Цифровое и аналоговое телевидение — в чем разница?

1 октября 1931 года советские газеты сообщили о начале регулярных передач «движущихся изображений», которые начал Московский радиотехнический узел. Эту дату можно назвать точкой отсчета отечественного телевидения. В то время на всю Москву приходилось всего 30 телевизоров. И они были самодельными. Кстати, термина «телезрители» в то время еще на знали. Тех, кто смотрел трансляции, называли радиозрителями. Так что шутливое выражение «смотреть радио», знакомое с детства, не такое уж и шутливое.

А уже в 1939 году начал работу целый телецентр (в Шаболовке). Так по стране начало распространяться аналоговое телевидение. Сегодня его активно теснит цифровое. И на то есть свои причины. Специалисты «Телеком-Сервис» подготовили сравнение этих 2 технологий, чтобы вы смогли разобраться, чем отличается аналоговое телевидение от цифрового, и понять, почему будущее за вторым. Разбирать плюсы и минусы каждого варианта лучше, опираясь на конкретные характеристики и случаи. Именно такой подход мы и выбрали.

Начнем с того, что зрение, слух, вкус и прочие ощущения, которые испытывает человек — это аналоговые сигналы. В природе вся информация передается только с их помощью. Телевизионный аналоговый сигнал «доставляется» с помощью электромагнитной волны (знакомая всем со школы синусоида). Ее амплитуда меняется в зависимости от того, какая в данный момент передается информация (см. рисунок).

Например, если это синусоида, отвечающая за цвет изображения, то, к примеру, зеленый будет соответствовать одной амплитуде, красный — второй, синий — третей и т.д. Так же дела обстоят со звуком и другими составляющими телевизионного сигнала.

ГЛАВНОЕ ОТЛИЧИЕ аналогового телевизионного сигнала — его постоянное наличие (непрерывность во времени). Т.е. он есть всегда. Даже если амплитуда равна 0, сигнал присутствует. Это в том числе и рождает один из минусов такой технологии. О нем поговорим ниже при сравнении с «цифрой». Передача такого сигнала может осуществляться при помощи радиоволн («по воздуху») или по кабелю.

Глвное отличие отличается цифрового телевидения от аналогового заключается в том, что сигнал в определенный момент времени либо есть («1»), либо его нет («0»). Т.е. информация передается все теми же радиоволнами (или по кабелю), но это уже не синусоида, а набор ноликов и единичек. Данные зашифровываются не при помощи уровня напряжения, а за счет набора этих самых «1» и «0» (можно провести аналогию с азбукой Морзе, в которой определенная комбинация точек и тире несет определенный смысл).

Причем получается такой сигнал все равно из аналогового. Например, как ни крути, но звук — изначально это аналоговый сигнал. Чтобы передать его в «цифре», требуется:

• «Разбить» синусоиду на множество небольших участков (этот процесс называется дискретизацией). Чем меньше длительность такого участка, тем лучше.

• Округлить полученные амплитуды участков к какому-то ближайшему значению, чтобы уровни в начале и конце каждого из них были одинаковыми. Этот процесс называется квантованием. После него сигнал представляется в форме «лестницы».

• Представить каждый из полученных уровней (отрезков) в виде набора единичек и ноликов (кодирование). И уже в таком виде сигнал передается в эфир.

Все эту работу выполняет АЦП (аналогово-цифровой преобразователь). После получения такого сигнала, чтобы увидеть картинку и услышать звук, требуется обратная операция — преобразование из цифрового вида в аналоговый. За это отвечает ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь). Такие устройства встроены в современные телевизоры или приставки, которые нужно покупать, чтобы смотреть цифровое телевидение на более старых телеприемниках. Что дает такой подход? Давайте разберемся, сравнив «цифру» и аналоговый телевизионный сигнал по конкретным параметрам.

Итак, аналоговый сигнал распространяется без какого-то «хитрого» кодирования. Вся информация зашифрована в амплитуде несущей волны. А на эту амплитуду оказывает влияние множество факторов:

• Рельеф местности. Волны могут переотражаться, накладываться друг на друга и пр.
• Электромагнитные помехи от электронных устройств.
• Наводки от других передач в соседнем диапазоне и множество других факторов.

В результате этого амплитуда сигнала может меняться. И он доходит до потребителя с искажениями. Кроме того, сигналы при передаче на большое расстояние нужно усиливать (при помощи ретрансляторов). В случае с аналоговой передачей вместе с полезным сигналом усиливаются и помехи, которые могут оказывать на него влияние.

А еще, как мы отмечали выше, эта технология предполагает непрерывную по времени передачу. Можно сравнить с потоком воды из крана. Стоит перекрыть его на время, и определенная часть информации просто не дойдет до пользователя. Как избежать этого? Как вариант — передавать сигнал через кабель. Да, помехи есть и здесь. Но их значительно меньше, чем при передаче «по воздуху».

Преимущества цифрового телевидения следующие:

• Закодированный сигнал доходит до потребителя в неизменном виде. Здесь уже нет привязки к амплитуде и прочим факторам — сколько ноликов и единичек отправили, столько пользователь и получил. Это обеспечивает стабильно высокое качество звука и картинки.
• Эффективная борьба с потерями информации. Используем все ту же аналогию со струей воды. Даже если «поток» на время перекрыть, потерянные данные дойдут до пользователя. Это обеспечивается за счет использования эффективных технологий кодирования/декодирования с проверкой контрольных сумм и других решений.
• На одной частоте можно передавать несколько каналов. Аналоговый сигнал «сел» на определенную синусоиду, и «посадить» на нее другой канал не получится (т.к. информация передается при помощи изменения амплитуды). В случае же с «цифрой» единички и нолики от одного источника могут «разбавляться» пакетами данных от другого.
• Возможность использования множества дополнительных опций. Среди них программа передач, доступ в интернет, запись, перемотка и пр.

«Цифра» активно завоевывает позиции, вытесняя аналоговое ТВ. Но последнее еще не исчезло полностью (и исчезнет не скоро). Дело в том, что зона покрытия цифрового вещания еще недостаточно обширная. И в отдаленные районы «цифра» придет еще не скоро. А в некоторые может и не прийти — дело в затратах на организацию вещания (в ряде случаев они будут неоправданными). За время «господства» аналогового ТВ (на протяжении нескольких десятилетий) под него была создана мощная разветвленная инфраструктура. И там, куда еще пока не пришла «цифра», некоторое время будет работать аналоговое ТВ (пусть даже и кабельное, а не эфирное, передающееся «по воздуху»). И сколько это продлится, сказать никто не возьмется.

Если у вас современный телевизор, проблем никаких не возникнет. Подключаете кабель к устройству и вперед. Если же ТВ старый, без встроенного АЦП, каких-то сверхсложностей тоже возникнуть не должно. Потребуется только купить специальную приставку. Она будет декодировать цифровой сигнал в «понятный» для телевизора аналоговый вид.