Эфирное цифровое телевидение: что это, зачем, как оно работает

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.

Доступное объяснение для чайников: график аналогового пологий, имеющий вид сложной кривой, а у цифрового состоит из «ступенек» определенной величины.

Форма волны цифрового и аналогового сигнала

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:

1. Берется исходный сигнал, который нужно передать пользователю (запись программы, фильма и т. п.).
2. Сигнал с помощью специальных устройств преобразуется в дискретную цифровую форму. Вместо гладкого, непрерывно изменяющегося сигнала получается набор коротких импульсов.
3. Полученные импульсы по определенному алгоритму соединяют с теми, которые несут информацию о других передаваемых в этот момент фильмах или программах по остальным каналам. В итоге формируются «транспортные потоки», из которых затем собирается мультиплекс – набор из нескольких (в России – 10) каналов, которые будут транслироваться в эфир примерно на одной частоте. Это позволяет во много раз сократить диапазон вещания и избежать накладывания друг на друга нескольких каналов.
4. Через сеть вышек-ретрансляторов мультиплекс передается в эфир в виде электромагнитных волн.
5. Под действием волны в приемной антенне формируются импульсы тока, аналогичные тем, что были переданы.
6. Цифровой тюнер (встроенный или приставка) по определенному алгоритму декодирует сигнал, выбирая из мультиплекса один конкретный канал, который будет передан на экран и динамики.

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

Стандарты цифрового ТВ

Поскольку кодирование и передача «цифры» в эфир может осуществляться разными способами, в мире есть несколько стандартов передачи цифрового ТВ. Несмотря на глобализацию, единого варианта пока не существует.

В мире

В разных странах действуют свои региональные стандарты:

• DVB-T. Стандарт разработан для европейских стран. Входит в группу стандартов DVB (Digital Video Broadcasting), включающую также форматы вещания по кабелю (DVB-C), спутникового ТВ (DVB-S) и т. д. Считается устаревшим и заменяется на DVB-T2. С ним они не совместимы по приему, однако есть техническая возможность использовать уже развернутую сеть ретрансляторов.
• ATSC. Стандарт используется в Северной Америке (США, Канада, Мексика), а также в Южной Корее. Используется тот же транспортный поток (MPEG-TS), что и в Европе, но аппаратура для приема без дополнительной настройки между собой несовместима.
• ISDB. Это семейство стандартов изначально было разработано в Японии, однако затем оно распространилось по всему миру и сейчас используется во многих странах как Азии, так и Центральной и Южной Америки и Африки. Характерная особенность этого стандарта – защита от копирования при записи передачи на цифровой носитель: файл можно воспроизвести сколько угодно раз, но нельзя переписать на другую флешку или HDD.
• DTMB. Этот стандарт разработан в Китае и сейчас активно используется на Кубе, в Лаосе, Камбодже, Шри-Ланке и Эфиопии. Рассматривается возможность использования его и в некоторых других странах (например, в Киргизии).

В России

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.

Зачем нужен был переход на «цифру»

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:

• Если переход все равно должен состояться, лучше его сделать быстрым, не растягивая процедуру надолго.
• Всеобщий переход на цифровое ТВ позволяет избежать тех проблем, с которыми уже ранее столкнулись в других странах. Например, в США цифровые и аналоговые станции оказывались на одних частотах, накладываясь друг на друга. Потребовалось вмешательство федеральных органов, чтобы «развести» их. В России же есть возможность делать систему с нуля и сразу правильно.
• Разработка процедуры была начата еще в 2009 году, и от нее должен быть хоть какой-то результат.
• Поддерживать одновременное вещание аналоговых и цифровых ретрансляторов технически сложно и дорого. Даже разведение по метровому и дециметровому диапазонам не слишком помогает. От чего-то одного приходится отказываться, и выбор пал именно на устаревшее аналоговое ТВ.

В чем преимущества цифрового ТВ перед аналоговым

Главными достоинствами «цифры» являются:

1. Высокое качество изображения и звука.
   Цифровое ТВ меньше подвержено помехам, чем аналоговое, его легче усиливать, не боясь, что это внесет дополнительные искажения в сигнал. Благодаря этому разницы в качестве изображения и звука во всей области приема не будет: цифровой сигнал либо принимается качественно, либо не показывается вообще.
2. Возможность применения современных технологий вещания.
   Для аналогового ТВ недоступны, например, HD-изображение повышенного разрешения и четкости, мультиканальный звук и т. д..
3. Большое количество каналов.
   Для того чтобы ловить 20 каналов в аналоговом ТВ, нужно задействовать одновременно и МВ, и ДМВ-диапазоны, ставя сложные комплексные приемники. Для «цифры» же достаточно обычной ДМВ-антенны.

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.

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:

• Как элемент конструкции самого телеприемника (встроенный).
  Новые модели позволяют принимать цифровое ТВ без дополнительного оборудования. Важно только проследить, чтобы тюнер был настроен на стандарт DVB-T2;
• Как отдельная приставка.
  В этом случае принимать «цифру» можно и на старые аналоговые телеприемники.

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.

Как настроить все это оборудование

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

1. Устанавливается антенна. Здесь работает принцип «чем выше, тем лучше». Она должна быть установлена горизонтально, а в плоскости сориентирована в направлении ближайшей вышки-ретранслятора.
2. Антенна соединяется кабелем с приставкой или телевизором.
3. Если используется приставка-ресивер, она подсоединяется к ТВ-приемнику.
4. Включаются приемник и ресивер.
5. В настройках выбирается опция «Поиск канала». Тюнер начинает «просматривать» эфир, выбирая доступные для приема каналы.
6. После того как поиск завершен, настройка на каналы сохраняется в памяти аппаратуры.
7. Можно приступать к просмотру.

Заключение

Цифровое ТВ – это телевидение нового поколения. Оно обеспечивает максимально доступное на сегодня качество сигнала и звука. Переход на вещание в «цифре» хоть и создает пользователям некоторые проблемы, но в итоге оказывается полезным для них.