Odbiór DVB-T - warunki i wymagania

Takie same anteny, jak w przypadku telewizji analogowej wystarczą, aby zapewnić dobry odbiór DVB-T. Sygnał naziemnej telewizji cyfrowej jest bowiem nadawany w tych samych zakresach częstotliwości, z których korzystała dotychczasowa telewizja analogowa. A dla anteny TV jest zasadniczo obojętne, czy odbiera sygnał analogowy, czy cyfrowy. Należy zatem zdecydowanie podkreślić, iż prawidłowo działająca instalacja antenowa do odbioru tradycyjnej telewizji analogowej powinna działać dobrze i w przypadku telewizji cyfrowej. Chociaż może się okazać konieczne przestrojenie wzmacniaczy selektywnych, wyregulowanie poziomów sygnałów, czy wymiana filtrów.

Równocześnie należy zauważyć, iż specyfika sygnału naziemnej telewizji cyfrowej umożliwia również odbiór programów DVB-T za pomocą anten i odbiorników mobilnych.

Warunki odbioru DVB-T

W przypadku odbioru stacjonarnego DVB-T jakość zależy przede wszystkim od gęstości rozmieszczenia nadajników i oczywiście od ich mocy. W przypadku odbioru mobilnego na jakość odbioru wpływa ponadto:
- prędkość pojazdów i kierunek poruszania się (efekt Dopplera przy więcej niż jednym nadajniku DVB-T),
- spadki poziomu powodowane w wyniku zasłaniania przez pojazdy, przejazdy pod mostami itd.,
- dynamiczny odbiór wielodrożny podczas jazdy np. przez tereny zabudowane,
- przekraczanie poziomu minimalnego na terenach słabego sygnału.
W obu przypadkach wiele zależy oczywiście od zysku i kierunkowości, jak i ew. wzmocnienia anten TV.

Zarówno przy odbiorze sygnałów naziemnych analogowych, jak i cyfrowych stosunkowo często dochodzi do zakłóceń i zaników sygnału. W przypadku odbioru za pomocą anten pokojowych TV mogą to być następujące przyczyny:
• Wiele anten pokojowych TV jest optymalizowanych tylko dla zakresu UHF i w zakresie VHF (k.6-12) dają one słaby odbiór.
• Wiele budynków silnie ekranuje sygnały wielkiej częstotliwości, ponieważ często mają one grube żelbetowe. Antena DVB-T powinna być zatem ustawiana możliwie najbliżej okna.
• Wewnątrz mieszkania jest często wysoki poziom zakłóceń powodowany przez liczne urządzenia elektryczne (np. świetlówki, komputery, telefony komórkowe, czy telefony bezprzewodowe DECT). W celu zapewnienia dobrego odbioru sygnał DVB-T musi być silniejszy od poziomu zakłóceń w miejscu ustawienia anteny. Zakres VHF (k.6-12) jest bardziej narażony na zakłócenia niż zakres UHF (k.21-69). Anteny pokojowe wysokiej jakości specjalnie projektowane dla potrzeb DVB-T z selektywnym wzmacnianiem sygnału odfiltrowują wiele z tych zakłóceń. W szczególności chodzi to o zintegrowane filtry wycinające częstotliwości GSM/DECT.
• Wewnątrz mieszkania może znacznie częściej dochodzić do odbić sygnału, niż na dachu.
• Sygnał może być osłabiony przez powstające budynki i może chwilowo zanikać z powodu przejeżdżających obok samochodów. Im niżej jest położone mieszkanie, tym niższy jest z reguły poziom odbieranego sygnału.

Słaby sygnał DVB-T, który przy dobrej pogodzie jeszcze wystarcza do bezbłędnego odbioru, może się istotnie pogorszyć przez silne opady śniegu lub deszczu aż do wystąpienia zaników odbioru. I to zjawisko może się pojawiać niezależnie od tego, czy korzystamy z anteny pokojowej, czy z anteny umieszczonej na dachu budynku.

Wymagania dotyczące instalacji odbiorczej DVB-T

Przy korzystnej sytuacji odbiorczej (najczęściej w centrach aglomeracji) często do odbioru telewizji naziemnej wystarczy prosta pokojowa antena telewizyjna. W innych przypadkach najczęściej optymalnym rozwiązaniem jest istniejąca jeszcze w wielu miejscach stara domowa instalacja antenowa. Mobilne odbiorniki telewizyjne mogą pracować przy odpowiednim pokryciu nadajnikami i odpowiedniej sile sygnału. Dzięki uzyskanej w ten sposób dobrej jakości sygnału odbiór jest zatem możliwy bez konieczności korzystania z telewizji satelitarnej czy kablowej.

Stosując się do zasady „najlepszym wzmacniaczem jest dobra antena“ można zdecydowanie poprawić jakość odbioru programów telewizyjnych przez zastosowanie odpowiednich kierunkowych anten telewizyjnych. Dla anteny telewizyjnej jest obojętne - biernej lub aktywnej, tzn. bez lub z wbudowanym wzmacniaczem - czy będzie odbierać sygnały DVB-T, czy analogowe. W zależności od instalacji nadawczej sygnały mogą być nadawane z polaryzacją pionową lub poziomą. I odpowiednio do tego muszą być montowane anteny odbiorcze.

Aby zapewnić dobry odbiór DVB-T, mogą być przydatne anteny aktywne. Wbudowany wzmacniacz może skompensować straty sygnału spowodowane zbyt długim lub marnej jakości kablem antenowym. Wzmacniacz antenowy TV nie może jednak poprawić za słabego sygnału przy zbyt małym natężeniu pola. Razem z sygnałem użytecznym wzmacniane są bowiem w takim samym stopniu różnego rodzaju zakłócenia, stąd odstęp między sygnałem użytecznym a szumem (C/N) się nie poprawi. Może się on nawet zdecydowanie pogorszyć z powodu dużego współczynnika szumów wzmacniacza. Przy zbyt dużym natężeniu pola, np. w pobliżu nadajnika wzmacniacze antenowe TV są najczęściej niewskazane. W takim przypadku powinna wystarczyć dobra antena bierna. Podobnie może być w przy występowaniu silnego źródła zakłóceń, jak np. telefon DECT, zasilacz impulsowy itp.

Wysoki poziom sygnału może prowadzić zarówno do przesterowania wzmacniacza antenowego, jak i podłączonego dalej odbiornika DVB-T. Przesterowanie wzmacniacza antenowego TV prowadzi do zniekształceń sygnału oraz do wytwarzania sygnałów zakłócających (przez intermodulacje i modulację skrośną), które pojawiają się w innych zakresach częstotliwości. Zniekształcenia sygnału powstające wskutek przesterowania zarówno wzmacniacza antenowego, jak i głowicy w odbiorniku prowadzą do zakłóceń odbioru. W skrajnym przypadku mogą doprowadzić wręcz do całkowitego zaniku odbioru. Do anten TV aktywnych jest wymagany zasilacz, niektóre odbiorniki DVB-T mogą zasilać przedwzmacniacz antenowy także przez współosiowy kabel antenowy.

Jeżeli za pomocą anteny TV zostanie osiągnięty minimalny poziom odbioru (włącznie z niezbędną rezerwą), to stosowanie dodatkowego wzmacniacza antenowego jest już niepotrzebne. W takim przypadku dzięki odpowiednim korekcjom w odbiorniku nie będą już występowały błędy danych. To zaś oznacza, że dla stabilności i jakości odbioru DVB-T jest nieistotne, czy poziom sygnału leży 10dB, czy 20dB powyżej poziomu minimalnego. W przypadku techniki cyfrowej rzecz ma się inaczej, niż w przypadku telewizji analogowej. Tam zmniejszający się odstęp sygnału od szumu decydował o coraz bardziej widocznym zaszumieniu obrazu.

W tym miejscu należałoby jednak podkreślić fakt, iż porządne anteny TV dedykowane do odbioru naziemnej telewizji cyfrowej DVB-T często mają dodatkowe funkcjonalności, jak np. pełne ekranowanie wzmacniacza, czy filtr GSM blokujący możliwość zakłócania odbioru telewizji przez silne lub blisko położone nadajniki telefonii komórkowej. Takie anteny kosztują odpowiednio więcej. Nie po to jednak kupujemy duże telewizory HD, żeby z powodu zaoszczędzonych paru złotych denerwować się artefaktami lub całkowitymi zanikami obrazu.

Antena telewizyjna dvb-t DAT HD Boss 1495 Televes
Antena telewizyjna dvb-t
DAT HD Boss 1495 Televes

Przy budowie nowej instalacji antenowej warto zastanowić się nad zakupem porządnego wzmacniacza budynkowego przydatnego do naziemnej telewizji cyfrowej DVB-T nie tylko z nazwy, lecz przede wszystkim z powodu parametrów. Należy przy tym pamiętać, że wzmacniacz budynkowy w żadnym wypadku nie służy poprawianiu jakości sygnału, lecz kompensuje przede wszystkim występujące po nim tłumienia instalacji budynkowej. Przy okazji można wspomnieć o wyrównywaniu poziomów poszczególnych sygnałów.

Wzmacniacz wielokanałowy programowalny Avant3 5327 Televes
​Wzmacniacz wielokanałowy programowalny
Avant3 5327 Televes

Wymagania dotyczące odbiornika DVB-T

W Polsce do kompresji obrazu wybrano standard MPEG-4 (H.264). W związku z tym do odbioru programów naziemnej telewizji cyfrowej DVB-T niezbędne są urządzenia zgodne z tym standardem. Jest to ważna informacja, bowiem w wielu krajach europejskich standardem naziemnej telewizji cyfrowej jest system MPEG-2. I zakupione tam urządzenia wcale nie muszą w Polsce działać prawidłowo. Może sie zdarzyć, że nie zobaczymy obrazu, chociaż słychać będzie dźwięk.

Przy zakupie urządzeń do odbioru naziemnej telewizji cyfrowej DVB-T należy się upewnić, czy sprzęt spełnia wymagania określone w rozporządzeniu Ministra Infrastruktury, które przewiduje m.in.:
- standard emisji DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial),
- odbiór sygnałów cyfrowych DVB-T nadawanych w zakresie VHF (174-230MHz) w kanałach szerokości 7MHz i w zakresie UHF (470-862MHz) w kanalach szerokości 8MHz,
- obsługę formatu SD i HD kodowanych w systemie MPEG-4, część 10 (dokładniej H.264/AVC) dla sygnału wizji,
- obsługę formatów od mono, poprzez stereo i dwa dźwięki, aż do dźwięku dookólnego 5.1. kodowanych w systemie MPEG-2 Warstwa II oraz AC- 3 (Dolby Digital) i E-AC-3 (Dolby Digital Plus) dla sygnału fonii.

Tuner DVB-T Opticum HD T90
Tuner naziemnej telewizji cyfrowej DVB-T
Opticum HD T90

Odbiornik cyfrowy DVB-T powinien mieć możliwość automatycznego wyszukiwania programów w całym zakresie częstotliwości poraz dostosowywania się do parametrów nadawanych sygnałów.

Odbiornik telewizji cyfrowej powinien zapewniać również dostęp do następujących usług:
- odbiór programów telewizyjnych i radiofonicznych niekodowanych,
- wybór składowych fonii w przypadku transmisji wielu składowych fonii w ramach jednej usługi,
- wybór napisów oraz teletekst,
- praca przy formatach obrazów 4:3 i 16:9,
- kontrola rodzicielska do wybranych programów.

Dekoder sygnału wizji powinien dekodować strumienie cyfrowe cyfrowe wizji H.264 sygnałów telewizji wysokiej rozdzielczości (HDTV) oraz telewizji standardowej rozdzielczości (SDTV). Niezależnie od rozdzielczości strumienia wejściowego dekoder powinien dostarczać sygnał o rozdzielczości PAL do wyjści analogowego wizji.

Dekoder sygnału fonii powinien dekodować strumienie cyfrowe MPEG2 oraz wykorzystywać dane przesyłane w strumieniu E-AC-3 (Dolby Digital Plus) do normalizacji siły głosu, konwersji dźwięku przestrzennego do stereofonicznego oraz mieszania głównej składowej fonii ze składowymi dodatkowymi.

W najnowszych telewizorach tuner DVB-T zapewniający możliwość odbioru naziemnej telewizji cyfrowej nadawanej w standardzie MPEG-4 jest integralną częścią składową urządzenia. W przypadku telewizorów analogowych (w tym kineskopowych) oraz starszych telewizorów cyfrowych z dekoderem MPEG-2 konieczne jest dokupienie zewnętrznego tunera DVB-T (często stosuje się tutaj zamiennie nazwy odbiornik DVB-T, dekoder DVB-T lub z angielskiego set top box DVB-T). Tuner taki odbiera sygnał naziemnej telewizji cyfrowej, dekoduje go i następnie przekształca w sygnał zrozumiały dla telewizorów starszych generacji. Sygnał wyjściowy uzyskany z tunera DVB-T należy doprowadzić do telewizora za pomocą odpowiednich kabli przyłączeniowych. W przypadku starszych telewizorów z wejściem analogowym będą to kable ze złączami typu EURO (SCART). W przypadku nowszych telewizorów można skorzystać zarówno z wejścia analogowego, jak i cyfrowego. W tym ostatnim przypadku należy zastosować kabel przyłączeniowy ze złączami HDMI. W przypadku najstarszych telewizorów jest możliwe podłączenie przez gniazdko antenowe, jednak jest to możliwe tylko w przypadku odbiorników DVB-T z wbudowanym modulatorem w.cz. Przy takim rozwiązaniu dochodzi jednak niestety do znacznej utraty jakości sygnału.

Odbiór DVB-T za pomocą komputera

Użytkownicy komputerów mogą skorzystać z odbiornika telewizji cyfrowej podłączanego przez port USB, złącze ExpressCard lub PCI-E. W przypadku urządzeń podłączanych przez USB najczęściej chodzi o czyste odbiorniki danych multipleksu (stopień w.cz, wzmacniacz p.cz., demodulator QAM, często również korekcja błędów), które dostarczają strumień danych cyfrowych MPEG-4. Dekodowanie sygnału jest realizowane w takim przypadku za pomocą dostarczanego programu. To zaś wymaga odpowiednio wydajnego komputera. Dla słabszych komputerów istnieją odbiorniki w postaci wtykanej karty z wbudowanym dekoderem MPEG-4.

Tuner dvb-t AirStar TeleStick 2 TECHNISAT
​Tuner dvb-t AirStar TeleStick 2 TECHNISAT

Podobnie jak w przypadku anten DVB-T, tak i w przypadku odbiorników DVB-T występują duże różnice między producentami. Zasadniczą rolę gra część odbiorcza tunera DVB-T. Zdarza się tak, że z tą samą anteną odbiornik jednego producenta ma poważne zakłócenia odbioru, podczas gdy urządzenie innego producenta funkcjonuje bezproblemowo. Ale takie to są już naturalne różnice między urządzeniami tanimi a dobrymi.

Autor: Aleksy Kordiukiewicz

Więcej informacji o antenowej instalacji indywidualnej:

Odbiór sygnałów radia i telewizji naziemnej:
- odbierane nadajniki naziemne i sygnały RTV (odbiór radia UKF, odbiór naziemnej telewizji cyfrowej DVB-T, pożądane napięcie antenowe - odstęp szumów),
- warunki miejscowe odbioru antenowego (wpływ położenia topograficznego na odbierane pole, warunki odbioru przy niejednorodnym rozkładzie pola, napięcie antenowe i odbiór odbiciowy).

Jak dobierać anteny, zwrotnice antenowe, wzmacniacze antenowe, rozgałęźniki i gniazda antenowe oraz kabel współosiowy w instalacji antenowej:
- wybór anteny RTV,
- zwrotnice antenowe RTV,
- wzmacniacze antenowe RTV,
- rozgałęźniki antenowe,
- gniazda antenowe abonenckie,

- wybór kabla antenowego.

Budowa instalacji antenowej AII:
- schemat instalacji antenowej,
- ogólne wymagania bezpieczeństwa przy instalacji antenowej,
- bezpieczeństwo mechaniczne instalacji antenowej,
- instalacja kabla antenowego,
- lokalizacja i montaż anten radiowych i telewizyjnych,
- złącza stosowane w technice antenowej,
- błędy w antenowej instalacji odbiorczej.