Digitales Fernsehen

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Als Digitalfernsehen bezeichnet man die Ausstrahlung von Fernsehprogrammen in digitalisierter Form. Dazu werden die herkömmlichen (analogen) Bild- und Tonsignale mit Hilfe sogenannter A/D-Wandler in digitale Datenströme (Binärcodes) verwandelt.

Die Herstellung und Verarbeitung der Bild- und Tonsignale geschieht seit Jahren (Stand 04/06) in digitaler Form. Die Verbreitung der Bild- und Tondaten geschieht heute (Stand 05/06) meist in digitaler Form (DVB-T, DVB-C, DVB-S, DVB-H, DMB, IPTV). Neue Fernsehgeräte können die digitalen Signale (DVB) direkt verarbeiten (siehe digitale Fernseher). Für alte, analoge Fernsehgeräte muss der digitale Datenstrom mit entsprechenden Geräten (Digital-Receiver, Set-Top-Boxen) wieder in analoge Signale zurückverwandelt (siehe auch Digital-Analog-Umsetzer) werden. Teilweise geschieht die Verbreitung der Bild- und Tonsignale heute noch auf analoge Weise (Stand 05/06). Jedoch geht das alte analoge Fernsehen dem Ende entgegen (siehe dazu Analoger "switch-off").

Analogtechnik ist die direkte Informationsübertragung durch Signalpegeländerung (oder '-varianz' ) (+/-)

Digitaltechnik ist die indirekte Informationsübertragung durch Interpretation von Signalpegelwechseln (aus/ein)

Inhaltsverzeichnis

1 Normen und Verbreitungswege
2 Geschichte und aktuelle Entwicklung
3 Fernsehen über das Internet
4 Technik
- 4.1 Vergleichstabelle Analogtechnik / Digitalfernsehen
5 Siehe auch
6 Quellen
7 Literatur
8 Weblinks

[Bearbeiten] Normen und Verbreitungswege

Die meisten digitalen Übertragungsnormen arbeiten mit Datenkomprimierung, d.h dass die Datenmengen der digitalen Ursprungssignale je nach Qualitätsansprüchen vor der Verbreitung reduziert werden, um Bandbreite zu sparen (durch Verringerung der Bit-Rate). Das heute allgemein verwendete Datenreduktionssystem heißt MPEG und existiert sowohl für Audio- wie Videosignale; Die verschiedenen MPEG-basierten Codes lassen sich zur Datenspeicherung sowie zur Datenübertragung nutzen. Auch das beliebte MP3-Format oder die gängigen DVD-Normen beruhen auf MPEG. Je nach Übertragungsplattform unterscheidet man beim digitalen Fernsehen (DVB) folgende technischen Varianten: DVB-S (Satellit), DVB-T (terrestrischer Antennenempfang), DVB-C (Kabel), DVB-H (Handy-TV); alle vier beruhen (derzeit) auf der MPEG-2 Norm.

Durch die digitale Sendetechnik lassen sich zahlreiche Zusatzdienste mit den bestehenden Fernsehprogrammen kombinieren: Z.B. Datendienste mit Zusatzinformationen und Illustrationen im Design von Webseiten; erweiterte Teletext-Angebote; Senderkennungen, die das rasche Auffinden z.B. im automatischen Suchlauf digitaler Receiver ermöglichen; und nicht zuletzt digitale Programmzeitschriften und Informationen zum Programmablauf (EPG). Durch die Einrichtung eines Rückkanals (im Kabel oder via Satellit) können diese Dienste interaktiv gemacht werden - das heißt, man kann mit dem Anbieter in Verbindung treten, E-mails versenden oder als Nutzer registriert werden. Als Triple-Play bezeichnet man die parallele Verbreitung von Rundfunk, Telefon und Internet über denselben Übertragungsweg (z.B. Kabel).

Digitale Übertragungsverfahren sind wegen ihrer hohen Kompatibilität zu Computersystemen (Empfang, Speicherung, Bearbeitung, Wandlung oder Weiterverbreitung) vorteilhaft und zeitgemäß; durch die geringen Verbreitungskosten über Satellit oder Kabel (ein digitales Fernsehprogramm benötigt nur ein Fünftel bis ein Zehntel der Bandbreite eines analogen Kanals) können auch kleinere Anbieter ihre Programme überregional verbreiten. Außerdem können große Fernsehkonzerne ihr bestehendes Angebot kostengünstig um zahlreiche Zusatzkanäle erweitern. Ein großer Vorteil besteht auch in der Kompatiblität von digitalem Fernsehen mit digitalem Hörfunk (DAB)

Weltweit hat das digitale Satellitenfernsehen (DVB-S) die analoge Verbreitung (aus Kostengründen) bereits vollständig ersetzt. Nur in Deutschland hält man wegen der starken Stellung des öffentlich-rechtlichen Fernsehens (vorläufig) an der unökonomischen Analogtechnik fest. Bis 2010 sollen jedoch sowohl terrestrisch wie auch im Satelliten- und Kabelbereich alle analogen Signale zugunsten digitaler Technik eingestellt werden (siehe dazu Analoger "switch-off").

In Berlin ist schon seit 2003 terrestrisches Digitalfernsehen (DVB-T) obligatorisch - nur die Sender aus Brandenburg lassen sich in Berlin noch analog empfangen. In anderen Gegenden Deutschlands, wo DVB-T bereits eingeführt wurde, wird die Sendeleistung der verbliebenen analog sendenden öffentlich-rechtlichen Programme stark heruntergefahren, um den Umstellungsdruck auf die Bevölkerung zu erhöhen. Heute wird aus Kostengründen fast nur noch ein harter Umstieg (Abschaltung der analogen Signale bei Einschaltung der digitalen Signale) durchgeführt. Hier ein DVB-T -Beispiel für Ostwestfalen ^[1], für Bayern ^[2], für Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz ^[3], für Hessen ^[4]. Bundesweit soll der Umstieg bis Ende 2008 vollzogen sein (siehe auch Umstellung auf DVB-T).

Digitale Datenströme lassen sich auch in computerbasierten Netzen, z.B. im Internet verbreiten und mit entsprechender Software auf dem Bildschirm darstellen oder auf Datenträger aufzeichnen (z. B. IPTV). Digitale Signale (englisch Streams) lassen sich in verschiedenen Normen übertragen, die zwar verwandt aber untereinander nur begrenzt kompatibel sind. Die meisten Empfangsgeräte lassen sich jedoch mittels einer Update-Funktion über Satellit, Internet oder Kabel aktualisieren oder um andere Sendecodes erweitern. Da heutzutage viele Programme verschlüsselt senden, benötigt man zum Empfang des Angebots ein sogenanntes Empfangsmodul, meist in Form einer Steckkarte, die in den Receiver eingeschoben wird. Wegen der großen Vielfalt an Verschlüsselungssystemen verfügen viele modernen Geräte über mehrere Kartenschächte ("Steckplätze"), um die Dienste verschiedener Anbieter empfangen zu können.

Man nennt diese plattformübergreifenden Geräte CICAM-Receiver = Common Interface Conditional Access Module. Im Gegensatz zu der Ende der 90er Jahre vom Kirch-Konzern für dessen damaliges Pay-TV-Angebot Premiere promoteten D-Box, die nur zur Entschlüsselung von Premiere geeignet war und andere Pay-TV-Anbieter diskriminierte, enthalten CICAM-Receiver Schnittstellen für alle gängigen Verschlüsselungstechnologien (Betacrypt, Nagravision, Videoguard, Viaccess, Cryptoworks u.a.).

Die Registrierung, Aktualisierung und Kundenverwaltung erfolgt dann meist online (bzw. via Satellit). So lassen sich zum Beispiel von Hackern "geknackte" Verschlüsselungscodes durch andere ersetzen oder säumige Kunden vom Empfang ausschließen. Die angebotenen Geräte verfügen je nach Plattform über verschiedene Technologien, weshalb sich Digitalreceiver für den Satellitenempfang nicht für digitalen Kabelempfang nutzen lassen oder umgekehrt.

[Bearbeiten] Geschichte und aktuelle Entwicklung

Das Digitalfernsehen wurde über kommerziell erstmals im Frühjahr 1994 per Satellit unter dem Markennamen DirecTV in den USA angeboten.

Ende 1993 einigten sich zwölf europäische Länder darauf, möglichst rasch eine Spezifikation für die Übertragung digitaler Fernsehsignale über Satellit und Kabel zu erstellen; die Einführung war bereits für 1995 geplant. Das daraus erwachsene DVB wurde in Deutschland dann erstmals am 28. Juli 1996 vom dafür neu geschaffenen Pay-TV-Veranstalter DF1 (Digitales Fernsehen 1) ausgestrahlt. Wegen Erfolglosigkeit trotz großangelegter Werbekampagne und populärer Sportereignisse wurde es später mit dem Bezahlsender Premiere aus dem gleichen Haus, der Kirch-Gruppe, zusammengelegt. Der mittlerweile börsennotierte Sender konnte seine Kapazität dank der digitalen Sendetechnik stark ausbauen und viele Zusatzprogramme bzw. Themenkanäle (auch von Fremdanbietern) in sein Angebot aufnehmen.

Währenddessen begannen beinahe alle überregionalen deutschen Fernsehsender vorwiegend über die Astra-Satelliten des Betreibers SES parallel zur analogen auch mit der digitalen Ausstrahlung ihrer Programme. Neben zusätzlichen nur für Digital-Nutzer zugänglichen Sendern nutzen vor allem viele neue Spartenprogramme sowie einige Lokalsender die kostengünstige Digitaltechnik. Einige kleinere Fernsehanbieter schicken das Fernsehsignal via DSL oder Glasfasernetz durchs Internet, wo es von den Betreibern einer Uplink-Station (meist größere Fernsehsender) aufgenommen und auf den Satelliten überspielt wird. So werden hohe Übertragungskosten, wie sie z.B. bei der teuren Richtfunktechnik entstünden, vermieden. Auf diesem Wege wird die räumliche Distanz zwischen Programmanbieter und Sender problemlos überwunden.

Durch den flächendeckenden Ausbau des Internets und der Einführung von ADSL2 als neuem Übertragungsstandard kann digitales Fernsehen künftig auch direkt aus dem Internet empfangen werden. Durch die hohen Downloadraten bei ADSL2 oder Lichtleiter ist die Empfangsqualität und Störungsresistenz der Programme genauso hoch wie z.B. über das klassische Kabel oder via Satellit. Nach und nach würde die Vision vom "weltweiten Fernsehen" über, vorerst entlang breitbandiger Datennetze, Realität.

Anfang 2003 begann, etwas später als in vergleichbaren Ländern (z.B. Großbritannien 1996), die Einführung von DVB-T, der terrestrischen DVB-Variante. Im August desselben Jahres nahm Deutschland mit der vollständigen Abschaltung des analogen terrestrischen Fernsehens im Großraum Berlin weltweit eine Vorreiterrolle ein. Nach Berlin folgten weitere Ballungsgebiete mit der Umstellung auf DVB-T. Seit 2004 werden in Europa einzelne Sendungen oder Versuchskanäle in HDTV-Norm ausgestrahlt.

Mittlerweile wird heftig über die Zulässigkeit einer digitalen "Grundgebühr" für werbefinanzierte Fernsehprogramme wie RTL oder Sat1 diskutiert, die die Fernsehbetreiber mittelfristig sowohl im Kabel wie auch über Satellit einführen wollen. Zu den gegenwärtigen Konzentrationstendenzen im digitalen Fernsehen siehe auch Projekt Entavio

Eine entgegengesetzte Entwicklung deutet sich in anderen Ländern an: So geben in Großbritannien immer mehr Programme ihre Verschlüsselung auf. Während der 90er Jahre sendeten die meisten britischen Fernsehprogramme auf der Plattform von British Sky Broadcasting (BSkyB), das neben eigenen Programmen auch fremde Angebote vermarktete und mit einer Grundverschlüsselung versah. Viele dieser Anbieter, darunter auch BBC und ITV, lösten sich von Sky und senden mittlerweile unkodiert.

Derzeit sind mehr als 120 für den britischen Markt bestimmte Fernsehprogramme unverschlüsselt über Satellit zu empfangen, darunter viele kommerzielle Voll- und Spartenprogramme. Sie werden unter den Labels Free-to-air (FTA, Bezeichnung für alle unverschlüsselten Angebote), Freesat (markengeschützter Name für Programmpakete von BBC und ITV) bzw. Freeview (terrestrischer DVB-T-Empfang mit ca. 30 Programmen) vermarktet. Um der Konkurrenz standzuhalten nahm sogar der Pay-TV-Konzern BSkyB ein eigenes unverschlüsseltes, werbefinanziertes Programm in Betrieb.

Das verschlüsselte Angebot von BSkyB (Sky Digital) ist das umfangreichste Europas und bietet eine Vielzahl von Film-, Sport- und Unterhaltungskanäle sowie zahlreiche Spartenkanäle auch von Fremdanbietern wie Disney, Discovery, NBC Universal oder Viacom. BSkyB gehört zum Imperium des Medientycoons Rupert Murdoch (News Corporation).

In vielen europäischen Ländern haben sich verschlüsselte Kabelbouquets etabliert, die meist vollständig ins Kabel eingespeist werden. Viele Sender verschlüsseln aus lizenzrechtlichen Gründen, weil sie lediglich Ausstrahlungsrechte für ein begrenztes Sendegebiet erworben haben. Der Empfang dieser Programme ist jedoch kostenlos, Entschlüsselungskarten ("Smartcards") werden üblicherweise unentgeltlich an die Zuschauer versandt.

In den Niederlanden verschlüsseln alle Vollprogramme ihr Signal über Satellit, weil alle internationalen Produktionen, mit Ausnahme einiger Kindersendungen, in der Originalsprache (mit Untertiteln) ausgestrahlt werden. Film- und Sportangebote werden im Canal Digitaal-Bouquet (Kabel, Satellit) vermarktet. Die großen Kabelgesellschaften bieten Digitalpakete, die neben Canal Digitaal auch die internationalen Fernsehmarken wie Discovery und MTV beinhalten. Auch sie werden mit niederländischen Untertiteln versehen.

Ähnlich ist die Situation in Skandinavien und den meisten Ländern Osteuropas, wo der mit der Synchronisation verbundene Aufwand wirtschaftlich unrentabel wäre (Ausnahmen: Russland, teilweise Polen). Um lizenzrechtlichen Problemen aus dem Weg zu gehen, werden meist alle Programme codiert. Die starke Stellung des Abonnementfernsehens in diesen Ländern erklärt sich auch durch den kleinen Werbemarkt.

In Belgien, insbesondere in Flandern, konzentriert sich das digitale Programmangebot fast völlig aufs Kabel bzw. ADSL. Es gibt kaum Satellitendirektempfang. Auch in der Schweiz werden kostenpflichtige Digitalpakete (v.a. Teleclub) im Kabel angeboten. In Österreich hat der Satellitenempfang eine starke Stellung; ähnlich wie in Deutschland entfällt der Abonnementbereich fast ausschließlich auf Premiere, das gilt auch für den Kabelempfang.

In Frankreich dominieren drei große Pay-TV-Netzwerke, Canal Satellite numerique (besser bekannt als Canal+), AB Sat und TPS (Télévision par satellite). TPS und Canal+ haben kürzlich fusioniert und werden bald ihre Angebote zusammenlegen. Alle drei kooperieren wiederum mit zahlreichen Fremdanbietern, unter anderem mit den großen nationalen Fernsehsendern. In Frankreich sind nur wenige Programme frei empfangbar.

Über Eutelsat sendet Sky Italia, der dominierende Digitalfernsehanbieter Italiens. Wie BSkyB wird er von Rupert Murdoch beherrscht. Sky Italia ging aus der Fusion der beiden einstigen Konkurrenten STREAM und TELE+ hervor.

In Spanien fusionierten die beiden Digitalplattformen Vía Digital von Telefónica und Canal Satélite Digital von Sogecable zum Monopolisten Digital +. Der Zusammenschluss war einer einheitlichen Programm- und Strukturpolitik und besseren Verdienstmöglichkeiten geschuldet. Im Kabel dominieren die Marktführer AUNA und ONO. Obwohl in Spanien nahezu alle internationalen Produktionen mit spanischer Synchronisation ausgestrahlt werden, verschlüsseln die meisten nationalen Fernsehkanäle ihr Programm über Satellit. In letzter Zeit ist jedoch ein verstärkter Trend zur unverschlüsselten Ausstrahlung zu verzeichnen; vor allem regionale Netzwerke und viele Spartensender gehen diesen Weg. Ehemalige Pay-TV-Kanäle gehen zunehmend zur werbefinanzierten Ausstrahlung über.

Eine "Grundgebühr" für werbefinanzierte Fernsehangebote gibt es meist nur im Kabel. Einige kleinere Programmanbieter bevorzugen jedoch nach wie vor eine Mischfinanzierung, die auf Werbung und einer niedrigen Abonnementgebühr beruht. Dieses Grundabonnement wird jedoch auf eine große Anzahl von Spartensendern aufgeteilt, die in sogenannten "Basispaketen" gemeinsam vertrieben werden. Diese Mischfinanzierung ist üblich, wenn ein Programm durch Werbeeinnahmen allein nicht wirtschaftlich betrieben werden kann, etwa weil das Sendegebiet oder die Zielgruppe zu klein sind.

[Bearbeiten] Fernsehen über das Internet

Mit dem IPTV-Verfahren (Internet-Protokoll-TV) werden bereits heute zahlreiche Fernsehprogramme unter Verwendung des Internet-Protokolls weltweit verbreitet. Derzeit werden über 200 Themenkanäle in deutscher Sprache angeboten, die über jedes webfähige Endgerät mit ausreichender Rechenleistung empfangen werden können. Dazu gehören unter anderem Informationskanäle größerer Unternehmen wie Markenhersteller oder Reisebüros; mittlerweile werden jedoch auch bereits viele journalistisch hochwertige Spartenkanäle zu unterschiedlichsten Themenbereichen angeboten. Noch sind die Programme ausschließlich für den Internetempfang konzipiert, sie können jedoch in naher Zukunft auch problemlos in Kabelbouqets eingebunden oder auf anderem Wege weiterverbreitet werden. So kann das Internet künftig auch als reiner Übertragungsweg genutzt werden, Aufbereitung und Empfang der Dienste lägen dann bei den Kabelgesellschaften. IPTV ist noch nicht für den Massenempfang konzipiert, kann jedoch durch Aufrüstung mit Multicast-fähigen Servern bereits in wenigen Jahren massentauglich gemacht werden. In letzter Zeit hat sich ein Quasi-Monopol rund um den Münchner Medienunternehmer Ingo Wolf etabliert, der zahlreiche Spartenprogramme gestützt auf die IPTV-Technologie meist unverschlüsselt anbietet oder weiterverbreitet. Künftig dürfte das Internet für alle Fernsehanbieter zum hart umkämpften Terrain werden, RTL und SAT1/Pro7 werden ihre Programme schon in Kürze auch im Internet verbreiten. Siehe auch IPTV.

[Bearbeiten] Technik

Die Übertragung erfolgt in Europa wie in den meisten Staaten der Welt im DVB-Standard, der neben Fernseh- und Radioprogrammen auch Zusatzinformationen (z.B. Untertitel, EPG) und neue Datendienste (z.B. Texte, PC-Daten, MHP) bietet. Es gibt verschiedene Übertragungsmöglichkeiten für DVB:

DVB-T (terrestrisch)
DVB-C (Kabel)
DVB-S (Satellit)
DVB-H (terrestrisch für mobile Geräte)

Japan nutzt ein verwandtes Verfahren (ISDB), während die USA zumindest für den Antennenempfang ihr ATSC-Format propagieren.

Die Bandbreite eines typischen Transponders (Satellitenkanal) auf dem bekannten Rundfunksatelliten Astra beträgt meist 33 Mhz, das entspricht einer Nettodatenrate von 36 Mbit/sec bzw. einer Symbolrate von 26 Msymb/s. Ein Fernsehsender benötigt üblicherweise etwa 3-4 Mbit/sec, je nach seiner Symbolrate (Kodierung von je 2 Bit zu einem "Symbol"). Sie bewegt sich zwischen 2,2 und 2,75 Msymb/s. Gemeinsam mit der Fehlerkorrektur (üblicherweise 3/4 Nutz- zu Korrekturdaten) ergibt sich die erforderliche Datenrate. Je schneller sich das Bild ändert (Veränderungen im Bildaufbau), umso höher ist die erforderliche Datenrate. Sport- und Actionszenen erfordern also mehr Bandbreite als bewegungsarme Sequenzen (Talkshows etc.). Ist die Bandbreite zu schmal berechnet, kommt es bei schnellem Szenenwechsel bei höherer Auflösung zu Artefakten (Bauklötzchen-Effekten).

Üblicherweise werden über einen Transponder auch noch Hörfunkprogramme (je 64-320 kbit/sec; Audio-CD-Datenrate: 1411 kbit/sec) und diverse Datendienste übertragen. Über einen reinen Fernsehtransponder lassen sich bequem acht Fernsehprogramme in guter Qualität übertragen, jedoch nur ein analoges! Durch die Einführung des effizienteren MPEG-4 Codecs lässt sich künftig noch effektiver komprimieren, bei gleich bleibender Bild- und Tonqualität lassen sich künftig mehr als 10 Fernsehprogramme je Transponder übertragen. Durch das zeitaufwendige Kodieren und Dekodieren des Fernsehsignals kommt es gegenüber der analogen Ausstrahlung zu mehrsekündigen Verzögerungen (je effizienter komprimiert wird, desto komplizierter ist der Kodierungsalgorithmus).

Bei DVB wird erst das Fersehprogramm in MPEG-2 codiert, anschließend wird das Programm mit eventuellen Zusatzdiensten im Multiplexer "verschachtelt". Mehrere Programme (Fernsehen, Radio etc.) innerhalb eines Paketes lassen sich so zu einem Datenstrom kombinieren, der auch Transportstrom genannt wird. Anschließend wird der Datenstrom mit dem Trägersignal moduliert, verstärkt und zum Sender/Satelliten bzw. zur Kabelkopfstation gelenkt.

[Bearbeiten] Vergleichstabelle Analogtechnik / Digitalfernsehen

Analog	Digital
Rauscht (S/N kann 256/1 betragen und ist damit nicht mehr wahrnehmbar)	Rauschen führt wegen Fehlerkorrektur zu wenigen aber dafür starken Aussetzern
Kompression des Bildes mit PAL	Kompression mit MPEG-2
Interlacing	intermediate frames
Farben mit niedriger horizontaler Bandbreite übertragen	Farben mit niedriger horizontaler und vertikaler Bandbreite übertragen (wie VHS)
Sendern werden Frequenzbänder zugeordnet	Sendern werden Frequenzbänder und darin dynamisch Zeitpakete zugeordnet
Die Bildparameter (Zeilenzahl, Spaltenzahl, Frequenz, Kompressionsfaktor) sind hart verdrahtet	Die Bildparameter sind durch die DSP Rechenleistung begrenzt. Der Kompressionsfaktor ist dynamisch.
Ton wird frequenzmoduliert. Dies braucht weniger Sendeleistung aber mehr Bandbreite	Ton ist im digitalen Datenstrom enthalten.
Videotext braucht einen eigenen Dekoder	Videotext ist im digitalen Datenstrom enthalten.
PAL nutzt Quadratur Amplituden Modulation(QAM)	DVB-T nutzt OFDM (Ortogonal Frequency Division Muliplex) Modulation mit 2048, 4096 oder 8182 einzelnen Trägerfrequenzen
fester Bandbreite und S/N	Bandbreite und S/N können gegeneinander eingetauscht werden. Zur Verringerung der Sendeleistung wird S/N meist schlechter gewählt und ein Equalizer im Empfänger erlaubt geringer Lücken im UHF-Fernsehband, also mehr Bandbreite für jeden Sender.

[Bearbeiten] Siehe auch

IPTV

[Bearbeiten] Quellen

[Bearbeiten] Literatur

Eric Karstens: Fernsehen digital. Eine Einführung. Wiesbaden: VS-Verlag, 2006. ISBN 3-531-14864-8

[Bearbeiten] Weblinks

Links zum Thema „Digitales Fernsehen“ im Open Directory Project
- TV2010 - Forschungsprojekt zur Digitalisierung des Fernsehens in Deutschland
- Überallfernsehen - Internetplattform von DVB-T
- digital-fernsehen.ch - Die Schweizer Community

Von „http://de.wikipedia.org../../../d/i/g/Digitales_Fernsehen_2633.html“

Kategorie: Digitalfernsehen