Цифровое телевидение. 2

2

Тема: Цифровое телевидение

План:

Введение

1. Что такое цифровое телевидение?

2. Стандарты цифрового вещания

3. Оборудование для приема и передачи цифрового телевидения

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Мир телевидения переходит на "цифру": цифровые технологии постепенно заменяют старые аналоговые ТВ-технологии и устройства. Если относительно молодая компьютерная индустрия с самого начала была цифровой, то бытовая электроника, в том числе и телевизоры, может похвастаться богатой историей, начавшейся с чистого "аналога". И ситуация не менялась вплоть до недавнего времени - почти в любой квартире можно найти "старый" аналоговый телевизор.

Переход на цифровые потребительские технологии начался уже довольно давно, но сегодня он как раз набирает наибольшие темпы. В качестве примера можно привести компакт-диски: прошло достаточно много времени, прежде чем Audio CD заменили грампластинки. То же самое можно сказать и про DVD, которые пришли на смену кассетам VHS.

Самым большим препятствием на пути внедрения новой цифровой технологии был поиск стандарта, который приняли бы все игроки индустрии. Крупные компании пытались объединиться с другими в консорциумы для создания новых стандартов, но это не всегда было легко. Одни группы придерживались одних стандартов, другие - других, в результате чего на рынке конкурировали два или более стандартов. Это, как правило, приводило к росту цен на устройства, появлению проблем совместимости и сбивало с толку клиентов. И ситуация не менялась годами до тех пор, пока один из стандартов не побеждал. Кстати, не всегда на первое место выходила лучшая технология. Побеждала лишь та, которая смогла завоевать сердца потребителей. Именно такая ситуация наблюдается и сегодня с распространением цифрового телевидения.

1. Что такое цифровое телевидение?

После изобретения радио телевидение стало одним из величайших изобретений человечества. Телевидение занимает одно из важнейших мест в нашей повседневной жизни. Технологии не стоят на месте и похоже, что эпоха аналогового телевидения близится к концу. Соответственно телевидение шагая в ногу со временем также изменило свои стандарты. На смену традиционному аналоговому кабельному и эфирному вещанию приходят новые стандарты цифрового телевидения. Так Еврокомиссия обязала все страны, входящие в Европейский Союз, закончить полный Бывшие страны СССР хоть и не входят в состав Европейского Союза, тоже не хотят отставать от прогресса. Россия планирует полностью заменить аналоговое телевидение цифровым к 2015 году.переход к цифровому телевещанию уже к 2015 г.

Так что же называется цифровым телевидением?

Цифровое телевидение (Digital Television) - способ передачи и приема сжатого цифрового видеосигнала, является современной альтернативой традиционному аналоговому телевидению и обеспечивает существенно более высокое качество изображения при равных затратах средств. Передаваемый телевизионный сигнал представляет собой последовательность кодовых (цифровых) комбинаций электрических импульсов.

Согласно научно-технического развития в ближайшие годы, предполагается массовый переход от аналогового телевещания к цифровому.
Если говорить о социальных аспектах этого вопроса, то это в первую очередь преодоление так называемого цифрового неравенства.

Современные цифровые технологии открывают обществу качественно новые возможности получения и передачи информации.

Преимущества цифрового эфирного ТВ:

1. Мобильность. Эфирное цифровое телевидение, в отличие от других видов цифрового ТВ, осуществляет доставку сигнала к потребителю без лишних проводов. Нет необходимости приобретать дорогое оборудование, протягивать кабели, вызывать мастеров. Все, что Вам нужно – это телевизор, практически любая ДМВ антенна, цифровой ресивер и наличие электросети! Это автономная система, Вы можете взять её с собой в автомобильное путешествие, летом на дачу и смотреть телевизор с тем же качеством, что и в городе. В перспективе программы цифрового эфира "переедут" и в мобильный телефон.

2. Высокое качество картинки и звукового сопровождения, высокое качество транслируемых каналов.

При передаче сигнала основной проблемой "аналога" является воздействие разнообразных помех на сигнал, а цифровое ТВ практически не подвержено помехам.

3. Необходимый уровень сигнала для качественного просмотра телеканалов в цифровом формате гораздо ниже, чем в аналоговом. Другими словами, там, где аналоговое ТВ будет идти очень слабо с шумами и помехами, цифровой сигнал пройдет в том качестве, в котором он формируется в телевизионных студиях.

4. Увеличение числа передаваемых каналов за счет использования передового формата MPEG-4. В этом стандарте усовершенствован алгоритм сжатия изображения. Поэтому со временем количество передаваемых каналов не будет уступать кабельному ТВ.

5. Уверенный прием сигнала возможен даже на первых этажах здания, где антенна может поймать только отраженный сигнал, без прямой видимости передающей вышки.

6. Простое и быстрое подключение. Подключиться к цифровому телевидению может каждый сам за один день без привлечения специалистов, без проводов, без тарелки и без разрешения управдома.

Цифровая приставка – это не только качественное ТВ в любой точке области, но и масса приятных дополнений: в скором времени абонентам эфирного цифрового телевидения будут доступны Интернет, Телегид и многое другое.

Преимущества цифрового телевидения - большее количество каналов и лучшее качество звука и картинки - были осознаны ещё в 80-е годы. Кроме того, цифровое ТВ обеспечивало больше возможностей: платное ТВ, видео по требованию и интерактивное видео. Если цифровое ТВ раздавалось по кабелю, то ему обычно сопутствовал высокоскоростной выход в Интернет.

В США эволюция цифрового ТВ пришла вместе с телевидением высокого разрешения (HDTV). Оно было представлено публике в 1981, но прошло более 18 лет, прежде чем Федеральная комиссия по связи (FCC) определила новый стандарт ATSC для цифрового телевидения (DTV). Он сочетает 18 форматов ТВ, и 6 из них относятся к HDTV.

Европа, с другой стороны, пошла своим собственным путём и основала проект Digital Video Broadcasting (DVB). DVB выдвинул четыре основных стандарта цифрового ТВ: DVB-T (наземная антенна), DVB-C (кабель), DVB-S (спутник) и DVB-H ("наладонник"). Как и ATSC, DVB использует сжатие MPEG2 для передачи видеопотока и Dolby Digital AC-3 5.1 - для объёмного звука. Следующим шагом для DVB-S является DVB-S2, который поддерживает лучшие алгоритмы сжатия для HDTV типа MPEG4 или WMV9. Кроме того, в будущем телевизионный поток будет передаваться через технологию IP Multicast, которая использует пакеты IP для доставки видео, изображений, web-сайтов и аудио.

2. Стандарты цифрового вещания

На самом деле стандарты цифрового вещания пришли к нам достаточно давно.  Существует несколько распространенных стандартов цифрового вещания- DVB-S (спутниковое цифровое вещание), DVB-C (кабельное цифровое вещание), DVB-T (наземное эфирное цифровое вещание).  Давайте рассмотрим их более детально. 

DVB-S -  принцип данного вещания заключается в следующем. Абонент принимает сигнал на параболическую антенну в свою очередь подключенную к клиентскому устройству (ресиверу). Данный способ дает возможность просмотра телевидения в стерео звуке и в отличном изображении, но у него есть недостаток - это дороговизна оборудования и его установки и настройки. 

DVB-С - этот стандарт цифрового вещания подразумевает прием телевизионного сигнала по существующей сети оператора. У абонента как и в первом случае присутствует клиентское устройство (ресивер). В данном случае отсутствует антенна и сигнал приходит к абоненту непосредственно из коллективной телевизионной сети. Этот способ применяется в городах где развита телевизионная коллективная сеть. Плюсы данного способа приема сигнала заключаются в том, что стоимость клиентского оборудования зачастую на много ниже чем в предыдущем способе, так как приемное и канало-образующее оборудование находится у оператора. 

DVB-T - такой способ приема телевизионного цифрового сигнала не очень распространен в России, но имеет большое распространение в Европейских странах. Принцип данного способа заключается в том что абонент принимает цифровой телевизионный сигнал на обычную телевизионную антенну подключенную к телевизору, который в свою очередь должен иметь специальный встроенный декодер для открытия каналов в цифровом виде. В случае отсутствие декодера преобретается внешнее клиентское устройство Плюсом стандарта DVB-T по сравнению с аналоговым предшественником является устойчивый приём сигнала и его невосприимчивость к переотраженным сигналам. 

Кроме вышеперечисленных стандартов существует также еще один стандарт цифрового вещания о котором хотелось бы поговорить подробнее.
Всем нам давно известно что большое количество интернет-провайдеров покорили наши города. Изначально они позиционировались как компании предоставляющие доступ к сетям передачи данных глобального масштаба (интернет). Как правило любая из этих компаний имела свою собственную сеть передачи данных, в которой она развивала свои интерактивные ресурсы, будь то доступ в инетернет или услуга цифровой телефонии, никак не могло обойтись и без телевидения. Объединение трех этих сервисов воедино создает так называемую Triple-play услугу, при подключении хотя бы одной из них автоматически дается возможность использования остальных двух. IPTV - это телевидение вещаемое по сети передачи данных по протоколу IP, именно этот стандарт вещания называют новым поколением телевидения. Такое телевидение в современных IP-сетях имеет серьезное преимущество перед традиционными сетями кабельного телевидения. Основная особенность данной услуги это простота реализации для интернет-провайдеров.

Следующей особенностью данного стандарта является отсутствие потери качества вещаемых каналов на дальние расстояния, что часто встречается в традиционных сетях кабельного телевидения, подразумевает высокое качество изображения и звука, как в обычных форматах телевещания так и в форматах высокого разрешения (HDTV), а также возможность передачи большого количества каналов, что было трудно реализуемо в более ранних стадиях цифрового телевидения. Стоит обратить внимание на то, что для абонента это наиболее комфортный вид услуги, которая имеет не высокую стоимость и доступность в использовании, IPTV можно просматривать как на обычном персональном компьютере так и на телевизоре с использованием клиентского оборудования (SetTopBox).

3. Оборудование для приема и передачи цифрового телевидения

Здесь постараемся рассказать в простой и доступной форме о спутниковом оборудовании. В состав простейшего набора оборудования LUMAX входят:

- спутниковая антенна, в простонародье «тарелка», что соответствует действительности;

- LNB, конвертер – это то, что крепится в «тарелке»;

- кабель – провод, обычно белый.

- приемник, ресивер или STB, что-то напоминающее видеомагнитофон

Теперь подробно о сложном, но по простому.

Спутниковая антенна (тарелка).

Спутниковые антенны бывают в основном двух видов: прямофокусные и офсетные.

По названию антенны можно понять как она выглядит и ее принцип работы.

В офсетной антенне (рис 1.) LNB установлен на штанге перед зеркалом, имеющей форму «яйца». Сигнал со спутника попадает в конвертор, отразившись под углом от зеркала.

В прямофокусной антенне рис 2. (обычно используются антенны диаметром не менее 1,5 м) , конвертер устанавливается посередине антенны , в фокусе, который находится в центре антенны на расстоянии от центра тарелки 0,4xD (где D - диаметр зеркала).

Допустим, антенны настроены на прием сигнала с одного, ну скажем, НТВ+.

На рис 3 - это офсетная тарелка . Сигнал со спутника падает под углом и отражается под тем же углом (все помнят – угол падения равен углу отражения), а тарелка стоит вертикально. Это свойство офсетных антенн.

Соответственно, чтобы сигнал со спутника попадал в конвертер, антенну необходимо выставлять под некоторым углом, равным углу подъема спутника над горизонтом.

Когда антенна расположена вертикально (рис 4.) - это значит, что её плоскость расположена под углом 90 градусов к горизонту. На антенну падает сигнал и отражается под углом 90 градусов. Между горизонтом и углом падения сигнала, когда офсетная антенна строго перпендикулярна земле, образуется угол - углом смещения антенны. Можете запомнить или нет , но это должны знать установщики антенн. Причем этот угол разный у антенн от разных фирм.

На рисунке 2 показана прямофокусная антенна. Видно, что прямофокусную антенну необходимо устанавливать под углом, равным углу подъема спутника над горизонтом. При эксплуатации таких антенн есть некоторые неудобства: зимой снег скапливается на антенне и качество приема снижается.

Диаметр антенны параметр важный, от него зависит качество приема сигнала. Чем больше диаметр тарелки, тем больше сигнала со спутника попадет в конвертор и лучше видно программу на телевизоре. Но, есть оптимальный диаметр антенны для приема сигнала с конкретного спутника, больше которого лучше видно не будет. Об этом знают и обязаны сказать там, где Вы покупаете оборудование.

Наконец, осталось только установить антенну в нужном месте, т.е закрепить. Надо запомнить сразу – в направлении на спутник ничто не должно мешать, даже деревья. Если зимой листьев нет, то летом они будут ,а сигнал нет.

Подведем итог: при подборе тарелки нужно знать на какой спутник будет работать антенна, и, в зависимости от этого, подбирать ее диаметр, место установки и параметр F\D (отношение фокусного расстояния к диаметру). Для большинства российских офсетных антенн этот параметр равен 0,5.

Конвертеры, LNB и т.д.

Таким образом, конвертор крепится в антенне и без него ничего не работает. Название полностью соответствует принципу работы – конвертер конвертирует (или переносит) входную частоту со спутника на частоту работы приемника (что-то напоминающее видеомагнитофон).

Конвертора подразделяются по диапазонам входных частот, по типу принимаемой поляризации и по количеству выходов.

По диапазонам входных частот:

- Конвертер Ku диапазона ( 10,7-12,75 ГГц );

- Конвертер С диапазона ( 3,4 - 4,2 ГГц ).

По типу принимаемой поляризации:

- Прием линейной поляризации;

- Прием круговой поляризации.

По количеству выходов:

- Один выход SINGLE;

- Два выхода TWIN.

- Четыре выхода Quattro или Quad.

Так как наиболее популярны в России два проекта НТВ+ и Триколор, остановимся для первого раза на конвертерах Ku-диапазона с круговой поляризацией и они не так сложны в эксплуатации.

Конвертеров продается очень много, средняя цена от 125 до 200 рублей.

Особо стоит отметить, что выбор конвертора для короткофокусных антенн при F/D = 0,5 достаточно не прост, поскольку не все конвертеры на российском рынке имеют параметры для работы с такими антеннами. С длиннофокусными антеннами работает большинство европейских конверторов конвертеров.

Наиболее оптимизированными являются конвертора фирмы LUMAX всех серий без исключения.

 Соединительные кабели.

Для чего нужны кабели – знают все, а вот какие они бывают - далеко не каждый. Для простого человека кабель - это белый провод, идущий к его бытовой аппаратуре.

Но на самом деле... Даже одинаковые на вид кабели сильно различаются своими электрическими параметрам и физическими характеристиками. Основная характеристика – потери сигнала на какой-то длине, обычно 100 м, и частоте.

Кабель нужно подбирать в зависимости от расстояния между антенной и тюнером.

Если оно в пределах 10-15 м все равно какой кабель, главное чтобы он был типа RG-6 и не бракованный.

Но если расстояние начинает стремительно расти и достигает 50 м и более, не говоря уже о 100 м, вот тут надо внимательно подойти к выбору кабеля.

Величина потерь кабеля указывается в паспорте, на частоте 2150 МГц

Потери по постоянному току. При длине более 80 м лучше брать медный кабель.

Где и как будет прокладываться.

 Устройства для приема спутникового сигнала – ресиверы.

Мы плавно приблизились к самому важному – к прибору, который непосредственно и позволяет смотреть спутниковое ТВ.

Это устройство спутниковый ресивер – устройства, предназначенные для раскодировки спутникового сигнала и передачи его на ТВ устройство для показа.

Современный спутниковый сигнал - цифровой, поэтому его необходимо перевести в доступный для воспроизведения на Вашем телевизоре вид. Однако все не так просто.

Ресивер внешне напоминает видеомагнитофон.

У него есть входы (DVB спутниковый вход) и выходы (SCART, RCA, Audio). На вход подается спутниковый сигнал, а с выхода идет обычный видеосигнал. Если ресивер принимает только открытый (не закодированный) сигнал, то он называется FTA (Free To Air) ресивером. Это самые дешевые устройства на рынке (от 990 рублей).

Следующий тип ресиверов имеет специальный модуль, который установлен в ресивер. Как правило, он поддерживает, раскрывает только один тип платных карт кодированного ТВ и далеко не всегда может быть изменен.

Соответственно ресиверы бывают с включенным специальным модулем – поддержкой кодировки Viaccess (НТВ+) или со специальным модулем Z-crypt (Триколор). Правда Триколор не имеет карт и помимо модуля, в ресивер встраивается эмулятор карты. На самом деле кодировок гораздо больше .

Для того чтобы неограничивать Ваши возможности был придуман универсальный CI (Common Interface) интерфейс. Данный интерфейс представляет собой PCMCIA совместимый разъем ( отверстие на передней панели тюнера) , в который вставляется специальный модуль – CAM модуль. Это устройство содержит программу для работы с картами доступа и имеет два разъема. Один – для установки в ресивер, другой – картоприемник. Такие CAM модули сразу поддерживают несколько кодировок для различных карт доступа и иногда могут быть перепрограммированы на другие кодировки. Ресивер обязательно должен иметь CI интерфейс, чтобы в него можно было вставить такой модуль.

Таким образом, необходимо отметить особое значение изложенного, это довольно важно, поскольку нас всех ожидает переход на цифровое наземное ТВ и никто не может предсказать, чем это кончится. В Москве уже есть кодированные эфирные цифровые каналы именно с таким принципом работы.

Также отметим, что спутниковый сигнал – это множество MPEG2 потоков, поэтому тюнеры работают, прежде всего, именно с этим стандартом.

И, наконец, резюмируем:

Ресиверы бывают FTA для открытых каналов, со встроенной кодировкой (НТВ+ Viaccess, Орион Экспресс Irdeto ) и с CI интерфейсом, для самостоятельной установки декодирующих модулей.

Заключение

Переход на цифровое ТВ был прекрасным шансом объединить все различные стандарты аналогового телевещания, чтобы создать единый стандарт. К сожалению, этого так и не удалось достигнуть - единый универсальный стандарт не появился. Впрочем, вряд ли это можно назвать удивительным, учитывая различные региональные требования в США и Европе, а также трудности, которые появляются во время создания цифрового стандарта. Как нам кажется, последний остающийся шанс для всемирного стандарта цифрового ТВ кроется в сфере приёма спутникового и кабельного телевидения. Впрочем, лучшая технология здесь наверняка не будет главенствующим фактором - всё будет решать политика.

Телевидение по всему миру переходит на "цифру", хотя на полную трансформацию могут уйти многие годы. Компьютерная индустрия тоже прекрасно понимает открывшиеся возможности, пытаясь создать новые рынки в попытках адаптировать технологию ПК для наших домов и квартир. В качестве примеров можно привести Microsoft Media Center, "цифровой дом" Intel, а также и решения на базе ПК от Fujitsu Siemens. Но разработчики в сфере бытовой электроники не сидят, сложа руки, адаптируя последние технологии ПК, типа жёстких дисков и Ethernet, к своим продуктам. Новые игроки рынка пытаются найти свою нишу, предложив инновационные дизайны, а также положившись на операционные системы с открытым исходным кодом типа Linux.

Очень многообещающе выглядят дополнительные цифровые услуги типа Datacast или MHP. Впрочем, они получат распространение, только если предложат действительно важные новшества для потребителей за приемлемую цену. Это означает, что информация должна быть полной и своевременной. Поддержка подобных информационных услуг стоит немало, поэтому придётся брать за них абонентскую плату или оплачивать за счёт рекламы, что мы наглядно видели на примере демонстрации MHP от DaimlerChrysler.

Если окинуть MHP и Datacast пристальным взглядом, то начинаешь понимать: все эти услуги можно также реализовать с помощью обычного подключения к Интернету и специальных web-сайтов. Такое решение, возможно, будет ещё лучше, поскольку потребитель сможет не только принимать, но и отсылать информацию. Всё, что вам потребуется, - мультимедийный ПК в гостиной, подключённый к телевизору. Собственно, именно такие модели и предлагает Fujitsu Siemens - посмотрите, например, на Activity Media Center в Германии.

И хотя перед нами новый шанс для индустрии ПК и Интернета, он не слишком приятен для телевизионной индустрии. Действительно, система с web-технологиями означает для неё потерю контроля и соответствующих эксклюзивных прибылей. Ещё одной проблемой системы с Интернетом является безопасность - эта проблема уже сегодня довлеет над ПК: вирусы, "троянские кони", дыры в безопасности, спам и хакеры. Представьте, что будет, если все они проникнут и в вашу гостиную. В общем, ситуация будет для потребителя далеко не райской.

Список использованной литературы

1.        В.А. Никитин, В.В. Пясецкий «Как принимать телепередачи со спутников» - М.: Солон, 1999. – 170 с., ил.

2.        Варбанский А.М. «Телевидение через спутник». – Радио, 1989, №5, с. 12…15.

3.        Гавва А. «Спутниковые телевизионные и радиовещательные программы». – Радиолюбитель, 2005, №10, с2…3.

4.        Гольцов А. «Тюнеры для приема СТВ». – Радио 1993, №4, с. 10…13; №5 с. 5…7; №6 с. 6…10; №7, с. 8…11; №11, с. 11…13; №12, с. 8…10.

5.        Драбкин А.Л., Коренберг Е.Б., Меркулов С.Е. Антенны. 2-ое издание. Москва "Радио и связь" 1995. -130с.

6.        Злотникова Е., Листов И., Соколов А. «Прием спутникового телевидения. Общие принципы построения». – Радио, 2007, №1, с. 46…50; №2, с. 56…58.

7.        Карнаухов Е. «Непосредственное телевизионное вещание сегодня». – Радио, 1997, №1, с.16…17; №2, с. 10…11.

8.        Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. / Антенно-фидерные устройства. Москва "Радио и связь" 1989. -261с

9.        Пясецкий В.В. Прием спутникового телевидения. – Минск, 1992.

10.    Севальнев Л.А. Эфирное вещание цифровых ТВ-программ со сжатием данных//“Теле-Спутник”, №10 2008 г.

11.    Федотов А. «Прием спутникового телевидения». – Радиолюбитель, 2007, №6, с. 7.