Развитие и состояние систем телевидения в мире

В настоящее время в различных странах мира и международных организациях ведут интенсивные исследования, связанные с выбором и внедрением нового цифрового стандарта телевизионного вещания, а также способов передачи телевизионных сигналов с использованием новейших достижений радиоэлектроники

Начало развития телевидения обычно относят к 1875—1877 гг., когда были сформулированы основные принципы получения и передачи сигналов изображения движущихся объектов. Это — разбивка его на отдельные элементы и поочередно- последовательная их передача и воспроизведение. Они сохранились до наших дней. Сам термин «телевидение» впервые был использован русским инженером- электриком К. Д. Перским в 1900 г. в докладе «Электрическое телевидение» на
Международном конгрессе в Париже.

Неизменной сохраняется и структура тракта передачи: преобразователь оптических изображений в электрические сигналы, каналы передачи сигналов изображения и звукового сопровождения, устройства их приема и воспроизведение изображения и звука у потребителя. Параметры сигналов и звеньев тракта, а также используемые технические решения непрерывно совершенствовались. Очень кратко напомним о них.

Основной параметр, определяющий качество получаемого телевизионного изображения — число элементов (пикселей), на которое оно разбивается.
Поскольку элементы передаются последовательно, они образуют строки разложения.

На первом этапе все технические решения в мире основывались на оптико- механических способах малострочного разложения и обратного синтеза изображения. Среди них, конечно, особое место занимает предложенный немецким студентом Паулем Нипковым (1883) способ преобразования вращающимся непрозрачным диском с отверстиями по спирали («диск Нипкова»). Он оказался наиболее удачным и находил широкое применение.

Первые массовые демонстрации телевизионных передач в Англии, США, СССР относятся к 1925— 1926 гг., а начало регулярного вещания — к 1928—1931 гг,
Большинство стран использовали тогда стандарт разложения на 30 строк при
12,5 кадра в секунду

Основной недостаток оптико-механических систем — их низкая светочувствительность, поскольку уровень сигнала в них определялся яркостью элемента изображения в момент передачи и, естественно, временем его считывания. Если говорить о достоинстве таких малострочных систем, то следует отметить узкую полосу частот сигнала, что позволяло передавать его обычными радиопередатчиками ДВ, СВ и KB диапазонов на большие расстояния.

Указанный недостаток отсутствует у электронных систем. В них свет воздействует на фотоэлемент непрерывно, обеспечивая накопление заряда, который считывается один раз в течение кадра, Этот принцип был реализован в
1933—1934 гг. в США и СССР на передающей трубке «иконоскоп». Ее авторами принято считать В. К. Зворыкина — выходца из России, работавшего в США, и советского ученого С. И. Катаева.

Вещание по электронной системе началось в 1936 г. в США (стандарт разложения 343 строки, автор — Зворыкин В. К.) и Англии (405 строк, автор — также выходец из России И. Шоэнберг), а в 1938 г — в СССР (240 и 343 строки), во Франции (455 и 441 строка), в Германии и Италии (441 строка).

Начавшаяся вторая мировая война приостановила дальнейшее развитие телевизионного вещания в Европе. Правда, в США оно продолжалось, и в 1943 г там был внедрен новый стандарт — 525 строк, который используется и в настоящее время.

Первым в Европе после войны возобновил работу Московский телецентр (5 мая
1945 г.). Вскоре начали свое вещание телецентры и в других странах. Однако единого стандарта, как по параметрам разложения, так и по радиочастотным характеристикам, не было.

В то время в СССР проводились работы (начавшиеся еще во время войны) по созданию нового стандарта на 625 строк,

Они были успешно завершены, и уже в 1948 л Московский телецентр первым в мире перешел на этот стандарт. В том же году во Франции началось телевизионное вещание по стандарту 819 строк.

Отсутствие единого стандарта в мире, особенно по радиочастоте, приводило к взаимным помехам в пограничных зонах-Эта проблема серьезно обсуждалась на международных конференциях в рамках Международного Союза Электросвязи
(МСЭ). В результате были рекомендованы разработанный в СССР стандарт на 625 строк и действующий в США и ряде стран Америки и Японии стандарт на 525 строк. В Англии и Франции перешли на стандарт 625 строк. Однако в связи с тем, что у населения оставалось много старых телевизоров, их телецентры еще в течение 30 лет (вплоть до 1987 г.) дублировали передачи одной государственной программы со стандартами 405 и 819 строк соответственно.

Поскольку ранее развитие телевизионного вещания в ряде стран велось, как уже отмечалось, без единого мирового плана по стандартам разложения и радиочастотным параметрам, в согласованных МСЭ планах имеются некоторые различия в параметрах для отдельных регионов (ширина остатка подавленной боковой полосы, разнос между несущими изображениями и звука, способы их модуляции и др.). В дециметровом диапазоне, который ранее практически не использовался, таких различий меньше, С учетом этого до принятия единого плана было зафиксировано 14 разновидностей систем (стандартов). Они и их параметры указаны в табл. 1. В настоящее время их число сократилось до девяти (системы А, С, Е, F, K1 сейчас перестали применять). Использование их по регионам Земли иллюстрирует табл. 2.

Конечно, большинство различий оказалось в европейских странах, ранее других начавших телевизионное вещание и использовавших индивидуальные стандарты.
Системы В и G первоначально были использованы многими западноевропейскими странами, а стандарты D и К — восточноевропейскими (В и D — для метрового диапазона, G и К — для дециметрового). С целью уменьшения взаимных помех и облегчения общего планирования для систем G и К были приняты одинаковая ширина радиоканала (хотя это неэкономично для системы G) и одинаковые значения несущих канала изображения.

Стандарт I используют Англия, Ирландия, Гонконг и др. Систему L, в которой сохранены позитивная модуляция несущей сигнала изображения и амплитудная модуляция несущей звукового сопровождения, оставили Франция, Монако и
Люксембург. Система М, принятая, в США, применяется многими странами
Америки, Японией и др. Однако Аргентина, Боливия, Парагвай и Уругвай используют разложение на 625 строк. Поскольку к моменту принятия ими такого стандарта в Америке действовал единый частотный план для стандарта 525 строк, эти страны используют его радиопараметры, что обобщено в системе N.
Подобные различия имеются и у ряда других стран.

В итоге стандарт 525 строк используют в 55 странах с населением 1 млрд жителей, а стандарт 625 строк — в 152 странах с населением 4,2 млрд. жителей.

Примечательна история цветного телевидения. Его развитие шло параллельно со становлением черно-белого. Предлагались различные технические решения разделения светового потока изображения на три цветовых составляющих, формирование трех соответствующих сигналов и передача их по каналу до пользователя и их сложение в приемном устройстве для получения цветного изображения.

Вначале это были оптико-механические системы, например, с вращающимися дисками из цветофильтров, затем — электронные. Проводились многочисленные испытания, опытное вещание, В конце концов, в 1953 г. США приняли и начали внедрять трехкомпонентную электронную совместимую систему NTSC (название представляет собой аббревиатуру наименования национального комитета США по телевизионным системам). Она обеспечивает высокое качество цветного изображения и хорошую совместимость с черно-белым телевидением.

Но ее сигналы весьма чувствительны к параметрам тракта передачи. Это затрудняло использование системы в действующих телевизионных сетях без реконструкции оборудования, что побудило специалистов Европы к поиску других форм сигналов цветного телевидения, менее чувствительных к характерным искажениям трактов передачи.

Учитывая, что работы велись в условиях, когда в Европе отсутствовало цветное телевизионное вещание, ставилась задача выбора единого стандарта для всех европейских стран. Однако в основном по политическим соображениям, достичь единства не удал ос J. Были выбраны две системы: SECAM (Франция —
СССР) и PAL (ФРГ). Наименования систем представляют собой аббревиатуры от слов «по-очередность цветов с запоминанием» и «строка с переменной фазой» соответственно. Их сигналы малочувствительны к искажениям действующих трактов передачи. Это, начиная с 1967 г, обеспечило быстрое внедрение цветного телевидения в Европе по мере создания студийных комплексов и выпуска приемников.

Итак, в мире используют три системы цветного телевидения. Однако в
Бразилии, например, наряду со стандартом М (525 строк) применяют видоизмененную систему PAL, отличающуюся от европейской значением цветовой поднесущей. В Люксембурге и Монако телецентры работают по стандартам SECAM и PAL. во Вьетнаме — по системам NTSC и SECAM. В Бельгии, Голландии и других западноевропейских странах принята система PAL, но на территориях, где дислоцируются войска США, используется и система NTSC-M

Применение стандартов разложения и систем цветного телевидения в регионах
Земли показано в табл. 3. Следует иметь в виду, что в Китае и Индии, использующих систему PAL, проживает около 40 % всего населения планеты.
Поэтому можно считать, что все три системы цветного телевидения примерно равнозначно применяются всеми странами мира.