Преимущества систем ЦТВ

В научно-технической литературе обычно приводят 3 – 4 признака, которые характеризуют преимущества ЦТВ. Ниже приведены 15 признаков-преимуществ систем ЦТВ, разработанных на основе опыта проведённых научно-исследовательских работ на кафедре СТК БГУИР в области цифрового теле- и радиовещания.

1. Сохранение существующего плана распределения радиочастотного спектра (РЧС) в наземном, кабельном и спутниковом телевидении. Занимаемые полосы частот в ТВ вещании обсуждались в подразделе 1.2.

2. Передача в полосе частот одного радиоканала (в котором в аналоговой системе передается одна программа телевидения вместе с монофоническим звуковым сопровождением) до 5 – 6 цифровых программ со стереофоническим звуковым сопровождением при стандарте компрессии MPEG-2 и до 10 – 12 – при MPEG-4 вместе с несколькими цифровыми программами стереофонического звукового вещания и дополнительными данными. Концепция «6 + 7 + 8 = XXI век» (см. подраздел 1.2) не только для ТВЧ, но и для ТСЧ казалась вначале фантазией, поскольку не было уверенности в практическом достижении таких больших коэффициентов сжатия, которые вместе с другими мерами позволили бы добиться столь высокой спектральной эффективности (см. также классификационный признак Р на рисунке 1.4).

Достижения поразительные. Чтобы в этом убедиться, рассчитаем скорость суммарного цифрового потока уплотнённых во времени сигналов яркости (СЯ) и двух цветоразностных (ЦРС) для одной и десяти программ ТСЧ (при частоте кадров f _К = 25 Гц) и одной программы ТВЧ (при f _К = 25 и 50 Гц). Режим 4:2:2 для ТСЧ обозначает, что f _{Д. Y} = 13,5 МГц, а f _Д.ЦРС = 6,75 МГц. Тогда по выражению (1.2) при 10-разрядном кодировании m = 10 находим для ТСЧ

В ТВЧ (1920 × 1080) при f _К = 25 Гц: f _{Д. Y} = 74,25 МГц, f _Д.ЦРС = 37,125 МГц; при   f _К = 50 Гц значения частот дискретизации удваиваются. Аналогично по выражению (1.2) вычисляем

Теперь можно оценить, насколько трудной стояла задача – «вписать» сигналы с такими скоростями в полосу частот 8, 7 и даже 6 МГц. Кстати, необходимая инфраструктура для внутристудийного обмена такими потоками без сжатия уже создана [23].

3. Значительная экономия РЧС, которая образует так называемый «цифровой дивиденд». Это колоссальное преимущество, так как проблема электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств является самой острой для всех стран. Например, в США только от сдачи в аренду высвобождающегося РЧС страна получит 25 млрд. долларов прибыли. В европейских странах благодаря использованию этого ресурса получают до 3,5 % ВВП (внутреннего валового продукта). В РФ этот показатель к концу 2006 г. составил 1,5 %. Прибыль отрасли подвижной связи (системы 3G и 4G которой являются конкурентами мобильному ТВ вещанию) в 15 странах ЕС составила 105,6 млрд евро, создано 2,8 млн новых рабочих мест.

4. Одновременная передача с цифровыми ТВ программами нескольких программ цифрового радиовещания и/или дополнительной информации без расширения полосы частот Δ F _PKBT радиоканала вещательного телевидения.

5. Повышенная помехоустойчивость систем передачи, записи и хранения сигналов цифровых ТВ программ.

6. Экономия энергопотребления ТВ передатчиками. Пусть Р _изл = 10 кВт, если КПД равен 20 %, то потребляемая аналоговым передатчиком мощность составляет 50 кВт/час. В НЦТВ обычно Р _изл = 1 кВт (реже Р _изл = 5 кВт). Таким образом, с учетом передачи в одном радиоканале вещательного ТВ нескольких цифровых программ, на передачу одной цифровой ТВ программы расходуется (0,5 – 1) кВт/ч, т. е. экономия энергопотребления составляет 50 – 100 раз.

7. Возможность внедрения ТВ систем с новыми стандартами разложения изображения – ТВЧ (HDTV) и ТУВЧ (UHDTV).

8. Возможность создания интерактивных ТВ систем, в том числе «видео по запросу» (VoD) [1, 2, 24, 25], см. тж. Введение.

9. Применение приоритетного (иерархического) режима передачи, при котором одна или несколько программ из передаваемого на каком-то ТВК пакета, например, для мобильного приема, передаются с большей помехозащищенностью [25].

10. Возможность статистического мультиплексирования при передаче более 8 – 9 программ.

11. Возможность внедрения одночастотной синхронной сети с целью экономии РЧС (см. признак П и описание SFN-сети).

12. Создание мобильных ТВ систем наземного (DVB-H) и спутникового (DVB-SH) вещания.

13. Возможность распределения ТВ программ по любым цифровым системам передачи, обладающим необходимой пропускной способностью – ISDN, системам беспроводного широкополосного доступа (БШД) Wi-Fi и WiMAX, сети Интернет (IPTV), сетям подвижной радиосвязи третьего и четвертого поколений, микроволновым распределительным системам MMDS, LMDS и MVDS.

14. Расширение режимов уверенного приема – на стационарные, переносные и мобильные ТВ приемники.

15. Возможность превращения ТВ приемника в многофункциональный информационный терминал.

В заключение следует отметить, что переход на цифровое вещание является доминирующим фактором возможности сближения (конвергенции) и интеграции различного рода информационных платформ (ТфОП, ПД, ИС-NGN, Интернет, БШД, сети WLAN и др.) в единое инфокоммуникационное пространство. Каждая из них предлагает различные услуги, а также, способы доставки информации. Но потребителя, как правило, не интересует техническая сторона способов доставки этой информации. Здесь важен конечный результат – предоставление услуг требуемого качества.