DVB-T

DVB-T ist die Abkürzung für engl. Digital Video Broadcasting - Terrestrial und bezeichnet die terrestrische, das heißt erdgebundene, Variante von DVB, die in Europa und anderen Staaten als Standard für die Übertragung von digitalem Fernsehen per Antenne verwendet (werden) wird. Das nordamerikanische Pendant heißt ATSC, das japanische ISDB.

Vorteile

Gegenüber dem analogen PAL-System bietet DVB-T einige Vorteile.

Programmvielfalt

Bei DVB-T können dank verminderten Bandbreitenbedarfs aufgrund der benutzten MPEG-2-Komprimierung und digitalen Modulationsverfahren auf einem herkömmlichen analogen UHF- oder VHF-Kanal drei bis fünf Programme in PAL-Auflösung, einem so genannten Bouquet, ausgestrahlt werden. Alternativ reicht die Bandbreite für ein Programm mit höherer Auflösung (HDTV), bisher nur in Australien eingesetzt. Praktisch empfangbar sind in Deutschland je nach Region 16 bis 30 verschiedene Sender bzw. werden es sein, also etwas weniger als im analogen Kabel, zu welchem es eine neue Konkurrenz ohne laufende Kosten darstellt. Die terrestrische Ausstrahlung wird gern auch zur regionalen Verbreitung von Sendern mit lokalem Bezug eingesetzt, in Deutschland ist dies in allen DVB-T versorgten Gebieten der Fall.

Sendeleistung

Der Systemgewinn von DVB-T gegenüber analogem Fernsehen beträgt etwa 10 dB, es kann also bei gleicher Reichweite mit entsprechend weniger Leistung gesendet werden. Erreicht wird dies durch die höhere Empfindlichkeit der Empfänger, eine Fehlerkorrektur (FEC) und das ohnehin fehlertolerante Modulationsverfahren COFDM.

Mehrwegeempfang

Eine Eigenschaft des eingesetzten COFDM ist die Fähigkeit, von Hochfrequenzreflektionen (Mehrwegempfang) zu profitieren. Beim herkömmlichen Fernsehempfang machen sich solche Reflektionen als Geisterbild bemerkbar, das heißt über dem normalen Bild erscheint das gleiche Bild nochmals, leicht seitlich versetzt und deutlich schwächer. Bei COFDM hingegen werden auch die aus den reflektierten Signalen empfangenen Signale, die innerhalb einer bestimmten Zeitspanne eintreffen, noch dekodiert und zur Wiederherstellung des gesendeten Bildes genutzt.

Mobilität

Durch diese Unempfindlichkeit können Sender oder Empfänger auch mobil betrieben werden, ohne dass es Probleme beim Empfang gibt; es wird also bei entsprechender Verbreitung auch beispielsweise DVB-T-Empfänger in Autos und Bussen geben. Der mobile Sende- bzw. Empfangsbetrieb kann unter bestimmten Voraussetzungen bis etwa 200 km/h möglich sein. In der Praxis können die Maximalgeschwindigkeiten für stabilen Empfang allerdings auch weit darunter liegen, vor allem abhängig von der Senderdichte und -entfernung.

Bei ausreichend starkem Signal genügt für den Empfang eine einfache Zimmerantenne, ansonsten die vielerorts noch vorhandene Hausantennenanlage. Portable Fernsehgeräte können so überall betrieben werden, unabhängig von Kabel oder großer Antenne für den Satellitenempfang; daher die in Deutschland zur Promotion verwendete Marke Das ÜberallFernsehen [1].

Bei einer Antennenkonstruktion, die ausschließlich zum Empfang von DVB-T vorgesehen ist, ist eine richtungslose Ausrichtung möglich, das heißt bis auf den Aufstellplatz ist keine spezielle Optimierung anhand der Antenne nötig. Folglich sind reine DVB-T-Antennen entweder ein einfacher senkrechter Stab oder eine Platte.

Allerdings gibt es nun auch vertikal aufzubauende Richtantennen für DVB-T, die die alten VHF- und UHF-Bereiche zusammenfassen und in Gebieten, die "am Rande" liegen, zu guten Empfangsergebnissen führen können. Dabei handelt es sich um logaritmisch-periodische Antennen mit zugehörigem Verstärker, der über ein Fernspeisenetzgerät versorgt wird. In direkter Nähe des Senders sind verstärkte Antennen dagegen wiederum ungeeignet, da sie zur Übersteuerung des Receivers führen können.

(Abmessungen einer Antenne: 80x80x6 cm)

Versorgung

DVB-T ermöglicht außerdem die lückenlose Versorgung eines großen Areals mit Fernsehprogrammen durch Verschaltung mehrerer örtlich voneinander getrennter Fernsehsender zu einem Single Frequency Network (SFN, Einfrequenznetz). Alle Sender arbeiten hierbei auf der gleichen Sendefrequenz und werden per GPS so aufeinander synchronisiert, dass sie auf 100 Nanosekunden genau dieselben Informationen abstrahlen. Somit wird für ein Programm auch auf großer Fläche nur eine Frequenz benötigt. Das analoge Fernsehen benötigt dafür mehrere verschiedene Kanäle, da sich die einzelnen Fernsehsender bezüglich des Aussendezeitpunktes der Daten nicht so exakt synchronisieren lassen und somit an den Gebietsgrenzen der verschiedenen Stationen gegenseitig stören würden. Bei einem gut geplanten SFN-Netz gibt es keine Häuser mehr, die im Funkschatten eines Berges stehen und somit nur schlechten Fernsehempfang bekommen; das im analogen Betrieb übliche komplexe Arrangement von diversen Füllsendern auf verschiedensten Kanälen entfällt damit.

Die Vorteile eines SFN werden bei den bisherigen DVB-T-Startinseln in Deutschland in Ballungsräumen auch zum Ermöglichen eines Empfangs ohne Außenantenne genutzt. Da die Funkwellen in ihrer Ausbreitung von den Mauern stark gedämpft werden, ist ein relativ hoher Signalpegel für einen stabilen Empfang notwendig. Hierfür wäre bei nur einem einzigen Senderstandort in einem Ballungsgebiet eine weitaus höhere Sendeleistung notwendig, als sie bislang beim analogen Fernsehen eingesetzt wurde - denn der DVB-T Systemgewinn liegt weit unter dem Wert, den das Signal durch die Dämpfung an Häusern innerhalb von Großstädten wiederum verliert. Durch die Nutzung mehrerer Senderstandorte auf der gleichen Frequenz wird diesem Problem abgeholfen, da nun die Signale eine geringere Entfernung zu den Empfängern zurücklegen müssen und insgesamt im Durchschnitt die Signalstärke gleichmäßiger verteilt ist.

Aufzeichnung

Das digitale Format ermöglicht prinzipiell die verlustfreie Aufzeichnung und Vervielfältigung ohne Neukodierung, etwa auf Festplatte oder DVD-R. Allerdings haben die Rechteinhaber ein Interesse daran, dies zu erschweren. Heutige Festplatten- und DVD-Rekorder leisten dies bisher nicht, auch zukünftige werden es wohl, wenn überhaupt, nur mittels eines Firmware-Updates oder eines Umbaus können. Bisher bleibt nur der Anschluss einer "gehackten" d-Box an einen Computer für eine solche verlustfreie Aufnahme.

Kosten

Für den terrestrischen Empfang fallen im Gegensatz zum Empfang via Kabel keine laufenden Gebühren an den Kabelbetreiber an. Empfangsgeräte sind momentan etwas teurer als solche für DVB-S oder DVB-C, benötigen aber keine Satellitenschüssel- oder Kabelkopfinstallation, nur in Versorgungsrandgebieten eine Aussen- bzw. Dachantenne.

Nachteile und Kritik

Investitionen für Zuschauer

Datei:Dvb t empfangs geraete.jpg

DVB-T-Empfangsgeräte

Der Empfang setzt eine Set-Top-Box oder einen Fernseher mit integriertem DVB-Empfänger voraus, der sich bei einigen Markengeräten auch nachrüsten lässt. Der Zuschauer muss also zusätzliche Investitionen tätigen, um in den Genuss von DVB-T zu kommen. Investitionen können abseits gut versorgter Ballungszentren auch für die Antenne nötig sein, denn zwar ist ein Empfang von DVB-T oft auch mit der schon vorhandene Dachantenne für den Empfang von analogen Fernsehen möglich, diese muss aber ggf. neu ausgerichtet oder auf vertikale Polarisation eingestellt werden.

Diese Kosten für Aussenantennenarbeiten können an die für eine (digitale) Satellitenempfangsanlage (DVB-S) heranreichen.

Investitionen für Sender

Da nur eine Minderheit der deutschen Bevölkerung noch den analogen terristrischen Empfang nutzt, stellt sich die Frage, ob die Kosten für die Umstellung der Netze gerechtfertigt sind, allerdings fallen die laufenden Kosten mit der digitalen Technik geringer aus.

Daneben bezweifeln Kritiker, dass die staatliche Subventionierung des Sendernetzes, von der auch Privatsender profitieren, konform zu den entsprechenden EU-Vorschriften ist.

Eine Konsequenz aus den Kosten ist, dass kurzfristig nur in den Ballungszentren auf DVB-T umgestellt wird (sogenannte Startinseln) und erst mittelfristig, das heißt bis etwa 2010, mit einer ca. 85% Flächendeckung zu rechnen ist. Sogar diese 85%ige Abdeckung wird von der Fachpresse bezweifelt, da Private Anbieter (RTL, SAT1 usw.) kein weitergehendes Interesse an DVB-T zeigen, aufgrund zu hoher Kosten für die geringe Reichweite (Zuschauer). In anderen Ländern, z.B. Italien, Spanien oder Großbritannien, wurde hingegen zeitnah fast landesweit umgestellt.

Kanalbelegung

Auch die Aufteilung der Kanäle in Deutschland ist nicht ganz frei von Kritik, da es hier keine erweiterte Vielfalt der Anbieter, sondern nur der Programme gibt. Beispielsweise werden in Norddeutschland 7 der 8 Kanäle mit Programmen der 4 bisherigen Anbieter ARD, ZDF, RTL-Gruppe und ProSiebenSat.1 Media AG gefüllt. Besonders merkwürdig erscheint dabei, dass in Schleswig-Holstein zwar das dritte Programm des Bayerischen Rundfunks empfangen werden kann, nicht jedoch die thematisch passenderen Programme aus Bremen oder Dänemark.

Die bislang dominierenden privaten und öffentlich-rechtlichen Anbieter finden sich auch in DVB-T wieder.

Die Lizenzvergabe ist in Deutschland allerdings unterschiedlich geregelt, so finden sich z.B. im Rhein-Main Gebiet auch Anbieter einzelner Kanäle wie CNN.

Schlechte Kooperation mit Aufnahmegeräten

Wie es bereits bei Satelliten-Receivern der Fall ist, arbeiten auch die DVB-T-Receiver nur eingeschränkt mit herkömmlichen Videorekordern (und selbst den meisten DVD-Rekordern) zusammen. Beispielsweise kann kein Programm aufgenommen werden, während man gleichzeitig ein anderes ansieht, es sei denn man schafft eine zweite DVB-T-Box. Das Antennesignal kann allerdings oft von einer einzigen Antenne durchgeschleift werden. Außerdem muss die Box für programmierte Aufnahmen auf dem richtigen Sender eingeschaltet bleiben oder zusätzlich zum Rekorder auch noch programmiert werden, was eine weitere Fehlerquelle in den Aufnahmeprozess einbringt. Für neue Digitalrekorder (DVD oder Festplatte) mit eingebautem DVB-T-Empfangsteil ist geplant (und in den USA ist es schon heute der Fall), dass die Sender bei bestimmten Sendungen ein Signal mitsenden können, dass die Aufzeichnung verbietet; die Rekorderhersteller wären dann verpflichtet, ihre Rekorder so zu bauen, dass in diesem Fall keine Aufnahme möglich ist.

Empfangsqualität

Von Kritikern wird öfter eine schlechte Empfangsqualität bemängelt. Das Bild rauscht zwar bei DVB-T systembedingt nicht mehr, aber stattdessen resultieren Unschärfe, Klötzchenbildung (sogenannte Makroblöcke) und weitere Kompressionsartefarkte, die sich negativ auf das Fernsehbild auswirken, aus zu geringen Bitraten, die von einzelnen Programmen genutzt werden. In Deutschland teilen sich in den meisten Fällen vier Sender eine Bandbreite von ca. 14 MBit/s, wobei jedoch ein Sender, der gerade schnelle Bilder beispielsweise aus einem Actionstreifen oder einer Sportsendung zeigt, kurzfristig etwas von der Datenrate der anderen Anbieter abzwacken kann -- natürlich vorausgesetzt, diese zeigen nicht gleichzeitig ebenfalls solche schnellen Bilder. Jeder einzelne Sender kommt auf eine mittlere Bitrate von 3,5 MBit/s, was nicht in jedem Fall ausreichend ist, die Sichtbarkeit von Kompressionsartefakten zu vermeiden. Teilweise wird zur Vermeidung von Artefakten stattdessen die Bildauflösung gegenüber der DVD von 720x576 auf 480x576 herabgesetzt und ein Weichzeichner vorgeschaltet -- das Bild hat dann weniger Klötzchen, wird aber dafür nochmals unschärfer. Zum Vergleich: Auf DVDs, die ebenfalls MPEG-2 als Kompressionsverfahren einsetzen, werden typischerweise Bandbreiten von über 6 MBit/s verwendet, DVB-S beispielweise verwendet etwa 38 Mbit/s pro Transponder (6..10 Kanäle) und kommt so auf mittlere Übertragungsraten von 3,8MBit/s mit Bitraten-Spitzen von rund 7Mbit/s.

Allerdings ist die Nutzung zu geringer Bandbreite pro ausgestrahltem Programm kein technisch bedingtes Problem von DVB-T, selbstverständlich ließen sich auch weniger Programme pro Transponder übertragen, und auch bei der digitalen Ausstrahlung über Kabel oder Satellit verwenden manche Sender aus Kostengründen niedrige Bandbreiten, die Kompressionsartefakte sichtbar werden lassen.

Allen aktuell eingesetzten digitalen TV-Übertragungswegen ist gemein, dass das eingesetzte Kompressionsverfahren MPEG-2, welches noch aus dem Jahr 1991 stammt, im Vergleich zu moderneren Verfahren wie MPEG-4 (H.264/AVC) oder VC-9 deutlich höhere Datenraten zur Übertragung von Bildern einer gegebenen Qualität benötigt. Dafür gibt es für MPEG-2 relativ einfache, billige und inzwischen sehr ausgereifte Decoderchips, wodurch die Settop-Box-Preise in Grenzen gehalten werden können. Es ist nicht ausgeschlossen, dass zukünftig (für HDTV) auch andere Kompressionsverfahren eingesetzt werden.

EPG

Nicht alle Sendeanstalten verbreiten vollständige Programminformationen auf allen digitalen Übertragungswegen. Es kommt z.B. vor, dass im Rahmen des EPG (Elektronische Programmzeitschrift) nur die aktuelle und die nachfolgende Sendung sehr knapp beschrieben werden, was eine komfortable Programmierung oder Auswahl von Sendungen erschwert.

Bei DVB-Varianten war ursprünglich keine über den EPG hinausgehende Unterstützung für die Aufzeichnung vorgesehen. Inzwischen ist auch VPS möglich, wird aber von Geräten und Programmanbietern nur spärlich unterstützt.

Da die Bereitstellung aufwendig redaktionell bearbeiteter Programmführer laufend Kosten verursacht, werden solche Service-Leistungen in der Regel nicht oder nur zeitweise kostenlos angeboten (z.B. Hörzu), beziehungsweise mit Werbung versehen. In der Regel kauft man diese Dienste mit dem jeweiligen digitalen Receiver (sog. Set-Top-Box) z.B. SiehFern INFO.

Umstellung

Im August 2003 wurde die analoge Verbreitung von Fernsehprogrammen zugunsten der digitalen Verbreitung mittels DVB-T im Großraum Berlin als erstem weltweit eingestellt. Im Jahr 2004 werden in Deutschland die Region Bremen/Unterweser und das Rhein-Main-Gebiet folgen.

**Chronologie der Umstellung**
Verbreitungsgebiet	Umstellungsbeginn	Analogabschaltung	Multiplexe
Berlin	1. November 2002	4. August 2003	erst 2, jetzt 7
Bremen/Unterweser [2]	24. Mai 2004	8. November 2004	5, später 6
Hannover/Braunschweig		8. November 2004	4, später 6
Köln/Bonn [3]		April 2005	5, später 6
Rhein-Main-Gebiet	4. Oktober 2004	6. Dezember 2004	2, später 6
Düsseldorf/Ruhrgebiet	8. November 2004	April 2005	5
Hamburg/Lübeck		März 2005	6/7
Kiel + Schleswig		März 2005	5, später 6
München + Nürnberg [4]	31. Mai 2005		je 5
Halle/Leipzig	2. Quartal 2005		3 bis 4
Erfurt/Weimar	2. Quartal 2005		2 bis 3
Rostock/Schwerin	geplant 2005, spätestens 2007		vorerst 2
Ludwigshafen/Mannheim	geplant 2005		5
Saarland	geplant 2006		6
Stuttgart [5]	Ende 2006		5, später 6
Österreich	Probebetrieb geplant 2005, Umsetzung aus Kostengründen gefährdet
Schweiz	seit 2001	2012
Niederlande [6]	April 2003 bis 2006		5 (26 TV, 17 Radio)
Großbritannien en:Freeview	1998/2002		5
Spanien		1. Januar 2013
Italien	2003	2006
Finnland		31. August 2007
Schweden
Australien			HDTV

In Deutschland werden meist vier TV-Programme pro Bouquet verbreitet, in anderen Ländern auch mehr oder weniger, zusätzlich Radioprogramme oder HDTV-Inhalte. Darüberhinaus setzt man in Deutschland von Anfang an komplett auf SFNs und sowohl UHF als auch VHF, während manche andere Länder zumindest anfangs MFNs benutzen oder sich auf UHF beschränken.

Die vollständige Umstellung auf DVB-T, also die Abschaffung der analogen Ausstrahlung von Fernsehprogrammen, ist in Deutschland laut Beschluss der Bundesregierung vom 24. August 1998 bis spätestens zum Jahr 2010 vorgesehen.

Literatur

"DVB-T" von Thomas Riegler, Vth Mai 2004, ISBN 3881808027
"Fernsehen überall ganz einfach, Der Praxis-Ratgeber zum Digitalfernsehen per Antenne" von Peter Dehn, Books on Demand GmbH, Norderstedt, 2004, ISBN 3833411635
"Netzplanung und Kosten von DVB-T" von Manfred Braun u. a., Vitas 1999, ISBN 3891582447