Цифра повоздуху: кому нужно цифровоетв

Цифра повоздуху: кому нужно цифровоетв

    Стандарты цифрового ТВ: высокочастотный «спутниковый» DVB-S (s — satellite, 11−12 ГГц в эфире, антенна же подключается к ресиверу на частотах 950−2150 МГц) применяет QPSK, при «кабельного» DVB-C (c — cable, 47−862 МГц) употребляется QAM (значительно чаще — QAM64), а в «муниципальном» DVB-T (t — terrestrial, частоты простого ТВ либо ДМВ-каналы) — COFDM

Приблизительно через десятилетие по окончании появления цифрового телевидения правительство нашей страны издало «Распоряжение номер 706-р» (от 25 мая 2004 года), где согласится «целесообразным внедрение в РФ европейской совокупности цифрового телевизионного вещания DVB». Из-за чего как раз европейской и из-за чего цифровой, мы и постараемся разобраться сейчас.

Для чего это необходимо?

Преимуществ у цифрового телевидения перед аналоговым множество — как для вещателей, так и для зрителей, вот только кое-какие из них. Вещателей привлекут следующие нюансы. Во-первых, более экономно употребляется частотный спектр: в той же полосе 8 МГц (7МГц для европейских кабельных каналов), где ранее размещался один аналоговый ТВ-канал, возможно разместить от 6 до 10 цифровых.

Во-вторых, при цифровом вещании сигнал не требуется преобразовывать — вещатель приобретает его в цифровом виде, цифровым он остается и в студии, цифровым попадает в эфир. В-третьих, появляется новая аудитория — мобильные пользователи (европейский стандарт DVB-T предполагает прием в движущемся автомобиле, вертолете, поезде), тогда как аналоговое ТВ принимать на ходу в условиях города фактически нереально.

Для зрителей преимущества также имеется. Во-первых, улучшается уровень качества картины: в случае если прием имеется, то цифровая картина по определению лучше аналоговой — она четче, в ней больше информации, ее приятнее наблюдать, поскольку она устойчивее к помехам. Во-вторых, появляется возможность принимать ТВ-сигнал при помощи мобильных терминалов.

В-третьих, зритель приобретает дополнительную данные — больше не нужно будет покупать газету с программой на 7 дней, потому, что EPG (электронная телепрограмма) есть частью цифровой телепередачи, зритель видит как данные о текущей программе, так и аннотированный экскурсовод на 7 дней либо две.

В-четвертых, появляется возможность приобретать дополнительные удобства — многоязыковое сопровождение (к примеру, канал EuroNews говорит сходу на семи языках, включая русский), титры на различных языках.

В-пятых, по цифровому каналу возможно передавать пятиканальный звук (совокупность стереозвука NICAM разрешает передавать лишь два канала, другими словами PRO LOGIC). Для чего брать DVD, в то время, когда возможно наблюдать фильмы с обычным звуком по простому ТВ!

История вопроса

Эра цифрового ТВ наступила в первой половине 90-х годов двадцатого века, в то время, когда фактически в один момент на западе начались работы над национальными стандартами — ATSC в Соединенных Штатах и DVB в Европе. Во второй половине 1990-х цифровое телевидение в Европе с уверенностью начало теснить аналоговое, сперва — в спутниковом/кабельном ТВ (в том месте, где подписчик платит настоящие деньги), а после этого и в городских условиях — в большинстве государств остро стоит неприятность «пропускной свойстве» ТВ-частот.

К примеру, в Берлине прекращено аналоговое вещание. В Российской Федерации о существовании неприятности радиочастотного диапазона в далеком прошлом спорят эксперты. Послушать одних — неприятность страшная, послушать вторых — неприятности нет вовсе.

Любопытно, что расторопность европейцев (первые передачи в формате DVB состоялись уже в середине 1990-х) сыграла с ними злую шутку: на сегодня цифровой стандарт DVB так распространен в Европе, что в том месте нет резона вводить картину высокой четкости (ТВЧ либо HDTV — High Definition TV). Одновременно с этим инертность США (связанная не в последнюю очередь с фантастическим количеством и гигантскими территориями аналоговых телеприемников) сделала ставку на руку прогрессу — сейчас «цифровое ТВ» в Америке фактически тождественно телевидению высокой четкости. Так же любопытно, что телестудии в Америке «гоняют» между собой программы через спутники в европейском стандарте (DVB-S), чем пользуются энтузиасты, каковые берут оборудование для приема таких сигналов и довольно часто перехватывают передачи, эфир которых еще лишь планируется.

Особняком стоят японцы. Они создали свободный стандарт цифрового ТВ, что именуется ISDB. Он во многом подобен европейскому семейству стандартов DVB, но в нем приоритет дан передаче данных, а не телевизионного сигнала; ISDB лучше ведет себя при некоторых условиях.

Не обращая внимания на это, распространения за пределами Японии он не взял (лишь Бразилия обдумывает переход на ISDB).

Как это трудится?

В базе всех трех стандартов (американского ATSC, европейского DVB и японского ISDB) лежит разработка сжатия видео MPEG-2. Различаются эти стандарты по большей части применяемыми частотами, способами сигнализации и модуляции.

Потому, что в Российской Федерации сравнительно не так давно принят европейский стандарт, DVB, на нем и сконцентрируем внимание.

DVB — сокращение от Digital Video Broadcasting (цифровое телевещание). Это целое семейство стандартов. На сегодня вовсю трудятся совокупности DVB-S (другими словами спутниковые), DVB-C (кабельные) и DVB-T (наземные).

На подходе стандарт DVB-H — для сотовых телефонов. Сперва показались стандарты DVB-S (декабрь 1993-го) и DVB-C (1994), потому, что как раз в кабельных и спутниковых сетях огромное количество каналов необходимо как-то уложить в выделенный частотный спектр. За ними показался стандарт DVB-T (декабрь 1995-го).

Стандарты различаются между собой методами и частотами модуляции.

В студии сигналы отдельных видеопрограмм (MPEG-2) объединяются при помощи мультиплексора и преобразуются в поток DVB, что «закрывается», модулируется нужным способом и отправляется в эфир. На стороне зрителя сигнал принимается при помощи антенны, демодулируется, «раскрывается» (если он был закрыт и у зрителя имеется право на просмотр данного канала) и делается DVB-контейнером, содержащим в себе сигнал MPEG-2 и дополнительную данные. Что с ней делать — решает зритель.

Он может выбрать язык вещания, взглянуть программу на 7 дней, прочесть аннотацию к текущей передаче либо цифровое радио (в большинстве случаев провайдеры цифрового ТВ показывают заодно и дюжина радиостанций в неординарно высоком качестве; увы, не все русские провайдеры радуют подписчиков таким сервисом).

В совокупности DVB предусмотрены кроме этого возможности для передачи данных (а также интернет), причем не только в сторону клиента — обрисованы возможности передачи обратного канала (в сторону провайдера) при помощи таких совокупностей, как DECT, GSM, простой телефон (модем) либо ISDN. Все стандарты DVB поддерживают и картину высокой четкости (HDTV), но говорить в HDTV в Европе до тех пор пока никто не спешит — нет HD-приемников, нет HD-программ, и потом, по замкнутому кругу. На сегодня лишь один вещатель — бельгийская телекомпания «Euro 1080» — снабжает картину высокой четкости.

Серьёзный элемент стандартов DVB — скремблирование (кроме этого именуемое закрытием и «шифрованием» каналов). Оно употребляется лишь в том случае, если необходимо обеспечить условный доступ к сигналу — дабы его имели возможность наблюдать лишь те, кто за него заплатил. Предусмотрены интерфейсы для подключения способов скремблирования, и различные вещатели выбирают различные способы. На студии сигнал скремблируется для каждого из подписчиков и передается в эфир в зашифрованном виде.

Декодер клиента демодулирует сигнал, после этого «раскрывает» его и показывает картину на ТВ либо панели. В случае если телевизор цифровой и интерфейс между телевизором и декодером также цифровой (SDI, DVI либо навязанный «защитниками интеллектуальной собственности» HDMI), то сигнал так и останется цифровым впредь до формирования ТВ-картины.

Кому это выгодно?

Один из недавних номеров опытного издания вещателей России — издания Broadcasting — был полностью посвящен проблеме принятия стандарта цифрового ТВ у нас. Из него мы выяснили, что особенной необходимости в принятии этого стандарта в Российской Федерации не было: у всех, кто готов платить за цифровое ТВ, оно уже давно имеется (примеров платного цифрового ТВ большое количество — Космос-ТВ, НТВ+, ДИВО-др и ТВ.).

Дискуссии же крутились около стандарта бесплатного ТВ, другими словами обращение шла о дележе национальных денег (потому что кто еще будет финансировать модернизацию вещательных комплексов!). Фактически никакой необходимости в принятии для того чтобы стандарта не было, поскольку телевизионный спектр на сегодня не через чур перегружен — кроме того в Москве всего 15 каналов, и особенной толчеи нет кроме того в столичном эфире.

В случае если расширить количество вероятных каналов кроме того в шесть раз (напомним, при введения цифрового телевидения вместо одного аналогового ТВ-канала возможно будет передавать от 6 до 10 цифровых), мы возьмём цифру 90. Программ, либо, как говорят телевизионщики, контента на такое количество каналов нет и в помине.

К тому же ни у кого не было сомнений в том, какой стандарт выберут. Учитывая, что спутники говорят в DVB-S, а кабели — в DVB-C, очевидным выбором наземного ТВ был DVB-T (кстати, в Москве экспериментальное вещание в этом стандарте уже ведется). Но решение принято, и где-то к 2008−2015 годам мы станем свидетелями очередной революции.

На тему «нужна ли нам такая революция» уже давно разламывают копья чиновники и специалисты.

Строки

Все знают, что в стандарте SECAM 625 строчков. Зная пропорции телеэкрана (4:3), многие умножают 625 на 4/3 и приобретают 833, по окончании чего заявляют, что «разрешение аналогового ТВ образовывает 833х625». Это совсем неправильно.

Строчков в SECAM вправду 625 (действительно, из них 58 — служебные), но из этого ничего не нужно. Все дело в линиях.

ТВЛ

ТВЛ либо телевизионные линии — вот что определяет разрешающую свойство аналогового ТВ. Одна ТВЛ — это один переход от сигнала самой высокой интенсивности (белый цвет) к сигналу самой низкой интенсивности (черный цвет) либо напротив. Линии эти — вертикальные, другими словами количество ТВЛ вычисляют по горизонтали кадра. Как раз числом таких переходов определяется уровень качества сигнала либо картины на телевизоре.

Совершенный эфирный сигнал может иметь разрешение в 500 ТВЛ, S-VHS дает 400 ТВЛ, а VHS — 240 ТВЛ. Хороший кинескопный телевизор разрешает отобразить только 400, максимум 450 ТВЛ. Средний телевизор отображает только около 350 ТВЛ. Заберём за базу уровень качества хорошего телевизора. 400 ТВЛ, другими словами 400 переходов, либо 200 белых и 200 тёмных полос вперемежку. Наряду с этим необходимо не забывать, что речь заходит об аналоговых данных.

Оцифровать их возможно с любым разрешением — хоть 200 отсчетов, хоть 1000. Легко необходимо не забывать, что информации в сигнале — всего на 400 ТВЛ.

Точки

В цифровом сигнале все несложнее — в том месте счет идет на точки. В совокупности DVB предусмотрено следующее количество точек по горизонтали: 720, 704, 544, 528, 480 либо 352. Количество точек по вертикали определяется стандартом вещания — 480 для NTSC, 576 для PAL. В совокупностях HDTV все также достаточно легко.

В том месте вероятны форматы 1920×1080 и 1280×720, а сигнал возможно чересстрочным либо прогрессивным.

Телевизоры

Не вспоминали, отчего аналоговый телевизор стоит многократно дешевле подобного по размеру аналогового монитора? Так как кинескопы у них, вероятнее, однообразные. Все дело в электронике. Полоса пропускания видеоусилителя определяет количество ТВЛ, каковые возможно отобразить на данном устройстве.

Бытовой телевизор снабжен видеоусилителем с полосой около 4−5 МГц (самые лучшие — до 10 МГц) и дает приблизительно 400 ТВЛ. Одновременно с этим у хорошего CRT-монитора значение «dot clock» может быть около 390 МГц (таковой монитор показывает до 2048 точек). Так, в случае если у вас аналоговый телевизор, вы все равно не заметите отличие между цифровой и аналоговой ТВ-картиной (разве что последняя будет меньше подвержена помехам).

Иначе, у LCD и плазменных мониторов, и у LCD и DLP-проекторов нет никаких ТВЛ. В том месте «все по-честному», другими словами точки. Это необходимо не забывать при выборе для того чтобы устройства — больше, чем «стандартное разрешение» (native resolution), оно продемонстрировать не имеет возможности в принципе.

До тех пор пока HDTV не стало действительностью, возможно брать и панели разрешением 1024х576 (а также 800х600), но для отображения HD-сигнала необходимо, по крайней мере, 1280х720 (а лучше — 1920х1080).

Что такое QPSK и QAM

Для передачи сигналов употребляются различные способы модуляции. Сейчас все большее распространение приобретает фазовая модуляция, разрешающая уложить больше данных в канал с заданной полосой пропускания сигнала. С фазовой модуляцией сталкивался любой, кто пользовался модемом v.34 либо v.90. Что это такое, несложнее всего растолковать при помощи иллюстраций.

Заберём два синусоидальных сигнала. Сперва (1) они синфазны, и их фазовый сдвиг считается равным нулю градусов либо 360 градусам, что то же самое. После этого (2) светло синий сигнал «удирает вперед» на четверть цикла, и фазовый сдвиг принимается равным 90 градусам. После этого (3) светло синий сигнал «удирает» на половину цикла, и сдвиг принимается равным 180 градусов. Наконец (4) светло синий сигнал «удирает» на ¾ цикла, и фазовый сдвиг считается равным 270 градусам.

Посредством таких схем легко представить себе аналоговые сигналы, но для представления цифровых размеров комфортно нарисовать крестик (5), где условно расположить углы фазового сдвига. Каждому углу возможно сопоставить бинарное значение (6), и мы возьмём представление о том, как при помощи фазовой модуляции передаются эти.

QAM. Несложный вид модуляции — амплитудную — изучают еще в школе (7). Для передачи бинарных сигналов берут два значения («уровень единицы» и «уровень нуля») и при помощи двух сигналов передают четыре вероятных значения.

При комбинировании амплитудной и фазовой модуляции получается QAM (quadrature amplitude modulation). Графическое представление QAM именуется «созвездием» (8).

COFDM — вообще-то, не совокупность модуляции. Это способ вещания. Модуляцию в нем применяют QAM либо QPSK. COFDM отличается двумя изюминками. Во-первых, в нем в один момент употребляется большое количество несущих (1705 либо 6817, каковые именуют 2k и 8k соответственно).

На каждой из несущих передается фрагмент информации с очень низкой скоростью (битрейтом). В Англии употребляется совокупность 2k, в большинстве государств Европы — 8к. Совокупность 8k разрешает реализовать режим, в то время, когда большое количество передатчиков говорят одинаковый сигнал, разрешая создать огромную территорию уверенного мобильного приема.

Все несущие синхронизированы, другими словами момент начала передачи знака на всех несущих сходится. Во-вторых, употребляется так называемый защитный промежуток. Перед каждым передаваемым знаком создается промежуток, за который должно улечься эхо от ранее переданного знака. Длительность защитного промежутка может составлять от 1/32 до ¼ передаваемого знака.

Так борются с интерференцией. COFDM — очень сложный способ, и вдаваться в подробности мы не станем — в другом случае в этом номере издания больше ничего бы не поместилось.

Откуда берется стерео?

С недавних пор два канала в Москве — ОРТ и MTV — начали говорить со стереозвуком. Это произошло благодаря установке на Останкинской башне передатчика, снабженного модулятором совокупности NICAM. Это отнюдь не новость в телевидении, но раньше в Российской Федерации для того чтобы не было. NICAM представляет собой очередную цифровую надстройку над аналоговым ТВ. Кроме простого ТВ-сигнала передается еще один, где в цифровой форме закодирован звук.

Кодирование в том месте весьма примитивное, 14-битное (а на деле кроме того 10-битное, с остроумной схемой компенсации — против 16-битного в компакт-дисках), частота дискретизации — 32 КГц (против 44,1 КГц в CD). Но, потому, что при просмотре видео человек менее требователен к звуку, собственную функцию — обеспечение стереозвука (а при подключении ресивера Dolby семь дней LOGIC — кроме того псевдообъемного, два передних канала, один центральный и один тыловой) — совокупность делает.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№24, октябрь 2004).

<

h4>

Полезно знать: секреты цифровых тюнеров. Чем отличается DVB-C от DVB-T

Статьи, которые будут Вам интересны: