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Digitales Fernsehen über Antenne und Kabel

TV digital

von Mirko Dölle

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Analoges Fernsehen ist Vergangenheit, zumindest in Berlin und rund um Hannover. Hier hat das digitale terrestrische Fernsehen die analoge Technik abgelöst, aber auch im Kabelfernsehen gibt es bereits digitale Sender. Dieser Artikel zeigt Ihnen, worauf Sie beim Zukunfts-Fernsehen achten müssen.

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Die Umstellung auf DVB wird die größte TV-Revolution, seit vor über fünfzig Jahren das Fernsehen eingeführt wurde -- selbst das Farbfernsehen war verglichen mit DVB (Digital Video Broadcasting) nur eine geringfügige Erweiterung des bestehenden Schwarz-Weiß-TV.

DVB-T, digitales terrestrisches Fernsehen, verwendet den gleichen Frequenzbereich wie das herkömmliche analoge Fernsehen. Für den Test- und Übergangsbetrieb werden in der Regel sechs bis acht Fernsehsender auf bislang ungenutzten Kanälen parallel zum analogen TV-Programm ausgestrahlt, für den Regelbetrieb mit bis zu 24 Kanälen müssen jedoch die analogen Programme weichen.

Der Übergangszeitraum, in dem beide Fernsehformen angeboten werden, beträgt in der Regel drei bis sechs Monate -- danach gibt es für analoge Teilnehmer nur noch Schnee auf die Mattscheibe. Wer nun noch seine herkömmlichen Videorekorder und Fernseher benutzen möchte, muss sich DVB-T-Receiver kaufen -- für jedes einzelne Empfangsgerät einen.

Neben den entstehenden Kosten leidet auch der Komfort: So muss dann nicht nur der Videorecorder programmiert werden, sondern auch der DVB-T-Receiver für den Videorecorder. Gerade bei vielen Aufnahmen auf unterschiedlichen Kanälen kann das problematisch werden, je nach dem wie viele Programmplätze der Receiver bietet.

Verschlüsseltes Kabel

Deutlich verschärfter ist die Situation beim digitalen Kabelfernsehen. Die Kabel-Anbieter speisen seit langem die öffentlich-rechtlichen Sender auch digital ein, die Privaten wie die Prosieben- und RTL-Gruppe fehlen dagegen vollständig. Kabel Deutschland will diese Sender lediglich verschlüsselt und gegen eine Zusatzgebühr anbieten, was bei den Programmanbietern auf heftige Gegenwehr stößt. Derzeit ist keine Lösung des Konflikts absehbar, es sieht so aus, als ob die Zuschauer auch weiterhin auf Pro 7, RTL & Co. im digitalen Kabel verzichten müssen.

Immerhin werden die analogen Sender länger über Kabel als terrestrisch ausgestrahlt, während der Autor spätestens für 2007 mit dem Ende des analogen terrestrischen Fernsehens rechnet, wird es analoges Kabel-Fernsehen wohl mindestens bis 2010 geben.

Das verschlüsselte Kabel kommt trotzdem, seit Ende September bietet Kabel Deutschland ein Digital-Paket für 9 Euro an, das einige Spartenkanäle von Premiere sowie eigene Filmkanäle enthält -- wohl gemerkt 9 Euro zusätzlich zu den beinahe 16 Euro Kabel-Grundgebühr.

Receiver für alle

Genau wie bei DVB-T und DVB-S benötigt man auch für digitales Kabel, DVB-C, einen Receiver pro Empfangsgerät -- damit kommt der Benutzer jedoch nur in den Genuss der öffentlich-rechtlichen und wenigen frei empfangbaren Musik- und Spartensender. Das zusätzliche Digital-Angebot kann man nur mit der zugehörigen Smartcard und einem Receiver mit Crypto Interface nutzen. Wer einen zweiten Fernseher etwa im Schlafzimmer stehen hat oder den Videorecorder anschließen möchte, benötigt entsprechend zwei Receiver -- und eine zweite Smartcard, die Kabel Deutschland jedoch kostenlos zur Verfügung stellt.

Wer den Computer für den digitalen Kabel-Empfang benutzen möchte, kann zwischen vier DVB-C-Karten wählen: Der Full-Featured-Karte Hauppauge WinTV DVB-C (Abbildung 1) für 280 Euro, der nahezu baugleichen Technotrend Premium 1100 DVB-C von [1] für 220 Euro, der Budget-Karte Hauppauge WinTV Nova-C für rund 100 Euro und der Technotrend DVB-C 1.0 Budget für rund 90 Euro.

Abb. 1: Die "alten" Premium-DVB-C-Karten von Hauppauge und Technotrend befinden sich derzeit im Ausverkauf, da eine neue Board-Revision angekündigt ist -- ob die neuen Karten mit Linux laufen, ist noch ungewiss.

Derzeit befinden sich die Premium-Kabel-Karten im Ausverkauf, für November ist eine neue Board-Revision mit anderem Tuner angekündigt -- ob diese neuen Karten mit Linux laufen, ist derzeit noch nicht bekannt.

Erhebliche Zusatzkosten

Der Empfang verschlüsselter Kanäle funktioniert nur mit einer Full-Featured-Karte, einem zusätzlichen Crypto Interface (CI) für rund 80 Euro und einem Common Access Module (CAM) für 120 bis 150 Euro zusätzlich. Wer zwei Sendungen gleichzeitig aufzeichnen möchte, benötigt entsprechend zwei DVB-C-Karten plus Crypto-Ausstattung.

Bei DVB-T gibt es keine verschlüsselten Fernsehkanäle. In den Gebieten Berlin, Brandenburg, Hannover, Braunschweig, Bremen, Köln, Bonn, Frankfurt, Wiesbaden und Mainz werden bereits Fernsehprogramme digital ausgestrahlt, ab November kommen Hamburg und Kiel dazu. Die Karte aus Abbildung 2 zeigt, welche Gebiete bereits versorgt sind oder in naher Zukunft versorgt werden.

Abb. 2: DVB-T gibt es in den nächsten zwei Jahren nur in den Ballungszentren, spätestens 2010 wird das analoge Fernsehen jedoch insgesamt abgeschaltet -- auch wenn die Versorgung bis dahin nicht flächendeckend gewährleistet ist.

Man unterscheidet zwischen zwei Typen von DVB-Empfangskarten: Die Budget-Empfangskarten verfügen lediglich über den Empfangszweig, währen die Premium- oder Full-Featured-Karten zusätzlich einen MPEG-2-Decoder nebst TV-Ausgang besitzen.

Budget-DVB-Karten wie Hauppauges WinTV Nova-T (Abbildung 3) für rund 100 Euro oder die Technotrend DVB-T 1300 Budget reichen zum Empfang von DVB-T völlig aus -- sie liefern dem Computer den Datenstrom, also das digitale Fernsehsignal. Nur die Full-Featured-Karte Technotrend DVB-T 1.2 Premium hat auch gleich den passenden MPEG-2-Decoder an Bord und generiert daraus ein analoges Composite-Video-Signal für den Fernseher.

Abb. 3: Nur die Budget-DVB-T-Karten können das gesamte Kanalspektrum empfangen, den Tunern der Premium-Karten fehlt der komplette VHF-Bereich von Kanal 5 bis 12.

Blinder Fleck bei DVB-T

Die Technotrend DVB-T 1.2 Premium, die einzige derzeit unterstützte Full-Featured-Karte für DVB-T, hat jedoch einen erheblichen Pferdefuß: Ihr Tuner kann lediglich die Kanäle 21 bis 68 aus dem UHF-Band empfangen, das VHF-III-Band mit den Kanälen 5 bis 12 hingegen nicht. Vermutlich nahmen die Konstrukteure nicht auf diese Besonderheit im deutschen DVB-T-Raum Rücksicht, denn im Ausland wird durchgehend nur UHF benutzt. Von diesem "blinden Fleck" sind in Berlin die Sender BBC World, FAB, WDR, SWR, MDR, NDR und Arte betroffen -- sie lassen sich lediglich mit den Budget-Karten empfangen, deren Tuner sowohl VHF wie UHF beherrscht.

Linux unterstützt mit Kernel 2.6 standardmäßig die DVB-T- und DVB-C-Empfangskarten von Technotrend und Hauppauge, bei Kernel 2.4 ist ein separates Treiberpaket von [2] erforderlich. Zusätzlich benötigen Sie bei DVB-T die Firmware und den Frontend-Treiber für die DVB-T-Karten, die Sie aus den Windows-Treibern herauslösen müssen -- die Kabel-Karten sind davon nicht betroffen.

Die Windows-Treiber der Budget-Karten finden Sie unter [3], aus dem Zip-Archiv benötigen Sie den Frontend-Treiber ttlcdacc.dll aus dem Verzeichnis Software/Oem/PCI/App. Kopieren Sie diese Datei nach /usr/lib/hotplug/firmware und nennen Sie sie tda1004x.bin -- dort sucht der Hotplug Firmware Loader des Kernels als erstes.

Windows-Treiber unter Linux

Für die Premium-Karte können Sie prinzipiell auch den Frontend-Treiber der Budget-Karten einsetzen, oder Sie kopieren den im Treiber-Paket von [4] enthaltenen Treiber ttdvbacc.dll.aus dem Verzeichnis software/OEM/HE/App wiederum nach /usr/lib/hotplug/firmware/tda1004x.bin. Zusätzlich müssen Sie die Firmware des MPEG-Decoders, die Datei SC_MAIN.MC aus dem Verzeichnis software/OEM/HE/App/boot des Treiber-Pakets nach /usr/lib/hotplug/firmware/sc_main.mc kopieren.

Für Benutzer von Kernel 2.6.8.1 oder höher ergibt sich eine weitere Änderung: aufgrund des erweiterten Bereichs für Major-Device-Numbers werden die DVB-Karten nun nicht mehr über Major-Number 250 (reserviert für lokale und experimentelle Zwecke), sondern über Major-Number 212 angesprochen. Deshalb müssen alle Einträge unter /dev/dvb entsprechend ersetzt werden. Für Benutzer älterer Kernel, insbesondere 2.4, ändert sich nichts.

Um die Treiber zu laden, verwenden Sie am besten das Script insmod.sh, das Sie im Paket des DVB-Treibers von [2] in zwei Versionen -- für Kernel 2.4 und Kernel 2.6 -- finden. Scheitert das Laden der Treiber, liegt es meist daran, dass die Firmware- und und Treiberdateien der Windows-Treiber an der falschen Position liegen oder nicht den richtigen Namen haben. In dem Fall finden Sie im Syslog /var/log/messages oder /var/log/syslog ungefähr folgende Meldung:

syslog.warn klogd: tda1004x: Detected Philips TD1316 tuner.
syslog.warn klogd: tda1004x_fwupload: Unable to open firmware /usr/lib/hotplug/firmware/tda1004x.bin

In dem Fall müssen Sie noch einmal die Position und den Dateinamen überprüfen. In seltenen Fällen schlägt auch das Laden der Firmware fehl -- das kann daran liegen, dass Technotrend den Windows-Treiber verändert hat und die Einsprung-Adresse für den Firmware-Loader nicht mehr stimmt. Versuchen Sie es in dem Fall mit einer älteren Firmware oder einem Pendant von Convergence aus [5].

Ist der Treiber geladen, benötigen Sie natürlich eine Kanalliste, um einen Sender zu empfangen. Im Download-Bereich des VDR-Portals [6] gibt es bereits für viele Regionen fertige Kanallisten, die Sie verwenden können. Ist nichts passendes dabei, müssen Sie entweder den Frequenzbereich scannen lassen oder Ihre Kanal-Liste von Hand erstellen.

Kanalliste anlegen

Zum scannen der Kanäle benutzen Sie das Programm scan aus dem Paket linuxtv-dvb-apps-1.1.0.tar.bz2 von [2]. Gegenüber früheren Versionen müssen Sie in der Aktuellen Version von scan einen Datensatz mit Frequenzbereich, Fehlerkorrektur und Modulationsart beim Aufruf mitgeben -- Beispieldateien finden Sie im Unterverzeichnis util/scan/dvb-t und für Kabel unter util/scan/dvb-c. Folgender Aufruf scannt zum Beispiel die DVB-T-Kanäle in Berlin:

./scan dvb-t/de-Berlin > channels.conf

Leider ist das Scan-Ergebnis nicht sehr zuverlässig, es kommt vor, dass das Programm ganze Sendergruppen nicht, mit falschen Frequenzen oder erst nach mehreren scans findet. Es lohnt also in jedem Fall ein Blick in die Kanalkonfiguration.

Die Datei channels.conf enthält für jeden Fernsehsender eine separate Zeile mit allen Frequenzen und Daten. Die einzelnen Felder sind durch Doppelpunkte getrennt, hier am Beispiel von Eurosport über DVB-T in Berlin:

Eurosport:754000:I0C23D0M16B8T8G8Y0:T:27500:577:578:583:0:16420:0:0:0

Das erste Feld enthält den Namen des Senders im Klartext, das zweite die Frequenz in Kilohertz. Laut Betreiber-Homepage [7] wird Eurosport auf Kanal K56 ausgestrahlt, was nach Tabelle 1 einer Kanalmittenfrequenz von 754 MHz entspricht -- scan hat also den Kanal korrekt erkannt. Statt in Kilohertz können Sie die Frequenzen auch in Megahertz oder gleich in Hertz angeben -- der Wert wird intern automatisch so lange mit 1000 multipliziert, bis er größer als eine Million ist. Allerdings dürfen an dieser Stelle lediglich ganzzahlige Werte stehen, den Kanal 5 mit der Mittenfrequenz 177,5 MHz müssen Sie also zwangsläufig mit "177500" eintragen. Das gleiche gilt für den Kabelempfang mittels DVB-C, die Mittenfrequenzen für die Kabel-Sonderkanäle finden Sie in Tabelle 2.

Die dritte Spalte enthält zusätzliche Parameter für den Empfangsweg, bei DVB-T ist das ein Sammelsurium aus verschiedenen Angaben über Bandbreite, Inversion und Modulationsart -- "M16" steht hier zum Beispiel für die Modulationsart Quadrature Frequency Division Multiplexing (QFDM). Bei DVB-S über Satellit stünde im dritten Feld die Polarisationsebene, bei Kabel einfach "M64" für die Modulationsart QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Die vierte Spalte enthält schließlich die Angabe über den Empfangsweg -- "T" für DVB-T, "C" für Kabel und "S" gefolgt von der Satellitenposition für DVB-S.

Bis zu diesem Punkt sind die Konfigurationsdaten noch nicht eindeutig, da auf jedem Kanal mehrere Sender gleichzeitig ausgestrahlt werden. Erst mit Hilfe von Service-ID (Feld 10), Video- und Audio-PID (Felder 6 und 7) wird daraus der eindeutige Eintrag für den jeweiligen Sender. Wichtig ist, dass es keinen Sender doppelt gibt, weil dies manche Anwendungsprogramme wie etwa VDR [8] nicht vertragen. Dementsprechend müssen Sie Doppel unbedingt entfernen.

Zappen und aufnehmen

Mit Hilfe der Programme tzap und czap schalten Sie schließlich auf die einzelnen Kanäle. Beide Programme erwarten die Kanal-Konfigurationsdatei im Home-Verzeichnis des jeweiligen Benutzers unter .tzap/channels.conf respektive .czap/channels.conf. Folgender Befehl schaltet auf den ersten Kanal einer DVB-T-Karte:

tzap -n 1

Anstelle des Parameters "-n 1" für den ersten Kanal können Sie auch die Klartextbezeichnung des Kanals angeben -- enthält der Name Leerzeichen, müssen Sie ihn in Anführungszeichen einschließen. Bei mehreren DVB-Karten geben Sie mit dem Parameter -a 0 an, dass die erste DVB-Karte gemeint ist, mit -a 1 die zweite, und so weiter. Der Parameter "-r" sorgt zusätzlich dafür, dass die Videodaten auf /dev/dvb/adapter0/dvr0 ausgegeben werden.

Besitzen Sie eine Full-Featured- oder Premium-DVB-Karte, sehen Sie das Fernsehprogramm nun am Composite-Video-Ausgang der Karte. Bei Budget-Karten müssen Sie den MPEG-2-Datenstrom aus dem Device /dev/dvb/adapter0/dvr0 lesen, während Sie gleichzeitig zum Beispiel mit tzap -n 1 -r den Tuner auf den entsprechenden Kanal schalten.

Dabei wird nicht nur der gerade ausgewählte Sender, sondern der Datenstrom des gesamten Transponders (Transponder Stream, TS) aufgezeichnet -- bei Satellit sind das bis zu 16 Kanäle, bei DVB-T und DVB-C immerhin noch vier. Zum Abspielen benötigen Sie jedoch trotzdem eine Full-Featured-Karte, Mplayer und Xine können mit einem Transponder Stream nämlich nichts anfangen. Mit Video-Programmen wie Xawtv oder KwinTV können Sie das Fernsehbild bei Full-Featured-Karten immerhin parallel auf dem Computer-Monitor ausgeben.

In der Praxis dienen die Kommandozeilenprogramme jedoch nur der Fehlersuche oder einem ersten Test, ob Karten und Treiber korrekt funktionieren. Für den regulären Betrieb empfiehlt sich, VDR [6] zu benutzen -- damit lassen sich Sendungen nicht nur komfortabel aufzeichnen und verwalten, sondern auch als MPEGs speichern. Wer nicht den Aufwand betreiben und alle Programme selbst übersetzen möchte, sollte sich LinVDR [9] ansehen, diese Mini-Distribution ist binnen 15 Minuten komplett eingerichtet und betriebsbereit. (mdö)

Infos

[1] Bezugsquelle für Technotrend-DVB-Karten: http://www.dvbshop.tv [2] DVB-Treiber für Kernel 2.4 und Kernel 2.6: http://www.linuxtv.org/download/dvb [3] Treiber-Paket für Budget-DVB-T-Karten: http://www.technotrend.de/new/215/TTweb_215a_budget_20_05_2003.zip [4] Treiber-Paket für Premium-DVB-T-Karten: http://www.technotrend.de/new/216/Premium_216a.zip [5] Alternative Frontend-Treiber von Convergence für DVB-T-Karten: http://linuxtv.org/cgi-bin/cvsweb.cgi/dvb-kernel/firmware/ [6] Das Benutzer-Forum VDR-Portal: http://www.vdrportal.de [7] DVB-T, das Überallfernsehen: http://www.ueberallfernsehen.de [8] VDR, ein digitaler Linux-Videorecorder: http://www.cadsoft.de/vdr [9] Mini-VDR-Distribution LinVDR: http://linvdr.org/projects/linvdr

Tabelle 1: Antennen-Kanäle
Kanal	Bereich	DVB-T-Frequenz
5	174 MHz -- 181 MHz	177,5 MHz
6	181 MHz -- 188 MHz	184,5 MHz
7	188 MHz -- 195 MHz	191,5 MHz
8	195 MHz -- 202 MHz	198,5 MHz
9	202 MHz -- 209 MHz	205,5 MHz
10	209 MHz -- 216 MHz	212,5 MHz
11	216 MHz -- 223 MHz	219,5 MHz
12	223 MHz -- 230 MHz	226,5 MHz
21	470 MHz -- 477 MHz	474 MHz
22	477 MHz -- 484 MHz	481 MHz
23	484 MHz -- 491 MHz	488 MHz
24	491 MHz -- 498 MHz	495 MHz
25	498 MHz -- 505 MHz	502 MHz
26	505 MHz -- 512 MHz	509 MHz
27	512 MHz -- 519 MHz	516 MHz
28	519 MHz -- 526 MHz	523 MHz
29	526 MHz -- 533 MHz	530 MHz
30	533 MHz -- 540 MHz	537 MHz
31	540 MHz -- 547 MHz	544 MHz
32	547 MHz -- 554 MHz	551 MHz
33	554 MHz -- 561 MHz	558 MHz
34	561 MHz -- 568 MHz	565 MHz
35	568 MHz -- 575 MHz	572 MHz
36	575 MHz -- 582 MHz	579 MHz
37	582 MHz -- 589 MHz	586 MHz
38	589 MHz -- 596 MHz	593 MHz
39	596 MHz -- 603 MHz	600 MHz
40	603 MHz -- 610 MHz	607 MHz
41	610 MHz -- 617 MHz	614 MHz
42	617 MHz -- 624 MHz	621 MHz
43	624 MHz -- 631 MHz	628 MHz
44	631 MHz -- 638 MHz	635 MHz
45	638 MHz -- 645 MHz	642 MHz
46	645 MHz -- 652 MHz	649 MHz
47	652 MHz -- 659 MHz	656 MHz
48	659 MHz -- 666 MHz	663 MHz
49	666 MHz -- 673 MHz	670 MHz
50	673 MHz -- 680 MHz	677 MHz
51	680 MHz -- 687 MHz	684 MHz
52	687 MHz -- 694 MHz	691 MHz
53	694 MHz -- 701 MHz	698 MHz
54	701 MHz -- 708 MHz	705 MHz
55	708 MHz -- 715 MHz	712 MHz
56	715 MHz -- 722 MHz	719 MHz
57	722 MHz -- 729 MHz	726 MHz
58	729 MHz -- 736 MHz	733 MHz
59	736 MHz -- 743 MHz	740 MHz
60	743 MHz -- 750 MHz	747 MHz
61	750 MHz -- 757 MHz	754 MHz
62	757 MHz -- 764 MHz	761 MHz
63	764 MHz -- 771 MHz	768 MHz
64	771 MHz -- 778 MHz	775 MHz
65	778 MHz -- 785 MHz	782 MHz
66	785 MHz -- 792 MHz	789 MHz
67	792 MHz -- 799 MHz	796 MHz
68	799 MHz -- 806 MHz	803 MHz

Tabelle 2: Kabel-Frequenzen
Sonderkanal	Bereich	DVB-C-Frequenz
S02	111 MHz -- 118 MHz	114,5 MHz
S03	118 MHz -- 125 MHz	121,5 MHz
S04	125 MHz -- 132 MHz	128,5 MHz
S05	132 MHz -- 139 MHz	135,5 MHz
S06	139 MHz -- 146 MHz	142,5 MHz
S07	146 MHz -- 153 MHz	149,5 MHz
S08	153 MHz -- 160 MHz	156,5 MHz
S09	160 MHz -- 167 MHz	163,5 MHz
S10	167 MHz -- 174 MHz	170,5 MHz
S11	230 MHz -- 237 MHz	234 MHz
S12	237 MHz -- 244 MHz	241 MHz
S13	244 MHz -- 251 MHz	248 MHz
S14	251 MHz -- 258 MHz	255 MHz
S15	258 MHz -- 265 MHz	262 MHz
S16	265 MHz -- 272 MHz	269 MHz
S17	272 MHz -- 279 MHz	276 MHz
S18	279 MHz -- 286 MHz	283 MHz
S19	286 MHz -- 293 MHz	290 MHz
S20	293 MHz -- 300 MHz	297 MHz
S21	302 MHz -- 310 MHz	306 MHz
S22	310 MHz -- 318 MHz	314 MHz
S23	318 MHz -- 326 MHz	322 MHz
S24	326 MHz -- 334 MHz	330 MHz
S25	334 MHz -- 342 MHz	338 MHz
S26	342 MHz -- 350 MHz	346 MHz
S27	350 MHz -- 358 MHz	354 MHz
S28	358 MHz -- 366 MHz	362 MHz
S29	366 MHz -- 374 MHz	370 MHz
S30	374 MHz -- 382 MHz	378 MHz
S31	382 MHz -- 390 MHz	386 MHz
S32	390 MHz -- 398 MHz	394 MHz
S33	398 MHz -- 406 MHz	402 MHz
S34	406 MHz -- 414 MHz	410 MHz
S35	414 MHz -- 422 MHz	418 MHz
S36	422 MHz -- 430 MHz	426 MHz
S37	430 MHz -- 438 MHz	434 MHz
S38	438 MHz -- 446 MHz	442 MHz
S39	446 MHz -- 454 MHz	450 MHz
S40	454 MHz -- 462 MHz	458 MHz
S41	462 MHz -- 470 MHz	466 MHz

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