sou · GKB325d1 · 1997-01-01 00:00:00 — O m m a n a c c e p t e r a r l ä g r e b i l d k v a l i t e t k a n överföringshastigheten vara lägre. erfordras en överförings- hastighet på Mb/s för "hemvideokvalitet". För att en radiosignal skall kunna uppfattas störningsfritt måste nytto- signalen ha en viss styrka i förhållande till oönskade signaler som brus och interferens. orsakas huvudsakligen av olika komponenter i mottagaren. Interferens orsakas t.ex. av andra radiosignaler eller av ekon från den egna signalen. För en analog TV-signal gäller att om nyttosignalen är svag i förhållande till störningarna yttrar det sig som "snö" i bildrutan. Det är emellertid möjligt att uppfatta en analog sändning även om signalen är mycket dålig, dvs. bilden försämras successivt. En digital sändning är lättare att skilja från brus och interferenser än en analog, dvs. nyttosignalen kan vara mycket svagare i förhållande till störningarna. Om förhållandet mellan nyttosignalen och störningarna försämras under den gräns som systemet tillåter blir emellertid signalen omöjlig att tolka för mottagaren, dvs. bilden försvinner plötsligt. Detta är ett förhållande som måste vägas in vid planeringen av digitala sändningsnät. De delar av radiofrekvensspektrum som är avsedda för marksänd TV är indelat i intervaller, "frekvenskanaler", med en viss bandbredd. I är kanalbredden i VHF-bandet och i UHF-bandet. Denna bandbredd har valts eftersom den är tillräcklig för att överföra ett TV- program i PAL-standard. Digitala system kan utformas så att de överför ett större eller mindre informationsinnehåll . Mer komplexa modulationsmetoder ger hög överföringskapacitet men kräver högre sändareffekt och är mer störkänsliga. En digital signal kan innehålla många av varandra oberoende meddelanden som kan särskiljas vid mottagningen. Proceduren kallas multiplexering och innebär att t.ex. ett större eller mindre antal olika TV- program kan blandas i en digital signal för vidare bearbetning eller transport. Multiplexering kan ses som en tvåstegsprocess där i första steget ljud, bild och data för ett program eller en tjänst kombineras. I nästa steg kan flera sådana programpaket läggas samman och kompletteras med andra nödvändiga data till en enda bitström för vidare transport. S.k. serviceinformation (SI) kan också läggas till, vilken kan innehålla funktioner som text-TV, undertextning och elektroniska programguider (EPG) för att hjälpa tittarna att navigera bland utbudet. Med de digitala modulationsmetoder som är aktuella kan det vara möjligt att överföra "nyttoinformation" med en hastighet av vanligen 18–/s i en frekvenskanal med bredden . Detta innebär att man i en sådan kanal kan överföra exempelvis 3–4 program i standardkvalitet (à 6 Mb/s) eller ända upp till 16 program i "hemvideokvalitet" (à 1,5 Mb/s). En förutsättning för att högsta möjliga kapacitet skall uppnås i marksändningar är att programmen tas emot med fast monterade utomhusantenner. Om man vill att signalen skall vara "oöm", dvs. att sändningarna även skall kunna tas emot med enklare antenner, t.o.m. inomhus, minskar överföringskapaciteten per frekvenskanal. Förhållan- det mellan hur många TV-program som kan överföras på en frekvenskanal och signalens oömhet illustreras i figur 5.1. Fig. 5.1 Förhållande mellan kapacitet och oömhet (1,5 Mbits/s) (/s) (/s) (Överföringshastighet, netto) För att man skall kunna uppfatta innehållet i en digital sändning måste man ha tillgång till en avkodare som kan tolka styrsignalerna. I motsats till vad som gäller för analog TV är det mycket lätt att kryptera en digital TV-signal på ett säkert sätt utan någon som helst kvalitetsförlust. Det är alltså lätt för den sändande att kontrollera att endast den som är a u k t o r i s e r a d k a n f å d e l a v p r o g r a m m e t ( å t k o m s t k o n t r o l l ) . Digitaltekniken är därför lämplig för olika betal-TV-arrangemang, men också i de fall då man av t.ex. upphovsrättsskäl vill begränsa tillgängligheten. Arbetet med att ta fram en gemensam standard för åtkomstkontroll har resulterat i en paketlösning, vilken innehåller en gemensam metod för råddning (scrambling) och ett gränssnitt för åtkomstkontroll, dvs. en anslutning för s.k. PCMCIA 1-kort med vars hjälp en specifik grupp av råddade programtjänster kan återställas och göras åtkomliga. Under förutsättning att mottagartillsatserna utrustas med en sådan kortplats, kan olika sådana kort för åtkomstkontroll användas. Tittaren kan då använda s a m m a m o t t a g a r t i l l s a t s f ö r a t t t a e m o t p r o g r a m f r å n o l i k a tjänsteleverantörer genom att endast skifta . På m a r k n a d e n k o m m e r d e t s a n n o l i k t o c k s å a t t f i n n a s s å d a n a mottagartillsatser som saknar ett sådant gränssnitt för åtkomstkontroll, vilka endast är avsedda för mottagning av en specifik operatörs programutbud. EG har antagit direktivet (95/47/EG) om tillämpning av standarder för sändning av televisionssignaler. Syftet med direktivet är att underlätta införandet av avancerade TV-tjänster, såsom bredbilds-TV, högupplösnings-TV och digital TV. Direktivet innehåller vissa be- stämmelser om hur TV-mottagare och avkodningsutrustning skall vara utförda. Bl.a. sägs att den som ger en apparattillverkare rätt att installera ett system för åtkomstkontroll inte skall kunna hindra att produkten förses med ett standardiserat gränssnitt eller särskild utrustning för ett annat tillgångssystem. En TV-mottagare med inbyggd digital avkodare skall kunna utrustas med åtminstone en standardiserad kontakt som tillåter anslutning av utrustning för tillgångskontroll. 1PCMCIA - enligt Standard och enligt CENELEC-standard prEN 50221:1995. 5.3Användningsområden för digital TV- distribution Med digital distributionsteknik möjliggörs t.ex.: Flera olika TV-program i samma sändning Portabel och lokaloberoende mottagning Flera kvalitetsnivåer av samma program Digitaltekniken kan också underlätta Interaktiva TV-tjänster, t.ex.: Nya former av TV, t.ex.: Genom digital teknik kan antalet sändningsmöjligheter ökas kraftigt. Det gäller oberoende av om sändningarna sker från satellit, i kabel eller i marknätet. Därmed öppnas möjligheter till nya tjänster som inte är praktiskt tillgängliga med nuvarande teknik. Vidare minskar kostnaden för överföringskapaciteten i förhållande till andra kostnader. Portabel och lokaloberoende mottagning Med markbundna digitala TV-nät kommer man att kunna åstadkomma en bra mottagningssituation även med enkla, ibland t.o.m. inbyggda, mottagarantenner i eller utanför de enskilda hushållens bostäder. En god täckning bedöms kunna åstadkommas när det gäller en mycket stor del av de lokala, regionala eller nationella marknadsområdena. Det är troligt att en relativt fri mottagning (lokaloberoende) kommer att bli av allt större betydelse. Detta beror dels på möjligheten att göra små och lätta terminaler, dels på den troligen ökande andelen TV- terminaler per hushåll och dels på att nya tjänster kommer att introduceras som bygger på nyttjande utanför vardagsrummen. Flera olika TV-program i samma sändning Den egenskap hos digitaltekniken som verkar tilldra sig det största intresset är möjligheten att sända ut flera olika program. Om kapaciteten ökar så att det är möjligt att sända t.ex. fyra TV-program i dagens standardkvalitet på det utrymme som behövs för ett program, skulle det underlätta t.ex. utsändning av program som efterfrågas av förhållandevis få, såsom specialinriktade betal-TV- program eller program från invandrarnas hemländer. Även program som sänds från satellit till den svenska publiken skulle kunna nå en större del av sin målgrupp om de fördes fram i digitala marksändningar. Det som ursprungligen drev fram utvecklingen av digitala sändnings- system för TV var att man ville kunna sända högupplösnings-TV (HDTV) i marknät. En HDTV-bild, som i jämförelse med den standard-TV vi känner har ett mer avlångt bildformat, dubbelt så många horisontella bildlinjer och större detaljskärpa i varje bildlinje, innehåller ca fem gånger så stor informationsmängd som en konventionell TV-bild. Så mycket information kunde inte rymmas i marknätets frekvenskanaler, vars kanalbredd är högst . Sänd- ningarna måste därför hänvisas till satellit. Satellittranspondrarnas kanalbredd är nämligen mycket större än den som används i marknät När den amerikanska regleringsmyndigheten cations Commission (FCC) beslöt att infordra förslag till en amerikansk överföringsstandard för högupplösnings-TV bestämde man emellertid att sändningarna skulle vara markbaserade och anpassade till den kanalbredd som finns i frekvensplanen för marksändningar. Detta beslut har inneburit en kraftig stimulans för utvecklingen av frekvenssnåla digitala sändningssystem, inkl. sådana som kan inrymma HDTV. Fokuseringen på högupplösnings-TV har dock inte varit lika påtaglig , som den var i utvecklingsarbetets initialskede. En viktig orsak till detta är att en HDTV-bild för att komma till sin rätt behöver återges i stort format. Med dagens bildskärmsteknik blir en TV- mottagare för storformat tung, skrymmande och mycket dyrbar. En lösning på detta problem skulle kunna vara att använda flata bildskärmar som inte bygger på tekniken med katodstrålerör. Sådana skärmar är först nu på väg att lämna prototypstadiet. Det är svårt att säkert bedöma när flata skärmar för vanlig TV och HDTV kommer att kunna introduceras på konsumentmarknaden. har dock en del framsteg i den riktningen gjorts och prototyper har förevisats på internationella utställningar. I bedrivs flera projekt med målsättningen att kunna leverera flata bildskärmar till som arrangeras där . Inom den europeiska utvecklingen av digital TV har ännu så länge inte någon systemvariant för HDTV definierats, men systemspecifika- tionerna kan lätt kompletteras med en sådan. Nya former av TV Den stora överföringskapaciteten kan även användas för olika nya tillämpningar. Vilka dessa kan bli kan naturligtvis inte med säkerhet sägas . Det ligger i sakens natur att ny teknik ger upphov till nya konstnärliga och affärsmässiga möjligheter och att dessa inte kan anges på förhand. Några användningsområden som har föreslagits skall emellertid nämnas i det följande. Inslagen i ett TV-program sänds i olika ordning för att tillgodose tittare med olika vanor. Program som normalt sänds skulle t.ex. kunna sändas på "bästa sändningstid" och vice versa. Ett och samma program, t.ex. en spelfilm, sänds ut med en liten tidsförskjutning. På så sätt behöver tittaren aldrig vänta på att filmen skall börja. På engelska kallas detta "near instantaneous video on demand". När man sänder från ett sportevenemang eller en konsert används ett stort antal kameror som avbildar skeendet från olika vinklar. I kontrollrummet bestämmer bildproducenten vilken bild som skall sändas ut till publiken. Om man har god tillgång till överföringskapacitet kan flera bilder sändas ut . Den som ser på en fotbollsmatch kan då välja om han vill se t.ex. en översikt av spelplanen eller en närbild av den spelare som har bollen. Även andra program kan naturligtvis sändas ut i flera parallella versioner. Det enklaste exemplet är kanske att ett och samma program sänds utan reklaminslag till en publik som betalar och med sådana inslag till en publik som erhåller programmen gratis. Det är också möjligt att sända ut program i olika språkversioner eller i versioner där "känsliga" scener utformats på olika sätt. Digitaltekniken kan också underlätta interaktiva TV-tjänster. Det som avses är tjänster där åskådaren på något sätt kan påverka det som sänds. Normalt har åskådaren förbindelse med programkällan via telenätet. Det är emellertid också möjligt att förse ett digitalt kabelnät med en kanal för returinformation. Nedan anges några exempel på interaktiva tjänster. Abonnenten beordrar att ett visst program, t.ex. en spelfilm, skall sändas till honom från en central. Detta kan antingen gå till så att filmen sänds till ett lagringsminne hos abonnenten och spelas upp från detta, eller att abonnenten står i förbindelse med centralen medan han ser på filmen. Utbildnings- och instruktionsprogram kan t.ex. utformas på sådant sätt att programmet ställer frågor som åskådaren/eleven besvarar med hjälp av fjärrkontrollen eller telefonens knappsats. Svaret kommer direkt i TV-rutan och eleven måste svara rätt för att kunna gå vidare. också be programmet om ledtrådar för att komma fram till det rätta svaret. Spelprogram kan byggas upp på ungefär samma sätt som utbildnings- programmen. Den spelande kan göra sina drag med hjälp av fjärr- kontrollen och se resultatet direkt i TV-rutan. TV-tittaren kan koppla upp sig till olika databaser och söka sig fram till information av olika slag. Om informationen gäller t.ex. ställningen på i n n e h a v a r e n s b a n k k o n t o n k a n t j ä n s t e n k o m b i n e r a s m e d transaktionsmöjligheter. Den enskilde kan t.ex. flytta tillgodohavanden mellan olika konton. Flera av de interaktiva tjänster som har räknats upp här kan byggas upp kring det vanliga telenätet och är alltså inte beroende av tillgång till ett överföringsnät för TV. 5.4Standardisering av digital TV Beslut om internationell standard för komprimering av bild och ljud samt för multiplexering fattades (ISO/IEC MPEG 2). Beslut om europeisk standard för sändningsteknik för satellit och kabel fattades . (DVB och ETSI) Beslut om europeiskt standardförslag för marksänd digital-TV fattades (DVB). Beslut om formell standard kan fattas inom ETSI. I lades fram ett förslag till standard för marksänd TV och HDTV. En amerikansk standard förväntas bli antagen . Den digitala tekniken förutsätter tillgång till nya elektroniska komponenter både i sändarledet och i de enskilda mottagarna. För att priserna skall kunna hamna på en nivå som gör produkterna tillgängliga för vanliga konsumenter krävs tillverkning i stora serier. Standardisering är i sin tur en förutsättning för detta. Stora resurser satsas därför på att uppnå världsomspännande eller europeiska standarder för de viktigaste delarna i den nya tekniken. Det europeiska projektet (DVB), vilket svarat för utvecklingen av de digitala transmissionssystemen för digital TV, bildades . Hela bredden av aktörer inom TV- världen finns representerade: programbolag, nätoperatörer, tillverkare samt regulativa myndigheter. Sedan bildandet har organisationen kontinuerligt vuxit från ursprungligen 83 till ca 180 medlemmar. Inom har definierats vilka användarkrav som ställs på de tjänster man vill kunna tillhandahålla, speciella krav på mottagarna som ur kommersiell synvinkel är viktiga samt vad mottagarna får kosta och när tjänster skall kunna introduceras. På systemet för marksänd TV har också ställts krav på att frekvensekonomin skall vara god, genom att systemet skall medge singelfrekvensanvändning. Det skall vidare medge portabel mottagning med enkla antenner och uppvisa stor robusthet gentemot störningar från bl.a. analog TV. Baserat på dessa användarkrav har, , s.k. systemspecifikationer för digitala TV-sändningar via kabel, satellit och markbundna sändare utvecklats och överenskommits. En komplett systemspecifikation innefattar en rad olika komponenter som bildkod- ning, ljudkodning, multiplexering, serviceinformation, åtkomstkontroll samt ett för varje överföringsmedium optimalt transmissionssystem. För bildkodningsdelen specificerar DVB bl.a. vilka delar av grundstandarden (MPEG-2) som skall användas. Serviceinformationen ( S I ) g e r i n f o r m a t i o n o m p r o g r a m o c h a n d r a t j ä n s t e r , s . k . navigeringsfunktioner, för att tittaren lättare skall kunna hitta bland det stora utbudet. De funktioner som specificeras uppfyller i stort endast den funktionalitet som finns i dagens analoga TV-system. Nya tjänster som HDTV och interaktiva multimediatjänster specificeras f.n. inte av . Standarden för MPEG-2 medger dock att dessa delar, tillsammans med andra nya funktioner, kan specificeras i ett senare skede så att nya tjänster kan införas efter hand utan att mottagarna för den skull behöver bytas ut. De kommer alltså i det läget att fungera på samma sätt som . Även om standardisering är bra för TV-branschen som helhet och för konsumenterna kan enskilda företag dra fördel av att standarder inte kommer till stånd eller att delar av systemet inte omfattas av obligatoriska standardkrav. Försöken att komma fram till standarder har mycket riktigt varit mest lyckosamma när det gäller de delar av systemet som ligger längst från konsumenterna, dvs. systemen för komprimering och överföring, medan det har gått mera trögt att uppnå standard för åtkomstkontroll, dvs. det sätt på vilket t.ex. betal-TV-program skall göras tillgängliga för abonnenten. Sedan standarder nu delvis även föreligger för det området återstår det att se hur de tillämpas på marknaden. Komprimering av bild och ljud. Förslagen till de standarder som beslutats för komprimering och multiplexering av bildtjänster har lagts fram av (), en arbetsgrupp som har bildats av de två internationella standardiseringsorganisationerna () och International Electrotechnical Commission (IEC). MPEG utformade till att börja med en standard, kallad MPEG 1, för bildtjänster med relativt låga överföringshastigheter, motsvarande "hemvideokvalitet". Denna standard är avsedd för lagring av bild- program på kompaktskivor. antogs ytterligare ett förslag till standard, "MPEG 2", för TV-överföring med högre överföringshastigheter upp till HDTV-kvalitet. Inom dessa ramar kan väljas en bildkvalitet som kan variera mellan "hemvideokvalitet" och "studiokvalitet" kombinerat med en ljudkvalitet som varierar mellan enkelt monoljud och femkanals stereo. Antalet program och dessas kvalitet skall kunna ändras löpande och mottagarna skall kunna anpassa sig automatiskt till sådana förändringar. När flera program har kombinerats i en bitström är det möjligt att ta del av ett program utan att hela dataströmmen behöver avkodas. Vidare kan program i form av olika bitströmmar kombineras till en ny bitström utan att hela bitströmmen behöver avkodas och utan att signalerna behöver avkodas och kodas på nytt. Kryptering av program kan ske i olika led av överföringskedjan. Systemet för bildkodning och multiplexering är så långt möjligt gemensamt för olika överföringsmedier (satellit, kabel eller mark- sändningar) och möjliggör enkel övergång från ett medium till ett annat. MPEG 2-standarden är alltså utformad så att den kan användas för olika krav på bildkvalitet och med mer eller mindre avancerade komprimeringsmetoder. Därför innehåller standarden fyra "nivåer" för bildkvaliteten, där "low" motsvarar hemvideostandard, "main" svarar mot dagens studiostandard medan de två olika nivåerna av "high" innebär högupplösningsstandard (HDTV). Standarden innehåller också fem olika "profiler" för komprimeringsmetoderna. Huvudprofilen "main" använder effektiv komprimering medan den enklaste profilen "simple" ställer lägre krav på minneskapacitet i mottagarna. Standardens tillämpning i , för digital TV, inkluderar upplösningsnivåer upp till vad som motsvarar kvaliteten för standard- TV med fokusering på main profile@main level, dvs. än så länge inte för HDTV. Både bildformaten 4:3 och 16:9 skall kunna sändas. Formatet 16:9 innebär i dagligt tal bredbilds-TV. enades om ett förslag till europeisk sändningsstandard för digitala TV-sändningar i satellit och kabel. Förslaget antogs sedan av () som europeisk standard . Vidare antog DVB ett förslag till standard för digitala marksändningar . Ett beslut om en formell standard kommer att kunna fattas inom ETSI . De tekniska lösningar som valts för att karakterisera respektive sändningssystem har anpassats för de olika distributionsformerna satellit, kabelnät och marknät. För satellit används väletablerad teknik med modulation på en bärvåg. Beroende på den använda satellitens transponderbandbredd och den mängd felskydd som valts kommer allt mellan /s och /s att kunna sändas via en transponder i satellitsystemet. En hög överföringshastighet förutsätter dock en högre satelliteffekt och/eller att större mottagningsantenner måste användas. /s brukar anges som en typisk överföringshastighet. Man räknar med att starta kommersiella sändningar . För kabel-TV är bandbredden maximalt . Samma typ av felskydd som i satellitsystemet används. Maximalt kan ca /s per frekvensblock överföras via kabelsystemet. Tidplanen för introduktion av kabeldistribution uppges vara densamma som för satellit. Standarden för marksändningar är baserad på modulation av upp till ca 7 000 bärvågor (COFDM) inom en bandbredd på . Två varianter av samma system har definierats, varav den ena innehåller ett färre antal bärvågor (ca 2 000 st) och därför inledningsvis kan göra mottagarna något billigare. Den andra systemvarianten, med det fulla antalet bärvågor, tilldrar sig ett större intresse därför att den möjliggör användning av s.k. singelfrekvensnät, dvs. nät där alla sändare använder samma frekvenskanal. (antal och typ) T.ex.: 1 HDTV2 eller T.ex.: 2 SDTV eller T.ex.: 1 SDTV eller Vid tillämpning av standarden kan två val göras. Det ena valet grundar sig på vilken grad av robusthet – och därmed bithastighet – man önskar. Det andra valet grundar sig på hur denna bithastighet används vad gäller antal program och deras tekniska kvalitet. Vid normal robusthet kan de tillgängliga /s användas för sändning av exempelvis 1 HDTV-program, 4 TV-program eller 16 TV-program av VHS-kvalitet. Vid en högre grad av robusthet kan liknande val göras inom ramen för den då totalt tillgängliga datahastigheten. Digitala marksändare kan under i övrigt lika förhållanden sända med betydligt lägre effekt än analoga. I den utbyggnadsmodell som skisseras i kapitel 6.1 utgår man från att den utsända effekten kan reduceras ca 20 gånger. Som framgår ovan kommer det vidare att vara möjligt att sända flera program i samma digitala sändare. Kostnaderna för marksändning med digital teknik kan därför väntas bli avsevärt lägre än för analoga sändningar. 2HDTV - () 3SDTV - () 4LDTV - (, motsvarande t.ex. VHS- kvalitet) 6Modeller för digital distribution av television 6.1Allmänna förutsättningar för övergång till digital TV-teknik När det gäller utvecklingen av digital TV-distribution ligger, som påpekades i betänkandet SOU 1994:34, initiativet främst hos de olika företag som bedriver verksamhet inom området. Statsmakterna kan påverka utvecklingen genom att med lagstiftning ställa upp allmänna villkor för användningen av ny distributionsreknik. Det sker dels genom allmän lagstiftning, dels genom lagstiftning som är specifik för massmedieområdet. I fråga om digitala marksändningar har staten ett längre gående ansvar än i andra fall. Staten beslutar om tillstånd att använda radiosändare och vilka villkor som skall gälla därvidlag. En förutsättning för att digitala marksändningar skall komma till stånd – åtminstone i någon större omfattning – torde vara att det fattas ett politiskt beslut om att detta skall ske. Den politik som staten bedriver när det gäller marknätets användning för analoga sändningar får stor betydelse för möjligheterna att införa marksändningar med digital teknik. Digitaltekniken innebär, som tidigare beskrivits, att möjligheterna att sprida TV-program ökar kraftigt. Den ökade överföringskapaciteten medför att distributionskostnaderna per programtjänst kan bli avsevärt lägre än med analog teknik. Läget i fråga om standardiseringsarbetet har inneburit att det varit tekniskt möjligt att starta digitala sändningar i satellit och kabel . Försök med distribution via marksändare och telenät har inletts i begränsad omfattning. En introduktion förväntas ligga längre fram i tiden. I är t.ex. siktet inställt på sändningsstart 1997. pågår en studie av frekvensbehoven för bl.a. digitala mark-TV-sändningar. I det sammanhanget har det föreslagit att en europeisk frekvensplaneringskonferens skall hållas .