Malá encyklopedie televizní techniky 5 - Jak zajistit kvalitní příjem signálu?

Přechod na digitální televizní vysílání odhalil jednu velmi zásadní věc - drtivá většina obyvatel naprosto nechápe komplexnost problematiky televizního příjmu. Z internetových diskusí a z různých dotazů je naprosto zřejmé, že si lidé neuvědomují, jak složitým problémem je realizace bezdrátového přenosu informací. Důkazem neznalosti a nepochopení jsou neustálá očekávání jednoduchých odpovědí a rad. „Jakou anténu si mám koupit na příjem DVB-T?“ „Jaký zesilovač si mám koupit na příjem DVB-T?“ A mnoho podobných dotazů se neustále opakuje. Na jakoukoliv takovouto otázku neexistuje jednoduchá odpověď.

Bezdrátový přenos informací je, do značné míry, velmi sofistikovaný technologický proces. Každá součást přenosového řetězce má zásadní vliv na výsledek přenosu. Když celý problém značně zobecním, pak je možné na jakoukoliv otázku odpovědět zcela univerzálně: „Jakoukoliv, libovolnou, je to naprosto lhostejné.“ V takovém případě je ovšem nutné dodat, že výsledná kvalita radiového spojení bude vždy závislá na nejslabším článku přenosového řetězce. Tím nejslabším článkem tak může být právě přijímací anténa, nebo anténní zesilovač, koaxiální kabel, případně konektor. Kterákoliv součást přenosové technologie může zapříčinit výpadek spojení!

V případě rozhlasového a televizního vysílání platí naprosto stejná zásada jako pro jakýkoliv jiný radiový přenos: Použití kvalitních komponentů je předpokladem kvalitního spojení. Televizní a rozhlasové vysílání je v rukou kvalitních a vyškolených profesionálů s dlouholetou praxí. Z jejich strany je možné předpokládat, že jejich zařízení je konstruované a provozované na velmi vysoké úrovni spolehlivosti a kvality! Poněkud odlišná situace je na straně přijímací.

Většina televizních diváků si myslí, že výběr a instalace antény pro příjem televizního vysílání je primitivní záležitost, kterou zvládne naprosto každý. Tato představa je ovšem naprosto zcestná. Jakákoliv chyba při výběru a instalaci antény se velmi snadno stane právě tím nejslabším článkem v celém řetězci. Následkem je pak nekvalitní signál s velkým počtem výpadků v příjmu, rušením, odrazy apod. Z vlastní praxe znám mnoho případů, kdy svépomocně instalovaná anténa v přímém dohledu velmi výkonného vysílače nebyla schopna dodat dostatečně kvalitní signál pro jeden TV. Přitom se jednalo o místo, kde na svorkách měřící antény byl signál který by dokázal napájet televizory v celém panelovém domě s desítkami televizorů.

S příchodem digitálního vysílání se celý problém dále prohlubuje. Běžný divák si neuvědomuje, že nekvalitní signál analogového vysílání se projevuje naprosto odlišně než nekvalitní signál digitálního vysílání. V prvním případě se zhoršující se signál projevuje zhoršenou kvalitou obrazu. Tento proces má tři různé úrovně. Postupný pokles kvality signálu se po určitou dobu vůbec neprojevuje zhoršením obrazu nebo zvuku. Dosáhne-li signál určité úrovně, projeví se toto zrněním v obraze. Další zhoršování se projevuje stoupajícím množstvím šumu v obraze, a postupně i ve zvuku. V určitém okamžiku dojde ke druhému zlomu, kdy kvalita signálu dosáhne šumového prahu, a od této chvíle se kvalita obrazu i zvuku prudce zhoršuje. Pod touto úrovní nastává velmi rychle úplný výpadek příjmu.

U digitálního vysílání se něco podobného vůbec nevyskytuje. Prostřední úsek zhoršování příjmu neexistuje. Kvalita obrazu i zvuku je až na úroveň šumového prahu naprosto perfektní. Pod šumovým prahem nastává téměř skoková ztráta příjmu. Kostičkování (pixelizace) obrazu, a občasné výpadky zvuku jsou způsobené kolísáním kvality signálu v těsné blízkosti šumového prahu. K provozu na hranici šumového prahu může dojít ze dvou důvodů, buďto slabým signálem z antény, nebo vysokou úrovní šumového či rušivého pozadí. Spolehlivě zjistit úroveň signálu na anténě, velikost šumu nebo rušení, rozsah kolísání signálu v závislosti na počasí, tak to je možné jen za použití kvalitní měřící techniky. Laik ani amatér nemají v takovémto případě šanci uspět.

Jen člověk znalý v oboru ví, že úroveň a kvalita radiového signálu neustále kolísá v závislosti na mnoha faktorech, a dokáže tedy posoudit jestli je v daném místě dostatečná rezerva signálu pro příjem i za zhoršených příjmových podmínek. Takovéto zjištění ovšem může udělat jen na základě měření signálu, a znalosti příjmových podmínek v daném místě. Podle situace zvolí vhodnou anténu, a případně ji doplní zesilovačem. I v takovém případě ovšem platí to, že můžou nastat velmi vyjímečné příjmové podmínky, které i tak znemožní příjem. Může se tak stát například rušením signálu od velmi vzdáleného vysílače jehož signál začne dopadat na přijímací anténu v okamžiku, kdy povětrnostní situace vytvoří extrémně vodivý kanál, kterým se signál šíří na velmi velké vzdálenosti. U analogového příjmu se takováto situace projevuje mícháním např. zahraničního programu do místního vysílání. V případě digitálního vysílání dojde k úplnému výpadku příjmu.

Při realizaci televizního příjmu je potřeba si uvědomit, že technické, technologické ale i divácké nároky na kvalitu přenosu se neustále zvyšují. Žijeme v době, kdy divák není ochoten tolerovat občasné výpadky ve vysílání. Konec konců to ani není nutné. Na televizních vysílačích se provádějí pravidelné údržby, které mají za úkol předcházet provozním výpadkům. Je tedy naprosto zbytečné, aby divák trpěl ztrátou příjmu z jiného důvodu. Je třeba si ale uvědomit, že jen odborník s potřebnými znalostmi a praxí je schopen rychle a kvalitně vyhodnotit příjmovou situaci, a za své rozhodnutí a dílo nést patřičnou záruku.

Celkem běžně se setkávám se situací, kdy si zákazník nakoupil antény a anténní komponenty za několik tisíc korun, aby po nekonečných a neúspěšných pokusech zavolal odborníka. V naprosté většině případů se ovšem jedná o materiál, který je pro daný účel naprosto nevhodný, a tedy nepoužitelný. Zákazník tak musí zaplatit nový materiál i jeho instalaci. Pokusy o laickou instalaci antén se tak značně prodraží.

V současné době velmi často vyvstává potřeba příjmu signálů z několika různých vysílačů za pomocí více antén. Jejich slučování do společného anténního svodu je ovšem mnohdy velmi záludná věc, kterou si i odborník musí dobře rozmyslet. Nezřídka je potřeba pro daný účel nechat vyrobit konkrétní komponent na zakázku. Takovéto situace jsou pro laika zcela neřešitelné.

Dobrý anténář většinou zná příjmové podmínky ve svém okolí. Za léta praxe má dost zkušeností, aby dokázal situaci rychle zhodnotit. V mnoha případech dokáže poradit i po telefonu.

V některých případech je možné vycházet z předpokladu, že výkonnější anténa pravděpodobně splní nezbytné požadavky pro kvalitní příjem. V každém případě je takové řešení vhodnější, než použití malé antény doplněné zesilovačem. Vyjímečně ovšem může nastat situace, kdy výkonná anténa s velkým udávaným ziskem a velmi dobrými směrovými vlastnostmi nesplní očekávání. Takovéto případy nastávají, když je v místě s nehomogenním signálem použita anténa s velkými nároky právě na homogenitu elektromagnetického pole. Vyhodnotit tuto situaci není opět právě jednoduché. Nehomogenita pole se projevuje nejčastěji kolísáním signálu a velkými rozdíly v síle signálu v závislosti na umístění antény. Pokud se například použitelný signál vyskytuje jen na jednom místě střechy nebo zahrady, a kdekoliv jinde je signál nepoužitelný, pak je nutné předpokládat, že nehomogenita elektromagnetického pole je značná, a že samotné místo s použitelným signálem se bude přemísťovat v závislosti na počasí apod. Může se tak stát, že se změnou počasí nebo ročního období se signál vytratí!

Rychlé změny v síle a kvalitě signálu jsou většinou způsobené pohybem stromů ve větru, nebo pohybem oblačnosti, od které se signál odráží. U analogového vysílání se takovéto změny signálu projevují „dýcháním“ obrazu a zvuku, kdy velmi rychle kolísá množství šumu na obrazovce, nebo se rychle mění množství duchů v obraze. U digitálního vysílání jsou projevy naprosto odlišné. Všechny tyto vady se projevují větší či menší mírou pixelizace obrazu! Určit tak konkrétní příčinu poruch je možné jen za použití měřící techniky, která ukáže který z parametrů signálu je mimo povolené meze.

Další velmi významnou odlišností DVB-T od A-TV je vysílání v jednofrekvenční síti. U analogového vysílání není možné, aby dva vysílače ve vzájemném dosahu vysílaly na stejném kanálu (frekvenci.) U digitálního vysílání je takovýto provoz naprosto normální, a dokonce i žádoucí. Je možné takto ušetřit obrovské množství kanálů, což dovoluje zvětšit počet vysílaných programů. Na straně příjmu ovšem může dojít k některým potížím. Za jistých okolností je možné, že totožné signály z několika vysílačů se po dopadu na přijímací anténu navzájem vyruší, a do přijímače nedorazí žádný použitelný signál. Stejně tak je možné, že se tyto signály navzájem sečtou, a signál se tak zesílí. Která z těchto variant nastane na konkrétním místě je ovšem nutné opět vyhodnotit na základě měření signálu. I v tomto případě má obrovský vliv okolní terén a příjmové podmínky. V každém případě je nutné brát v úvahu vždy co možná největší počet možných vlivů.

Přechod vysílání DVB-T z jednobodového na síťové bude probíhat postupně s rozšiřováním počtu vysílačů a celkovou konsolidací vysílacích sítí. Po celou tuto dobu budou probíhat změny v používaných kanálech, i v počtu vysílačů které mají vliv na výslednou kvalitu signálu v daném místě příjmu. Příjmové podmínky DVB-T se tak budou ještě několikrát měnit, a současný stav je velmi vzdálený tomu, který bude na konci celého procesu digitalizace.

Rozhodně tedy není možné digitalizaci soudit podle současného stavu. Naprosto největší chybou je neustálé prodlužování termínů, a odkládání přechodu k úplné digitalizaci. Současnou situací nejvíce trpí především divák! „Ostrůvkovité“ provozování DVB-T v klasickém bodovém režimu vysílání způsobuje, že existuje obrovské množství míst, kde je signál DVB-T na hranici přijímatelnosti, a tento stav bude odstraněn až po spuštění dalšího vysílače, a jednobodový režim vysílání se změní na jednofrekvenční síť (SFN.) Takováto situace nastala v současné době na Domažlicku, kde členitost terénu zhoršuje příjmové podmínky natolik, že mnoho diváků si stěžuje na nekvalitní signál a časté výpadky. K brzké nápravě ovšem pravděpodobně nedojde.

Vysílač na Vraním vrchu pracuje jako jednobodový, a zapnutí dalšího vysílače do sítě je zatím v nedohlednu! Při provozování vysílačů DVB-T v jednofrekvenční síti se totiž přijímací místo vzdalováním od jednoho vysílače k jinému vysílači přibližuje, takže je možné změnit směr příjmu, a snadněji najít dostatečně kvalitní signál. V případě, že se DVB-T vysílá jen jednobodově, pak se kvalita signálu v určité vzdálenosti od vysílače dostane na hranici přijímatelnosti. Vzniká tak zóna, ve které je možné signál zachytit jen za určitých podmínek. Velikost této zóny je přímo úměrná výkonu vysílače a členitosti terénu, takže výkonnější vysílač vytvoří větší plochu, na které je možný pouze sporadický příjem signálu! V kombinaci s kopcovitým terénem je pak řešení příjmu velmi problematické. Je potřeba si uvědomit, že vysílač s výkonem pouhých 20W ERP lze přijímat na vzdálenost až 50km. To ovšem platí za předpokladu přímé viditelnosti mezi vysílací a přijímací anténou. Za osamoceným kopcem 5km od stejného vysílače je už příjem většinou vyloučený. Pro příjem 20W vysílače na vzdálenost 50km je už ovšem nutné použít kvalitní anténářskou techniku. Realizovat takovýto příjem na pokojovou anténu je naprosto vyloučené!

O anténách si ale povíme víc až v příštím díle, v pondělí 17. prosince.