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Entwicklung eines internationalen Standards in China

23-06-2017

 

Von Zhang Hong

DTMB (Digital Terrestrial Multimedia Broadcast) ist ein in China verwendeter nationaler Standard für die digitale Fernsehübertragung. Yang Zhixing ist der erste Entwickler dieses Standards. Dank der Anstrengungen von Yang und seinem Team wurde DTMB am Ende des Jahres 2011 offiziell für einen internationalen Standard nominiert, vergleichbar zu denen von den USA, Europa und Japan entwickelten Standards für die digitale Fernsehübertragung. Die International Telecommunication Union (ITU) bezeichnete die Entwicklung des DTMB-Systems als einen „Meilenstein in der 40-jährigen globalen digitalen Fernsehentwicklung zwischen 1972 und 2012“.

 

Im Jahr 2016 erhielt das Team von Yang Zhixing den nationalen höchsten Preis für wissenschaftliche und technologische Fortschritte.

 

Erfolgreiche Umwandlung von analogen in digitale Signale

Murree ist eine kleine Stadt, die anderthalb Autostunden entfernt von Islamabad, der Hauptsstadt von Pakistan, liegt. Hier, auf einem 2.200 Meter hohen Berg, wurde ein Kooperationsprojekt zwischen dem chinesischen und dem einheimischen Unternehmen durchgeführt, mit dem Ziel, dass der chinesische TV-Standard DTMB in Pakistan eingesetzt werden kann.

Am 20. April 2015 nahmen der chinesische Staatspräsident Xi Jinping und der pakistanische Premierminister Nawaz Sharif in Islamabad an der Einweihungszeremonie mehrerer bilateraler Kooperationsprojekte teil, darunter war das DTMB-Projekt das erste umgesetzte Projekt im Chinesisch-pakistanischen Wirtschaftskorridor.

Pakistan, eines der Länder entlang des Wirtschaftsgürtels Seidenstraße und der maritimen Seidenstraße des 21. Jahrhunderts, ist durch hohe Berge, breite Wüsten und abwechslungsreiches Klima geprägt. Vor einigen Jahren hat der nationale Fernsehsender Pakistans begonnen, Forschungen in Bezug auf den Standard für die digitale Fernsehübertragung durchzuführen. Damals hatte die ITU weltweit nur vier TV-Standards anerkannt, nämlich das US-amerikanische ATSC, das europäische DVB-T/T2, das japanische ISDB und das chinesische DTMB/DTMB-A. Während der Testphase hat das Potenzial des chinesischen Standards alle Erwartungen übertroffen, so dass Pakistan sich entschloss, den chinesischen Standard zu verwenden.

Dieser chinesische TV-Standard wurde nicht über Nacht entwickelt. Yang Zhixing hat seine Entstehung und Entwicklung miterlebt. In den 1990er Jahren begannen ausländische Forscher, analoge Signale in digitale umzuwandeln. Im Jahr 1994 forderten viele Mitglieder der Chinesischen Akademie der Wissenschaften wie Wu Youshou und Ye Peida (die beiden sind Yangs wissenschaftliche Betreuer) die chinesische Regierung auf, die von der digitalen Revolution im Fernsehsektor angebotenen Chancen zu nutzen. Dieser Aufruf erregte die große Aufmerksamkeit der chinesischen Entscheidungsträger.

„Seit langem belegt China weltweit den ersten Platz in Bezug auf seine Produktion und Verbreitung von Farbfernsehern. Doch in dem Zeitraum vor dem Übergang zur digitalen Technologie, wo Schwarz-Weiß-Fernsehen und dann Farbfernsehen populär waren, verwendete China den europäischen TV-Standard und besaß keine geistigen Eigentumsrechte über Schlüsseltechnologien“, sagt Yang Zhixing. Zu dieser Zeit beschäftigte er sich mit der Erforschung von Demodulatoren der Satellitenempfänger. Aber er sah das Potenzial des digitalen Fernsehens voraus. „Ich glaube, dass diese Hochtechnologie eine große Zukunft hat, weil das Fernsehen zum alltäglichen Leben vieler Chinesen gehört“, sagt Yang.

Im Jahr 1999 wurde eine nationale Leitungsgruppe für digitales Fernsehen mit dem Ziel ins Leben gerufen, einen nationalen TV-Standard zu entwickeln. Im selben Jahr wurde ein Forschungszentrum, das sich auf digitale Übertragungstechnologie spezialisierte, an der Tsinghua-Universität gegründet. Yang Zhixing war für dieses Projekt verantwortlich.

„Digitales Fernsehen ist eine Revolution im TV-Bereich“, sagt Yang. „Die Qualität hat sich stark verbessert im Vergleich zu analogem Fernsehen“, fügt er hinzu.

Vorteile des chinesischen Standards

Das Erstellen dieses TV-Standards war keine leichte Aufgabe. Am Anfang haben sich acht Professoren der Tsinghua-Universität an diesem Projekt beteiligt. Aber aufgrund unzureichender Finanzierung haben sieben von ihnen das Projekt verlassen, nur Yang Zhixing blieb. Vom Beginn der Forschungsarbeit im Jahr 1999 bis zur Einführung dieses chinesischen Standards für die digitale Fernsehübertragung im Jahr 2006 investierte Yang Zhixing viel Geld, das er durch die Beteiligung an dem Projekt zur Erforschung von Fernerkundungssatelliten verdient hatte.

Wo liegen die Stärken des chinesischen Standards im Vergleich zu den anderen drei Standards? Yang erklärt: „Unser Standard basiert auf einem stabilen System, hat eine hohe spektrale Effizienz, verwendet Breitband und deckt einen breiten Bereich ab“.

Darüber hinaus verwendet der chinesische Standard auch LDPC (low-density parity check)-Codes zur sogenannten Vorwärtsfehlerkorrektur. Entwickelt von Robert Gallager, einem amerikanischen Professor am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den 1960er Jahren, zeigt das LDPC-System eine sehr hohe Effizienz bei der Fehlerkorrektur. Aber wegen seiner technischen Komplexität war es bis in die 1990er Jahre noch nicht in die Praxis umgesetzt worden. Die von Yang geleitete Gruppe war die erste, die das LDPC-System in einen Standard für digitale Fernsehübertragung integriert hat. Heute findet dieses System bei den europäischen und US-amerikanischen TV-Standards zweiter Generationseine Verwendung.

Im August 2006 wurde DTMB Chinas nationaler Standard für digitale Fernsehübertragungen. Während der Olympischen Spiele 2008 in Beijing testete man diesen neuen Standard in den acht chinesischen Gastgeberstädten, darunter Beijing, Shanghai und Zhuhai. Seither wird er in den anderen chinesische Städten und Provinzen eingeführt. Und durch mehr Investitionen soll dieser Standard in naher Zukunft das ganze Land abdecken.

Im Jahr 2006 kündigte Hongkong an, den europäischen Standard einzuführen. Trotzdem reisten Yang Zhixing und sein Team im darauf folgenden Jahr nach Hongkong, um den chinesischen Standard für sechs Monate zu testen. Das Ergebnis zeigte, dass der chinesische Standard im Vergleich zum europäischen viele Vorteile besitzt. So entschied sich Hongkong für den chinesischen Standard. Heute profitieren mehr als 70 Prozent der Fernsehzuschauer in der Stadt von diesem Standard.

Ermutigt durch diesen Erfolg auf dem Hongkonger Markt besuchte Yang Zhixing mit den Mitgliedern der Zhongguancun Digital Television Alliance zwischen 2008 und 2009 vier lateinamerikanische Länder, nämlich Kuba, Venezuela, Peru und Ecuador. Zahlreiche Male ist er dorthin geflogen. „In diesen zwei Jahren habe ich viele Luftmeilen auf meiner Kundenkarte von Air China und Air France angesammelt, so dass ich eine Goldkarte von diesen zwei Firmen erhalten habe, obwohl ich nur Economy-Class-Plätze bestellt hatte“, scherzt Yang.

Yang Zhixing ist von der Vorzüglichkeit des chinesischen digitalen Fernsehstandards überzeugt. „Es gab keinen Test mit einem Misserfolg“, sagt Yang. „Unter allen internationalen Standards ist unser Standard von den jenigen Ländern, in denen er getestet wurde, als überlegen anerkannt worden“, fügt Yang hinzu.

In Venezuela umfasst der lokale Test fünf Kriterien. Und in Bezug auf vier belegt der chinesische Standard den ersten Platz. Dank seiner konstanten Spitzenleistung hat der chinesische Standard einen guten Ruf in der internationalen Gemeinschaft erworben.

 

Im Jahr 2008 reiste Yang Zhixing nach Kuba, um den chinesischen Standard für digitale Fernsehübertragung zu testen. In unserem Bild ist Yang Zhixing (2.v.l.) mit den Mitarbeitern des Nationalen TV-Senders von Kuba zu sehen.

 

Ausbreitung fortgeschrittener Technologien

Der Wettbewerb zwischen terrestrischen digitalen Fernsehstandards, die eine starke politische Konnotation haben, ist nicht vergleichbar mit dem Wettbewerb zwischen zwei Marken von gewöhnlichen Produkten. Die Wahl des Standards symbolisiert die nationale Souveränität eines Landes und ist daher von großer Exklusivität.

„China fehlen Erfahrungen in Bezug auf die Förderung seines digitalen Fernsehstandards im Ausland“, sagt Yang. Hier ein gutes Beispiel: Bei dem Test in Venezuela im Jahr 2008 habe der chinesische Standard stets in Führung gelegen. Darüber hinaus sei der Preis der in China hergestellten Empfänger-Boxen niedriger gewesen. „Der chinesische Standard hatte ganz offensichtlich Vorteile“, sagt Yang. „Aber aus politischen Gründen und aufgrund des Integrationsprozesses in Südamerika entschieden sich alle lateinamerikanischen Länder außer Kuba für den japansischen Standard“, so Yang weiter.

Dieser Misserfolg hat Yang tief bekümmert. Aber ein chinesisches Sprichwort lautet: „Unglück kann in Glück umschlagen.“ Und bald darauf folgten zwei glückliche Ereignisse. Im September 2009 wurde eine nationale Arbeitsgruppe für die Ausbreitung des digitalen Fernsehstandards im Ausland von acht Staatsorganen, darunter der Staatlichen Kommission für Entwicklung und Reform und dem Außenministerium, gemeinsam gegründet. Ziel war es, den chinesischen digitalen Fernsehstandard weltweit auszubreiten. Zur gleichen Zeit hat diese nationale Leitungsgruppe beschlossen, der ITU den chinesischen Standard zur Genehmigung vorzulegen.

Im Jahr 2011 hat die ITU dem chinesischen Standard große Aufmerksamkeit geschenkt. Sie hat eine technische Gruppe gegründet, die speziell die Entwicklung des DTMB verfolgt. An dieser Gruppe haben Vertreter aus 78 Ländern teilgenommen. Schließlich wurde der chinesische Standard aufgrund seiner hohen Leistungsfähigkeit von vielen gelobt und als internationaler Standard anerkannt.

Yang ist der Ansicht, dass die Ausbreitung eines Standards große Auswirkungen auf die gesamte industrielle Kette ausüben wird. „In der neuen ökonomischen Ära dienen Standards als Mittel zur Erschließung neuer Märkte. Und im internationalen Wettbewerb sind Standards auch ein leistungsfähiges Mittel, um sich gegen Mitbewerber durchzusetzen“, sagt Yang.

Unter den vier Standards erster Generation hat der chinesische Standard einen deutlichen Vorteil. Aus diesem Grund setzen 14 Länder und Regionen in Asien, Afrika und Lateinamerika den chinesischen digitalen Fernsehstardard DTMB ein. Der Service erreicht mehr als zwei Milliarden Menschen.

Im Jahr 2012 bezeichnetedie ITU das chinesische DTMB als „Meilenstein in der 40-jährigen globalen digitalen Fernsehentwicklung“. Auch im Inland wurden Yang und sein Team mit Ehrungen überhäuft. So erhielt im Jahr 2016 das Team von Yang den national höchsten Preis für wissenschaftliche und technologische Fortschritte.

Laut Pan Changyong, der sich als Experte seit Jahren mit der Entwicklung chinesischer technologischer Standards beschäftigt, habe China zwei Arten von „Go-global-Produkten“. „Zum einen sind es Produkte aus der traditionellen Fertigungsindustrie wie Handys, Fernseher, Schuhe und Bekleidung, zum anderen sind es Standards, welche eine entscheidende Rolle bei fortschrittlichen Technologien spielen“.

In den letzten Jahren hat Europa seinen digitalen Fernsehstandard zweiter Generation entwickelt. Zur gleichen Zeit haben Yang und sein Team auch große Anstrengungen unternommen, um DTMB-A auf der Grundlage des digitalen Übertragungsverfahren DTMB zu entwickeln. Nun hofft er, dass die industrielle Kette des DTMB-A-Verfahrens im Zuge der Umsetzung der Neuen-Seidenstraßen-Initiative rasch expandieren und der chinesische Standard in mehr Ländern und Regionen eingesetzt werden kann.

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