В чем разница между цифровым и аналоговым. Аналоговый и цифровой сигнал и цифро-аналоговое преобразования. Как выбрать цифровой телевизор
Цифровое телевидение стремительно набирает популярность в нашей стране, однако многие люди по-прежнему не знают, чем же оно принципиально отличается от старого доброго аналогового ТВ.
Описание
Нетрудно догадаться, что в основе аналогового и цифрового телевидения лежат соответственно . Аналоговый сигнал идет непрерывно, а значит, в случае какого-либо влияния извне он оказывается уязвимым, что приводит к худшему качеству изображения и звука. Несомненным преимуществом аналогового сигнала является возможность принимать его с помощью простой эфирной антенны. Можно также воспользоваться услугами провайдера кабельного телевидения. Можно сказать, что аналоговый сигнал сегодня уже является устаревшим, поскольку он значительно уступает цифровому сигналу по ряду важнейших параметров – качество, безопасность и др.
Современные телевизоры созданы главным образом для работы с цифровым сигналом, хоть у них еще и наличествует аналоговый разъем. Просто всё дело в том, что аналоговый сигнал не способен раскрыть всего потенциала современных плазменных и ЖК-телевизоров, лучшее качество картинки может дать лишь цифровой сигнал. Он, в отличие от аналогового, поступает компактными «порциями», которые разделены паузами, и поэтому воздействовать на такой сигнал очень непросто. Даже при передаче цифрового сигнала на очень далекое расстояние качество картинки и звука остается на самом высоком уровне. Помимо прочего, цифровой сигнал позволяет передать куда больше каналов, чем аналоговый, поэтому абоненты, подключающие цифровое телевидение, получают более сотни телеканалов самой разной тематики.
Сравнение
Увы, аналоговое телевидение сегодня фактически не имеет явных преимуществ перед цифровым вещанием, кроме разве что возможности «ловить» сигнал с помощью обычной антенны. Впрочем, цифровое телевидение тоже может быть мобильным с помощью приемника цифрового сигнала. Учитывая, что вне зависимости от расстояния цифровой сигнал остается защищенным от взлома и помех и гарантирует высокий уровень качества, плюсы цифрового телевидения становятся совершенно очевидны.
Выводы сайт
- Цифровое телевидение обеспечивает более высокий уровень качества и защиты сигнала. Аналоговый сигнал был и остается уязвимым для внешнего воздействия и не может обеспечить столь качественное изображение.
- Цифровое телевидение более мобильное – уже сегодня можно принимать цифровой сигнал, находясь в дороге или далеко от дома.
- Аналоговое телевидение не способно предоставить такого большого числа каналов, как цифровое. Благодаря особенностям цифрового сигнала, при подключении цифрового ТВ абонент может получить доступ к нескольким сотням различных телеканалов.
Сигналами называют информационные коды, которые применяются людьми для того, чтобы передавать сообщения в информационной системе. Сигнал может подаваться, но его получение не обязательно. Тогда как сообщением можно считать только такой сигнал (или совокупность сигналов), который был принят и декодирован получателем (аналоговый и цифровой сигнал).
Одними из первых методов передачи информации без участия людей или других живых существ были сигнальные костры. При возникновении опасности последовательно разводились костры от одного поста к другому. Далее мы будем рассматривать способ передачи информации при помощи электромагнитных сигналов и подробно остановимся на рассмотрении темы аналоговый и цифровой сигнал .
Любой сигнал может быть представлен в виде функции, которая описывает изменения его характеристик. Такое представление удобно для изучения устройств и систем радиотехники. Помимо сигнала в радиотехнике есть еще шум, который является его альтернативой. Шум не несет полезной информации и искажает сигнал, взаимодействуя с ним.
Само понятие дает возможность отвлечься от конкретных физических величин при рассмотрении явлений, связанных с кодированием и декодированием информации. Математическая модель сигнала в исследованиях позволяет опираться на параметры функции времени.
Типы сигналов
Сигналы по физической среде носителя информации делятся на электрические, оптические, акустические и электромагнитные.
По методу задания сигнал может быть регулярным и нерегулярным. Регулярный сигнал представляется детерминированной функцией времени. Нерегулярный сигнал в радиотехнике представлен хаотической функцией времени и анализируется вероятностным подходом.
Сигналы в зависимости от функции, которая описывает их параметры могут быть аналоговыми и дискретными. Дискретный сигнал, который был подвергнут квантованию называется цифровым сигналом.
Обработка сигнала
Аналоговый и цифровой сигнал обрабатывается и направлен на то, чтобы передать и получить информацию, закодированную в сигнале. После извлечения информации ее можно применять в разных целях. В частных случаях информация подвергается форматированию.
Аналоговые сигналы подвергаются усилению, фильтрации, модуляции и демодуляции. Цифровые же помимо этого еще могут подвергаться сжатию, обнаружению и др.
Аналоговый сигнал
Наши органы чувств воспринимают всю поступающую в них информацию в аналоговом виде. К примеру, если мы видим проезжающий мимо автомобиль, мы видим его движение непрерывно. Если бы наш мозг мог получать информацию о его положении раз в 10 секунд, люди бы постоянно попадали под колеса. Но мы можем оценивать расстояние куда быстрее и это расстояние в каждый момент времени четко определено.
Абсолютно то же самое происходит и с другой информацией, мы можем оценивать громкость в любой момент, чувствовать какое давление наши пальцы оказывают на предметы и т.п. Иными словами, практически вся информация, которая может возникать в природе имеет аналоговый вид. Передавать подобную информацию проще всего аналоговыми сигналами, которые являются непрерывными и определены в любой момент времени.
Чтобы понять, как выглядит аналоговый электрический сигнал, можно представить себе график, на котором будет отображена амплитуда по вертикальной оси и время по горизонтальной оси. Если мы, к примеру, замеряем изменение температуры, то на графике появится непрерывная линия, отображающая ее значение в каждый момент времени. Чтобы передать такой сигнал с помощью электрического тока, нам надо сопоставить значение температуры со значением напряжения. Так, например, 35.342 градуса по Цельсию могут быть закодированы как напряжение 3.5342 В.
Аналоговые сигналы раньше использовались во всех видах связи. Чтобы избежать помех такой сигнал нужно усиливать. Чем выше уровень шума, то есть помех, тем сильнее надо усиливать сигнал, чтобы его можно было принять без искажения. Такой метод обработки сигнала затрачивает много энергии на выделение тепла. При этом усиленный сигнал может сам стать причиной помех для других каналов связи.
Сейчас аналоговые сигналы еще применяются в телевидении и радио, для преобразования входного сигнала в микрофонах. Но, в целом, этот тип сигнала повсеместно вытеснен или вытесняется цифровыми сигналами.
Цифровой сигнал
Цифровой сигнал представлен последовательностью цифровых значений. Чаще всего сейчас применяются двоичные цифровые сигналы, так как они используются в двоичной электронике и легче кодируются.
В отличие от предыдущего типа сигнала цифровой сигнал имеет два значения «1» и «0». Если мы вспомним наш пример с измерением температуры, то тут сигнал будет сформирован иначе. Если напряжение, которое подается аналоговым сигналом соответствует значению измеряемой температуры, то в цифровом сигнале для каждого значения температуры будет подаваться определенное количество импульсов напряжения. Сам импульс напряжения тут будет равен «1», а отсутствие напряжения – «0». Приемная аппаратура будет декодировать импульсы и восстановит исходные данные.
Представив, как будет выглядеть цифровой сигнал на графике, мы увидим, что переход от нулевого значения к максимальному производится резко. Именно эта особенность позволяет принимающей аппаратуре более четко «видеть» сигнал. Если возникают какие-либо помехи, приемнику проще декодировать сигнал, нежели чем при аналоговой передаче.
Однако цифровой сигнал с очень большим уровнем шума восстановить невозможно, тогда как из аналогового типа при большом искажении еще есть возможность «выудить» информацию. Это связано с эффектом обрыва. Суть эффекта в том, что цифровые сигналы могут передаваться на определенные расстояния, а затем просто обрываются. Этот эффект возникает повсеместно и решается простой регенерацией сигнала. Там, где сигнал обрывается, нужно вставить повторитель или уменьшить длину линии связи. Повторитель не усиливает сигнал, а распознает его изначальный вид и выдает его точную копию и может использоваться сколь угодно в цепи. Такие способы повторения сигнала активно применяются в сетевых технологиях.
Помимо всего прочего аналоговый и цифровой сигнал различается и возможность кодирования и шифрования информации. Это является одной из причин перехода мобильной связи на «цифру».
Аналоговый и цифровой сигнал и цифро-аналоговое преобразования
Следует еще немного рассказать о том, как аналоговая информация передается по цифровым каналам связи. Вновь прибегнем к примерам. Как уже говорилось звук – это аналоговый сигнал.
Что происходит в мобильных телефонах, которые передают информацию по цифровым каналам
Звук, попадая в микрофон подвергается аналого-цифровому преобразованию (АЦП). Этот процесс состоит из 3 ступеней. Берутся отдельные значения сигнала через одинаковые отрезки времени, этот процесс называется дискретизация. По теореме Котельникова о пропускной способности каналов, частота взятия этих значений должна быть вдвое выше, чем самая высокая частота сигнала. То есть, если в нашем канале стоит ограничение на частоту в 4 кГц, то частота дискретизации будет составлять 8 кГц. Далее все выбранные значения сигнала округляются или, иначе говоря, квантуются. Чем больше уровней при этом будет создано, тем выше будет точность восстановленного сигнала на приемнике. Затем все значения преобразуются в двоичный код, который передается на базовую станцию и затем доходит до другого абонента, являющегося приемником. В телефоне приемника происходит процедура цифро-аналогового преобразования (ЦАП). Это обратная процедура, цель которой на выходе получить сигнал как можно более идентичный исходному. Далее уже аналоговый сигнал выходит в виде звука из динамика телефона.
С развитием цифровых технологий постепенно наблюдается плавная миграция телезрителей с аналогового телевидения на цифровое.
Это происходит не только из-за масштабных рекламных кампаний, развернутых Интернет-провайдерами для популяризации и продаж IPTV, но и потому, что такое телевидение, безусловно, нравится пользователям.
Почему? Давайте разбираться.
Отличия цифрового ТВ от аналогового
Не буду тут лить «воду» про цифровые и аналоговые сигналы, кому это интересно? Да никому. Давайте лучше рассмотрим практическую разницу в использовании.
Оборудование
Итак, для просмотра аналогового телевидения необходима обычная эфирная антенна (в квартире, на крыше) или подключенное, в какой-нибудь компании, кабельное телевидение. Из-за специфики работы аналогового сигнала (все-таки пришлось написать про сигналы) изображение может всячески искажаться под воздействием внешних источников помех.
В свою очередь, для просмотра цифрового телевидения, наличием обычной антенной не обойтись. Около телевизора придется установить ресивер (декодер зашифрованного цифрового сигнала), который будет преобразовывать полученные данные в изображение, и выводить картинку на экран телевизора.
Хорошим примером является Интерактивное ТВ от Ростелеком, про которое я очень подробно писал в статье.
Цифровое спутниковое ТВ немного отличается от предыдущего примера. И если вы хотите смотреть именно спутниковое телевидение, то придется установить на стене своего частного или многоквартирного дома спутниковую антенну («тарелку»). На этот раз, в качестве примера можно привести компанию «Триколор ТВ».
Естественно, провайдер спутникового ТВ предоставит вам все необходимое оборудование и установит антенну. А вот уже количество каналов будет зависеть от выбранного пакета услуг.
Качество изображения
Без сомнения, цифровое телевидение лидирует в этом вопросе по всем параметрам. Вот некоторые очевидные плюсы «цифры»:
- Не теряет качество сигнала, если передается на очень отдаленные расстояния;
- На изображении не может быть бликов, «снега», искажения картинки и других распространенных, при просмотре аналогового телевидения, недостатков;
- Возможность подключения каналов в HD качестве. Можно было смело ставить этот пункт первым с списке, так как изображение высокой четкости — это мечта любого телезрителя, у которого большая диагональ экрана телевизора.
Другие возможности
Несомненно, помимо качества изображения, у IPTV есть много других преимуществ:
Что-то я с писаниной разошелся не на шутку, пора заканчивать.
Цифровое ТВ лучше и качественнее аналогового
Подведя черту под всем вышесказанным, можно сделать вывод — аналоговое телевидение практически изжило себя, так как уступает цифровому, практически, во всем, кроме стоимости («аналог» можно смотреть бесплатно).
Кто-то из читателей, возможно, подумал — «Куплю телевизор со встроенным TV-тюнером, настрою на прием спутникового ТВ и буду смотреть «цифру» бесплатно». Нет, дорогие мои, не все так просто. Во первых — бесплатных (незашифрованных) каналов там будет «раз, два и обчелся», во вторых — это еще надо суметь найти нужный спутник и настроить оборудование.
В общем, полного перехода России на цифровое ТВ не будет еще очень долго. Лет 10-20, а то и больше. Хотя, многие страны к этому стремятся, в том числе и наша великая Родина. А пока, остается один выход — покупать хорошее цифровое телевидение у Интернет-провайдеров и узкоспециализированных компаний.
На этом всё, спасибо за внимание.
Комментарии:
|
Иван
2014-04-15 12:24:39
Вне сомнения, за IPTV — будущее! Тоже в скором времени переключусь на какое-нибудь Интерактивное ТВ, а то уже устал от бесконечно «мерцающих ощущений» обычной антенны. Да и каналов прибавится на порядок.
|
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
Больше направлено на работу с цифровым вещанием. Оно считается более прогрессивным и передовым. Однако, чтобы понять, в чем его преимущество, нужно поглубже изучить терминологию.
Аналоговое телевидение
Аналоговое телевидение строится на основании аналогового сигнала. Он идет непрерывно, что не является показателем качества. Ведь если сигнал , страдает вся картинка и звук. В числе преимуществ аналогового сигнала называют тот факт, что он легко улавливается обычной эфирной . Но несмотря на очевидные его , аналоговый сигнал сегодня считается устаревшим и мало где используется. Минусами аналогового ТВ называют некачественный сигнал, отсутствие безопасного соединения и т.д.
Телевизоры, работающие с аналоговым сигналом, можно встретить в провинции. Цифровое ТВ для небольших городков не выгодно. Да и люди привыкают и не хотят изменять своим традициям.
Кроме того, аналоговый сигнал не может раскрыть весь потенциал современной видеотехники: плазменных и жидкокристаллических телевизоров.
Цифровое телевидение
Кабельное телевидение
Кабельное телевидение своим названием определяет только способ передачи информации, но никак не сигнал. Так, например, подготовленный к передаче цифровой или аналоговый сигнал можно передавать в той или иной среде передаче: через медный кабель, эфир, и т.д.
Поэтому не стоит выделять кабельное ТВ в отдельный вид, ведь оно может быть как цифровым, так и аналоговым.
Перед тем как вы выберете максимально подходящий вам вариант телевидения, обязательно взвесьте все варианты. Оцените имеющуюся у вас в доме технику. Ведь если у вас ламповый , цифровой сигнал будет проблематично, а вот в современных ЖК-телевизорах предусмотрены аналоговые разъемы. Поинтересуйтесь и тем, какие возможности предлагают вам ваши провайдеры телевидения.
