Televisioonisüsteem
Televisioonisüsteem määrab kindlaks, mil viisil televisioonisignaal pildi, heli ja lisainfo kujul saatjast vastuvõtjasse (telerisse) üle kantakse ja kas edastatakse analoog- või digitaalsignaale.
Analoogtelevisiooni süsteemid
Analoogsüsteemidest on kasutusel kaks televisioonikujutise laotamise alussüsteemi – USA FCC (1941) ja Euroopa CCIR (1961) – ning kolm neil põhinevat värvitelevisiooni süsteemi – NTSC, PAL ja SECAM –, mis erinevad üksteisest peamiselt värvust kandvate signaalide kodeerimise viisi poolest.
-field_(Interlace).gif)
| Standard | Ridade arv | Poolpilte sekundis | Värvi- süsteem | Heli ja pildi kandesageduste vahe MHz | Abikandesagedus MHz |
|---|---|---|---|---|---|
| CCIR (Euroopa) | 625 | 50 | PAL, SECAM | 5,5 | 4,43 |
| FCC (USA) | 525 | 60 | NTSC | 4,5 | 3,576 |
Alussüsteemidel on erisugused kaadri- ja reasagedused tulenevalt võrgupinge standardsagedusest: USA s 60 Hz ja Euroopas 50 Hz. Kaadrisagedus on nende sagedustega seotud. Et 50 täispildi ülekandmiseks läheks vaja liiga laia sagedusriba (kuni 10 MHz), kantakse tegelikult sekundis üle 25 pilti (kaadrit). Kuna sellel sagedusel jääks märgatavaks pildivahetusest tingitud vilkumine, vähendatakse seda ülerealaotuse teel: esimeses poolpildis (poolkaadris) kantakse üle paaritud ja teises paarisread; seega vahetuvad poolpildid 50-hertsise sagedusega. Ridade arv on Euroopa süsteemis 625. Et iga poolpildi vahetamiseks kulub 25 rida, on pildis tegelikult 576 rida.
Värvisüsteemi NTSC (alates 1953. aastast) rakendatakse peale USA veel näiteks Kanadas ja Jaapanis, Prantsuse süsteemi SECAM (1957) ka Venemaal ja süsteemi PAL (1961) enamikus Euroopa maades, samuti Hiinas.
Kõigis analoogtelevisiooni süsteemides moduleeritakse raadiosagedust (VHF, UHF) pildi- ja helisignaalidega eraldi, kusjuures pildisignaali korral kasutatakse amplituudmodulatsiooni (AM), helisignaali korral olenevalt süsteemist ka sagedusmodulatsiooni (FM). Stereoheli signaali edastamiseks oli kasutusel digitaalsüsteem NICAM (Near Instantaneous Companded Audio Multiplex), milles on kaks impulsskoodmodulatsiooniga (PMC) digitaalkanalit stereosignaalile või kahes eri keeles monoheli jaoks. Digitaalsignaalina edastatakse ka teleteksti.
| Süsteemi tähis | Ridade arv kaadris | Kaadri- sagedus (Hz) | Heli- ja pildisignaali kandesageduste vahe (MHz) | Värvi abikandesagedus (MHz) | Kanali kogulaius (MHz) | Pildisignaali ribalaius (MHz) | Pildi- modulatsiooni polaarsus | Helisignaali modulatsioon | TV-signaali edastatakse sagedusribas | Kasutatav värvisüsteem |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | 405 | 25 | −3,50 | 2,66 | 5,00 | 3,0 | positiivne | AM | VHF | |
| B | 625 | 25 | +5,50 | 4,43 | 7,00 | 5,0 | negatiivne | FM | VHF | PAL |
| C | 625 | 25 | +5,50 | 4,43 | 7,00 | 5,0 | positiivne | AM | VHF | |
| D | 625 | 25 | +6,50 | 4,43 | 8,00 | 6,0 | negatiivne | FM | VHF | Secam |
| E | 819 | 25 | +11,15 | 8,37 | 14,00 | 10,0 | positiivne | AM | VHF | |
| F | 819 | 25 | +5,50 | ./. | 7,00 | 5,0 | positiivne | AM | VHF | |
| G | 625 | 25 | +5,50 | 4,43 | 8,00 | 5,0 | negatiivne | FM | UHF | PAL |
| H | 625 | 25 | +5,50 | 4,43 | 8,00 | 5,0 | negatiivne | FM | UHF | PAL |
| I | 625 | 25 | +6,00 | 4,43 | 8,00 | 5,5 | negatiivne | FM | UHF | PAL |
| J | 525 | 30 | +4,50 | 6,00 | 4,2 | negatiivne | FM | UHF/VHF | NTSC | |
| K | 625 | 25 | +6,50 | 4,43 | 8,00 | 6,0 | negatiivne | FM | UHF | Secam |
| L | 625 | 25 | +6,50 | 4,43 | 8,00 | 6,0 | positiivne | AM | UHF | Secam |
| M | 525 | 30 | +4,50 | 3,58 | 6,00 | 4,2 | negatiivne | FM | UHF/VHF | NTSC |
| N | 625 | 25 | +4,50 | 3,58 | 6,00 | 4,2 | negatiivne | FM | UHF/VHF | PAL |
Eri süsteemide kombinatsioonina on maailmas kasutusel hulk allsüsteeme, mille vahel on erinevusi ülekandekanalite sagedustes, arvus ja numeratsioonis. Allsüsteeme tähistatakse tähtedega A–N ja rakendatakse järgmiselt:
- Põhja-Ameerikas mustvalge televisiooni süsteem M koos värvisüsteemiga NTSC
- Lääne-Euroopas (peale Prantsusmaa) B/G (B meeterlaineil ja G detsimeeterlaineil) + PAL;
- Prantsusmaal L + SECAM;
- Ida-Euroopas D/K(D meeterlaineil ja K detsimeeterlaineil) + SECAM; paljud SECAMi kasutanud maad on üle läinud PALile.
Digitaaltelevisiooni süsteemid
Pildi- ja helisignaalide digitaalkujul ülekanne võimaldab vähendada edastatava info mahtu enam kui kümnekordselt.
Digitelevisioon tugineb analoogtelevisiooni süsteemide mõnedele parameetritele, näiteks reasagedusele ja kaadrisagedusele. Rõhtsihilist lahutusvõimet (mida analoogsüsteemides määrati eraldatavata püstjoonte tiheduse järgi) väljendab digitelevisioonis vastav ritta mahtuvate pikslite (vähimate pildielementide) arv. Digitelevisiooni süsteemides asendab endist pildisuhet 5:4 (720×576) enamasti laiformaat 16:9 (1920×1080).
Süsteemide liigid lahutusvõime järgi
Lahutusvõime järgi eristatakse tava-, kõrg- ja ultrakõrglahutusega digitelevisiooni. Lahutusvõimet väljendatakse pikslite arvuga kas korrutise kujul või lühemalt kaadri ridade arvuga, millele järgneb laotusviisi tähis: p (progressive scan) tähistab järjestlaotust (rida-realt) ja i (interlaced scan) ülerealaotust:
- SDTV ehk SD-televisioon (Standard Definition TV) – tavalahutusega televisioon ehk SD-televisioon, mille puhul pilt on lahutusvõime poolest lähedane analoogtelevisiooni pildiga, näiteks värvisüsteemile PAL (mille kujutises on maksimaalselt eraldatavad 576×768 elementi) vastab digitelevisiooni kaadris 576×720 pikslit, värvisüsteemi NTSC korral 480×720 px; lahutusvõime vastavalt 576i;
- HDTV ehk HD (High Definition TV) – kõrglahutusega televisioon ehk HD-televisioon, mis sisaldab süsteeme 720p, 1080i ja 1080p;
- UHDTV (Ultra High Definition Television, Ultra HD) – ultrakõrglahutusega televisioon ehk UHD-televisioon; sisaldab
- 4K (UHDTV-1): 2160p ehk 3840×2160 pikslit (8,3 Mpx);
- 8K (UHDTV-2): 4320p ehk 7680×4320 pikslit (33,2 Mpx).
Tähised 4K ja 8K väljendavad seda, mitu korda on UHDTV kaadris pildipunkte rohkem kui Full HD (1K) kaadris (milles on 1920×1080 pikslit). Full HD on teleritel ja kuvaritel eraldusvõimet iseloomustav logo, mis tähendab, et ekraan koosneb 1080×1920 pikslist (pildipunktist) ja on seega kõige sobivam 1080p-lahutusega pildi näitamiseks.
| Süsteem | Ridu | Piksleid reas | Laotusviis |
|---|---|---|---|
| SDTV | 576 | 720 | Üle rea |
| HDTV 720p | 720 | 1280 | Rida-realt |
| HDTV 1080i | 1080 | 1920 | Üle rea |
| HDTV 1080p | 1080 | 1920 | Rida-realt |
| UHDTV-1 (UHD-1) | 2160 | 3840 | Rida-realt |
| UHDTV-2 (UHD-2) | 4320 | 7680 | Rida-realt |
Süsteemide liigid signaali edastusviisi järgi
Digitaaltelevisiooni signaali edastab maapealne levivõrk (antennitelevisioon), kaablivõrk (kaabeltelevisioon) ja satelliidivõrk (satelliittelevisioon).
Maapealses antennivõrgus rakendatakse järgmisi süsteeme (ja nende aluseks olevaid, enamasti samanimelisi standardeid):
- DVB-T ja TVB-T2 (Digital Video Broadcast – Terrestrial) – Euroopas, Lõuna-Ameerikas ja Austraalias;
- ATSC (Advanced Television Systems Committee) – Põhja-Ameerikas;
- ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial – Jaapanis;
- DMB-T/H (Digital Multimedia Broadcast – Terrestrial) – Hiinas.
| Süsteem | Modulatsioon | Ridade arv | Kaadreid sekundis | Andmekiirus MB/s | Videotihenduse vorming | Audiotihenduse vorming | Interaktiivne televisioon | Mobiil- televisioon | Vastav analoogsüsteem |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ATSC (Põhja-Ameerikas) | 8VSB, A-VSB, E-VSB | 1080 | kuni 60p | 19,39 | H.262 | MPEG-1 Audio Layer II, AC3 | DSM-CC MHEG-5, PSIP | tulemas (ATSC-M/H) | NTSC |
| DTMB (Hiinas) | TDS-OFDM | 1080 | kuni 50p | ? | MPEG-2, H.264, AVS | MPEG-1 Audio Layer II, AC3 | jah | jah | PAL |
| DVB-T (Euroopas jm)]] | COFDM (QPSK, 16/64QAM) | 1080 | kuni 50p | kuni 31,668 | H.262, H.264 | MPEG-1 Layer II, HE-AAC | DSM-CC MHEG-5, DVB-SI | jah (DVB-H) | PAL, SECAM |
| DVB-T2 (Euroopas jm) | COFDM (QPSK, 16/64/256QAM) | 1080 | kuni 60p | 50,34 | H.264, H.262 | MPEG-1 Layer II, HE-AAC | DSM-CC MHEG-5, DVB-SI | Jah (DVB-NGH) | PAL, SECAM |
| ISDB-T (Jaapanis) | 16/64QAM-OFDM (QPSK-OFDM/DQPSK-OFDM) | 1080? | kuni 60p | 19,39 | H.262/H.264 | AAC | Ei | jah (ISDB-Tmm/1seg) | NTSC |
| T-DMB | OFDM-DQPSK | ? | ? | ? | H.262/H.264 | HE-AAC | ? | jah | NTSC |
Muid edastussüsteeme:
- DVB-C ja DVB-C2 (Digital Video Broadcasting – Cable) – kaabeltelevisiooni Euroopa süsteem (nt Põhja-Ameerikas ATSC, Jaapanis ISDB-C); Euroopa süsteemis kasutatakse kvadratuuramplituudmodulatsiooni tasemetel: 4QAM, 16QAM, 64QAM või 256QAM.
- DVB-S ja DVB-S2 (Digital Video Broadcasting – Satellite) – satelliittelevisiooni Euroopa süsteem; modulatsioon süsteemis DVB-S QPSK, süsteemis DVB-S2 ka 8PSK;
- DVB-IP, DVB-IPTV (Digital Video Broadcasting – Internet Protocol TV) – internetiprotokollil IP (Internet protocol) põhinev televisiooni- või videosignaali edastus kas internetist või kohaliku teenusepakkuja poolt laivõrgus;
- T-DMB (Terrestrial – Digital Multimedia Broadcasting) – multimeediasideks mobiilseadmetega (põhineb digitaalse raadioringhäälingu süsteemi DAB-standardil).