Inverzní počasí a příjem pozemního vysílání DVB-T2

Příchod inverzního počasí provází nepříjemný doprovodný jev - rušení televizního příjmu. Zatímco radioamatéři (a sám jsem mezi ně patřil) na tento jev trpělivě celý rok čekají, neboť jim umožňuje navazovat (především v UHF pásmech) spojení za normálních okoloností nemožná, televizního diváka dokáže inverzní počasí občas vytočit do běla.

Důvod je prostý, zatímco za normálních podmínek šíření takovému divákovi hrají jeho obvyklé programy bez problémů, v případě inverze se může najednou objevit časté a nepříjemné rušení (kostičkování obrazu, jeho výpadky) a v krajním případě nemusí být příjem možný vůbec. Řeč je samozřejmě o televizních programech v DVB-T2 typu Česká televize, Prima a pododbně. Mimochodem, právě vysílání České televize a Primy, bývá tímto jevem postiženo nejvíce.

Teplotní inverze a co to vlastně je

Za normálních okolností klesá teplota vzduchu v troposféře s rostoucí výškou nad zemí rovnoměrně o 0,65 až 1 °C na každých 100 m. Intenzivním slunečním zářením se během dne země ohřeje a nahromaděné teplo se odevzdává během noci opět vzduchovým vrstvám, které jsou blízko zemského povrchu. Tak vznikne teplotní průběh. Jeho obrácení (inverze) je zvláště znatelné v ranních hodinách, kdy je vzduch již značně ochlazen. Tento jev se označuje jako přízemní inverze a tvoří se při bezoblačném počasí,

Další výskyt inverze může nastat na horní hranici mraků či mlhy. Část tepelného záření se odráží a teplota tam poklesne. Tento jev vzniká poměrně často v podzimních a zimních měsících (říjen až leden) a jeho výška se pohybuje od 300 do 500 m nad zemí. Dále je možné se setkat s tzv. inverzí poklesovou. Klesající vrstvy vzduchu v oblastech vysokého tlaku se ohřívají s rostoucím tlakem. Tak se může nakonec stát, že tyto vrstvy jsou teplejší, než pod nimi ležící přízemní vrstva vzduchu. V těchto teplejších vrstvách velmi rychle klesá vlhkost.

Inverze, která nejvíc způsobuje mimořádné dosahy, je tzv. advekční inverze. Ta vzniká, když se vodorovně rozložené a většinou suché vrstvy vzduchu nasunou přes studenější vrstvy vzduchu vlhčího. Rovněž přibližující se teplá fronta způsobí jakousi malou inverzi. Zlepšené podmínky šíření se však vyznačují malou stálostí. Trvají jen několik hodin, nebo dokonce jen několik minut a vzdálenosti při nich překlenuté nebývají větší než 400 až 600 km.

Není dokonce nevyloučeno, že mohou nastat i kombinace jednotlivých inverzí. Společným znakem jsou oblasti vysokého tlaku, tzv. anticyklony, které jsou pro vznik inverzí prvním předpokladem. Rychlý vzestup atmosférického tlaku a současný pokles teploty jsou znaky tzv. rychlé studené anticyklony. Je to vlastně oblast studeného vzduchu mezi dvěma frontálními poruchami, které postupují ze západu nejčastěji k severovýchodu. Vzniklé rozhraní dvou různých prostředí umožňuje šíření VKV na vzdálenosti 500 až 1000 km.

Ty nejlepší podmínky pro šíření velmi krátkých vln (VKV) bývají na zadní straně tlakové výše, kde inverze je ještě vylepšena nasunutím teplého vzduchu z jihu. Tlakový útvar má průměr až 2000 km a na jeho okrajích se inverze přibližuje k zemi. Právě z těchto míst se daří ta nejdelší spojení. Vlivem sesedání vzduchových hmot je vrstva studeného vzduchu stlačována blíže k zemi a inverze ještě více mohutní.

Šíření VKV a světla jsou podobné, mohou se tedy odrážet a lomit. Inverze představuje mezní vrstvu mezi studeným hustým vzduchem a teplejším řídkým vzduchem. Taková mezní vrstva se vůči VKV chová podobně jako hladina vody vůči světlu. Ohyb, který je příznivý pro spojení na VKV nebo úplný odraz, může nastat jen tehdy, když vlna dosáhne vrstvy z hustšího prostředí; platí tedy, že vlna vyslaná z povrchu země se může lámat podle zakřivení země (nebo odrážet), když teplejší (řidší) vrstva vzduchu leží na studenější (hustší). K tomu právě dochází při inverzích. Čím větší je tepelný rozdíl v inverzi, tím strmější dopadající vlny se mohou dobře odrážet.

[použitý text je z článku Pavla Šíra , OK1AIY, publikovaném v Radiomamtérském zpravodaji v roce 1977]

Dále příspěvek pokračuje článkem Honzy Potůčka, který byl uveřejněn na portálu televizniweb.cz a který s laskavým svolením autora přetiskuji v plném znění.

Inverze ruší televizní signál

Podzim je tu a s ním každoroční problém s inverzemi, které ruší televizní a rozhlasový signál. Závěr minulého a začátek tohoto týdne byl typickou ukázkou, kdy výpadky signálu zasáhly řadu regionů.

Pondělní mlhavé počasí rozdrnčelo telefony na divácké lince Českých Radiokomunikací, ale také v České televizi a Českém telekomunikačním úřadu. Ukázková inverze, která vydržela po celý den a k večeru se ještě zhoršovala, v některých místech výrazně narušovala příjem televizního vysílání z pozemních vysílačů. Inverze totiž umožňuje šířit televizní a rozhlasový signál na mnohem větší vzdálenosti, než je obvyklé, což vede k tomu, že jindy zcela nedosažitelný vysílač může na stejném kanálu rušit vysílání bližšího vysílače, do té doby zcela spolehlivého. Potíže nastávají i u velkých jednofrekvenčních sítí, v případě České republiky zejména u veřejnoprávního multiplexu 21, který šíří signál České televize skoro v celé zemi na shodném kanálu 26.

TV příjem může být rušen v různých oblastech s různou intenzitou

Během standardních příjmových podmínek má obvykle signál vzdálenějšího vysílače nižší intenzitu elektromagnetického pole a přichází na anténu později (echo) než signál vysílače bližšího. Ve chvíli, kdy je signál ze vzdálenějšího vysílače silnější než z toho, který je blíže příjmové anténě, může vzniknout jev, který se nazývá pre-echo. S echem a i pre-echem by si měl poradit ochranný interval, v rámci něhož nedochází k rušení vysílačů pracujících na stejném kmitočtu. K rušení však může dojít v případě příjmu signálů na stejném kmitočtu, které jsou zpožděny nad rámec ochranného intervalu. Tento jev nastává především při teplotních inverzích, během kterých teplota vzduchu roste s nadmořskou výškou, kdy se signály vzdálených vysílačů mohou odrazit přes atmosférické vrstvy a jejich signál se tak dostane s větším zpožděním na vzdálené přijímací antény.

Pokud je signál vzdáleného vysílače mimo ochranný interval, dojde k degradaci televizního příjmu. V minulosti disponovalo televizní vysílání výrazně více kmitočty než dnes. Od roku 2011 do dnešní doby se rozsah frekvenčního spektra dedikovaného pro televizní vysílání snížil o více než 40 procent. Proto dnes vysílá na stejných kmitočtech výrazně větší počet vysílačů než v minulosti, což násobí riziko rušení ze strany vzdálených vysílačů v době teplotních inverzí. Extrémem je velká jednofrekvenční síť České televize, kde se od východu na západ používá v celé síti pouze jeden kmitočet (26. kanál) a jen na severu a jihu Čech jsou použity jiné kmitočty. Velké jednofrekvenční sítě obsahují i multiplexy Českých Radiokomunikací (síť 22) a Czech Digital Group (síť 23). Televizní příjem v těchto velkých jednofrekvenčních sítích je tak náchylný na rušení hlavně během teplotních inverzí.

Právě takový problém nastal toto pondělí, kdy se ozývali nespokojení diváci z celé republiky, ale nejčastěji z okolí Prahy, konkrétně z Kladenska. Ve většině případů si stěžovali na výpadky příjmu České televize – multiplexu 21, ale také na obtíže s příjmem multiplexů 22 a 23. „Na dohledové centrum se s dotazem na stav vysílačů obrátil i technický pracovník České televize a pracovník Českého telekomunikačního úřadu. Zvýšené množství diváckých dotazů zaznamenávají i v těchto institucích. Na jejich dotaz jsme potvrdili bezporuchový provoz všech vysílačů a možný vliv inverze na šíření signálu,“přiblížil Josef Brabec, supervizor dohledového centra Broadcast a Security CRA. Toto centrum obtíže s TV příjmem registrovalo při monitoringu TV vysílání, kdy od rána zaznamenávalo problémy s dálkovým kontrolním příjmem některých vysílačů, konkrétně Bukové hory a Krašova.

Výpadky mohou trvat hodiny, ale i dny

Jak se dá proti negativním vlivům inverze na příjem televizního signálu bojovat? Univerzální návod neexistuje. Inverze je pokaždé trochu jiná, objevuje se na různě velkém území a s různou intenzitou. Někdy pomůže pootočení antény směrem k bližšímu vysílači nebo její přemístění, jindy postačí zbavit se anténního zesilovače, který během inverze (a často i mimo ni) působí spíše jako rušička. Obecně platí, že pokojová anténa se zabudovaným zesilovačem je vždy horší řešení než venkovní anténa nasměrovaná přímo na nejbližší vysílač. Každopádně při potížích je dobré situaci nejprve konzultovat s místním anténářem, protože ten bude znát lokální situaci a pomůže víc než nějaké divácké centrum operátora nebo televizní stanice v Praze. V minulých letech však nastaly tak silné inverze trvající i několik dnů, že i anténáři měli problémy s vyřešením obtíží na příjmové straně.

Jedno je ale třeba si uvědomit a počítat s tím: za problémy způsobené inverzí nemůže ani provozovatel vysílačů, vysílatel ani výrobce televizních přijímačů, byť televizní tunery v nich jsou na rušení různě citlivé, takže dva různé televizory nebo set-top boxy mohou ve stejné situaci reagovat různě. Inverze je výkyv počasí, který nám může zkomplikovat nebo zcela přerušit příjem televizního signálu v řádu hodin nebo i dnů. S ohledem na měnící se charakter rušení, intenzitu a místa nemusí být úpravy na přijímací straně řešením, které eliminuje všechny problémy. Systémovým řešením by mohlo být například doplnění kmitočtů do největších jednofrekvenčních sítí tak, aby byla snížena pravděpodobnost rušení vysílačů pracujících na stejném kmitočtu právě v těchto velkých jednofrekvenčních sítích.

Pokud se nějaké koncepční řešení nenajde, budou někteří diváci digitálního pozemního vysílání muset řešit obtíže s televizním příjmem během teplotních inverzí, které se vyskytují obvykle na podzim a v zimě. Dva roky po dokončení přechodu na DVB-T2 a uvolnění pásma 700 MHz pro mobilní sítě 5G se zdá, že problémy s televizním příjmem během inverzí jsou jedinou, avšak nepříjemnou kaňkou na jinak úspěšném projektu, který divákům zachoval bezplatný příjem desítek televizních stanic.

Tolik článek šéfredaktora portálu televizniweb.cz Jana Potůčka.

Na tomto webu najdete i další články, které se tomuto tématu již v minulosti věnovaly, například Inverzní počasí "kazí" signál. Co s tím? nebo Komplikuje vám inverze příjem televizního signálu? Problém může být i v přijimači, případně Inverze zhoršuje příjem pozemni digitální televize, včetně nového vysílání DVB-T2.

Co s tím ?

Opět si vypomohu textem z článku na portálu televizniweb.cz, konkrétně Inverze zhoršuje příjem pozemni digitální televize, včetně nového vysílání DVB-T2

Nedá se s tím nic dělat

Za normálních okolností není možné signál ze vzdálenějších vysílačů přijímat, pokud tedy divák nevyužívá anténu se zesilovačem či speciální anténní soustavu vyladěnou právě na dálkový příjem televizního vysílání. Vzdálenější vysílač, který vysílá na stejném kanálu jako místní vysílač, pak způsobuje problém zvaný „echo“: signál ze vzdálenějšího vysílače je silnější než ten, který divák přijímá obvykle, a oba vysílače se vzájemně vyruší. Na televizní obrazovce se tento jev projevuje sníženou kvalitou příjmu, jako je kostičkování obrazu, výpadky zvuku, zadrhávání obrazu či úplný výpadek signálu. Chyba však není ani na straně provozovatelů vysílačů, ani v příjmové anténě nebo televizním přijímači. Těmto komplikacím nelze nijak předcházet.

„Negativní jevy spojené se zhoršením kvality příjmu způsobeným inverzí vznikají až na přijímací straně. Na straně vysílačů tedy nelze realizovat žádné technické opatření, které vliv nepříznivých podmínek šíření signálu eliminuje. V řadě případů však je možné zmiňovaný jev potlačit, ale bohužel nelze nikdy zaručit stoprocentní účinnost. Vždy záleží na konkrétních místních podmínkách příjmu,“ radily divákům před časem České Radiokomunikace, které na potíže s příjem televizního vysílání během inverze upozorňují každoročně. „Obecně platí, že je třeba ve zvýšené míře dodržovat základní zásady instalace přijímací techniky. Především jde o preferenci venkovních antén před náhražkovými pokojovými.“ Vhodnější jsou ziskovější a směrované antény bez předzesilovačů.

Zapomeňte na zesilovače

Zesilovače obecně negativní vliv inverze ještě zhoršují. Za normálních okolností divákovi umožňují zlepšit nebo vůbec zajistit příjem slabšího signálu, při inverzním počasí ale násobí negativní vliv vzdálených signálů. Proto se může stát, že diváci, kteří u antény používají zesilovač, budou mít problémy s příjmem televizního signálu, zatímco jejich sousedé, kteří zesilovač nepoužívají, nikoli. Záleží také na kvalitě antény, kabelu a samotného televizního přijímače. Některé tunery DVB-T2 jsou citlivější a výpadky signálu se u nich projevují i při menším zarušení. CRA proto nabádají, aby diváci vždy používali kvalitní techniku, odborně instalovanou a vhodnou pro DVB-T/DVB-T2 vysílání. „Toto platí zvláště pro anténní zesilovače,“ upozorňuje operátor.

Pokud již problémy s příjmem televizního signálu nastanou, diváci by je měli v první řadě řešit se servisními firmami a anténáři v místě svého bydliště. Situace může specifická nejen v každém kraji nebo městě, ale dokonce v každém údolí. Odborníci vybavení nezbytnou měřicí technikou, kteří mají dlouhodobé zkušenosti s realizací přijímacích antén v regionu své působnosti, dokáží pomoci mnohem lépe než centrální dispečinky provozovatelů televizních vysílačů.

Závěrem

Byť se zdá situace způsobená rušením vlivem inverzního počasí svým způsobem neřešitelná, existuje mnoho dílčích kroků, které mohou tuto nepříjemnou záležitost řešit částečně, v řadech případů i vyřešit úplně. Může jít o výměnu přijímacích antén, jejich nasměrování a podobně.

Vše záleží na místních podmínkách a především měření dostupných signálů.

Pokud máte problémy s tímto typem rušení a máte zájem ho řešit, jsem k dispozici na telefonu 605 240 909, emailu, chatu ...