Разница между цифровым и аналоговым телевидением. Чем цифровое ТВ лучше аналогового
Любой сигнал, будь-то аналоговый или цифровой, представляет собой электромагнитные колебания, распространяющиеся с определенной частотой. В зависимости от того, какой сигнал распространяется устройство, принимающее данный сигнал определяет, какое изображение выводить на экран, соответственно, со звуковым сопровождением.
К примеру, телевизионная вышка или радиостанция может передавать и аналоговый и цифровой сигналы. Звук передается в аналоговой форме, и уже через приемное устройство преобразуется в электромагнитные колебания. Как уже говорилось, колебания распространяются с определенной частотой. Чем выше частота звука, тем выше колебания, в результате, получаем на выходе более громкое звучание голоса.
Общими словами, аналоговый сигнал распространяется непрерывно, а цифровой сигнал - дискретно (прерывисто), т.е. амплитуда колебаний принимает определенные значения в единицу времени.
Если продолжить пример звукового аналогового сигнала, то получим процесс, при котором электромагнитные волны распространяются с помощью передатчика (антенны). Т.к. распространение аналогового сигнала происходит постоянно, то колебания суммируются, и на выходе возникает несущая частота, которая является основной, т.е. на неё происходит настройка приемника.
В самом приемнике происходит отделение данной частоты от других колебаний, которые преобразуются в звук.
Недостатками передачи информации с помощью аналогового сигнала очевидны:
- Возникает большое количество помех;
- Передается больше лишней информации;
- Безопасность передачи сигнала
Если в радиовещании передача информации с помощью аналогового сигнала происходит менее заметно, то в телевидении, вопрос перехода на цифровую передачу крайне важен.
Основными преимуществами цифрового сигнала перед аналоговым являются:
- Более высокий уровень защиты. Безопасность передачи цифрового сигнала основана на том, что «цифра» передается в зашифрованном виде;
- Легкость приема сигнала. Цифровой сигнал можно принимать, находясь на любом расстоянии от местожительства;
- Цифровое вещание способно обеспечить огромное количество каналов. Именно эта возможность обеспечивает поклонников цифрового телевидения большим количеством телеканалов для просмотра фильмов и передач;
- Качество передачи находится на несколько порядков выше, чем при аналоговом вещании. Цифровой сигнал обеспечивает фильтрацию принимаемых данных, а также имеется возможность восстанавливать исходную информацию.
Соответственно, для преобразования аналогового сигнала в цифровой, и наоборот используются специальные устройства.
- Устройство, которое преобразует аналоговый сигнал в цифровой сигнал, называется аналого-цифровым преобразователем (АЦП);
- Устройство, преобразующее цифровой сигнал в аналоговый называется цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП).
Соответственно, АЦП установлен в передатчике, а ЦАП установлен в приемнике и преобразет дискретный сигнал в аналоговый, соответствующий голосу.
Почему цифровой сигнал является более защищенным?
Передача цифрового сигнала осуществляется в зашифрованном виде и цифро-аналоговое устройство должно иметь код для расшифровки. АЦП может передавать и цифровой адрес приемника. Если даже сигнал будет перехвачен, то полностью расшифровать его будет невозможно из-за отсутствия части кода. Данный свойство цифровой передачи широко используется в мобильной связи.
Таким образом, основное различие между аналоговым и цифровым сигналом заключается в различной структуре передаваемого сигнала. Аналоговые сигналы - непрерывный поток колебаний с изменяющимися амплитудой и частотой.
Цифровой сигнал - дискретные (прерывистые) колебания, значения которых зависят от передающей среды.
Иногда у потребителей возникает вопрос, как передается сигнал в телевидении.
В телевидении перед передачей сигнала в цифровом виде, аналоговый сигнал подлежит оцифровке. После этого, необходимо выбрать, в какой среде будет происходить передача: медный кабель, эфир, оптоволоконный кабель.
Например, многие пользователи уверены, что кабельное телевидение - это только цифровая передача данных. Это не так. Кабельное телевидение - это и аналоговый и цифровой вид передачи сигнала.
Разница между цифровым и аналоговым телевидением проще всего демонстрируется на примере различий цифрового и аналогового звука или фотографии. Если в аналоге телевизионная картинка и звуковая дорожка закодированы при помощи аналогового электрического сигнала, то в цифре, соответственно, используется цифровое кодирование.
В конце 90-х годов в нашей стране существовало только аналоговое цветное телевидение. В эфире применялась французская система кодирования SECAM. Читатели постарше наверняка помнят, что на видеокассетах можно было встретить фильмы, закодированные при помощи альтернативных систем – PAL или NTSC, для комфортного просмотра которых необходим был видеомагнитофон с их поддержкой.
Чтобы смотреть цифровое ТВ на компьютере, достаточно небольшого USB-модуля и антены ДМВ
Основные недостатки аналога – слабая защита от помех, а также довольно широкая полоса радиочастотного спектра, необходимая для передачи одного канала.
Поэтому в эфире мы были ограничены максимум двумя десятками цветных каналов, а в кабельных сетях в среднем 70-ю (за редким исключением).
Если телевизор не оборудован приемником цифровых каналов, то можно купить отдельный декодер, поддерживающий стандарт DVB-T2 С аналоговым сигналом довольно сложно сделать удобную для пользователя и оператора услугу (с возможностью быстрого подключения / отключения пакетов каналов и т.п.). Кроме того, аналогу нужны передатчики высокой мощности с большой территорией охвата т.к. приемникам для получения хорошей картинки нужен высокий уровень сигнала, а значит, частотный спектр в радиоэфире используется очень нерационально: на соседствующих территориях нельзя вести передачу на одном канале, требуется грамотное частотное планирование.
Цифровой сигнал лишен этих недостатков. Основное преимущество цифры в том, что кодированный канал можно сжимать при помощи современных алгоритмов (того же MPEG). То, как именно кодировать сигнал и чем его сжимать, определяется стандартом. На сегодняшний день в Европе и России основным семейством стандартов является DVB – «детище» международного консорциума DVB Project.
Семейство включает в себя стандарты для спутникового, эфирного, кабельного и мобильного телевидения, отличающиеся степенью сжатия, помехозащищенностью и другими параметрами (важными, в зависимости от используемой среды передачи). Однако в прессе «цифрой» в последнее время чаще всего называют эфирный стандарт (в случае России – DVB-T2). С него и начнем.
От аналога к цифре в эфире: российский вариант
Учитывая преимущества цифры, мировое сообщество начало переход на современные стандарты вещания в начале 2000-х годов. Во всех странах этот процесс шел (и продолжает идти) одновременно с «оптимизацией» радиоэфира, который активно используется не только телевизионщиками, но и мобильными операторами, военными и другими потребителями.
За счет сжатия в 1 аналоговый телевизионный канал, к примеру, в стандарте DVB-T2, позволяет уместить до 10 цифровых каналов приблизительно с тем же качеством картинки. Кроме того, часть спектра позволяет высвободить упомянутое выше снижение мощности передатчиков. Внутри одной страны эти процессы регулируются государством, а в масштабах континента – различными межгосударственными соглашениями.
Согласно одному из таких соглашений, российские приграничные территории должны со временем прекратить вещать в аналоговом формате. Так что переход с аналогового на цифровое телевидение определяет не только стремление к новым технологиям, но и ответственность перед ближайшими соседями.
Недорогие USB-адаптеры для приема цифровых каналов можно найти не только для ПК … 
… но и для смартфонов и планшетов. При этом, подключаться они будут через micro-USB Переход от аналогового к цифровому телевидению в эфире в нашей стране начался в 2009 году. За основу на тот момент был взят стандарт DVB-T, уже внедрявшийся в ряде европейских стран.
Надо понимать, что телевидение – это цепочка взаимодействия целого списка посредников между производителем контента и его потребителем, у каждого из которых есть парк аналогового оборудования, подлежащего замене. Государственный проект подразумевает обновление лишь части этой цепочки – распределительного и передающего оборудования.
В некоторых случаях государство помогает с закупкой нового съемочного оборудования телестудиям.
Но зрителям приходится думать о замене «приемников» самостоятельно. Все эти сложности и не дают в один момент перейти на новый стандарт, где бы подобные преобразования не предпринимались.
А в нашей стране переход пошел еще сложнее. Вначале был взят очень высокий темп, но спустя несколько лет «коней сменили на переправе», сэкономив время на очередном эволюционном шаге: было принято решение внедрять более совершенное второе поколение «эфирного» стандарта – DVB-T2, обеспечивающего размещение большего числа цифровых каналов на частотной полосе аналогового канала (по сравнению с DVB-T).
Надо отметить, что при этом переход так и не подразумевает какого-то увеличения разрешения транслируемой картинки. Проект включает только смену способа ее представления, а HD-качества в эфире нам следует ждать лишь в отдаленном будущем (стандарт поддерживает HD, но на уровне государства принято решение эту тему пока не трогать).
На сегодняшний день передатчики DVB-T2 работают уже практически по всей стране. Где-то пока включен только 1 мультиплекс (пакет, занимающий место одного аналогового канала); в других районах включили уже второй. Это значит, что, имея соответствующее приемное оборудование, из эфира бесплатно можно смотреть 20 каналов в приличном качестве.
Хотя с самого начала перехода речь шла о том, что к 2015 году наша страна должна полностью перейти на цифру и отключить аналог, пока вопрос отключения отложили, поэтому аналоговое телевидение продолжает функционировать.
Фото: компании-производители
Без вдумчивого изучения разъемов и их спецификаций владелец современного цифрового телевизора может разве что пойти и повеситься на всех этих многочисленных кабелях. До сих пор не всем понятно, что лучше - аналоговое или цифровое подключение?
Как известно, европейские стандарты предусматривают четкое определение того, какие свойства должен иметь телевизор, чтобы с полным правом называться HDTV. В числе этих характеристик - обязательное наличие разъемов для цифрового подключения - DVI или HDMI и компонентного аналогового (component). Ответ на вопрос "какое из них лучше?" совершенно неочевиден.
Во-первых, стоит прояснить момент, способный внести неразбериху и привести нестабильного покупателя в отчаяние - на самом деле, DVI и HDMI интерфейсы почти идентичны. Принципиальная разница в том, что через DVI можно передавать только видеосигнал, а через HDMI еще и многоканальное цифровое аудио. Интерфейсы используют разъемы разного типа, но идентичную систему кодирования. Поэтому, плеер с DVI-выходом можно подключить к HDMI-дисплею при наличии простого переходника, без использования специальных преобразователей.
Принято считать по умолчанию, что цифровое видео - это нечто совершенное, без помех и вообще проблем, тогда как аналоговое - вечно рябой экран и кривые от помех персонажи любимого фильма. На деле, часто это зависит не от типа подключения, а возможностей самой техники, например, плеера и дисплея.
Свойства соединений
Через цифровые интерфейсы DVI/HDMI поступает информация в формате TMDS - отдельно о каждой составляющей видео - красной, зеленой и синей, дополнительно к "синему" каналу добавляется информация о вертикальной и горизонтальной синхронизации.
Компонентное аналоговое видео функционирует сходным образом, однако здесь для каждого канала используется отдельное физическое подключение - на панели имеются целых три разъема "component". Данные о об общей яркости и синхронизации передаются по "зеленому" каналу (обозначение Y или Green), также имеется "красный минус яркость" (Pr или Red) и "синий минус яркость" (Pb или Blue).
Оба типа сигналов, как цифровой, так и компонентный, в основе своей схожи, за тем исключением, что информация подается в разной форме. Как будет отличаться качество изображения при разных подключениях, будет зависеть от многих факторов.
Цифровое - не всегда лучше
В норме, цифровое видео качественнее аналогового. Тем не менее, не стоит делать поспешных выводов и рвать аналоговый кабель из телевизора.
Во-первых, при использовании приличной аппаратуры и соединений, нет причин для искажения видео даже на существенных дистанциях. Во-вторых, ошибочно считать, что сигнал в цифровом кабеле избавлен от ошибок. Хуже того, информация, поступающая через DVI или HDMI интерфейс, не подлежит коррекции и, если она искажена - то потеряна совсем. Конечно, этого не случится с качественным кабелем на короткой дистанции, но на больших расстояниях - не исключено.
Что влияет на качество?
Многие цифровые форматы при преобразовании друг в друга дают не вполне удовлетворительные результаты. Поэтому "цифровое-в-цифровое" может быть иногда отнюдь не лучше преобразования "цифровое-в-аналоговое". Даже в самых дорогих моделях плееров и цифровых телевизоров качество и алгоритмы преобразования отличаются, порой значительно. Всегда лучше, если разрешение на выходе плеера/ресивера будет соответствовать "родному" разрешению телевизора.
Кроме того, нередко настройки дисплеев для цифрового и аналогового интерфейсов изначально выставляются по-разному. Уровни отображения черного цвета, например, часто отличаются для цифрового и аналогового сигналов. Если меню в устройствах чересчур сложные, перекалибровка может вас утомить.
Качество кабеля
Обычно качество аналогового компонентного соединения весьма высокое, даже большие расстояния не влияют негативно на качество изображения. Однако, при увеличении длины кабеля иногда наблюдается появление, помех, теней и т. д.
К сожалению, DVI и HDMI в этом плане еще слабее. Для подключения используется витая пара из коаксиального кабеля, который, при увеличении длины, существенно теряет в качестве передачи данных. Пакеты битов могут "закольцовываться", накладываясь друг на друга до бесконечности, пока изображение не исчезнет совсем.
Передача данных через слишком длинный цифровой кабель ведет к появлению помех такого уровня, что будут регулярно "выпадать" пиксели по всему экрану. Если удлинить такой кабель еще больше, то изображение может исчезнуть вообще. Хотя отдельные цифровые кабели могли корректно работать и при длине в 15 метров, очень многое зависит от эффективной комбинации источника/приемника сигнала.
Что лучше?
Точного ответа на вопрос "что лучше?", похоже, найти невозможно. DVI или компонентное? HDMI или компонентное? Качество изображения определяют качество сигнала и дисплея, качество кабеля и т. д. Вполне может оказаться, что DVD лучше воспроизводится через HDMI, а сигнал спутникового или кабельного ТВ - через компонентный интерфейс.
Поскольку стандарт для HDTV предусматривает наличие как цифрового, так и аналогового входов, лучше самому протестировать все комбинации.
