Parabola.cz

V dnešním článku bych chtěl nastínit několik praktických zkušeností s příjmem DVB-T signálu v jednofrekvenční síti /dále SFN/.

Zkratkou SFN je myšleno několik vysílačů, které vysílají naprosto stejný datový obsah, se stejnými technickými parametry, na stejném kmitočtovém kanále.

Všechny koncové vysílací pracoviště jsou navíc synchronizovány pomocí signálu GPS.




Vysílač Kleť

Výhoda SFN je ve výrazné úspoře kmitočtového pásma, je tu ovšem i několik komplikací, se kterými se montéři více či méně úspěšně potýkají.

I laikovi je jasné, že pokud je jeho anténa v dosahu více vysílačů/signálů/ sítě SFN, tak se na anténě indukují i jiné signály, než jen ten, který je k divákovi vzdáleností nejbližší. Jedná se sice o shodné signály, ale s rozdílnou úrovní signálu a především s různým časovým zpožděním. Tudíž hrozí vznik fázového zkreslení výsledného signálu a začíná se uplatňovat efekt hřebenového filtru.

Další komplikací která nám hrozí, je vznik efektu s názvem Pre-echo.

Pre-echo nastává tehdy, kdy na anténu přichází několik signálů DVB-T sítě SFN /přímé signály nebo jejich odrazy/, kdy signál místní sice přichází do přijímače jako první, ale je zarušen následně přijatým signálem ze vzdálenějšího vysílače SFN, který má vyšší úroveň. Ve finále to může dopadnout tak, že přijímač skáče z jednoho signálu na druhý sem a tam, na obrazovce má divák pak pouze kostičky, nebo vůbec nic. Kvalitní STB si s tímto stavem poradí, jednoduše se zavěsí na silnější signál a ten bez problému zpracovává. Ze své praxe mohu doporučit v těchto případech přijímače DI-BOX 22, či Technisat Digipal 2TX. Prvně jmenovaný se bohužel brzy přestane prodávat.

Digitální data jsou v normě DVB-T vysílány v časových úsecích, které se nazývají symboly.
Tento symbol se skládá ze dvou částí, hlavní a větší část obsahuje primární data a druhou částí je tzv. ochranný interval. Ochranný interval je vlastně časový úsek, ve kterém není šířen žádný obsah.




Dva signály v SFN, signály přicházejí na anténu se vzájemným zpožděním 130uSec/39km.

Ochranný interval se vkládá proto, aby měl DVB-T přijímač prostor, pro
nerušené zpracování celého datového úseku v symbolu vybraného, přímého signálu DVB-T.
Ochranný interval je časový úsek, během kterého mají na anténu přijít všechny ostatní symboly z ostatních vysílačů v SFN, aby začátek nového datového úseku z hlavního signálu začínal z tzv. datového ticha.

V českém DVB-T s modulačním modem 8k je nastaven ochranný interval ¼ z celkové délky symbolu, což znamená, že časové délka ochranného intervalu je 224 uSec. A to značí, že všechny podružné signály SFN či odražené signály, které dorazí na anténu se zpožděním do 224uSec, by neměly způsobit kvalitnímu DVB-T tuneru, žádné problémy v detekci.




Pro dokreslení situace uvádím, že 224uSec odpovídá ze známého vztahu o rychlosti světla, vzdálenosti 67 km. Každý divák si tedy může jednoduše podle mapy zjistit, v jaké situaci se právě on a jeho místo příjmu nachází. Je třeba zjistit vzdušnou vzdálenost konkrétních vysílačů od místa příjmu a provést vzájemné odečtení. Výsledný rozdíl nesmí být větší, než právě uváděných 67 kilometrů. V opačném případě může docházet k výraznému zhoršení podmínek při zpracování signálu.

Podobně problémová situace může nastat v sloučeném příjmu na dvě a více antén, navíc v případě, že obě antény svírají vzájemně malý úhel. V případě příjmu dvou sousedních kanálů v pásmu UHF, kdy jeden kanál chytáme na anténě A /místní signál/ a sousední kanál na anténě B, která slouží pro příjem slabších signálů, například ze zahraničí.




I při použití kanálových propustí na obou anténách nelze zajistit, že se díky předzesilovači a nedostatečné ostrosti kanálových propustí neobjeví na anténě B odraz signálu místního vysílače, pro který primárně slouží anténa A. I v tomto případě se prakticky jedná o Pre-echo, jelikož díky předzesílení na anténě B se dostává odražený signál místního vysílače s poměrně vysokou úrovní, která kolikrát může i převyšovat úroveň signálu z antény A.

V tomto případě se neobejdeme bez komplikovaného laborování s vícekomorovými odlaďovači a ani tak nemusí být zaručen dlouhodobě stabilní příjem, protože podoba odrazů se může vlivem změn v éteru výrazně měnit.




Měřící přístroj DIGICUBE a downloading screenů do PC.

V moderních profesionálních měřících přístrojích, bývá pro práci se směrováním přijímací
antény v SFN přítomna funkce, která se nazývá „Impulsní odezva“. Měřením impulsní odezvy dostává technik informaci o přítomnosti všech DVB-T signálů v síti SFN či jejich odrazů na konkrétním naladěném kmitočtovém kanále a informaci o jejich úrovních. Zatím co spektrální analýza nám graficky vyjadřuje vztah kmitočtu a úrovně signálu, Impulsní odezva vyjadřuje vztah úrovně signálu a časového zpoždění proti hlavnímu detekovanému signálu. Zpoždění lze vyjádřit i vzdáleností v kilometrech. Pokud je na kanále pouze jeden DVB-T signál, pak vidíme na obrazovce pouze jeden impuls, pokud je obsaženo více DVB-T signálů, nebo jejich odrazů, pak vidíme impulsů více.




Měření impulsní odezvy na měřícím přístroji ROVER Digicube STC
Na kanále K29 se nachází pouze jeden DVB-T signál a bez odrazů

Jak vidno, měřící přístroj ROVER díky diagnostice parametrů MUXu, rovnou vykreslí zelenou barvou rozsah, kam až nám zasahuje prostor ochranného intervalu.
Měřící přístroj DIGICUBE měří impulsní odezvu velmi svižně /obnovení každé tři sekundy/ a je tak velkým pomocníkem při optimálním nastavení antény v SFN.
Ideální případ je ten, kdy lze docílit nastavení antény takové, aby byl zobrazen na obrazovce pouze jeden signál a to ten nejsilnější a nejbližší.
Pokud to není možné, tak alespoň nastavit anténu tak, aby byl rozdíl hlavního signálu proti odrazům a podružným signálů SFN co nejvyšší. V takových případech samozřejmě dávají lepší výsledky antény úzcesměrové.

Bohužel, jsou známy i takové modely přijímačů, které přijímaly dva přímé signály v SFN, kdy vzdálenější byl na anténě tím slabším a zpožděn v limitu, který bohatě pokrýval ochranný interval a přesto nebyly tyto přijímače schopny signál korektně zpracovat.

Na následujících obrázcích si ukážeme grafy impulsní odezvy několika Českých a Rakouských SFN sítí.




V obci Hosín u ČB lze na anténě chytit všechny tři signály SFN sítě MUXu CT /K49/ – Kleť, Mařský Vrch /20km/, Svatobor/50km/. Měření zpoždění je na měřáku DIGICUBE naprosto přesné a odpovídá geografické skutečnosti. Kilometry v závorce značí rozdíl vzdálenosti proti vzdálenosti vysílače Kleť od místa měření na Hosíně. Hosín a Kleť jsou vzdáleny 25km vzdušnou čarou.




Ideálně nastavená anténa v síti SFN - Kleť, Mařský Vrch, Svatobor.




Chybovost při ideálně nastavené anténě se třemi signály SFN.

Bohužel, přítomnost signálu ze Svatoboru se fatálně projevuje na výsledné kvalitě zpracovávaného DVB-T signálu z Kleti jako velmi slušná rušička v případě, že anténu otočíme jen o cca deset stupňů na východ.

Pomocí impulsní odezvy toto lze velmi přesně vypozorovat. Všimněte si na následujících dvou snímcích:




Odraz signálu za hranicí ochranného intervalu ve spojení s „dostatečnou“ úrovní má za následek pád chybovosti před korekcí do řádu -2.

Viz dolní snímek




Anténu lze na Hosině nasměrovat i tak, že přijímač se potýká jen se dvěma signály SFN. Signály z Kleťe a Mářského Vrchu nečiní přijímači řádné problémy ve zpracování.. Viz další dva snímky dole.




Kleť, Mářský Vrch




Chybovost je v tomto případě úplně nejnižší ze všech předešlých případů.

Naprosto stejnou situaci lze pozorovat i na nové pozici MUXu2 na K39, ovšem už bez signálu ze Svatoboru, který na tomto kanále MUX2, stejně jako MUX3 nevysílá. Tady lze pozorovat další z neodborných kroků organizace, která má rozdělování kmitočtů na starosti.
Mám na mysli skutečnost, že MUX2 i MUX3 ze Svatoboru vysílá v SFN s Krašovem /K48 a K52/ a přesto vzdálenost těchto vysílačů je 90km! Osobně jsem se setkal na montáži poblíž Modravy/cca 25km od Svatoboru/, která je ve stínu ke Svatoboru, s absolutně nemožným příjmem MUXu2 i 3, přičemž MUX1 hrál na K34 z Krašova bez výraznějších problémů.




Anténa EmmeEsse - směr Hluboká nad Vltavou – Svatobor, Krašov

Na dalších snímcích si ukážeme situaci na zmíněných MUXech 2 a 3. Jedná se o kanály K48 a K52. Oba vysílají jak ze Svatoboru, tak z Krašova. Zde je výsledek. Opět na Hosíně u ČB.







Na obou snímcích je patrné, že oba vysílače nesplňují jeden ze základních předpokladů pro korektní činnost SFN a tou je vzájemná vzdálenost do 67km!!!

A následně můžete shlédnout výsledek na detekci digitálních parametrů:




BER naprosto nevyhovující pro spolehlivý příjem.




Signálu ze Svatoboru máme na anténě více než dost, ale co je to platné….




Na dalším snímku vidíme situaci Impulsní odezvy na kanále K41 a MUX2 ČRa, jedná se o vysílače Votice a Cukrák. Místem měření je vrch u obce Sedlec u Č.B.




Votice a Cukrák – vše v pořádku.




Pomocí IO lze pohodlně nastavit anténu tak, že chytáme pouze signál z Votic.




Na tomto snímku vidíte trápící se MUX3 z Cukráku, s analogovou Primou z Javořice.
Příští rok se mu uleví…
Chlupaté spektrum okolo pochází z použitého předzesilovače IVO 16dB.

Dalším případem je kanál K31, na kterém vysílá první Multiplex ORS1 z Rakouského vysílače Jauerling a vysílače Weitra, poblíž českorakouských hranic.




Anténa plná odrazů, zatím bez detekce obsahu MUXu ORS




Už sice bez odrazů, ale vzdálenější signál z Jauerlingu je ještě stéle dost silný a ruší bližší signál z Weitry.




No vida, signál nám už naskočil, ale zkusíme to ještě lépe….




Tak a je to, 12dB rozdíl už modulaci 16QAM stačí, jdeme od toho…

Impulsní odezva je výborné věc.


Dalším případem je situace na kanále 43, kde opět vysílá Multiplex ORS1, ale v tomto případě se jedná o vysílač Lichtenberg u Lince a signál z vysílače Freistadt, poblíž českorakouských hranic.




Zde vidíme zvláštnost v tom, že si přijímač vybral pro zpracování signál, který přišel až jako druhý. Byl silnější a to rozhodlo, linecký Lichtenberg dostal přednost…




Lichtenberg v zimě




Vysílač Freistadt - K43 ORS1




Výsledné parametry MUXu ORS z Lince.

Pro zajímavost přidávám snímky nového MUXu C ORS z Lince. Zachyceno stejně jako předešlé signály z Rakouska na Hosíně u Č.B.






Spektrum signálu nic moc, ale díky modulaci QPSK má regionální MUX tuhý kořínek…




LT1 – Linec K51.

Tolik o aktuální situaci s příjmem DVB-T vysílání v sítích SFN na Jihu Čech.

Saxon