Bilag 14: Sendenet
Indholdsfortegnelse 1. Sammendrag........................................................................................................3 2. Beskrivelse af programfødningsnettet.......................................5 2.1 Interne og eksterne grænsesnit...........................................................................................................6 2.2 Synkronisering......................................................................................................................................6
3.
Sendenettet.....................................................................................................6
3.1 Frekvenser og frekvensallokering......................................................................................................7 3.2 Stationer med fødning over programlinje.........................................................................................9 3.3 Stationer med fødning fra anden sender.........................................................................................11
4.
Styring og overvågningssystemer..............................................13
5. Tilgængelighed og servicemål......................................................13 5.1 Responstid........................................................................................................................................14 5.2 Øvrige servicekrav..........................................................................................................................15
6. Tekniske referencer.....................................................................................16
3
1. Sammendrag Sendenettet for DTT vil bestå af ca. 40 sendestationer, som skal sende på broadcasterfrekvenserne i UHF-båndet, og et overføringssystem for programfødning. Gatekeepers sendenet er planlagt bygget til fire multiplex (MUX) udover MUX 1-2 i regi af I/S DIGITV. Dette bilag beskriver, hvordan sendenettet er bygget op, og hvordan elementerne er sat sammen for at give et sendenet, som har den påkrævede funktionalitet for DTT i Danmark. Nedenfor er fremhævet hvilken del af DTT-platformens grundelementer, som er beskrevet i dette bilag. Figur 1: Principskitse for hele DTT-platformen og sendenettet Grænsesnit til TV-broadcastere
TV-signaler
Grænsesnit til seerne
Signalpakker (MUX)
Distributionsnet
Regionalportal
Sendestationer Antenne, Settop-boks m. smartkort
Tillægstjenester
Tjenesteplatform (EPG, MHP VOD, PVR mv.)
Adgangskontrol (CA)
Grænsesnit til gatekeepers kundesystem
Kundedatabase (SMS)
Sendenettet fødes via et jordbaseret distributionsnet. Signalerne fra tv-stationerne kodes først til MPEG-4 billedkodning og ’scrambles’ for adgangskontrol. Programmerne samles til multiplex i et Centralt Programfødningscenter (CPC). Programsignalerne distribueres herfra ud til otte såkaldte regionalportaler i en komplet transportstrøm (ASI). I regionalportalerne sker tilpasning med de regionale udsendelser fra TV2, baseret på samme inddeling som TV2–regionerne, før multiplexene sendes over sendenettets stationer. Sendenettet er således tilpasset behov for regionale sendinger.
4
Sendenettet baseres på følgende parametre1: Modulationsparametre: 64 QAM, Fejlbeskyttelse (FEC) = 2/3, Beskyttelsesinterval (GI) = ¼, som giver 19,91 Mbit/s overførselshastighed i hvert multiplex. Sendenettet vil bruge COFDM modus 8K, som er egnet for både Single Frequency Network (SFN) og Multi Frequency Network MFN. Sendenettet vil bestå af hovedsendere med høj effekt med programfødning (ASI) fra regionportaler over distributionsnettet. I tillæg vil der være flere mindre hjælpesendere, som modtager signalet fra en sender og sender dette videre for at dække et begrænset område. De fleste hjælpesendere er såkaldte ”gapfillers”. Disse er sendere, som modtager et RFsignal fra en anden sender, forstærker dette og sender signalet ud over senderantennen på samme kanal (SFN). På grund af tilbagekobling mellem sender og modtagerantenne er der indbygget aktiv reduktion af ekko, men der er begrænset udgangseffekt fra denne type sender. I nogle tilfælde kan der bruges frekvensomformer, hvis der er ledige kanaler. I disse tilfælde modtages signalet fra en sender på en kanal, som sendes ud på en anden kanal (MFN). En sådan sender kan sende med højere effekt end en gapfiller. Nettet er forberedt for rekonfigurering af modulationsparametre, både for DVB-T og DVB-H. DDTV vil bruge de samme sendeantenner som I/S DIGI-TV og vil dække det samme område som I/S DIGI-TV – MUX 1. Se i øvrigt kapitel 4 i ansøgningsteksten for detaljerede udbygningsplaner og dækningsberegninger. Sendenettet vil anvende broadcastfrekvenserne i UHF-båndet, kanal 21-69, som allokeret af IT- og Telestyrelsen. Sendingerne vil følge åbne standarder og være i overensstemmelse med relevante ETSI- og ITU-specifikationer2. DDTV forbeholder sig retten til at introducere nye generationer af standarder, afhængig af udviklingen af standarder og den øvrige industriudvikling. Sendenettet baseres på brug af det eksisterende net af sendestationer i det analoge landsdækkende sendenet til PAL i UHF. Denne beslutning er taget for at det i størst mulig grad er muligt for seerne at benytte eksisterende modtagerantenner og antenneretning,
ETSI EN 300 744 DVB: (se reference #1) Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television. ETSI TR 101 190 DVB: (se reference #9) Implementation guidelines for DVB terrestrial services; Transmission aspects.
Rec. ITU-R BT.1306 (se reference #20), Rec. ITU-R BT.1368 System B [reference #21] og ETSI specifikationer ( se reference #1 - 16].
1
2
5
og samtidig undgå indgreb i landskabet udover de eksisterende stationsanlæg. Konkret påtænker DDTV at leje sig ind på TV2 og DRs master, hvis DDTV vinder udbuddet. DDTV har i efteråret 2007 løbende ført drøftelser med Broadcast Service Danmark A/S om, hvordan dette kan arrangeres praktisk. DTT-udsendelserne vil som bekendt afløse de eksisterende PAL-udsendelser, og det er derfor nødvendigt med en god koordinering mellem etableringen af DTT-nettet og slukningen af PAL-nettet. Sendenettet er planlagt til at bestå af 18 hovedsendere og ca. 25 småsendere. Hovedsenderne har indbygget redundans, som sikrer god tilgængelighed. Der er forberedt for installation af reservesender.
2. Beskrivelse af programfødningsnettet Fødningen af programsignaler vil bestå af to dele: 1. Overførsel fra den Centrale Programfødnings Central (CPC) til regionalportalerne 2. Overførsel af signalet fra regionalportalerne til sendestationerne. Denne fødning af signalerne sker i et SDH-netværk med mikrobølge og fiberoptiske linier i ringstruktur. Der er automatisk omlægning til reservesystemer, som sikrer en høj grad af tilgængelighed. Programfødningsnettet har adgang til reservestrøm, som sikrer en kontinuerlig drift, selv om strømtilførslen skulle svigte. Det Centrale Program Center er placeret i samme område som for I/S DIGI-TV (dvs. hos BSD). Fødning fra det Centrale Program Center til knudepunkterne i hver regionsportal skal overføres i et fibernet i ringstruktur på en sådan måde, at fejl i et knudepunkt ikke medfører fejl i fremføringen til andre. Endvidere skal regionalportalerne have fuld udstyrsredundans. Der vil være automatisk veksling mellem hoved- og reservefødning i en eventuel fejlsituation. Programfødningen fra regionalportalerne til sendestationer har redundant udstyr og vil i de fleste tilfælde have automatisk veksling mellem hoved- og reservetracé. Overførslen af programmer er baseret på brug af I/S Fordelingsnettets linjer.
6 Figur 2: Programfødningsnet
2.1 Interne og eksterne grænsesnit Udstyret som benyttes skal følge gældende europæiske åbne standarder. I praksis betyder det primært ETSI-specifikationer og ITU-anbefalinger. Grænsesnit for transportstrømmen skal være DVB-ASI3. Distributionsnettet skal benytte DTM (Dynamic Synchronous Transfer Mode) over SDH. 2.2 Synkronisering Det digitale sendenet kræver nøjagtig tids- og frekvenskontrol, både for programdistribution og radioudsendelse. DVB-T sendere i SFN kræver bitsynkrone datastrømme med eksakt tid på alle senderne i SFN. Alle senderne skal også være frekvenssynkrone. Ved udgangen af hver regionportal står en SFN adapter, som indsætter en ”megaframe” med tidsmarkering for at hver sender skal kunne sende ud til samme tid. For at opnå dette skal distributionsnet, SFN adapter og modulatorer/sendere være synkroniseret med et GPS kontrolleret ur.
3
ETSI TR 101 891 V1.1.1: Digital Video Broadcasting (DVB); Professional Interfaces: Guidelines for the implementation and usage of the DVB Asynchronous Serial Interface (ASI)
7
3. Sendenettet Sendenettet i DDTV vil blive baseret på de eksisterende master i Broadcasting Service Danmarks net. Figur 3: Sendere i det digitale net
Der er i alt 17 hovedsendere + Gladsaxe. For at opnå fuld dækning i enkelte mindre områder etableres ca. 25 småsendere. På grund af usikkerhed med koordinering af ”assignment” for de enkelte hovedsendere, kan der blive behov for flere småsendere for at opnå specificeret dækning. 3.1 Frekvenser og frekvensallokering Basisnettet skal udbygges i frekvensområdets bånd IV/V i UHF. Frekvensplanen baseres på frekvensplan GE-064 og er udarbejdet af IT- og Telestyrelsen. Nedenfor ses den foreløbige fordeling, som ligger til grund for DTT-nettet. I udbuddet er kun sendefrekvenser angivet. Det er kendt fra GE-06/RRC06 konferencen, at der er mulighed for forstyrrelser til og fra tv-sendere i naboland, som kan kræve reduceret udstråling fra enkelte sendemaster. Dette kan betinge en ændring af antennediagram, og i nogle tilfælde kan der være behov for flere antenner for forskellige
4
Frekvensplan for broadcast. Resultatet af den internationale frekvenskonference i 2006
8
kanaler. Denne usikkerhed gør, at det ikke er muligt at beregne dækning nøjagtigt for de forskellige kanaler før den endelige koordinering af udstråling (”assignments”) er gennemført.
Figur 4: Fordeling af kanaler i DTT-nettet
Single Frequency Network (SFN) anvendes pga. de begrænsede frekvensressourcer. Et SFN område består af 1-3 højeffektsendere og et antal omkringliggende hjælpesendere med lav effekt. For de regionaldelte multiplexer må et SFN være indenfor regiongrænserne, da et SFN vil have samme programindhold i hele området. I de tilfælde, hvor der er tilgængelige frekvenser, og hvor fødestationen giver et tilstrækkeligt stærkt signal, vil DDTV benytte Multi Frequency Networks og omformere som hjælpesender med Radio Frequency (RF)-fødning.
9
3.2 Stationer med fødning over programlinje Figur 5: Principskitse over sendenettet
CPC
Distributionsnet
Sendenet Sendestation a
MUX 1 Sendestation b MUX 2 Primær distribution Sende central MUX 3-6
Regionportal MUX 1-6
Regional distribution
Sendestation c
Sendestation n
Sendere Der etableres hovedsendere med såkaldt ”dual drive”, som er en dobbelt styresender. Resten af senderen er bygget op med flere parallelle forstærkerenheder og separate strømforsyninger. Vi har valgt dette system for hovedsenderne, idet det har en høj grad af indbygget sikkerhed med få ”single point of failure”. Elektronikfejl fører derfor sjældent til driftsnedbrud. Løsningen er et relativt enkelt system og driver relativt lave ekstraomkostninger i forhold til enkeltsendere. Den valgte løsning giver stadig mulighed for at etablere en fælles reservesender i et 4+1 system, som styres af en central kontrolenhed. Ved fejl på en sender vil kontrolenheden stoppe vedkommende sender og starte reservesenderen med det rigtige program, frekvens og modulationsparametre (den skraverede reservesender TX reserve i figuren nedenfor). Senderne kan med fjernkontrol konfigureres med forskellige modulationsparametre for DVB-T i henhold til specifikation. Senderne er kompatible med parametre for DVB-H og kan nemt benyttes også til DVB-H sendinger. Senderne bliver synkroniseret med 1 pps og 10 MHz fra GPS. Som det ses nedenfor benytter I/S DIGI-TV og gatekeeper samme combinerkæde, da begge operatører bruger de samme antenner. DDTV vil løbende være opmærksom på samdriftsfordele som kan opnås med I/S DIGI-TV.
10 Figur 6: Principskitse over sendestation
Ant. Fælles antenne Multiplex 1-6
I/S Digi-TV
Gatekeeper Test o/p Combiner
Combiner
Combiner
Combiner
Combiner
Dummy load
Combiner
Option for reserve sender til Gatekeeper TX 3-6
Primær distribution Main distribution
TX reserve
Til ASI switch
ASI 6-R
ASI 6-P
TX 6
ASI 5-R
TX 5
ASI 5-P
ASI 4-R
TX 4
ASI 4-P
ASI 3-R
ASI 3-P
TX 3
ASI 2-R
ASI 1-R
ASI 1-P
ASI 2-P
TX 2
TX 1
Network adaptor Reserve distribution
Fra regional portal
= I/S Digi-TV = Gatekeeper
Som det ses er det redundant programfødning i de to signalveje (hoveddistribution og reservedistribution), der løber hver sin vej i ringstrukturen i forsyningsnettet. Den indbyggede redundans i senderne (TX) kan ’switche’ til reservesignalet, hvis primærdistributionen skulle svigte. ”Combinere” Såkaldte ”combinere” sammenkobler effekt fra flere sendere mod en fælles antenne på en sådan måde, at de ikke forstyrrer hinanden. Combinere har en bredbåndsindgang og en smalbåndsindgang. Smalbåndsindgangen fungerer som et kanalfilter, der undertrykker uønskede signaler på antenneudgangen og derved gør et separat filter på hver sender overflødigt. Etablering af combiner må foretages i samarbejde med I/S DIGI-TV og leverandøren af combiner med hensyn til rækkefølge af sendere (kanaler). Figuren over er kun en principskitse. Ved udgangen af combinerkæden er der et måleudtag for at kontrollere og overvåge senderne. Antenner RF-signalet, som kommer ud af combinerne, splittes i en antennefordeler og føres til to antennehalvdele. I en normalsituation er begge antennehalvdele i brug. Hvis der op-
11
står en fejl i en antennehalvdel eller ved planlagt vedligeholdelse, kan en antennehalvdel kobles ud og fortsætte sendingerne på den anden antennehalvdel, dog med noget reduceret udstrålingseffekt. Når kun én antennehalvdel er i brug, vil udstrålet effekt reduceres med 3 dB, det vil sige halv effekt. Fjernkontrol Alle aktive komponenter leveres med Ethernet grænsesnit for både alarmoverførsel og fjernkontrol. Alarmoverførsel til det centrale overvågningscenter vil baseres på SNMP. For fjernbetjening af udstyr anvendes et standard web-grænsesnit. Overførsel af fjernkontrol sker i et lukket IP-net. Lokal monitorering Der er mulighed for lokal monitorering af udsendt signal fra en test efter sammenkobling i combiner. Dette signal kan blandt andet bruges for at sikre, at det udstrålede signal overholder krav til filtrering og uønskede signaler.
3.3 Stationer med fødning fra anden sender Indenfor dækningsradius for hovedsendere kan der være områder med dårlig dækning, oftest på grund af terrænhindringer. I sådanne tilfælde bruges en enklere senderløsning for at dække et begrænset område. I disse situationer fødes senderne fra en nærliggende sendestation, og der er ikke behov for fremføring af program (ASI) på fiber eller mikrobølge. Der er to varianter af hjælpesendere. Gapfiller bruges når der ikke er ledige kanaler og senderne må gå i SFN med hovedsenderne. Dette betinger at der må være et godt indsignal og det er en begrænset udgangseffekt man kan opnå. Denne begrænsning skyldes tilbagekobling af signalet fra sendeantenne til modtagerantenne, som kan ødelægge signalet. For at opnå størst mulig udgangseffekt bruges en aktiv reduktion af ekko. Frekvensomformer (transposer) kan bruges hvis der er ledige kanaler for alle MUX. En frekvensomformer tager imod signalet fra en hovedsender, filtrerer, forstærker og sender det ud på en anden kanal (frekvens). I dette tilfælde kan man opnå højere sendeeffekt end for en gapfiller. Hjælpesendere har fjernkontrol via SNMP over IP på samme måde som for hovedstationer.
12
Figur 7: Omformer eller Gapfiller
Modtagerantenne
Sendeantenne
Hjælpesender Frekvensomformer
Indgangstrin Kanal x
Kanal x til MF
MF til Kanal y
Tilsvarende for MUX4, 5 og 6
Udgangstrin Kanal y
Combiner
Splitter
MUX 3
13
Modtagerantenne
Sendeantenne
Hjælpesender Gapfiller
Indgangstrin Kanal x
Ekkoreduktion
Udgangstrin Kanal x
Combiner
Splitter
MUX 3
Tilsvarende for MUX4, 5 og 6
4. Styring og overvågningssystemer Den samlede styring og overvågning af sendenettet består af en række forskellige elementer, som beskrives i det følgende. Centralt kontrolcenter DTT sendernettet vil have døgnkontinuerlig overvågning fra et centralt kontrolcenter. Data i forbindelse med fejlsituationer skal overføres til kontrolcentret, som skal kunne fjernstyre vigtige elementer i sendenettet. Dette center skal sammenholde data fra multiplexerne, programdistribution og sendernet og give information om hvor fejl opstår. Registrerede data skal danne grundlaget for beregning af tilgængelighed og information vedrørende fejlsituationer. Sendestationer Alle (hoved)sendestationer skal udstyres med overvågning og fjernstyringsmuligheder. På hver hovedsender skal der være overvågning af indgående ASI transportstrøm og af det udgående RF-signal. Rapportering DDTV vil udarbejde periodisk dokumentation om tilgængeligheden i foregående periode samt akkumuleret tilgængelighed sidste kvartal. Ved fejlsituationer som påvirker tilgængeligheden skal kundeservice og indholdsleverandører varsles med det samme. Varsling skal varetages via systemer, som sikrer en rationel rutine og at de rette personer hos kundeservice og indholdsleverandører holdes kontinuerligt orienterede. Kontrolcenteret skal tillige holde kundeservice og indholdsleverandører løbende orien-
14
teret om fejlretningens gang, inklusiv forventet tid for reetablering af tjenesterne. Endelig skal der etableres en web-løsning, som sikrer at dedikerede personer hos kundeservice og indholdsleverandører modtager den nødvendige information om status i sendenettet.
5. Tilgængelighed og servicemål Tilgængelighed måles pr. kvartal. Målsætningen for DDTV er, at den befolkningsvejede akkumulerede tilgængelighed for hele nettet skal være ≥ 99,9% for hvert multiplex. DDTV har allerede påbegyndt planlægningen af hvorledes man skal sikre oppetiden i DTT-nettet via krav til valgte underleverandører. Således vil DDTV her kun informere om de tanker og koncepter, man ser for sig i en service level agreement med leverandøren af drift af nettet. Nedefor er beskrevet nogle af de principper DDTV vil lægge til grund for at sikre oppetiden i nettet. Dette blot til information. Med tilgængelighed for DTT skal som formel definition forstås det procentvise forhold: det totale antal seertimer minus tabte seertimer det totale antal seertimer Det totale antal seertimer er sendetid pr. kvartal multipliceret med total befolkningsdækning i henhold til beregnet dækning. Med tabte seertimer menes bortfald af signal til seerne eller kvalitetsreduktion, som gør det modtagne signal ubrugeligt. Antal seere pr. sender defineres ifølge såkaldt ’bedste betjener’-beregning og fremgår af stationslisten (Bilag 1.3). Bedste tjener er befolkning med størst feltstyrke fra den enkelte sender indenfor et dækningsområde med delvis overlappende sendere. Princippet bruges for at kontrollere for dobbeltdækning i beregningen, som beskrevet i figuren nedenfor. Som det ses, vil fx sender 1’s dækning i antal seere bestå af det gråt skraverede område samt en del af området med dobbeltdækning.
15
Figur 8: Illustration af ’bedste betjener’-princip for sendestationer med overlappende dækningsområder
Der skal foretages kontinuerlig overvågning/logging for at sikre en entydig verificering af tilgængeligheden i sendenettet. For stationer uden monitorering regnes tiden fra at seerne har anmeldt fejl. 1.1 Responstid Med responstid forstås den tid som går fra fejlmelding - fra det automatiske meldesystem eller fejl indberettet af publikum - til udrykning påbegyndes. Når fejlretning kan ske uden behov for udrykning til stationspunktet (terminalbaseret), skal fejlretning startes umiddelbart. Udrykning til sendestation skal ske inden 1 time. Der tages forbehold for senere udrykning, hvis vejr- og køreforhold sætter liv og sundhed i fare eller gør stationen utilgængelig. I nedetid regnes ikke udfald/udbrud ved aftalt vedligehold og strømsvigt på stationer. 1.2 Øvrige servicekrav Planlagt arbejde på senderinstallationer, som kan medføre brud på sendinger, skal varsles kundeservice og indholdsleverandører senest 48 timer før arbejdet påbegyndes. Planlagt arbejde på primærdistributionen, som kan påvirke tjenesterne, skal varsles til den berørte kundeservice og indholdsleverandører senest 4 dage før arbejdet påbegyndes. Arbejde, som kan indebære trafikbrud, skal primært udføres i tidsrummet 00.00-06.00, dog ikke hvis det medfører sundhedsfare og/eller risici for personlig sikkerhed.
16
6. Tekniske referencer Dokumentreference
Titel
[ 1]
ETSI EN 300 744 V1.5.1
Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television
[ 2]
ETSI EN 300 468 V1.6.1
[ 3]
ETSI EN 300 743 V1.2.1
[ 4]
ETSI EN 300 472 V1.3.1
Digital Video Broadcasting (DVB); Specification for Service Information (SI) in DVB systems Digital Video Broadcasting (DVB); Subtitling systems Digital Video Broadcasting (DVB); Specification for conveying ITU-R System B Teletext in DVB bitstreams
[ 5]
ETSI EN 301 192 V1.4.1
[ 6]
ETSI ETS 300 813 ed.1
[ 7]
ETSI ETS 300 814 ed.1
[ 8]
ETSI TR 101 154 V1.4.1
[ 9]
ETSI TR 101 190 V1.2.1
Digital Video Broadcasting (DVB); Implementation guidelines for DVB terrestrial services; Transmission aspects
[10] ETSI TS 101 191 V1.4.1
Digital Video Broadcasting (DVB); DVB mega-frame for Single Frequency Network (SFN) synchronization
[11] ETSI TR 101 200 V1.1.1
Digital Video Broadcasting (DVB); A guideline for the use of DVB specifications and standards Digital Video Broadcasting (DVB); Guidelines on implementation and usage of Service Information (SI) Digital Video Broadcasting (DVB); Measurement guidelines for DVB systems Digital Video Broadcasting (DVB); Usage of the DVB test and measurement signalling channel (PID 0x001D) embedded in an MPEG-2 Transport Stream (TS)
[12] ETSI TR 101 211 V1.6.1 [13] ETSI TR 101 290 V1.2.1 [14] ETSI TR 101 291 V1.1.1
Digital Video Broadcasting (DVB); DVB specification for data broadcasting Digital Video Broadcasting (DVB); DVB interfaces to Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH) networks Digital Video Broadcasting (DVB); DVB interfaces to Synchronous Digital Hierarchy (SDH) networks Digital Video Broadcasting (DVB); Implementation guidelines for the use of MPEG-2 Systems, Video and Audio in satellite, cable and terrestrial broadcasting applications
[15] ETSI TR 101 891 V1.1.1
Digital Video Broadcasting (DVB); Professional Interfaces: Guidelines for the implementation and usage of the DVB Asynchronous Serial Interface (ASI)
[16] ETSI TS 102 032 V1.1.1
Digital Video Broadcasting (DVB); SNMP MIB for test and measurement applications in DVB systems Transport of MPEG-2 constant bit rate television signals in B-ISDN
[17] ITU-T Recommendation J.82
17
[18] Rec. ITU-R BT.1306
Error-correction, data framing, modulation and emission methods for digital terrestrial television broadcasting
[19] Rec. ITU-R BT.1368
Planning criteria for digital terrestrial television services in the VHF/UHF bands Final acts of the Regional Radio communication Conference for planning of the digital terrestrial broadcasting service … in the frequency bands 174-230 MHz and 470-862 MHz (RRC-06)
[20] GE-06
