بررسی تفاوت تلویزیون های آنالوگ و دیجیتال :     با گذشت زمان ، بشر که توانسته ...

 

 

با گذشت زمان ، بشر که توانسته با تغییر در محیط پیرامونش و با اتکا بر ساخته های دست خود ، تمدن بزرگی را فراهم آورد به جایگاه کنونی خود هرگز راضی نشده و علاوه بر موارد کمی ، بیش از پیش به کیفیت تجهیزات و امکانات ساخته خود می اندیشد .

در این گذر در منظر انتشار امواج تصاویر تلویزیونی گامهای بسیار بلندی برداشته و اکنون با گذر از قله ای دیگر ، سرویسهای تلویزیونی آنالوگ را تکنولوژی منسوخ شده می داند . در سیستم های متداول امروزی که از روش انتشار امواج بصورت آنالوگ بهره می برد ، در طی مسیر ، کیفیت دریافت این تصاویر به شدت افت نموده و شرایط محیطی بر آن تاثیر نامطلوب فراوانی می گذارند .

 

از جمله این تاثیرات می توان موارد زیر را برشمرد :

الف - تداخل ناشی از دریافت از دو مسیر که باعث ایجاد سایه در تصاویر تلویزیونی می شود ، در سیستم های آنالوگ بشدت وجود دارد برخورد امواج به ساختمانها و موانع موجود در مسیر دریافت باعث تشدید این مشکل می شوند .

 

ب - محدود بودن فضای فرکانسی در سیستم آنالوگ (در محیط های کوهستانی برای پوشش مناسب تلویزیونی مجبور به احداث چند ایستگاه تلویزیونی هستیم که برای هر شبکه در هر ایستگاه مجبوریم کانال منحصربفردی را تخصیص دهیم) .

 

ج - تداخل ناشی از کانال های نزدیک یا هم کانال ( تعدد ایستگاههای تلویزیونی و محدود بودن فضای فرکانسی گاه عمداً و گاه سهواً این مشکل را پدید می آورند ) .

 

د - گستردگی باند فرکانسی تلویزیونی و عدم خطی بودن تجهیزات دریافت و تقویت در سیستم های آنتن مرکزی باعث بروز مشکل عدم دریافت سیگنالهای هم سطح می گردد .

 

ه - در دریافت سیستم های آنالوگ میزان کریر به نویز برای دریافت مناسب ، بسیار بالاست . یعنی باید اختلاف سطح سیگنال مطلوب به میزان نویز ایجاد شده بر روی آن ، بسیار بالا باشد که همین امر باعث تلفات انرژی می گردد .

 

و - در سیستم های آنالوگ جابجایی سیستم آنتن بشدت در تصویر دریافتی تاثیر گذار است بدین معنی که با جابجا کردن آنتن تصویر تغییر می کند که این مشکل در سیستم های تلویزیون سیار مثل خودروها بسیار مشکل زا می باشد .

 

ز - در سیستم دیجیتال امکان ارسال تصاویر با ابعاد متفاوت برای فرستنده ها وجود دارد . بدین معنی که می توان تصاویر را با ابعاد SD ، HD و یا HD Ready ارسال کرد و گیرنده ها برای دریافت با مشکلی مواجه نگردند .با ایجاد بستر تلویزیون دیجیتال ، تبدیل سیستم استودیو ها از SD به HD توجیه پیدا کرده و کیفیت بسیار افزایش می یابد .

 

با استناد بر موارد مذکور ، سیستم جدیدی برای انتشار امواج تلویزیونی زمینی پیشنهاد شد که از روش انتشار امواج دیجیتال بهره می برد و در آن هیچیک از مشکلات و محدودیت های ذکر شده وجود نداشت . یعنی در تصاویر دیجیتال نه سایه ای وجود دارد و نه تداخلی ، جابجا شدن آنتن تا وقتی که سطح سیگنال از حداقل سیگنال لازم کم نشود ، تصویر مطلوب و ثابتی تامین می گردد . بدین معنی که در تلویزیون آنالوگ با کاهش تدریجی سطح سیگنال ، کیفیت تصویر به تدریج کاهش می یابد اما در تلویزیون دیجیتال ، درصورتیکه سطح سیگنال از حدی بیشتر شود ، کیفیت مطلوب تصویر تامین می گردد .

 

تلویزیون دیجیتال چیست؟
تلویزیون دیجیتال نسل جدید تلویزیون‌ها می باشد که برتری های زیادی نسبت به پخش آنالوگ شبکه های تلویزیونی دارد.
در تلویزیون دیجیتال، تصاویر تلویزیونی به صورت بیت های داده (صفر و یک)در آمده و از طریق تجهیزات دیجیتال (فرستنده) ارسال می شوند.
در سیستم دیجیتال علاوه بر اینکه کیفیت صدا و تصویر از سیستم آنالوگ بهتر می شود، صدا و سیما نیز قادر خواهد بود تعداد شبکه های بیشتری را در اختیار بینندگان قرار دهد.

 

مشکل تلویزیون آنالوگ

تلویزیون‌های متداول تا به حال آنالوگ بوده‌اند و به نظر می‌رسد که آنها عملکرد خوبی داشته و هنگام دریافت سیگنالهای محلی و یا ماهواره‌ای و همچنین هنگام کار با سایر دستگاههای جانبی از قبیل DVD، ویدئو VCR و دوربین فیلمبرداری و غیره مشکلی مشاهده نشده است.
مهمترین مشکل تلویزیون آنالوگ Resolution (وضوح تصویر از نظر جزئیات تصویر و تمایز خطوط) می‌باشد شاخص وضوح تصویر (Resolution) با یک عدد که مشخص‌کننده تعداد اجزای ریز تصویر (Picture Element) ْ Pixel می‌باشد تعیین می‌گردد. هرچه این عدد بالاتر باشد جزئیات تصویر و وضوح و زنده بودن تصویر بهتر است.
در تلویزیون آنالوگ هر تصویر از ۶۲۵ خط افقی اطلاعات تصویر تشکیل شده که در هر ثانیه ۲۵ بار تکرار می‌گردد. در عمل تلویزیون نصف خطوط فوق را در ۱٫۵۰ ثانیه و نصف بقیه را در ۲۰ میلی ثانیه بعدی مابین خطوط قبلی نمایش داده و هر تصویر در واقع به طور کامل در ۱٫۲۵ ثانیه به روز شده و این نحوه مرور تصاویر به روش مرور خطوط به هم بافته (Interlace Scanning) موسوم می‌باشد. روش فوق برای سالها عملکرد قابل قبولی داشته است اما اکنون که مانیتورهای کامپیوتر با وضوح و کیفیت عالی در دسترس می‌باشند به نظر می‌رسد همه خواستار تلویزیون‌های بهتری می‌باشند.
کمترین شاخص وضوح تصویر در صفحات نمایش کامپیوتر ۴۸۰?۶۴۰ جزء تصویر (Pixel) می‌باشد.
به علت به کارگیری روش مرور خطوط به هم بافته، شاخص وضوح تصویر عملاً در تلویزیون آنالوگ موجود حدود ۴۰۰تا۵۰۰ می‌باشد که نسبت به مانیتورهای قدیمی نیز پائین‌تر است.
هم‌اکنون مانیتورهای جدید قادر به نمایش جزئیات تصویر ۱۰ برابر بهتر از تلویزیون آنالوگ می‌باشد و از نظر کیفیت جزئیات تصویر، وضوح و زنده بودن و ثبات تصویر و رنگ قابل مقایسه با تلویزیون آنالوگ نمی‌باشند.
مشکل دیگر تلویزیون آنالوگ وجود تداخل، نویز و سایه در تصویر است. این مشکلات به طور ذاتی در سیستم آنالوگ وجود داشته و امکان رفع آنها به طور کامل هیچ‌گاه وجود ندارد و شدت آن بستگی به فاصله گیرنده از فرستنده و موانع سر راه و سایر عوامل محیطی خارج از کنترل فرستنده و گیرنده دارد.

 

تفاوت تلویزیون دیجیتال با آنالوگ
تلویزیون آنالوگ که تا به حال کاربرد داشته به روشی اطلاق می‌شود که روشنایی تصویر و میزان صدا را به ولتاژ الکتریکی تبدیل نموده و سپس ارسال می‌نماید.
تلویزیون دیجیتال برخلاف روش آنالوگ از روش ارسال دیجیتال استفاده می‌نماید و همه اطلاعات مورد نظر شامل سیگنال تصویر، صدا و دیتا را قبل از ارسال پردازش دیجیتال می‌نماید پردازش دیجیتال شامل تبدیل سیگنال آنالوگ به سیگنال دیجیتال که از صفر و یک تشکیل شده و سپس فشرده‌سازی آنان و حذف اطلاعات مازاد و ارسال آن به روش خاص اطلاق می‌شود.
سیگنال ارسال شده ابتدا به اجزای اولیه تصویر و صدا تقسیم شده و سپس عکس عمل فشرده‌سازی به کمک مدارات خاص دکودر گیرنده انجام می‌شود. به عبارت دیگر اطلاعات به اعداد تبدیل شده و سپس ارسال و دریافت می‌گردد.
تا وقتی که علامت ?یک? ارسال شده در هنگام دریافت نیز ?یک? تشخیص داده شود هیچ مشکلی در تبدیل معکوس سیگنال به حالت اصلی وجود ندارد و این امر که در مسیر انتقال سیگنال، نویز و تداخل وجود دارد که بر کیفیت کار مؤثر نیست و صدا و تصویر همان‌طور که از فرستنده ارسال شده دریافت می‌شود.
تلویزیون دیجیتال برحسب کیفیت تصویر به دو نوع تلویزیون با وضوح بالا (High Definition TV) و تلویزیون دیجیتال استاندارد (Standard Definition TV) تقسیم می‌شود. HDTV تلویزیون با کیفیت بالا با مرور ۱۰۸۰ خط افقی در هر تصویر با نسبت ابعاد صفحه تصویر ۱۶ به ۹ و صدای دالبی دیجیتال فراگیر می‌باشد و قابلیت دریافت تصویر صاف بدون چشمک زدن و کیفیت رنگی عالی را دارد. در حالی که SDTV مشخصات پائین‌تری داشته و با مرور ۴۸۰ خط افقی، دارای نسبت ابعاد تصویر تعریف شده نمی‌باشد و به علت استفاده از روش دیجیتال، دارای کیفیت تصویر خوب بوده و از عرض باند فرکانس کمتری نسبت به HDTV استفاده می‌نماید.

 

مزایای سیستم دیجیتال
علاوه بر کیفیت بالای تصویر که در بخش قبل به آن اشاره شد تلویزیون دیجیتال دارای مزایای دیگری نیز می‌باشد که از مهمترین آنها استفاده و کارایی بهتر از طیف فرکانسی موجود می‌باشد. ۴ تا ۶ کانال تلویزیون دیجیتال می‌تواند به صورت مالتی پلکس بر روی یک کانال تلویزیون معمولی از طریق آنتن زمینی پخش گردد. همچنین ۸ کانال تلویزیونی دیجیتال می‌تواند از طریق یک کانال ماهواره‌ای ارسال گردد.
بهره‌وری بالاتر از طیف فرکانسی در دسترس به دلیل استفاده از تکنیک‌های مدرن فشرده‌سازی اطلاعات امکان‌پذیر شده است. این عملیات با حذف اجزای تکراری و اضافی تصویر (از قبیل اطلاعات ثابت زمینه) می‌تواند به ضریب فشرده‌سازی حدود ۲۰ تا ۳۰ دست یابد. با استفاده از روش‌های استاندارد فشرده‌سازی اطلاعات MPEG2 می‌توان به عنوال مثال اطلاعات یک صحنه HDTV را از Mbps 166 (مگابیت در ثانیه) به کمتر از Mbps 5 فشرده نموده و تقلیل داد.
بر روی هر کانال موجود می‌توان ۳۹/۱۹ Mbps سیگنال دیجیتال ارسال نمود. علاوه بر افزایش کانال در سیستم دیجیتال می‌توان خدمات بیشتری ارائه نمود. این خدمات شامل ارسال زیرنویس، راهنمای الکترونیکی برنامه‌ها، انجام امور بانکی و خرید و اینترنت و استفاده از سرگرمی‌ها و بازیهای مختلف می‌باشد.
تلویزیون دیجیتال کیفیت صدای بهتری را نیز عرضه می‌کند. این امر به دلیل ارسال صدای با کیفیت CD به روش دالبی دیجیتال Dolby Digital می‌باشد. که دقیقاً مشابه صدای سینما و کیفیت DVD می‌باشد.
مزیت دیگر تلویزیون دیجیتال دریافت تصویر صاف و بدون برفک و سایه می‌باشد زیرا در سیستم دیجیتال اگر دریافت تصویر امکان‌پذیر باشد تصویر دریافت شده مشابه تصویر ارسال شده خواهد بود.

 

دریافت سیگنال دیجیتال
هم‌اکنون در اروپا و آمریکا فرستنده‌های تلویزیون دیجیتال زیادی در حال ارسال سیگنال دیجیتال می‌باشند. به عنوان مثال در انگلستان حدود ۱۵ کانال از طریق فرستنده‌های زمینی (Digital Terrestrial TV) و بیش از ۶۰ کانال از طریق ماهواره پخش دیجیتال دارند.
به طور کلی به سه طریقه دریافت سیگنال دیجیتال توسط مصرف‌کنندگان امکان‌پذیر می‌باشد:
الف) در صورتی که فرستنده‌های زمینی به ارسال سیگنال دیجیتال بپردازند (DTT) مشابه تلویزیون آنالوگ توسط آنتن هوایی سیگنال دریافت شده و سپس مصرف‌کننده یا باید تلویزیون دیجیتال داشته باشد و یا از طریق دستگاه جانبی STBا (Set-Top Box) که مشابه گیرنده ماهواره است سیگنال دیجیتال را دریافت کرده و سپس خروجی آن را که سیگنال آنالوگ می‌باشد به تلویزیون آنالوگ موجود خود وصل نماید.
بدیهی است برای استفاده از کیفیت بالای سیستم دیجیتال استفاده از گیرنده مخصوص دیجیتال الزامی است.
ب) امکان دیگر برای ارسال سیگنال دیجیتال از طریق ماهواره می‌باشد در این صورت حتماً باید از دستگاه جانبی گیرنده ماهواره برای دریافت استفاده نمود و این امر به این دلیل است که بخش عظیمی از تلویزیون‌های ماهواره تحت کنترل بخش خصوصی و تجاری می‌باشد که به دلیل سیستم‌های مختلف رمزدار کردن اطلاعات می‌بایست (Encryption) مشترکین از دستگاههای جانبی خاص آن شرکت جهت رمزگشایی استفاده نمایند.
ج) روش دیگری برای ارسال تلویزیون دیجیتال از طریق کابل و مشترک شدن به شرکت‌های تلویزیون کابلی می‌باشد. در این صورت نیز اگر مصرف‌کننده تلویزیون دیجیتال نداشته باشد می‌بایست از دستگاه جانبی STB مخصوص استفاده نماید.
به نظر می‌رسد ارسال برنامه‌های تلویزیون دیجیتال از طریق آنتن‌های زمینی به تدریج جایگزین سیستم فعلی آنالوگ خواهد شد و در آینده تلویزیون‌های دولتی ارسال رایگان تلویزیون دیجیتال را شروع نموده و بخش خصوصی نیز خدمات تلویزیون کابلی (به صورت آبونمان) را به عهده خواهد گرفت و بدین ترتیب دستگاه های جنبی STB نقش عمده‌ای در دریافت تلویزیون دیجیتال خواهند داشت تا به تدریج تلویزیون های جدید دیجیتال جایگزین تلویزیون‌های موجود گردند. با توجه به گران بودن تلویزیون های دیجیتال و عدم پخش سیگنال دیجیتال در اکثر کشورها یک انتقال تدریجی از آنالوگ به دیجیتال وجود خواهد داشت و سیستم آنالوگ فعلی با بهره‌مندی از تکنیک‌های دیجیتال در تولید برنامه‌ها، تجهیزات فرستنده‌ها و گیرنده‌ها برای مدتی به بقای خود ادامه خواهد داد.

 

اصطلاحات دیجیتالی

Frequency: عددی است که بر روی ریسیور تنظیم می شود و اشاره به فرکانس واقعی یک کانال تلویزیونی یا یک ایستگاه رادیویی دارد در کل دو نوع فرکانس داریم یک باند C که بین ۳ تا ۴ گیگا هرتز است و فرکانس باند KU که بین ۱۰ تا ۱۲ گیگا هرتز است.

SR: یا Symbol Rate نشان دهنده تعداد مگابایتهای ارسالی هر سیگنال در واحد زمانی یک ثانیه می باشد.

FEC: برگرفته از Forward Error Correction می باشد و نسبت بین بایتهای اطلاعات اصلی و بایتهای تصحیح خطا را معرفی می نماید.و این نسبت بین۲/۱ و ۸/۷ متغیر است.نکته مهم اینکه هر چه این نسبت بزرگتر باشد سیگنالهای ماهواره ای قدرتمندتر بوده و در مقابل میتوان تعداد کانالهای زیادتری توسط یک ترانسپوردر دریافت نمود.

POL: مخخف کلمه Polariziation میباشد و به نوع ارسال فرکانس اشاره دارد. هر فرکانس یک سیگنال ماهواره ای به دو نوع متفاوت می تواند دریافت شود.
۱- روش ارسال خطی یا Linear که به دو صورت افقی ( H (Horizental و عمودی( V (VERTIVAL ظاهر می شود.
۲- ارسال چرخشی یا دورانی یا Circular که به دو صورت دست راستی (R (Right Hand و دست چپی (L (Left Hand می‌باشد.
سیستم ارسال سیگنال خطی در باند KU بکار می رود و سیستم چرخشی در باند C کارایی دارد.

VPID: مخخف عبارت Video Program Identification می‌باشد و کد اطلاعاتی سیگنال های دیجیتالی برای شناسایی آنها می باشد. لازم به ذکر است در سیگنال های رادیویی چون هیچ تصویری دریافت نمی شود در قسمت VPID عدد ثابت ۸۱۹? تکرار می شود.

APID: مخخف عبارت Audio Program Identification می باشد و و معرف کد شناسائی صدا می باشد.

PCR: برای هماهنگ نمودن صدا و تصویر یک کانال استفاده می شود که معمولا این عدد بطور اتوماتیک توسط ریسیور محاسبه می گردد.

SID: برگرفته از عبارت Serriee Identification می باشد و نشان دهنده نوع سرویس دیجیتالی ارائه شده می باشد و تنظیم آن مانع از اختلاط کانالهای هم فرکانس می شود.

علاوه بر موارد ذکر شده ، در سیستم دیجیتال بعلت پائین بودن کریر به نویز ، نویز تاثیر کمی در دریافت داشته و طبیعتاً برای انتشار امواج توان کمتری مصرف می گردد . این سیستم انتشار تلویزیونی را DVB-T) Digital Video Broadcasting - Terrestrial ) یا انتشار زمینی دیجیتال امواج تصویری می نامند . در زیر نمونه هایی از سیستم های معرفی شده به همراه این تکنولوپژی در زمینه های مختلف را مشاهده می کنید :
سیستم انتشار زمینی تصاویر دیجیتالی DVB-T Digital Video Broadcasting - Terrestrial
سیستم انتشار کابلی تصاویر دیجیتالی DVB-C Digital Video Broadcasting - Cable
سیستم انتشار متحرک تصاویر دیجیتالی DVB-H Digital Video Broadcasting - Handheld
سیستم انتشار ماهواره ای تصاویر دیجیتالی DVB-S Digital Video Broadcasting - Satellite
سیستم انتشار ماهواره ای متحرک تصاویر دیجیتالی DVB-S-H Digital Video Broadcasting - Satellite Handheld

 

در فرستنده های دیجیتالی فضای بسیار کمی از محدوده فرکانسی اشغال می شود بصورتی که بجای یک شبکه آنالوگ در سیستم فشرده سازی MPEG4 می توان ۸ شبکه تلویزیونی و چند رادیو پخش نمود . همچنین بعلت فشرده سازی بیشتر در MPEG4 نسبت به MPEG2 ، می توان این اختلاف حجم را در افزایش نمونه های ارسالی مورد استفاده قرار داد که باعث بهبود کیفیت تصویر می شود .

 

اما بررسی علت فشرده سازی MPEG4 و علت ترجیح داده شدن این روش بر فشرده سازی MPEG2 چیست ؟

در فشرده سازی MPEG4 ، میزان فشرده سازی تصاویر بسیار بیشتر از روش MPEG2 بوده و نتیجتاً علیرغم کاهش نیافتن کیفیت دریافت ، قادر خواهیم بود تعداد شبکه های تلویزیونی بیشتری را ارسال کنیم . این مزیتی است که بجای ارسال تنها پنج شبکه تلویزیونی و یک رادیو ، می توانیم هشت شبکه تلویزیونی و چند رادیو با یک فرستنده بر روی یک کانال تلویزیونی پخش کنیم . نتیجتاً هزینه کاهش یافته و فضای فرکانسی کمتری مورد نیاز خواهد بود هرچند به گیرنده های گرانتری نیاز خواهیم داشت .
منبع:asandownload.com

ویدیو : بررسی تفاوت تلویزیون های آنالوگ و دیجیتال