Андрей Смирнов
Время чтения: ~15 мин.
Просмотров: 0

История перехода на цифровое телевидение в россии

Новости все материалы

  • 16:35 мск.

    В ФАС считают, что авиакомпании сами виноваты в росте цен на керосин

  • 16:28 мск.

    В Тюменской области семьи получили 250 миллионов рублей на первого ребенка

  • 16:21 мск.

    28 ямальских выпускников стали 100-балльниками по результатам ЕГЭ 2020 года

  • 16:10 мск.

    В Свердловской области к 2025 году появятся первые солнечные электростанции

  • 16:09 мск.

    300 млн в топку? Спикер екатеринбургской думы допустил отказ от переезда в ЦУМ

  • 16:07 мск.

    Скрипач и дирижер Спиваков отказался от ордена, врученного Лукашенко: «Мне стыдно его носить»

  • 15:44 мск.

    Володин за шесть лет потратил на благотворительность 220 миллионов рублей – советник спикера ГД

  • 15:23 мск.

    Пашаев заявил, что у Ефремова подтвердился инсульт

  • 15:17 мск.

    Власти Германии пригрозили Белоруссии санкциями ЕС за силовое подавление акций протеста

  • 15:11 мск.

    Южноуральский завод «Роскосмоса» перешел на 4-дневку

  • 14:47 мск.

    В Ханты-Мансийске «посыпалась» дорога, отремонтированная год назад за 400 млн

  • 14:47 мск.

    Суд по делу историка Соколова возобновится в начале сентября

  • 14:45 мск.

    Югорские альпинисты развернули региональный флаг на высочайшей точке России и Европы

  • 14:43 мск.

    МВД: В Бресте милиция открывала огонь на поражение

  • 14:26 мск.

    Казахстан готов возобновить авиасообщение с Россией с 17 августа

  • 14:15 мск.

    В Югре школьникам не потребуются справки о состоянии здоровья

  • 14:08 мск.

    Блогера-сталкера арестовали по делу о разглашении гостайны

  • 14:05 мск.

    Адвокат не смог найти Ефремова в Боткинской больнице

Что такое аналоговый сигнал?

Аналоговый сигнал основан на аналогии электрического сигнала (значений тока и напряжения) значению исходного сигнала (цвету пикселя, частоте и амплитуде звука и т.п). Т.е. определенные значения тока и напряжения соответствуют передаче определенного цвета пикселя или звукового сигнала.

Приведу пример на аналоговом видеосигнале.

Напряжение на проводе 5 вольт соответствует синему цвету, 6 вольт – зеленому, 7 вольт красному.

Для того чтобы на экране появились красные, синие и зеленые полосы нужно поочередно подавать на кабель напряжения 5, 6, 7 вольт. Чем быстрее мы проводим смену напряжений, тем тоньше полоски получаются у нас на мониторе. Сократив интервал между сменой напряжений до минимума, мы получим уже не полоски, а чередующиеся друг за другом цветные точки.

Важной особенностью аналогового сигнала является то обстоятельство, что он передается строго от передатчика к приемнику (например, от антенны к телевизору), обратной связи нет. Поэтому если в передачу сигнала вмешается помеха (например, вместо шести вольт придет четыре), цвет пикселя исказится, и на экране появится рябь

Аналоговый сигнал непрерывен. Что такое цифровой сигнал?

Передача данных осуществляется также с помощью электрического сигнала, но значений этих сигналов всего два и они соответствуют 0 и 1. Т.е. по проводам передается последовательность из нулей и единиц. Примерно так: 01010001001 и т. д. Для того чтобы приемное устройство (например, телевизор) не запутался в передаваемых данных, цифры передаются пачками. Это происходит примерно так: 10100010 10101010 10100000 10111110. Каждая такая пачка несет какую-нибудь информацию, например — цвет пикселя

Важной особенностью цифрового сигнала, является то, что передающие и принимающее устройство могут общаться между собой и исправлять друг за другом ошибки, которые могут возникнуть при передаче

Чем цифровое телевидение отличается от кабельного?

Сразу ответим на наиболее часто задаваемый вопрос — кабельное телевидение, это цифровое или аналоговое? Сама формулировка не совсем корректна. Дело в том, что все зависит от того, услугами какого провайдера вы пользуетесь. Технически это может быть как аналоговый, так и цифровой вариант, ведь при передаче сигнала по кабельным линиям это не играет практически никакой роли.

Если сравнивать эфирное цифровое и кабельное телевидение, то по качеству получаемого на экране телевизора изображения отличий нет. Технология передачи данных одинаковая, просто в первом случае вещание обеспечено за счет применения радиоканала, а во втором благодаря существующей кабельной сети. И в том и другом случае для декодирования получаемого сигнала требуется установка тюнера.

Для эфирного телевидения — DBVT2, для кабельного — DBVC

Обращайте внимание на поддерживаемый формат при покупке приставки, они не взаимозаменяемы. Кроме того, большинство современных моделей телевизоров уже укомплектованы подобными ресиверами, причем это могут быть устройства, поддерживающими работу с несколькими форматам

Теперь несколько слов об отличиях:

  • Обычно кабельное телевидение предоставляет доступ к большему числу каналов в зависимости от выбранного пакета (до 200 и более). Для эфирной цифры доступны не более 30 каналов. При этом практика применения кабельных сетей показала, что среднестатистический пользователь регулярно смотрит не более 3-4 десятков каналов.
  • Несмотря на такую большую разницу в количестве отметим решающих фактор. За пользование кабельным телевидением вы будете платить ежемесячную абонентскую плату, размер которой определяется непосредственно провайдером. А доступ к эфирным цифровым каналам предоставляется бесплатно в пределах трех мультиплексах (порядка 30 каналов в зоне уверенного приема). Причем в них включены наиболее популярные федеральные и региональные каналы информационного и развлекательного характера.
  • Подключение кабельного телевидения требует прокладки большого объема сетей. Если в городских условиях это не проблема, большинство многоквартирных домов уже укомплектованы такими коммуникациями, то в сельской местности, небольших городах с преобладанием частной малоэтажной застройки, прокладка кабеля обойдется дорого. Это связано с увеличившимися расстояниями, поэтому цена зависит от стоимости кабеля и технического обслуживания уже при дальнейшей эксплуатации. Уточнить точную стоимость подключения вам поможет служба поддержки цифрового телевидения, работающего в вашем регионе.
  • Для подключения эфирной цифры такие большие затраты не требуются. Телевизор будет принимать каналы и на коллективную и на личную антенну, работающую в дециметровом диапазоне. Покупка новой может потребоваться только в редких случаях. Единственные расходы для владельцев старых телевизоров связаны с необходимость покупки дополнительной приставки. Стоит такое устройство недорого, кроме того, для отдельных социально незащищенных категорий граждан РФ действует программа компенсации затрат.

Как видите, кабельное телевидение способно предоставить более обширный перечень услуг, но за это придется платить дополнительно. При выборе эфирного цифрового ТВ такой необходимости не возникнет.

Что такое диаграмма направленности антенны

Помимо чувствительности антенны, есть параметр, определяющий, в какой степени она способна фокусировать энергию. Он называется направленным усилением или направленностью, и являет собой отношение плотности излучения в заданном направлении к средней плотности излучения.Графическая интерпретация этой характеристики представляет собой диаграмму направленности антенны. По своей сути это трёхмерная фигура, но для удобства работы её выражают в двух плоскостях, расположенных перпендикулярно друг к другу. Имея под рукой такую плоскую диаграмму и сопоставляя её с картой местности, можно спланировать зону приёма антенной аналогового видеосигнала. Также из этого графика можно извлечь ряд полезных практических характеристик телеантенны, таких как интенсивность бокового и обратного излучения и коэффициент защитного действия.

Примечания

  1. Пескин А. Е., Смирнов А. В. Цифровое телевидение. От теории к практике. — М.: Горячая линия-Телеком, 2005. С. 349. ISBN 5-93517-222-4
  2. Птачек М. Цифровое телевидение. Теория и практика / Пер. с чеш. под ред. Л. С. Виленчика. — М.: Радио и связь, 1990. С. 528.
  3. Хохлов Б. Н. Декодирующие устройства цветных телевизоров. — М.: Радио и связь, 1998. С. 512.
  4. Новаковский С. В., Котельников А. В. Новые системы телевидения. Цифровые методы обработки. — М.: Радио и связь, 1992. С. 88.
  5. Смирнов А. В. Основы цифрового телевидения. — М.: Горячая линия-Телеком, 2001. С. 224. ISBN 5-93517-059-0
  6.  (недоступная ссылка). Дата обращения 30 июня 2019.
  7.  (недоступная ссылка). Дата обращения 18 октября 2012.
  8.  (англ.). uzdtv.uz. Дата обращения 22 октября 2018.
  9.  (англ.). Turon Telecom. Дата обращения 22 октября 2018.
  10. Davron Khamidullayev. . istv.uz. Дата обращения 22 октября 2018.
  11.  (англ.). mts-tv.uz. Дата обращения 22 октября 2018.
  12.  (недоступная ссылка). SARKOR.UZ. Дата обращения 22 октября 2018.
  13. . Национальное информационное агентство Узбекистана. Дата обращения 22 октября 2018.
  14. . mitc.uz. Дата обращения 22 октября 2018.
  15. . cableman.info. Дата обращения 2 июня 2019.
  16.  (недоступная ссылка). Дата обращения 12 апреля 2014.

Зачем это нужно?

Преимуществ у цифрового телевидения перед аналоговым множество — как для вещателей, так и для зрителей, вот лишь некоторые из них. Вещателей привлекут следующие аспекты. Во‑первых, более экономно используется частотный спектр: в той же полосе 8 МГц (7МГц для европейских кабельных каналов), где ранее размещался один аналоговый ТВ-канал, можно разместить от 6 до 10 цифровых. Во‑вторых, при цифровом вещании сигнал не нужно преобразовывать — вещатель получает 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), в то время как аналоговое ТВ принимать на ходу в условиях города практически невозможно.

Для зрителей преимущества тоже есть. Во‑первых, улучшается качество картинки: если прием есть, то цифровая картинка по определению лучше аналоговой — она четче, в ней больше информации, ее приятнее смотреть, так как она устойчивее к помехам. Во‑вторых, появляется возможность принимать ТВ-сигнал при помощи мобильных терминалов.

В-третьих, зритель получает дополнительную информацию — больше не придется покупать газету с программой на неделю, поскольку EPG (электронная телепрограмма) является частью цифровой телепередачи, зритель видит как информацию о текущей программе, так и аннотированный гид на неделю или две.

Технологии
В США фонари вызывают полицию, если в городе стреляют

В-четвертых, появляется возможность получать дополнительные удобства — многоязыковое сопровождение (например, канал EuroNews вещает сразу на семи языках, включая русский), титры на разных языках.

В-пятых, по цифровому каналу можно передавать пятиканальный звук (система стереозвука NICAM позволяет передавать только два канала, то есть PRO LOGIC). Зачем покупать DVD, когда можно смотреть фильмы с нормальным звуком по обычному ТВ!

Виды сигналов

Сигнал это изменение физической величины во времени и пространстве. По сути это коды для обмена данными в информационной и управленческой средах. Графически любой сигнал можно представить в виде функции. По линии на графике можно определить тип и характеристики сигнала. Аналоговый будет выглядеть как непрерывная кривая, цифровой как ломаная прямоугольная линия, скачущая от ноля до единицы. Все, что мы видим глазами и слышим ушами поступает в виде аналогового сигнала.

Аналоговый сигнал

Зрение, слух, вкус, запах и тактильные ощущения поступают нам в виде аналогового сигнала. Мозг командует органами и получает от них информацию в аналоговом виде. В природе вся информация передаётся только так.

В электронике аналоговый сигнал основан на передаче электричества. Определённым величинам напряжения соответствуют частота и амплитуда звука, цвет и яркость света изображения и так далее. То есть цвет, звук или информация являются аналогом электрического напряжения.

При этом неважно идёт сигнал по проводам или радио. Передатчик непрерывно отправляет, а приёмник обрабатывает аналоговый вид информации

Принимая непрерывный электрический сигнал по проводам или радиосигнал через эфир приёмник преобразует напряжение в соответствующий звук или цвет. Изображение появляется на экране или звук транслируется через динамик.

Дискретный сигнал

Вся суть кроется в названии. Дискретный от латинского discretus, что означает прерывистый (разделённый). Можно сказать, что дискретный повторяет амплитуду аналогового, но плавная кривая превращается в ступенчатую. Изменяясь либо во времени, оставаясь непрерывной по величине, или по уровню, не прерываясь по времени.

Так, в определенный период времени (например миллисекунду или секунду) дискретный сигнал будет какой-то установленной величины. По окончании этого времени он резко изменится в большую или меньшую сторону и останется таким ещё миллисекунду или секунду. И так беспрерывно. Поэтому дискретный это преобразованный аналоговый. То есть полпути до цифрового.

Цифровой сигнал

После дискретного следующим шагом преобразования аналогового стал цифровой сигнал. Главная особенность – либо он есть, или его нет. Вся информация преобразуется в сигналы ограниченные по времени и по величине. Сигналы цифровой технологии передачи данных кодируются нолем и единицей в разных вариантах. А основой является бит, принимающий одно из этих значений. Бит от английского binarydigit или двоичный разряд.

Но один бит имеет ограниченную возможность для передачи информации, поэтому их объединили в блоки. Чем больше битов в одном блоке, тем больше информации он несёт. В цифровых технологиях используют биты объединенные в блоки кратные 8. Восьмибитовый блок назвали байтом. Один байт небольшая величина, но уже может хранить зашифрованную информацию о всех буквах алфавита. Однако при добавлении всего одного бита число комбинаций ноля и единицы удваивается. И если 8 битов делает возможным 256 вариантов кодировки, то 16 уже 65536. А килобайт или 1024 байт и вовсе немаленькая величина.

В большом количестве объединённых байтов хранится много информации, чем больше комбинаций 1 и 0 тем больше закодировано. Поэтому в 5 – 10 МБ (5000 – 10000 кБ) имеем данные музыкального трека хорошего качества. Идём дальше, и в 1000 МБ закодирован уже фильм.

Но так как вся окружающая людей информация аналоговая, то для её приведения в цифровой вид нужны усилия и какое-либо устройство. Для этих целей был создан DSP (digital signal processor) или ЦПОС (цифровой процессор обработки сигналов). Такой процессор есть в каждом цифровом устройстве. Первые появились еще в 70-е годы прошлого века. Методы и алгоритмы меняются и совершенствуются, но принцип остаётся постоянным – преобразование аналоговых данных в цифровые.

Обработка и передача цифрового сигнала зависит от характеристик процессора — разрядности и скорости. Чем они выше, тем качественней получится сигнал. Скорость указывается в миллионах инструкций в секунду (MIPS), и у хороших процессоров достигает нескольких десятков MIPS. Скорость определяет сколько единиц и нолей сможет устройство «запихнуть» в одну секунду и качественно передать непрерывную кривую аналогового сигнала. От этого зависит реалистичность картинки в телевизоре и звука из динамиков.

Защитный интервал и число несущих

Требование к длине защитного интервала определяет число несущих колебаний OFDM системы. Необходимая длина защитного интервала зависит от расстояния между передатчиками одночастотной сети, или от задержки естественных эхо-сигналов в случае традиционно спланированной сети. Чтобы достигнуть максимальной скорости передачи информации, защитный интервал должен быть ниже 1/4 времени полезного символа, и естественно, быть как можно короче. Поскольку одночастотная сеть (SFN) должна быть основана (главным образом) на существующих передающих центрах, необходимо использовать защитный интервал приблизительно 250 µs. Это учтёт большую область (площадь) SFN, например для региональной зоны, в то время как для национальных SFN в некоторых странах идеально подошел бы защитный интервал длиной приблизительно 500 µs. Разнос несущих OFDM системы обратно пропорционален к продолжительности символа. Требование к длительности защитного интервала определяет число несущих колебаний: защитный интервал 250 µs может быть достигнут в OFDM системе с длиной символа 1 MS и, следовательно, расстояние между несущими 1 Кгц, приводит к 8000 несущим колебаниям в канале шириной 8 МГЦ.

Сигнал OFDM создан, используя обратное БПФ, и ресивер использует БПФ при процессе демодуляции. Используются следующие размеры БПФ: 2048 или 8192, что определяет максимальное число несущих. На практике ряд несущих колебаний в нижнем и верхнем конце OFDM спектра будут не использованы, чтобы учесть разделение между каналами. Системы, использующие размер БПФ 2048 часто упоминаются как ‘ 2К OFDM ‘, в то время как системы, использующие размер БПФ 8192 часто упоминаются как ‘ 8К OFDM ‘.

Больший размер БПФ (меньший интервал между несущими) в настоящее время не рассматривается для реализации бытовых ресиверов. Для DVB-T системы определен и режим 2К и режим 8К. 2К ресивер не сможет принимать сигнал 8К, в то время как получатели 8К смогут принять, и режим 8К и 2К. Плата за длинный защитный интервал (= 1/4 активной продолжительности символа) — более низкая информационная емкость. Чтобы позволить более высокую емкость данных в местах, где одночастотные сети не требуются, определен гибкий защитный интервал. Защитный интервал может иметь четыре различных значения: 1/4, 1/8, 1/16 и 1/32 активной длины символа. Основные параметры для DVB-T системы показаны в .

Таблица 1. Основные параметры DVB-T

Таблица 1. Основные параметры системы

Режим модуляции

Длительность рабочего интервала Tu в мкс,


в числе периодов Т0 (*)

896224
81922048
Частотный разнос несущих D = 1/ Tu , Гц11164464
Число несущих в спектре группового сигнала, n68171705
Ширина радиоспектра группового сигнала несущих, МГц7,617,61
Относительная длительность защитного интервала, D/ Tu1/41/81/161/321/41/81/161/32

Длительность защитного интервала D, в мкс,


в числе периодов Т0 (*)

22411256285628147
2048102451225651225612864

Длительность символа сообщения

Ts= D+Tu , в мкс,


в числе периодов Т0 (*)

11201008952924280252238231
102409216870484482560230421762112
Максимальное удаление ТВ-передатчиков в одночастотной сети вещания d = c(**) x D, км67,233,616,88,416,88,44,22,1

Примечания:(*)Тактовый период Т0 =7/64 мкс.


(**)Скорость распространения радиоволн с = 3 x 10^5 км/с.

Спектр группового сигнала можно разместить в эфирном радиоканале аналогового телевидения с полосой пропускания 8 МГц, обеспечивая между соседними радиоканалами защитные частотные интервалы по ~0,39 МГц. Это важный момент, так как согласованность спектра группового сигнала с существующими радиоканалами эфирной сети ТВ-вещания упрощает внедрение цифровой системы телевидения.

Как это работает?

В основе всех трех стандартов (американского ATSC, европейского DVB и японского ISDB) лежит технология сжатия видео MPEG-2. Различаются эти стандарты в основном используемыми частотами, методами модуляции и сигнализации

Поскольку в России недавно принят европейский стандарт, DVB, на нем и сконцентрируем внимание

DVB — сокращение от Digital Video Broadcasting (цифровое телевещание). Это целое семейство стандартов. На сегодня вовсю работают системы DVB-S (то есть спутниковые), DVB-C (кабельные) и DVB-T (наземные). На подходе стандарт DVB-H — для мобильных телефонов. Сначала появились стандарты DVB-S (декабрь 1993-го) и DVB-C (1994), поскольку именно в кабельных и спутниковых сетях огромное количество каналов нужно как-то уложить в выделенный частотный спектр. За ними появился стандарт DVB-T (декабрь 1995-го). Стандарты различаются между собой частотами и методами модуляции.

В студии сигналы отдельных видеопрограмм (MPEG-2) объединяются при помощи мультиплексора и преобразуются в поток DVB, который «закрывается», модулируется нужным методом и отправляется в эфир. На стороне зрителя сигнал принимается при помощи антенны, демодулируется, «раскрывается» (если он был закрыт и у зрителя есть право на просмотр данного канала) и становится DVB-контейнером, содержащим в себе сигнал MPEG-2 и дополнительную информацию. Что с ней делать — решает зритель. Он может выбрать язык вещания, посмотреть программу на неделю, прочесть аннотацию к текущей передаче или просто послушать цифровое радио (обычно провайдеры цифрового ТВ транслируют заодно и десяток радиостанций в необыкновенно высоком качестве; увы, не все российские провайдеры радуют подписчиков таким сервисом).

В системе DVB предусмотрены также возможности для передачи данных (в том числе интернет), причем не только в сторону клиента — описаны возможности передачи обратного канала (в сторону провайдера) при помощи таких систем, как DECT, GSM, обычный телефон (модем) или ISDN. Все стандарты DVB поддерживают и картинку высокой четкости (HDTV), но вещать в HDTV в Европе пока никто не торопится — нет HD-приемников, нет HD-программ, и далее, по замкнутому кругу. На сегодня только один вещатель — бельгийская телекомпания «Euro 1080» — обеспечивает картинку высокой четкости.

Важный элемент стандартов DVB — скремблирование (также называемое шифрованием и «закрытием» каналов). Оно используется только в том случае, если нужно обеспечить условный доступ к сигналу — чтобы его могли смотреть только те, кто за него заплатил. Предусмотрены интерфейсы для подключения методов скремблирования, и разные вещатели выбирают разные методы. На студии сигнал скремблируется для каждого из подписчиков и передается в эфир в зашифрованном виде. Декодер клиента демодулирует сигнал, затем «раскрывает» его и показывает картинку на ТВ или панели. Если телевизор цифровой и интерфейс между декодером и телевизором тоже цифровой (SDI, DVI или навязанный «защитниками интеллектуальной собственности» HDMI), то сигнал так и останется цифровым вплоть до формирования ТВ-картинки.

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации