Ženēva 2006 potenciāls un tā realizācija

 

Reģionālā plāna Ženēva 2006 (GE06) pieņemšana paātrināja ciparu apraides ieviešanu. 2006. gada nogalē Holande pārtrauca raidīt analogo televīziju. Dažās valstīs – Vācijā, Lielbritānijā, Somijā, Zviedrijā – pāreju paredzēts pabeigt tuvākajā nākotnē. 2006. gadā ciparu sistēmā DVB-T sāka raidīt arī Lietuva un Igaunija. Latvija atrodas GE06 plāna ieviešanas sākumposmā.

 

Mūsmājās tehnoloģiskais progress aizkavējies

Lai GE06 plāna spektra resursu DVB-T raidošajos tīklos ieguldītu efektīvi, to veidošanai ir jābalstās uz tādiem pašiem tehniskajiem kritērijiem, kādus ievēroja plāna izstrādāšanā. Rakstā ietverts zemes ciparu televīzijas raidošā tīkla variantu īsa analīze, kurā izvērtēta pieņemto tehnisko risinājumu ietekme uz Latvijas teritorijas aptveršanas kvalitāti. Novērtēts arī potenciālais izplatāmo televīzijas programmu apjoms, kas izriet no Latvijai ieplānotā frekvenču spektra. Analīzei pakļautie raidošā tīkla varianti nav uzskatāmi par tīkla projekta piedāvājumu.

Reģionālais līgums GE06 kalpoja par stimulu pārejas procesa paātrināšanai uz ciparu sistēmu DVB-T zemes raidošajos tīklos. Eiropas televīzijas karte mainās strauji. Holande kļuvusi par pirmo valsti, kas pabeigusi pāreju uz ciparu televīziju. Vācijā analogo televīziju neraida jau vairākos valsts reģionos. Analogos raidījumus gatavojas pārtraukt Somijā un Zviedrijā. Valstīm, kas jau sākušas raidīt DVB-T sistēmā, pievienojusies arī Lietuva un Igaunija.

Diemžēl Latvijā tehnoloģiskais progress aizkavējies. Reiz sāktais process atstājis nelielu derīgo atlikumu - mazas jaudas eksperimentālu DVB-T raidītāju Rīgā - un ilgstoši iestrēdzis tiesu darbos. Iesaistītās institūcijas nav varējušas noteikt, kad un kā tas virzīsies tālāk. Tostarp publiskajā telpā izskanējis ne viens vien paziņojums ar solījumiem ieviest ciparu televīziju, taču nesniedzot pilnu skaidrību, ko ar ciparu televīzijas ieviešanu saprot.

Ir derīgi atgādināt, ka ar ciparu televīziju saprot programmas raidīšanu ar ciparsignālu izplatīšanas posmā no raidītāja līdz uztvērējam. To nodrošina, modernizējot elektronisko sakaru līdzekļus, kas raida televīziju. Pārmaiņas raidīšanas traktā prasa ieviest atbilstošas izmaiņas arī uztverošajā parkā.

Tehnoloģijas veids, kādu signāla formēšanā izmanto studijā, ar jēdzienu ciparu televīzija nav saistīts. Ciparu tehnoloģija raidīšanas traktā daudzkāršo izplatāmo televīzijas programmu apjomu. Jauno kvantitatīvo iespēju izmantošana ir programmu veidotāju un retranslācijas organizētāju rokās. Kādas iespējas sniedz GE06 plānā ierakstītais frekvenču spektrs attiecībā uz raidāmo programmu daudzumu un teritorijas aptveršanas kvalitāti?

 

GE06 plāns nodrošina Latvijā daudzprogrammu apraides attīstību

Latvijas teritorija ir sadalīta astoņās zonās (1. attēls). Katra iedalījuma raidītāji raida kopēju programmu komplektu – programmu bloku – un izmanto kopēju frekvenču kanālu. Šādā grupā, ko apzīmē par vienfrekvences tīklu (SFN), var izmantot tik raidītāju, cik nepieciešams iedalījuma zonas aptveršanai.

Katrā iedalījuma zonā ieplānoti vairāki kanāli:

·         7 televīzijas kanāli decimetru viļņu diapazonā (470-862 MHz);

·         1 televīzijas kanāls metru viļņu diapazonā (174-230 MHz). Šajā joslā ir ieplānoti arī 3-4 T-DAB frekvenču bloki ciparu skaņas apraidei.

Tas nozīmē, ka plāns paredz astoņus programmu blokus. Līdz analogo staciju izslēgšanai programmu bloku daudzums ir jāierobežo līdz skaitam, kas norādīts 1. attēlā.

Pilns izplatāmo programmu skaits atbilst summai, kuru veido visos programmu blokos ietvertās programmas. Cik programmu var ietvert vienā blokā, kā izvēli pamatot? Šajā jautājumā pieņemtais lēmums radikāli ietekmē programmas kvalitāti.

 

Dilemma: vairāk programmu vai augstāka kvalitāte

Vairāku programmu ietveršanu DVB-T vai DVB-H raidītāja programmu blokā ļauj programmas signāla iepriekšēja kompresija ar MPEG2 vai MPEG4 standarta kompresijas iekārtu, kas pazemina datplūsmas ātrumu. Kompresija neizbēgami lielākā vai mazākā mērā pazemina programmas kvalitāti. ITU-R rekomendācija BT.1380-1 iesaka parastās izšķirtspējas (SDTV) un augstas izšķirtspējas (HDTV) programmām pieļaujamo maksimālo kompresiju, pie kuras vēl nepieļaujami necieš kvalitāte.

Neiedziļinoties jautājuma detaļās var konstatēt, ka programmu blokam var izmantot datplūsmas ātrumu ap 19,5 Mb/s (64 QAM modulācija). Cik programmu var ietvert šādā blokā, nezaudējot attēla kvalitāti? Jautājumu izšķir izvēle starp kvantitāti un kvalitāti, kas praksē nereti nosveras par labu kvantitātei. Piemērs atrodams Lietuvā - tur programmblokā raida 10 programmas (MPEG4), bet skatītāji izsaka pretenzijas par to kvalitāti.

Ārvalstu prakses piemēri vedina domāt, ka 4-6 programmu raidīšana, izmantojot MPEG2/MPEG4 kompresijas metodi, nerada nepieļaujamu kvalitātes degradāciju. Anglijas, Vācijas un Francijas ciparu apraides tīklos programmai atvēl datplūsmas ātrumu 3,5-6 Mb/s robežās, pie kam lielākā datplūsmu attiecas uz sabiedriskām (BBC1 – 4.4 Mb/s) un kvalitatīvām programmām (Eurosport, Discovery, TCM (Francija) - 5-6 Mb/s).

Atsaucoties uz šiem piemēriem, riskēsim izdarīt ekspresvērtējumu Latvijas zemes ciparu televīzijas potenciālam – pēc GE06 plāna pilnas ieviešanas varētu izplatīt aptuveni 50 SDTV programmu.

 

DVB-T raidošā tīkla darbības kritēriji

Plāns paredz izmantot DVB-T sistēmu. Minētā sistēma ļauj pielietot plašu modulācijas veidu dažādību, tādēļ analīze veikta, izmantojot reprezentatīvus (vidējus) parametrus.

Tālāk ir paredzēti vairāki uztveršanas veidi:

·         ar fiksētu ārējo antenu, uzstādītu vismaz 10 m virs zemes (Emin = 56 dBµV/m);

·         portatīvā vai mobilā uztveršana (kustīgā transporta līdzeklī), antenas augstums pieņemts 1,5 m (Emin = 78 dBµV/m);

·         portatīvā iekštelpu uztveršana, kur ņem vērā ēku konstrukciju radīto signāla vājinājumu (Emin=88dBµV/m).

Nepieciešamā minimālā lauka intensitāte Emin ir norādīta frekvencē 650 MHz.

Uztveršanai lauku apvidū ar rokas uztvērējiem nepieciešama lauka intensitāte ap 90 dBµV/m, bet pilsētā iekštelpās - 105 dBµV/m. Lielās nepieciešamā lauka intensitātes dēļ portatīvās, mobilās un rokas uztveršanas nodrošināšana visā valsts teritorijā nešķiet reāli sasniedzama, mazākais ieviešanas sākuma periodā.

Varētu pieņemt, ka pamatuzdevums ir nodrošināt uztveršanu visā teritorijā ar fiksētu ārējo antenu. Portatīvās/mobilās/rokas aptveršanas zonas būs daudz šaurākas, bet var tikt paplašinātas, vajadzīgās vietās ierīkojot papildu raidītājus.

Analīzes mērķis ir noteikt aptveršanas kvalitāti, ja DVB-T raidīšanai izmanto esošo televīzijas raidošā tīkla infrastruktūru - stacijas un antenas, bet nepapildinot staciju skaitu. Šāds ieviešanas modelis uzskatāms par reālāko.

Svarīga loma teritorijas pilnīgā aptveršanā ir augsti uzstādītām antenām. Lai novērtētu antenas augstuma ietekmi, citā aprēķina variantā lietotas relatīvi zemas antenas, saglabājot iepriekšējās stacijas.

 

Nacionālais DVB-T tīkls, izmantojot esošo infrastruktūru

Aprēķinātās aptveršanas zonas nacionālā mēroga tīklam parādītas 2. attēlā. Ar atšķirīgām krāsām norādītas zonas, kur nodrošināta fiksētā, portatīvā/mobilā ārpustelpu uztveršana un uztveršana ar rokas uztvērējiem. DVB-T sistēmas raidītāju izmantotie UHF joslas kanāli norādīti attēlā, bet to izstarotā jauda atbilst GE06 plānam.

Ir redzams, ka teritorijas pilnīgai aptveršanai būs vajadzīgas papildu stacijas. Attēlā redzams to papildu staciju izvietojums, kuras jau ir paredzētas GE06 plānā. Var secināt, ka pašreizējais tīkls, raidot DVB-T sistēmā, nodrošina labu aptveršanu fiksētai uztveršanai, sasniedzot apmēram 90 procentus teritorijas. Nenodrošinātā teritorijas platība samazinās līdz apmēram trim procentiem, ja ņem vērā arī dzeltenās zonas, kurās uztveršana ir iespējama, bet ar zemāku kvalitāti.

Portatīvās, mobilās un rokas uztveršanas zonas ir ievērojami šaurākas, koncentrētas raidošo staciju tuvumā. To paplašināšanai raidošajā tīklā vajadzīgas papildu stacijas.

 

Nacionālais DVB-T tīkls ar zemu uzstādītām antenām

Šis variants ietverts analīzē, lai raksturotu augsti uzstādītu raidošo antenu lomu teritorijas aptveršanas nodrošināšanā pretstatā zemām. Zemo antenu izvēlētais augstums ir 60-70 m, kas atbilst mobilo sakaru šūnu tīklu antenu balstu vidējam augstumam.

Aptveršana, kādu nodrošina pašreizējais raidošais tīkls, ja tajā izmantotu zemas antenas, parādīta 3. attēlā. Zemo antenu gadījumā konstruktīvu iemeslu dēļ nav iespējams pilnībā realizēt plānā paredzētās maksimālās jaudas. Tādēļ izstarotās jaudas maksimālā vērtība noteikta 20 kW, kas atbilst praktiskas realizācijas iespējām.

Aprēķins rāda, ka valsts teritorijas aptveršana šajā gadījumā kļūst neapmierinoša.

 

1. Pašreizējā TV raidošā tīkla infrastruktūra bez papildu stacijām, ja to izmanto televīzijas raidīšanai ciparu sistēmā DVB-T ar GE06 plāna parametriem, var nodrošināt aptveršanu, izmantojot fiksētās antenas, kas ir līdzvērtīga pašreizējai analogās televīzijas aptveršanai un tuva visas valsts aptveršanai.

2. Pie tāda paša staciju daudzuma, bet lietojot zemas antenas, nacionālā aptveršana nav nodrošināta, nesasniedzot pat pusi teritorijas. Lai nodrošinātu aptveršanu, šādu staciju skaits ir vairākkārt (5-6 reizes) jāpalielina.

3. Ja DVB-T tīkla izveidošanai izmanto visu Latvijai GE06 plānā paredzēto spektra resursu, ar to varētu raidīt orientējoši 50 parastās izšķirtspējas televīzijas programmas. Pārejas periodā ciparu televīzijai izmantojamais spektrs ir ierobežots, kā norādīts 2. punktā un 1. attēlā, tādēļ attiecīgi samazinās arī raidāmo programmu apjoms.

Inārs JĒKABSONS