Einführung von HDTV im ARD-Sendezentrum. Voraussetzungen und technische Realisierbarkeit.

Mémoire (de fin d'études) , 2006 , 94 Pages , Note: 1,7

Médias / Communication - Film et Télévision

Digitalisierung und die Entwicklung von HDTV revolutionieren im Augenblick das Fernsehen zum zweiten Mal. Beide Entwicklungen entsprechen in ihrer technischen und wirtschaftlichen Bedeutung und Tragweite nur der Einführung des Farbfernsehens im Jahre 1967. Das neue hochauflösende Fernsehen wirkt für Zuschauer und Fachleute ähnlich überzeugend und beeindruckend und fordert die Sender technisch, finanziell und logistisch heraus. Die gesamte Infrastruktur der Sender muss umgebaut und der neuen Technik angepasst werden.

Untersuchungsgegenstand dieser Arbeit ist die Planung der Einführung von HDTV im Sendezentrum der ARD. Aufbauend auf der aktuellen Marktsituation, einer Übersicht über die verfügbaren Technologien und den momentanen Betriebsabläufen wird eine Strategie entwickelt, um einen schnellen Übergang zu ermöglichen. Besondere Bedeutung haben der ungestörte Sendebetrieb und die reibungslose Integration in die vorhandenen Strukturen. Neben dem technischen Konzept wird der nötige Aufwand bis zu einem Sendestart der ARD aufgezeigt. Dabei werden nicht einzelne Aspekte bis in die letzten Details durchleuchtet, sondern das Ziel ist ein Überblick über aktuelle Entwicklungen, um dann anhand der Ergebnisse das Thema richtig bewerten zu können. Bei der anschließenden Planung geht es vorrangig eher um das übergreifende Konzept und dessen Durchführbarkeit als um all zu detaillierte technische oder organisatorische Informationen.

INHALTSVERZEICHNIS

Kurzzusammenfassung

Abstract

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Motivation
1.2 Zielsetzung
1.3 Aufbau der Arbeit
1.4 Definition

2 Entwicklung und Marktsituation
2.1 Der Anfang
2.2 Die geschichtliche Entwicklung
2.2.1 Anfang in Japan
2.2.2 Reaktion Europas
2.2.3 Entwicklung in den USA
2.2.4 Der Anfang der digitalen Ära
2.3 Der heutige Stand
2.3.1 USA
2.3.2 Asien
2.3.3 Australien
2.3.4 Europa
2.4 Zukünftige Entwicklung
2.4.1 Warum diesmal?
2.4.2 Wie geht es weiter?

3 Technische Grundlagen
3.1 Kontribution
3.1.1 Zeilensprungverfahren und Bildqualität
3.1.2 Schnittstellen und Speicherung
3.1.3 Formatkonvertierung
3.2 Distribution
3.2.1 Videokompression
3.2.2 Tonkompression
3.2.3 DVB
3.3 Verbraucher
3.3.1 Decoder
3.3.2 HDMI
3.3.3 Displays

4 Betriebliche Abläufe
4.1 Kontribution
4.2 Sendeabwicklung
4.3 Distribution
4.4 EBU

5 Planung für das ARD-Sendezentrum
5.1 Lösungsansatz
5.2[1] Testinstallation
5.3[2] Vorläufige Installation
5.3.1 Erweiterung der Sendeabwicklung .
5.3.2 HD Compression Center
5.3.3 Uplink
5.4[3] Integration von HDTV
5.4.1 Havarie-Sendestraße . .
5.4.2 Sendeabwicklung
5.4.3 HD Compression Center
5.4.4 Kontribution
5.5 Alternative Ansätze
5.6 EBU

6 Schlussbetrachtung
6.1 Zusammenfassung
6.2 Ausblick

Kostenaufstellung

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Literaturverzeichnis

Index

Kurzzusammenfassung

Untersuchungsgegenstand dieser Arbeit ist die Planung der Einführung von HDTV im Sendezentrum der ARD. Aufbauend auf der aktuellen Marktsituation, einer Übersicht über die verfügbaren Technologien und den momentanen Betriebsabläufen wird eine Strategie entwickelt, um einen schnellen Übergang zu ermöglichen. Besondere Bedeutung haben der ungestörte Sendebetrieb und die reibungslose Integration in die vorhandenen Strukturen. Neben dem technischen Konzept wird der nötige Aufwand bis zu einem Sendestart der ARD aufgezeigt.

Danksagung

Für das Ermöglichen dieser Diplomarbeit und die hervorragende Betreuung möchte ich mich bei Herrn Stephen Wagner und Herrn Prof. Dr. Robert Mores ganz herzlich bedanken. Ein weiterer Dank gilt Herrn Michael Carter und Herrn Wilfried Wicke, die mir ebenfalls jederzeit mit fachlicher Kompetenz und persönlichem Rat zur Seite standen. Für das Korrekturlesen möchte ich mich bei Annette Bittmann und meinen Eltern bedanken, die mir eine große Hilfe waren.

Abstract

Implementation of HDTV in the ARD Broadcast Center - requirements and technical feasibility

Subject of this study is the implementation of HDTV in the ARD Broadcast Center. Based on the given market situation, available technologies and current workflows, a strategy is developed to ensure a quick transition. A seamless integration into the existing structures without endangering the running operations is essential. In addition to the technical concept the required effort and expenditure up to the launching of HDTV broadcast services by the ARD is pointed out.

1 Einleitung

1.1 Motivation

Digitalisierung und die Entwicklung von HDTV revolutionieren im Augenblick das Fernsehen zum zweiten Mal. Beide Entwicklungen entsprechen in ihrer technischen und wirtschaftlichen Bedeutung und Tragweite nur der Einführung des Farbfernsehens im Jahre 1967. Das neue hoch- auflösende Fernsehen wirkt für Zuschauer und Fachleute ähnlich überzeugend und beeindruckend und fordert die Sender technisch, finanziell und logistisch heraus. Die gesamte Infrastruktur der Sender muss umgebaut und der neuen Technik angepasst werden. Die umfangreiche Planung dieser anspruchsvollen Aufgabe für das ARD¹ -Sendezentrum durchzuführen, stellt aufgrund der komplexen Situation der zentralen Sendeabwicklung eine besondere Herausforderung dar.

1.2 Zielsetzung

Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, ein technisches Konzept für die Einführung von HDTV im ARD-Sendezentrum in Frankfurt zu entwickeln. Um dies auf einer fundierten Grundlage durch- führen zu können, wird zunächst die momentane Situation des Marktes und der technischen Möglichkeiten untersucht. Dabei werden nicht einzelne Aspekte bis in die letzten Details durch- leuchtet, sondern das Ziel ist ein Überblick über aktuelle Entwicklungen, um dann anhand der Ergebnisse das Thema richtig bewerten zu können. Bei der anschließenden Planung geht es vor- rangig eher um das übergreifende Konzept und dessen Durchführbarkeit als um all zu detaillierte technische oder organisatorische Informationen. Außerdem muss bei allen Ausführungen natür- lich die erforderliche Vertraulichkeit für Firmeninterna gewahrt werden. Bei der Darstellung der aktuellen Entwicklungen wurde der Stand bis Ende 2005 berücksichtigt.

Das mit dieser Arbeit entwickelte Konzept soll die langfristige, strategische Grundlage für künf- tige Aktivitäten sein und zugleich bei der Überprüfung zu treffender Entscheidungen helfen. Nur so wird es gelingen, die zentrale Ausspielstelle für „Das Erste“ technologisch für die Zukunft zu sichern. Außerdem soll die Analyse des Marktes und des Standes der aktuellen Entwicklungen zum Thema HDTV die Position der ARD und ihres Handlungsbedarfes untersuchen.

1.3 Aufbau der Arbeit

Zum besseren Verständnis der heutigen Situation wird zunächst in Kapitel 2 ein kurzer Rückblick auf die historische Entwicklung gegeben und der Leser an den momentanen Stand herangeführt. So soll das Verständnis der aktuellen Situation ermöglicht werden. Weiterhin soll eine Betrach- tung des aktuellen Marktes und des weltweiten Standes der Einführung von HDTV zusätzliche Erkenntnisse zur heutigen Situation bringen. Von Interesse sind ebenfalls die Entscheidungen anderer Fernsehanstalten und die sich daraus ergebenden Auswirkungen auf die Entwicklung.

In Kapitel 3 werden die technischen Grundlagen des heutigen Standards näher betrachtet, um einen Überblick über die einzusetzenden Technologien zu bekommen und eine Einschätzung der zu benutzenden Parameter zu ermöglichen. Berücksichtigt werden dabei die Gebiete der Kontribution, der Distribution und damit direkt einhergehend des Endkunden. Der Bereich der Produktion und Postproduktion wird bewusst ausgeklammert, da er technisch inzwischen von der weiteren Verarbeitung entkoppelt ist.

Mit einer Untersuchung der Betriebsabläufe und Signalwege des Sendezentrums in Kapitel 4 sind alle Voraussetzungen für die Planung einer Einführung von HDTV im folgenden Kapitel 5 gelegt. Das dafür entwickelte Modell zeigt, wie diese Integration ohne Gefährdung des Sendebetriebes geschehen kann und gleichzeitig eine zügige Reaktion auf die aktuellen Entwicklungen ermög- licht wird. Sämtliche Überlegungen und Planungen in diesem Kapitel wurden vom Verfasser dieser Diplomarbeit aufbauend aus den Erkenntnissen der vorangehenden Kapitel eigenständig entwickelt.

1.4 Definition

Das zentrale Thema dieser Arbeit ist HDTV, also High Definition Television. „Hochauflösend" ist dabei ein relativer Begriff, der das erste Mal wahrscheinlich 1935 auftauchte. Damals hatte die Deutsche Reichspost den weltersten Fernsehprogrammdienst etabliert [Sim90, S. 18] und verdoppelte die Zeilenzahl des Systems auf 180 Zeilen bei einer Bildwechselfrequenz von 25Hz. Für damalige Verhältnisse hochauflösend - aus heutiger Sicht nicht wirklich befriedigend. Genau auf diesem Streben nach mehr Details beruht die Forderung, das jetzige Fernsehsystem weiter zu verbessern.

Die ITU² definiert HDTV aus heutiger Sicht im Report ITU-R BT.801 wie folgt: „A high defi- nition system is a system designed to allow viewing at about three times the picture height, such that the system is virtually, or nearly, transparent to the quality or portrayel that would have been percieved in the original scene or performance by a discerning viewer with normal visual acuity."

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1.1: Definition des Betrachtungsabstandes nach [Hof]

Diese Festlegung folgt Untersuchungen des NHKs³ aus der Mitte der 60er Jahre über das visuelle Wahrnehmungsvermögen (HVS⁴ ). Dort stellt Dr. T. Fujio fest, dass das menschliche Gesichtsfeld in horizontaler Richtung fast doppelt so groß ist wie in vertikaler Richtung. Außerdem wird beobachtet, dass die Zuschauer unbewusst eine bestimmte Entfernung vom Bildschirm suchen. Das Ziel dabei ist, möglichst viele Details zu erkennen ohne die Zeilenstruktur der Wiedergabe wahrzunehmen. Dies ist im Mittel eine Entfernung vom ca. sechsfachen der Bildhöhe [Tan04]. Siehe hierzu auch Abbildung 1.1.

Die Konsequenz aus diesen Beobachtungen ist, dass das bisherige Fernsehsystem mit einem Bild- seitenverhältnis von 4:3 und einer Zeilenzahl, die einen durchschnittlichen Betrachtungsabstand von 6H hervorbringt, zu ersetzen ist. Das Bildseitenverhältnis von 16:9 entspricht dabei eher dem Gesichtsfeld des beidäugigen Sehens und entsteht aus einem Kompromiss der unterschiedlichen Bildformate aus Fernsehen und Kinofilm. Die Zeilenzahl muss dabei hoch genug sein, um einen Betrachtungsabstand von 3H zu erlauben. So ermöglichen mehr Details und das breitere Bild dem Zuschauer, sich näher an der Bildquelle zu platzieren. Ein solches System ersetzt damit das bisherige Anschauen von Television durch das Erlebnis der Telepräsenz. Hochwertiger Surround- ton verstärkt dieses Erlebnis noch wesentlich bzw. ermöglicht es überhaupt erst. Eine emotionale Einbindung des Zuschauers ist in diesem Maße bei Television nicht möglich. Durch die Teleprä- senz gelingt es, den Zuschauer über seine eigene Vorstellungskraft hinaus an Filmen, Konzerten oder Sportveranstaltungen teilhaben zu lassen.

Eine weitere grundsätzliche Definition soll an dieser Stelle eingefügt werden. Die Beschreibung des Bildformates erfolgt in dieser Arbeit nach der EBU⁵ -Richtlinie. Im Originaltext dazu: „The convention used to describe TV formats is: ’the number of active lines per frame’ and ’the scanning algorithm’ (interlace [i] or progressiv [p]) / ’the frame rate’“ korrekte Bezeichnung für das PAL⁶ -Format: 576i/25.

2 Entwicklung und Marktsituation

Um zu verstehen, wo wir uns im Augenblick befinden, ist es notwendig, einen Exkurs in die Geschichte von HDTV zu machen. Die Beweggründe für den Anfang der Entwicklung sind hierbei genauso interessant wie der Weg vom analogen System hin zu den jetzigen Standards. Ein Blick in den sich sehr dynamisch entwickelnden Markt erlaubt eine Einschätzung der momentanen Situation und der weiteren Entwicklung. So lassen sich einige Voraussetzungen für die Erwägung einer möglichen Ausstrahlung in HDTV seitens der Rundfunkhäuser finden.

2.1 Der Anfang

Wie kam es eigentlich zu der Entwicklung von HDTV? Natürlich gibt es das in Kapitel 1.4 schon erwähnte generelle Streben nach immer mehr Informationen und immer mehr Details. Doch dies war nur ein Grund für den Startschuss einer jahrzehntelangen Entwicklung, die heute ganz neue Möglichkeiten der Bildqualität liefert.

Essentiell geht es aber um handfeste finanzielle Interessen in Größenordnungen von Milliarden Dollar. „Markets do not exist; they are created“ [Nib91, S. 46] ist die Grundidee dahinter. Sollen neue Absatzmärkte entstehen, müssen neue Anreize geboten werden. Dabei geht es zum einen um den Markt der professionellen Technik für Produktion und Ausstrahlung, aber viel mehr noch um die Technik für die Endkunden. Wird ein neuer Standard durchgesetzt und beim Verbraucher ein Kaufanreiz erzeugt, können die sich so erschließenden Märkte gigantisch sein. Der Schlüssel, um sich solche neu erschaffenen Märkte dann auch zu sichern, sind die verwendeten Standards. „Wer die Normen hat, hat die Märkte“ stellte der Bundesforschungsminister Riesenhuber auf der Funkausstellung 1987 treffend fest. Hier liegt der Antriebsmotor für sämtliche Entwicklungen, die in den nächsten Kapiteln beschrieben werden. HDTV soll die Marktfähigkeit von Industrien und Programmen garantieren. Betroffen sind hier z.B. die Chipindustrie, die Hersteller von Geräten für Produktion, Postproduktion und Rundfunksender, die gesamte Unterhaltungsgeräteindustrie sowie alle Firmen, die bei der Produktion und Vermarktung von Inhalten beteiligt sind.

Die Wirtschaftsmechanismen, die bei HDTV-Geräten greifen, sind die klassischen Mechanismen für Schlüsseltechnologien. Eine steigende Nachfrage nach entsprechenden Produkten setzt eine Entwicklung in Gang, die sich selbst immer weiter treibt. Durch ein höheres Produktionsvolumen ist es den Herstellern möglich, die Produkte zu geringeren Kosten zu produzieren. Dies ermöglicht

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.1: Virtuose Kreise übersetzt aus [Mac86, S. 30]

zum einen niedrigere Preise, zum anderen höhere Bruttogewinne. Aus den niedrigeren Preisen ergibt sich eine gesteigerte Nachfrage nach den Produkten, was wiederum zu einem höheren Pro- duktionsvolumen führt. Aus dem höheren Bruttogewinn ergibt sich, dass die Unternehmen mehr in Forschung und Entwicklung der Produkte investieren können, um somit die vorhandenen Pro- dukte weiter zu verbessern. Bessere Produkte führen wiederum zu einer gesteigerten Nachfrage und so ebenfalls zu einem höheren Produktionsvolumen, womit sich beide Kreise schließen und neue Runden im Preiskarussell oder neue Produktgenerationen ermöglichen. Sehr anschaulich wird dies in einer Grafik in [Mac86, S. 30] dargestellt, die hier als Abbildung 2.1 übersetzt ist.

Die Standards, die die Entwicklung eines solchen Marktes ermöglichen, werden von einzelnen Herstellern oder auch von staatlichen Stellen je nach Interessenlage vorgeschlagen. Für die exakte Ausarbeitung und Anerkennung als allgemeiner Standard sind aber andere Institutionen zuständig. Auf globaler Ebene sind dies im Falle eines Rundfunkstandards:

- ITU: Die ITU wurde 1865 in Europa gegründet und ist für die Regelung des Kommunikationsverkehres zuständig. Ihr Sitz ist in Genf, sie hat inzwischen den Status einer UN-Sonderagentur und ist weltweit zuständig.
- CCIR: Das 1929 gegründete CCIR⁷ ist eher für die Koordination betrieblicher und technischer Fragen im Bereich des Fernsehens, der Telekommunikation via Satellit und der Radioastronomie zuständig. Mitglieder sind hier -wie auch bei der ITU- nicht nur Staaten, sondern auch Rundfunksender, Forschungsanstalten und die Geräteindustrie.
- ISO: Die ISO⁸ ist allgemein für internationale Waren und Dienstleistungen zuständig. Sie gibt es seit 1926 und ist inzwischen die bedeutendste internationale Standardisierungsorganisation. Allerdings ist die Annahme ihrer Standards freiwillig. Sie hat keinerlei staatliche Unterstützung zur Durchsetzung ihrer Standards.
- IEC: Die IEC⁹ wurde 1904 gegründet und ist die wichtigste internationale Standardisierungsorganisation für elektrische und elektronische Geräte. Die ISO und die IEC sind private Organisationen und haben beide den Beraterstatus der Vereinten Nationen.

Dazu kommen noch die regional zuständigen Organisationen:

- EBU: Die EBU wurde 1950 mit Sitz in Genf gegründet und ist für die Einhaltung der internationalen Abkommen sowie für den internationalen Nachrichten- und Programmaus- tausch der ihr angeschlossenen vorwiegend europäischen Rundfunkanstalten zuständig. Sie vertritt die Interessen der Mitglieder, koordiniert innerhalb der angeschlossenen Staaten und deren Rundfunkanstalten und bringt Vorschläge in das CCIR oder die ITU ein.
- ANSI: Das ANSI¹⁰ ist eine amerikanische Privatorganisation. Es veröffentlicht die Vorschlä- ge der SMPTE¹¹ und ähnlicher Organisationen, die aber nicht rechtsverbindlich sind. Hält man sich an seine Standards, kann man dies durch einen Gütesiegel kenntlich machen.
- SMPTE: Die SMPTE ist die amerikanische Vereinigung der Film- und Fernsehingenieure und erarbeitet technische Parameter für Standards. Sie ist von dem ANSI als Entwickler anerkannt und hat weltweit Niederlassungen, unter anderem in Deutschland.
- FCC: Die FCC¹² ist die unabhängige Telekommunikationsbehörde der amerikanischen Regierung. Gegründet wurde sie 1934. Sie ist mit der Entscheidungsgewalt über Funkverkehr, Kabelkommunikation und Telekommunikation ausgestattet und außerdem zuständig für die Lizenzvergabe an Privatstationen und die Frequenzzuweisung. Ihre Standards werden als verbindliche Bestimmungen erlassen.
- MPT: Das MPT ist das japanische Ministerium für Post- und Telekommunikation. Es erlässt Standards in Form von verbindlichen Bestimmungen und bringt Vorschläge in das CCIR ein.

Möglichst weltweit einheitliche Normen sind wichtig, da sie vieles vereinfachen. Je weniger Nor- men es gibt und je weniger man das Programm dadurch konvertieren muss, desto unkompli- zierter wird der internationale Programmaustausch und desto transparenter wird der weltweite Programmmarkt. Jede Umkonvertierung weniger kommt natürlich auch direkt der Bildqualität zugute. Einheitliche Normen senken zusätzlich deutlich die Endpreise für Geräte, da die Industrie weniger Geräte für unterschiedliche Normen entwickeln und bauen muss und durch die höheren Stückzahlen und gesparten Entwicklungskosten billiger produzieren kann.

„Je weiter sich die Parameter für die Übertragung eines HDTV-Systems an die des Standard- Kanals annähern, desto wahrscheinlicher wird die Verwendung.“ [Sim90, S. 116]. Dies ist ein weiterer wesentlicher Aspekt. Nur wenn es möglich ist, mit den neuen Standards die bisher für SDTV¹³ verwendeten Kanäle weiter zu benutzen, wird es eine Chance geben, diese Standards auch in die Realität umzusetzen. Leider scheitert die Etablierung eines einheitlichen Weltstan- dards an diversen Problemen. Dazu gehören z.B. die unterschiedlichen Netzfrequenzen von 50Hz und 60Hz genauso wie die Interessen großer Konzerne und die historisch gewachsenen Unterschie- de von PAL, NTSC¹⁴ und SECAM¹⁵ und deren Verbreitungswege. Denn ein eigener Standard schützt durch die zugrundeliegenden Patente auf die Normen immer auch den einheimischen Markt vor der Konkurrenz.

Die USA z.B. sind führend in der Filmproduktion. Aber die Technologieführung musste spätes- tens bei Videorekordern und Röhrenfernsehern an Japan abgeben werden. Eine eigene HDTV- Norm kann in dieser Situation den heimischen Markt wieder beleben und die Position der Indus- trie stärken. Noch schlimmer steht es in Europa. Auch die hiesige Unterhaltungsindustrie und Technologieentwicklung leidet unter Japans Vorherrschaft. Dazu kommt noch, dass der Film- markt von den USA beherrscht wird und nur wenige Programmstunden aus eigener Produktion kommen. Es geht bei der Entwicklung der HDTV-Standards um die Position der Elektroindustrie, um die ökonomische Bedeutung von HDTV, um die politische Stellung der Staaten, um tech- nologische Selbstbehauptung, um kulturelle Identitäten. Diese Aspekte werden in den nächsten Kapiteln genauer beleuchtet.

2.2 Die geschichtliche Entwicklung

Legt man die Definition aus Kapitel 1.4 zugrunde, so gab es die ersten Labormuster eines HDTV- Systems schon zu Beginn des zweiten Weltkrieges bei der deutschen „Fernseh GmbH“ mit 1029 Zeilen zu begutachten [Bis93]. Aber wie bei so vielem anderen hat der zweite Weltkrieg auch hier eine kräftige Kerbe geschlagen. Lange Zeit hatte man andere Sorgen, und die Entwicklung nahm einen ganz anderen Weg. Die ersten, die wieder in diese Richtung forschten, waren die Japaner.

2.2.1 Anfang in Japan

Anfang der 70er Jahre nahmen in Japan das NHK, Sony und Matsushita die Forschung mit dem Ziel auf, dem Fernsehsignal mehr Schärfe, weniger Artefakte durch CrossLuminanz und CrossColour und ein breiteres Bildformat -basierend aus den Ergebnissen der in Kapitel 1.4 beschriebenen Untersuchungen- zu bescheren. Der eigentliche Grund dieser Bemühungen war jedoch anderswo zu suchen: „Der Standardisierungsprozess für analoges HDTV wurde von den Japanern mit dem Ziel in Gang gesetzt, die führende Rolle im Weltfernsehmarkt zu sichern und auszubauen.“ [Heu92, S. 211]. Der Kampf um diese Position zog sich wie ein roter Faden durch die ganze Entwicklung des neuen Formates. Das NHK verfolgte außerdem noch ein eigenes Interesse, da es sich aus einer Steuer für den Fernsehempfang finanziert. Ein neues HDTV-System wäre eine Begründung für eine Erhöhung dieser Steuer und damit eine Absicherung der Finanzierung des in den 80er Jahren immerhin weltweit zweitgrößten Networks nach der BBC¹⁶ [Bri97, S. 15].

Mit dem Ziel den Weltstandard zu setzen, förderte Japan alleine bis 1974 die Forschung mit geschätzten 500 - 800 Mio. US$. Man wollte sich so alle Vorteile sichern, die derjenige hat, der mit einer solchen Entwicklung vorprescht und die Normen festsetzt (Prinzip: first-mover vs. second- mover). 1982 präsentierte Japan der Welt den ersten analogen HDTV-Standard mit Hi-Vision. Allerdings fehlte noch ein passender Übertragungsstandard. Dieser wurde 1986 mit MUSE¹⁷ vorgestellt. Um das Hi-Vision-Signal über einen klassischen 8MHz-Kanal zu transportieren, setzte man eine differentielle Übertragung ein. Ein Bildpunkt wird dabei so lange beibehalten, bis er sich bewegt und dann neu übertragen wird. Außerdem nahm man eine quasi-bewegungsadaptive Reduktion vor, indem die hohen Frequenzanteile des Spektrums nacheinander übertragen werden. Die Folge sind scharfe Bilder bei ruhenden Strukturen, aber Unschärfe bei schnellen Bewegungen, da dort die Zeit für die Übertragung der hochauflösenden Details fehlte. Außerdem konnten schon

4 Tonkanäle mitübertragen werden [Sch00, S. 179]. Die Anpassung an das amerikanische NTSC wurde später nachgereicht. Dabei wurde Narrow-MUSE an die 6MHz-Kanäle angepasst, um auch den amerikanischen Markt erobern zu können.

Die Bestrebungen Japans scheiterten jedoch -wie auch die Annahme als weltweiter Standard auf der CCIR-Vollversammlung von Dubrovnik 1986- an der gerade noch rechtzeitigen Entwicklung eigener Standards durch Europa und den USA. So beugte man auch einer Anpassung von HiVision an den europäischen Markt vor. Trotzdem wurde das Hi-Vision-System erstmals 1988 bei der Sommerolympiade in Seoul öffentlich getestet und erste Produktionen angefertigt. 1990 gab es dann auch die ersten Geräte für den Endkunden zu kaufen. Allerdings lag der Einführungspreis für Fernseher von Sony bei 45.000,-DM und von Matsushita bei 51.000,-DM [Bis93, S. 56]. Ein Videorekorder sollte gar 115.000,- US$ kosten.

Trotz massiver Probleme ging Hi-Vision in Japan 1991 auf Sendung: ein Satellit wurde beim Start zerstört, die Geräte für den Endkunden waren viel zu teuer und es gab kaum verfügbares

Programm, da in den USA keine Filme in Hi-Vision produziert wurden. Da aber die aufkommende digitale Kompressionstechnik in Japan erst sehr spät verfügbar war, hielt man an dem analogen System fest, obwohl sich schon längst abzeichnete, dass das digitale Fernsehen in den Startlöchern stand. Ein weiterer Grund für die Einführung des analogen HDTV-Systems war, dass die Entwicklung von Hi-Vision unglaubliche Summen verschlungen hatte.

2.2.2 Reaktion Europas

In Europa lassen sich erste Aktivitäten 1983 mit einem Förderauftrag des Bundes an das Heinrich- Hertz-Institut für Nachrichtentechnik (inzwischen ein Institut der Fraunhofer Gesellschaft) für die Entwicklung einer HDTV-Kamera feststellen. 1985 fanden sich dann die Unternehmen Thomson- Brandt, Philips, Nokia und BTS (der Nachfolger der Fernseh GmbH) gerade noch rechtzeitig zu dem europäischen Eureka-Projekt zusammen, um die Anerkennung von Hi-Vision als Weltstan- dard wegen eines Mangels an Alternativen zu verhindern. Außerdem sollte so einer Anpassung von MUSE für D2-MAC¹⁸ zuvorgekommen und ein Eindringen in den europäischen Markt im zweiten Anlauf vermieden werden.

Die europäische Förderung durch das Programm Eureka wirkte in zweierlei Hinsicht - politisch und wirtschaftlich. Politisch, indem die Entwicklung der MAC-Richtlinie mit dem Ziel der welt- weiten Anerkennung des Standards koordiniert wurde. Wirtschaftlich, indem z.B. mit Eureka95 die F&E¹⁹ -Politik mit dem Ziel gefördert wurde, den völligen Verlust der Märkte für Technologie (z.B. Chipherstellung, IT-Technologie, Kommunikation) und Unterhaltungsgeräte (z.B. Video- recorder, Fernseher) an Japan oder die USA zu verhindern. Eureka selber war ein allgemeines europäisches Programm zur technologischen Zusammenarbeit. Speziell mit HDTV beschäftigte sich dabei hauptsächlich Eureka95; aber auch eine Vielzahl anderer Projekte betrafen am Rande HDTV. Das Volumen der Förderung von HDTV wird mit ca. 500Mio. DM angegeben. Deren Ziel war, Japan und die USA vom heimischen Markt fernzuhalten und durch einen einheitlichen Binnenmarkt die hiesige Industrie zu stärken.

1987 wurde der erste D2-MAC-Satellit TV-SAT1 in die Umlaufbahn geschossen. Leider verwei- gerte er seinen Dienst, was einen erheblichen Rückschlag für das Projekt bedeutete. D2-MAC sollte die europäischen Unterschiede zwischen PAL und SECAM aufheben. Um diesen Standard durchzusetzen, sollten in ganz Europa die Betreiber von Kabelnetzen und Satelliten genauso wie die Rundfunkanstalten auf den neuen Standard festgelegt werden. Das System arbeitete zwar noch interlaced, aber eine progressive Variante wurde in Aussicht gestellt, da man damals schon erkannte, dass das Zeilensprungverfahren eine Sackgasse für die Bildqualität ist (siehe auch Ka- pitel 3.1.1). D2-MAC wurde als Nachfolger von PAL vor allem im Satellitenbereich entwickelt, da die Bildqualität bei PAL auf großen Bildschirmen doch recht eingeschränkt war und man deut- liche Artefakte sah. Um CrossColour und CrossLuminanz zu vermeiden, wurden Chrominanz und Luminanz nacheinander übertragen. Auch eine Erweiterung des Bildseitenverhältnisses auf 16:9 wurde vorgesehen. Diese übernahm man später auch für PALPlus, an dessen Entwicklung hauptsächlich die Unternehmen Thomson und Philips beteiligt waren.

HD-Mac wurde so entwickelt, dass es zu D2-MAC kompatibel und mit 10,25MHz Bandbreite auch im Hyperband des deutschen Kabelnetzes übertragbar war. Die gesamte Entwicklung verfolgte eine evolutionäre Strategie. Im ersten Schritt sollten PAL-Empfänger mittels eines Konverters so aufgerüstet werden, dass sie D2-MAC empfangen können. Spätere Geräte sollten dann den Standard direkt empfangen. HD-Mac war natürlich nur von entsprechenden HD-Geräten in voller Qualität empfangbar, allerdings konnten D2-Mac-Empfänger auch ein SD-Signal aus dem HD- Mac-Signal ableiten.

Ebenfalls 1987 waren auf der IFA²⁰ erste Kameras, Filmabtaster und Monitore für Eureka zu sehen. Ein Jahr später war dann die volle Produktionskette mit 10MHz Bandbreite verfügbar, allerdings füllten Encoder und Decoder noch ganze 13 Geräteschränke [Bis93, S. 60]. Damit wurden auch die ersten Musterproduktionen möglich. 1991 stellte Thomson dann endlich den ersten Musterbildschirm vor, allerdings wurde gleichzeitig als Alternative PALPlus entwickelt und gegen massive französische Lobbyarbeit durchgesetzt. Wie sich zeigte, hatte es fast die gleiche Bildqualität wie D2-MAC mit dem Vorteil der vollen PAL-Kompatibilität. Es reduzierte ebenfalls die Cross-Artefakte und bot eine Lösung für das 16:9-Format. Dies bedeutete das Ende für D2-Mac.

Ein weiteres Problem war, dass D2-MAC auf veralteter High-Power-Satellitentechnik basiert und politisch für ebendiese vorgeschrieben war. Astra und Eutelsat konnten aber mit den inzwischen verfügbaren neuen Low-Power-Satelliten qualitativ hochwertiges PAL-Fernsehen ausstrahlen, das jedermann ohne Konverter empfangen kann. Und das bei geringeren Kosten für den Programm- anbieter als auf einem staatlichen D2-Mac-Satellit. Außerdem zeichnete sich mehr und mehr ab, dass das Fernsehen der nächsten Generation digital sein wird. HD-MAC wurde so zu einem rückständigen System, und der Zwischenschritt über PALPlus erschien wesentlich sinnvoller.

2.2.3 Entwicklung in den USA

Nachdem in den USA zuerst vor allem in Hollywood Hi-Vision unterstützt wurde und sich beim Rundfunk niemand für HDTV interessierte -es waren keinerlei zusätzliche Werbeeinnahmen zu erwarten- kam der große Umschwung 1988, nachdem Europa die Japaner stoppte. Auf einmal verfiel man in Panik: Japan hatte HDTV fertig entwickelt und in Amerika hatte dem niemand etwas entgegenzusetzen. Um den Binnenmarkt und die heimische Elektroindustrie zu schützen, wurde ein Wettbewerb ausgeschrieben, der Verlockendes in Aussicht stellte. Amerika hatte jeden mit einer guten Idee eingeladen, sein System vorzustellen. 8 Teilnehmer reichten 11 Vorschlä- ge ein, der Gewinner sollte die alleinigen Lizenzrechte und damit Verkäufe von Millionen von

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 2.1: analoge HDTV Formate nach [Web98, S. 274]

Fernsehern und Billionen von Dollar Gewinn bekommen! Allerdings gab es große Schwierigkeiten mit dem vorhandenen 6MHz-Raster der Kanäle bei der Bandbreite eines HDTV-Signals und eine große Konkurrenz zwischen den Betreibern der terrestrischen Netze und der Kabel- und Satelliten-Netzwerke. Der eigentliche Antrieb war aber, dass man eine Abgabe brachliegender Frequenzen an andere Dienste verhindern wollte. Mit HDTV hatte man eine sinnvolle Nutzung.

Die Aussicht, dass die Japaner den Weltstandard bestimmen und unglaubliche Summen an Produktionsequipment und Unterhaltungselektronik verdienen wollten, brachte auch den USKongress ins Spiel, der zu verhindern suchte, dass zum wiederholten Male die Japaner den Markt abschöpfen, wie es schon bei Fernsehgeräten oder Videorecordern passiert ist. Nach erfolgreicher Lobbyarbeit auf politischem Parkett zogen sich die Rundfunkverbände jedoch plötzlich wieder zurück, da sich zeigte, dass die zu erwartenden Kosten einer Einführung von HDTV den Kaufpreis so manchen kleineren Senders übersteigen würden [Bri97, S. 65].

1990 entschied man sich in Amerika dafür, den terrestrischen Standard auch kabeltauglich zu entwickeln. Favorisiert wurde dabei ein Simulcast-Modell mit einem zweiten parallel ausgestrahlten HDTV-Kanal gegenüber einem Augmentations-Modell, bei dem es einen Ergänzungskanal für die hochauflösenden Daten als Zusatzinformationen gibt. Dies wäre eine Ergänzung des 6MHz- Kanals mit einem 3MHz-Kanal gewesen, jedoch zeigte sich bei Tests der Simulcast-Betrieb in der Bildqualität deutlich überlegen.

Die Verzögerungen durch Politik und neue Erkenntnisse brachten im Endeffekt aber genau die Zeit, in der ein digitales System entwickelt werden konnte. Das analoge Verschlüsselungsverfahren für Satellitenprogramme war schon geknackt und analoges HDTV nur sehr schwierig in die Bandbreite der Kanäle zu bekommen. Digitale Videokompression ist das Schlüsselelement, um HDTV in einem Kanal zu übertragen. Hier war man in den USA führend in der Forschung und brachte diese Erkenntnisse nun in die Entwicklung eines digitalen Video-Systems ein. Somit wurde durch digitales Fernsehen die kontinuierliche Fernsehkette aufgebrochen, die bisher von der Kamera bis zum Fernseher mit nur einem durchgängigen Standard existierte.

Was bleibt von den analogen HDTV-Bemühungen? In Japan sendet man mit einem veralteten System; dem Rest der Welt bleibt einzig das Bildseitenverhältnis mit 16:9, das sich ab jetzt als Standard etabliert. Tabelle 2.1 fasst abschließend die analogen HDTV-Systeme in den wichtigsten Parametern zusammen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 2.2: Grand Alliance HDTV nach [Ber04, S. 30]

2.2.4 Der Anfang der digitalen Ära

Das digitale Fernseh-Zeitalter begann 1990, als General Instruments nur 4 Wochen vor Ablauf der Anmeldefrist des in Amerika ausgeschriebenen Wettbewerbes für ein HDTV-System einen Vorschlag für das erste volldigitale System einreichte. Ein Jahr später war man für erste Tests bereit. Allerdings waren noch immer 4 Bewerber im Rennen, nachdem das analoge japanische System chancenlos ausstieg. Um endlich Geld mit HDTV verdienen zu können und weitere Kosten in der Entwicklung zu vermeiden, vereinte Donald Rumsfeld (damals bei General Instruments) 1993 die verbleibenden Akteure zur Grand Alliance. Beteiligt waren General Instruments, AT&T / Zenith (damals fast insolvent), das MIT²¹ und die Sarnoff-Gruppe mit Thomson und Philips.

Die Installation eines progressiven Standards war zwar eigentlich erwünscht, jedoch politisch nicht durchsetzbar. Viele der beteiligten Firmen haben starke Interessen in interlace-Techniken, und progressive Endgeräte waren absehbar auf Jahre hin noch nicht verfügbar. Der Kompromiss in dieser Sache war sehr schwierig und wurde durch einen Migrationsplan hin zu progressiven 1080 Zeilen realisiert. Vorher waren sowohl progressive als auch interlace-Formate zugelassen. Dick Wiley und Joe Flaherty betreuten die Entwicklung der Allianz und gaben Impulse für ei- ne Videokompression mit MPEG2²² nach MainProfile@MainLevel. Beim Standard für den Ton setzte sich das amerikanische Dolby gegen das europäische Musicam durch. Grundlage für die bei der Grand Alliance zugelassenen Formate in Tabelle 2.2 ist ein 16:9 Signal mit quadrati- schen Bildpunkten, wobei auch Frequenzen von 59,94Hz, 29,97Hz oder 23,98 Hz, die aus der NTSC-Welt kommen, zugelassen sind. Die quadratischen Bildpunkte vereinfachen erheblich die Bildbearbeitung und Effektberechnung. Für den Ton werden Mpeg2-Stereo und DolbyDigital AC-3 Surround in 5.1 mit 384kbit/s zugelassen. Nach [Ra95, S. 6] wird für terrestrische Aus- strahlung eine 8VSB²³ -Modulation angewendet, während im Kabelnetz eine 16VSB-Modulation benutzt wird.

Zur gleichen Zeit löste in Europa das European DVB²⁴ Project die HD-MAC-Bemühungen von Eureka95 ab, während Japan an seinem inzwischen erfolgreich eingeführten analogen Hi-Vision festhielt. Das DVB-Project wurde gegründet, da der Kraftakt eines weltweit gültigen Standards

nur gelingen kann, wenn alle Beteiligten an einem Strang ziehen. Zahlreiche Organisationen, Rundfunkanstalten, Konzerne aus der Geräteindustrie, Netzbetreiber, Behörden, die CEC²⁵ und die EBU beteiligten sich - insgesamt sind 17 Länder und 180 Firmen vertreten. Die Spezifizierung von DVB erfolgte über das ETSI²⁶ und ist 1993 für DVB-S über Satellit und 1994 für DVB-C über Kabel vollständig standardisiert worden; DVB-T für die terrestrische Verbreitung folgte ein wenig später.

Die ursprünglichen Ziele des DVB-Projects waren: eine terrestrische HDTV-Ausstrahlung ermög- lichen, mehr Programmvielfalt schaffen, der Empfang mit kleinen mobilen Fernsehern sogar im Auto, qualitativ hervorragende Bilder bis zur Empfangsgrenze des Signals und Integration der Dienste in Richtung IT-Technik. Diese Ziele wurden inzwischen ergänzt bzw. haben sich leicht verändert. Als Hauptziel hat sich die Vervielfachung der Programme in einem Kanal herausge- stellt, da dies für den kommerziellen Erfolg entscheidend ist. Neue Möglichkeiten der Hörfunkver- breitung, flexible Gestaltung der Bild- und Tonqualität z.B. auch durch statistischen Multiplex und neue Verfahren zur Verschlüsselung von PayTV ergänzen diese Entwicklung [Ra95, S. 10 f.].

1995 fanden in den USA letzte Tests für das HDTV-System der Grand Alliance statt, um dann ein Jahr später bei den olympischen Spielen von Atlanta mit der ersten öffentlichen volldigitalen terrestrischen HDTV-Ausstrahlung Premiere feiern zu können. Japan verkündete nun auch den Wechsel zu digitalem Fernsehen bis 2000, und wirklich wird dort seit 2001 parallel digital und analog in HDTV gesendet. Das Fazit für Europa: „Nach fast dreijähriger Diskussion um die Ein- führung der D2-MAC als europäische Zwischenstufe zum HDTV im Rahmen der Richtlinie und des Aktionsplanes bleibt nichts anderes übrig als die Unterstützung des Breitbildformates. Von einer obligatorischen Einführung einer einheitlichen europäischen Zwischennorm ist mittlerweile keine Rede mehr.“ [Dör94, S. 220], geschweige denn von einer weltweiten Norm.

2.3 Der heutige Stand

2.3.1 USA

Die Bildqualität von NTSC ist deutlich schlechter als die von PAL in Europa. Dies hat zur Folge, dass man in den USA die Verbesserung des digitalen Fernsehens viel einfacher verkaufen konnte. Seit 1998 ist man dort sowohl mit 1080i/30 als auch mit 720p/60 auf Sendung. CBS, Turner und NBC senden in 1080i/30, während ABC und FOX wohl hauptsächlich wegen des hohen Sport-Anteils in 720p/60 senden. Inzwischen sind alle Stationen darauf umgestellt, zusätzlich zum analogen Signal auch ein digitales abzugeben. Am 17. Februar 2009 soll dann das analoge NTSC abgeschaltet und nur noch digital gesendet werden. Echtes HDTV kann in den USA im PayTV 24h am Tag empfangen werden, im FreeTV bisher nur wenige Stunden am Tag.

Waren es in 2001 nur 800.000 HD-Sets, die in US-Haushalten standen, so entwickelt sich der Markt inzwischen sehr dynamisch. Im Jahr 2002 verzeichnete man schon 2Mio. Sets, 2003 5,8Mio. und 2004 hatten schon 10% aller Haushalte ein HD-taugliches Set, was 9,1Mio. Geräten ent- spricht. Im Moment werden nach [Poi05, S. 48] rund 500.000 HD-Sets pro Monat verkauft. Man erwartet 2008 einen Bestand von über 58Mio. Stück, was einer Marktdurchdringung von 45% entsprechen würde.

Für 2004 verzeichnet [Rev05, S. 2] 5Mio. Abonnements für HD-Services. Im Moment sind in den USA ca. 90Mio. Kabelanschlüsse per HDTV erreichbar. Empfangen kann man ca. 50 HD- Kanäle über Satellit, dazu noch 20 über Kabel und 10 terrestrisch. Insgesamt ist so inzwischen eine vollständige Abdeckung des Gebietes erreicht. Damit führt in den USA kein Weg mehr an HDTV vorbei.

2.3.2 Asien

Auch Japan hat inzwischen den Wechsel zu einem digitalen HDTV-System vollzogen. Das NHK versorgte im Jahr 2000 immerhin schon 2Mio. Empfänger mit 17h HDTV-Material im Format 1080i/30 am Tag über Satellit und sendet seit dem Jahr 2003 auch terrestrisch. Bis 2011 sollen alle 40Mio. Haushalte, die das NHK bedient, 24h am Tag digitales HDTV empfangen können. Bisher sind rund 8Mio. Haushalte mit entsprechenden Empfängern ausgerüstet. Die Entwicklung des Marktes zeigt in Japan eine ähnlich dynamische Tendenz wie in den USA. Empfingen zu den olympischen Spielen von Salt Lake City 2002 nur rund 1,5Mio. Japaner HDTV, sahen die Olympischen Spiele von Athen 2004 schon 6Mio. Japaner in HDTV. Für die Fußball-WM in 2006 erwartet man 10Mio. Zuschauer und für die Olympischen Spiele 2008 in Bejing dann gar 20Mio. Empfänger [Poi05, S. 46]. Weltweit werden dann schon ca. 500Mio. Menschen in der Lage sein, HDTV-Signale zu empfangen.

Weitere Pioniere im asiatischen Raum sind Korea mit einer terrestrischen HDTV-Ausstrahlung in 1080i/30 seit Januar 2001 und China. Dort fanden die ersten Tests im Juli 2001 in 3 Städten statt. Inzwischen wird seit 2003 HDTV im Regelbetrieb in 1080i/25 ausgestrahlt. Der analoge Sendebetrieb soll 2010 enden.

2.3.3 Australien

Australien ist neben Europa der zweite große Markt, der sich auf 50Hz festgelegt hat. Hier wird seit 2003 in 1080i/25 gesendet. Zu empfangen sind ca. 20h pro Woche. Inzwischen gibt es dort Überlegungen, auf den Standard 720/p50 zu wechseln, um endlich die Nachteile eines interlaceStandards loszuwerden. Die analoge Ausstrahlung soll 2008 enden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 2.3: HDTV-Formate

2.3.4 Europa

Für das Fernsehen wird in Europa seit 2001 in HDTV produziert. Neben den Ü-Wagen der Pionierfirma Alfacam (2005 schon 12 Stück) gibt es inzwischen einige andere Ü-Wagen und TV- Studios. Die Auftragsbücher der Hersteller sind z.B. auch wegen der Fußball-WM prall gefüllt. Fast alle Geräte für professionelle Produktion und Post-Produktion sind auch in HD-Versionen verfügbar, allerdings gibt es noch einige Probleme mit der Integration von 720p/50. Der Breit- bildanteil in 16:9 steigt kontinuierlich von momentanen 20% auf geschätzte 80% für das Jahr 2008. Eine elementare Triebfeder dieser Entwicklung wird die Fußball-WM werden, die als erste Großveranstaltung weltweit komplett in HD produziert wird. Bisher war ein HD-Signal immer nur direkt an der Produktionsstätte und auch nicht von allen Events zu bekommen. Diesmal werden alle Signale im internationalen Broadcast Center in HD zur Verfügung gestellt. Der Fußball-WM 2006 wird eine ähnliche Bedeutung für die Einführung von HDTV in Europa zukommen wie der WM 1970 für die Einführung des Farbfernsehens.

Die HDTV-Formate für Europa sind von der ITU und der SMPTE standardisiert worden. Das Format 1080i/25 ist festgelegt in der ITU-R BT. 709 und in der SMPTE 274M, 720p/50 in der SMPTE 296M. Leider konnte sich die ITU bisher nicht dazu durchringen, das Format 720p/50 zu standardisieren - trotz des Wunsches von 13 Staaten und massiver Lobbyarbeit scheiterte der Versuch im Oktober 2005 zum wiederholten Male an dem Veto von 3 Staaten, darunter Japan. Eine Übertragung des HD-Signals erfolgt über HD-SDI²⁷, das in der ITU-R BT.1120-3 und der SMPTE 292M standardisiert ist. Der bei HDTV benutzte Farbraum ist ebenfalls in ITU-R BT. 709 definiert und entspricht dem sRGB-Standard. Zu Beachten ist hierbei, dass ein Farbbalken nach sRGB nicht mehr so gleichmäßig aufgeteilt ist, wie man es von PAL gewohnt ist. Siehe auch Abbildung 2.2. Die EBU unterteilt die möglichen Formate in die in Tabelle 2.3 dargestellten Systeme. Dabei ist anzumerken, dass über HD-SDI kein 1080p/50 übertragbar ist und keinerlei Formate in RGB und 1080 Zeilen. Für eine Übertragung eines 1080p/50-Signals in RGB ist dann selbst die Bandbreite eines DualLink-HD-SDI-Kanals mit 2 Verbindungskabeln und doppelter Bandbreite nicht mehr ausreichend.

Euro1080 ging als erster Kanal am 1. Januar 2004 in Europa auf Sendung. Der Sender hat 2005 immerhin schon 100.000 Abonnenten und kann theoretisch über 5 Satelliten und 25 Kabelnet- ze ca. 450 Mio. Kunden erreichen [Feh05]. Allerdings wird hier anfangs nur mit MPEG2 und

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.2: HD-Farbbalken

DVB-S mit einer Datenrate von 18Mbit/s gesendet, während alle jetzigen Aktivitäten auf eine HDTV-Ausstrahlung per MPEG4 und DVB-S2 mit einer Datenrate mit bis zu 8Mbit/s abzielen. Zusätzlich gibt es HD-Demonstrationskanäle auf Astra, Eutelsat und Hispasat. Auf Astra laufen hauptsächlich Trailer für PremiereHD und Pro7 und Sat1, während auf Eutelsat ein Demons- trationskanal des französischen HD-Forums läuft. Als erster Satellitenbetreiber verkündete die Astra Platform Services (APS), im August 2005 in MPEG4 und DVB-S2 sendebereit zu sein [wwwhra].

Danach kamen in Europa am 26. Oktober 2005 Pro7 und Sat1 mit einer doppelten Premiere per Simulcast auf Sendung. Zum einen wurde erstmalig mit MPEG4/AVC²⁸ und DVB-S2 übertra- gen, zum anderen sind es die ersten europäischen FreeTV-Sender, die sich auf das HD-Gebiet wagen. Allerdings sendet man dort fast ausschließlich ein hochkonvertiertes SD-Signal und das zudem noch unter Ausschluss der Öffentlichkeit, da entsprechende Set-Top-Boxen erst zum Weih- nachtsgeschäft 2005 in den Handel kamen. Über den Regelbetrieb wird Ende 2006 entschieden.

Genau diese Probleme mit der Verfügbarkeit der Set-Top-Boxen veranlasste Premiere, seinen HD- Start zweimal zu verschieben. Das Problem liegt an der mangelnden Verfügbarkeit der MPEG4- Decoder-Chips. Gestartet wurde am 3. Dezember endlich der Sportkanal von Premiere im Format 1080i/25. Folgen sollen noch ein Spielfilm- und ein Doku-Kanal. Der Grund für die Formatwahl ist zum einen, dass fast alles, was man an Programm einkaufen kann, in 1080i zu bekommen ist, zum anderen gibt es immer noch Probleme, eine durchgehende Produktionskette in 720p/50 aufzubauen. Das gesamte Programmbouquet soll zu einem Aufpreis von 12,-e auf das Komplett- paket erhältlich sein. Entsprechende Decoder werden von Pace, Philips und Humax geliefert. Premiere erwartet bis Mitte 2008 ca. 500.000 HD-Abonnements, und wie sich gezeigt hat, sind diese Schätzungen eher realistisch als optimistisch, da Premiere im Oktober 2005 sogar 10.000 Abonnements über der eigenen Schätzung für normale Abos lag. Die ersten Verträge für die Ein- speisung ins Kabelnetz sind schon unterzeichnet und dem gesamten Markt sollen auch über eine Ausstattung der Premiere-Sportsbars und des Handels weitere Impulse gegeben werden. Einen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 2.4: HD-Kanäle auf Astra mit Stand 21.10.2005

Schatten auf diese Entwicklung wirft allerdings der Entzug der DFL-Live-Sportrechte ab 2006 - die weitere Entwicklung muss hier abgewartet werden.

Weitere HDTV-Aktivitäten gibt es im Ausland z.B. bei BSkyB und BBC, die beide im Moment Teststrecken im Betrieb haben. BSkyB kündigt seinen Start für den Februar 2006 mit SkyHD an, wobei auf eine Set-Top-Box von Thomson gesetzt wird. Die BBC will erst 2010 starten, dafür dann aber komplett und frei zugänglich. Sie hat für 2006 erste Testausstrahlungen über Satellit und im Londoner Raum auch per DVB-T angekündigt und offengelassen, ob die Fußball-WM nicht auch in diesen Rahmen fallen könnte. CanalPlus sendet in Skandinavien schon mit MPEG2 in HDTV, will aber demnächst auf MPEG4 umschwenken. In Frankreich will CanalPlus im April 2006 mit bis zu 5 Kanälen starten, die zuerst nur über Satellit empfangbar sein werden, später dann aber auch im Kabel und terrestrisch verfügbar sein sollen. France Télévision will im dritten Quartal 2006 starten. In Tabelle 2.4 ist die momentane Situation auf Astra dargestellt.

Die Frequenzplanung stellt in Europa eine der Hauptschwierigkeiten für die Einführung von HDTV dar. Anders als in Asien und den USA gibt es hier viel weniger Spielraum, da die Dichte der unterschiedlichen Staaten und Sprachen wesentlich höher ist [Hof04]. Aber genau diese Vielfalt des Angebotes im europäischen Fernsehen macht den Reiz aus und liefert einen großen Stellenwert für die europäische Kultur. Auf jeden Fall ist sich Europa einig, dass HDTV kommen wird; die Frage ist nur, wie schnell. Dies konnte man auch ganz deutlich auf der IBC in Amsterdam erleben. Dort war HDTV 2004 nur eines der Themen. 2005 kam man an fast keinem Stand mehr um das Thema HDTV herum, die Messe war praktisch eine HDTV-Messe.

Nur die öffentlich-rechtlichen Rundfunkanstalten halten sich im Moment noch zurück. Allerdings ist klar, dass man mit den öffentlichen Gebühren verantwortungsbewusst umgehen will, und des- halb erst dann in HDTV investieren wird, wenn genügend Zielpublikum als Basis vorhanden ist. Eine Investition im Bereich einiger Millionen Euro wird sich kaum für ein paar Tausend Zuschau- er rechtfertigen lassen; die Geschichte lehrt hier, dass ein voreiliges Vorpreschen im Extremfall zu nutzlosen Investitionsruinen führen kann. Aus diesem Grund verfolgen die öffentlich-rechtlichen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.3: Bildgrößenvergleich aus einer Astra-Broschüre

Rundfunkanstalten die Strategie, ersteinmal die Bildqualität des Standard-Signals und den Anteil des Breitbildformates im Programm zu erhöhen. Dies kostet erheblich weniger, nutzt aber der breiten Masse der Zuschauer, und man kann sich so ein wenig von der allgemeinen Tendenz absetzen, immer mehr Programme in immer schlechterer Qualität anzubieten.

Auch in der Produktion sollte erstmal dem Trend entgegengewirkt werden, immer geringere Datenraten zu benutzen. Eine durchgehende Datenrate von 50Mbit/s -wie z.B. beim IMX-Format verwendet- würde die Bildqualität wesentlich verbessern. Dies alles wird auch öffentlich so kommuniziert, z.B. in [Mat05], die Frage ist nur, in wieweit es auch umgesetzt wird. Bei einem Signal, das über 8Mbit/s-SNG²⁹ -Strecken in die Produktion geleitet wird, kann beim Zuschauer keine vernünftige Bildqualität mehr ankommen. Wird dann noch in DVB-T mit 2,5Mbit/s gesendet, ist das Signal technisch unzureichend.

2.4 Zukünftige Entwicklung

2.4.1 Warum diesmal?

Die Frage, die sich nach der Betrachtung der bisherigen Entwicklung und des wahnwitzig teu- ren Reinfalls mit HD-MAC aufdrängt, ist: Warum sollte es diesmal klappen? Es gibt eine ganze Vielzahl von Gründen, die im Folgenden betrachtet werden. Zunächst einmal ist es unabhängig des Scheiterns von HD-MAC so, dass die Bildgröße eines HD-Bildes den Zuschauer überzeugt. Ein SD-Bild hat nur 400.000 Pixel, während ein HD-Bild mit ca. 2.000.000 Pixeln beeindruckt. Sehr anschaulich ist dies in Abbildung 2.3 zu sehen. Dass dieses Mehr an Bildqualität wirklich vom Kunden wahrgenommen wird, zeigen die Abbildungen 2.4, die eine recht klare Aussage er- möglichen und bei groß angelegten Tests in Schweden entstanden sind. Auch die unglaubliche

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2.4: SD vs. HD Bildqualität aus [Woo04]

Dynamik, die der HD-Markt laut allen aufgeführten Untersuchungen entfalten wird und anders- wo schon entfaltet hat, lässt den eindeutigen Schluss zu, dass langfristig kein Weg an HDTV vorbeiführt.

Wie in Kapitel 2.2.2 dargestellt, war D2-MAC nicht durchsetzbar. So musste das daran gebundene und zusätzlich analoge HD-MAC zu der Zeit der sich abzeichnenden Digitalisierung scheitern. Ein weiterer Aspekt ist, dass damals das gesamte System von der Kamera bis zum Fernseher hätte ausgetauscht werden müssen und die benötigte Bandbreite für die Verteilung einfach zu groß war. Heutzutage ist HDTV schon längst in bestimmten Teilbereichen der Produktion, Postproduktion und inzwischen sogar beim Kunden eingeführt.

Zudem waren bei den analogen Systemen durch die Teilung der Standards in Hi-Vision und HD- MAC Probleme bei der weltweiten Vermarktung und der Entwicklung eines zugkräftigen Geräte- marktes vorgezeichnet. Dagegen ist das Produktionsequipment heute im Prinzip identisch, genau wie die Endgeräte. Leider ist der Ausstrahlungsstandard immer noch unterschiedlich. Trotzdem konnte sich so ein viel größerer Markt entwickeln. Das digitale Fernsehen kann seine Vorteile durch die jetzt schon beim Endkunden vorhandenen Surroundanlagen und Breitformatdisplays voll ausspielen.

In Australien wurde z.B. von der Regierung vorgeschrieben, dass jeder Sender 2 Jahre nach der Einführung von HDTV pro Woche mindestens 20h in echtem HD ausstrahlen muss [Web05, S. 4]. Dort hat übrigens nach vielen Tests das europäische DVB klar gegenüber dem amerikanischen ATSC³⁰ gewonnen und so den Zuschlag bekommen. Genau dieser Antrieb des Marktes fehlt lei- der in Europa, obwohl die EU schon 1990 erkannte, dass HDTV die Konvergenz von Film und Fernseh-Produktion verstärkt und große wirtschaftliche Auswirkungen in den Bereichen Unter- haltungselektronik, Chipherstellung, Telekommunikation und Medien hat [Bis93, S. 116]. Leider steht man dort im Augenblick trotz eines großen Konsens in allen Branchen eher auf dem Stand- punkt, „was einmal gescheitert ist, muss wieder scheitern“. So wurde ein Antrag auf finanzielle Unterstützung für ein neues europaweites HDTV-Projekt von der EU mit einer Begründung ab- gelehnt, die Vermutungen nahelegt, dass der Antrag gar nicht richtig gelesen wurde. Inzwischen wurden zu diesem Vorgang aber „Formfehler“ eingeräumt.

Im Bereich der Produktion lässt sich feststellen, dass sowohl im Film, als auch in der Werbung und bei Fernsehproduktionen jetzt schon viele Projekte in HD gedreht werden. Bei einer Fern- sehproduktion rechnet man in 2005 mit ca. 20% Mehrkosten, wie an der Beispielproduktion aus [Dön05] ersichtlich ist, die für 2001 in SD 100.000,-e und in HD noch stolze 155.340,-e kostete. 2005 kostete eine Folge der gleichen Serie in SD nur noch 92.233,-e und in HD 115.473,-e. Die Tendenz ist also ganz klar erkennbar, und es wird nicht mehr lange dauern, bis zumindest das Produktionsequipment keinen Aufpreis mehr kosten wird. Die BBC rechnet im Jahre 2008 mit ei- ner Kostenangleichung für Geräte oder fertig eingekaufte Produktionen. Allerdings muss man bei Eigenproduktionen weiterhin mit Mehrkosten in Bereichen wie Licht, Kulisse oder Maske rech- nen, da HD dort einfach viel mehr Details zeigt. Gegenüber einer 35mm-Filmproduktion lassen sich jedoch deutlich Kosten sparen. Nach Auskunft der BBC können sich aber die 20% Mehr- kosten sehr schnell rechnen, da angeblich bis zu 70% Mehreinnahmen durch die internationale Vermarktung gerade in Japan und den USA erzielt werden können.

Ganz klar ist im Moment jedenfalls, dass jeder Sender, der demnächst in HDTV senden oder seine Produktionen international vermarkten will, jetzt schon in HD produzieren muss. Neben- bei lässt sich so die langfristige Vermarktbarkeit für die Zukunft sichern. Der internationale Programmaustausch wird dabei stark vereinfacht, da heute das erste Mal in der Geschichte ein wirkliches allgemeines Austauschformat (CIF³¹ ) mit 1920 x 1080 Pixeln und 24 - 60 Frames besteht [Sch02b]. Die verschiedenen Bildfrequenzen sind hierbei historisch gewachsen: 50Hz in Europa, 60Hz in den USA und 24Hz im Film. Zusätzlich kann bei einer Konvertierung des HD- Materials in ein SD-Format auch hier noch einen Qualitätsgewinn verzeichnet werden.

Besonders geeignet ist eine HD-Einführung zu dem jetzigen Zeitpunkt für PayTV-Sender, da deren Publikum sowieso schon hochwertigere Fernsehgeräte besitzt und auch bereit ist, für besonders hochwertiges Programm zu bezahlen. Aber auch alle anderen Sendeanstalten bekommen einen zunehmenden Druck zu spüren, da sie sich inzwischen bei der Bildqualität nicht nur mit der DVD³² als Bildquelle, sondern auch mit vielfältigen HD-Bildquellen messen müssen. Entsprechendes Material kann z.B. von HD-DVD-Playern, DigiCams, Camcorder, GameStations oder PCs ohne Probleme ausgespielt werden.

Dabei hat ein Test im Oktober 2002 bei der RAI³³ in Turin ergeben, dass bei Displays ab 42“ die momentanen Datenraten bei SD nicht ausreichen, um eine annehmbare Bildqualität zu erzielen. Bei 7-8Mbit/s ist das Bild noch immer eine Qualitätsstufe schlechter als das Original [DD02, S. 1]. Laut [Hof04, S. 536] sind nach Tests der BBC in MPEG2 mindestens 8-10 Mbit/s nötig um nur eine halbe Qualitätsstufe Unterschied zu erreichen - im Moment werden im Schnitt eher 4,5Mbit/s gesendet, bei DVB-T auch schon mal 2,5Mbit/s. Aber die verkaufkräftigsten Displays liegen zunehmend in dem Bereich von 30“-40“.

[...]

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¹ ARD: Arbeitsgemeinschaft der öffentlich-rechtlichen Rundfunkanstalten der Bundesrepublik Deutschland

² ITU: International Telecommunication Union

³ NHK: Nippon Hoso Kyokai

⁴ HVS: Human Visual Systems

⁵ EBU: European Broadcasting Union

⁶ PAL: Phase Alternating Line [Lav05]. Somit ist die

⁷ CCIR: Comité Consultatif International des Radiocommunications

⁸ ISO: International Organization for Standardization

⁹ IEC: International Electrotechnical Commission

¹⁰ ANSI: American National Standard Institute

¹¹ SMPTE: Society of Motion Picture and Television Engineers

¹² FCC: Federal Communication Committee

¹³ SDTV: Standard Definition Television

¹⁴ NTSC: National Television Systems Committee

¹⁵ SECAM: Séquentiel Couleur avec Mémoire

¹⁶ BBC: British Broadcasting Corporation

¹⁷ MUSE: Multiple Subsampling Encoding

¹⁸ MAC: Multiplexed Analogue Components

¹⁹ F&E: Forschung & Entwicklung

²⁰ IFA: Internationale Funkausstellung

²¹ MIT: Massachusetts Institute of Technology

²² MPEG: Motion Picture Experts Group

²³ VSB: Vestigial Sideband Modulation

²⁴ DVB: Digital Video Broadcasting

²⁵ CEC: Commission for Environmental Cooperation

²⁶ ETSI: European Telecommunications Standards Institute

²⁷ SDI: Serial Digital Interface

²⁸ AVC: Advanced Video Coding

²⁹ SNG: Satellite News Gathering

³⁰ ATSC: Advanced Television Systems Committee

³¹ CIF: Common Image Format

³² DVD: Digital Versatile Disc

³³ RAI: Radiotelevisione Italiana

• Université: Hamburg University of Applied Sciences (Fakultät DMI)
• Note: 1,7
• Auteur: Johannes Glatz (Auteur)
• Année de publication: 2006
• Pages: 94
• N° de catalogue: V62569
• ISBN (ebook): 9783638557856
• ISBN (Livre): 9783638880640
• Langue: allemand
• mots-clé: Einführung, HDTV, ARD-Sendezentrum, Voraussetzungen, Realisierbarkeit