TV-Verbreitung für portablen und mobilen Empfang

Transkript

1 Alternativen der TV- Verbreitung für portablen und mobilen Empfang Alexander Schertz Geschäftsfeld Programmverbreitung Sachgebiet Frequenzmanagement

2 Agenda Einleitung Wird mobiler TV-Empfang eine große Rolle spielen? Alternativen zur TV-Übertragung für portablen und mobilen Empfang Vergleichskriterien Wie vergleicht man den Spektrumsbedarf? Vergleich der Alternativen Zusammenfassung und Fazit Was macht das IRT? Seite 2

3 Einleitung Konsum klassischer linearer TV-Programme unverändert hoch (242 Minuten/Tag) Internet: 3 Minuten linear, 2 Minuten zeitversetzt Die meisten Endnutzer werden in Zukunft ständig einen potentiellen TV-Empfänger mit hoher Auflösung unterwegs dabei haben (Tablet, Smartphone) Warum sollten sie dabei die gewohnten TV-Programme nicht ebenfalls sehen wollen? Dazu: wachsende Nutzung nichtlinearer Inhalte, z. T. verknüpft mit den TV-Programmen (Mediatheken) Wie können in Zukunft lineare TV-Programme für mobilen Empfang am besten übertragen und mit nichtlinearen Inhalten verknüpft werden? Seite 3

4 Wird mobiler TV-Empfang wirklich eine große Rolle spielen? Mobile Nutzung linearer TV-Programme heute noch gering Bremsen der mobilen TV-Nutzung: Empfang über Mobilfunk: hohe Kosten Empfang über Rundfunknetze: eingebauter DVB-T-Empfänger fehlt Interesse ist aber durchaus vorhanden: Umfrage (D, 2010): unabhängig von der Kostenfrage würden 30% der Befragten (47% der jährigen) gerne mehr mobil fernsehen Erfolgreich in Japan und Südkorea: z. B. enthalten 80% der Android- Geräte in Japan einen ISDB-1seg-Empfänger Naheliegende Schlussfolgerung: die Randbedingungen müssen stimmen Flächendeckender, stabiler Empfang Niedrige Kosten Neue, attraktive Angebote (dafür neue Geschäftsmodelle) Seite 4

5 Alternativen Die grundlegenden Alternativen Mobilfunk unverzichtbar: Nichtlineare Inhalte Rückkanal Alternativen: Reine Mobilfunklösung Rundfunk & Mobilfunk-Lösung Verschmelzung von Rundfunk und Mobilfunk Seite 5

6 Alternativen Für TV-Übertragung entscheidender Unterschied zwischen Rundfunk und Mobilfunk: HTHP vs. LTLP Rundfunknetz Mobilfunknetz Höhe der Sender Oft über 100 m Oft auf Hausdächern (häufig auf Bergen) Leistung pro Sender Bis zu 100 kw ERP(*) Ca. 1 kw ERP Abstand der Sender Ca. 50 km Ca. 1-5 km Vorteil (tendenziell) Netztyp Preisgünstiger (wenige Sender) High Tower High Power (HTHP) Geringerer Spektrumsbedarf Low Tower Low Power (LTLP) * ERP = Effective radiated power = (in die Antenne eingespeiste Leistung) * Antennengewinn Seite 6

7 Alternativen Zum Verständnis der Alternativen: Unicast vs. Broadcast / Multicast Prinzip Unicast Eigene Verbindung für jeden Nutzer Broadcast / Multicast Eine Verbindung für alle Nutzer / eine Gruppe von Nutzern Wo prinzipiell nutzbar? Mobilfunk Rundfunk, Mobilfunk Vorteil Wann vorzuziehen für nichtlineare Inhalte? Wann vorzuziehen bei TV-Übertragung? Optimierung der Verbindung On Demand 1-2 gleichzeitige Nutzer / Zelle Keine Mehrfachübertragung Kollektiver Download für Abonnenten Ab ca. 3 gleichzeitigen Nutzern / Zelle Seite 7

8 Alternativen Reine LTLP-Lösung LTE Broadcast / embms(*): LTE-Mobilfunknetze im Broadcast-Modus * embms = enhanced Multimedia Broadcast Multicast Service Seite 8

9 Alternativen HTHP & LTLP-Lösungen DVB-T2 & LTE (*): TV-Übertragung weiter im DVB-T(2)-Standard über Rundfunknetze DVB-T(2)-Empfänger im Endgerät Nichtlineare Inhalte getrennt davon über LTE-Mobilfunknetze Integration per Software im Endgerät * Kein Standard Seite 9

10 Alternativen HTHP & LTLP-Lösungen LTE-A + (*): Vorschlag des Instituts für Nachrichtentechnik der TU Braunschweig LTE-Advanced im Broadcast-Modus LTE-Daten für lineares TV für mobilen Empfang in Fenstern des DVB-T2-Signals über Rundfunknetze Nichtlineare Inhalte getrennt davon über LTE-Mobilfunknetze Integration der Signale im Endgerät (Carrier Aggregation) Annahme im Folgenden: Simulcast von DVB-T2- und LTE-Übertragung bei gleichem Umfang des Rundfunkspektrums; Gründe: Mehr Spektrum für Rundfunk wäre konträr zur aktuellen Politik Erfolg von LTE-Angebot erfordert Übertragung der populärsten Programme Konsequenz: Reduktion von Programmangebot und/oder Qualität * Kein Standard Seite 10

11 Alternativen Verschmelzung HTHP & LTLP 5G (*): Denkbare Erweiterung des Nachfolgestandards von LTE-Advanced Auch für großzellige Netzbereiche geeignet Flexible Ausstrahlung über kleinzellige und großzellige Netzbereiche * Kein Standard Seite 11

12 Vergleich Vergleichskriterien Kosten: Beim Anbieter und beim Nutzer Nutzer zahlt letztlich alles Spektrumsbedarf: Prinzipiell könnte geringer Spektrumsbedarf hohe Kosten ausgleichen Standardisierung: Mobile Empfangsgeräte werden für internationalen Markt hergestellt Lösung alleine für Deutschland kommt deshalb nicht in Frage Frage: welche Chancen hat eine internationale Standardisierung? Migrationsrisiken: Investitionen könnten in den Sand gesetzt werden Popularität der terrestrischen TV-Übertragung könnte leiden Seite 12

13 Vergleich Verfahren Wie vergleicht man den Spektrumsbedarf? Klassischer Ansatz : Gesamtumfang des benötigten Spektrums Ungleichmäßige räumliche Verteilung des Spektrumsbedarfs: Nicht überall wird der Gesamtumfang benötigt Hoher Bedarf an Grenzen von Versorgungsgebieten Andernorts ist Teil des Gesamtumfangs für andere Zwecke verfügbar Schon heute genutzt: z. B. für drahtlose Mikrofone Räumliche Verteilung des Spektrumsbedarfs abhängig vom Netz Anderer Ansatz: Berücksichtigung der örtlichen Verfügbarkeit von Teilen des Gesamtumfangs des benötigten Spektrums Konzept des blockierten Spektralraums Seite 13

14 Vergleich Verfahren Zwei Gründe für Blockade von Übertragungskanälen TV-Programm A TV-Programm B f(1) f(1) f(2) f(2) f(1) f(1) f(2) f(1) Zwei mögliche Gründe für eine Blockade für andere Zwecke: f(1), f(2): aktiv für Versorgung verwendet f(1), f(2): Verwendung zur Einhaltung des Wiederholabstands ausgeschlossen Wiederholabstand z. B. nationale oder Bundesland-Grenze Seite 14

15 Vergleich Verfahren Konzept des blockierten Spektralraums Definition: Volumen des blockierten Spektralraums = Bandbreite x Fläche Volumen des blockierten Spektralraums gleich 10*F *F *F 3 = X * F a b Kanal 1 blockiert (10 MHz) Kanäle 1 und 2 blockiert (20 MHz) Kanäle 1, 2 und 3 blockiert (30 MHz) 1,3 Kanäle überall blockiert (13 MHz) ein zum Vergleich geeignetes Maß für den Spektrumsbedarf Seite 15

16 Vergleich Verfahren Konzept des blockierten Spektralraums Klassisch : Gesamtbedarf von 30 MHz Blockiertes Spektrum: 13 MHz Volumen des blockierten Spektralraums gleich 10*F *F *F 3 = X * F a b Kanal 1 blockiert (10 MHz) Kanäle 1 und 2 blockiert (20 MHz) Kanäle 1, 2 und 3 blockiert (30 MHz) 1,3 Kanäle überall blockiert (13 MHz) ein zum Vergleich geeignetes Maß für den Spektrumsbedarf Seite 16

17 Vergleich Spektrumsbedarf von Rundfunk und Mobilfunk Blockiertes Spektrum bei HTHP- und LTLP-Netzen Wiederholabstand Spektrale Effizienz = Datenrate / Bandbreite Blockiertes Spektrum HTHP Hoch (z. B. 120 km) LTLP Niedrig (z. B. 10 km) Hoch Hoch bei kleiner ISD Niedrig bei großer ISD (wg. geringer Sendeleistung) Bei kleiner ISD (teuer): LTLP blockiert weniger als HTHP Bei großer ISD (billig): LTLP blockiert mehr als HTHP ISD = Inter Site Distance = Senderabstand beim Mobilfunk Konsequenz: mit dichten Mobilfunknetzen kann man Spektrum sparen dafür sind sie allerdings teurer Seite 17

18 Vergleich Spektrumsbedarf und Kosten von Rundfunk und Mobilfunk Annahmen zum folgenden Kostenvergleich Verglichen werden: Heutige Rundfunknetze zur Verbreitung der öffentlich-rechtlichen Programme nach Umstellung auf DVB-T2 Hypothetisches LTE Broadcast-Mobilfunknetz zur Verbreitung der gleichen Programme Versorgung des Rundfunknetzes: Ballungsgebiete: Portable Indoor Sonst: Portable Outdoor Versorgung des Mobilfunknetzes: überall Portable Indoor Basis-Daten zu den Kosten des Mobilfunknetzes: Mecklenbräuker, Ch., et al., Frequenzverteilungsuntersuchung der möglichen Flexibilisierung im 900/1800 MHz Band, Gutachten im Auftrag der BNetzA, TU Wien - SBR Juconomy Consulting, März 2011 Seite 18

19 Vergleich Spektrumsbedarf und Kosten von Rundfunk und Mobilfunk Kostenberechnung beruht auf Angaben von 2011 Tendenz: beide werden billiger Seite 19

20 Vergleich Spektrumsbedarf Alternative Blockiertes Spektrum in Deutschland (*) LTE Broadcast DVB-T2 & LTE LTE-A + 5G 58 MHz (bei ISD = 5 km) 85 MHz (Senderabstand: ca. 50 km) 85 MHz (aufzuteilen zwischen DVB-T2 und embms) Abhängig von den Anteilen kleinzelliger und großzelliger Netzbereiche: 58 MHz 85 MHz * Blockiertes Spektrum gemäß Konzept des blockierten Spektralraums. Der Gesamtumfang des benötigten Spektrums ist größer, aber dieser Gesamtumfang wird nicht überall benötigt. Siehe Folien Seite 20

21 Vergleich Kosten Alternative Betriebskosten pro Jahr (*) LTE Broadcast DVB-T2 & LTE LTE-A + 5G 1 Mrd. / Jahr für ISD = 5 km 160 Mio / Jahr 160 Mio. /Jahr Abhängig von den Anteilen kleinzelliger und großzelliger Netzbereiche: zwischen 160 Mio. und 1 Mrd. / Jahr Kostenberechnung beruht auf Angaben von 2011 Tendenz: Kosten sinken für alle Alternativen * Nur Netzkosten berücksichtigt. Empfängerkosten vernachlässigt, da alle Alternativen neue Empfänger erfordern. Seite 21

22 Vergleich Standardisierung Alternative LTE Broadcast DVB-T2 & LTE LTE-A + 5G Probleme der Standardisierung Kein Problem, da keine Änderungen des Standards erforderlich sind Kein Problem, da keine Änderungen des Standards erforderlich sind Änderung des existierenden LTE-A-Standards zur Verwendung mit HTHP-Netzen Berücksichtigung der Verwendung mit HTHP-Netzen im Nachfolgestandard von LTE-A Seite 22

23 Vergleich Migrationsrisiko Alternative LTE Broadcast DVB-T2 & LTE LTE-A + 5G Risiko-Faktoren Finanzierung der ersten Ausbaustufe eines embms- Netzes Übertragung von Rundfunk-Spektrum an Mobilfunk erforderlich Beeinträchtigung des Programmangebots Markterfolg von Smartphones und Tablet-Computern mit eingebautem DVB-T2-Empfänger Markterfolg von LTE-A + -Empfängern nicht garantiert Aufteilung des Rundfunk-Spektrums zwischen DVB-T2- und embms-übertragung Beeinträchtigung des Programmangebots Finanzierung der Umstellung von DVB-T2 auf 5G Seite 23

24 Zusammenfassung Vergleiche im Überblick Alternative Spektrum Kosten Standard. Migration LTE Broadcast DVB-T2 & LTE LTE-A G Vorstellungen des IRT: 1. LTE Broadcast testen und die Entwicklung der Kosten beobachten 2. DVB-T2 & LTE realisieren ( ) 3. Im Nachfolgestandard von LTE-A die Voraussetzungen der Eignung für HTHP-Netze schaffen 4. Ggf. auf 5G umstellen Seite 24

25 Was macht das IRT? LTE Broadcast: in Zusammenarbeit mit Rundfunk und Mobilfunk EBU-Arbeitsgruppe CTN-mobile Nationale Initiative Integrated UHF Multimedia Network embms-pilotprojekt: soll 2014 in Betrieb gehen DVB-T2 & LTE: Demo-App zur Integration von linearem TV und nichtlinearen Inhalten auf einem Tablet-PC Beteiligung an der rundfunkpolitischen Diskussion Artikel (z. B. in FKT) Arbeitsgruppen (z. B. Bund-Länder-Arbeitsgruppe) Information unserer Gesellschafter: Berichte, Studien Wöchentlicher Newsletter LTE-Neuigkeiten Seite 25

26 Demo-App des IRT linearer Inhalt My DVB-T Die Demo-App des IRT per Tablet Seite 26

27 Demo-App des IRT My DVB-T Die Demo-App des IRT per Tablet Verknüpfung mit nichtlinearen Inhalten Seite 27

28 Demo-App des IRT Nichtlinearer Inhalt My DVB-T Die Demo-App des IRT per Tablet Seite 28

29 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Alexander Schertz Sachgebiet Frequenzmanagement Institut für Rundfunktechnik Floriansmühlstraße München Tel. +49-(0) Fax +49-(0) Die Folien/Dokumente sind durch das Urheberrecht geschützt. Eine Vervielfältigung ist nur mit Genehmigung des Verfassers gestattet. Dieser Urheberrechtshinweis darf nicht entfernt werden.

30 Stromverbrauch von DVB-T2-Empfängern Stromversorgung eines DVB-T2-Chips 800 mw 3,3 V Akku eines iphone 4S (1430 Milliamperestunden) reicht für DVB-T2-Chip alleine: 5,9 Stunden Wiedergabe abgespeicherter Video-Beiträge: 10 Stunden DVB-T2-Chip + Wiedergabe: 3,8 Stunden Das entspricht etwa der Nutzungsdauer von Video-Streaming über 3G Video-Streaming über WLAN: 7 Stunden Seite 30