Vysílání přechodových sítí ve standardu DVB-T2 na našem území už probíhá několik měsíců, a tak jsem se rozhodl pro zajímavost otestovat a především porovnat přenosové parametry, odolnost a stabilitu vysokofrekvenčního signálu tohoto nastupujícího standardu a stávajícího standardu DVB-T při umělém zarušení širokopásmovým šumem z externího šumového generátoru.
Vysílač Jihlava-Javořice
Přijímací anténa
Měřící místo
Testování bylo provedeno v centru obce Hojná Voda v Novohradských horách v nadmořské výšce 785 metrů, 70 kilometrů vzdušnou čarou od vysílače Javořice, z něhož v současné době vysílají tři hlavní multiplexy DVB-T a DVB-T2 přechodové sítě 1 a 2 (PS11 a PS12).
Místo měření bylo vybráno záměrně kvůli eliminaci vlivu jednofrekvenční sítě (SFN) ze středočeského vysílače Votice-Mezivrata a také kvůli vyrovnané úrovni pokrytí všech pěti DVB pozemních signálů pro potřeby objektivního porovnání.
Spektrum DVB-T signálů z vysílače Javořice v měřicím místě.
Měřené signály
Záměrně byly porovnávány tři multiplexy s odlišnými modulačními parametry. Ze standardu DVB-T2 jsem vybral signál multiplexu PS11 na kanále 26, ze standardu DVB-T jsem zvolil signál veřejnoprávního multiplexu ČT (MUX1) a signál multiplexu 3 (CDG) s nižší hodnotou zabezpečení – FEC.
Příjmové parametry PS11 bez rušení.
Příjmové parametry multiplexu 1 bez rušení.
Příjmové parametry multiplexu 3 bez rušení.
Postup zjišťování odolnosti a stability příjmu byl takový: postupně snižovat odstup užitečného signálu vůči šumu (C/N) a zjistit tak hraniční hodnotu C/N, při které se u jednotlivých standardů začínají objevovat výpadky obrazu a zvuku.
Použitá technika
Měřicí technika
Test odolnosti při postupném zarušení užitečného signálu regulovanou úrovní šumu z šumového generátoru byl prováděn na receiveru Telesystem SR6808, měření bylo prováděno na přístroji Rover HDTAB7EVO a v aplikaci ITTools s přístrojem Planar IT15T2.
Příjem byl realizován pomocí antény X-color od italského výrobce EmmeEsse, anténa byla umístěna tři metry nad zemí na teleskopickém stojanu. Nebyl použit žádný zesilovací ani korekční prvek.
Signál z antény byl veden do dvouvstupového slučovače TONER a sloučen se
signálem šumového generátoru přes plynulou regulaci úrovně signálu. Výstup
tohoto slučovače byl přímo napojen do třívýstupového rozbočovače TONER. Na výstupy byly společně připojeny měřicí přístroje Rover a Planar IT15T2 (SW ITTools) a DVB-T/T2 receiver Telesystem SR6808.
Testování
Pomalým zvyšováním úrovně šumu jsem postupně snižoval odstup C/N všech přijímaných multiplexů, celou dobu jsem přepínal tři programové předvolby (každý program z jiného multiplexu) přijímače Telesystem a pozoroval, kterému z programů se začne jako prvnímu rozpadat obraz.
ITTools 30
ITTools 26
ITTools 33
Kmitočtové spektrum všech javořických multiplexů jsem sledoval přes aplikaci ITTools na displeji osobního počítače a na měřicím přístroji Rover jsem paralelně sledoval snižující se úroveň modulační chybovosti (MER) a šumové rezervy (NsMarg). Při zaznamenání prvního rozpadu obrazu jsem okamžitě změřil rezervu v příjmu u ostatních dvou ještě hrajících programů. Stejně tak jsem postupoval při zaregistrování výpadků obrazu u dalšího programu.
Dalším důležitým údajem měřicího přístroje při pozorování byla chybovost za opravnými obvody aBER, resp. LBER. Tato chybovost na hodnotě 2 × 10-4 (dva neopravené vzorky na 10000 přenesených) je v normě DVB stanovena jako tzv. práh zlomu, tedy hraniční kondice signálu, do které je stále zaručena jeho nerušená sledovatelnost.
Signál multiplexu 3 těsně před rozpadem obrazu.
Kvalita signálu PS11 v okamžiku rozpadu obrazu u multiplexu 3.
Kvalita signálu multiplexu 1 v okamžiku rozpadu obrazu u multiplexu 3.
Práh zlomu (QEF) u měřícího přístroje Rover v podstatě přesně odpovídal okamžiku, kdy se u receiveru Telesystem začaly objevovat výpadky v obraze.
Testováním bylo zjištěno, že při rušení širokopásmovým šumem se jako první začal rozpadat obraz programů DVB-T multiplexu 3, o něco málo později se začal rozpadat obraz programů z přechodových sítí DVB-T2 PS11 (vyšší zisk antény na K26 než na K30) a jako nejodolnější formát terestrického vysílání lze jednoznačně považovat DVB-T multiplex 1 (ČT), to samé platí i pro multiplex 2.
Nutno podotknout, že signál přechodové sítě PS11 (K26) měl na anténních svorkách přibližně o 2,5 dB silnější úroveň než signál multiplexu 3 (K30), což jistě výsledek ovlivnilo. V neprospěch odolnosti modulačních parametrů a vlastností DVB-T multiplexu 3 hovoří především fakt, že jako nezarušený měl největší šumovou rezervu (NoiseMargin) ze všech porovnávaných multiplexů, ale programy z jeho obsahu se začaly rozpadat jako první.
Závěr
Signál přechodových sítí DVB-T2 měl před rušením šumovou rezervu o 4 dB nižší než multiplex 3, přesto se začaly programy z těchto nových sítí rozpadat později než u multiplexu 3.
Tuto skutečnost jistě ovlivnil fakt, že použitá anténa měla na nižších kanálech pro DVB-T2 vyšší zisk než pro vyšší kanály DVB-T multiplexů (jedná se o rozdíly několika desetin dB). DVB-T multiplexy 1 a 2 byly při testování jednoznačně nejodolnější, ale i zde platí staré pořekadlo, že vždy je „něco za něco“.
PS 11
PS11
Multiplex 1
Multiplexy 1 a 2 ve starém DVB-T standardu mají čistou přenosovou kapacitu pouze 19,9 Mb/s, kdežto přechodové sítě PS11 a PS12 aktuálně přenášejí 33,4 Mb/s, což je téměř dvojnásobek přenesených dat. Takže výhody nového standardu jsou více než jasné.
Stará forma DVB-T vysílání používá méně účinné kódování (konvoluční kódování a Reed-Solomon), než používá nastupující standard DVB-T2 (LDPC a BCH).
DVB-T multiplex 3 na rozdíl od multiplexů 1 a 2 stejného standardu využívá nižší úroveň zabezpečení – FEC 3/4. DVB-T multiplexy 1 a 2 používají FEC 2/3.
Multiplex 3
Pro současné a budoucí vysoké nároky na množství přenesených dat (HD rozlišení, vyšší počet programů), navíc v mnohem užším UHF pásmu než v minulosti, je nový DVB-T2 standard s moderním zdrojovým kódováním v algoritmu HEVC aktuálně nejlepší možné řešení.
DVB-T2 navíc poskytuje plánovaní SFN sítí s mnohem větším uzemním pokrytím (větší vzdálenosti zúčastněných vysílačů), než tomu bylo u DVB-T, a navíc je možné přenášet v jednom DVB-T2 multiplexu více samostatných přenosových toků s individuálním zabezpečením (DVB-T2 lite), což nebylo u standardu DVB-T možné vůbec.
