بررسي تفاوت تلويزيون هاي آنالوگ و ديجيتال

با گذشت زمان ، بشر كه توانسته با تغيير در محيط پيرامونش و با اتكا بر ساخته هاي دست خود ، تمدن بزرگي را فراهم آورد به جايگاه كنوني خود هرگز راضي نشده و علاوه بر موارد كمي ، بيش از پيش به كيفيت تجهيزات و امكانات ساخته خود مي انديشد .

در اين گذر در منظر انتشار امواج تصاوير تلويزيوني گامهاي بسيار بلندي برداشته و اكنون با گذر از قله اي ديگر ، سرويسهاي تلويزيوني آنالوگ را تكنولوژي منسوخ شده مي داند . در سيستم هاي متداول امروزي كه از روش انتشار امواج بصورت آنالوگ بهره مي برد ، در طي مسير ، كيفيت دريافت اين تصاوير به شدت افت نموده و شرايط محيطي بر آن تاثير نامطلوب فراواني مي گذارند .

از جمله اين تاثيرات مي توان موارد زير را برشمرد :

الف - تداخل ناشي از دريافت از دو مسير كه باعث ايجاد سايه در تصاوير تلويزيوني مي شود ، در سيستم هاي آنالوگ بشدت وجود دارد برخورد امواج به ساختمانها و موانع موجود در مسير دريافت باعث تشديد اين مشكل مي شوند .

ب - محدود بودن فضاي فركانسي در سيستم آنالوگ (در محيط هاي كوهستاني براي پوشش مناسب تلويزيوني مجبور به احداث چند ايستگاه تلويزيوني هستيم كه براي هر شبكه در هر ايستگاه مجبوريم كانال منحصربفردي را تخصيص دهيم) .

ج - تداخل ناشي از كانال هاي نزديك يا هم كانال ( تعدد ايستگاههاي تلويزيوني و محدود بودن فضاي فركانسي گاه عمداً و گاه سهواً اين مشكل را پديد مي آورند ) .

د - گستردگي باند فركانسي تلويزيوني و عدم خطي بودن تجهيزات دريافت و تقويت در سيستم هاي آنتن مركزي باعث بروز مشكل عدم دريافت سيگنالهاي هم سطح مي گردد .

ه - در دريافت سيستم هاي آنالوگ ميزان كرير به نويز براي دريافت مناسب ، بسيار بالاست . يعني بايد اختلاف سطح سيگنال مطلوب به ميزان نويز ايجاد شده بر روي آن ، بسيار بالا باشد كه همين امر باعث تلفات انرژي مي گردد .

و - در سيستم هاي آنالوگ جابجايي سيستم آنتن بشدت در تصوير دريافتي تاثير گذار است بدين معني كه با جابجا كردن آنتن تصوير تغيير مي كند كه اين مشكل در سيستم هاي تلويزيون سيار مثل خودروها بسيار مشكل زا مي باشد .

ز - در سيستم ديجيتال امكان ارسال تصاوير با ابعاد متفاوت براي فرستنده ها وجود دارد . بدين معني كه مي توان تصاوير را با ابعاد SD ، HD و يا HD Ready ارسال كرد و گيرنده ها براي دريافت با مشكلي مواجه نگردند .با ايجاد بستر تلويزيون ديجيتال ، تبديل سيستم استوديو ها از SD به HD توجيه پيدا كرده و كيفيت بسيار افزايش مي يابد .

با استناد بر موارد مذكور ، سيستم جديدي براي انتشار امواج تلويزيوني زميني پيشنهاد شد كه از روش انتشار امواج ديجيتال بهره مي برد و در آن هيچيك از مشكلات و محدوديت هاي ذكر شده وجود نداشت . يعني در تصاوير ديجيتال نه سايه اي وجود دارد و نه تداخلي ، جابجا شدن آنتن تا وقتي كه سطح سيگنال از حداقل سيگنال لازم كم نشود ، تصوير مطلوب و ثابتي تامين مي گردد . بدين معني كه در تلويزيون آنالوگ با كاهش تدريجي سطح سيگنال ، كيفيت تصوير به تدريج كاهش مي يابد اما در تلويزيون ديجيتال ، درصورتيكه سطح سيگنال از حدي بيشتر شود ، كيفيت مطلوب تصوير تامين مي گردد .

تلويزيون ديجيتال چيست؟
تلويزيون ديجيتال نسل جديد تلويزيون‌ها مي باشد كه برتري هاي زيادي نسبت به پخش آنالوگ شبكه هاي تلويزيوني دارد.
در تلويزيون ديجيتال، تصاوير تلويزيوني به صورت بيت هاي داده (صفر و يك)در آمده و از طريق تجهيزات ديجيتال (فرستنده) ارسال مي شوند.
در سيستم ديجيتال علاوه بر اينكه كيفيت صدا و تصوير از سيستم آنالوگ بهتر مي شود، صدا و سيما نيز قادر خواهد بود تعداد شبكه هاي بيشتري را در اختيار بينندگان قرار دهد.

• اسكن كامپيوترتوسط خودتان،بدون آنتي ويروس!
• بازبابي فايلهاي معيوب سيستمي

مشكل تلويزيون آنالوگ

تلويزيون‌هاي متداول تا به حال آنالوگ بوده‌اند و به نظر مي‌رسد كه آنها عملكرد خوبي داشته و هنگام دريافت سيگنالهاي محلي و يا ماهواره‌اي و همچنين هنگام كار با ساير دستگاههاي جانبي از قبيل DVD، ويدئو VCR و دوربين فيلمبرداري و غيره مشكلي مشاهده نشده است.
مهمترين مشكل تلويزيون آنالوگ Resolution (وضوح تصوير از نظر جزئيات تصوير و تمايز خطوط) مي‌باشد شاخص وضوح تصوير (Resolution) با يك عدد كه مشخص‌كننده تعداد اجزاي ريز تصوير (Picture Element) ْ Pixel مي‌باشد تعيين مي‌گردد. هرچه اين عدد بالاتر باشد جزئيات تصوير و وضوح و زنده بودن تصوير بهتر است.
در تلويزيون آنالوگ هر تصوير از ۶۲۵ خط افقي اطلاعات تصوير تشكيل شده كه در هر ثانيه ۲۵ بار تكرار مي‌گردد. در عمل تلويزيون نصف خطوط فوق را در ۱٫۵۰ ثانيه و نصف بقيه را در ۲۰ ميلي ثانيه بعدي مابين خطوط قبلي نمايش داده و هر تصوير در واقع به طور كامل در ۱٫۲۵ ثانيه به روز شده و اين نحوه مرور تصاوير به روش مرور خطوط به هم بافته (Interlace Scanning) موسوم مي‌باشد. روش فوق براي سالها عملكرد قابل قبولي داشته است اما اكنون كه مانيتورهاي كامپيوتر با وضوح و كيفيت عالي در دسترس مي‌باشند به نظر مي‌رسد همه خواستار تلويزيون‌هاي بهتري مي‌باشند.
كمترين شاخص وضوح تصوير در صفحات نمايش كامپيوتر ۴۸۰?۶۴۰ جزء تصوير (Pixel) مي‌باشد.
به علت به كارگيري روش مرور خطوط به هم بافته، شاخص وضوح تصوير عملاً در تلويزيون آنالوگ موجود حدود ۴۰۰تا۵۰۰ مي‌باشد كه نسبت به مانيتورهاي قديمي نيز پائين‌تر است.
هم‌اكنون مانيتورهاي جديد قادر به نمايش جزئيات تصوير ۱۰ برابر بهتر از تلويزيون آنالوگ مي‌باشد و از نظر كيفيت جزئيات تصوير، وضوح و زنده بودن و ثبات تصوير و رنگ قابل مقايسه با تلويزيون آنالوگ نمي‌باشند.
مشكل ديگر تلويزيون آنالوگ وجود تداخل، نويز و سايه در تصوير است. اين مشكلات به طور ذاتي در سيستم آنالوگ وجود داشته و امكان رفع آنها به طور كامل هيچ‌گاه وجود ندارد و شدت آن بستگي به فاصله گيرنده از فرستنده و موانع سر راه و ساير عوامل محيطي خارج از كنترل فرستنده و گيرنده دارد.

تفاوت تلويزيون ديجيتال با آنالوگ
تلويزيون آنالوگ كه تا به حال كاربرد داشته به روشي اطلاق مي‌شود كه روشنايي تصوير و ميزان صدا را به ولتاژ الكتريكي تبديل نموده و سپس ارسال مي‌نمايد.
تلويزيون ديجيتال برخلاف روش آنالوگ از روش ارسال ديجيتال استفاده مي‌نمايد و همه اطلاعات مورد نظر شامل سيگنال تصوير، صدا و ديتا را قبل از ارسال پردازش ديجيتال مي‌نمايد پردازش ديجيتال شامل تبديل سيگنال آنالوگ به سيگنال ديجيتال كه از صفر و يك تشكيل شده و سپس فشرده‌سازي آنان و حذف اطلاعات مازاد و ارسال آن به روش خاص اطلاق مي‌شود.
سيگنال ارسال شده ابتدا به اجزاي اوليه تصوير و صدا تقسيم شده و سپس عكس عمل فشرده‌سازي به كمك مدارات خاص دكودر گيرنده انجام مي‌شود. به عبارت ديگر اطلاعات به اعداد تبديل شده و سپس ارسال و دريافت مي‌گردد.

تا وقتي كه علامت ?يك? ارسال شده در هنگام دريافت نيز ?يك? تشخيص داده شود هيچ مشكلي در تبديل معكوس سيگنال به حالت اصلي وجود ندارد و اين امر كه در مسير انتقال سيگنال، نويز و تداخل وجود دارد كه بر كيفيت كار مؤثر نيست و صدا و تصوير همان‌طور كه از فرستنده ارسال شده دريافت مي‌شود.

تلويزيون ديجيتال برحسب كيفيت تصوير به دو نوع تلويزيون با وضوح بالا (High Definition TV) و تلويزيون ديجيتال استاندارد (Standard Definition TV) تقسيم مي‌شود. HDTV تلويزيون با كيفيت بالا با مرور ۱۰۸۰ خط افقي در هر تصوير با نسبت ابعاد صفحه تصوير ۱۶ به ۹ و صداي دالبي ديجيتال فراگير مي‌باشد و قابليت دريافت تصوير صاف بدون چشمك زدن و كيفيت رنگي عالي را دارد. در حالي كه SDTV مشخصات پائين‌تري داشته و با مرور ۴۸۰ خط افقي، داراي نسبت ابعاد تصوير تعريف شده نمي‌باشد و به علت استفاده از روش ديجيتال، داراي كيفيت تصوير خوب بوده و از عرض باند فركانس كمتري نسبت به HDTV استفاده مي‌نمايد.

مزاياي سيستم ديجيتال
علاوه بر كيفيت بالاي تصوير كه در بخش قبل به آن اشاره شد تلويزيون ديجيتال داراي مزاياي ديگري نيز مي‌باشد كه از مهمترين آنها استفاده و كارايي بهتر از طيف فركانسي موجود مي‌باشد. ۴ تا ۶ كانال تلويزيون ديجيتال مي‌تواند به صورت مالتي پلكس بر روي يك كانال تلويزيون معمولي از طريق آنتن زميني پخش گردد. همچنين ۸ كانال تلويزيوني ديجيتال مي‌تواند از طريق يك كانال ماهواره‌اي ارسال گردد.

بهره‌وري بالاتر از طيف فركانسي در دسترس به دليل استفاده از تكنيك‌هاي مدرن فشرده‌سازي اطلاعات امكان‌پذير شده است. اين عمليات با حذف اجزاي تكراري و اضافي تصوير (از قبيل اطلاعات ثابت زمينه) مي‌تواند به ضريب فشرده‌سازي حدود ۲۰ تا ۳۰ دست يابد. با استفاده از روش‌هاي استاندارد فشرده‌سازي اطلاعات MPEG2 مي‌توان به عنوال مثال اطلاعات يك صحنه HDTV را از Mbps 166 (مگابيت در ثانيه) به كمتر از Mbps 5 فشرده نموده و تقليل داد.
بر روي هر كانال موجود مي‌توان ۳۹/۱۹ Mbps سيگنال ديجيتال ارسال نمود. علاوه بر افزايش كانال در سيستم ديجيتال مي‌توان خدمات بيشتري ارائه نمود. اين خدمات شامل ارسال زيرنويس، راهنماي الكترونيكي برنامه‌ها، انجام امور بانكي و خريد و اينترنت و استفاده از سرگرمي‌ها و بازيهاي مختلف مي‌باشد.
تلويزيون ديجيتال كيفيت صداي بهتري را نيز عرضه مي‌كند. اين امر به دليل ارسال صداي با كيفيت CD به روش دالبي ديجيتال Dolby Digital مي‌باشد. كه دقيقاً مشابه صداي سينما و كيفيت DVD مي‌باشد.
مزيت ديگر تلويزيون ديجيتال دريافت تصوير صاف و بدون برفك و سايه مي‌باشد زيرا در سيستم ديجيتال اگر دريافت تصوير امكان‌پذير باشد تصوير دريافت شده مشابه تصوير ارسال شده خواهد بود.

دريافت سيگنال ديجيتال
هم‌اكنون در اروپا و آمريكا فرستنده‌هاي تلويزيون ديجيتال زيادي در حال ارسال سيگنال ديجيتال مي‌باشند. به عنوان مثال در انگلستان حدود ۱۵ كانال از طريق فرستنده‌هاي زميني (Digital Terrestrial TV) و بيش از ۶۰ كانال از طريق ماهواره پخش ديجيتال دارند.
به طور كلي به سه طريقه دريافت سيگنال ديجيتال توسط مصرف‌كنندگان امكان‌پذير مي‌باشد:
الف) در صورتي كه فرستنده‌هاي زميني به ارسال سيگنال ديجيتال بپردازند (DTT) مشابه تلويزيون آنالوگ توسط آنتن هوايي سيگنال دريافت شده و سپس مصرف‌كننده يا بايد تلويزيون ديجيتال داشته باشد و يا از طريق دستگاه جانبي STBا (Set-Top Box) كه مشابه گيرنده ماهواره است سيگنال ديجيتال را دريافت كرده و سپس خروجي آن را كه سيگنال آنالوگ مي‌باشد به تلويزيون آنالوگ موجود خود وصل نمايد.
بديهي است براي استفاده از كيفيت بالاي سيستم ديجيتال استفاده از گيرنده مخصوص ديجيتال الزامي است.
ب) امكان ديگر براي ارسال سيگنال ديجيتال از طريق ماهواره مي‌باشد در اين صورت حتماً بايد از دستگاه جانبي گيرنده ماهواره براي دريافت استفاده نمود و اين امر به اين دليل است كه بخش عظيمي از تلويزيون‌هاي ماهواره تحت كنترل بخش خصوصي و تجاري مي‌باشد كه به دليل سيستم‌هاي مختلف رمزدار كردن اطلاعات مي‌بايست (Encryption) مشتركين از دستگاههاي جانبي خاص آن شركت جهت رمزگشايي استفاده نمايند.
ج) روش ديگري براي ارسال تلويزيون ديجيتال از طريق كابل و مشترك شدن به شركت‌هاي تلويزيون كابلي مي‌باشد. در اين صورت نيز اگر مصرف‌كننده تلويزيون ديجيتال نداشته باشد مي‌بايست از دستگاه جانبي STB مخصوص استفاده نمايد.
به نظر مي‌رسد ارسال برنامه‌هاي تلويزيون ديجيتال از طريق آنتن‌هاي زميني به تدريج جايگزين سيستم فعلي آنالوگ خواهد شد و در آينده تلويزيون‌هاي دولتي ارسال رايگان تلويزيون ديجيتال را شروع نموده و بخش خصوصي نيز خدمات تلويزيون كابلي (به صورت آبونمان) را به عهده خواهد گرفت و بدين ترتيب دستگاه هاي جنبي STB نقش عمده‌اي در دريافت تلويزيون ديجيتال خواهند داشت تا به تدريج تلويزيون هاي جديد ديجيتال جايگزين تلويزيون‌هاي موجود گردند. با توجه به گران بودن تلويزيون هاي ديجيتال و عدم پخش سيگنال ديجيتال در اكثر كشورها يك انتقال تدريجي از آنالوگ به ديجيتال وجود خواهد داشت و سيستم آنالوگ فعلي با بهره‌مندي از تكنيك‌هاي ديجيتال در توليد برنامه‌ها، تجهيزات فرستنده‌ها و گيرنده‌ها براي مدتي به بقاي خود ادامه خواهد داد.

اصطلاحات ديجيتالي

Frequency: عددي است كه بر روي ريسيور تنظيم مي شود و اشاره به فركانس واقعي يك كانال تلويزيوني يا يك ايستگاه راديويي دارد در كل دو نوع فركانس داريم يك باند C كه بين ۳ تا ۴ گيگا هرتز است و فركانس باند KU كه بين ۱۰ تا ۱۲ گيگا هرتز است.

SR: يا Symbol Rate نشان دهنده تعداد مگابايتهاي ارسالي هر سيگنال در واحد زماني يك ثانيه مي باشد.

FEC: برگرفته از Forward Error Correction مي باشد و نسبت بين بايتهاي اطلاعات اصلي و بايتهاي تصحيح خطا را معرفي مي نمايد.و اين نسبت بين۲/۱ و ۸/۷ متغير است.نكته مهم اينكه هر چه اين نسبت بزرگتر باشد سيگنالهاي ماهواره اي قدرتمندتر بوده و در مقابل ميتوان تعداد كانالهاي زيادتري توسط يك ترانسپوردر دريافت نمود.

POL: مخخف كلمه Polariziation ميباشد و به نوع ارسال فركانس اشاره دارد. هر فركانس يك سيگنال ماهواره اي به دو نوع متفاوت مي تواند دريافت شود.
۱- روش ارسال خطي يا Linear كه به دو صورت افقي ( H (Horizental و عمودي( V (VERTIVAL ظاهر مي شود.
۲- ارسال چرخشي يا دوراني يا Circular كه به دو صورت دست راستي (R (Right Hand و دست چپي (L (Left Hand مي‌باشد.
سيستم ارسال سيگنال خطي در باند KU بكار مي رود و سيستم چرخشي در باند C كارايي دارد.

VPID: مخخف عبارت Video Program Identification مي‌باشد و كد اطلاعاتي سيگنال هاي ديجيتالي براي شناسايي آنها مي باشد. لازم به ذكر است در سيگنال هاي راديويي چون هيچ تصويري دريافت نمي شود در قسمت VPID عدد ثابت ۸۱۹? تكرار مي شود.

APID: مخخف عبارت Audio Program Identification مي باشد و و معرف كد شناسائي صدا مي باشد.

PCR: براي هماهنگ نمودن صدا و تصوير يك كانال استفاده مي شود كه معمولا اين عدد بطور اتوماتيك توسط ريسيور محاسبه مي گردد.

SID: برگرفته از عبارت Serriee Identification مي باشد و نشان دهنده نوع سرويس ديجيتالي ارائه شده مي باشد و تنظيم آن مانع از اختلاط كانالهاي هم فركانس مي شود.

علاوه بر موارد ذكر شده ، در سيستم ديجيتال بعلت پائين بودن كرير به نويز ، نويز تاثير كمي در دريافت داشته و طبيعتاً براي انتشار امواج توان كمتري مصرف مي گردد . اين سيستم انتشار تلويزيوني را DVB-T) Digital Video Broadcasting - Terrestrial ) يا انتشار زميني ديجيتال امواج تصويري مي نامند . در زير نمونه هايي از سيستم هاي معرفي شده به همراه اين تكنولوپژي در زمينه هاي مختلف را مشاهده مي كنيد :
سيستم انتشار زميني تصاوير ديجيتالي DVB-T Digital Video Broadcasting - Terrestrial
سيستم انتشار كابلي تصاوير ديجيتالي DVB-C Digital Video Broadcasting - Cable
سيستم انتشار متحرك تصاوير ديجيتالي DVB-H Digital Video Broadcasting - Handheld
سيستم انتشار ماهواره اي تصاوير ديجيتالي DVB-S Digital Video Broadcasting - Satellite
سيستم انتشار ماهواره اي متحرك تصاوير ديجيتالي DVB-S-H Digital Video Broadcasting - Satellite Handheld

در فرستنده هاي ديجيتالي فضاي بسيار كمي از محدوده فركانسي اشغال مي شود بصورتي كه بجاي يك شبكه آنالوگ در سيستم فشرده سازي MPEG4 مي توان ۸ شبكه تلويزيوني و چند راديو پخش نمود . همچنين بعلت فشرده سازي بيشتر در MPEG4 نسبت به MPEG2 ، مي توان اين اختلاف حجم را در افزايش نمونه هاي ارسالي مورد استفاده قرار داد كه باعث بهبود كيفيت تصوير مي شود .

اما بررسي علت فشرده سازي MPEG4 و علت ترجيح داده شدن اين روش بر فشرده سازي MPEG2 چيست ؟

در فشرده سازي MPEG4 ، ميزان فشرده سازي تصاوير بسيار بيشتر از روش MPEG2 بوده و نتيجتاً عليرغم كاهش نيافتن كيفيت دريافت ، قادر خواهيم بود تعداد شبكه هاي تلويزيوني بيشتري را ارسال كنيم . اين مزيتي است كه بجاي ارسال تنها پنج شبكه تلويزيوني و يك راديو ، مي توانيم هشت شبكه تلويزيوني و چند راديو با يك فرستنده بر روي يك كانال تلويزيوني پخش كنيم . نتيجتاً هزينه كاهش يافته و فضاي فركانسي كمتري مورد نياز خواهد بود هرچند به گيرنده هاي گرانتري نياز خواهيم داشت .