Rušení příjmu televizního a rozhlasového signálu: co způsobují mobilní sítě LTE?

Pokud se rozhodneme přijímat televizní a rozhlasový signál, výsledek závisí v první řadě na síle signálu v místě příjmu, použité technice a její správné montáži, ale mnohdy se potýkáme i s rušením signálu. Rušení může přicházet od jiných televizních nebo rozhlasových vysílačů, vysílačů mobilních sítí nebo dalších služeb, rušit mohou i různé elektronické přístroje a objevit se může i tzv. průmyslové rušení z rozvodů elektrické sítě nebo různých průmyslových provozů. Mnohdy může rušení komplikovat nebo znemožnit příjem i v místech s jinak kvalitním signálem televize a rozhlasu. V článcích na televizniweb.cz si problematiku rušení přiblížíme a dáme vám i tipy a rady, jak rušení předcházet nebo ho odstranit. V dnešním článku se podíváme na rušení příjmu od mobilních sítí LTE.

Jak se zbavit rušení televizního signálu? Pořiďte si anténu s LTE filtrem!

Kde se vzalo rušení od LTE sítí a jak se projevuje?

Rušení od základnových stanic mobilních sítí LTE 800 MHz (také označovaných jako BTS) je v současné době asi nejčastějším případem rušení televizního příjmu. V drtivé většině případů se ale nejedná o přímé rušení signálu (samotný signál není nijak rušen ani degradován), ale o vliv silného signálu LTE na přijímací soustavu. Televizní pásmo UHF totiž zabíralo historicky frekvence 470 – 860 MHz (TV kanály 21-69). Po tzv. digitální dividendě došlo k zúžení pásma na 470-790 MHz (kanály 21-60) a „odtrženou“ horní část zabraly mobilní sítě LTE (toto pásmo je označováno jako LTE 800). Antény, zesilovače a další prvky rozvodů byly ale vyráběny na celé TV pásmo a vedle televizního signálu tak nyní přijímají naplno i signál LTE, jehož síla je v mnoha případech výrazně vyšší než síla signálu vysílačů DVB-T/T2.

Vliv silného signálu LTE se projeví degradací příjmu, kterou divák pocítí buď ve zhoršení příjmu (typické „kostičkování“ obrazu, zasekávání se obrazu i zvuku) nebo v nemožnosti příjmu některých DVB-T/T2 multiplexů. V extrémních případech může spuštění blízké BTS LTE televizní příjem doslova znemožnit, zejména pokud je k příjmu využívána anténa se zesilovačem.

Obr. 1 – Základnové stanice LTE sítí se často umisťují na obytné domy a jejich signál je tak mnohdy výrazně silnější než signál televizního vysílání DVB-T/T2. (foto: GSMweb.cz)

Základnové stanice LTE pracují v nižší části pásma (791 – 821 MHz), první blok (791-801 MHz) je vyhrazen pro T-Mobile, druhý (801-811 MHz) pro O2 a třetí (811-821 MHz) pro Vodafone. Vyšší část pásma je pak vyhrazena pro uplink na vysílače (tedy tam vysílají mobilní zařízení – telefony, modemy a další). Největší problém je vzhledem k minimálnímu kmitočtovému odstupu právě se základnovými stanicemi T-Mobile – pro jejich potlačení je nutné využít velmi selektivní a efektivní filtry, zejména pokud přijímáme kanály 59 a 60. U kanálu 60 je mnohdy oddělení slabšího televizního signálu a silného místního LTE vysílače T-Mobile velmi problematické.

Diváci, kterým zkomplikuje televizní příjem start LTE se mohou obracet na Český telekomunikační úřad (ČTÚ) a rušení hlásit. Zjistit, zda je u vás již LTE spuštěno, nebo kdy se vysílače ve vašem okolí budou spouštět, je relativně jednoduché – ČTÚ zřídil speciální webovou stránku http://start-lte.ctu.cz, kde lze nalézt mapku spouštěných BTS i s daty oživení. Pokud tedy zjistíte, že začalo docházet k problémům s příjmem televize a zároveň na mapě vyhledáte blízkou BTS s nedávným datem spuštění, lze s celkem vysokou pravděpodobností z nekvalitního příjmu vinit právě silný signál LTE v místě příjmu.

Pokud se prokáže, že na vině je blízká BTS LTE, měl by mobilní operátor náklady na odrušení uhradit. Na vině ale nesmí být špatná nebo nevhodně navržená přijímací soustava a musí se jednat o rušení vysílačů určených pro danou lokalitu. Na mnoha místech totiž spuštění blízké BTS LTE příjem digitální televize reálně zhorší, ale ne natolik, aby to diváci pocítili na příjmu místních programů. Blízká BTS může například znemožnit dálkový příjem zahraničních programů nebo vysílačů, jejichž pokrytí v dané lokalitě není dle ČTÚ chráněno. Pak mají diváci smůlu a u ČTÚ se pomoci nedočkají.

Máte „LTE free“ anténu nebo zesilovač? Nemusí to stačit

V posledních letech se už prodávají i antény, zesilovače a další prvky s obchodními označeními jako „LTE free“ nebo „LTE compatible“, tedy laděné už na omezené pásmo 470 – 790 MHz. Zejména v případě antén je ale potlačení LTE pásma malé, tím, že výrobce upraví maximum zisku antény pod 790 MHz, se v pásmu 791-820 MHz, kde vysílají základnové stanice LTE, docílí potlačení typicky v jednotkách dB. U zesilovačů s vestavěným LTE filtrem je již efektivita potlačení LTE signálu vyšší, i tak to ale nemusí stačit, protože vestavěný LTE filtr propouští celé pásmo až do 790 MHz a následně má jen pozvolný útlum.

Obr. 2 a 3 – Porovnání výsledného signálu za zesilovačem pro kanály 21-69 (obr. 2) a zesilovačem „LTE free“ pro pásmo 21-60 (obr. 3.) Potlačení není na začátku LTE pásma vysoké, následně se útlum zvyšuje.

Pokud tedy máme poblíž zejména BTS T-Mobile, je většinou třeba využití přídavného selektivního filtru, který má už na začátku LTE pásma výrazný útlum. Každopádně, pokud při koupi volíte mezi anténou nebo zesilovačem, které jsou laděny na celé původní pásmo, nebo prvky, které už mají omezené pracovní pásmo, určitě se vždy vyplatí vybrat ty s omezeným LTE pásmem. I pokud by potlačení LTE samotnými prvky nestačilo a budete nakonec potřebovat přídavný filtr, docílíte v kombinaci s „LTE free“ prvky vždy vyššího potlačení nežádoucího signálu.

Co je to LTE filtr a jaké jsou jeho vlastnosti?

Různých typů LTE filtrů je na trhu velké množství. Odborně řečeno se jedná o tzv. dolní propust – pasivní prvek, který propouští signál od určitého kmitočtu směrem k nižším frekvencím a nad daný kmitočet signál tlumí. Základní vlastnosti LTE filtru (stejně jako jakékoliv jiné propusti) jsou tři – průchozí útlum, útlum mimo propouštěné pásmo a selektivita – tedy strmost útlumu. Ta je u LTE filtrů zásadní, právě z důvodu blízkosti vyšších TV kanálů a LTE pásma.

Obr. 4 a 5 – LTE filtry se prodávají v různých provedeních – váleček pro zapojení na kabel nebo před zesilovač (obr. 4) nebo venkovní prvek v krytu pro umístění přímo na anténní stožár (obr. 5)

Filtry se dají sehnat v ceně od 200 Kč výše, některé úzce selektivní typy vyjdou i na více než 1000 Kč. Vyrábějí se buď pro celé stávající TV pásmo, tedy do 790 MHz (kanál 60), nebo jsou laděny níže – propouští tedy pásmo jen např. do 774 MHz (kanál 58), ale mají pak vyšší útlum v samotném LTE pásmu. Průchozí útlum se většinou v propouštěném pásmu pohybuje v rozmezí 1-3 dB.

Dražší filtry mají většinou lepší selektivitu, ale nemusí to platit vždy. Laik totiž nemá jak kvalitu filtru zjistit, pokud nedisponuje měřicí technikou, nezjistí ani to, nakolik filtr LTE signál reálně potlačil. U mnoha filtrů (zejména těch levnějších a neznačkových prodávaných na různých eshopech) výrobci ani prodejci neudávají, jaký útlum mají na začátku LTE pásma (na 791 MHz), přitom tento parametr je z pohledu potlačení rušícího signálu naprosto zásadní. Filtr sice může mít vysoký udávaný útlum např. 45 dB, to je ovšem k ničemu, pokud má na začátku pásma útlum jen 5 dB a udávaného útlumu dosahuje až nad 820 MHz.

Obr. 6 – Průběh útlumu běžného levného filtru pro celé pásmo 21-60. Strmost útlumu je malá a útlum tak není na začátku LTE pásma dostatečný pro efektivní potlačení silných signálů (graf: Antech s.r.o.)

Někteří výrobci a distributoři filtrů udávají u filtrů potlačení na různých frekvencích, z něhož je možné strmost vyčíst, případně udávají i útlum na začátku LTE pásma. Solidní výrobci, prodejci a distributoři pak většinou nabízejí graficky vyjádřenou křivku útlumu včetně útlumu na začátku LTE pásma, v jeho prostředku a na jeho konci, což už dává kupujícímu jasnou informaci o tom, které kmitočty a jak efektivně filtr reálně tlumí.

Typy filtrů na trhu a jejich správný výběr

Jak tedy LTE filtr vybírat? Obecně lze doporučit koupi levnějších filtrů laděných na nižší kanály a to v případě, že nepotřebujeme přijímat vysoké TV kanály 59 a 60. Například i levný filtr laděný do 774 MHz (kanál 58) dociluje na 791 MHz slušného útlumu kolem 18 dB. V případě filtru laděného do 766 MHz (kanál 57) pak docílíme útlumu na 791 MHz dokonce 33 dB, což už dostačuje v naprosté většině případů. Pokud potřebujeme přijímat vyšší kanály a zároveň výrazně utlumit LTE pásmo, protože máme nedaleko nebo ve směru na vysílač základnovou stanici LTE, má smysl sáhnout po dražším a selektivnějším filtru. Vhodné typy dokážou propustit kanál 59 s minimálním útlumem a zároveň potlačit začátek LTE pásma i o více než 25 dB.

Obr. 7 a 8 – Levný filtr laděný pouze na kanály 21-57 (obr. 7) už má útlum dostatečný a využitelný je kompromisně i pro kanál 58. Selektivní filtr pro kanály 21-59 (obr. 8) pak umožní příjem žádaných kanálů s minimálním průchozím útlumem a zároveň dostatečně potlačí LTE už na začátku pásma.(grafy: Antech s.r.o.)

Pokud potřebujeme přijímat kanál 60 a zároveň výrazně potlačit LTE, je situace složitá. I ty nejkvalitnější filtry nezajistí propuštění kanálu 60 s minimálním útlumem a zároveň efektivní utlumení LTE pásma už na jeho začátku. Zde je potřeba absolutně zapomenout na levné filtry, protože ty laděné až do 790 MHz mají na začátku LTE pásma útlum typicky jen 3-8 dB a to při silném LTE signále nestačí. Sáhnout tak lze po profesionálních filtrech, které zajistí průchozí útlum pro kanál 60 do 3-6 dB a zároveň potlačí LTE pásmo o více než 15 dB. Docílit výrazně vyšší selektivitu a zároveň menší průchozí útlum je takřka nemožné, to už naráží na fyzikální zákony.

Praktické využití a zapojení LTE filtru

Samostatný LTE filtr zapojujeme vždy před aktivní prvek nebo přijímač. Jestliže máme přijímací soustavu, kde je pouze anténa a přijímač (případně je vložen jen pasivní prvek jako rozbočovač apod.), ve většině případů není LTE filtr nutností, signál LTE sice může být i znatelně silnější než signál DVB-T/T2, ale na příjem nemusí mít vliv. Pouze v bezprostřední blízkosti základnových stanic má smysl zařadit filtr i mezi pasivní anténu a přijímač. Zato v případě využití zesilovače je nasazení LTE filtru na mnoha místech nutné, pokud chceme využít plné zesílení a nechceme, aby se zesilovač silným signálem zahltil, což má následně vliv na signál (zahlcený zesilovač se rozkmitá a televizní signál sice zesiluje, ale zároveň s tím degraduje). U zesilovače je nutné zapojit filtr přímo na jeho vstup nebo těsně před něj, tak, aby zesilovač zesiloval už od LTE „očištěný“ signál.

Obr. 9 a 10 – Stav signálu za domovním zesilovačem na měřicím přístroji bez předřazeného LTE filtru (obr. 9) a s předřazeným selektivním LTE filtrem. Přijímány kanály 21-59. Zesilovač pracuje na hraně svých možností z důvodu silného LTE signálu.

Obr. 11 a 12 – Parametry příjmu před zařazením LTE filtru (obr. 11) a po zařazení filtru před zesilovač (obr. 12). Vliv na kvalitu příjmu je výrazný.

Problém budou mít diváci, kteří využívají antény s vestavěným zesilovačem přímo v anténě (resp. v anténní krabičce), zejména nekvalitní „polská síta“, kde je i kvalita použitého zesilovače nízká a snadno se zahltí silnějším signálem. Takové řešení je vhodné nahradit pasivní anténou a kvalitní zesilovač včetně filtru umístit uvnitř domu. Pokud máme od antény dlouhý svod a zesilovač má sloužit zejména k pokrytí ztrát v kabelu, nebo pokud se jedná o příjem velmi slabého signálu a zesilovač je tak potřeba umístit kvůli útlumu co nejblíže anténě, je vhodné umístit například filtr i zesilovač do vodotěsné krabice na stožár. Někteří výrobci nabízejí LTE filtry i v provedení přímo do anténní krabičky nebo v samostatném venkovním krytu k montáži na anténní stožár nedaleko antény.

Rušení se může objevit i ve společných anténách

Zatím jsme se v článku zabývali pouze individuálními rozvody (ITA), ovšem rušení se může dotknout také společných televizních antén (STA). Tím spíš, že BTS LTE se zejména ve městech umisťují na panelové domy a výškové budovy v husté zástavbě a v mnoha případech tak jsou antény operátorů s vyzářenými výkony ve stovkách W až jednotkách kW jen pár desítek metrů od antén STA. Záležet tak bude hlavně na tom, jak kvalitně je STA zařízena.

Moderní a kvalitně stavěné STA využívají systémy selektivních kanálových vložek, které do rozvodu pouští pouze signály žádaných kanálů nebo programovatelné zesilovače s ostrými filtry. Zahlcení od LTE tedy nehrozí a není třeba žádných filtrů, teoreticky mohou problémy hrozit pouze u méně selektivních vložek pro kanál 60, například typu Alcad ZG-401, které částečně zesilují i vedlejší kanál (a tedy zesílí i LTE od T-Mobile). V některých případech se může stát, že v rozvodech STA zbyly ještě dříve používané vložky pro kanály 64 (Praha a okolí) nebo 61 (Černá hora), které nyní zesilují naplno signál LTE a mohou dělat problémy. Jestliže se s problémy u STA setkáte, stačí zavolat servisní firmu, která řešení zhotovila a ta by potíže měla odstranit.

Obr. 13 – Profesionálně provedená společná televizní anténa (STA) se systémem kanálových vložek nebo s programovatelným zesilovačem by s rušením od LTE neměla mít problémy

Pokud jsou ovšem STA stavěny jinak, například je pro zesílení signálu použit silný pásmový zesilovač bez selektivní kanálové filtrace, hrozí stejné problémy, jaké jsme popisovali výše u zesilovačů pro individuální rozvody. Malé STA lze upravit zařazením selektivních LTE filtrů, ale u větších STA nastává otázka, zda řešit problém jen úpravou ne zcela vyhovujícího stavu, nebo rovnou přestavbou STA na kvalitní řešení postavené na kanálových vložkách nebo programovatelném zesilovači. Cena takové přestavby se pohybuje řádově v desítkách tisíc, výhodou takového řešení je i zvýšení kvality signálu v rozvodech a filtrace nechtěných signálů z jiných vysílačů DVB-T/T2 – jestliže STA nemá kanálovou filtraci, v rozvodu se může objevit slabší a nekvalitní signál té samé DVB-T/T2 sítě, což dělá problémy zejména v případě automatického ladění programů. Úpravu STA lze spojit i s přípravou na přechodové a finální DVB-T2 sítě. Je samozřejmě na vlastníkovi STA, kolik je ochoten do úpravy rozvodů investovat.

Co nás čeká s vypnutím DVB-T a spuštěním LTE 700?

Na závěr článku malý výhled do budoucna. Televizní pásmo se po přechodu na DVB-T2 bude dále ořezávat, a tak nás po roce 2021 čeká uvolnění pásma 700 MHz (konkrétně 694 – 791 MHz, kanály 50-60) pro mobilní sítě a jejich následné spouštění. V některých evropských zemích jsou s uvolňováním tohoto pásma napřed a tak se již dnes i na našem trhu objevují antény, zesilovače a nebo LTE filtry, které počítají už s potlačením pásma nad 694 MHz a pracují jen v rozsahu kanálů 21-49. Typicky mívají označení „LTE 700“, „LTE 700 free“ a podobně. V ČR nicméně stále pracuje množství vysílačů na kanálech 50-60 a tak je využití takto laděných prvků prozatím problematické. Po roce 2021 a spuštění mobilních sítí v uvolněném pásmu nás každopádně čekají úpravy anténních rozvodů, ve většině případů ovšem postačí jen koupě nového LTE filtru. Televizniweb.cz se bude této problematice i nadále věnovat a přinášet užitečné informace a rady.