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Antenne, Kabel und Satellit im Vergleich (2/2)

Eine entscheidende Wirkung hat die Kombination der für den jeweiligen Verbreitungsweg festgelegten Sendeparameter. Die Eckwerte sind durch physikalische Gesetze untereinander verbunden. Hier einige Grundlagen zu diesen Zusammenhängen.

Generell ist die Bandbreite der Übertragungskanäle international festgelegt. Im VHF-Band liegt sie bei 7 MHz (in NTSC-Ländern bei 6 MHz), im UHF-Band wurden 8 MHz standardisiert (beide Frequenzbereiche werden für Kabel und Antenne genutzt), beim Satelliten beträgt sie etwa 36 MHz. Die Übertragungsleistung kann aber „eingestellt“ werden. Wird beispielsweise das Schutzintervall erhöht, wird ein robusteres Signal erzeugt, jedoch geht das auf Kosten der Übertragungsleistung und der Reichweite der Sendeanlage. Eine der Folgen dieser Zusammenhänge besteht darin, dass auf einem digitalen terrestrischen Kanal nur maximal 6 Programme untergebracht werden können, wenn man die technische Qualität einer analogen Ausstrahlung erreichen will.

Wichtige Sendeparameter

• Modulation: Bei der analogen Übertragung wird die verfügbare Bandbreite eines Kanals durch eine einzige Trägerwelle, auf die das Signal moduliert ist, vollständig ausgeschöpft. Das digitale Fernsehen nutzt mit QAM und QPSK Methoden, durch die mehrere Datenbits quasi zeitgleich gesendet werden können. Bei DVB-T sind das 4 Bits (16QAM), bei DVB-C 6 Bits (64QAM), bei DVB-S 2 Bits (QPSK).

• Multiträger: Um Reflexionen auszuscheiden wird bei DVB-T zusätzlich das Mehrträger-Verfahren OFDM benutzt. Dabei werden zahlreiche kleine Signalträger über die vorhandene Bandbreite verteilt. Während eine Störung bei der analogen Übertragung also das gesamte Signal beschädigt, fallen bei DVB-T nur einzelne Datenpakete aus. Dafür wurden zwei Varianten standardisiert: Bei „2k“ wird mit 2.000 (netto: 1705) Trägern gearbeitet, bei „8k“ sind es 8.000 (netto: 6817). Die OFDM-Datenpakete werden zusätzlich mit einem Fehlerschutz versehen, dann wird von COFDM gesprochen.

• Coderate: Bei DVB-T werden einige der Daten redundant (mehrfach) verbreitet, um zusätzliche Sicherheit zu gewährleisten. Dieser Fehlerschutz bezeichnet das Verhältnis zwischen Nutzdaten und gesendeten Daten (Nutzdatenbits plus Fehlerschutzbits). Der Wert „1/2“ bedeutet also einen hohen Fehlerschutz: 2 Datenpakete werden gesendet, von denen eines der Sicherheit dient. Der Wert „7/8“ bedeutet einen geringen Fehlerschutz (8 gesendete Bits, 7 Nutzbits).

• Guard-Intervall: Es wird davon ausgegangen, dass aufgrund des unterschiedlichen Abstandes mehrerer Gleichwellensender vom Empfangsstandort und von Reflexionen mehrere identische Signale kurz hintereinander an der Antenne ankommen können. Daher werden die einkommenden Daten zunächst kurzzeitig ignoriert, um wirklich vollständige Symbole (Datenpakete) zu haben. Die Angaben wie „1/4“ beziehen sich auf den zu ignorierenden ersten Teil des Zeitraums, den die vollständigen Übertragung eines Datenpakets (Symboldauer) dauert. Je länger das Intervall, desto später eintreffende und mehr Daten werden abgearbeitet - allerdings sinkt dann logischerweise die Nutzdatenrate.

Sendeparameter: Die richtige Kombination für jeden Zweck

Die Kombination der Sendeparameter erlaubt es, die (Netto-) Datenrate nach den Erfordernissen zu bestimmen. Werden beispielsweise die Modulationsart 16QAM, eine Coderate von 2/3 und ein Guardintervall von 1/4 gewählt, so beträgt die Nutzdatenrate etwa 13 Mbit/s (siehe Tabelle 2).

Für Deutschland wurden Parameter gewählt, um 4 Programme in PAL-Qualität samt Videotext und EPG in einem Kanal zu übertragen. Die Störsicherheit wurde besonders hoch angesetzt, damit auch bei hoher Geschwindigkeit - in Bahn, Bus oder im Auto - ein guter Empfang möglich ist. In Grossbritannien wurde ein anderer Weg beschritten: Ein mobiler Empfang wird dort nicht angestrebt. Daher wurden die Parameter so gewählt, dass bis zu sechs TV-Programme einen Kanal belegen können.

Im Kabel kann dagegen zugunsten einer besseren Auslastung der Kapazitäten das eher störanfällige 64QAM genutzt werden, mit Störungen ist ja kaum zu rechnen. Trotz gleicher Kanalbandbreite und Bildqualität wie bei der Antennen-Verbreitung können daher etwa 10 Programme in einem einzigen Kabelkanal ausgestrahlt werden. Der Satellit erweist sich hier als Mittelweg: Die Störanfälligkeit ist höher als beim Kabel. Die Zahl der übertragbaren Programme ist daher, trotz wesentlich höherer Bandbreite ähnlich wie beim Kabel.

Beispiele für die Wirkungen unterschiedlicher DVB-T Sendeparameter gibt es auf dieser Website zu den COFDM-Modi und den üblichen Modulationsverfahren.

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