Чем отличается цифровое. Виды сигналов: аналоговый, цифровой, дискретный

Передача изображения и звука на огромные расстояния - давняя мечта человечества. До появления письменности люди передавали друг другу сюжетные рисунки на папирусе. В старинных легендах древние люди рассказывали о волшебных артефактах, с помощью которых можно общаться и видеть собеседника из другой страны. В русских народных сказках упоминается голубая тарелочка с наливным яблочком, которая может показывать, что происходит в том или ином месте.

В XX веке это чудо стало реальностью. Современные люди не могут представить свою жизнь без телевидения. В среднем каждый человек тратит 5 часов в день на просмотр телевизионных передач.

История возникновения

Создание современного телевидения стало возможно благодаря усилиям нескольких поколении ученых, изобретателей и инженеров. В 1933 г. ученый В. Зворыкин изобрел катодную трубку. Это устройство является основной частью большинства моделей телевизоров. Через три года был создан первый электрический телеприемник. Это был деревянный ящик с маленьким экраном.

В Советском Союзе первая массовая модель телевизора появилась в 1949 г. Она называлась КВН 49. В комплектацию устройства входила специальная линза, которая увеличивала изображение. В нее нужно было заливать дистиллированную воду.

В начале 50-х годов прошлого века была организована Центральная студия на Шаболовке, которая вещала на всей территории Советского Союза. Первый цветной телевизор в СССР был создан в 1967 году. В этом же году начались трансляции советских телевизионных передач в цвете.

Аналоговое телевидение

Аналоговое телевидение - это один из вариантов вещания, при котором сигнал передается в аналоговом формате. Примером такого сигнала можно считать передачу звука в проводных телефонах. Электронная мембрана фиксирует колебания воздуха при разговоре и передает его на расстояние с помощью аналогичного электрического сигнала.

Аналоговое ТВ подключается с помощью обычной эфирной антенны. Она может быть комнатной или наружной. Также услугу подключения этого вида сигнала предоставляют операторы кабельного телевидения. Чтобы провести аналоговое кабельное телевидение, понадобится стандартный кабель.

Цифровое телевидение

В чем разница аналогового и цифрового телевидения? Современные телевизоры способны показывать изображение в высоком качестве. Цифровой способ вещания стал доступен только в 90-е годы прошлого века. В нем используется зашифрованный сигнал. Примером цифрового сигнала является передача сообщений с помощью азбуки Морзе. Точки и тире заменяются на цифры 1 и 0.

Развитие телевизионных систем

Цифровая техника долгое время использовалась как часть телевизионной системы в аналоговом телевидении. Сигнал преобразовывался в аналоговый и передавался на телевизионные приемники. Через некоторое время появились гибридные сети телевещания. Полностью цифровые системы появились в конце 1980-х годов. Такое телевидение обеспечивает передачу сигнала без искажений и помех. Цифровой способ вещания позволяет принимать сигнал без потери качества даже в движущемся автомобиле. В отличие от непрерывного аналогового сигала, цифровой передается несколькими порциями, которые разделены паузами. Это практически исключает его искажение. Если сигнал доходит до приемника, то он принимается в изначальном качестве. Но иногда на экране могут возникать расплывчатые квадратики. Также по этому каналу может передаваться другая полезная информация в виде телетекста.

Подключение к цифровому ТВ

Телевизоры старого образца можно подключить к цифровому телевидению с помощью специального прибора - ресивера. Это устройство преобразует сигнал в аналоговый.

Также понадобится дециметровая антенна. Приставка может передавать сигнал сразу на несколько приемников. Но при этом на каждом приборе будет транслироваться одна и та же передача. Для трансляции разных каналов необходимо приобрести приставку для каждого телевизора. При этом она должна поддерживать современный формат DVB-T2. Процесс подключения не требует особых знаний и навыков. С ним справится любой школьник. К недостаткам такого способа подключения можно отнести использование двух пультов управления.

Переход на цифровое телевидение

Аналоговое телевидение - это устаревший вид передачи сигнала. Возможности для его развития исчерпаны. Такой сигнал уступает цифровому по качеству изображения и количеству доступных каналов. Его качество зависит от расстояния от передающей телевизионной вышки. Аналоговый сигнал распространяется на расстояние не более 100 км. У цифрового телевидения преимуществ значительно больше.

На одной частоте, которую занимает аналоговый канал, могут поместиться десять цифровых каналов. Такой набор называется мултиплексом. Многие страны полностью перешли на цифровой формат. Согласно международному договору от 17 июня 2015 года, большинство государств обязуются освободить частоты, которые мешают вещанию цифрового телевидения в соседних странах. Многие из них уже сделали это. Однако некоторые государства не торопятся переходить на "цифру". Их правительство опасаются массовых протестов. Часто аналоговое ТВ является самым эффективным средством оповещения населения в случае природных катаклизмов.

Отключение в России

Когда в России отключат аналоговое телевидение? В Российской Федерации переход на "цифру" запланирован на начало 2019 года. Эта дата переносилась несколько раз, и было неясно, когда в России отключат аналоговое телевидение. Соответствующее решение было принято еще в 2009 году. Правительство планировало закончить постепенный переход на цифровое телевидение в 2015 году. Но из-за сложной экономической ситуации этот период был продлен на несколько лет.

Многих телезрителей беспокоит вопрос, когда в России отключат аналоговое телевидение. Для осуществления перехода необходимо обеспечить доступ к цифровому телевидению 95 процентов населения страны. Для этого были созданы 2 пакета бесплатных телеканалов и радиостанции. В первый пакет вошли 10 федеральных каналов. Второй мултиплекс был создан за счет средств телевизионных компаний. До 2010 года 40 процентов россиян принимали не более 4 каналов на свои телевизоры. Бесплатные цифровые "кнопки" стали общедоступными на всей территории России. Практически любой россиянин может смотреть телевизионные передачи в высоком качестве.

В настоящее время обсуждается создание третьего пакета бесплатных каналов. В него должны войти региональные передачи. Но эксперты считают, что запуск этого пакета экономически нецелесообразен. Для его создания требуется освободить дополнительные частоты. Это станет возможным только после отключения аналогового телевидения. Единственный регион, где уже сейчас доступен третьи мултиплекс, - это Крым. Ему досталась в наследство украинская инфраструктура.

Когда в России отключат аналоговое телевидение? В следующем году государство прекратит его субсидирование. Это означает, что аналоговые каналы смогут продолжить работу только за счет собственных средств. Большинство из них уже транслируются в цифровом формате. Чтобы понять, какие каналы будут отключены после перехода, нужно просто включить телевизор. Каналы, которые перестанут работать в аналоговом формате в 2019 году, имеют литеру "А" рядом с логотипом.

Заключение

Переход на новый формат ТВ - это долгий и дорогой процесс. От отключения аналогового вещания телевидения в первую очередь пострадают региональные каналы. Многие из них не имеют дорогостоящего оборудования для вещания в цифровом формате. Только в нескольких регионах они уже дублируются. Также после перехода на "цифру" малообеспеченные слои населения могут вовсе остаться без телевидения. Комнатная антенна для аналогового телевидения станет бесполезным предметом. Проблему могут решить благотворительные организации, взяв на себя расходы по покупке необходимого оборудования. Также планируется государственное субсидирование в виде бесплатной раздачи приставок для цифрового ТВ нуждающимся.

Сигналами называют информационные коды, которые применяются людьми для того, чтобы передавать сообщения в информационной системе. Сигнал может подаваться, но его получение не обязательно. Тогда как сообщением можно считать только такой сигнал (или совокупность сигналов), который был принят и декодирован получателем (аналоговый и цифровой сигнал).

Одними из первых методов передачи информации без участия людей или других живых существ были сигнальные костры. При возникновении опасности последовательно разводились костры от одного поста к другому. Далее мы будем рассматривать способ передачи информации при помощи электромагнитных сигналов и подробно остановимся на рассмотрении темы аналоговый и цифровой сигнал .

Любой сигнал может быть представлен в виде функции, которая описывает изменения его характеристик. Такое представление удобно для изучения устройств и систем радиотехники. Помимо сигнала в радиотехнике есть еще шум, который является его альтернативой. Шум не несет полезной информации и искажает сигнал, взаимодействуя с ним.

Само понятие дает возможность отвлечься от конкретных физических величин при рассмотрении явлений, связанных с кодированием и декодированием информации. Математическая модель сигнала в исследованиях позволяет опираться на параметры функции времени.

Типы сигналов

Сигналы по физической среде носителя информации делятся на электрические, оптические, акустические и электромагнитные.

По методу задания сигнал может быть регулярным и нерегулярным. Регулярный сигнал представляется детерминированной функцией времени. Нерегулярный сигнал в радиотехнике представлен хаотической функцией времени и анализируется вероятностным подходом.

Сигналы в зависимости от функции, которая описывает их параметры могут быть аналоговыми и дискретными. Дискретный сигнал, который был подвергнут квантованию называется цифровым сигналом.

Обработка сигнала

Аналоговый и цифровой сигнал обрабатывается и направлен на то, чтобы передать и получить информацию, закодированную в сигнале. После извлечения информации ее можно применять в разных целях. В частных случаях информация подвергается форматированию.

Аналоговые сигналы подвергаются усилению, фильтрации, модуляции и демодуляции. Цифровые же помимо этого еще могут подвергаться сжатию, обнаружению и др.

Аналоговый сигнал

Наши органы чувств воспринимают всю поступающую в них информацию в аналоговом виде. К примеру, если мы видим проезжающий мимо автомобиль, мы видим его движение непрерывно. Если бы наш мозг мог получать информацию о его положении раз в 10 секунд, люди бы постоянно попадали под колеса. Но мы можем оценивать расстояние куда быстрее и это расстояние в каждый момент времени четко определено.

Абсолютно то же самое происходит и с другой информацией, мы можем оценивать громкость в любой момент, чувствовать какое давление наши пальцы оказывают на предметы и т.п. Иными словами, практически вся информация, которая может возникать в природе имеет аналоговый вид. Передавать подобную информацию проще всего аналоговыми сигналами, которые являются непрерывными и определены в любой момент времени.

Чтобы понять, как выглядит аналоговый электрический сигнал, можно представить себе график, на котором будет отображена амплитуда по вертикальной оси и время по горизонтальной оси. Если мы, к примеру, замеряем изменение температуры, то на графике появится непрерывная линия, отображающая ее значение в каждый момент времени. Чтобы передать такой сигнал с помощью электрического тока, нам надо сопоставить значение температуры со значением напряжения. Так, например, 35.342 градуса по Цельсию могут быть закодированы как напряжение 3.5342 В.

Аналоговые сигналы раньше использовались во всех видах связи. Чтобы избежать помех такой сигнал нужно усиливать. Чем выше уровень шума, то есть помех, тем сильнее надо усиливать сигнал, чтобы его можно было принять без искажения. Такой метод обработки сигнала затрачивает много энергии на выделение тепла. При этом усиленный сигнал может сам стать причиной помех для других каналов связи.

Сейчас аналоговые сигналы еще применяются в телевидении и радио, для преобразования входного сигнала в микрофонах. Но, в целом, этот тип сигнала повсеместно вытеснен или вытесняется цифровыми сигналами.

Цифровой сигнал

Цифровой сигнал представлен последовательностью цифровых значений. Чаще всего сейчас применяются двоичные цифровые сигналы, так как они используются в двоичной электронике и легче кодируются.

В отличие от предыдущего типа сигнала цифровой сигнал имеет два значения «1» и «0». Если мы вспомним наш пример с измерением температуры, то тут сигнал будет сформирован иначе. Если напряжение, которое подается аналоговым сигналом соответствует значению измеряемой температуры, то в цифровом сигнале для каждого значения температуры будет подаваться определенное количество импульсов напряжения. Сам импульс напряжения тут будет равен «1», а отсутствие напряжения – «0». Приемная аппаратура будет декодировать импульсы и восстановит исходные данные.

Представив, как будет выглядеть цифровой сигнал на графике, мы увидим, что переход от нулевого значения к максимальному производится резко. Именно эта особенность позволяет принимающей аппаратуре более четко «видеть» сигнал. Если возникают какие-либо помехи, приемнику проще декодировать сигнал, нежели чем при аналоговой передаче.

Однако цифровой сигнал с очень большим уровнем шума восстановить невозможно, тогда как из аналогового типа при большом искажении еще есть возможность «выудить» информацию. Это связано с эффектом обрыва. Суть эффекта в том, что цифровые сигналы могут передаваться на определенные расстояния, а затем просто обрываются. Этот эффект возникает повсеместно и решается простой регенерацией сигнала. Там, где сигнал обрывается, нужно вставить повторитель или уменьшить длину линии связи. Повторитель не усиливает сигнал, а распознает его изначальный вид и выдает его точную копию и может использоваться сколь угодно в цепи. Такие способы повторения сигнала активно применяются в сетевых технологиях.

Помимо всего прочего аналоговый и цифровой сигнал различается и возможность кодирования и шифрования информации. Это является одной из причин перехода мобильной связи на «цифру».

Аналоговый и цифровой сигнал и цифро-аналоговое преобразования

Следует еще немного рассказать о том, как аналоговая информация передается по цифровым каналам связи. Вновь прибегнем к примерам. Как уже говорилось звук – это аналоговый сигнал.

Что происходит в мобильных телефонах, которые передают информацию по цифровым каналам

Звук, попадая в микрофон подвергается аналого-цифровому преобразованию (АЦП). Этот процесс состоит из 3 ступеней. Берутся отдельные значения сигнала через одинаковые отрезки времени, этот процесс называется дискретизация. По теореме Котельникова о пропускной способности каналов, частота взятия этих значений должна быть вдвое выше, чем самая высокая частота сигнала. То есть, если в нашем канале стоит ограничение на частоту в 4 кГц, то частота дискретизации будет составлять 8 кГц. Далее все выбранные значения сигнала округляются или, иначе говоря, квантуются. Чем больше уровней при этом будет создано, тем выше будет точность восстановленного сигнала на приемнике. Затем все значения преобразуются в двоичный код, который передается на базовую станцию и затем доходит до другого абонента, являющегося приемником. В телефоне приемника происходит процедура цифро-аналогового преобразования (ЦАП). Это обратная процедура, цель которой на выходе получить сигнал как можно более идентичный исходному. Далее уже аналоговый сигнал выходит в виде звука из динамика телефона.

Цифровое телевидение стремительно набирает популярность в нашей стране, однако многие люди по-прежнему не знают, чем же оно принципиально отличается от старого доброго аналогового ТВ.

Описание

Нетрудно догадаться, что в основе аналогового и цифрового телевидения лежат соответственно . Аналоговый сигнал идет непрерывно, а значит, в случае какого-либо влияния извне он оказывается уязвимым, что приводит к худшему качеству изображения и звука. Несомненным преимуществом аналогового сигнала является возможность принимать его с помощью простой эфирной антенны. Можно также воспользоваться услугами провайдера кабельного телевидения. Можно сказать, что аналоговый сигнал сегодня уже является устаревшим, поскольку он значительно уступает цифровому сигналу по ряду важнейших параметров – качество, безопасность и др.

Современные телевизоры созданы главным образом для работы с цифровым сигналом, хоть у них еще и наличествует аналоговый разъем. Просто всё дело в том, что аналоговый сигнал не способен раскрыть всего потенциала современных плазменных и ЖК-телевизоров, лучшее качество картинки может дать лишь цифровой сигнал. Он, в отличие от аналогового, поступает компактными «порциями», которые разделены паузами, и поэтому воздействовать на такой сигнал очень непросто. Даже при передаче цифрового сигнала на очень далекое расстояние качество картинки и звука остается на самом высоком уровне. Помимо прочего, цифровой сигнал позволяет передать куда больше каналов, чем аналоговый, поэтому абоненты, подключающие цифровое телевидение, получают более сотни телеканалов самой разной тематики.

Сравнение

Увы, аналоговое телевидение сегодня фактически не имеет явных преимуществ перед цифровым вещанием, кроме разве что возможности «ловить» сигнал с помощью обычной антенны. Впрочем, цифровое телевидение тоже может быть мобильным с помощью приемника цифрового сигнала. Учитывая, что вне зависимости от расстояния цифровой сигнал остается защищенным от взлома и помех и гарантирует высокий уровень качества, плюсы цифрового телевидения становятся совершенно очевидны.

Выводы сайт

1. Цифровое телевидение обеспечивает более высокий уровень качества и защиты сигнала. Аналоговый сигнал был и остается уязвимым для внешнего воздействия и не может обеспечить столь качественное изображение.
2. Цифровое телевидение более мобильное – уже сегодня можно принимать цифровой сигнал, находясь в дороге или далеко от дома.
3. Аналоговое телевидение не способно предоставить такого большого числа каналов, как цифровое. Благодаря особенностям цифрового сигнала, при подключении цифрового ТВ абонент может получить доступ к нескольким сотням различных телеканалов.

О природе сигналов обыватель не задумывается, а вот о разнице между аналоговым и цифровым вещанием или форматами — иногда приходится. По умолчанию считается, что аналоговые технологии уходят в прошлое, и вскоре будут полностью заменены на цифровые. Стоит знать, от чего мы отказываемся в угоду новым веяниям.

Аналоговый сигнал — сигнал данных, описываемый непрерывными функциями времени, то есть амплитуда колебаний его может принимать любые значения в пределах максимума.

Цифровой сигнал — сигнал данных, описываемый дискретными функциями времени, то есть амплитуда колебаний принимает значения только строго определенные.

На практике это позволяет говорить о том, что аналоговый сигнал сопровождается большим количеством помех, тогда как цифровой их успешно отфильтровывает. Последний же способен восстанавливать исходные данные. Кроме того, непрерывный аналоговый сигнал часто несет в себе много лишней информации, что приводит к его избыточности — несколько цифровых сигналов можно передать вместо одного аналогового.

Если говорить о телевидении, а именно эта сфера своим переходом на “цифру” волнует большинство потребителей, то можно считать аналоговый сигнал совершенно себя изжившим. Однако пока что аналоговые сигналы принимает любая предназначенная для этого техника, а цифровой требует специальной. Правда, с распространением “цифры” аналоговых телевизоров все меньше и спрос на них катастрофически уменьшается.

Еще одна важная характеристика сигнала — безопасность. В этом отношении аналоговый демонстрирует полную беззащитность перед влияниями или вторжениями извне. Цифровой же шифруется посредством присвоения ему кода из радиоимпульсов, так что любое вмешательство исключено. На большие расстояния цифровые сигналы передавать сложно, потому используется схема модуляции-демодуляции.

Выводы сайт

1. Аналоговый сигнал непрерывен, цифровой — дискретен.
2. При передаче аналогового сигнала выше риск забивания канала помехами.
3. Аналоговый сигнал избыточен.
4. Цифровой сигнал фильтрует помехи и восстанавливает исходные данные.
5. Цифровой сигнал передается в зашифрованном виде.
6. Несколько цифровых сигналов можно послать вместо одного аналогового.

С развитием цифровых технологий постепенно наблюдается плавная миграция телезрителей с аналогового телевидения на цифровое.

Это происходит не только из-за масштабных рекламных кампаний, развернутых Интернет-провайдерами для популяризации и продаж IPTV, но и потому, что такое телевидение, безусловно, нравится пользователям.

Почему? Давайте разбираться.

Отличия цифрового ТВ от аналогового

Не буду тут лить «воду» про цифровые и аналоговые сигналы, кому это интересно? Да никому. Давайте лучше рассмотрим практическую разницу в использовании.

Оборудование

Итак, для просмотра аналогового телевидения необходима обычная эфирная антенна (в квартире, на крыше) или подключенное, в какой-нибудь компании, кабельное телевидение. Из-за специфики работы аналогового сигнала (все-таки пришлось написать про сигналы) изображение может всячески искажаться под воздействием внешних источников помех.

В свою очередь, для просмотра цифрового телевидения, наличием обычной антенной не обойтись. Около телевизора придется установить ресивер (декодер зашифрованного цифрового сигнала), который будет преобразовывать полученные данные в изображение, и выводить картинку на экран телевизора.

Хорошим примером является Интерактивное ТВ от Ростелеком, про которое я очень подробно писал в статье.

Цифровое спутниковое ТВ немного отличается от предыдущего примера. И если вы хотите смотреть именно спутниковое телевидение, то придется установить на стене своего частного или многоквартирного дома спутниковую антенну («тарелку»). На этот раз, в качестве примера можно привести компанию «Триколор ТВ».

Естественно, провайдер спутникового ТВ предоставит вам все необходимое оборудование и установит антенну. А вот уже количество каналов будет зависеть от выбранного пакета услуг.

Качество изображения

Без сомнения, цифровое телевидение лидирует в этом вопросе по всем параметрам. Вот некоторые очевидные плюсы «цифры»:

• Не теряет качество сигнала, если передается на очень отдаленные расстояния;
• На изображении не может быть бликов, «снега», искажения картинки и других распространенных, при просмотре аналогового телевидения, недостатков;
• Возможность подключения каналов в HD качестве. Можно было смело ставить этот пункт первым с списке, так как изображение высокой четкости — это мечта любого телезрителя, у которого большая диагональ экрана телевизора.

Другие возможности

Несомненно, помимо качества изображения, у IPTV есть много других преимуществ:

Что-то я с писаниной разошелся не на шутку, пора заканчивать.

Цифровое ТВ лучше и качественнее аналогового

Подведя черту под всем вышесказанным, можно сделать вывод — аналоговое телевидение практически изжило себя, так как уступает цифровому, практически, во всем, кроме стоимости («аналог» можно смотреть бесплатно).

Кто-то из читателей, возможно, подумал — «Куплю телевизор со встроенным TV-тюнером, настрою на прием спутникового ТВ и буду смотреть «цифру» бесплатно». Нет, дорогие мои, не все так просто. Во первых — бесплатных (незашифрованных) каналов там будет «раз, два и обчелся», во вторых — это еще надо суметь найти нужный спутник и настроить оборудование.

В общем, полного перехода России на цифровое ТВ не будет еще очень долго. Лет 10-20, а то и больше. Хотя, многие страны к этому стремятся, в том числе и наша великая Родина. А пока, остается один выход — покупать хорошее цифровое телевидение у Интернет-провайдеров и узкоспециализированных компаний.

На этом всё, спасибо за внимание.

Комментарии: