 |
Глава 9. Системы спутникового телевидения
|
|
|
|
Категории систем СТВ
Системы спутникового телевидения (СТВ) могут рассматриваться с двух точек зрения: используемой технологии и оборудования, а также организационной структуры.
С технической точки зрения удобно разделить системы спутникового телевидения по типу пользователей. Большая часть телевизионных программ распределяется по спутниковым каналам следующим категориям пользователей:
Вещательные компании, принимающие передачи крупных телекомпаний и формирующие на их основе пакеты программ для распределения по наземным эфирным сетям. Электронный сбор новостей и передача готовых пакетов программ для эфирной ретрансляции также попадают в эту категорию.
- Головные станции систем кабельного телевидения, распределяющие принимаемые со спутника пакеты программ по кабельным сетям.
- Приемные станции коллективного пользования TV Receive Only или TVRO, обслуживающие небольшие группы зрителей.
- Индивидуальные (домашние) приемные системы Direct To Home (DTH), рассчитанные на использование одним лицом или семьей.
Три последние группы пользователей заинтересованы в использовании минимального количества антенн для приема максимального количества телевизионных каналов. Поэтому они всегда отдают предпочтение многопрограммным системам СТВ, позволяющим принимать на одну антенну, т.е. с одного спутника, не менее 10-15 программ.
С организационной точки зрения системы СТВ удобно подразделять в зависимости от участия оператора спутниковой системы в формировании пакета транслируемых программ. В этом случае основными категориями систем будут следующие:
- Оператор сдает в аренду или продает ресурсы спутниковой системы и не принимает никакого участия в формировании программ. Т.е. он просто транслирует чьи-то другие программы. В качестве примера можно привести системы "Астра", "Хьюз Галакси", "Евтелсат Хот Берд".
|
|
|
- Оператор также формирует программные пакеты и получает доход от размещения в них рекламы и платежей от операторов кабельных сетей за использование этих программ. Непосредственно со зрителей плата не взимается. Примером такой системы СТВ является "СтарТВ" на спутнике "АзияСат".
- Оператор спутниковой системы полностью формирует программный пакет и транслирует его в закодированном виде. Плата за пользование каналами взимается со зрителей напрямую с использованием оборудования авторизации доступа к сети. Зачастую также взимается плата с рекламодателей за размещение рекламы в каналах сети. В качестве примера можно назвать системы "ДирекТВ", "Би-Скай-Би" и НТВ+.
Методы формирования сигналов
Качество телевизионного изображения во многом определяется методами его формирования и передачи. В середине семидесятых, когда спутниковые системы передачи телевизионных программ только создавались, в них использовался аналоговый телевизионный сигнал, как и в наземном вещании. До настоящего времени большое число спутниковых систем по-прежнему продолжают использовать этот метод при передаче телевизионных сигналов. Однако, такой тип сигнала не очень хорош для спутниковых систем, и активизировались поиски новых, более совершенных методов трансляции. Весьма привлекательным было бы использование цифровых методов передачи, но из-за технических сложностей, в первую очередь из-за огромной полосы частот, требуемой для передачи стандартного телевизионного сигнала в цифровом виде, в то время это не представлялось возможным.
В связи с этим в начале восьмидесятых годов в Европе был разработан и принят комбинированный цифро-аналоговый стандарт, получивший название МАС (Multiplexing Analogue Components, т.е. мультиплексирование аналоговых компонент). Стандарт МАС нашел достаточно широкое распространение в европейских системах спутникового телевизионного вещания, но так и не смог завоевать серьезную нишу на рынке. Наконец, в конце восьмидесятых были разработаны алгоритмы сжатия цифрового видеосигнала, т.н. видеокомпрессии, на основе которого был принят широко используемый в настоящее время в спутниковом вещании стандарт MPEG-2 (Motion Picture Expert Group). Именно этот стандарт цифровой видеокомпрессии стал в последние несколько лет главной движущей силой бурного развития непосредственного спутникового вещания. На цифровое телевизионное вещание с использованием этого стандарта планируется постепенно перевести не только спутниковые, но и наземные эфирные и кабельные системы.
|
|
|
Таким образом, в настоящее время используются три вида передачи телевизионного сигнала: аналоговый, цифро-аналоговый и цифровой со сжатием.
Аналоговый метод
Стандартный телевизионный сигнал представляет собой электрический ток, изменяющийся во времени. Форма этих изменений повторяет распределение яркости и цвета на пути развертки изображения по строкам. Он также включает в себя различные синхронизирующие и управляющие сигналы, а также сигнал звукового сопровождения. Такой сигнал является аналогом изображения и называется комплексным телевизионным сигналом. Поступая на вход телевизионного приемника этот сигнал с помощью кинескопа и громкоговорителя, а также электронных систем, которые ими управляют, преобразуется в изображение и звук.
Телевизионный сигнал характеризует совокупность его параметров: число кадров в секунду, количество строк в кадре, длительность и форма синхронизирующих и гасящих импульсов, полярность сигнала, частота поднесущей звука, метод кодирования сигнала цветности совместно с сигналом яркости. Совокупность значений этих параметров составляет стандарт телевизионного сигнала.
Наиболее широко распространены стандарты с числом строк в кадре 625, частотой смены кадров 25 (50 полукадров) в секунду и частотой строчной развертки 15625 Гц. Однако в нескольких системах число кадров в строке составляет 525, а число кадров - 30 (60 полукадров) в секунду. Звуковое сопровождение обычно передается на частоте 5,5 - 6,5 МГц.
|
|
|
С появлением цветного телевидения возникла необходимость создания стандартов на передачу в дополнение к сигналам яркости и звука сигналов цветности. В настоящее время используются три системы цветного телевидения, различающиеся способом кодирования сигналов цветности: PAL, SECAM и NTSC. Все они совместимы с ранее действующими стандартами черно-белого телевидения и сигнал цветности добавлен к основному сигналу яркости. При этом черно-белый телевизор просто не воспринимает сигнала цветности.
Стандарт SECAM используется в странах Восточной Европы, России и во Франции. Система PAL - в странах Западной Европы и Ближнего Востока. Система NTSC распространена главным образом на американском континенте.
Цифро-аналоговый метод
Компромиссом между аналоговыми и цифровыми методами передачи телевизионного сигнала по спутниковым каналам стала цифро-аналоговая система МАС (Multiplexed Analogue Components - мультиплексирование аналоговых компонент).
Разработка и внедрение стандарта МАС явилось частью глобального европейского проекта EUREKA-95, который ставил своей целью формирование концепции единого стандарта для телевидения высокой четкости (ТВВЧ) и разработку полного комплекта оборудования для производства, обработки, передачи, приема и воспроизведения видеопрограмм как для профессиональных, так и для бытовых целей. Было предложено несколько модификаций этого стандарта, включая версии для телевидения повышенного качества (ТВПК) и ТВВЧ.
Во всех ныне используемых вариантах системы МАС применяется временное разделение аналоговых составляющих сигналов яркости и цветности. Это позволяет не только свести практически к нулю фазовые и перекрестные искажения видеосигнала, но и добиться сокращения спектра сигнала за счет применения систем его частичного сжатия.
Эти системы обеспечивают следующие, улучшенные по сравнению с традиционными аналоговыми системами, характеристики телевизионного вещания:
|
|
|
- Отсутствие перекрестных искажений сигналов яркости и цветности.
- Значительное снижение шумов в канале цветности.
- Передачу сигналов звукового сопровождения, синхронизации, телетекста и другой служебной и дополнительной информации в цифровой форме.
- Повышение разрешения (четкости изображения) за счет большей полосы частот сигналов яркости и цветности.
На основании базового стандарта МАС в различных странах было разработано несколько его версий для систем спутникового телевизионного вещания. Они различаются главным образом способами передачи цифровых и аналоговых сигналов.
Несмотря на заметное преимущество перед аналоговыми методами передачи телевизионной информации, стандарт МАС так и не смог завоевать значительной доли на рынке спутникового телевидения.
Во-первых, он по сути своей является компромиссным и не в состоянии полностью устранить все недостатки аналоговых систем. Качество изображения оказалось не намного лучше, чем в хорошо отлаженных аналоговых системах. А внедрение систем ТВПК и ТВВЧ, где стандарт МАС заметно выигрывал, сильно затянулось.
Во-вторых, установка декодеров МАС в приемники СТВ и обычные телевизионные приемники приводило к заметному повышению их стоимости, что отрицательно сказалось на спросе на них.
В-третьих, появление в каждой из стран своей версии стандарта МАС привело к появлению проблем несовместимости оборудования различных фирм. В результате, попытка создания единого стандарта привела к противоположному - появлению нескольких новых. В-четвертых, серьезный удар по стандарту МАС был нанесен весьма успешным выходом на европейский рынок системы многоканального СТВ "Астра", отказавшейся от использования технологии МАС. В результате, более дешевые приемники для этой системы стали весьма популярными и очень быстро система "Астра" смогла завоевать до 90% зрительской аудитории спутникового телевидения в Европе.
Существенный перелом на рынке спутникового телевидения произошел лишь после разработки чисто цифровой системы вещания, использующей технологию видеокомпрессии.
Цифровой метод
Возрастающие требования к качеству телевизионного вещания, подготовки программ и их сохранения, а также необходимость снижения расходов на всех этапах производства и трансляции, требуют разработки новых эффективных методов обработки и передачи телевизионных сигналов. Всем этим требованиям отвечает использование цифровых методов в телевидении.
Цифровое телевидение - область телевидения, в которой операции обработки, записи и передачи телевизионного сигнала связаны с его преобразованием в цифровую форму. Системы цифрового телевидения можно условно разделить на два основных типа:
|
|
|
1. Аналоговый телевизионный сигнал преобразуется в цифровую форму только для его цифровой обработки, сохранения телевизионной программы (видеозапись) или передачи их по каналам связи, а затем трансформируется назад в аналоговую форму. При этом используются существующие телевизионные передающие и ретрансляционные станции, и приемное оборудование.
2. Преобразование передаваемого изображения в цифровой сигнал производится непосредственно в преобразователе свет-сигнал (обычно видеокамера), а обратное преобразование - в преобразователе сигнал-цвет (телевизионном приемнике). Во всех остальных звеньях тракта телевизионная информация обрабатывается и передается в цифровой форме.
В настоящее время в основном применяются системы цифрового телевидения первого типа. Цифровые методы уже достаточно давно используются в профессиональном телевидении. Это, в первую очередь, цифровая обработка изображений, создание специальных эффектов, цифровая видеозапись и так далее. Цифровые методы начали также применяться в бытовой видеоаппаратуре.
А несколько лет назад, наконец, появилась цифровая система спутникового телевидения. Единственным аналоговым прибором в тракте остался телевизионный приемник. Однако внедрение цифровых методов в телевидении идет настолько быстро, что недалеко то время, когда весь телевизионный тракт станет цифровым. Главными факторами, влияющими на темпы перехода от аналогового телевидения к цифровому, являются время и средства, необходимые на модернизацию распределительных и вещательных сетей и замену огромного парка аналоговых телевизионных приемников цифровыми.
|
|
|
