Digital TV คือ ทีวีที่ทำงานในรูปแบบดิจิตอลสัญญาณภาพ และเสียงในรูปแบบของดิจิตอลมีคุณภาพที่ดีกว่า Analog โดยภาพและเสียงมีความคมชัดกว่ามาก อีกทั้งยังมีการถูกรบกวนในอัตราที่น้อยกว่า
นอกจาก Digital TV จะมีคุณสมบัติที่ดีกว่า Analog ในด้านคุณภาพของสัญญาณแล้วยังถือว่าเป็นการใช้ความถี่ที่มีอยู่อย่างจำกัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยในระบบ Digital TV มีการส่งข้อมูลเป็น bit และสามารถส่งข้อมูลได้มากกว่าแบบ Analog มีการผสมคลื่นแบบ COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) โดยในหนึ่งช่องสัญญาณจะสามารถนำส่งไปยังหลายรายการโทรทัศน์ จึงเรียกได้อีกแบบหนึ่งว่า การแพร่กระจายคลื่นแบบหลากหลายรายการ (Multicasting) ในหนึ่งช่องสัญญาณ การส่งสัญญาณเป็นแบบดิจิตอลจึงทำให้ได้คุณภาพของภาพและเสียงดีกว่าด้วย
ยกตัวอย่างเช่น โทรทัศน์ระบบ HDTV โดยทั่วไป Digital Television จะใช้สัญญาณ Digital ที่ถูกบีบอัด และเข้ารหัสซึ่งอาจเป็นรูปแบบ MPEG-2 หรือ MPEG-4 ส่งผลให้ในการรับชมนั้นจำเป็นจะต้องใช้อุปกรณ์ถอดรหัส ซึ่งอาจมีมาพร้อมกับตัวเครื่องรับโทรทัศน์ เช่น โทรทัศน์รุ่นใหม่ที่ผลิตขึ้นมาเพื่อรองรับระบบดิจิตอล หรือจะเป็นอุปกรณ์ถอดรหัสที่แยกกัน เช่น อุปกรณ์เครื่องรับสัญญาณที่เรียกว่า STB (Set Top Box) ซึ่งใช้ถอดรหัสสัญญาณและป้อนให้กับเครื่องรับโทรทัศน์ Analog ที่มีใช้งานทั่วไป หากเป็นการรับชมด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ (Personal Computer) จะสามารถใช้การ์ดรับสัญญาณที่สามารถถอดรหัสได้เลย สรุปก็คือ Digital TV ในหนึ่งช่องสัญญาณจะสามารถนำมาส่งได้หลายรายการโทรทัศน์
อนาลอก หรือดิจิตอล
ระบบโทรทัศน์ภาคพื้นดิน (Terrestrial) ที่ให้บริการในประเทศไทย เริ่มออกอากาศเป็นครั้งแรกเป็นระบบอนาลอก (AnalogTV) เมื่อปีพ.ศ. 2498 โดย “สถานีวิทยุโทรทัศน์ไทยทีวี” เป็นการส่งด้วยระบบขาวดำ M/NTSC 525 เส้น ต่อมาได้เปลี่ยนแปลงจากระบบเดิม คือ ระบบ M/NTSC มาเป็นระบบทีวีสี PAL – B 625 เส้น ที่นิยมใช้กันในแถบยุโรป ด้วยความกว้างของช่องสัญญาณแต่ละช่อง (Bandwidth) เท่ากับ 6-7 MHz ทั้งนี้การส่งสัญญาณแบบอนาลอก ปัจจุบันถึงขีดจำกัดในการพัฒนาเทคนิคและคุณภาพของความคมชัดของภาพในการส่ง จึงไม่มีการพัฒนา HDTV แบบอนาลอก (High Definition TV) แต่ได้มีการพัฒนาระบบทีวีที่เป็นดิจิตอลขึ้นมาเพื่อรองรับการส่งข้อมูลภาพที่มีความละเอียดมากขึ้น โดยอาศัยอัลกอริทึม MPEG-2 หรือ MPEG-4 ที่เป็นหัวใจสำคัญในการที่จะบีบอัดสัญญาณภาพและเสียงให้มีบิตเรทที่น้อยลง และสามารถส่งแพร่ภาพเป็นลักษณะของ Digital Packets ไปยังผู้รับปลายทางได้
มีหลาย ๆ นิยามสำหรับ “ดิจิตอลทีวี” แต่โดยภาพรวมแล้วดิจิตอลทีวี เป็นระบบการรับส่งสัญญาณภาพและเสียงที่มีข้อมูลที่มีการเข้ารหัสเป็นดิจิตอล ทีมีค่า “0” กับ “1” เท่านั้น โดยมีกระบวนการต่าง ๆ ที่จะทำการแปลงสัญญาณภาพและเสียงให้เป็นดิจิตอล มีการบีบอัดข้อมูล ทำการเข้ารหัสข้อมูล ก่อนที่จะทำการมอดูเลตข้อมูลดิจิตอลเหล่านี้เพื่อส่งผ่านตัวกลางไปสู่ผู้รับปลายทางซึ่งต่างกันอย่างสิ้นเชิงกับระบบทีวีอนาลอก
ระบบโทรทัศน์ภาคพื้นดิน (Terrestrial) ที่ให้บริการในประเทศไทย เริ่มออกอากาศเป็นครั้งแรกเป็นระบบอนาลอก (AnalogTV) เมื่อปีพ.ศ. 2498 โดย “สถานีวิทยุโทรทัศน์ไทยทีวี” เป็นการส่งด้วยระบบขาวดำ M/NTSC 525 เส้น ต่อมาได้เปลี่ยนแปลงจากระบบเดิม คือ ระบบ M/NTSC มาเป็นระบบทีวีสี PAL – B 625 เส้น ที่นิยมใช้กันในแถบยุโรป ด้วยความกว้างของช่องสัญญาณแต่ละช่อง (Bandwidth) เท่ากับ 6-7 MHz ทั้งนี้การส่งสัญญาณแบบอนาลอก ปัจจุบันถึงขีดจำกัดในการพัฒนาเทคนิคและคุณภาพของความคมชัดของภาพในการส่ง จึงไม่มีการพัฒนา HDTV แบบอนาลอก (High Definition TV) แต่ได้มีการพัฒนาระบบทีวีที่เป็นดิจิตอลขึ้นมาเพื่อรองรับการส่งข้อมูลภาพที่มีความละเอียดมากขึ้น โดยอาศัยอัลกอริทึม MPEG-2 หรือ MPEG-4 ที่เป็นหัวใจสำคัญในการที่จะบีบอัดสัญญาณภาพและเสียงให้มีบิตเรทที่น้อยลง และสามารถส่งแพร่ภาพเป็นลักษณะของ Digital Packets ไปยังผู้รับปลายทางได้
มีหลาย ๆ นิยามสำหรับ “ดิจิตอลทีวี” แต่โดยภาพรวมแล้วดิจิตอลทีวี เป็นระบบการรับส่งสัญญาณภาพและเสียงที่มีข้อมูลที่มีการเข้ารหัสเป็นดิจิตอล ทีมีค่า “0” กับ “1” เท่านั้น โดยมีกระบวนการต่าง ๆ ที่จะทำการแปลงสัญญาณภาพและเสียงให้เป็นดิจิตอล มีการบีบอัดข้อมูล ทำการเข้ารหัสข้อมูล ก่อนที่จะทำการมอดูเลตข้อมูลดิจิตอลเหล่านี้เพื่อส่งผ่านตัวกลางไปสู่ผู้รับปลายทางซึ่งต่างกันอย่างสิ้นเชิงกับระบบทีวีอนาลอก
ระบบดิจิตอลทีวี
ระบบดิจิตอลทีวีที่คิดค้นกันขึ้นมา ปัจจุบันมีอยู่ 3 ระบบคือ ATSC ของอเมริกาเหนือ DVB ของยุโรป และ ISDB ของญี่ปุ่น ซึ่งทั้งหมดสามารถส่งสัญญาณภาพวิดีโอและเสียงออดิโอที่มีคุณภาพมากขึ้น (เช่น HDTV และ 5.1 Dolby surround) รวมทั้งข้อมูลบริการ (Data) อื่นๆ ที่เป็นประโยชน์ ซึ่งทั้งหมดเป็นลักษณะของดิจิตอลจึงไม่แปลกที่ต่อไปทีวีจะสามารถเชื่อมต่อกับอินเทอร์เนตได้ สามารถชอปปิ้ง เล่นเกมส์ออนไลน์ โหวตให้คะแนนดารา หรือทำงานในลักษณะ Interactive ต่างๆ ได้มีบริการในลักษณะของ VoD (Video on Demand) โดยมีรายการต่าง ๆ ให้เลือกชมอย่างมากมายระบบส่งสัญญาณที่เป็นดิจิตอลทีวีแสดงได้ดังในรูป ประกอบด้วยส่วนสำคัญต่างๆ ดังนี้คือ ตัว MPEG encoder ทำหน้าที่ในการบีบอัดสัญญาณภาพและเสียงเพื่อให้มีบิตเรทที่ลดลงหลายๆ เท่า (เช่น ที่ความละเอียด 720x480/576 pixels และความเร็วภาพ 30 fps (SDTV) ตัวบีบอัดสัญญาณ MPEG-2 สามารถลดบิตเรตที่ต้องใช้จาก 120-150 Mbps ให้เหลือแค่ประมาณ 49 Mbps เท่านั้น) หลังจากนั้น ตัว Packetizer ทำหน้าที่ในการแบ่งข้อมูลที่เป็น Streaming data ที่ออกมาจากตัว บีบอัดสัญญาณให้เป็น Packet ที่เรียกว่า PES (Packetized Elementary Stream) ก่อน แล้วทำการจัดแบ่งความยาวของข้อมูลให้เหมาะสมตามลักษณะการใช้งานอีกครั้งหนึ่ง กรณีที่ส่งข้อมูลไปยัง Media Storage ต่าง ๆ เช่น ฮาร์ดดิสก์ หรือแผ่นดีวีดี ที่มีสัญญาณรบกวนน้อย ข้อมูลในแต่ละ Packet ก็สามารถส่งคราวละมาก ๆ ได้ (เช่น 2 Kbytes) เรียกว่า MPEG-2 Program Stream ส่วนกรณีที่ส่งข้อมูลผ่านตัวกลางที่มีสัญญานรบกวนมากๆ เช่น การส่งออกอากาศก็จะต้องแบ่งข้อมูลให้สั้นลงเพื่อความปลอดภัยของการส่ง เราเรียกว่า MPEG-2 Transport Stream ซึ่งในแต่ละ Packet จะถูกกำหนดมีความยาวคงที่แค่ 188 ไบต์เท่านั้น
Multiplexer ทำหน้าที่ในการมัลติเพลกข้อมูล Packet ต่างๆ ที่เป็นทั้งภาพ เสียง หรือข้อมูลอื่น ๆ เข้าด้วยกันเป็น Streaming เดียว ก่อนที่จะเข้าไปทำการ Channel Coding สำหรับการเข้ารหัสเพื่อให้แต่ละ Packet โดยจะมีการเพิ่มไบต์พิเศษเข้าไป 16 ไบต์ (รวมเป็น 204 ไบต์ในแต่ละ Packet กรณีที่เป็น Transport Stream) เพื่อให้ด้านรับสามารถตรวจสอบข้อมูลว่ามีความถูกต้องหรือไม่ ทั้งยังสามารถ Recover ไบต์ที่ผิดต่าง ๆ ได้สูงสุดถึง 8 ไบต์ ในขั้นตอนสุดท้าย ตัว Modulation จะทำหน้าที่ในการมอดูเลตข้อมูลดิจิตอลในแบบต่างๆ เพื่อส่งผ่านตัวกลางไปยังผู้รับ ซึ่งอาจจะเป็น QPSK, QAM หรือ COFDM กรณีที่เป็นการส่งผ่านดาวเทียม (DVB-S) หรือสายเคเบิ้ล (DVB-C) หรือออกอากาศภาคพื้นดิน (DVB-T) ตามลำดับ ซึ่งจะได้ช่องการส่งข้อมูลดิจิตอลที่มีความเร็วบิตเรตที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ช่องสัญญาณทีวีภาคพื้นดินที่มีความกว้างแบนด์วิธ 6-7 MHzสามารถส่งข้อมูลได้เร็วถึง 19.3 Mbps ทำให้เราใส่ช่องรายการทีวีปกติปัจจุบันได้ถึง 4-5 ช่องเลยทีเดียว (เรียกลักษณะการแพร่ภาพแบบนี้ว่า Multicast) หรืออาจใส่ช่องรายการที่มีคุณภาพภาพและเสียงในระดับ HDTV เข้าไปได้เลย
Multiplexer ทำหน้าที่ในการมัลติเพลกข้อมูล Packet ต่างๆ ที่เป็นทั้งภาพ เสียง หรือข้อมูลอื่น ๆ เข้าด้วยกันเป็น Streaming เดียว ก่อนที่จะเข้าไปทำการ Channel Coding สำหรับการเข้ารหัสเพื่อให้แต่ละ Packet โดยจะมีการเพิ่มไบต์พิเศษเข้าไป 16 ไบต์ (รวมเป็น 204 ไบต์ในแต่ละ Packet กรณีที่เป็น Transport Stream) เพื่อให้ด้านรับสามารถตรวจสอบข้อมูลว่ามีความถูกต้องหรือไม่ ทั้งยังสามารถ Recover ไบต์ที่ผิดต่าง ๆ ได้สูงสุดถึง 8 ไบต์ ในขั้นตอนสุดท้าย ตัว Modulation จะทำหน้าที่ในการมอดูเลตข้อมูลดิจิตอลในแบบต่างๆ เพื่อส่งผ่านตัวกลางไปยังผู้รับ ซึ่งอาจจะเป็น QPSK, QAM หรือ COFDM กรณีที่เป็นการส่งผ่านดาวเทียม (DVB-S) หรือสายเคเบิ้ล (DVB-C) หรือออกอากาศภาคพื้นดิน (DVB-T) ตามลำดับ ซึ่งจะได้ช่องการส่งข้อมูลดิจิตอลที่มีความเร็วบิตเรตที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ช่องสัญญาณทีวีภาคพื้นดินที่มีความกว้างแบนด์วิธ 6-7 MHzสามารถส่งข้อมูลได้เร็วถึง 19.3 Mbps ทำให้เราใส่ช่องรายการทีวีปกติปัจจุบันได้ถึง 4-5 ช่องเลยทีเดียว (เรียกลักษณะการแพร่ภาพแบบนี้ว่า Multicast) หรืออาจใส่ช่องรายการที่มีคุณภาพภาพและเสียงในระดับ HDTV เข้าไปได้เลย
สรุป
ดิจิตอลทีวี เป็นการเปลี่ยนรูปแบบของการดูทีวีในปัจจุบันมีบริการใหม่ ๆ เกิดขึ้นได้ภาพเสียงชัดเจนขึ้น และมีการใช้งานช่องความถี่ได้คุ้มค่ามากขึ้น แต่แน่นอนว่าก็จะต้องมีการลงทุน ทั้งในส่วนของผู้ให้บริการเองที่จะต้องเปลี่ยนเครื่องมือในระบบการส่งสัญญาณภาพจากอนาลอกเป็นดิจิตอล และส่วนของผู้รับบริการที่จะต้องมีตัวอุปกรณ์เพิ่มเติมที่สามารถทำการถอดรหัส (Decode) สัญญาณดิจิตอลที่ส่งมาได้ เรียกว่า Converter Box หรือ Set-top Box ก่อนที่จะเป็นภาพที่แสดงได้ด้วยทีวีปัจจุบัน
แหล่งที่มา : http://www.telco.mut.ac.th/telco/index.php/en/news/3-2009-08-14-13-13-16/210--digital-television
Digital TV in Thailand (ดิจิตอลทีวี ในประเทศไทย) - แหล่งรวบรวมความรู้ บทความ ข้อมูล และอุปกรณ์ต่างๆ สำหรับระบบดิจิตอลทีวี (Digital TV) ในประเทศไทย
Set Top Box, Digital TV - แหล่งรวบรวมอุปกรณ์ Digital TV online
No comments:
Post a Comment