Современные способы передачи изображения цифровое телевидение доклад

Обновлено: 07.07.2024

Телевидение – технология передачи на расстояние изображения и звука от объектов окружающего мира с помощью электромагнитных волн (сигналов) по металлическим проводникам (кабелям), излучением через пространство в радиодиапазоне или в оптическом диапазоне, а также по оптическим волоконным проводникам (кабелям).

Принципы телевидения для получения, записи, хранения и передачи видимого изображения и слышимого звука от объекта окружающего мира с помощью технических устройств заинтересовали учёных и инженеров, начиная с 19 века.

В конце 19 века португальский учёный А. ди Пайва и независимо от него русский учёный П. И. Бахметьев дали ответ на поставленный вопрос, сформулировав основной принцип работы телевидения:

в начальном пункте изображение объекта преобразуется в электрические сигналы последовательно (процесс назван анализом изображения), затем электросигналы передаются по каналу связи в конечный пункт, где в обратном порядке выполняется преобразование последовательности электросигналов в изображение (процесс назван синтезом изображения).

Общая схема современной телевизионной системы

Научные открытия и изобретения, а также многочисленные опытно-конструкторские работы учёных и инженеров в области физики электромагнитных волн и создания технических устройств для их приёма, преобразования и передачи в привели к реализации принципа работы телевидения в современной системе телевизионного вещания, которая в общем виде выглядит следующим образом.

Телевизионная видеокамера (видеокамера). Служит для получения изображения объекта окружающего мира при помощи объектива на светочувствительную матрицу (фотоматрицу) и преобразование оптического изображения в поток цифровых видеоданных.
Электронно-вычислительная машина (ЭВМ, компьютер). Служит для обработки и хранения видеоинформации и аудиоинформации в цифровом виде.
Передатчик. Электронное устройство, которое служит для формирования электромагнитного сигнала для его передачи на расстояние.

Общие сведения о телевизионном сигнале

Телевизионный сигнал в современной системе телевидения передаётся в цифровом виде, то есть является цифровым (дискретным) сигналом – таким образом реализованы принципы работы цифрового ТВ.

Цифровой сигнал (дискретный сигнал) – это сигнал, имеющий точное значение и количество этих значений конечно.

Физически цифровой (дискретный) сигнал имеет 2 или 3 значения. В первом случае цифровой (дискретный) сигнал является двоичным, а во втором – троичным.

В форме троичного цифрового сигнала осуществляется:

кодирование передаваемых цифровых данных;

синхронизация работы цифрового канала связи;

проверка целостности переданных цифровых данных.

Получение и формирование телевизионного изображения

Принцип работы телевидения основан на прямой и обратной функциях преобразования (анализе и синтезе) изображения:

перед передачей телевизионного изображения в эфир его необходимо преобразовать в последовательные электрические сигналы – выполнить так называемый анализ изображения;
для того чтобы переданное телевизионное изображение отобразить на экране телевизионного приёмника (телевизора), необходимо преобразовать переданные последовательные электрические сигналы в изображение – выполнить так называемый синтез изображения.

Процесс получения цифрового телевизионного изображения технически реализован следующим образом.

Изображение объекта внешнего мира в виде светового пучка воспринимается объективом цифровой видеокамеры.
Далее световой пучок направляется через систему линз и диафрагму видеокамеры на специальную матрицу CCD (аббревиатура от английского Charged Coupled Device).

Матрица CCD (или преобразователь свет-электрический сигнал) – электронное устройство прямоугольной формы, состоящее из светочувствительных элементов, каждый из которых при попадании на него света выполняет функцию преобразования светового сигнала в аналоговый электрический сигнал.

Затем полученные аналоговые электрические сигналы изображения объекта необходимо преобразовать в цифровые электрические сигналы изображения объекта. Для этого используется аналого-цифровой преобразователь.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП, ADC от английского Analog-to-digital converter) – электронное устройство, выполняющее функцию преобразования аналогового электрического сигнала, поступающего на его вход, в цифровой электрический сигнал, поступающий на его на выход.

Далее цифровой сигнал обрабатывается процессором цифровой видеокамеры. Через процессор проходят и обрабатываются цифровые потоки сигналов изображения.

После процессорной обработки цифровое изображение преобразуется конвертером, сжимающим кадры изображения. Сжатие выполняется, чтобы увеличить число хранимых кадров цифровой видеосъёмки.

Полученное сжатое изображение объекта съёмки записывается на носитель памяти цифровой видеокамеры и может использоваться для передачи на ЭВМ (компьютер) для просмотра, обработки, хранения и дальнейшей передачи в эфир цифрового телевизионного вещания.

Современное телевидение: цифровой формат

Современное телевидение является цифровым. Общее представление о том, как работает цифровое телевидение, можно составить, рассмотрев технологию, включающую два основных этапа:

преобразование с помощью кода по определённому стандарту видеосигнала и звукового сигнала в стандартизированный цифровой сигнал для передачи по транспортному каналу (каналу связи);
передачу стандартизированного цифрового сигнала с телевизионным изображением и звуком по транспортному каналу (каналу связи).

Для преобразования (кодирования) и передачи телевизионного сигнала (видеосигнала и звукового сигнала) разработаны специальные стандарты.

В Российской Федерации для эфирного телевизионного вещания в цифровом формате используется стандарт DVB-T2 (аббревиатура от английского термина Digital Video Broadcasting – Second Generation Terrestrial) – стандарт эфирного цифрового телевидения II поколения из группы стандартов DVB, применяемый в странах Европы.

В соответствии со стандартом DVB-T2 в цифровое эфирное телевизионное вещание в России включены следующие бесплатные сервисы и услуги цифрового формата:

телевизионное изображение стандартной чёткости (SDTV);
стереозвук;
субтитры;
телетекст;
телегид;
синхронизация времени и даты с цифровым телевещанием;
цифровое радио.

Спектральный состав телевизионного сигнала

Стандарт DVB-T2 имеет следующие характеристики, определяющие спектр цифрового телевизионного сигнала.

Модуляция мультиплексирования

Мультиплексирование в телевидении – это передача на одной и той же частоте:

двух и более ТВ-каналов от различных источников сигнала (телевизионных компаний, телевизионных студий);
субтитров, телетекста, телегида;
нескольких разных изображений (видов) одного и того же события (например, при трансляции лыжных соревнований: вид на старте, вид на контрольных отсечках, вид на финише дистанции);
радиоканалов.

В мультиплексировании (объединении) для передачи эфирного цифрового телевизионного сигнала используется физический радиоканал с определённой пропускной способностью.

Модуляция в эфирном цифровом телевидении – это процесс, при котором исходное низкочастотное электромагнитное колебание – исходная информация: изображение, звук, телегид, телетекст, субтитры – накладывается на предварительно установленное высокочастотное колебание, которое переносит исходную информацию до конечного пользователя.

В цифровом эфирном телевизионном вещании модуляция производится цифровым (дискретным) сигналом. Результат модуляции – перенос сигнала из области низких частот в область высоких частот.

Цифровое эфирное телевизионное вещание в РФ ведётся в 2-х мультиплексах. Каждый мультиплекс включает 10 телевизионных каналов. Мультиплекс представляет собой совокупность (объединение) цифровых телевизионных каналов в одном передаваемом цифровом пакете.

Данный цифровой пакет формируется перед передачей по выделенному каналу, который является транспортным. Затем цифровой пакет (мультиплекс) передаётся в эфир по выделенному каналу (транспортному).

Далее цифровой пакет (мультиплекс) принимается установкой-приёмником – цифровым ресивером или телевизором. После приёма цифровой пакет (мультиплекс) демультиплексируется (разделяется на составляющие).

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.

Содержание работы

Введение
1. Что такое цифровое телевидение?
2. Стандарты цифрового вещания
3. Оборудование для приема и передачи цифрового телевидения
Заключение
Список использованной литературы

Содержимое работы - 1 файл

cifrov_TV.doc

Тема: Цифровое телевидение

1. Что такое цифровое телевидение?

2. Стандарты цифрового вещания

3. Оборудование для приема и передачи цифрового телевидения

Список использованной литературы

Введение

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:

- 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.

Рисунок 1. Офсетная антенна

Рисунок 2. Прямофокусная антенна

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

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.

Рисунок 3. Принцип работы офсетной антенны

Рисунок 4. Схема работы офсетной антенны

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.

Просмотр телевизора – один из любимых и традиционных способов провести свободное время. Поэтому информация о том, что аналоговый сигнал со временем исчезнет и его заменит цифровое телевидение, вызывает значительные эмоции.

Что такое цифровое эфирное телевидение

Цифровое эфирное телевидение – это метод передачи телепотока в виде цифрового сигнала в приёмники, например, телевизоры и декодеры цифрового ТВ. Принцип работы цифрового телевидения заключается в особой компрессии изображения и звука (в системе MPEG-4).

Благодаря такому сжатию стало возможным отправлять в 4–16 раз больше телевизионных программ, чем в случае аналогового ТВ. Кроме того, цифровая передача, будучи очень прогрессивным методом, позволила простое добавление ряда дополнительных полезных услуг.

Преимущества телевидения нового формата:

оно бесплатное, так же, как бесплатный, привычный всем, аналоговый эфирный сигнал;
не имеет значения, сколько каналов вы смотрели на вашу антенну, два, или пять, или десять, а будете смотреть 20 российских каналов;
вам не будет никакого дела до того, отключили уже аналоговый сигнал, или ещё нет;
изображение в телевизоре станет качественным, не зашумлённым. Ни на одном канале не будет ни малейших помех.

Цифровое телевидение в России

Возможно, вы давно интересуетесь вопросом перехода на цифровое телевидение в России и вам также интересно: будут ли устанавливать дополнительные передатчики или увеличат мощность существующих передатчиков? И когда этого можно ожидать? Будем оптимистами, но подождём…лет 5.

Кроме обычного повышения мощности передатчиков, нужно также создание сетей синхронной трансляции. Когда на одной частоте работают несколько не слишком мощных передатчиков, и каждый покрывает трансляционным сигналом свою небольшую территорию, не мешая друг другу. По большому счёту надо учитывать не только количество передатчиков, но также мощность каждого отдельного передатчика.

Помимо хорошего покрытия, надо решить ещё одну важную проблему: обеспечение коллективными эфирными антеннами в многоэтажных домах.

Форматы цифрового телевидения

DVB – это аббревиатура имени проекта Digital Video Broadcasting Project, основанного в 1993 году. В настоящее время этот масштабный открытый проект объединяет около 300 организаций из 35 стран. Основой работы консорциума DVB стало смещение в сторону технических требований приоритетов развития систем по доставке цифровой информации. Конечным результатом работы проекта DVB стало семейство новых стандартов связи, установленных для видеовещания:

спутникового – DVB-S и DVB-S2,
кабельного – DVB-C,
эфирного DVB-T и DVB-T2.

Наземное цифровое телевидение постепенно заменяет аналоговый способ вещания. Этот процесс уже реализован во многих странах Европы, где оцифровка наземного ТВ уже завершена и аналоговое вещание отключено.

Что такое мультиплексы цифрового ТВ

Мультиплекс DVB-T2 или цифровой мультиплекс (с англ. multiplex) – это пакет телевизионных каналов, радиостанций и дополнительных услуг. Одновременно транслируемых получателю в цифровом (мультиплексированном) виде, на одном частотном канале. Говоря иначе, это объединённый поток кодированных данных, состоящий из, по меньшей мере, двух потоков данных и более. Мультиплекс может включать в себя информацию о программах радиовещания, телевидения, условного доступа и дополнительных услугах, транслируемую на определённом телеканале.

На территории Российской Федерации в настоящий момент доступны для бесплатного приёма 20 каналов цифрового ТВ, объединённые в два мультиплекса РТРС-1 и РТРС-2.

Общая инструкция по настройке

Основа успеха в приёме телесигнала – не только то, какую антенну вы используете, а также то, где находится антенна, и в какую сторону она направлена. Антенна принимает только тот телевизионный сигнал, который присутствует в точке её размещения.

Как определить местонахождение телевышки

Первое, что вам придётся выяснить – это живете ли вы в зоне хотя бы какого-то приёма оцифрованного сигнала? Найти размещение ближайшей вышки Т2 можно, отыскав свой регион и населённый пункт на карте охвата сети цифрового ТВ. Попадаете вы в зону хотя бы какого-то слабого покрытия?

Проследив подробный адрес вышки, можно воспользоваться спутниковой картой, и провести чёткую прямую от передатчика до вашего дома, учтя все препятствия. Увеличивая масштаб карты возле дома, вы увидите, куда точно должна быть направлена ваша антенна.

Способы приёма цифрового сигнала

Оцифровка телесигнала хоть и явилась в Россию с опозданием, но пришла уже навсегда. Все мы будем принимать цифровое телевидение через антенну, другого, столь массового способа для приёма наземного эфирного ТВ пока не придумали.

Телевидение нового стандарта не является кабельным или спутниковым или IPTV-телевидением, оно транслируется по эфиру в новом стандарте DVB-T2 (сокращённо говорят Т2). Для телевидения Т2:

Телевидение в стандарте DVB-T2 – бесплатное.

К сожалению, оцифровка повлечёт за собой также урожай для мошенников, которые станут утверждать, что для приёма нового телевидения необходима обязательная замена антенны на крыше, предлагая свои услуги – конечно, за дополнительную плату.

Необходимое оборудование для просмотра

Как вы уже знаете, приём Т2 идёт на обычную домашнюю антенну, и хорошо, когда эта антенна внешняя, а не комнатная. Но теперь уже не телевизор принимает и обрабатывает антенный сигнал, теперь это делает декодер (другие расхожие названия этой приставки – ресивер, тюнер), который понимает стандарт DVB-T2. Расшифрованный ресивером, видеосигнал подаётся через видеовход на телевизор.

Для просмотра Т2 пригоден любой телевизор, от старого черно-белого лампового до современного LCD-телевизора, и не имеет значения, в какой стране он сделан.

Но есть ли у вашего телевизора необходимый видеовход? Если нет, то нужно приобрести тюнер, который имеет радиочастотный модулятор, другое название модулятора RF-OUT, или ВЧ-модулятор. Сигнал с такого тюнера нужно подать на антенный вход телевизора, перенастроив телевизор на частоту модулятора.

Возможно, ваш хороший, современный телевизор может самостоятельно принимать цифровой сигнал, тогда вы будете смотреть цифровое телевидение без приставки в формате T2. Если это так, то о DVB-T2 обязательно будет написано в инструкции к вашему телевизору.

Какие каналы доступны для просмотра

Что будут смотреть те, кто перейдёт на новый вид телевещания? Сколько и каких каналов? Кому-то эти каналы хорошо знакомы, а кто-то хочет объяснение. Напоминаем, это 20 бесплатных российских каналов, сгруппированных в два цифровых пакета РТРС-1 и РТРС-2, которые передаются в дециметровом диапазоне.

Наличие каждого из цифровых пакетов в каждом регионе следует уточнять на официальном сайте цифрового телевидения в РФ. Но в целом РТРС-1 и РТРС-2 транслируются почти везде, являются бесплатными и не кодируются.

В первый мультиплекс вошли флагманы общероссийского телевещания – такие каналы как:

Второй мультиплекс объединяет каналы:

Рен ТВ, Спас, Звезда, СТС, Мир, Домашний, ТНТ, телеканал ТВ 3, Пятница и Муз ТВ.

Такая наполненность телевизионных мультиплексов определяется соответствующими Указами Президента РФ и время от времени она корректируется с учётом запросов телеаудитории.

Какие же физические процессы лежат в основе передачи и воспроизведения телевизионного изображения? Кому мы обязаны рождению телевизора?

Как рождалось телевидение

Над созданием дальновидения трудились ученые разных стран на протяжении многих десятилетий. Но телевизор изобрели российские ученые: Б. Л. Розинг, В. К. Зворыкин и Григорий Оглоблинский.

Первыми шагами, приблизившими мир к передаче изображения на расстояние, было разложение изображения на отдельные элементы с помощью диска немецкого инженера Пауля Нипкова, а также открытие фотоэффекта немецким учёным Генрихом Герцем. Первые телевизоры, работавшие на основе диска Нипкова, были механическими.

В 1895 году человечество обогатилось двумя великими изобретениями — радио и кино. Это послужило толчком для поисков способа передачи изображения на расстояние.

…Эра электронного телевидения началась с 1911 года, когда российский инженер Борис Розинг получает патент на передачу изображения на расстояние с помощью сконструированной им электронно-лучевой трубки.

Переданное изображение представляло собой четыре белых полосы на черном фоне.

В 1925 году ученик Розинга Владимир Зворыкин демонстрирует созданный им полноценный электронный телевизор.

Но на дальнейшие исследования и выпуск телевизионных приёмников нужны были огромные деньги. Известный американский предприниматель российского происхождения Дэвид Сорнов сумел оценить это великое изобретение. Он вложил необходимую сумму для продолжения работ.

В 1929 году совместно с инженером Григорием Оглоблинским Зворыкин создает первую передающую трубку — иконоскоп.

А в 1936 году в лаборатории В. Зворыкина получил путёвку в жизнь первый электронный телевизор на лампах. Это был массивный деревянный ящик с экраном в 5 дюймов (12,7) см. Регулярное телевещание в России началось в 1939 году.

Постепенно ламповые модели вытеснялись полупроводниковыми, а затем всего одна микросхема стала заменять всю электронную начинку телевизора

Очень кратко об основных этапах работы телевидения

В современной телевизионной системе можно выделить 3 этапа, каждый из которых выполняет свою задачу:

преобразование изображения объекта в серию электрических импульсов, называемых видеосигналом (сигналом изображения);
передача видеосигнала к месту его приёма;
преобразование принятых электрических сигналов в оптическое изображение.

Как работает видеокамера

Производство телепрограмм начинается с работы передающей телевизионной камеры. Рассмотрим устройство и принцип работы такого устройства, разработанного Владимиром Зворыкиным еще в 1931 году.

Основной частью камеры (иконоскопа) является светочувствительная, мозаичная мишень. Именно на неё и проецируется изображение создаваемое объективом. Мишень покрыта мозаикой из нескольких миллионов изолированных серебряных крупинок, покрытых цезием.

Принцип работы иконоскопа основан на явлении внешнего фотоэффекта — выбивании электронов из вещества под действием падающего света. Падающий на экран свет, выбивает из этих крупинок электроны, количество которых зависит от яркости светового потока в данной точке экрана. Таким образом, на экране возникает невидимое для глаза электрическое изображение.

В современных камерах изображение фиксируется не на светочувствительной плёнке, а на цифровой матрице, состоящей из миллионов светочувствительных ячеек — пикселей. Свет, попадающий на ячейки, вырабатывает электрический сигнал. Причем, его величина пропорциональна интенсивности светового луча.

Для получения цветного изображения пиксели покрываются красным, синим и зеленым светофильтрами. В результате матрица фиксирует три изображения — красное, синее и зелёное. Их наложение и дает нам цветное изображение, фотографируемого объекта.

Как видеосигнал доходит до телевизора

Полученный видеосигнал имеет низкую частоту и не может распространяться на значительные расстояния. Поэтому в качестве несущей частоты используют высокочастотные э-м волны, модулированные (изменённые) видеосигналом. Они распространяются в эфире со скоростью 300 000 км/сек.

Телевидение работает на волнах метрового и дециметрового диапазона, которые могут распространяться только в пределах прямой видимости, т. е. не могут огибать земной шар. Поэтому для расширения зоны телевещания используют высокие телебашни с передающими антеннами, Так, Останкинская телебашня имеет высоту 540 метров.

С развитием спутникового и кабельного телевидения практическая значимость телебашен постепенно снижается.

Спутниковое телевидение осуществляется за счёт целого ряда спутников, расположенных над экватором. Наземная станция передает свои сигналы на спутник, который ретранслирует их на землю, охватывая достаточно обширную зону. Сеть таких спутников позволяет охватить телевещанием всю территорию Земли.

Кабельное телевидение предусматривает одну приёмную антенну, от которой телевизионные сигналы передаются к отдельным потребителям по специальному кабелю.

Как работает телевизор

Итак, в 1936 году в лаборатории В. Зворыкина был создан первый электронный телевизор с электроннолучевой трубкой (кинескопом). Конечно, с тех пор он претерпел много изменений, но все же рассмотрим, как происходит воспроизведение изображения в телевизоре с электроннолучевой трубкой.

Именно в этой стеклянной колбе и происходит превращение невидимого электронного сигнала в видимое изображение. В его узкой части расположена электронная пушка, а с противоположной стороны — экран, внутренняя поверхность которого покрыта люминофором. Пушка обстреливает это покрытие электронами. Количеством электронов управляет поступивший в приёмное устройство видеосигнал. Электроны, попадая на люминофор, вызывают его свечение. Яркость свечения зависит от количества электронов, попавших в данную точку. Совокупность точек разной светимости и создают картинку. Электронный луч обстреливает экран слева направо, строчка за строчкой, постепенно спускаясь вниз, всего 625 строк. Все это происходит с огромной скоростью. За 1 секунду электронный луч успевает нарисовать 25 статических картинок, которые мы воспринимаем как движущееся изображение.

Цветное телевидение появилось в 1954 году. Для создания всей гаммы цветов понадобилось 3 пушки — красная, синяя и зеленая. Экран, соответственно, снабдили тремя слоями люминофора соответствующих цветов. Обстрел красного люминофора из красной пушки создает красное изображение, из синей — синее и т. д. Их наложение создает всё многообразие цветов, соответствующих передаваемой картинке.

Описанные телевизионные приёмники с ЭЛ трубкой — это наше недавнее прошлое. На смену им пришли более изящные, плоские жидкокристаллические и плазменные модели. В ЖК телевизорах экраном служит тонкая матрица с огромной плотностью светящихся элементов (пикселей), позволяющих получить изображение хорошей чёткости.

Пиксели плазменного телевизора состоят из микроламп, заполненных газами 3-х видов. Их свечение и создает цветную картинку.

Цифровое и аналоговое телевидение

До недавних пор основным форматом телевидения был аналоговый формат. Однако телевидение всегда быстро реагировало на новые технологии. Поэтому последние годы видеотехника перешла на цифровой формат. Он обеспечивает более устойчивое и качественное изображение, а также чёткий звук. Появилась возможность передавать огромное количество телеканалов одновременно.

Полный переход на новый формат будет осуществлен к 2018 году. А пока можно пользоваться специальными приставками к старым телевизорам, и наслаждаться услугами цифрового телевидения.

Телевизионная аудитория самая многочисленная в мире. Ведь это не только способ развлечь себя, но и возможность обогащения кругозора, не выходя из дома. Особенное значение в этом плане играет интернет-телевидение, позволяющее пользователям выбирать пакет каналов по своим интересам и просматривать прошлые телевизионные программы.

Категория: Физика

Массовый переход на цифровое вещание, начатый в 2019 году в России, вызывает у пользователей немало вопросов.

Что представляет собой цифровое телевидение, как оно устроено? Можно ли смотреть его на старом телевизоре и, если нет, что нужно приобрести — разбираемся с новшествами в телевещании.

Что такое цифровое эфирное телевидение

Прежде всего нужно определиться с тем, какое вообще бывает телевещание. В мире существуют два варианта передачи сигнала:

Аналоговый.
Всем давно знакомый и привычный формат. Вне зависимости от стандарта цветности, развертки и других параметров общий принцип един для всех: в эфир передается телесигнал (он несет информацию о яркости точек люминофора и формирует само изображение), цветовая поднесущая (она указывает, какое значение у каждой точки должен быть активировано) и аудиосигнал (он модулирован так же, как на обычных FM-радиостанциях, и потому его часто можно поймать на обычный радиоприемник);
Цифровой.
У него другой принцип: и изображение, и звук не используются для модуляции непосредственно радиоволны, а преобразуются в дискретный (цифровой) вид, кодируются с помощью специальных программ и передаются в таком виде в эфир.
Этот способ позволяет сократить число помех, обеспечить большее разрешение и четкость изображения. У него есть разновидность – интерактивное ТВ, где цифровой сигнал поступает через интернет-кабель.

Как оно работает: просто о сложном

Главное различие аналогового и цифрового сигнала в принципе действия.

Это свойство цифровых сигналов в некоторых случаях может быть недостатком: как утверждают меломаны, человеческое ухо способно уловить эти микроскопические биения громкости и тона, и потому лучше всего слушать музыку именно с помощью аналоговых носителей и проигрывателей (например, на грампластинках).

На практике это выглядит следующим образом :

Аналогичным образом работают также спутниковое и кабельное телевидение. Разница лишь в стандарте вещания и способе, которым передается и принимается сигнал.

Стандарты цифрового ТВ

В мире

В разных странах действуют свои региональные стандарты:

В России

Сейчас в России используется европейский стандарт второго поколения DVB-T2. Некоторое техническое отставание нашей страны здесь сыграло России на руку: новый формат вводится сразу, нет проблем с использованием устаревшего DVB-T.

Особенностью стандарта второго поколения является возможность не только работать с уже используемым везде в мире транспортным потоком, но и в будущем передавать несколько таких групп параллельно. Учитывая скорость развития современного телевидения, эта возможность непременно будет использована.

За цифровым ТВ – будущее, потому что оно обеспечивает и больше каналов, и лучшее качество. Однако почему потребовалась кампания по массовому отключению аналогового вещания и переходу на цифровое?

Этому есть несколько причин :

В чем преимущества цифрового ТВ перед аналоговым

Пакеты цифровых каналов – мультиплексы

Трансляция цифрового ТВ ведется пакетным способом. Это означает, что передающая станция берет несколько каналов и смешивает (мультиплексирует) их в один сигнал. Приемное устройство (тюнер) осуществляет обратную операцию, разделяя (демультиплексируя) их. Такая технология позволяет полнее использовать возможности как частоты вещания, так и транспортного канала.

2 мультиплекса: 20 бесплатных цифровых каналов с 2019 года

Два основных мультиплекса – это РТРС-1 и РТРС-2. Каждый из них включает в себя по 10 федеральных каналов, которые транслируются по всей территории России.

Разница между пакетами лишь в том, что РТРС-1 был утвержден раньше и его развертывание тоже началось заранее. Поэтому существовал период, когда в некоторых точках был доступен только 1 мультиплекс, а вещание второго началось позже.

Оба пакета являются бесплатными и общедоступными. Это означает, что входящие в них 20 каналов не могут шифроваться и не требуют программных или аппаратных кодов доступа.

3-й мультиплекс (РТРС-3)

На первом этапе разработки программы всеобщей цифровизации телевидения планировалось, что на третьем мультиплексе будут вещать местные и региональные каналы городского и областного уровня. Позднее была идея добавить туда и несколько федеральных каналов.

Сегодня оно используется только в следующих регионах:

В Москве.
Здесь оно транслируется напрямую Останкинской телебашней и доступно к приему на той территории города, где она находится в прямой видимости;
В Республике Крым и Севастополе.
Здесь оборудование осталось со времен Украины и активно используется на всей территории полуострова.

Время начала трансляции третьего мультиплекса в других регионах России на текущий день не определено.

Что нужно для подключения

Для того чтобы воспользоваться преимуществами цифрового ТВ, необходимо приобрести оборудование.

1. Цифровой телевизор или приставка

Для того чтобы декодировать принимаемый сигнал, необходим цифровой тюнер.

Он бывает двух видов:

2. Доступ к коллективной или индивидуальной ДМВ-антенне

Для приема цифрового ТВ нужна специальная антенна. Вещание осуществляется на дециметровых волнах (ДМВ), поэтому старые антенны метрового диапазона (МВ) для приема не годятся. Однако те, кто раньше пользовался комплексными всеволновыми антеннами, могут продолжить их применение: в их конструкции предусмотрен блок для приема ДМВ.

Если же есть только аналоговая МВ-антенна, придется приобрести ее ДМВ-аналог.

В тех случаях, когда на зданиях монтируется коллективная антенна, установка аппаратуры и ее настройка – задача управляющей компании или организации домовладельцев. В частных же домах или при отсутствии доступа к коллективному кабелю помочь может собственная антенна ДМВ-диапазона – комнатная или уличная.

Как настроить все это оборудование

Антенна, приставка или цифровой телевизор приобретены. Дальнейший алгоритм действий выглядит следующим образом :

Заключение

Читайте также: