Цифрове ефірне телебачення (ЦЕТ) є сучасним технічним досягненням, яке замінило застаріле аналогове мовлення. Воно базується на передачі цифрових телевізійних сигналів через наземні радіопередавачі. Завдяки цій технології вдається ефективніше використовувати електромагнітний спектр, що дозволяє збільшити кількість доступних телеканалів на одній і тій же частоті. ЦЕТ також забезпечує значно кращу якість зображення та звуку, а після покриття витрат на модернізацію обладнання — знижує експлуатаційні витрати на мовлення.

Цифрове наземне телебачення відрізняється від цифрового мовлення, яке традиційно використовує супутникові та кабельні мережі, що адаптовані до стандартів, таких як Digital Video Broadcasting.

На відміну від цифрового мовлення, яке історично впроваджувалося через супутникові та кабельні мережі, ЦЕТ використовує наземні передавачі. Відмова від аналогового телемовлення у світі триває вже понад два десятиліття. У континентальній Європі Туреччина стала останньою країною, яка почала цей перехід 2021 року. Однак станом на 2022 рік, близько п'ятнадцяти країн, — Бангладеш, Беліз, Бурунді, Центральноафриканська Республіка, Коморські Острови, Домініка, Еритрея, Гаїті, Ірак, Ямайка, Ліван, Лівія, Мавританія, Нікарагуа, Домініканська Республіка та Тринідад і Тобаго — ще не розпочали цифровий перехід свого національного наземного телемовлення.

Історичний розвиток та стандартизація На початку 1990-х років, після комерційних невдач деяких європейських аналогових стандартів, таких як D2 Mac, HD Mac та PALplus, був створений північноамериканський консорціум Grand Alliance. Саме там були закладені основи для стандартизації цифрового відео та майбутнього цифрового телебачення. Цифрові відеоформати, які були стандартизовані в рамках MPEG ще 1988 року, дозволили розробити нові системи мовлення, що мали замінити аналогові стандарти, які використовувалися з 1950-х років.

З міркувань швидкості та вартості, першими на цифрове мовлення перейшли супутникові телевізійні системи (1994 року, з комерційним запуском через рік) та частково кабельні мережі (з 1997 року). Для наземного телебачення експериментальні трансляції проводилися з 1998 по 2001 рік, а з 2002 року деякі країни почали впроваджувати ЦЕТ принаймні на локальному рівні, охоплюючи великі міста. Між 2005 і 2020 роками стандарти постійно еволюціонували, що іноді змушувало користувачів замінювати своє обладнання. Такі переходи, як на MPEG-4, високу чіткість або стандарт DVB-T2, вимагали оновлення техніки.

Вибір кодека та HDR — це адаптація для телебачення, а не еволюція. Еволюцією є модуляція 256QAM DVB-T2 з підтримкою UHD, що замінює застаріле DVB-T1.

Технічні відмінності: Аналогове проти цифрового

Як і аналогове, ЦЕТ використовує радіохвилі для передачі сигналу, і обидві технології працюють в одних і тих же частотних діапазонах. Однак ключова відмінність полягає в кодуванні та модуляції сигналу.

Аналогове телебачення: Переданий сигнал використовує аналогову модуляцію, яка змінюється пропорційно до вмісту відеосигналу. Стандартна роздільна здатність, наприклад, 625 ліній у Європі, передається згідно зі стандартом, позначеним літерою. Такий сигнал може включати кольоровий сигнал, а також додаткові дані, як-от стереозвук Nicam або телетекст.

Цифрове телебачення (ЦЕТ): У цьому випадку відеодані є цифровими, а модуляція обробляється статистично. Для консолідації сигналу використовуються спеціальні алгоритми, зокрема системи корекції помилок (FEC). Наприклад, у стандарті DVB-T, що використовується в Європі, застосовується модуляція COFDM, тоді як QPSK використовується для супутникового телебачення (DVB-S), а QAM — для кабельного (DVB-C). Корекція помилок дозволяє до певного порогу відновлювати пошкоджені або відсутні дані, що виникли через поганий прийом або електромагнітні перешкоди. Ще однією перевагою цифрової технології є стиснення файлів, що дозволяє об'єднувати кілька каналів в один цифровий мультиплекс на одній частоті.

Принцип COFDM та ефекти прийому

Модуляція COFDM (мультиплексування з ортогональним частотним поділом) об'єднує в переданому сигналі велику кількість піднесучих частот. Цей принцип полягає в тому, щоб «мультиплексувати» дані, розподіляючи їх між різними несучими в межах виділеної смуги частот. Наприклад, смуга частот близько 8 МГц ділиться на 8000 несучих, кожна з яких розташована на фіксованій відстані 1 кГц від сусідньої. Ця «ортогональна» відстань запобігає «наїзду» несучих одна на одну.

Стандарт DVB-T так само чутливий до електромагнітних перешкод, як і аналогове телебачення, але менш чутливий до впливу поширення або локальних перешкод (відлуння, відбиття). Розподіл даних на 8000 несучих дозволяє оптимально використовувати смугу частот, що дає змогу передавачам працювати з потужністю до десяти разів нижчою, ніж у старих аналогових, за того ж покриття.

Однак, коли коефіцієнт помилок перевищує певний поріг, макроблоки зображення не можуть бути виправлені, і картинка починає «зависати». Якщо перешкоди посилюються, зображення зависає повністю, так само як і звук (він починає тріщати, обриватися, а потім зникає). На відміну від цього, аналогове телебачення при поганому прийомі показувало поступове погіршення зображення з появою «снігу», але картинка залишалася видимою. У ЦЕТ, якщо якість сигналу падає нижче порогу, зображення просто зникає, і екран стає чорним.

Передача цифрового телебачення: Технічні аспекти та стандарти Цифрове телебачення передається радіохвилями через земний простір, використовуючи цифрові стандарти та модуляції, які відрізняються від аналогового мовлення. Для цього воно використовує ті самі частотні смуги, що й аналогове телебачення: смуга III (УКХ), а також смуги IV та V (УВЧ). Залежно від країни, існують різні стандарти: DVB-T в Європі, ISDB в Південній Америці або ATSC в Північній Америці.

Загальний обсяг даних для відео, аудіо та супутніх послуг залежить від характеристик, профілю, параметрів, пропускної здатності каналу та методу модуляції мультиплексу .

Методи модуляції

DVB-T: Цей стандарт використовує модуляцію COFDM з 64- або 16-станною квадратурною амплітудною модуляцією. Хоча канал 64-QAM може передавати вищу швидкість даних, він більш чутливий до перешкод. Модуляції 16-QAM та 64-QAM можна поєднувати в одному мультиплексі, що дозволяє контролювати ризики погіршення якості для програм з вищим бітрейтом. Ця ієрархічна модуляція дозволяє визначити робочі обмеження для кожної програми.

ATSC: Американський стандарт використовує модуляцію 8VSB, яка схожа на модуляцію бічної смуги, що застосовується в аналоговому телебаченні. Цей метод добре захищає від певних перешкод, але, на відміну від DVB-T, не підтримує роботу одночастотної мережі, що є обмеженням для мовлення в масштабах регіону чи всієї країни.

Кодування, якість та переваги

Різні стандарти ЦЕТ використовують транспортний потік MPEG, відрізняючись переважно методом кодування супутніх послуг, таких як багатоканальний звук, субтитри та програмні гіди.

Відеокодеки: Історично використовувалися кодеки H.262/MPEG-2 Part 2 та новіший і потужніший H.264/MPEG-4 AVC. H.264 AVC дозволяє передавати три телевізійні послуги високої чіткості на каналі DVB-T з бітрейтом 24 Мбіт/с. З появою стандарту DVB-T2 і трансляцій UHD, алгоритм кодування H.265 HEVC забезпечує ще краще стиснення, дозволяючи передавати зображення з вищою роздільною здатністю.

Якість зображення: Якість зображення при цифровому прийомі значно краща завдяки усуненню видимих перешкод, шуму, а також ефектів, таких як ореоли. За нормальних умов досягти оптимальної якості зображення простіше, ніж при аналоговому прийомі. Поки сигнал досягає мінімального порогу, його зміни менш помітні на екрані, ніж в аналоговому мовленні.

Ефективність: Замість одного каналу на частоту, один цифровий мультиплекс може передавати кілька десятків каналів, залежно від їхньої роздільної здатності та стиснення. Це дозволяє вивільняти частини радіоспектра (цифровий дивіденд) для інших цілей, наприклад для мобільного зв'язку. Крім того, ЦЕТ є більш енергоефективним, ніж аналогове мовлення Parliament Office of Science and Technology (parlement britannique), Analogue to digital TV switchover. Postnote , juin 2006. : " In terms of power usage, digital transmission is more efficient than analogue. ".

Інтерактивні послуги: ЦЕТ також підтримує інтерактивні послуги, такі як HbbTV («червона кнопка») з можливостями зворотного зв'язку.

Недоліки та виклики Орієнтація антени: Без професійного вимірювального приладу орієнтація антени типу «граблі» може бути складною. На відміну від аналогового, де погіршення сигналу видно поступово, у ЦЕТ зображення або ідеальне, або повністю відсутнє. Хоча більшість телевізорів мають індикатор сили сигналу, ⁣ що допомагає розв'язати цю проблему.

Проблеми сумісності та витрати: Деякі старі телевізори або ресивери несумісні з новими цифровими стандартами, що вимагає їх заміни або використання адаптерів. Крім того, зміни стандартів ЦЕТ призводять до періодичних витрат на оновлення обладнання. Споживання електроенергії може зрости, якщо залишати телевізор і приставку в режимі очікування.

Перешкоди: Модульований цифровий сигнал може страждати від ефекту «завмирання»: зображення стає пікселізованим, а потім може зависнути. Крім того, прихід мобільних мереж (4G, 5G) у діапазони частот вище 700 МГц може спричиняти перешкоди, що вимагає встановлення спеціальних фільтрів на антени.

Затримки: Увімкнення телевізора та перемикання каналів значно повільніші через процеси ініціалізації та декодування. Ця затримка також може спричинити помітну різницю між прямим ефіром на телебаченні та радіокоментарями, наприклад, під час спортивних подій.

Зони прийому: Канали, які раніше приймалися в аналоговому режимі, можуть бути недоступними або мати дуже низьку якість у так званих «білих зонах» або на межі прийому.

Запис: Аналогові відеомагнітофони не можуть записувати цифрове телебачення за допомогою вбудованого тюнера.

Цифровізація Цифрове ефірне телебачення (ЦЕТ) приймається за допомогою тюнера, вбудованого в сучасні телевізори, або через цифрову приставку, яка підключається до старіших моделей. Сигнал передається через стандартну телевізійну антену, але через відмінності в плануванні частот антена, що приймала аналогові канали, може бути непридатною для цифрових . Це особливо актуально для кімнатних антен, які часто потребують заміни.

Перехід від аналогового до цифрового

Австралія Австралія наслідувала англійську модель, хоча й пізніше, та з огляду на значну територію.

Австрія Різні мультиплекси:

Мультиплекс А:

ORF 1 HD / ORF 1 ORF 2 HD / ORF 2 Відень ORF III HD ORF SPORT + HD

Мультиплекс Б:

ServusTV Австрія HD ATV HD ATV2 3sat HD Пульс 4 RTL Австрія / RTL HD Австрія HGTV ZDFinfo

Мультиплекс C (регіональний):

ProSieben Австрія Кабель з Австрії oe24 Кур'єрське телебачення Комеді Сентрал Світ Т24 Окто Канал Надії ЛАОЛА 1 TVP World TLC Австрія ЛТ1 Дорф ТБ РТВ HD Біблійне телебачення HD Лендл ТБ СРФ 1 SRF два krone.tv

Мультиплекс D:

Bayerischer Rundfunk Fernsehen Süd Арте HD Субота, 1 Золото Супер RTL A Фенікс HD n-tv Австрія DMAX RTL Nitro Австрія RTLup Австрія ONE HD

Мультиплекс E:

ZDF HD Перший HD ZDFneo HD кабель один шість Австрія RTL II Австрія КіКА Євроспорт Спорт1 Плейбой ТБ

Мультиплекс F:

Суб.1 Австрія HD ProSieben HD ПУЛЬС 4 HD VOX HD Австрія Канал Дісней CNN International Нікелодеон Австрія ПУЛЬС 24 НДР

Алжир В Алжирі ЦЕТ охоплює 77 % території. Один пакет надає доступ до шести національних телеканалів та трьох радіостанцій. Ця цифровізація дозволила розширити мережу мовлення до 865 станцій замість 699 аналогових.

До телеканалів входять: ENTV, Canal Algérie (ENTV 2), Алжир 3 (Thalitha TV), TV Tamazigh, TV Coran і TV6; до радіостанцій: Chaine 1, Chaine 3 і Radio Oran.

Андорра