkem šesti multiplexů v moderním standardu DVB-T2 a to ze známého bavorského vysílače Wendelstein, který leží na stejnojmenné hoře v Bavorských Alpách, poblíž městečka Bayrischzell.

Místo příjmu (Lipno nad Vltavou – Kramolín)

Příjem signálu z vysílače Wendelstein, SFN s vysílačem Mnichov

Signál z vysílače Wendelstein pro potřeby zpracování tohoto článku jsem přijímal v obci Lipno nad Vltavou, v nové zástavbě pod vrchem Kramolín, kde jsem v minulosti realizoval několik instalací příjmu německé digitální pozemní televize. Z tohoto významného bavorského vysílače je v současné době vysíláno šest DVB-T2 multiplexů v pásmu UHF. Jedná se o kmitočtové kanály č. 26, 31, 34, 35, 48 a 56. Multiplex na kanále 56 čeká v dohledné době migrace na kanál č. 30. Signál jsem přijímal pomocí UHF antény Fagor Rhombus umístěné na teleskopickém stojanu přibližně 4,5 m nad zemí v nadmořské výšce 830 metrů. Přímá, vzdušná vzdálenost místa příjmu a vysílače Wendelstein je 195 km.

LTE signál místní BTS

Příjmová lokalita není rušena žádným silným místním TV vysílačem a místní BTS vysílající signál vysokorychlostního internetu LTE v pásmu 800MHz, příjem nijak zásadně nerušila.

Přehled příjmových parametrů DVB-T2 signálů z vysílače Wendelstein

Parametry VF signálu DVB-T2 multiplexu Media Broadcast (Wendelstein)

Parametry VF signálu DVB-T2 multiplexu Media Broadcast (Wendelstein)

Jelikož je DVB-T2 signál z Wendelsteinu stejně jako většina bavorského pozemního TV vysílání šířen ve vertikální polarizaci, je možné v tomto případě nerušeně přijímat i tyto poměrně vzdálené a slabé UHF signály bez obav z rušení na stejných kanálech z Čech, či sousedního Rakouska, celoročně a to i bez ohledu na počasí. Vyzářený výkon vysílače každého DVB-T2 multiplexu na Wendelsteinu je 100 kW.

Impulsní odezva na kanále č.31 – SFN Wendelstein/Mnichov

V době testovacího příjmu bylo možné na grafu impulsní odezvy vypozorovat další impuls na všech měřených kanálech. Tento impuls byl od primárního signálu vzdálen přibližně 9 kilometrů, což je neklamné znamení, že se jednalo o signály z vysílače Mnichov / Olympiaturm (vzdálenost 204km), který tvoří s vysílačem Wendelstein ve spolkové zemi Bavorsko jednofrekvenční síť (SFN). Stejná SFN fungovala i v éře DVB-T.

Historie vysílače na vrcholu Wendelstein

Televizní a rozhlasový vysílač Wendelstein (stožár a technologická budova)

Wendelstein je 1 838 metrů vysoký kamenný masiv, který leží v Bavorských Alpách. 55 km severozápadně se nachází hlavní bavorské město Mnichov.

Krátce před 2. světovou válkou zřídila německá Luftwaffe na vrcholu Wendelsteinu sluneční observatoř, učinila tak tehdy výhradně z vojenských důvodů. Observatoř zahájila činnost v roce 1941. V roce 1949, kdy předaly americké úřady observatoř na Wendelsteinu zpět Bavorsku, byla observatoř rozšířena o hvězdárnu. První historické vysílání se datuje ke 3. lednu 1950. Jednalo se VKV vysílání Bavorského rozhlasu s efektivním výkonem 5kW. Už tehdy byl dosah vysílání díky vysoké nadmořské výšce vysílače až 200 kilometrů. 6. listopadu 1954 začala z Wendelsteinu vysílat i německá televize.

V roce 1964 byl postaven na Wendelsteinu dnešní, 55 metrů vysoký anténní stožár. Hlavní anténní stožár vysílače Wendelstein stojí ve výšce 1828 metrů nad mořem na jižní straně vrcholu. Pod ním stojí ještě tři menší konstrukce s anténami, které slouží ke kontrole dalších vysílačů Bavorského rozhlasu, pro mikrovlnné spoje k nejrůznějším telekomunikačním službám a systémy pro letecký provoz, internet, vysílačky atd. Hlavní technologická budova vysílače Wendelstein je umístěna přibližně 70 výškových metrů pod základnou hlavního stožáru. Stožár a budova jsou propojeny kabelovou šachtou na povrchu skalního masivu.

Výměna UHF anténního systému na Wendelsteinu (rok 2005)

Na hlavní stožár byl 12.dubna 2005 pomocí vrtulníku Kamov KA-32 švýcarské firmy Heliswiss nainstalován ve třech dílech nový anténní systém od firmy Kathrein v samonosném sklolaminátovém tubusu. Uvnitř tubusu jsou dvě anténní sestavy, první je UHF systém ve vertikální polarizaci pro vysílaní DVB-T a druhým je anténní systém pro vysílání digitálního rozhlasu DAB+ v pásmu VHF3, rovněž ve vertikální polarizaci.

Programová nabídka, nabídka přijímačů, CA modul

Programová nabídky platformy FreenetTV aktuálně čítá 23 volných, nekódovaných veřejnoprávních programů (FTA), volně sledovatelné jsou rovněž tři privátní programy, dalších 19 programů privátních je kódováno v systému IRDETO (5,75Euro/měsíčně). Až na dvě výjimky jsou tyto programy šířeny v HD rozlišení obrazu a prostřednictvím DVB-T2 multiplexů, tedy bez nutnosti mít k dispozici připojení k internetu.

Připojení k internetu nabídku platformy FreenetTV ještě rozšiřuje o dalších 23 služeb v nabídce FreenetTV Connect, mezi které spadají další TV programy (streamy), aplikace a přístupy do mediálních knihoven. Seznam všech programů je uveden na freenet.tv.

Po stránce HW nabízí společnost Media Broadcast plno komponentů pro příjem. Vysílání FreenetTV lze sledovat pomocí externích receiverů (set-top-box) od několika zavedených značek (Vantage, Technisat, Strong, Kathrein, Philips a další) v nabídce je i externí USB tuner pro sledování programů FreenetTV na osobním počítači a pro sledování programů na moderních TV přijímačích vybavených DVB-T2 tunerem je k dispozici CA modul FreenetTV určený do CI+ rozhraní. Kompletní přehled těchto komponentů lze najít rovněž na webové stránce freenet.tv.

Přehled jednotlivých DVB-T2 multiplexů přijímaných z vysílače Wendelstein

Na kmitočtovém kanále UHF č. 34 vysílá multiplex s oficiálním názvem ZDF HD, obsahuje kompletně nekódované programy společnosti ZDF, 3Sat, KIKA a spoustu a služeb z balíčku FreenetTV Connect, které lze využívat pouze v případě, že je přijímač připojen k internetu. Na kmitočtovém kanále č. 31 vysílá multiplex s oficiálním názvem BR1 HD, obsahuje také pouze nekódované programy (Das Erste, Arte, Phoenix atd). Na kmitočtovém kanále č. 56 vysílá multiplex s označením BR1 HD, obsahuje opět pouze nekódované programy, v tomto případě se jedná o regionální TV stanice. Na kmitočtovém kanále č. 35 vysílá multiplex s oficiálním názvem FREENET1 Bayern, obsahuje naopak pouze kódované programy v systému IRDETO (TV stanice společnosti RTL, Vox, N-TV atd ).

Na kmitočtovém kanále č. 26 vysílá multiplex s oficiálním názvem FREENET2 Bayern, který rovněž obsahuje kompletně kódované programy v systému IRDETO (PRO7, Kabel1, Sport1, SIXX atd.). A na kmitočtovém kanále č. 48 vysílá multiplex s názvem FREENET3, který obsahuje jak kódované programy v systému IRDETO (Eurosport1, Disney, DMAX, N24 atd.), tak i programy bez kódování, tedy volně přijímatelné (QVC, HSE24 a Bibel.tv). Na rozdíl od rakouského i českého pozemního DVB vysílání neobsahuje německé vysílání žádné rozhlasové stanice. Transportní streamy multiplexů obsahují vedle televizních stanic, HBBTV a EPG datových kanálů i stále oblíbený teletext.

DVBDream – sledování programu FreenetTV (tuner TBS 5881)

Modulační parametry, komprese videa a zvuku, datové toky, rozlišení obrazu

Modulační parametry a konstelační diagram DVB-T2 multiplexu FreenetTV

Německá společnost Media Broadcast zvolila pro své DVB-T2 vysílání následující modulační parametry: FFT modulační mód 32K, modulaci 64QAM, bez rotace konstelačního diagramu. U multiplexů přenášející nekódované vysílaní veřejnoprávních stanic (kanály 31, 34 a 56) je zvoleno ochranné kódování FEC 3/5, ochranný interval 19/128 a rozložení pilotních nosných frekvencí PP2, celková přenosová kapacita těchto multiplexů je 21,6Mbps. U multiplexů přenášející kódované programy platformy FreenetTV (kanály 26, 35 a 48) je zvoleno ochranné kódování FEC 2/3, ochranný interval 1/16 a rozložení pilotních nosných frekvencí PP4, celková přenosová kapacita těchto multiplexů je 27,1Mbps.

Je patrné, že u multiplexů přenášející veřejnoprávní programy je kladen větší důraz na zabezpečení signálu pro běžné šíření signálu a díky rozložení pilotních nosných frekvencí PP2 (pilot pattern) je možný kvalitnější příjem signálů za ochranným intervalem. Obraz je komprimován moderním algoritmem H. 265 (HEVC), zvuk je komprimován systémem HE-AAC v1@L2. Rozlišení obrazu je u drtivé většiny stanic 1920×1080 s neprokládaným řádkováním (1080p)! Pouze stanice QVC a BibelTV používají rozlišení 720×540 s neprokládaným řádkováním (540p). Šířka kmitočtového kanálu je obvyklých 8MHz. Datové toky TV programů v rozlišení 1920x1080p platformy FreenetTV se pohybuje v rozmezí 2,5 až 6Mbps. Kvalita obrazu veřejnoprávních stanic Das Erste a ZDF je na obrazovkách od 100 do 130cm velmi slušná.

Seznam TV programů v multiplexu BR1 HD

Analýza transportního streamu multiplexu BR1 HD – datové toky TV programů

Multi-PLP vysílání v rámci jednoho multiplexu

Modulační parametry první vrstvy DVB-T2 multiplexu FreenetTV

Modulační parametry druhé vrstvy DVB-T2 multiplexu FreenetTV

Přehled TV programů v první vrstvě DVB-T2 multiplexu FreenetTV

Přehled datových služeb ve druhé vrstvě DVB-T2 multiplexu FreenetTV

Media Broadcast využívá u dvou svých multiplexů vysílaných z vysílače Wendelstein (kanály č. 34 a 48) mechanismus tzv. vícenásobné fyzické vrstvy (Multi-PLP), který umožňuje přenášet samostatné transportní streamy s různými modulačními schématy s odlišnou robustností a zabezpečením (FEC), pro různé služby v rámci jediného multiplexu DVB-T2. Multi-PLP umožňuje provozovatelům například vysílat současně služby HD pro příjem střešní antény a služby SD pro příjem na mobilních zařízeních. Multi-PLP je také nástrojem, který umožňuje vkládání regionálních televizních služeb do celostátního multiplexu.

Použitá technika a měřící přístroje

Pro sledování FTA programů, dokumentaci technických informací a pořízení screenshotů německé pozemní platformy FreenetTV, jsem využíval přenosný osobní počítač HP s připojeným externím USB tunerem TBS5881 s aplikacemi DVBDream, Content analyser 4T2 a DemuxToy. Pro měření parametrů signálu jsem používal měřící přístroj ROVER HDTAB7 EVO.

Spektrální analýza – kanály č. 34 a 35 (multiplexy ZDFHD a Freenet1)