Цифрове і аналогове. Аналоговий і цифровий сигнали. Відмінності. Переваги і недоліки
Без вдумливого вивчення роз'ємів і їх специфікацій власник сучасного цифрового телевізора може хіба що піти і повіситися на всіх цих численних кабелях. До сих пір не всім зрозуміло, що краще - аналогове або цифрове підключення?
Як відомо, європейські стандарти передбачають чітке визначення того, які властивості повинен мати телевізор, щоб з повним правом називатися HDTV. У числі цих характеристик - обов'язкова наявність роз'ємів для цифрового підключення - DVI або HDMI і компонентного аналогового (component). Відповідь на питання "яке з них краще?" абсолютно неочевидний.
По-перше, варто прояснити момент, здатний внести плутанину і привести нестабільного покупця у відчай - насправді, DVI і HDMI інтерфейси майже ідентичні. Принципова різниця в тому, що через DVI можна передавати тільки відеосигнал, а через HDMI ще і багатоканальне цифрове аудіо. Інтерфейси використовують роз'єми різного типу, але ідентичну систему кодування. Тому, плеєр з DVI-виходом можна підключити до HDMI-дисплею при наявності простого перехідника, без використання спеціальних перетворювачів.
Прийнято вважати за замовчуванням, що цифрове відео - це щось досконале, без перешкод і взагалі проблем, тоді як аналогове - вічно рябої екран і криві від перешкод персонажі улюбленого фільму. На ділі, часто це залежить не від типу підключення, а можливостей самої техніки, наприклад, плеєра і дисплея.
властивості сполук
Через цифрові інтерфейси DVI / HDMI надходить інформація в форматі TMDS - окремо про кожну складову відео - червоною, зеленою і синьою, додатково до "синього" каналу додається інформація про вертикальної і горизонтальної синхронізації.
Компонентне аналогове відео функціонує подібним чином, однак тут для кожного каналу використовується окреме фізичне підключення - на панелі є цілих три роз'єми "component". Дані про про загальну яскравості і синхронізації передаються по "зеленому" каналу (позначення Y або Green), також є "червоний мінус яскравість" (Pr або Red) і "синій мінус яскравість" (Pb або Blue).
Обидва типи сигналів, як цифровий, так і компонентний, в основі своїй схожі, за тим винятком, що інформація подається в різній формі. Як буде відрізнятися якість зображення при різних підключеннях, буде залежати від багатьох факторів.
Цифрове - не завжди краще
У нормі, цифрове відео якісніше аналогового. Тим не менш, не варто робити поспішних висновків і рвати аналоговий кабель з телевізора.
По-перше, при використанні пристойною апаратури і з'єднань, немає причин для спотворення відео навіть на істотних дистанціях. По-друге, помилково вважати, що сигнал в цифровому кабелі позбавлений помилок. Гірше того, інформація, що надходить через DVI або HDMI інтерфейс, не підлягає корекції і, якщо вона спотворена - то втрачена зовсім. Звичайно, цього не станеться з якісним кабелем на короткій дистанції, але на великих відстанях - не виключено.
Що впливає на якість?
Багато цифрові формати при перетворенні один в одного дають не цілком задовільні результати. Тому "цифрове-в-цифрове" може бути іноді аж ніяк не краще перетворення "цифрове-в-аналогове". Навіть в самих дорогих моделях плеєрів і цифрових телевізорів якість і алгоритми перетворення відрізняються, часом значно. Завжди краще, якщо дозвіл на виході плеєра / ресивера буде відповідати "рідного" вирішенню телевізора.
Крім того, нерідко настройки дисплеїв для цифрового і аналогового інтерфейсів спочатку виставляються по-різному. Рівні відображення чорного кольору, наприклад, часто відрізняються для цифрового і аналогового сигналів. Якщо меню в пристроях надто складні, перекалібровка може вас втомити.
якість кабелю
Зазвичай якість аналогового компонентного з'єднання досить висока, навіть великі відстані не впливають негативно на якість зображення. Однак, при збільшенні довжини кабелю іноді спостерігається поява, перешкод, тіней і т. Д.
На жаль, DVI і HDMI в цьому плані значно слабшими. Для підключення використовується кручена пара з коаксіальногокабелю, який, при збільшенні довжини, істотно втрачає в якості передачі даних. Пакети бітів можуть "закільцьовує", накладаючись один на одного до нескінченності, поки зображення не зникне зовсім.
Передача даних через занадто довгий цифровий кабель веде до появи перешкод такого рівня, що будуть регулярно "випадати" пікселі по всьому екрану. Якщо подовжити такий кабель ще більше, то зображення може зникнути взагалі. Хоча окремі цифрові кабелі могли коректно працювати і при довжині в 15 метрів, дуже багато залежить від ефективної комбінації джерела / приймача сигналу.
Що краще?
Точної відповіді на питання "що краще?", Схоже, знайти неможливо. DVI або компонентний? HDMI або компонентний? Якість зображення визначають якість сигналу і дисплея, якість кабелю і т. Д. Цілком може виявитися, що DVD краще відтворюється через HDMI, а сигнал супутникового або кабельного ТБ - через компонентний інтерфейс.
Оскільки стандарт для HDTV передбачає наявність як цифрового, так і аналогового входів, краще самому протестувати всі комбінації.
Будь-який сигнал, будь-то аналоговий або цифровий, являє собою електромагнітні коливання, що поширюються з певною частотою. Залежно від того, який сигнал поширюється пристрій, що приймає даний сигнал визначає, яке зображення виводити на екран, відповідно, зі звуковим супроводом.
Наприклад, телевізійна вишка або радіостанція може передавати і аналоговий і цифровий сигнали. Звук передається в аналоговій формі, і вже через приймальний пристрій перетворюється в електромагнітні коливання. Як вже говорилося, коливання поширюються з певною частотою. Чим вище частота звуку, тим вище коливання, в результаті, отримуємо на виході більш гучне звучання голосу.
Загальними словами, аналоговий сигнал поширюється безперервно, а цифровий сигнал - дискретно (уривчасто), тобто амплітуда коливань приймає певні значення в одиницю часу.
Якщо продовжити приклад звукового аналогового сигналу, то отримаємо процес, при якому електромагнітні хвилі поширюються за допомогою передавача (антени). Оскільки поширення аналогового сигналу відбувається постійно, то коливання підсумовуються, і на виході виникає несуча частота, яка є основною, тобто на неї відбувається настройка приймача.
У самому приймальнику відбувається відділення даної частоти від інших коливань, які перетворюються в звук.
Недоліками передачі інформації за допомогою аналогового сигналу очевидні:
- Виникає велика кількість перешкод;
- Передається більше зайвої інформації;
- Безпека передачі сигналу
Якщо в радіомовленні передача інформації за допомогою аналогового сигналу відбувається менш помітно, то в телебаченні, питання переходу на цифрову передачу вкрай важливий.
Основними перевагами цифрового сигналу перед аналоговим є:
- Більш високий рівень захисту. Безпека передачі цифрового сигналу заснована на тому, що «цифра» передається в зашифрованому вигляді;
- Легкість прийому сигналу. Цифровий сигнал можна приймати, перебуваючи на будь-якій відстані від місця проживання;
- Цифрове мовлення здатне забезпечити величезну кількість каналів. Саме ця можливість забезпечує шанувальників цифрового телебачення великою кількістю телеканалів для перегляду фільмів і передач;
- Якість передачі знаходиться на кілька порядків вище, ніж при аналоговому мовленні. Цифровий сигнал забезпечує фільтрацію прийнятих даних, а також є можливість відновлювати вихідну інформацію.
Відповідно, для перетворення аналогового сигналу в цифровий, і навпаки використовуються спеціальні пристрої.
- Пристрій, який перетворює аналоговий сигнал в цифровий сигнал, називається аналого-цифровим перетворювачем (АЦП);
- Пристрій, що перетворює цифровий сигнал в аналоговий називається цифро-аналоговим перетворювачем (ЦАП).
Відповідно, АЦП встановлений в передавачі, а ЦАП встановлений в приймальнику і преобразет дискретний сигнал в аналоговий, відповідний голосу.
Чому цифровий сигнал є більш захищеним?
Передача цифрового сигналу здійснюється в зашифрованому вигляді і цифро-аналогове пристрій повинен мати код для розшифровки. АЦП може передавати і цифрова адреса приймача. Якщо навіть сигнал буде перехоплений, то повністю розшифрувати його буде неможливо через відсутність частини коду. Даний властивість цифрової передачі широко використовується в мобільному зв'язку.
Таким чином, основна відмінність між аналоговим і цифровим сигналом полягає в різній структурі сигналу, що передається. Аналогові сигнали - безперервний потік коливань до мінливих амплітудою і частотою.
Цифровий сигнал - дискретні (переривчасті) коливання, значення яких залежать від середовища передачi.
Іноді у споживачів виникає питання, як передається сигнал в телебаченні.
У телебаченні перед передачею сигналу в цифровому вигляді, аналоговий сигнал підлягає оцифрування. Після цього, необхідно вибрати, в якому середовищі відбуватиметься передача: мідний кабель, ефір, оптоволоконний кабель.
Наприклад, багато користувачів впевнені, що кабельне телебачення - це тільки цифрова передача даних. Це не так. Кабельне телебачення - це і аналоговий і цифровий вид передачі сигналу.
Різниця між цифровим і аналоговим телебаченням найпростіше демонструється на прикладі відмінностей цифрового і аналогового звуку або фотографії. Якщо в аналогу телевізійна картинка і звукова доріжка закодовані за допомогою аналогового електричного сигналу, то в цифрі, відповідно, використовується цифрове кодування.
В кінці 90-х років в нашій країні існувало лише аналогове кольорове телебачення. В ефірі застосовувалася французька система кодування SECAM. Читачі старшого віку напевно пам'ятають, що на відеокасетах можна було зустріти фільми, закодовані за допомогою альтернативних систем - PAL або NTSC, для комфортного перегляду яких потрібен був відеомагнітофон з їх підтримкою.
Щоб дивитися цифрове ТБ на комп'ютері, досить невеликого USB-модуля і антени ДМВ
Основні недоліки аналога - слабкий захист від перешкод, а також досить широка смуга радіочастотного спектру, необхідна для передачі одного каналу.
Тому в ефірі ми були обмежені максимум двома десятками кольорових каналів, а в кабельних мережах в середньому 70-ю (за рідкісним винятком).
Якщо телевізор не обладнаний приймачем цифрових каналів, то можна купити окремий декодер, що підтримує стандарт DVB-T2 З аналоговим сигналом досить складно зробити зручну для користувача і оператора послугу (з можливістю швидкого підключення / відключення пакетів каналів і т.п.). Крім того, аналогу потрібні передавачі високої потужності з великою територією охоплення тому приймачів для отримання гарної картинки потрібен високий рівень сигналу, а значить, частотний спектр в радіоефірі використовується дуже нераціонально: на сусідніх територіях не можна вести передачу на одному каналі, потрібно грамотне частотне планування.
Цифровий сигнал позбавлений цих недоліків. Основна перевага цифри в тому, що кодований канал можна стискати за допомогою сучасних алгоритмів (того ж MPEG). Те, як саме кодувати сигнал і чим його стискати, визначається стандартом. На сьогоднішній день в Європі і Росії основним сімейством стандартів є DVB - «дітище» міжнародного консорціуму DVB Project.
Сімейство включає в себе стандарти для супутникового, ефірного, кабельного і мобільного телебачення, що відрізняються ступенем стиснення, помехозащищенностью і іншими параметрами (важливими, в залежності від використовуваного середовища передачі). Однак в пресі «цифрою» останнім часом найчастіше називають ефірний стандарт (в разі Росії - DVB-T2). З нього і почнемо.
Від аналога до цифри в ефірі: російський варіант
З огляду на переваги цифри, світова спільнота почала перехід на сучасні стандарти мовлення на початку 2000-х років. У всіх країнах цей процес йшов (і продовжує йти) одночасно з «оптимізацією» радіоефіру, який активно використовується не тільки телевізійниками, а й мобільними операторами, військовими та іншими споживачами.
За рахунок стиснення в 1 аналоговий телевізійний канал, наприклад, в стандарті DVB-T2, дозволяє вмістити до 10 цифрових каналів приблизно з тим же якістю картинки. Крім того, частина спектра дозволяє вивільнити згадане вище зниження потужності передавачів. Всередині однієї країни ці процеси регулюються державою, а в масштабах континенту - різними міждержавними угодами.
Відповідно до одного з таких угод, російські прикордонні території повинні з часом припинити мовлення в аналоговому форматі. Так що перехід з аналогового на цифрове телебачення визначає не тільки прагнення до нових технологій, а й відповідальність перед найближчими сусідами.
Недорогі USB-адаптери для прийому цифрових каналів можна знайти не тільки для ПК ... 
... але і для смартфонів і планшетів. При цьому, підключатися вони будуть через micro-USB Перехід від аналогового до цифрового телебачення в ефірі в нашій країні почався в 2009 році. За основу на той момент був узятий стандарт DVB-T, вже впроваджується в ряді європейських країн.
Треба розуміти, що телебачення - це ланцюжок взаємодії цілого списку посередників між виробником контенту і його споживачем, у кожного з яких є парк аналогового обладнання, що підлягає заміні. Державний проект має на увазі оновлення лише частини цього ланцюжка - розподільного і передавального обладнання.
У деяких випадках держава допомагає з закупівлею нового знімального обладнання телестудіям.
Але глядачам доводиться думати про заміну «приймачів» самостійно. Всі ці складності і не дають в один момент перейти на новий стандарт, де б подібні перетворення не робилися.
А в нашій країні перехід пішов ще складніше. Спочатку був узятий дуже високий темп, але через кілька років «коней змінили на переправі», заощадивши час на черговому еволюційному кроці: було прийнято рішення впроваджувати більш досконале друге покоління «ефірного» стандарту - DVB-T2, що забезпечує розміщення більшої кількості цифрових каналів на частотної смузі аналогового каналу (в порівнянні з DVB-T).
Треба відзначити, що при цьому перехід так і не має на увазі якогось збільшення дозволу транслюється картинки. Проект включає тільки зміну способу її подання, а HD-якості в ефірі нам слід чекати лише у віддаленому майбутньому (стандарт підтримує HD, але на рівні держави прийнято рішення цю тему поки не чіпати).
На сьогоднішній день передавачі DVB-T2 працюють вже практично по всій країні. Десь поки включений тільки 1 мультиплекс (пакет, який займає місце одного аналогового каналу); в інших районах включили вже другий. Це означає, що, маючи відповідне приймальне обладнання, з ефіру безкоштовно можна дивитися 20 каналів в пристойній якості.
Хоча з самого початку переходу йшлося про те, що до 2015 року наша країна повинна повністю перейти на цифру і відключити аналог, поки питання відключення відклали, тому аналогове телебачення продовжує функціонувати.
фото: компанії-виробники
