Fernsehnorm

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Eine Fernsehnorm legt fest, wie die Bild- und Tondaten beim Fernsehen während der Übertragung vom Sender zum Empfänger übertragen werden. Dabei ist es sinnvoll, zwischen drei verschiedenen Stufen der Übertragung zu unterscheiden:

HF-Übertragung Modulation (analog) oder Modulation (digital)
Signalübertragung im Basisband (analog) bzw. eingesetzte Quellkodierung (digital)
Bildparameter

[Bearbeiten] HF-Übertragung (analog)

Unberücksichtigt bleiben bei dieser Betrachtung antennenspezifische Parameter, die zum Einfangen des Signals notwendig sind, wie Antennenrichtung, Polarisation, Antennenstandort.

[Bearbeiten] Terrestrische Übertragung

Bei klassischer terrestrischer Übertragung sind die Parameter:

Bildträgerfrequenz (es gibt festgelegte Kanalraster für jede Norm, auch wenn moderne Empfänger das aufgrund der kontinuierlichen Durchstimmbarkeit nicht mehr interessiert),
Größe des größeren und des kleineren Seitenbandes sowie die Lage des größeren Seitenbandes,
Positiv- oder Negativmodulation, Schwarz- und Weißpegel,
Abstand und Richtung des Tonträgers,
Modulation des Tonträgers (AM oder FM), bei FM verwendete Präemphase,
diverse Zweikanaltonverfahren zur Übertragung von mehreren Audiokanälen.

[Bearbeiten] Kabelgebundene Übertragung

Kabel nutzt genau die gleichen Parameter wie die klassische terrestrische Übertragung. Es sind aber weitere Frequenzen zulässig, die bei der klassischen terrestrischen Übertragung für nicht-Fernseh-Zwecke reserviert sind; diese liegen

zwischen Band II und Band III: Unterer Sonderkanalbereich,
zwischen Band III und 300 MHz: Oberer Sonderkanalbereich,
zwischen 300 MHz und Band IV: Erweiterter Sonderkanalbereich, auch Hyperband genannt.

[Bearbeiten] Satelliten-Übertragung

Bei der klassischen, analogen Satelliten-Übertragung sind die Parameter:

Mittenfrequenz FM-Träger,
Nominalhub,
Video-Preemphasis,
Hubbegrenzung,
Abstand der Tonträger,
Modulation des Tonträgers (FM oder QPSK bei ADR), bei FM verwendete Preemphasis.

[Bearbeiten] HF-Übertragung (digital)

DVB, ATSC, ISDB

[Bearbeiten] Digital terrestrisch

DVB-T: Die verwendete Modulation ist OFDM.
DVB-H (mobile Geräte): Die verwendete Modulation ist ebenfalls OFDM.

[Bearbeiten] Digital Satellit

DVB-S: Die verwendete Modulation ist QPSK,
DVB-S2: im Gespräch für zukünftige Erweiterungen ist 8PSK.

[Bearbeiten] Digital Kabel

DVB-C: Es werden verschiedene Quadraturamplitudenmodulationen verwendet (4QAM, 16QAM oder 64QAM), je nach gewünschter Robustheit.

[Bearbeiten] Signalübertragung im Basisband (analog)

Bei analoger Übertragung im Basisband kommt jetzt noch als Bildparameter dazu:

Farbmodulation (PAL, NTSC, SECAM)
Farbträgerfrequenz (3,58... MHz: NTSC-3.58, 4,43.... MHz: PAL-4.43 und NTSC-4.43, 4.25 und 4.406.. MHz: SECAM)
Größe der horizontalen Austastlücke (12 von 64 µs)
Größe der vertikalen Austastlücke (24,5...25 Zeilen bei CCIR, 19,5...22,5 bei FCC)

[Bearbeiten] Signalübertragung im Basisband (digital)

Für die digitale Übertragung des Bildes wird MPEG-2 verwendet (selten MPEG-1), für Ton kommt sowohl MPEG-1 und MPEG-2 Audio wie auch Digital Dolby zum Einsatz, wobei MPEG Audio obligatorisch ist. Üblicherweise gibt es aber Einschränkungen:

bestimmte Bildformate
maximale Datenrate
GOP-Länge
zeitlicher Bild-Ton-Offset

[Bearbeiten] Bildparameter

Folgende Parameter sind dann die eigentlichen Bildparameter:

Bildfrequenz
Verwendung von Zeilensprung oder progressiver Abtastung
Zeilenanzahl
Lage der Primärfarben im CIElab-Farbraum
Gammawert für die Zuordnung zwischen Wert und Helligkeit
Bei analoger Übertragung: horizontale Auflösung
Bei digitaler Übertragung: horizontale Pixelanzahl
Pixelgeometrie bzw. Verhältnis von Bildhöhe und Bildbreite

[Bearbeiten] Liste der analogen Übertragungsnormen

[Bearbeiten] Kanalraster VHF

System B: E-2...E-12 (CCIR außer F, Monaco, Italien)
System M: A-2...A-13 (FCC)
System D: R I...R XII (OIRT)
System A: B-1...B-14 (UK alt)
System I: I-B, I-D, I-F, I-H, I-J (Irland)
System F: F-2, F-4...F-12, F-8A (F)
System B: A, B, C, D, E, F, G, H, H1 (Italien)
System B': 4...10 (Marokko)
System B": 0...11, 5A (Australien)
System B: 1...9 (NZ)
System M: J-1...J-12 (Japan)

[Bearbeiten] Kanalraster UHF

System G: E-21...E-72 (nicht FCC)
System M: A-14...A-83 (FCC)
System M: J-45...J-62 (Japan)

[Bearbeiten] Analoge Fernsehnormen

[Bearbeiten] Schwarzweiß

In der Anfangszeit des Fernsehens (1930–50er Jahre) erfolgte die Übertragung lediglich schwarzweiß. Bereits in dieser Zeit entwickelten sich die technischen Normen in verschiedenen Ländern auseinander. Während des Zweiten Weltkrieges unterbrachen viele Länder ihre Fernsehaktivitäten, und stiegen bei der Wiederaufnahme zum Teil auf eine andere Norm um.[1]

Die nach dieser Umbruchphase noch gebräuchlichen Normen wurden vom CCIR mit Großbuchstaben bezeichnet und wie folgt klassifiziert:

Code	Zeilen	Bildrate	Ton/Bild-Abstand	Farbhilfsträger	Kanalbreite	Bildsignal	Restseitenband	Modulation		Band
Code	Zeilen	(Hz)	(MHz)	(MHz)	(MHz)	(MHz)	(MHz)	Bild	Ton	Band
A ¹	405	25	−3,50	2,66	5,00	3,0	0,75	positiv	AM	VHF
B	625	25	+5,50	4,43	7,00	5,0	0,75	negativ	FM	VHF
C	625	25	+5,50	4,43	7,00	5,0	0,75	positiv	AM	VHF
D	625	25	+6,50	4,43	8,00	6,0	0,75	negativ	FM	VHF
E ²	819	25	+11,15	8,37	14,00	10,0	2,00	positiv	AM	VHF
F ³	819	25	+5,50	./.	7,00	5,0	0,75	positiv	AM	VHF
G	625	25	+5,50	4,43	8,00	5,0	0,75	negativ	FM	UHF
H	625	25	+5,50	4,43	8,00	5,0	1,25	negativ	FM	UHF
I	625	25	+6,00	4,43	8,00	5,5	1,25	negativ	FM	UHF
K	625	25	+6,50	4,43	8,00	6,0	0,75	negativ	FM	UHF
K'(K1)	625	25	+6,50	4,43	8,00	6,0	1,25	negativ	FM	UHF
L	625	25	+6,50	4,43	8,00	6,0	1,25	positiv	AM	UHF
M ⁴	525	30	+4,50	3,58	6,00	4,2	0,75	negativ	FM	UHF/VHF
N	625	25	+4,50	3,58	6,00	4,2	0,75	negativ	FM	UHF/VHF

¹ Britische Vorkriegsnorm, außer Betrieb seit 1985.[2] Regelbetrieb bis zuletzt in schwarzweiß; Farbübertragung nur experimentell mit NTSC.[3]
² Französische Nachkriegsnorm, außer Betrieb seit 1986. Regelbetrieb bis zuletzt in schwarzweiß; Farbübertragung nur experimentell in SECAM.
³ Belgische Abwandlung von Norm E.
⁴ Seit der Farbübertragung ist die Bildrate 30/1,001 ≈ 29,97 Hz.

Die wichtigsten Parameter sind die Zeilenzahl, Bildwechsel pro Sekunde, Bild/Ton-Abstand und -Modulation (positiv oder negativ bzw. FM oder AM). Die übrigen Spalten beziehen sich auf die Bandbreite, die ein TV-Kanal im Spektrum jeweils benötigt.

All diesen TV-Normen gemeinsam ist das Zeilensprungverfahren (Interlacing), d.h. jedes Vollbild wird in zwei aufeinanderfolgenden Halbbildern übertragen, so dass sich die doppelte Halbbildfrequenz ergibt.

[Bearbeiten] Farbe

Das Farbfernsehen kam später hinzu (USA: 1950er Jahre, übrige Welt 1960er Jahre oder später). Da es abwärtskompatibel zum Schwarz-Weiß-Fernsehen bleiben sollte, wurden die bestehenden Normen beibehalten und lediglich ein Farbsignal in Form eines Hilfsträgers zur Colorierung hinzugefügt. Schwarzweiß-Empfänger können dieses Zusatzträger nicht dekodieren und empfangen Farbsendungen daher wie gewohnt in schwarzweiß; so wird die Kompatibilität hergestellt. Farbempfänger dekodieren Schwarzweiß- und Farbsignal und generieren aus beiden zusammen das Farbbild. Dieses Verfahren ist allen terrestrischen Analog-Normen gemeinsam.

Das hinzugefügte Farbsignal kann auf drei verschiedene Arten moduliert werden: PAL, SECAM oder NTSC. Grundsätzlich kann jede der drei Farbnormen mit jeder der Schwarzweißnormen A - N kombiniert werden. Tatsächlich werden PAL und SECAM jedoch meistens mit einer der 625/25-Normen und NTSC ausschließlich mit Norm M verwendet. Es existieren allerdings auch „Hybride“ wie z.B. PAL auf Norm M in Brasilien.

[Bearbeiten] Terminologie

Es ist daher im verkürzten Sprachgebrauch üblich geworden, „PAL“ als Abkürzung für „625 Zeilen/25 Bildwechsel pro Sekunde mit PAL-Farbträger“ und „NTSC“ als Abkürzung für „525 Zeilen/30 Bildwechsel pro Sekunde mit NTSC-Farbträger“ zu verstehen. Die genaue Angabe der TV-Norm eines Landes ist jedoch Schwarzweißnorm + Farbnorm. So verwenden z.B. die USA die Norm M mit NTSC, der größte Teil Westeuropas Norm B/G mit PAL, die frühere DDR Norm B/G mit SECAM, der größte Teil Osteuropas Norm D/K mit SECAM oder PAL, Frankreich Norm L mit SECAM. Viele ehemalige SECAM-Länder sind inzwischen zu PAL migriert, behalten jedoch in der Regel die unterliegende Schwarzweißnorm bei.

[Bearbeiten] Zusatzfunktionen

Weiterhin gibt es beim analogen Fernsehen unterschiedliche Normen für

Stereoton: A2, NICAM, MTS
Textdienste: Teletext, Antiope, Closed Captioning
Kompatible Breitbild-Übertragung: PALplus

Zuordnung der Länder zu Normen siehe 4.

[Bearbeiten] (Teil-)Digital

PALplus: eine Erweiterung von PAL, abwärtskompatibel
D2-MAC: brachte vor allem durch getrennte (Zeitmultiplexte) Übertragung des Bildsignals, des Farbsignals und des Digitalen Tonsignales eine Qualitätsverbesserung, wurde hauptsächlich über Satellit übertragen, konnte sich nicht durchsetzen.
HDTV: Sammelbegriff für Fernsehnormen mit höheren Auflösungen
DVB: Digital Video Broadcasting, Sammelbegriff für verschiedene digitale Fernsehnormen

Die digitalen Fernsehnormen orientieren sich an einigen Kenndaten der analogen Fernsehnormen, wie Zeilenzahl und Bildfrequenz. Zur Komprimierung der Daten wird in der Regel der MPEG-2-Standard verwendet.

Im Unterschied zu analogen Fernsehnormen existiert bei digitalen Fernsehnormen als weiteres Merkmal die Anzahl Spalten eines Bildes. Zusammen mit der Anzahl Bildzeilen erhält man so die so genannte Auflösung des Bildes in Bildpunkten (Pixel). Die Spaltenzahl wird dabei idealerweise so gewählt, das sich bei der Bilddarstellung die Höhe der einzelnen Pixel nicht wesentlich von ihrer Breite unterscheidet. Statt des traditionellen Bildverhältnisses von 4:3 wird verstärkt 16:9 eingesetzt.

[Bearbeiten] Weblink

Siehe auch: Fernsehsignal, Bildaufbau, Normwandlung

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Kategorien: Fernsehtechnik | Fernsehnorm

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