Walter Fischer
A digitális műsorszórás alapjai
Walter Fischer
A digitális műsorszórás alapjai Gyakorlati útmutató mérnökök számára
Fordította:
Szombathy Csaba
Lektorálta: Dr. Gschwindt András
Budapest, 2005
Translation from the English language edition: Digital Television by Walter Fischer Copyright© Springer Verlag Berlin Heidelberg 2004 Springer is a part of Springer Sciencet Business Media All rights Reserved Hungarian translation©Szombathy Csaba, ORTT-AKTI, 2005
ISBN 963 216 857 7
Kiadja az ORTT Alkalmazott Kommunikációtudományi Intézet (ORTT-AKTI) a Typotex Kiadó közreműködésével Felelős kiadó: Nahimi Péter Felelős szerkesztő: Szentgyörgyi Marina
Nyomdai előkészítés: Typo-Rama Bt. Tördelés: Birnbauer Mária Borítóterv: Czakó Zsolt Terjedelem: 26,85 (A/5) ív Nyomta és kötötte a Kaloprint Nyomda Kft., Kalocsa
Előszó „A digitális műsorszórás alapjai” című könyv magyarországi kiadásához
Walter Fischer könyve a legaktuálisabb pillanatban jelenik meg Magyarországon, amikor a digitális műsorszórás kísérleti adásai már elindultak, amikor ez az új technológia hazánkban is terjedni kezd. A könyv nagy feladatra vállalkozik, amikor egy igen széles tudományterületről teljességre törekedve, átfogó képet kíván nyújtani a gyakorló mérnökök számára. Az ilyen vállalkozások mindig veszélyekkel járnak. Ismerjük az ismeretterjesztés klasszikus dilemmáját: ha sok témáról egyszerűen kívánunk írni, ha az elméleti alapok részletei nélkül, leíró jelleggel közelítjük a szakterületet, akkor előfordulhat, hogy felszínessé válunk, a lényegi mondanivaló csorbulhat. „A digitális műsorszórás alapjai” című könyv sikeresen kerüli el ezt a csapdát. Sok területet érint, teljességre törekszik, mégis megőrzi a szakma által megkövetelt magas színvonalat. Ez a titok azzal magyarázható, hogy a szerző valódi mestere szakmájának, ugyanakkor kiváló pedagógus, aki képes bonyolult dolgokról egyszerűen beszélni, képes a lényeget a lényegtelentől elválasztani. A könyv áttekintést ad a digitális műsorszórás legfontosabb kérdéseiről, az elméleti alapokról, a forráskódolásról, a digitális televíziójelek előállításáról és átviteléről, az alkalmazott modulációs módszerekről, a digitális műsorszóró rendszerek méréstechnikájáról, a digitális televíziós rendszerek típusairól és a szabványokról. A szerző a fenti témákat a mindennapi mérnöki gyakorlat szempontjait figyelembe véve egységes szemlélettel kezeli. Kerüli a problémák túlbonyolítását, ugyanakkor a legfontosabb elméleti fogalmakról tiszta képet formál. Mint egyetemi oktató meg vagyok győződve róla, hogy ez a könyv jól használható a villamosmérnöki alapképzésben, de valódi kézikönyve lehet mindazoknak a gyakorlatban dolgozó mérnököknek is, akik ezzel a technológiával már érett szakemberként, felnőtt korukban ismerkednek meg. A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Híradástechnikai Tanszékének vezetőjeként két okból is Dr. Ferenczy Pál professzorom és elődöm emlékét felidézve ajánlom a könyvet az olvasóknak.
6
ELŐSZÓ
Ferenczy professzor volt a hazai televíziózás leginkább ismert és elismert szaktekintélye, és ő volt annak a pedagógiai módszertannak a tekintélyes hazai megteremtője, amit Walter Fischer is képvisel: cél az elmélet és a gyakorlat harmóniájának a megteremtése, a szakterület bonyolult fogalomrendszerének egységes kezelése és a világos mérnöki szemlélet kialakítása.
Budapest, 2005. júliusa
Dr. Pap László akadémikus professzor
Ajánlás
Ez a könyv minden kétséget kizáróan példaértékű munka, igazi „Mérnöki útmutató a digitális televíziózáshoz”. Walter Fischer rendkívül nagy tudású szerző, aki igazi szakértő az általa választott területen. Ismeretségünk a nyolcvanas évek elejére nyúlik vissza, amikor a Müncheni Alkalmazott Tudományok Egyetemén (Fachhochschule München) az előadásaimat hallgatta. Már akkor felhívta magára a figyelmet kiemelkedő tudásával és azzal, ahogyan az új és összetett feladatokat kezelte. Tanulmányai befejeztét követően első munkaadómmal, a Rohde&Schwarz céggel ápolt kapcsolatai révén lehetősége nyílt tehetségének szabad kibontakoztatására a cég televíziós méréstechnikai osztályán. 1988-ban a német Televíziós és Filmszövetség (Fernseh- und Kinotechnische Gesellschaft) Rudolf Urtel-díjjal jutalmazta a képátviteli csatorna paramétereinek gyors Fourier-transzformáció segítségével történő meghatározására kifejlesztett mérési módszeréért. Miután hosszú időn keresztül mérőműszereket fejlesztett analóg és digitális televíziós jelek vizsgálatára, kimerítő tapasztalatra tett szert a digitális televíziózás gyakorlatában, és végül sikerült megvalósítania régóta dédelgetett álmát az oktatás területére való váltásról. Immár évek óta tevékenykedik a Rohde&Schwarz Oktatóközpontban, és tudását szerte a világon szemináriumokon adja közre. Hadd tegyem hozzá, hogy én magam is hasznosítottam Walter Fischer szaktudását a digitális televíziózással töltött viszonylag rövid ismerkedésem során. További kiemelkedő sikereket kívánok Walter Fischernek, különösen ahhoz, hogy ezt a példaértékű könyvét világszerte kedvezően fogadják szakmai körökben!
Aschheim, München mellett, 2003. február
Rudolf Mäusl professzor
Előszó
Régóta foglalkoztat már a televíziózás mérnöki oldala, és azóta sem hagy nyugodni ez a téma, hogy 1983-ban Rudolf Mäusl professzor keze alatt Mérősorok előállítása címmel elkészítettem diplomamunkámat a Müncheni Alkalmazott Tudományok Egyetemén (Fachhochschule München). E könyv megírása közben kerültem kapcsolatba a Rohde&Schwarz céggel, és később alkalmazottaik sorába léptem. 1999-ig dolgoztam a cégnél fejlesztőmérnökként, maradva a képátviteli mérések területén, de ezen belül számos termékkel és tevékenységgel foglalkoztam. Ennek keretében évekig az analóg képátviteli mérések, ezen belül is a mérőjelek (VITS) témája volt a fő területem, majd a kilencvenes évek közepétől a hangsúly egyre inkább az MPEG-2 rendszerek és a digitális képátvitel (DVB) irányába tolódott el, végül az általános értelemben vett digitális televíziózásnál kötöttem ki. Fejlesztőmérnöki tevékenységem természetes eredményeként intenzíven kivettem a részemet a firmware- és szoftverfejlesztés területéből is, majd a C, illetve C++ programozási nyelvek terén szerzett jártasságom a szoftverképzés területére vezetett, ahol a kilencvenes évek elejétől egyre aktívabban foglalkoztam házon belüli képzésekkel. Már meg sem tudnám számolni, hány szeminárium és hallgató kapcsán töltött el örömmel ez a „munka”. Bár nem tudom a pontos okát annak, hogy miért szeretem a tanítást, mindenesetre bizonyos, hogy ez a mintegy negyven szeminárium segített felfedezni magamban ezt a vonzalmat, így 1999-ben az oktatást választottam fő hivatásomul. 1999 márciusa óta a televíziós mérnöki fejlesztés területén oktatok a Rohde&Schwarz Oktatóközpontban, fő témám a „digitális televíziózás”. Több mint 500 000 kilométert repültem szerte a világban, Stockholmtól Sydneyig, hogy előadásokat tartsak a digitális televíziózás újdonságként megjelenő területeiről, ezen belül is főként a mérés- és átviteltechnikáról. Szakmai pályám egyik kulcsfontosságú eseménye volt, amikor 1999 júliusában Ausztráliából kértek föl egy szeminárium megtartására. Ezt azután eddig további hat ausztráliai utazás követte, az elsővel együtt összesen több mint 50 nap oktatással és csaknem 400 résztvevővel. Innen ered vonzalmam e számomra távoli és csodálatos földrész iránt, amely jelen
10
DIGITÁLIS MŰSORSZÓRÁS
könyv sorai között is bizonyára észrevehető. Szintén Ausztráliából, a képzések résztvevőitől kaptam az egyik legfontosabb ösztönzést arra, hogy az addigi szemináriumok összegzéseként megírjam ezt a könyvet. Útjaimon mindig számos új, ösztönző hatás ért, és olyan jelentős gyakorlati tapasztalatra tettem szert „Ausztrália” című szemináriumsorozatom, valamint az ottani DVB-T hálózat kialakítása idején, amely felbecsülhetetlenül hasznos volt e könyv megírása során. Külön köszönettel tartozom Simon Haynes kollégámnak a Rohde&Schwarz Australiánál, aki a hozzám legközelebb álló segítőm volt szemináriumaim során, és sok segítő javaslatot is kaptam tőle ehhez a könyvhöz. Sokszor beszélgettünk vele a szemináriumok tartalmának megjelentetéséről, de alábecsültem az ehhez szükséges munka nagyságát. A szemináriumok eredeti anyaga nem volt igazán alkalmas arra, hogy könyv formájában közreadjuk. Szinte az összes szövegrészt át kellett dolgoznom, viszont így legalább rengeteg elfoglaltságom akadt az évi körülbelül száz utazással eltöltött napomon, sőt éjszakámon, ami nem elhanyagolható szempont, ha figyelembe vesszük az otthontól távol töltött idő unalmát. Olvasókként elsősorban azokra számítok, akiket gyakorlati érdeklődés fűz a digitális televíziózás új témaköréhez – olyan mérnökökre és technikusokra, akik vagy szeretnének megismerkedni, vagy munkájukból adódóan meg kell hogy ismerkedjenek ezzel az új területtel. Épp ezért a könyv csak a minimálisan szükséges matematikai apparátust tartalmazza, bár természetesen a terület jellege miatt bizonyos matematikai ismeretekre mindenképpen szükség van. Időközben előadásaimmal más országokba is eljutottam, például Grönlandon is jártam, ahol érdekes benyomásokat szereztem. Annak ellenére azonban, hogy jó érzés szakmai célból beutazni a világot, ez nagy terhet ró a családomra, sőt rám is. Ezért szeretném megragadni a lehetőséget, hogy külön köszönetemet fejezzem ki családtagjaimnak, akik kénytelenek voltak otthon maradni, és akik számára sokszor nem voltam elérhető. Ez bizonyos mértékig még e könyv megírása alatt is így volt. Külön szeretném megköszönni lányomnak, Christine-nek a kézirat elkészítésében nyújtott segítségét. Korábbi konzulensemnek, Rudolf Mäusl professzornak, aki úgy indított el a televíziós mérnöki pályán, ahogyan azt senki más nem tudta volna megtenni, hálás köszönettel tartozom a sok-sok beszélgetésért és javaslatért. Előadásai a Fachhochschulén, és az, ahogyan a tudását átadta, mindig óriási hatással voltak rám, és remélem, pozitív hatásuk érződik ezen a könyvön is. A professzor úr számos publikációja és könyve mintaértékű az adott területen, ezeket mindenki figyelmébe melegen ajánlom. Végül köszönöm a rengeteg eszmecserét és javaslatot szemináriumaim résztvevőinek szerte a világon, Ausztráliában, Ausztriában, Csehországban, az Egyesült Államokban, Franciaországban, Grönlandon, Hollandiában, Kanadában, Lettországban, Mexikóban, Németországban, Portugáliában, Spanyolországban, Svájcban, Svédországban, Törökországban és a többi országban, ahol jártam, illetve ahonnan a szemináriumok résztvevői Münchenbe
