Радио: от колыбели до цифрового телевидения

Немного истории Идеи современной радиоэлектроники проникают во многие области, которые раньше имели лишь отдаленное отношение к вопросам передачи и обработки информации. Подлинный взрыв развития современной радиоэлектроники начался в послевоенные годы с появлением классических работ К.Шеннона и Н.Винера. Работы Н.Винера были тесно связаны с исследованиями военного времени по автоматическому управлению артиллерийским огнем, а труды К.Шеннона с исследованиями по шифрованию сообщений и их передаче по секретным каналам связи. В 1946 г. В.А.Котельников описал построенную им математическую модель идеального приемника, лучше которого по помехоустойчивости сделать невозможно. В 1948 г. американский ученый К.Шеннон подошел к проблеме передачи информации с другой стороны. Он построил математическую модель для всей системы передачи информации, предложил использовать сигналы и заложил основы теории кодирования. О проблеме сжатия Одной из проблем, непосредственно примыкающей к кодированию, является сжатие информации. В 1990 г. Объединенной группой экспертов в области фотографии (США) - Joint Photographic Expert Group, JPEG разработан алгоритм сжатия неподвижных изображений. Например, файл объемом в 14 Мбайт со сканера можно сжать примерно до 1,2 Мбайт. Однако восстановленное после сжатия изображение будет отличаться от исходного. Дальнейшее развитие идеи сжатия цифровых подвижных изображений получили в разработке стандартов MPEG (Motion Picture Expert Group). Следующая задача, которую предстояло решить ученым и инженерам — представить речь в возможно более компактной форме. В конце 30-х годов ХХ века Дадли (Dudley) разработал устройство, которое позволило сжимать речь в 10 раз. Это устройство было названо вокодером (VOice - голос, CODER - кодировшик) и давало синтезированную речь низкого качества. Современные вокодеры обеспечивают хорошее качество речи при скорости передачи порядка 2400 бит/с и качество речи, пригодное для ведения служебных переговоров при скорости передачи 1200 бит/с. Заметим, однако, что вокодеры используют в основном не для уплотнения каналов связи, а для их защиты от прослушивания, так как только преобразовав речь в цифровую форму и применив шифрование, можно гарантированно защититься от перехвата передаваемой информации. Цифровое радиовещание и телевидение Наиболее совершенной из разработанных к настоящему времени систем цифрового звукового радиовещания (ЦЗРВ) (Digital Audio Broadcasting), которые относятся к первой категории, является «Эврика-147/ DAB». Она принята Европейским Радиовещательным Союзом (EBU) в качестве общеевропейской и рекомендована для внедрения во всем мире. Ее приняли не только государства Европы, но и Канада, Китай, Индия, Австралия и другие. Это открывает возможность беспрепятственного обмена радиопрограммами и информацией на международном уровне. Ко второй категории можно отнести системы ЦЗРВ, разработанные в США. Аналоговое телевизионное вещание появилось так давно, что смесь телевизионных служб и технических инфраструктур в каждой стране образует уникальное сочетание. Частотный диапазон, в котором ведется наземное вещание, близок к насыщению. Например, в странах Европы используется более 70 тысяч телевизионных передатчиков, многие из которых работают в метровом диапазоне. На частоте одного канала может работать до тысячи передатчиков. Тем не менее, наземное вещание нельзя ликвидировать, заменив его кабельным и спутниковым. Наземное телевидение - единственный способ доставки телевизионных программ к портативным переносным приемникам. Аналоговые телевизоры обладают высокой надежностью, и зрители могут продолжать смотреть привычные программы аналоговых каналов еще многие годы. Цифровое наземное телевидение может дать таким зрителям побудительный мотив для замены аналогового телевизора на цифровой. Понимая эти обстоятельства, мировые лидеры цифрового телевидения (Европа, США, Япония) предлагают три стандарта цифрового наземного телевизионного вещания: DVB (Digital Video Broadcasting) - Европа; ATSC DTV (Advanced Television Systems Committee Digital Television) - США; ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting) - Япония. В 1998 г. в США началось цифровое наземное телевизионное вещание по стандарту ATSC. Хотя с использованием этого формата могут передаваться в цифровой форме телевизионные изображения стандартного формата и разнообразные данные, главное его назначение - телевидение высокой четкости (ТВЧ). Процесс, приведший к появлению стандарта ATSC DTV, зародился в 1987 году. Первые 23 рассмотренные системы были аналоговыми, но в 1990 году была предложена первая цифровая система ТВЧ, за которой последовали и другие. В 1993 году было решено объединить лучшие стороны рассмотренных систем и создать цифровую систему ТВЧ. Был образован HDTV Grand Alliance (Большой Союз ТВЧ), объединивший представителей промышленности и науки. В декабре 1996 года Federal Communication Commission утвердила разработанную систему ТВЧ под названием ATSC DTV в качестве стандарта США. В 1993 году родился европейский проект DVB. Первым стандартом был DVB-S, который регламентировал цифровое спутниковое вещание. Следующим — стандарт кабельного телевидения DVB-C. Затем пришла очередь наземного телевизионного вещания DVB-T. Семейство стандартов DVB определяет единую среду, в которой телевизионные программы в закодированном виде могут переноситься разными носителями, пока не окажутся в приемнике-декодере домашнего телевизора. «Начинаем наши пробные передачи…» 1 января 1956 г. диктор Тамара Бастун впервые обратилась к телезрителям Минска: "Добрый вечер! Поздравляем с Новым годом! Начинаем наши пробные передачи…" Так начался первый год жизни Белорусского телевидения. Передачи тогда принимали чуть более 4 тысяч зрителей, а Минский телецентр был рассчитан на однопрограммное вещание со среднесуточным объемом 6 часов и радиусом действия 60 км… Национальная государственная телерадиокомпания Республики Беларусь сегодня - это: Первый канал, "Лад", "Беларусь-ТВ", "НТВ-Беларусь",Первый Национальный канал Белорусского радио, радиоканал "Культура", радиостанции "Беларусь", "Сталіца", "Радиус-FM", пять областных телерадиокомпаний. Сегодня в мире существует множество разновидностей цифрового телевизионного вещания: спутниковое, наземное эфирное, кабельное, IP-телевидение, мобильное. Каждая технология имеет свои цели. Однако купить себе спутниковую антенну может позволить далеко не каждый потребитель. Поэтому государство собирается продвигать другую технологию — наземное эфирное цифровое ТВ. Впоследствии оно полностью заменит аналоговое. Вопрос о цифровом ТВ сегодня имеет статус государственной важности. утверждена Государственная программа внедрения цифрового телевизионного и радиовещания в Республике Беларусь Согласно Постановлению Совета министров Республики Беларусь от 8.12.2005 до 2015 г. в нашей стране должны полностью отказаться от услуг аналогового ТВ. Основные преимущества для абонента — возможность просмотра огромного количества телеканалов с высочайшим качеством. Кроме того, цифровое ТВ в формате DVB-T (а именно этот формат будет внедряться в Беларуси) весьма устойчиво к внешним помехам, исходящим от промышленных предприятий и других радиопередатчиков. Сегодня в стране создана базовая инфраструктура для внедрения цифрового телевидения. В 2007 году РУП «Белтелеком» закончило прокладку оптоволокна ко всем действовавшим на тот момент передающим станциям — по ним сигнал уже передается в цифровом виде. Ко всем строящимся в настоящее время радиотелевизионным передающим станциям одновременно прокладываются волоконно-оптические линии связи. Собственно, внедрение цифрового ТВ в Беларуси уже началось. Сегодня им охвачена территория страны, где проживает 34% населения.