آشنایی با انواع مختلف سیستم پخش تلویزیونی و ویدیویی

در قرن حاضر با رشد سریع تکنولوژی در جهان و کشور عزیزمان همواره ابهامات زیادی در مورد تکنولوژی های نوظهور برای عموم مردم بوجود می آید. نمونه ای از این موارد در مورد سیستم پخش ویدئو می باشد که بدلیل تنوع بالا استفاده کنندگان اغلب این سوال را دارند که تفاوت این سیستم ها در چیست؟ تیم نوتیف در این مطلب سعی در توضیح و رفع ابهامات شما خوانندگان عزیز در این زمینه را دارد. با نوتیف همراه باشید.

---

سیستم پخش ویدئو آنالوگ

سیستم پخش ویدئو آنالوگ سیستمی است که تصاویر تلویزیونی و اطلاعات مربوط به صدای آن را به صورت رمز در می‌آورد، و آن را به صورت امواج آنالوگ انتقال می‌دهد. از زمان اختراع تلویزیون در دهه 1920 میلادی تا زمان پیدایش تلویزیون دیجیتال و تلویزیون صفحه تخت در دهه ۱۹۹۰، تمام تلویزیون‌ها بر اساس سیستم فرستنده و گیرنده آنالوگ کار می‌کردند که در آنها تصویر بر لامپ اشعه کاتد نمایش داده می‌شد و امواج بر روی دو باند VHF و UHF ارسال می شد.

انواع مختلف رمزنگاری سیستم پخش ویدئو آنالوگ

فرستنده های پخش تلویزیون آنالوگ از استانداردهای مختلفی برای رمزنگاری تصاویر ارسالی استفاده می کنند. یکی از دلایل اصلی استفاده از این استانداردها جلوگیری از تداخل امواج فرستنده های کشورهای مختلف با یکدیگر می باشد. همکنون سه استاندارد مختلف برای رمزگذاری تصاویر استفاده می شود که عبارتند از:

پال (PAL: Phase Alternating Line):

پال مخفف «خط فاز متناوب» (به انگلیسی: Phase Alternating Line) نوعی سیستم رمزگذاری رنگی برای تلویزیون‌های آنالوگ است که امروزه پر استفاده ترین سیستم تلویزیون آنالوگ در کشورهای مختلف دنیا می باشد و بیشتر کشورهای جهان برای سامانه‌های فرستنده تلویزیونی خود از این سیستم بهره می‌برند.

هر نوع تصویر متحرک در سیستم پال از عبور ۲۵ فریم ثابت در ثانیه تشکیل می شود و هر فریم از 625 خط اسکن مستقل تشکیل شده است. البته در فرمت های ویدئویی مختلف تفکیک پذیری (Resolution) ویدئو ها در استاندارد پال متفاوت است بطوری که رزولوشن هر فریم در ویدئوهایی با فرمت وی سی دی (VCD) در سیستم پال ۳۵۲ در ۲۸۸ پیکسل می باشد یعنی عرض تصویر از ۳۵۲ و طول تصویر از ۲۸۸ پیکسل تشکیل شده است. و هر فریم در دی وی دی (DVD) که بر مبنای سیستم پال تهیه می شوند دارای کیفیت ۷۲۰ در ۵۷۶ پیکسل است.

ان‌تی‌اس‌سی (NTSC: National Television System Committee):

ان تی اس سی،(مخفف کمیته سامانه تلویزیون ملی)، سامانه رمزنگاری تلویزیون آنالوگ است که در ایالات متحده، کانادا، ژاپن، مکزیک، فیلیپین، کره جنوبی،تایوان و تعدادی دیگر از کشورها از آن استفاده می‌شود. ان‌تی‌اس‌سی بیشترین استفاده را در امریکای شمالی و ژاپن دارد. این استاندارد از (Aspect ratio) نسبت درازا به پهنای ۴:۳ برای اندازه صفحه تصویر استفاده می‌کند و  و تعداد فریم‌ها در ثانیه ۳۰ فریم است.

هر فریم از ویدئوهای وی سی دی که بر مبنای سیستم اِن تی اس سی تهیه می شوند دارای رزولوشن ۳۵۲ در ۲۴۰ پیکسل است. یعنی عرض تصویر از ۳۵۲ و طول تصویر از ۲۴۰ نقطه تشکیل می شود. و هر فریم از ویدئوهای دی وی دی که مطابق با استاندارد ان تی اس سی تهیه می شوند دارای تفکیک پذیری ۷۲۰ در ۴۸۰ پیکسل می باشند.

تصویر متحرک در سیستم اِن تی اس سی از عبور ۳۰ فریم ثابت در ثانیه تشکیل می شود و هر فریم تصویر از ۵۲۵ خط اسکن مجزا تشکیل شده‌است.

ان‌تی‌اس‌سی از سیستم اسکن یک خط در میان پیروی می‌کند و هر فریم به دو فیلد با ۲۶۲٫۵ lines/field تقسیم می‌شود. بنابراین فرکانس حرکت افقی lines/sec ۵۲۵×۲۹٫۹۷ ≈ ۱۵، ۷۳۴ است که هر کدام از خط‌ها در ۱/۱۵٫۷۳۴ × ۱۰۳ sec ≈ ۶۳٫۶μsec اسکن می‌شود.

زمان جابجایی افقی ۱۰٫۹ μsec زمان می‌گیرد که این سطح ۵۲٫۷ μsec برای سیگنال خط فعال هنگامیکه اطلاعات تصویر نمایش داده می‌شود می‌باشد.

ویژگی‌ها:

• نرخ قاب ۹۵/۵۹ هرتز
• تعداد خطوط در قاب ۵۲۵
• استفاده از اصل مبنا(مختصات رنگ / روشنایی)
• استفاده از ۳۰ فریم در ثانیه

سکام (SECAME: Sequential Color with Memory):

سکام، (به فرانسوی Séquentiel couleur à mémoire به معنای رنگ متوالی همراه با حافظه) سامانه تلویزیون رنگی آنالوگ است که اولین بار در فرانسه ابداع شد. این سامانه را تیمی به سرپرستی هنری دو فرانس که در شرکت تلویزیونی فرانسه که بعدها توسط تامسون خریداری شد، ابداع کردند. این سامانه از جهت تاریخی اولین سامانه رنگی استاندارد اروپایی به شمار می‌رود.

خصوصیات سکام تا حد زیادی به پال نزدیک است و تنها در زمینه نمایش رنگ با پال تفاوت جدی دارد. رنگ در سیستم سکام دارای کیفیت مناسبی نیست.

استاندارد پخش تلویزیونی آنالوگ مورد استفاده در ایران

در زمینه سیستم های تصویری خوب است این را بدانید که در ایران میکس و تولید محصولات سمعی و بصری بر مبنای سیستم پال انجام می گیرد.

---

 سیستم پخش ویدئو دیجیتال (DVB)

پخش ویدیوی دیجیتالی-زمینی به انگلیسی:DVB-T یا Digital Video Broadcasting – Terrestrial سیستم پخش ویدئوی دیجیتالی استاندارد کنسرسیوم اروپایی برای پخش تلویزیون دیجیتالی (DTV: Digital Television) به روش زمینی است که اولین بار در سال ۱۹۹۷ در بریتانیا مورد استفاده قرار گرفت. پخش زمینی روشی است که در آن برای ارسال تصاویر نیازی به تجهیزات هوایی و ماهواره نیست و امواج ارسالی توسط فرستنده با آنتن های هوایی که روی پشت بام ها نصب میشوند قابل دریافت هستند.

در استاندارد DVB-T ابتدا صوت و تصویر دیجیتایز شده (تبدیل به صفر و یک می شود) وسپس مورد فشرده سازی قرار می گیرند تا از حجم داده‌ها کاسته شود. سپس اطلاعات حاصله از صدا و تصویر به صورت بسته هایی در لابلای یکدیگر قرار گرفته و جریان داده ارسالی را تشکیل میدهند. برای حفاظت از این جریان داده در مقابل خطاهای احتمالی در کانال انتقال، مقداری اطلاعات تصحیح خطا بدان افزوده شده و بروش مدولاسیون چند حاملی COFDM ارسال می شوند.

این سیستم که توسط موسسه ETSI استاندارد شده است امروزه در بسیاری از کشورها از جمله ایران به عنوان سیستم پخش تلویزیونی انتخاب شده است.

مزایای سیستم پخش دیجیتال به آنالوگ:

از مزایای بسیار استاندارد DVB-T نسبت به سیستم پخش تلویزیونی زمینی آنالوگ می توان به قابلیت دریافت تصاویر تلویزیونی در هنگام تحرک گیرنده (مجهز به Doppler Corrector) اشاره نمود. همچنین در تلویزیون آنالوگ برای پخش یک برنامه تلویزیونی SD نیاز به پهنای باند فرکانسی معادل 8MHz میباشد. جالب توجه است که در صورت استفاده از کدینگ H.264 برای فشرده سازی تصاویر میتوان تا 8 برنامه تلویزیونی SD را در همان پهنای باند 8MHz ارسال نمود. لذا میتوان تعداد حداکثر برنامه‌های تلویزیونی قابل ارسال در باندهای UHF و VHF را به میزان قابل توجهی افزایش داد.

به منظور دریافت تصاویر ارسال شده به روش دیجیتال توسط تلویزیون‌های آنالوگ مرسوم از دستگاهی بنام جعبه تطبیق (Set Top Box) استفاده میشود.

استاندارد متعاقب DVB-T که انعطاف بیشتری جهت پخش تصاویر با وضوح بالا HD را فراهم می آورد تحت عنوان DVB-T2 شناخته میشود.

انتقال از تلویزیون آنالوگ به دیجیتال

سیستم تلویزیونی آنالوگ هنوز هم در بسیاری از کشورهای دنیا منجمله ایران فعال است و قرار است طبق تفاهماتي كه در طي چندين سال گذشته انجام شده تمامي فرستنده هاي آنالوگ تا سال 2015 خاموش شوند و پلان فركانسي آنالوگ بعد از سال 2015 ديگر اعتباري ندارد. کشورهای زیادی در سطح جهان روند مهاجرت از سیستم پخش آنالوگ به سیستم پخش دیجیتال DVB-T و انواع دیگر آن را شروع کرده اند. از سال 2006 این روند از کشور لوکزامبورگ شروع شده است. هلند دومین کشوری بود که در همان سال عملیات جایگزینی را انجام داد. جدول زیر سال پایان مهاجرت برخی کشورها از سیستم پخش آنالوگ به دیجیتال را نمایش می دهد:

سال اتمام	کشورها
2006	لوکزامبورگ به عنوان اولین کشور، هلند دومین کشور
2007	فنلاند، آندورا، سوئد و سوئیس
2008	منطقه آلمانی زبان فلاندر در بلژیک و آلمان
2009	ایلات متحده آمریکا، مناطق جنوبی کانادا، جزیره من، نروژ و دانمارک
2010	منطقه فرانسوی زبان والونیا در بلژیک، اسپانیا، ولز، لتونی، استونی، سن مارینو، اسلوونی و جزایر مانش، جزیره جرزی و کروواسی
2011	ژاپن (بغیر از میوگی، ایواته و فوکوشیما)، اتریش، موناکو، قبرس، مالت و فرانسه
2012	کشورهای عربی، جمهوری چک، تایوان، پرتغال، استانهای باقی مانده ژاپن، ایتالیا، کانادا، بریتانیا، جمهوری ایرلند،لیتوانی، جزایر موریس، اسلواکی، جبل الطارق، رومانی و کره جنوبی
2013	مقدونیه، لهستان، مجارستان، استرالیا، نیوزیلند و سنگاپور
2014	ایران، ویتنام و نامیبیا
2015	آلبانی، آذربایجان، برونئی، ترکیه، آفریقای جنوبی، صربستان، مونتنگرو، کزوو، کنیا، هند، ایسلند، گرجستان و کامبوج

پخش دیجیتالی شبکه های صدا و سیما در ایران از سال 1388 همزمان با ولادت آقا امام رضا (ع) شروع شد همچنین روند خاموشی ایستگاه های فرستنده آنالوگ در مناطقی که سیستم پخش دیجیتال DVB-T راه اندازی شده از سال 1391 شروع شده و اولین شبکه ای که شامل طرح خاموشی فرستنده هایش شده شبکه دو سیما می باشد.

 انواع مختلف استاندارد DVB

نسخه های مختلفی از استاندارد DVB ارائه شده است که مهمترین آنها عبارتند از:

DVB-T2

این استاندارد معروف ترین استاندارد DVB بوده و شرح دهنده سیستم پخش ویدئوی دیجیتال به روش زمینی می باشد. در نسخه یک این استاندارد امکان بهره مندی از کیفیت با وضوح بالا یعنی HD فراهم نبود که در این نسخه 2 این مشکل حل شده است. همکنون بیش از 120 کشور دنیا منجمله ایران در حال بهره بردن از این استاندارد در سیستم های پخش تلویزیونی خود هستند.

DVB-C2

این استاندارد مختص سیستم های پخش ویدئو دیجیتال بوسیله رسانه کابلی می باشد. تلویزیون های کابلی از این استاندارد بهره می برند. این تلویزیون ها بیشتر در امریکا و اروپا رواج داشته و مخاطبین خاص خود را دارند.

DVB-S2

این استاندارد مختص سیستم های پخش ویدئو دیجیتال بوسیله ماهواره می باشد. شبکه های ماهواره ای از این استاندارد برای ارسال و پخش ویدئو بهره می برند.

DVB-RCS2

این استاندارد مختص انتقال اطلاعات بوسیله ماهواره بصورت دو طرفه با امکان ارسال و دریافت می باشد. DVB-RCS و DVB-RCS2 استانداردهای فنی ETSI هستند که توسط پروژه DVB طراحی شده اند و مشخصات کامل رابط هوایی دو طرفه ماهواره ای باند پهن سیستم VSAT (ترمینال دیافراگم بسیار کوچک) را تعریف می کنند. تجهیزات کم هزینه VSAT می توانند بصورت بسیار پویا، اختصاص ظرفیت انتقال بر اساس تقاضا را به طیف گسترده ای از کاربران فراهم کنند. DVB-RCS2 بدون نیاز به هر گونه زیرساخت و تجهیزات محلی زمینی، به کاربران یک اتصال اینترنت باند پهن را ارائه می کند.

با توجه به خصوصیات اتصال ماهواره ای و دیگر پارامترهای طراحی سیستم، در یک پیاده سازی، یک پایانه می تواند اطلاعات را با سرعت چند ده مگابیت بر ثانیه دانلود، و تا 10 مگابیت بر ثانیه یا بیشترآپلود نماید.

DVB-3DTV

این استاندارد جدید مختص سیستم های پخش ویدئوهای سه بعدی می باشد. تولیدکنندگان محتوای 3 بعدی می توانند با استفاده از این استاندارد نسبت به برپاسازی تجهیزات ارسال ویدئوهای 3 بعدی اقدام کنند. البته این سیستم بدلیل عدم اقبال عمومی به ویدئوهای 3 بعدی و کم بودن تلویزیون های سازگار با این ویدئوها زیاد مورد توجه قرار نگرفته است و شبکه های معروف پخش تلویزیونی مثل HBO, AMC و … هنوز به آن علاقه ای نشان نداده اند.

DVB-H

این استاندارد مختص سیستم های پخش ویدئو بر روی دستگاه های قابل حمل مثل تلفن های هوشمند و …می باشد. نسل جدید این استاندارد به نام DVB-NGH – Next Generation Handheld در سال 2015 ارائه شده است. ایران نیز در سال 2008 پخش ده شبکه را با این استاندارد در سطح شهر تهران آغاز کرد که وضعیت آن همکنون نامعلوم است. متاسفانه به دلیل کم بودن دستگاه های سازگار با این استاندارد اقبال عمومی به آن زیاد نبوده است.

---

تلویزیون دیجیتال DTV و ابهام زدایی در مورد HDTV و DTV

قبل از شروع توضیحات بهتر است بدانید که گروه زیادی از مردم فرق دو عبارت DTV و HDTV را هنوز بدرستی نمی دانند. در اصل DTV شبیه HDTV نیست، DTV معرف تلویزیون دیجیتالی که از استاندارد پخش DVB-T استفاده می کند بوده و HDTV معرف عبارت high-definition television به معنای تلویزیون با وضوح بالاست که نوعی از انواع مختلف کیفیت های تلویزیون دیجیتال یعنی DTV می باشد. DTV دارای کیفیت های پخش متفاوتی است که یکی از آنها HDTV است. همکنون 3 دسته اصلی برای کیفیت DTV تعریف شده اند که در زیر بر اساس کیفیت ذکر شده اند:

تلویزیون با وضوح استاندارد (SDTV — Standard Definition Television):

پر استفاده ترین سطح کیفیت تصویر در هر دو سیستم پخش آنالوگ و دیجیتال می باشد. بطوری که تمامی ایستگاه های پخش تلویزیون آنالوگ برنامه های خود را با این کیفیت پخش می کنند. در حقیقت بسیاری از کانالهای تلویزیونی در ابتدای راه دیجیتالی شدن درکنار پخش سیگنال های آنالوگ استاندارد، پخش سیگنال های SDTV دیجیتال را نیز شروع کرده اند. هرچند که بسیاری از سیگنال های آنالوگ امروزه دیگر پخش نمی شوند و اکثریت آنها از تاریخ 12 ژوئن 2009 خاموش شده اند.

تلویزیون با وضح ارتقاء یافته (EDTV — Enhanced Definition Television):

این قالب یکی از استانداردهای با عمر پایین بود که خیلی زود توسط HDTV از میدان خارج شد بطوری که حتی فرصت فراگیر شدن را پیدا نکرد. این استاندارد از SDTV کیفیت و تفکیک پذیری (resolution) بیشتری داشت.

تلویزیون با وضوح بالا (HDTV — High-Definition Television):

همکنون این استاندارد با کیفیت ترین سیستم پخش دیجیتالی را ارائه می کند و سیگنال های دیجیتالی مبتنی بر HDTV نتنها ویدیوی با وضوح بالا بلکه صدای با وضوح بالا و با جزئیات را منتقل می کنند. به همین دلیل بسیاری از شبکه های تلویزیونی از قابلیت صدای فراگیر دیجیتالی بهره مند بوده و شما می توانید این کیفیت خوب را با کمک سیگنال های هوایی دیجیتال مبتنی بر استاندارد HDTV دریافت کنید. البته این نکته قابل ذکر است که بدلیل هزینه بالاتر برپاسازی ایستگاه های پخش تلویزیونی DTV مبتنی بر کیفیت HDTV این کیفیت هنوز همه گیر نشده و بسیاری از شبکه های دیجیتال هنوز هم از سطح کیفی SDTV بهره مند هستند. مثل کشور خودمان که تا همکنون فقط یک شبکه به نام شبکه HD-test که برای پخش مسابقات والیبال لیگ جهانی راه اندازی شد از قابلیت پخش با کیفیت HDTV برخوردار است. البته زمزمه هایی برای ارتقاء سطح کیفی چند شبکه دیگر به HDTV مثل شبکه 3 وجود دارد که نمی توان زمان دقیقی برای آن پیش بینی کرد.

---

امیدوارم این مطلب برای شما مفید بوده باشد. موفق باشید.