Экспериментальные исследования, проведенные в последнее время, показали, что телезрители предпочитают формат телекадра с отношением сторон 16:9. Широкоформатное телевидение значительно более комфортно при его рассматривании, чем традиционные форматы 4:3. Главная причина этого заключается в особенности восприятия человеческого зрения. Цветное широкоформатное цифровое телевидение – это телевидение будущего, доступное сегодня. Каждое из данных определений несет под собой сложную систему и выражает большие шаги техники в области ТВ. Вот например цветное телевидение. В совместимых системах цветного ТВ яркостный и цветоразностный сигналы должны передаваться в стандартной полосе частот черно-белого ТВ. Для этого используется уплотнение спектра яркостного сигнала сигналами цветности.
Практически в спектр яркостного сигнала вводятся одна или две поднесущие частоты, промодулированные двумя цветоразностными сигналами. Способ передачи и приема цветоразностных сигналов и различает между собой современные вещательные системы цветного ТВ. В настоящее время в различных странах мира эксплуатируются три вещательные системы цветного телевидения. Например, в США разработана цветная система с квадратурной модуляцией поднесущей частоты NTSC (National Television System Committee, т.е. система, предложенная Национальным комитетом ТВ систем). Система NTSC используется в 54 странах мира с населением 870 млн. чело век. В ФРГ разработана система с квадратурной модуляцией и строчно-переменной фазой PAL (Phase Alternation Line). Система PAL эксплуатируется в 81 стране мира с общим населением 3,5 млрд. чело век. В нашей стране и еще в 60 странах мира с населением 760 млн. человек используется система цветного телевидения с последовательной передачей цветоразностных сигналов и частотной модуляцией поднесущих SECAM-III.
Система телевизионного вещания состоит из метровых и дециметровых диапазонов волн электромагнитных, которые соответствуют очень высоким и ультравысоким частотам, которые для удобства называются ультракороткими волнами, или УКВ.
Сигналы ТВ программ передаются абонентам (телезрителям) в основном с помощью наземной ТВ передающей сети, систем кабельного телевидения (СКТВ) и системы непосредственного ТВ вещания (НТВ), использующей связные искусственные спутники Земли (ИСЗ), находящиеся на геостационарной орбите (ГСО).
Наземная ТВ передающая сеть состоит из телецентров, работающих совместно с радиотелевизионными передающими станциями (РТПС), ТВ ретрансляторов и технических средств передачи ТВ сигналов на большие расстояния. Телецентры представляют собой комплексы радиотехнической аппаратуры, помещений и служб, необходимых для создания ТВ программ. С телецентров сформированные ТВ сигналы непосредственно передаются на РТПС. К настоящему времени в России используются 350 РТПС с передатчиками мощностью 1 кВт и более, причем 300 из них являются многопрограммными, и 10 ООО РТПС с передатчиками мощностью менее 1 кВт, из которых около 4000 многопрограммные. Основным назначением ТВ ретрансляторов является обеспечение более равномерного покрытия густонаселенной территории ТВ вещанием. ТВ ретрансляторы требуются, как правило, в двух случаях: во-первых, вне зоны уверенного приема основной мощности РТПС и, во-вторых, внутри зоны в местах, в которых по географическим причинам сигнал основной станции ослаблен и не обеспечивает удовлетворительного качества приема. Около 1000 ретрансляторов имеют передатчики мощностью более 1 кВт, а 12 000 - передатчики мощностью менее 1 кВт. Причем около 10 000 ретрансляторов имеют спутниковые приемные антенны.
Распределение сигналов ТВ программ на большие расстояния по территории России осуществляется с помощью разветвленной сети радиорелейных линий (РРЛ) и спутниковых систем связи «Орбита», «Экран», «Москва». Причем наземная распределительная сеть включает в себя свыше 300 тыс. канало-километров РРЛ.
В состав современной сети ТВ вещания нашей страны входят так же около 85 млн. телевизоров.
Организовано ТВ вещание по зональному принципу с поочередным повторением передачи центральных программ для каждой из пяти существующих зон со сдвигом во времени на 2 ч.
С целью классификации выделенная для ТВ вещания полоса час тот электромагнитных колебаний условно разбита на пять частотных диапазонов, в которых может быть размещено 74 радиоканала:
1-й диапазон 48,5...66 МГц (радиоканалы 1 и 2);
2-й диапазон 76... 100 МГц (радиоканалы 3-5);
3-й диапазон 174...230 МГц (радиоканалы 6-12);
4-й диапазон 470...582 МГц (радиоканалы 21-34);
5-й диапазон 582...960 МГц (радиоканалы 35-82).
Хочется заметить, что радиоканалы ни в коем случае не соответствуют настройкам на индивидуальных ТВ приемниках.
Важным фактором формирования и развития ТВ является система построения мнопрограммного вещания. В мировой практике наметилось три основных пути построения сети многопрограммного ТВ вещания:
Первый путь - это создание систем кабельного ТВ различной ем кости с подачей на них ТВ сигналов нескольких десятков программ путем приема от ближайших ТВ передатчиков или передачи по радиорелейным, кабельным и спутниковым линиям связи. Предполагается также создание специальных ТВ программ, в том числе платных.
Второй путь - это внедрение спутниковых систем непосредственного ТВ вещания в диапазоне 12 ГГц с установкой у абонента дополнительного приемо-передающего устройства для подачи стандартно го ТВ сигнала на вход телевизора.
Третий путь - это развитие наземного телевидения при реализации систем сотового телевидения с низким уровнем излучения электромагнитных волн. Системы сотового телевидения работают после дующему принципу: в пределах зоны телевещания устанавливают сеть радиопередатчиков (базовых станций - БС) с радиусом действия5...6 км. Специальные устройства, установленные на базовых станциях, улавливают сигналы различных программ с разных спутников связи и ретранслируют их абонентам, которые имеют возможность принимать в среднем до 100 ТВ программ.
Ближайшее будущее большинства систем ТВ вещания заключается в переходе на цифровые технологии. Первыми примерами цифровых систем передачи ТВ сигналов явились спутниковые линии связи, в которых стал использоваться стандарт сжатия спектра ТВ сигналов MPEG-2, позволяющий по одному стандартному спутниковому каналу передавать несколько ТВ программ при условии их приема в первую очередь головными станциями систем кабельного телевидения.
Наконец, наметилась тенденция к внедрению наземного цифрового ТВ вещания.
Внедрение цифрового телевидения, в первую очередь, было ознаменовано созданием унифицированного оборудования аппаратно-студийных комплексов (АСК), использующих единый (мировой) стандарт цифрового кодирования, который со временем вытеснит несовместимые между собой стандартные системы цветного телевидения SEC AM, PAL, NTSC. На выходе таких комплексов временно устанавливаются цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) для получения стандартных ТВ сигналов перечисленных выше систем, так как излучать радиосигналы вещательного телевидения в переходный период предполагается и в аналоговом, и в цифровом виде. В пределах АСК цифровые сигналы обрабатываются по единой технологии, при этом обеспечивается высокая стабильность параметров оборудования, которое сможет работать в бесподстроечном режиме.
Технологическими лидерами в области цифрового ТВ вещания являются страны Европейского Союза, США и Япония. В 1993 г. европейской группой вещательных, промышленных и законодательных организаций был учрежден Project DVB (проект цифрового видеовещания Digital Video Broadcasting).
Одним из фундаментальных решений, принятых в период функционирования Project DVB, был выбор алгоритма MPEG-2 для системного уровня, т.е. для кодирования источников аудио- и видеоинформации, а также для создания элементарных программных и транспортных потоков.
Стандарты, разработанные в рамках Project DVB, применяются в системах цифрового аудио- и видеовещания и передачи данных по спутниковым, кабельным и наземным сетям и определяют соответствующие системные рекомендации для кабельного (DVB-C), наземного (DVB-T) и спутникового (DVB-S) ТВ вещания. Европейский стандарт наземного цифрового ТВ вещания предусматривает использование модуляции типа OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing -частотное уплотнение с ортогональными несущими). В случае модуляции типа OFDM поток данных передается с помощью большого числа несущих. Подобно квадратурной модуляции, способ OFDM использует ортогональные несущие, но в отличие от квадратурной модуляции частоты этих несущих не являются одинаковыми, они расположены в некотором диапазоне частот, отведенном для передачи данных путем модуляции, и кратны некоторой основной частоте. В качестве первичного метода модуляции отдельных несущих могут использоваться квадратурная амплитудная модуляция типа 16-QAM или 64-QAM (Quadrature Amplitude Modulation), а также QPSK (Quadrature Phase Shift Keying - четырехпозиционная фазовая манипуляция).
На американском континенте главенствующую роль в разработке стандартов на цифровое ТВ вещание принадлежит Комитету по усовершенствованным системам телевидения - ATSC (Advanced Television Systems Committee). Разработанный этим комитетом стандарт на наземное цифровое ТВ вещание ATSC в части кодирования и структурирования информации также основывается на алгоритме MPEG-2, но принципиально отличается от Project DVB по методам модуляции и обработки радиосигнала, кодирования звука и программной навигации, что было сделано исходя из особенностей построения сети на земного ТВ вещания США. В стандарте ATSC используется много уровневая амплитудная модуляция с частично подавленной несущей и боковой полосой частот (VSB-Vestigial Side Band).