Editorial: Integrieren statt Abschalten

2030 laufen die aktu­ellen Lizenzen für die terres­tri­sche Ausstrah­lung des Fern­sehens über den DVB-T2-Stan­dard aus. Entspre­chend beginnen bereits die Diskus­sionen, was danach sein wird. Provo­kant ist da natür­lich, dass Freenet-Chef Chris­toph Vilanek 2030 als das natür­liche Ende von DVB-T2 sieht. Fern­seh­zuschauer, die nicht recht­zeitig vorher auf andere Empfangs­tech­nolo­gien (Satellit, Kabel, Strea­ming) umsteigen, hätten dann keinen Empfang mehr. Die bisher noch für den Rund­funk verwen­deten Frequenzen gingen hingegen an die Mobil­funk-Netz­betreiber, die sich darüber sehr freuen würden. DVB-T2 und 5G Broadcast über die gleichen Masten?
Foto: Telekom, Montage: teltarif.de Klar ist: Das derzei­tige DVB-T2 wird 2030 tech­nisch veraltet sein. Zeit­gemäße Programme werden bis dahin in 4K, verein­zelt sogar in 8K, ausge­strahlt und nicht in HD oder gar SD wie derzeit über DVB-T2. Und zur Kodie­rung wird dann in der Regel nicht mehr HEVC ("High Effi­cient Video Coding") / H.265, sondern dessen jüngst stan­dar­disierter Nach­folger VVC ("Versa­tile Video Coding") / H.266 oder gar ein noch weiter­ent­wickelter Stan­dard Anwen­dung finden.

Doch auch sende­tech­nisch wird sich bei DVB-T3 einiges ändern müssen. Eines der größten Probleme ist der fehlende Rück­kanal, durch den DVB-T2-Sender nichts über den Bedarf und die Empfangs­situa­tion der jewei­ligen Empfänger wissen. Sie senden somit dumm alle Programme in glei­cher Stärke aus - auch dann, wenn auf einem bestimmten Kanal aktuell gerade niemand zuschaut. Und sie senden immer mit voller Leis­tung, auch dann, wenn diese aktuell gerade gar nicht benö­tigt wird, weil alle Empfänger eine gute Empfangs­situa­tion haben.

Spiel's nochmal, Sam

Eines der wich­tigsten Features, die der Rück­kanal ermög­licht, ist Fast Retrans­mis­sion: Wenn ein einzelner Empfänger einen einzelnen Frame wegen einer Störung nicht richtig empfangen hat, kann er diesen schnell nochmal anfor­dern. Dabei kann der Empfänger auch wählen, ob er den ganzen Frame oder nur bestimmte Teile davon nochmal anfor­dert, oder sich in dem Fall, dass er den Inhalt bereits "fast richtig" verstanden hat, sogar auf ein paar zusätz­liche Fehler­kor­rek­tur­bits beschränken.

Gerade mit verbes­serter Video­kom­pres­sion wird der fehler­freie Empfang aller Frames auch immer wich­tiger. Denn je besser die Kompres­sion, desto mehr Pixel werden durch ein falsches Bit verun­staltet. Zwar gibt es auch hybride Sende­ver­fahren, bei denen ein SD-Signal mit hoher Fehler­absi­che­rung und ein dazu diffe­ren­zielles HD- oder 4K-Signal mit nied­rigerer Fehler­absi­che­rung gesendet wird. Doch auch das kann zu merk­wür­digen Arte­fakten führen, wenn Bitfehler im Diffe­renz­signal nicht erkannt werden.

Klar benö­tigen auch Fast Retrans­mits zusätz­liche Band­breite. Aber die Alter­nativen beim dummen Broad­cast, nämlich entweder die Erhö­hung der Sende­leis­tung, die gene­relle Erhö­hung der Zahl der Fehler­kor­rek­tur­bits für alle Frames oder das vorge­nannte hybride Sende­ver­fahren, benö­tigen eben­falls Band­breite. Im Falle der höheren Sende­leis­tung entsteht der Band­brei­ten­bedarf übri­gens durch den nötigen Schutz­abstand zwischen DVB-T-Sender­gruppen mit verschie­denen Programmen. Dadurch kann in jeder Region jeweils nur ein kleiner Teil der Bänder mit aktiven DVB-T-Sendern belegt werden kann.

Das Problem der hohen Sender­abstände gibt es seit dem analogen TV. Es ist bei DVB-T und DVB-T2 redu­ziert, aber mitnichten behoben. Ein rück­kanal­fähiges DVB-T3, das die Sende­leis­tung auf das absolut nötige Minimum redu­ziert und das bei gele­gent­lichen Störungen zwischen direkt benach­barten Sendern die betrof­fenen Pakete sofort wieder­holt, könnte hingegen in jeder Region alle Frequenzen nutzen, also das Viel­fache an Programmen ausstrahlen!

Je mehr Sender, desto besser

Denkt man das genannte Konzept weiter, insbe­son­dere unter Einbe­zie­hung der anfangs genannten Konzepte, nur die Programme auszu­strahlen, die in der jewei­ligen Region gerade benö­tigt werden, kommt man recht schnell zum Schluss, dass das ideale DVB-T-Sender­netz der Zukunft nicht nur rück­kanal­fähig ist, sondern viele kleine statt weniger großer Sender hat. So kann die Sende­leis­tung viel besser auf den lokalen Bedarf ange­passt werden. Fernsehen wird via DVB-T2 im Frequenzbereich zwischen 470 und 694 MHz übertragen. Angesichts der Forderungen des Mobilfunks stellt sich allerdings die Frage, wie lange noch.
WDR/Ludolf Dahmen Wenn man dann viele kleine lokale Sender benö­tigt, kann man sie natür­lich auch genau dort plat­zieren, wo es bereits Sender gibt, also auf den Mobil­funk­masten der Netz­betreiber. Und wenn man dann eh mit den Netz­betrei­bern koope­riert, dann kann man auch deren ganzen weiteren sende­tech­nischen Errun­gen­schaften nutzen: MIMO, also mehrere Signale auf derselben Frequenz durch mehrere Antennen beim Sender und beim Empfänger, sowie Beam Forming, mit dem die Energie vor allem dorthin gerichtet wird, wo sie auch benö­tigt wird.

Addiert man das alles zusammen, wird klar: DVB-T3 mit 4K in der Souter­rain-Wohnung ist tech­nolo­gisch durchaus machbar. Wahr­schein­lich könnte man es (aus Sicht der Rund­funk­betreiber) sogar kostenlos haben, wenn man den Aufbau und Betrieb des Netzes den Mobil­funk-Netz­betrei­bern über­lässt und man ihnen erlaubt, all die Bits, die man durch das dichte Sender­netz­werk spart, für eigene Zwecke zu verwenden. Immerhin stehen über 200 MHz Band­breite bei attrak­tiven nied­rigen Frequenzen von 470 bis 694 MHz zur Verfü­gung. Und nein, bitte teilt die nicht wieder in viele kleine FDD-Happen mit Duplex-Lücken dazwi­schen, sondern macht daraus ein breites TDD-Band!

Pflich­ten­heft für 6G

Grund­sätz­lich gibt es mit 5G Broad­cast bereits ein geeig­netes System für die genannten Anfor­derungen. Es wird aber derzeit eher getrennt und ergän­zend zu den Mobil­funk­netzen gedacht statt als Teil derselben. Besser jedoch, man inte­griert alle Netze. Damit das passiert, muss man von staat­licher Seite, am besten zentral durch die EU, in den kommenden Jahren Einfluss auf das Pflich­ten­heft für 6G nehmen.

Zwei Punkte sind dabei beson­ders wichtig:

• Der erste, dass ein Broad­cast-Modus nicht nur optio­naler, sondern verpflich­tender Teil des 6G-Stan­dards werden muss.
• Und der zweite, dass es kosten­güns­tige "receive-mostly"-Endge­räte geben muss, die 25 MBit/s (oder mehr) im Down­stream schaffen, für die aber 0,2 MBit/s im Upstream reichen. Diese Broad­cast-Empfänger brau­chen auch keinen kompli­zierten Fall­back auf tech­nolo­gisch komplett anders imple­men­tierte Mobil­funk­stan­dards wie 2G oder 3G, und sie müssen auch nicht alle Frequenz­bereiche unter­stützen.

Es ist also an der Zeit, terres­tri­schen Rund­funk und Mobil­funk in ein Netz zu inte­grieren. Tech­nolo­gisch ist das kein großes Problem, man muss nur dafür sorgen, dass das Rund­funk­signal an allen Mobil­funk-Basis­sta­tionen digital verfügbar ist. Die dafür nötigen Glas­faser­kabel sollten bis zum abseh­baren Gene­rati­ons­wechsel auf 6G im Jahr 2028 bis 2030 tatsäch­lich überall verlegt sein. Und auch empfän­ger­seitig ist es kein großes Problem, speziell das Broad­cast-Signal aus den allge­meinen Mobil­funk­daten heraus­zufi­schen.

Von Broad­cast und Multi­cast könnten übri­gens auch die Mobil­funk­netze profi­tieren, nämlich immer dann, wenn wieder mal 50 Millionen Updates vom Chrome-Browser ausge­lie­fert werden oder Face­book und Twitter ihre Time­line aktua­lisieren. Dann kann man nämlich die wich­tigsten Inhalte auch im Hinter­grund über Broad­cast verteilen, statt sie als Unicast auf jedes Smart­phone einzeln hoch­zuladen. Auch die neuesten Youtube-Hits könnten zentral auf die Smart­phones gestreamt werden, bevor die Nutzer klicken. Davon hätten sowohl die Netz­betreiber als auch die Nutzer etwas: Die Netz­betreiber sparen durch den Broad­cast Daten­volumen, und bei den Nutzern läuft das bereits verteilte Video sofort nach dem Klick ruck­elfrei los - sogar im Funk­loch.

Derzeit bevor­zugen die Netze natür­lich noch Unicast, weil sie das zuge­hörige Daten­volumen einfa­cher abrechnen können. Aber der Trend geht auch im Mobil­funk zu unli­mitierten Flat­rates. Sobald ausrei­chend viele Nutzer diese haben, ist der Offpeak-Broad­cast für die Netz­betreiber auf jeden Fall von Vorteil. Auch dieser Punkt sollte bis 2030 erreicht sein.