Terrestrisches Digitalfernsehen – zum Zweiten

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DVB-T2 mit HEVC probt den Regelbetrieb

 

Autor: Rainer Bücken

 


Das digitale Antennenfernsehen ist in die Jahre gekommen – 17 Jahre nach den ersten öffentlichen Versuchen zur IFA 1997 hat DVB-T nun einen Nachfolger, eben DVB-T2. Damit soll vor allem HDTV über die Zimmer- bzw. Außenantenne in die Haushalte und sogar auf Notebooks und Tablets kommen. So senden die Berliner Fernsehtürme Alexanderplatz und Schäferberg seit dem 6. Oktober  ganz ungewohnte Signale, zumindest für die derzeitigen Fernseher und Set-Top-Boxen mit DVB-T-Empfangsteilen. Nur Geräte mit den neuen DVB-T2-Tunern und HEVC-Encodern können diese Informationen in HDTV-Bilder umsetzen.

Notwendigkeiten für DVB-T2/HEVC-Umstellung

Für DVB-T ist es eng geworden – Breitbandprotagonisten gehen den derzeitigen Frequenzen an den Kragen. Nachdem bereits 2010 die Frequenzen im sog. 800-MHz-Band (790-862 MHz) von  Mobilfunkern ersteigert wurden, geht es im jetzt folgenden Akt um den 700-MHz-Bereich (694 bis 790 MHz), auf den gleich mehrere Bedarfsträger ihre Augen geworfen haben, allen voran wieder  Mobilfunker, aber auch Bundeswehr, Polizei und Rettungsdienste. Und da muss DVB-T reagieren, muss (frequenz-)platzsparender und vor allem qualitätssteigernd aufrüsten. Denn die Nutzer wollen HDTV – auf allen Übertragungswegen.

Am 8. Oktober 1998 hat der DVB-T-Pilotbetrieb in Berlin begonnen, am 6. Oktober 2014 der von DVB-T2, eben 16 Jahre später. Dabei hat es vom 22. bis 24. Juni 2010 erste DVB-T2-Tests in Berlin gegeben, damals auf Kanal 51 und mit H.264 (=MPEG-4) codiert, 10 Mbit/s werden für ein HD-Bild der Fußball-WM 2010 benötigt. Ein HD- und drei SD-Programme kommen mit der PLP-Technik (Physical Layer Pipe) zum Test-Terminal. Noch ein Wort zu DVB-T, denn dieser Umstieg gilt als  medienpolitisches Glanzstück: Der Einstieg in den Regelbetrieb beginnt im Großraum Berlin-Potsdam am 1.11.2002 mit ARD/ZDF/ORB/SFB auf K 05 sowie Pro7, Sat.1/RTL/RTL2 auf K 44, um am 28. Februar 2003 in die kommerzielle Phase mit allen Sendern überzugehen, die großen überregionalen TV-Programme stellen ihren analogen Betrieb ein, die analogen öffentlich-rechtlichen wechseln auf schwächere Frequenzen. Am 4. August 2003 ist dort mit der analogen Terrestrik Schluss, eine weltweite Premiere. Bundesweit ist am 25. November 2008 das analoge Fernsehen Geschichte, in der Luft ist seitdem nur noch DVB-T.

DVB-T mit vielen Vorteilen

Ulf Heggenberger, Geschäftsführer Sales & Marketing der Media Broadcast, ist sicher, dass „DVB-T eine Technologie ist, mit der die Grundversorgung von TV der gesamten deutschen Bevölkerung sichergestellt wird.“ DVB-T ist flächendeckend und in 95 % aller Haushalte technisch verfügbar und steht – zumindest zur Zeit noch – für die Nutzer kostenlos zur Verfügung. Auch das Programmangebot kann sich mit bis zu 40 Programmen durchaus sehen lassen. DVB-T ist eine verfügbare Technik, vor allem einfach und komplikationslos. Laut Heggenberger nutzen in Deutschland derzeit 7,4 Millionen Haushalte, also 18,8%, DVB-T. Dabei sind es neben den Hauptgeräten vor allem Portables, PCs und Laptops, die über USB-TV-Sticks versorgt werden. Ein portables Nutzungsszenario gibt es eben nur bei DVB-T. In den sog. Kernregionen, also dort, wo auch die privaten Programme ausgestrahlt werden, reicht der Marktanteil bis zu 27%. „So ist DVB-T nach Satellit und Kabel ganz klar der dominante dritte und stärkste Übertragungsweg für TV in Deutschland“, wird erklärt.

Doch DVB-T kommt in die Bredouille, laut Digitalisierungsbericht der Medienanstalten sind nur noch in knapp 3,9 Mio. Haushalten die Hauptgeräte an eine Antenne angeschlossen, ein Rückgang von rund 300.000 Geräten binnen Jahresfrist, wobei das RTL-mäßige Verwirrstück um den Rückzug auch eine Rolle gespielt haben dürfte. Und natürlich der Wunsch nach HDTV.

Kunden wollen HD

„Die Kunden fordern HD, doch DVB-T deckt das nicht ab“, erklärt der Media Broadcast-Mann und ist zuversichtlich, „daher mit DVB-T2 erfolgreich zu sein“. Vor allem soll aber das Programmbouquet, also die Anzahl der Programme, größer werden. Mehr noch: Gerechnet wird auch mit einer deutlich effizienteren Technik, also Energiekosteneinsparung von 40%. Das dürfte auch Private dazu stimulieren, in weiteren Regionen ihre Programme anzubieten.

Mit dem jetzt angelaufenen DVB-T2-Test geht es um Hard- und Software der gesamten Systemkette, quasi vom Sender zum Empfänger. Gerade da gibt es noch großen Handlungsbedarf, sind doch  Geräte mit der HEVC-Codiertechnik (High Efficiency Video Coding, auch H.265 oder MPEG-H Teil 2 genannt) recht rar und längst nicht in allen Preis- und Gerätekategorien verfügbar. Zudem sind DVB-T2-Tuner eher selten serienmäßig verbaut.

Viele Projektpartner

In den DVB-T2-Testbetrieb sind viele Projektpartner eingebunden, allen voran die Programmveranstalter mit ihren Programmen, so ARD mit Das Erste HD, ZDF mit ZDF HD, arte HD, RTL HD und ProSieben HD. Ein weiteres Programmpaket wird vom VPT aus den Angeboten ihrer Mitgliedssender schnüren. Dann folgen Geräte- bzw. Chipproduzenten wie Samsung, Panasonic, Philips, Loewe, Humax, LG, TechniSat, Sony, Rohde & Schwarz, Sagemcom, funke sowie Broadcom. Diverse Verbände, so die Landesmedienanstalten, der ZVEI, vprt, DVB, die Deutsche TV-Plattform usw. sind ebenfalls dabei.

Geplanter Projektablauf

Der geplante Projektplan ist recht ambitiös, auch wenn längst noch nicht feststeht, ob Media Broadcast der künftige Plattformbetreiber sein wird. „Aber wir sehen uns hervorragend gerüstet, dass wir hier zum Zug kommen“, ist Heggenberger zuversichtlich. Nächster Meilenstein hierzu dürfte die für den 11. Dezember angesetzte Ministerpräsidenten-Konferenz sein, die eine Ausschreibung veranlassen dürfte. Auch haben die Medienanstalten am 18. November in Halle/Salle die Ausschreibung von entsprechenden Übertragungskapazitäten im neuen DVB.T2/HEVC-Standard beschlossen. Für den Vorsitzenden der Komission für Zulassung und Aufsicht der Medienanstalten, Dr. Jürgen Brautmeier steht fest, dass der Rundfunk damit einen wichtigen Beitrag leistet, die bestehenden Lücken in der Breitbandversorgung in ländlichen Regionen zu schließen. Mit dem Start der DVB-T2 Plattform wird zur Fußball-EM am 20. Juni 2016 gerechnet, zumindest seitens der Öffentlich-rechtlichen. Das Startszenario der Privaten ist noch nicht ganz klar, wird vermutlich ebenfalls Mitte 2016 erfolgen, zumindest in einigen Ballungsgebieten.

Das Ende des derzeitigen DVB-T1 mit MPEG-2 ist noch nicht ganz definiert, dürfte aber zumindest für die Öffentlich-rechtlichen Mitte 2019 zu erwarten sein. „Man muss das aber im Kontext der Digitalen Dividende 2 sehen, denn die 700er Frequenzen (694 bis 790 MHz) sollen schnell geräumt werden“, erklärt Heggenberger. Doch bis dahin werden die Frequenzen für den Umstieg benötigt. Gefordert wird „eine gewisse Planungssicherheit“, wobei im Moment Bund, Länder und die Bundesnetzagentur am Zuge sind. Die privaten Anbieter werden evtl. schon 2017 DVB-T verlassen – sie streben eine sehr kurze Simulcastphase an. Viele offene Fragen drehen sich noch um das Thema Kosten, nicht zuletzt Räumungskosten für die derzeit genutzten Frequenzen. Und natürlich wird es darum gehen, was der dann tätige Netzbetreiber in Rechnung stellt. Eines steht fest – Mitte 2019 wird nur noch DVB-T2 in der Luft sein mit – meistens – HDTV im Angebot, die bisherigen DVB-T-Empfänger sehen und zeigen schwarz.

Harte Technik

Stefan Krüger ist seitens Media Broadcast der technische Leiter des DVB-T2-Tests, ist für die harten Fakten zuständig. Für ihn beginnt die Kette in Usingen mit dem Satelliten-Up-Link. Bis zu sieben HDTV-Programme werden während des Testbetriebs zugeführt, mit Zusatzdaten für HbbTV, Teletext, Untertitel etc. versehen und dann in IP gewandelt (Internet Protokoll). Nächster Schritt ist der H.265 Software-Encoder, wobei allen Programmen zunächst eine konstante Bitrate von 4 Mbit/s zugewiesen wird, ab Frühjahr soll dann der statistische Multiplex eingesetzt werden: Geringe Datenrate für wenig Details und Bewegung, hohe Datenrate in anderen Fällen. Damit lässt sich die Bildqualität um rund 20 bis 30% verbessern. Weiterentwicklungen bei den Encodern dürften ebenfalls zu erwarten sein.

Auch Verschlüsselungstechniken (Conditional Access Systeme für CA-Module und STBs) sowie Daten für Multithek, EPG usw. können für die privaten Anbieter eingebunden werden, bevor das DVB-T2-Modulator-Inter Phase-Gateway angesteuert wird. Vom Head-end geht es über IP auf die beiden Berliner Sendestandorte Alexanderplatz und Schäferberg, um auch Potsdam zu erleuchten. Das Headend besteht im Wesentlichen aus flexibel handhabbarer IT-Technik. Allein mit Zimmerantenne (portable Indoor) sollen 2,3 Mio., mit Außenantenne 4,1 Mio. und mit Dachantenne 5,0 Mio. Einwohner versorgt werden.

„Wir senden auf Kanal 42, das entspricht einer Mittenfrequenz von 642 MHz“, erklärt Stefan Krüger.  Beide Sender senden mit jeweils 50 kW ERP, also radierter Leistung. Da am Alex die Hauptantenne mit DVB-T Programmen komplett belegt ist, muss für den T2-Test eine Ersatzantenne genutzt werden.

Viele Parameter stehen zur Wahl

Bei DVB-T2 stehen sehr viele Parameter zur Verfügung. Die wichtigsten werden untersucht, um zumindest den gleichen Versorgungsgrad wie heute bei DVB-T zu erreichen, also mit kleiner Stick-Antenne Indoor-Empfang, und das bei einfachster Installation. Die Datenraten eines 8-MHz-Kanals reichen bei T2 – je nach Modulation und Fehlerschutz – von 18 bis 28 Mbit/s, während mit dem heutigen DVB-T nur ca. 13 Mbit/s möglich sind. Auch für portablen Empfang gibt es interessante Möglichkeiten. „Wir haben allein durch den Wechsel von T auf T2 eine Verdopplung der Datenrate“ fasst Krüger zusammen. Aber es geht noch mehr – mit dem HEVC-Codec. „Mit HEVC ist es im Vergleich zu dem heute verwendeten MPEG-2 möglich, für SD-ähnliche Programme nicht mit 4, sondern mit weniger als 2 Mbit/s auszukommen“, so der Technik-Spezialist. Für HD-Programme wird heute meistens noch MPEG-4, also H.264 oder AVC eingesetzt, der es auf 8 bis 12 Mbit/s bringt. HEVC macht HDTV dann eben mit 4 Mbit/s möglich. 16 SD- oder 7 HD-Programme sind bei HEVC in einem Multiplex übertragbar, vor allem mit statistischem Multiplex. Krüger: „Auf HEVC zu verzichten wäre ein großer Fehler, und bei DVB-T2 ist die Zukunftssicherheit ein sehr wichtiges Merkmal.“ So haben die Techniker spannende Fragen zu klären – eben mit vielen Versuchsketten.

Öffentlich-rechtliche mit 720p/50

Zum Start des Testbetriebs sind Das Erste und das ZDF aufgeschaltet, live zugeführt und encodiert im üblichen 720p/50-Format, ProSieben oder RTL folgen etwas später, aber mit 1080i/25. Der VPRT plant einen Zusammenschnitt der Angebote verschiedener Mitgliedsunternehmen.

Bei den TV-Geräten werden die gleichen Geräteklassen angestrebt wie bei DVB-T, also von IDTVs über Portables bis zu Set-Top-Boxen, PC-Sticks sowie Tuner mit Micro-USB für Handys oder Tablets. Die IFA 2015 hat damit ein neues Thema. Schon jetzt bieten Panasonic und LG Seriengeräte der 55˝-Klasse (139 cm), die  mit DVB-T2-Tuner und HEVC ausgestattet sind. Broadcom ist mit einem STB-Referenz-Design unterwegs, um Unternehmen die Übernahme der IC-Plattform anzubieten. Die Empfänger-Spezifikationen sowie ein Logo werden derzeit noch in Arbeitsgruppen des „Runden Tisches“ der Landesmedienanstalten erarbeitet. Auch die Frage des Verschlüsselungsverfahrens. Hier sollten jedenfalls die Kosten gedeckelt werden.

Zeitstrahl des Pilotversuchs

Für den Rest des Jahres und 2015 haben sich Media Broadcast und die übrigen Beteiligten noch einiges vorgenommen, Versuche und Messungen stehen auf der Tagesordnung.  Ende des ersten oder Beginn des zweiten Quartals 2015 soll es mit dem statistischen Multiplex in HEVC losgehen. „Bis Mitte nächsten Jahres wollen wir den Parameterset ‚fixen‘, also danach keine Änderungen der Konfigurationen im Kanal mehr vornehmen. Dann kann die Endgeräteindustrie ihre DVB-T2-Geräte für die IFA fertigen“,  macht Krüger klar. „Danach dürfte einer DVB-T2-Einführung in speziellen Ballungsräumen ab Mitte 2016 nichts mehr im Wege stehen.“ Bis 40 HDTV-Programme sollen dann in der Luft sein – bei einer  Empfangsqualität, die mindestens gleich, möglichst aber besser als bei DVB-T sein dürfte. Wichtig dafür sind vor allem Rauschzahl des Empfängers und das robustere Signal.

In den Berliner Versuch fließen natürlich auch die Erkenntnisse des Modellversuchs in Norddeutschland ein, der vor zwei Jahren zu Ende gegangen ist. Auch das DVB-T2-Netz in Singapur – allerdings noch ohne HEVC – hat gute Ergebnisse gebracht. Zudem läuft noch in München ein Pilotversuch durch BR und IRT, bei dem vor allem der Mobilempfang untersucht werden soll. Der WDR will 2015 ebenfalls einen Versuch starten. Für die Prüfung der Empfangswahrscheinlichkeiten in den Wohnungen soll es zudem nicht bei der geografischen Angabe durch Eingabe der Postleitzahl bleiben, sondern auch die Höhe wird mit aufgenommen. Dazu Krüger: „Je höher man kommt, umso besser wird die Empfangbarkeit“. Die Empfangsantennen spielen auch eine wichtige Rolle, auch da dürfte das Projekt interessante Ergebnisse liefern, wobei die Frage bleibt, ob die auch an die Kunden gehen. Doch das ist keine Frage für die Techniker, sondern eben für die Juristen.

DVB-T2 als Chance und Herausforderung

Carine Chardon,  Leiterin Medienpolitik/Medienrecht beim ZVEI, sieht als Vertreterin der  Endgeräteindustrie in DVB-T2 vor allem „die Chance für Markt und Nutzer, dass HDTV endlich auch über die Antenne in die Haushalte kommt.“ HDTV ist bei Satellit, Kabel und IPTV mittlerweile so etwas wie der Standard, soll es auch für das Antennenfernsehen werden. „Wir haben über 50 Millionen HDTV-Geräte im Markt, und da sollten auch die DVB-T Haushalte in den Genuss von HDTV kommen. Deswegen ist die Migration auf T2 die große Chance, hier die Lücke zu schließen“, ist Chardon sicher. Und weiter: „Die Verbreitungswege können jetzt auf Augenhöhe miteinander konkurrieren, was den Markt beleben wird“.

Allerdings – HEVC in Verbindung mit T2 ist neu in Europa, und da gibt es eben noch keine Gerätepopulation, die gibt es nur bei T2 und MPEG-4. Also, das „deutsche“ DVB-T2 wird eine Art von „DVB-T2plus“, auch wenn Chardon das gar nicht gerne hört. Allerdings – das hiesige DVB-T2 ist mehr und kann mehr als das in UK oder Österreich. Beispielsweise. „Es ist eine Herausforderung für uns, also auch für die Endgeräteindustrie, entsprechende Geräte zur Verfügung zu stellen und den Nutzer darüber zu informieren.“ Die ZVEIlerin geht davon aus, dass HEVC-Geräte mit DVB-T2-Tunern zunächst eher im hochpreisigen Segment als Ultra-HD-Empfänger kommen. „Doch es wird sukzessive durchkaskadiert in die unteren Geräteranges.“ Daher dürften auch die Boxen sehr wichtig werden, mit denen selbst ältere HDTV-Geräte eine Jungkur erleben dürften. Natürlich wird es private HD-Programme geben, die verschlüsselt sind. Auch hier soll es zum Gleichstand mit Kabel, Satellit oder IPTV kommen. So wird die Interoperabilität durch die CI plus-Schnittstelle gesichert, auch wenn die genauen Parameter noch nicht feststehen. Ein Logo für das „neue DVB-T2“ gibt es noch nicht – aber bald. Zur IFA 2015 dürfte es jedenfalls schon eine gewisse Vielfalt an DVB-T2-HEVC-Geräten geben.

Die politische Dimension spielt auch eine Rolle, die Bundesregierung macht Druck, „will das Fell des Bären verteilen, der noch nicht so ganz erlegt ist und immer noch atmet“, so Chardon. Andererseits -  im Koalitionsvertrag ist ein gewisser Schutz des Migrationsprozesses verankert. Die Versteigerungswünsche der BNetzA sieht der ZVEI mit einer gewissen Skepsis, weiß aber sehr wohl, dass auch die Mobilfunkbetreiber in Vorleistung gehen wollen, wenn es dann Mitte 2019 keinen DVB-T-Betrieb mehr geben wird. Auch wenn ab Mitte 2015 die Frequenzen den Mobilfunkern gehören, muss sie der Rundfunk noch vier weitere Jahre nutzen dürfen, schon allein wegen einer möglichst langen Simulcastphase.

Auch für Sebastian Artymiak, Leiter Medientechnologie beim VPRT, ist hochauflösendes Fernsehen das neue Standardfernsehen. Entsprechend sind nicht nur die beiden großen Sendergruppen beim Test direkt beteiligt, sondern auf einem 6. Programmplatz sollen mehrere Sparten- und Zielgruppensender partagiert beim Test dabei sein. Neben mehr Programmen, einer bessere Bild- und Tonqualität bietet DVB-T2 auch geringere Kosten und natürlich auch die Optionen auf neue Geschäfts-, sprich Paymodelle, evtl. ähnlich wie HD+ auf Astra. Interessant der Aspekt der Frequenzkoordination. „In Österreich, Tschechien, Holland sind die Frequenzen bis 2023, vielleicht sogar 2026 in Betrieb, und daher können die bis dahin hierzulande  gar nicht für den Mobilfunk genutzt werden“, so der Medienexperte. Kann sein, dass damit eine ganz neue Baustelle aufgetan wird.

Nun „erfindet“ sich das Fernsehen derzeit mal wieder neu, der Hauptbildschirm verliert an Bedeutung, die Augen der Nutzer sind immer öfter ganz woanders. Und da könnte es durchaus Sinn machen, die Versorgungsart der Erstgeräte zu überdenken – DVB-T2 bietet dazu ab 2016 eine neue Chance.


(Der Beitrag basiert auf einem Artikel des Autors in der aktuellen Ausgabe von InfoSat/InfoDigital)

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