บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิชา ITM 640: เทคโนโลยีการสื่อสารและอินเตอร์เน็ต
โดยมีอาจารย์ พ.อ.รศ.ดร.เศรษฐพงค์ มะลิสุวรรณ เป็นผู้สอน
โดยมีอาจารย์ พ.อ.รศ.ดร.เศรษฐพงค์ มะลิสุวรรณ เป็นผู้สอน
บทนำ
การแพร่ภาพโทรทัศน์ (Television Broadcasting) เป็นวิธีการรับส่งข้อมูลข่าวสารทั้งข้อมูลภาพและเสียง โดยแบ่งการทำงานออกเป็นสองประเภท ได้แก่ การแพร่ภาพโทรทัศน์แบบแอนะล็อก (Analog)และแบบดิจิทัล (Digital)โดยหลักการแพร่ภาพเบื้องต้นเกิดจากเครื่องส่งจะส่งสัญญาณภาพและเสียงพร้อมกับผสมสัญญาณรวมกับคลื่นวิทยุแล้วกระจายสู่อากาศในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จากนั้นเครื่องรับจะทำการแยกสัญญาณ ทำให้เป็นภาพปรากฏที่หน้าจอเครื่องรับ โดยหลักการของการแพร่ภาพประกอบด้วย การสแกนภาพ การส่งสัญญาณโทรทัศน์แอนะล็อกในระบบต่าง ๆ เช่น ระบบเอ็นทีเอสซี (NTSC) ระบบพัล (PAL) และระบบซีแคม (SECAM) เป็นต้น ซึ่งการแพร่ภาพในแต่ละประเภทนี้สามารถรับและส่งข้อมูลได้ในหลายช่องทาง เช่น การส่งสัญญาณผ่านสายเคเบิล การส่งสัญญาณผ่านดาวเทียมและการส่งสัญญาณแพร่ภาพภาคพื้นดินด้วยคลื่นความถี่วิทยุ ซึ่งอาจจะมาจากการถ่ายทอดสดหรือจากการบันทึกเทปไว้
โทรทัศน์แอนะล็อก (analog television)เป็นโทรทัศน์ที่มีระบบการส่งสัญญาณภาพและเสียงในรูปสัญญาณแอนะล็อก แบบเอเอ็ม (A.M.)และเอฟเอ็ม (F.M.) โดยส่งเป็นสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า โทรทัศน์ชนิดนี้มีการใช้งานทั่วไปอยู่ในระบบ เช่น โทรทัศน์ระบบเอ็นทีเอสซี (NTSC)พัล (PAL) และซีแคม (SECAM)
โทรทัศน์ดิจิทัล (digital television)เป็นโทรทัศน์อีกรูปแบบมาตรฐานที่พัฒนามาจากโทรทัศน์แบบแอนะล็อก มีระบบการส่งสัญญาณภาพและเสียงแบบดิจิทัล คือส่งข้อมูลเป็นบิต การส่งข้อมูลแบบนี้สามารถส่งข้อมูลได้มากกว่าแบบแอนะล็อก ในหนึ่งช่องสัญญาณ จึงเรียกได้อีกอย่างว่ามัลติแคสติ้ง (multicasting) การส่งสัญญาณเป็นแบบดิจิทัลจึงทำให้ได้คุณภาพของภาพและเสียงดีกว่าเช่น โทรทัศน์ระบบความคมชัดสูง (HDTV)
เทคโนโลยีโทรทัศน์แอนะล็อก
ในยุคเริ่มต้นของ กิจการ วิทยุกระจายเสียงและแพร่ภาพ โทรทัศน์นั้น การให้บริการโทรทัศน์ ใช้เทคโนโลยีที่เป็น ระบบแอนะล็อก แบบขาว-ดำ ในเวลาต่อมามีการพัฒนา โทรทัศน์สีขึ้น ซึ่งเป็นการต่อยอดทางเทคโนโลยีจากโทรทัศน์ ขาว-ดำ โดยการแพร่สัญญาณภาพส่วนที่เป็นภาพสีฝากไปกับแถบความถี่ภายในช่องความถี่ที่กำหนด เพื่อให้เครื่องรับโทรทัศน์ขาว-ดำ ยังคงรับสัญญาณจากการส่งโทรทัศน์สีได้ ปัจจุบันมีระบบโทรทัศน์สีอยู่ 3 ระบบ ได้แก่ NTSC (National Television System Committee), PAL (Phase Alternating Line) และ SECAM (Séquentiel couleur avec mémoire หรือ Sequential Color with Memory) ทั้ง 3 ระบบอิงอยู่บนหลักการพื้นฐานเดียว กัน คือ ภาพที่ปรากฏบนจอโทรทัศน์เกิดจากการสแกน (scan) ในแนวนอน จำนวนหลายเส้นสแกนจนครบเฟรมภาพ (Frame) หนึ่งเฟรม ในทางทฤษฎีเส้นสแกนในแนวนอนจะต่อเนื่องกัน นั่นคือ ความชัดเจนของภาพทางแนวนอนไม่มีขีดจากัด แต่ในทางปฏิบัติความชัดเจนของภาพทางแนวนอน จะถูกจำกัดด้วยความกว้างของแถบความถี่ของช่องสัญญาณโทรทัศน์
โทรทัศน์สีแอนะล็อกใช้วิธีสแกนภาพแบบ อินเทอร์เลซ (Interlaced) กล่าวคือ ภาพแต่ละเฟรมจะถูกแบ่งออกเป็น 2 ส่วนที่เรียกว่า ฟีลด์คี่ และฟีลด์คู่ ทั้งสอง ฟีลด์จะถูกนำมาแสดงสลับกันด้วยอัตราจานวนเฟรมต่อวินาที (หรือจานวนภาพต่อวินาที ) โดยที่อิงกับมาตรฐานภาพยนตร์ (ซึ่งมีค่าเท่ากับ 24 เฟรมต่อวินาที) การเลือกอัตราจำนวนเฟรมต่อวินาทีสำหรับระบบโทรทัศน์ยังคำนึงถึงความถี่ของกระแสไฟฟ้าที่ใช้ในประเทศนั้น ๆ ด้วย กล่าวคือ ในประเทศที่ใช้กระแสไฟฟ้า 50 Hz จะเลือกใช้ 25 เฟรมต่อวินาที ในขณะที่ประเทศที่ใช้กระแสไฟฟ้า 60 Hz จะใช้ 30 เฟรมต่อวินาที เหตุผลของการเลือกตัวเลขดังกล่าวนี้ก็เพื่อหลีกเลี่ยงการวูบวาบ (Flicker) ของภาพที่เกิดขึ้นจากการรบกวนเมื่อจังหวะในการสแกนภาพโทรทัศน์ไม่สัมพันธ์กับแสงสว่างจากหลอดไฟฟ้าในห้องที่รับชมโทรทัศน์อยู่
รูปที่ 1 แสดงการสแกนภาพโทรทัศน์
รูปที่ 2 การแสดงผลด้วยวิธีสแกนภาพแบบอินเทอร์เลซ
ก่อนที่จะทำการ แพร่กระจายสัญญาณภาพโทรทัศน์สีแอนะล็อกจากสถานีส่งไป ยังสายอากาศ ของเครื่องรับ สัญญาณภาพโทรทัศน์สีแอนะล็อกจะถูกมอดูเลตเข้ากับคลื่นความถี่วิทยุเพื่อให้สัญญาณสามารถส่งผ่านอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพบนคลื่นความถี่ตามที่กำหนด และ ลดผลกระทบของสัญญาณรบกวน การมอดูเลตสัญญาณภาพโทรทัศน์สีแบบแอนะล็อกกับคลื่นความถี่วิทยุส่วนมากจะเป็น การมอดูเลตเชิงขนาดแบบ VSB (Vestigial Sideband) ซึ่งมีข้อดีคือมีประสิทธิภาพการใช้งานแบนด์วิทด์ที่ดี
ในส่วนของการส่งสัญญาณเสียง สำหรับระบบโทรทัศน์สีแบบแอนะล็อก นั้นใช้ระบบการมอดูเลตที่ต่างไปและการมอดูเลตกับคลื่นความถี่วิทยุจะแยกกันกับสัญญาณภาพ แต่ทั้งสองสัญญาณ อาจจะรวมกันในเครื่องขยายสัญญาณ (ใช้เครื่องขยายสัญญาณร่วมกัน) หรืออาจจะรวมกันก่อนจะป้อนสู่ระบบสายอากาศ (ใช้เครื่องขยายสัญญาณแยกกัน) โดยทั่วไปสัญญาณเสียง โมโน (mono) จะเป็นการมอดูเลตสัญญาณเสียงแบบ FM กับคลื่นความถี่วิทยุ ส่วนสัญญาณเสียง ภาษาที่ 2 หรือเสียงระบบสเตอริโอ (stereo) จะเป็นระบบ Digital NICAM อย่างที่ใช้ประเทศอังกฤษ ระบบ FM-FM ในประเทศญี่ปุ่น ระบบ A2 Stereo หรือมาตรฐาน IRT ในประเทศเยอรมัน และ ระบบ BTSC หรือ MTS ในประเทศสหรัฐอเมริกา
ระบบโทรทัศน์สีแอนะล็อกทั่วโลกแพร่ภาพในย่านความถี่ VHF และ UHF เหมือน ๆ กัน แต่การจัดสรรขนาดความกว้างของช่องสัญญาณความถี่วิทยุ จานวนเส้นสแกน ความถี่ด้านภาพและเสียง จะแตกต่างกันไปตามมาตรฐานการแพร่ภาพสัญญาณโทรทัศน์ที่เลือกใช้
สหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (International Telecom Union) หรือที่เรียกโดยย่อว่า ITU ได้จัดสรรความถี่ย่าน VHF และ UHF สาหรับกิจการกระจายเสียงและแพร่ภาพ (broadcasting) ไว้ดังนี้คือ
VHF Band I ความถี่ 47-72 MHz
VHF Band II ความถี่ 87-108 MHz
VHF Band III ความถี่ 174-230 MHz
UHF Band IV, V ความถี่ 470-890 MHz
แต่ประเทศ ส่วนใหญ่ใช้มาตรฐานการส่งโทรทัศน์ บนย่านความถี่ UHF มากกว่าย่านความถี่ VHF เนื่องจาก ในหลายประเทศอาจใช้ความถี่เหล่านี้กับกิจการอื่น ๆ เช่น ประจาที่ (Fixed) หรือเคลื่อนที่ (Mobile) ร่วมกับกิจการกระจายเสียงและแพร่ภาพด้วยภายหลังการประชุม ITU ณ กรุงสต็อกโฮล์ม (Stockholm) ในปี ค.ศ. 1961 ITU ได้กำหนดมาตรฐานการส่งสัญญาณโทรทัศน์โดยใช้ตัวอักษร A-N ผสมกับระบบโทรทัศน์สี (NTSC, PAL และ SECAM) เช่น PAL-B, NTSC-M เป็นต้น ดังปรากฏใน ตารางที่ 1 ดังนี้
ในส่วนของการส่งสัญญาณเสียง สำหรับระบบโทรทัศน์สีแบบแอนะล็อก นั้นใช้ระบบการมอดูเลตที่ต่างไปและการมอดูเลตกับคลื่นความถี่วิทยุจะแยกกันกับสัญญาณภาพ แต่ทั้งสองสัญญาณ อาจจะรวมกันในเครื่องขยายสัญญาณ (ใช้เครื่องขยายสัญญาณร่วมกัน) หรืออาจจะรวมกันก่อนจะป้อนสู่ระบบสายอากาศ (ใช้เครื่องขยายสัญญาณแยกกัน) โดยทั่วไปสัญญาณเสียง โมโน (mono) จะเป็นการมอดูเลตสัญญาณเสียงแบบ FM กับคลื่นความถี่วิทยุ ส่วนสัญญาณเสียง ภาษาที่ 2 หรือเสียงระบบสเตอริโอ (stereo) จะเป็นระบบ Digital NICAM อย่างที่ใช้ประเทศอังกฤษ ระบบ FM-FM ในประเทศญี่ปุ่น ระบบ A2 Stereo หรือมาตรฐาน IRT ในประเทศเยอรมัน และ ระบบ BTSC หรือ MTS ในประเทศสหรัฐอเมริกา
ระบบโทรทัศน์สีแอนะล็อกทั่วโลกแพร่ภาพในย่านความถี่ VHF และ UHF เหมือน ๆ กัน แต่การจัดสรรขนาดความกว้างของช่องสัญญาณความถี่วิทยุ จานวนเส้นสแกน ความถี่ด้านภาพและเสียง จะแตกต่างกันไปตามมาตรฐานการแพร่ภาพสัญญาณโทรทัศน์ที่เลือกใช้
สหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (International Telecom Union) หรือที่เรียกโดยย่อว่า ITU ได้จัดสรรความถี่ย่าน VHF และ UHF สาหรับกิจการกระจายเสียงและแพร่ภาพ (broadcasting) ไว้ดังนี้คือ
VHF Band I ความถี่ 47-72 MHz
VHF Band II ความถี่ 87-108 MHz
VHF Band III ความถี่ 174-230 MHz
UHF Band IV, V ความถี่ 470-890 MHz
แต่ประเทศ ส่วนใหญ่ใช้มาตรฐานการส่งโทรทัศน์ บนย่านความถี่ UHF มากกว่าย่านความถี่ VHF เนื่องจาก ในหลายประเทศอาจใช้ความถี่เหล่านี้กับกิจการอื่น ๆ เช่น ประจาที่ (Fixed) หรือเคลื่อนที่ (Mobile) ร่วมกับกิจการกระจายเสียงและแพร่ภาพด้วยภายหลังการประชุม ITU ณ กรุงสต็อกโฮล์ม (Stockholm) ในปี ค.ศ. 1961 ITU ได้กำหนดมาตรฐานการส่งสัญญาณโทรทัศน์โดยใช้ตัวอักษร A-N ผสมกับระบบโทรทัศน์สี (NTSC, PAL และ SECAM) เช่น PAL-B, NTSC-M เป็นต้น ดังปรากฏใน ตารางที่ 1 ดังนี้
ตารางที่ 1 มาตรฐานการส่งโทรทัศน์ ตามตัวอักษร A-N
หมายเหตุ ระบบในแถบสีเทา เป็นระบบที่เลิกใช้แล้ว คือ
A ระบบ 405 เส้น ความถี่ VHF ในประเทศอังกฤษ
C ระบบเดิม ความถี่ VHF ในประเทศเบลเยี่ยม
E ระบบ 819 เส้น ความถี่ VHF ในประเทศฝรั่งเศส ความชัดเจนใกล้เคียง HDTV ปัจจุบัน
F ระบบ 819 เส้น แต่ BW 7 MHz ความถี่ VHF ในประเทศเบลเยี่ยมและลักแซมเบอร์ก
ระบบ ที่ยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน ได้แก่
B ทั่วไป ความถี่ VHF เช่น PAL-B, ยกเว้นทวีป ออสเตรเลีย มีทั้ง VHF และ UHF
D ทั่วไป ย่านความถี่ VHF เช่น SECAM-D, ยกเว้นจีน PAL-D ทั้ง VHF และ UHF
G ทั่วไป ความถี่ UHF เช่น PAL-G ใช้คู่กับ B ในความถี่ VHF ยกเว้นทวีป ออสเตรเลีย
H ความถี่ UHF เช่น PAL-H ใช้ในประเทศเบลเยี่ยม ลักแซมเบอร์ก และกลุ่มประเทศยูโกสลาเวียเดิม
I ความถี่ UHF เช่น PAL–I ใช้ในประเทศอังกฤษ ไอร์แลนด์ อาฟริกาใต้ มาเก๊า และฮ่องกง
J ความถี่ VHF เช่น NTSC-J และ UHF ใช้ในประเทศญี่ปุ่น
K ทั่วไป ความถี่ UHF เช่น SECAM-K ใช้คู่กับ D ในย่านความถี่ VHF
L ความถี่ VHF Band I เช่น SECAM-L ในประเทศฝรั่งเศส
M ความถี่ VHF และ UHF เช่น NTSC –M ใช้ในทวีปอเมริกาเหนือ ฟิลิปปินส์ เกาหลีใต้ ไต้หวัน และ เมียนม่าร์ ส่วนในประเทศบราซิล เป็นระบบ PAL-M
N ความถี่ VHF และ UHF เช่น PAL-N ใช้ในทวีปอเมริกาใต้ อาเจนตินา ปารากวัย อุรุกวัย
สาหรับประเทศไทยและประเทศในกลุ่มอาเซียน ใช้ระบบ PAL-B และ PAL-G ยกเว้น เมียนม่าร์และฟิลิปปินส์ ใช้ระบบ NTSC-M
A ระบบ 405 เส้น ความถี่ VHF ในประเทศอังกฤษ
C ระบบเดิม ความถี่ VHF ในประเทศเบลเยี่ยม
E ระบบ 819 เส้น ความถี่ VHF ในประเทศฝรั่งเศส ความชัดเจนใกล้เคียง HDTV ปัจจุบัน
F ระบบ 819 เส้น แต่ BW 7 MHz ความถี่ VHF ในประเทศเบลเยี่ยมและลักแซมเบอร์ก
ระบบ ที่ยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน ได้แก่
B ทั่วไป ความถี่ VHF เช่น PAL-B, ยกเว้นทวีป ออสเตรเลีย มีทั้ง VHF และ UHF
D ทั่วไป ย่านความถี่ VHF เช่น SECAM-D, ยกเว้นจีน PAL-D ทั้ง VHF และ UHF
G ทั่วไป ความถี่ UHF เช่น PAL-G ใช้คู่กับ B ในความถี่ VHF ยกเว้นทวีป ออสเตรเลีย
H ความถี่ UHF เช่น PAL-H ใช้ในประเทศเบลเยี่ยม ลักแซมเบอร์ก และกลุ่มประเทศยูโกสลาเวียเดิม
I ความถี่ UHF เช่น PAL–I ใช้ในประเทศอังกฤษ ไอร์แลนด์ อาฟริกาใต้ มาเก๊า และฮ่องกง
J ความถี่ VHF เช่น NTSC-J และ UHF ใช้ในประเทศญี่ปุ่น
K ทั่วไป ความถี่ UHF เช่น SECAM-K ใช้คู่กับ D ในย่านความถี่ VHF
L ความถี่ VHF Band I เช่น SECAM-L ในประเทศฝรั่งเศส
M ความถี่ VHF และ UHF เช่น NTSC –M ใช้ในทวีปอเมริกาเหนือ ฟิลิปปินส์ เกาหลีใต้ ไต้หวัน และ เมียนม่าร์ ส่วนในประเทศบราซิล เป็นระบบ PAL-M
N ความถี่ VHF และ UHF เช่น PAL-N ใช้ในทวีปอเมริกาใต้ อาเจนตินา ปารากวัย อุรุกวัย
สาหรับประเทศไทยและประเทศในกลุ่มอาเซียน ใช้ระบบ PAL-B และ PAL-G ยกเว้น เมียนม่าร์และฟิลิปปินส์ ใช้ระบบ NTSC-M
เทคโนโลยีโทรทัศน์ดิจิทัล Digital television (DTV)
เป็นเวลาหลายสิบปีที่กิจการโทรทัศน์แอนะล็อกให้บริการสู่ผู้ชมทั้งที่ผ่านดาวเทียม เคเบิลทีวี และจากสถานีโทรทัศน์ภาคพื้นดิน มีความพยายามลดจานวนมาตรฐานการส่งโทรทัศน์ ตั้งแต่ยุคโทรทัศน์ ขาว- ดำ ที่มีจานวนเส้นสแกน ต่างถึง 4 ระบบคือ 405, 525, 625 และ 819 เส้น เหลือเพียง 2 ระบบคือ 525 และ 625 เส้น แต่มีระบบโทรทัศน์สี 3 ระบบ คือ NTSC, PAL และ SECAM คือระบบ NTSC 525 เส้น PAL มีทั้ง 525/625 เส้น และ SECAM 625 เส้น เมื่อเทคโนโลยีได้รับการพัฒนาไปสู่โทรทัศน์ยุคดิจิทัล จึงคาดหวังกันว่าน่าจะมีมาตรฐานโทรทัศน์ดิจิทัลเพียงมาตรฐานเดียว อย่างไรก็ดี ในทางปฏิบัติประเทศหรือกลุ่มประเทศที่เป็นผู้นำทางเทคโนโลยีต่างก็พัฒนามาตรฐานระบบโทรทัศน์ดิจิทัล ที่เป็นของตนเองขึ้นมาใช้งาน แต่กระนั้น มีข้อสังเกตว่า โดยพื้นฐานแล้วมาตรฐานของแต่ละระบบ ต่างก็ใช้สัญญาณภาพที่เป็น ดิจิทัลและใช้การบีบอัดแบบ MPEG-2 เหมือนกัน
โทรทัศน์ดิจิทัล (Digital television หรือ DTV) คือระบบการแพร่สัญญาณภาพเคลื่อนไหวและสัญญาณเสียงไปสู่เครื่องรับโทรทัศน์ด้วยสัญญาณดิจิทัล ซึ่งแตกต่างกับการใช้สัญญาณแอนะล็อกใน ระบบโทรทัศน์แอนะล็อก โดยทั่วไป DTV ใช้สัญญาณดิจิทัลที่ถูกบีบอัดและ เข้ารหัส MPEG-2 การรับชมจึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ถอดรหัส ซึ่งอาจมีมาพร้อมกับตัวเครื่องรับโทรทัศน์เลยหากเป็นโทรทัศน์รุ่นใหม่ที่ผลิตขึ้นมาเพื่อรองรับระบบดิจิทัล หรือจะเป็นอุปกรณ์ถอดรหัส ที่แยกอยู่โดด ๆ ในอุปกรณ์เครื่องรับสัญญาณที่เรียกว่า STB (Set Top Box) ซึ่งใช้ถอดรหัสสัญญาณและป้อนให้กับเครื่องรับโทรทัศน์แอนะล็อกที่มีใช้งานทั่วไป หากเป็นการ รับชมด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ PC ก็มีการ์ดรับสัญญาณที่สามารถถอดรหัสได้ ในระบบโทรทัศน์ดิจิทัล สัญญาณภาพและเสียงที่รับได้มีคุณภาพสูงกว่า ระบบ โทรทัศน์แอนะล็อก เนื่องจากเทคโนโลยีดิจิทัลมีขีดความสามารถในการขจัดปัญหาของ สัญญาณรบกวน ได้ดีกว่าแอนะล็อก ภาพเสียงชัดเจนไม่มีภาพเงา การเปลี่ยนแปลงไปสู่ DTV นับว่าเป็นการปฏิวัติวงการโทรทัศน์ยิ่งกว่าตอนเปลี่ยนจากโทรทัศน์ขาว - ดำไปเป็นโทรทัศน์สี ก่อให้เกิดธุรกิจและโอกาสใหม่ ๆ ในวงการ วิทยุกระจาย เสียงและแพร่ภาพโทรทัศน์ รวมถึงผู้ผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ DTV ได้รับความนิยมแพร่หลายอย่างรวดเร็ว ซึ่งมีทั้งการให้บริการผ่าน ระบบสื่อสาร ดาวเทียม ผ่านเคเบิล ผ่านบรอดแบนด์ และผ่านสถานีโทรทัศน์ภาคพื้นดิน เป็นต้น
มาตรฐานการส่งสัญญาณโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียมแบบ DVB-S (Digital Video Broadcasting Satellite) เป็นต้นแบบของมาตรฐานการส่งสัญญาณโทรทัศน์ ดิจิทัลระบบอื่น ๆ ทั้งในเรื่องของ วิธีการมอดูเลตแบบ QPSK, วิธีการบีบอัดและเข้ารหัส ข้อมูลด้วยมาตรฐาน MPEG-2 และวิธีการแก้ไขความผิดพลาด แบบไปข้างหน้า (Forward Error Correction) ซึ่งมาตรฐาน DVB-S เริ่มถูกนำมาใช้งานในปี ค.ศ. 1995 และได้รับการยอมรับอย่างรวดเร็ว มีการใช้งานกันอย่าง แพร่หลายทั่วโลก สาหรับลักษณะของการส่งข้อมูลผ่านทางช่องสัญญาณของมาตรฐาน DVB-S แบ่งออกได้ 2 แบบ ได้แก่ MCPC (Multi Channel per Carrier) ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณโทรทัศน์หลายช่องในรูปของสัญญาณดิจิทัลบนคลื่นพาห์เดียว และ SCPC (Single Channel per Carrier) ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณโทรทัศน์หนึ่งช่องในรูปของสัญญาณดิจิทัลบนคลื่นพาห์เดียว
มาตรฐานการส่งสัญญาณโทรทัศน์ผ่านเคเบิล แบบ DVB-C (Digital Video Broadcasting-Cable) ใช้วิธีการบีบอัดและเข้ารหัสข้อมูลด้วยมาตรฐาน MPEG-2 เช่นเดียวกับมาตรฐาน DVB-S แต่จะใช้การมอดูเลตสัญญาณแบบ QAM แทน ตัวอย่างเช่น การมอดูเลตสัญญาณแบบ 16QAM, 64QAM, 128QAM และ 256QAM พร้อมทั้งมีการใช้รหัสช่องสัญญาณ (Channel Coding) ก่อนการมอดูเลตและส่งสัญญาณ
การส่งสัญญาณโทรทัศน์ดิจิทัลภาคพื้นดิน (Digital Terrestrial Television Broadcasting: DTTB) ใช้วิธีการ บีบอัดและเข้ารหัส ข้อมูลด้วยมาตรฐาน MPEG-2 เช่นเดียวกับมาตรฐาน DVB-S และ DVB-C ระบบ DTTB ได้รับการพัฒนาขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อ แทนที่ระบบโทรทัศน์แอนะล็อก โดยระบบใหม่นี้มีข้อดีคือ มีจำนวนช่องรายการมากกว่า และมีคุณภาพของภาพและเสียง ที่ดีกว่าโทรทัศน์แอนะล็อก สำหรับ การรับสัญญาณสามารถกระทำได้ โดยใช้สาย อากาศรับ สัญญาณ โทรทัศน์แบบธรรมดาที่ใช้กันอยู่ตามบ้านเรือนทั่วไป ซึ่งจะประหยัดกว่า การใช้จานรับ สัญญาณ ดาวเทียมหรือ การสมัคร เป็นสมาชิกเคเบิลทีวีปัจจุบันระบบ DTTB ในโลกนี้มีอยู่ 4 มาตรฐาน ได้แก่
1. ATSC ถูกพัฒนาขึ้นมาในประเทศสหรัฐอเมริกา
2. DVB-T ถูกพัฒนาขึ้นมาในทวีปยุโรป
3. ISDB-T ถูกพัฒนาขึ้นมาในประเทศญี่ปุ่น
4. DTMB ถูกพัฒนาขึ้นมาในประเทศจีน
โทรทัศน์ดิจิทัล (Digital television หรือ DTV) คือระบบการแพร่สัญญาณภาพเคลื่อนไหวและสัญญาณเสียงไปสู่เครื่องรับโทรทัศน์ด้วยสัญญาณดิจิทัล ซึ่งแตกต่างกับการใช้สัญญาณแอนะล็อกใน ระบบโทรทัศน์แอนะล็อก โดยทั่วไป DTV ใช้สัญญาณดิจิทัลที่ถูกบีบอัดและ เข้ารหัส MPEG-2 การรับชมจึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ถอดรหัส ซึ่งอาจมีมาพร้อมกับตัวเครื่องรับโทรทัศน์เลยหากเป็นโทรทัศน์รุ่นใหม่ที่ผลิตขึ้นมาเพื่อรองรับระบบดิจิทัล หรือจะเป็นอุปกรณ์ถอดรหัส ที่แยกอยู่โดด ๆ ในอุปกรณ์เครื่องรับสัญญาณที่เรียกว่า STB (Set Top Box) ซึ่งใช้ถอดรหัสสัญญาณและป้อนให้กับเครื่องรับโทรทัศน์แอนะล็อกที่มีใช้งานทั่วไป หากเป็นการ รับชมด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ PC ก็มีการ์ดรับสัญญาณที่สามารถถอดรหัสได้ ในระบบโทรทัศน์ดิจิทัล สัญญาณภาพและเสียงที่รับได้มีคุณภาพสูงกว่า ระบบ โทรทัศน์แอนะล็อก เนื่องจากเทคโนโลยีดิจิทัลมีขีดความสามารถในการขจัดปัญหาของ สัญญาณรบกวน ได้ดีกว่าแอนะล็อก ภาพเสียงชัดเจนไม่มีภาพเงา การเปลี่ยนแปลงไปสู่ DTV นับว่าเป็นการปฏิวัติวงการโทรทัศน์ยิ่งกว่าตอนเปลี่ยนจากโทรทัศน์ขาว - ดำไปเป็นโทรทัศน์สี ก่อให้เกิดธุรกิจและโอกาสใหม่ ๆ ในวงการ วิทยุกระจาย เสียงและแพร่ภาพโทรทัศน์ รวมถึงผู้ผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ DTV ได้รับความนิยมแพร่หลายอย่างรวดเร็ว ซึ่งมีทั้งการให้บริการผ่าน ระบบสื่อสาร ดาวเทียม ผ่านเคเบิล ผ่านบรอดแบนด์ และผ่านสถานีโทรทัศน์ภาคพื้นดิน เป็นต้น
มาตรฐานการส่งสัญญาณโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียมแบบ DVB-S (Digital Video Broadcasting Satellite) เป็นต้นแบบของมาตรฐานการส่งสัญญาณโทรทัศน์ ดิจิทัลระบบอื่น ๆ ทั้งในเรื่องของ วิธีการมอดูเลตแบบ QPSK, วิธีการบีบอัดและเข้ารหัส ข้อมูลด้วยมาตรฐาน MPEG-2 และวิธีการแก้ไขความผิดพลาด แบบไปข้างหน้า (Forward Error Correction) ซึ่งมาตรฐาน DVB-S เริ่มถูกนำมาใช้งานในปี ค.ศ. 1995 และได้รับการยอมรับอย่างรวดเร็ว มีการใช้งานกันอย่าง แพร่หลายทั่วโลก สาหรับลักษณะของการส่งข้อมูลผ่านทางช่องสัญญาณของมาตรฐาน DVB-S แบ่งออกได้ 2 แบบ ได้แก่ MCPC (Multi Channel per Carrier) ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณโทรทัศน์หลายช่องในรูปของสัญญาณดิจิทัลบนคลื่นพาห์เดียว และ SCPC (Single Channel per Carrier) ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณโทรทัศน์หนึ่งช่องในรูปของสัญญาณดิจิทัลบนคลื่นพาห์เดียว
มาตรฐานการส่งสัญญาณโทรทัศน์ผ่านเคเบิล แบบ DVB-C (Digital Video Broadcasting-Cable) ใช้วิธีการบีบอัดและเข้ารหัสข้อมูลด้วยมาตรฐาน MPEG-2 เช่นเดียวกับมาตรฐาน DVB-S แต่จะใช้การมอดูเลตสัญญาณแบบ QAM แทน ตัวอย่างเช่น การมอดูเลตสัญญาณแบบ 16QAM, 64QAM, 128QAM และ 256QAM พร้อมทั้งมีการใช้รหัสช่องสัญญาณ (Channel Coding) ก่อนการมอดูเลตและส่งสัญญาณ
การส่งสัญญาณโทรทัศน์ดิจิทัลภาคพื้นดิน (Digital Terrestrial Television Broadcasting: DTTB) ใช้วิธีการ บีบอัดและเข้ารหัส ข้อมูลด้วยมาตรฐาน MPEG-2 เช่นเดียวกับมาตรฐาน DVB-S และ DVB-C ระบบ DTTB ได้รับการพัฒนาขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อ แทนที่ระบบโทรทัศน์แอนะล็อก โดยระบบใหม่นี้มีข้อดีคือ มีจำนวนช่องรายการมากกว่า และมีคุณภาพของภาพและเสียง ที่ดีกว่าโทรทัศน์แอนะล็อก สำหรับ การรับสัญญาณสามารถกระทำได้ โดยใช้สาย อากาศรับ สัญญาณ โทรทัศน์แบบธรรมดาที่ใช้กันอยู่ตามบ้านเรือนทั่วไป ซึ่งจะประหยัดกว่า การใช้จานรับ สัญญาณ ดาวเทียมหรือ การสมัคร เป็นสมาชิกเคเบิลทีวีปัจจุบันระบบ DTTB ในโลกนี้มีอยู่ 4 มาตรฐาน ได้แก่
1. ATSC ถูกพัฒนาขึ้นมาในประเทศสหรัฐอเมริกา
2. DVB-T ถูกพัฒนาขึ้นมาในทวีปยุโรป
3. ISDB-T ถูกพัฒนาขึ้นมาในประเทศญี่ปุ่น
4. DTMB ถูกพัฒนาขึ้นมาในประเทศจีน
มาตรฐานสากลของเทคโนโลยีระบบโทรทัศน์ดิจิทัลภาคพื้นดิน (Digital มาตรฐานสากลของเทคโนโลยีระบบโทรทัศน์ดิจิทัลภาคพื้นดิน (Digital Terrestrial TV)
มาตรฐาน ATSC
ระบบโทรทัศน์ดิจิทัล ATSC ได้รับการ พัฒนาขึ้นในประเทศสหรัฐอเมริกาในปี ค.ศ. 1998 เพื่อใช้แทนที่ระบบโทรทัศน์สีแอนะล็อก NTSC 525 เส้น 60 Hz โดยคณะกรรมการ ATSC (Advance Television System Committee) สำหรับประเทศสหรัฐอเมริกาและแคนาดา ข้อกำหนดในการพัฒนาระบบใหม่นี้คือ ต้องสามารถครอบคลุมพื้นที่ เขตบริการ ทั้งขนาดพื้นที่ทางภูมิศาสตร์และจำนวนประชากร เท่ากับการให้บริการโทรทัศน์สี NTSC แบบดั้งเดิม โดยต้องไม่มีการรบกวนกันกับการให้บริการโทรทัศน์สี NTSC ที่มีอยู่เดิม ทั้งนี้ได้มีการทดสอบการให้บริการโทรทัศน์ดิจิทัล ATSC แล้ว ผลที่ได้จากการทดสอบพบว่า เป็นที่น่าพอใจ อย่างยิ่ง เนื่องจากมีการรบกวนระหว่างช่องสัญญาณความถี่เดียวกันต่ำ จึงสามารถเพิ่มจานวนช่องสัญญาณได้มากขึ้นถึง 1600 ช่อง และผู้ชมทางบ้านสามารถรับชมได้อย่างสะดวกเพราะใช้เพียงสายอากาศ ที่ติดตั้งบนหลังคา (roof-top) หรือสายอากาศแบบพกพาเคลื่อนย้ายได้ (Portable) ก็จะรับสัญญาณได้ดี และระบบ ATSC ยังได้ออกแบบเพื่อให้มีความทนทานต่อสภาพการรับสัญญาณซ้ำซ้อนกันจากคลื่นวิทยุที่สะท้อนจากภูเขา อาคารหรือสิ่งก่อสร้างแบบ Multipath ที่ช่วงเวลาที่คลื่นวิทยุเหล่านั้น มาถึงต่างกันไม่มากนัก รวมทั้งมีประสิทธิภาพในการใช้แถบความถี่และสะดวกในการจัดสรรช่องสัญญาณความถี่
ระบบโทรทัศน์ดิจิทัล ATSC ได้รับการ พัฒนาขึ้นในประเทศสหรัฐอเมริกาในปี ค.ศ. 1998 เพื่อใช้แทนที่ระบบโทรทัศน์สีแอนะล็อก NTSC 525 เส้น 60 Hz โดยคณะกรรมการ ATSC (Advance Television System Committee) สำหรับประเทศสหรัฐอเมริกาและแคนาดา ข้อกำหนดในการพัฒนาระบบใหม่นี้คือ ต้องสามารถครอบคลุมพื้นที่ เขตบริการ ทั้งขนาดพื้นที่ทางภูมิศาสตร์และจำนวนประชากร เท่ากับการให้บริการโทรทัศน์สี NTSC แบบดั้งเดิม โดยต้องไม่มีการรบกวนกันกับการให้บริการโทรทัศน์สี NTSC ที่มีอยู่เดิม ทั้งนี้ได้มีการทดสอบการให้บริการโทรทัศน์ดิจิทัล ATSC แล้ว ผลที่ได้จากการทดสอบพบว่า เป็นที่น่าพอใจ อย่างยิ่ง เนื่องจากมีการรบกวนระหว่างช่องสัญญาณความถี่เดียวกันต่ำ จึงสามารถเพิ่มจานวนช่องสัญญาณได้มากขึ้นถึง 1600 ช่อง และผู้ชมทางบ้านสามารถรับชมได้อย่างสะดวกเพราะใช้เพียงสายอากาศ ที่ติดตั้งบนหลังคา (roof-top) หรือสายอากาศแบบพกพาเคลื่อนย้ายได้ (Portable) ก็จะรับสัญญาณได้ดี และระบบ ATSC ยังได้ออกแบบเพื่อให้มีความทนทานต่อสภาพการรับสัญญาณซ้ำซ้อนกันจากคลื่นวิทยุที่สะท้อนจากภูเขา อาคารหรือสิ่งก่อสร้างแบบ Multipath ที่ช่วงเวลาที่คลื่นวิทยุเหล่านั้น มาถึงต่างกันไม่มากนัก รวมทั้งมีประสิทธิภาพในการใช้แถบความถี่และสะดวกในการจัดสรรช่องสัญญาณความถี่
ระบบ ATSC ได้กำหนดมาตรฐานรูปแบบภาพโทรทัศน์ ที่มีความชัดเจน แตกต่างกัน ตามตารางที่ 2 ดังนี้
ตารางที่ 2 มาตรฐานรูปแบบภาพโทรทัศน์แบบต่าง ๆ
หมายเหตุ i : การสแกนแบบอินเทอร์เลซ (Interlaced) ที่ใช้กับโทรทัศน์ทั่วไป
p : การสแกนแบบก้าวหน้า (Progressive) ที่ใช้กับจอภาพ
จากตารางที่ 2 สถานีโทรทัศน์สามารถเลือก รูปแบบภาพให้เหมาะสมกับรายการที่ถ่ายทอด เช่น หากกำลังถ่ายทอดรายการ ภาพยนตร์ ให้เลือกรูปแบบภาพที่มีความละเอียด 1920 X 1080 พิกเซล, 60i โดยใช้อัตราส่วนระหว่างความยาวในแนวนอนกับความยาวในแนวดิ่งเท่ากับ 16 : 9 หรือที่เรียกว่ามาตรฐาน 1080i ส่วนการถ่ายทอดการแข่งขันกีฬาและข่าว อาจเลือก รูปแบบภาพที่มีความละเอียด 1280 X 720 พิกเซล, 30p โดยใช้อัตราส่วนระหว่างความยาวในแนวนอนกับความยาวในแนวดิ่งเท่ากับ 16 : 9 หรือที่เรียกว่ามาตรฐาน 720p เป็นต้น มาตรฐานรูปแบบภาพโทรทัศน์แบบ 1080i และ 720p ถูกกำหนดให้เป็นมาตรฐานโทรทัศน์ความชัดเจนสูง หรือ มาตรฐาน HDTV ซึ่งมีความชัดเจนมากกว่า รูปแบบภาพที่มีความละเอียด 480 X 704, 60i หรือแบบ 480 X 640, 60i บนมาตรฐานจอภาพ 16 : 9 หรือ 4 : 3 ซึ่งกำหนดให้เป็นโทรทัศน์ความชัดเจนมาตรฐาน SDTV โดยทั่วไปโทรทัศน์ความชัดเจนสูงจะชัดกว่าโทรทัศน์ความชัดเจนมาตรฐาน และโทรทัศน์สี NTSC ถึง 6 เท่า สาหรับระบบเสียง นั้น มาตรฐาน ATSC เลือกใช้ตามมาตรฐาน Dolby AC-3 แบบ 5.1 ช่องเสียง ทั้งสำหรับสัญญาณภาพซึ่งถูกบีบอัดด้วยมาตรฐาน MPEG-2 และสัญญาณเสียงระบบ Dolby AC-3 จะถูกนำมามัลติเพล็กซ์กันตามมาตรฐาน MPEG-2 TS ก่อนที่จะถูกนำมาเข้ารหัสและมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาดแบบ VSB เช่นเดียวกับระบบโทรทัศน์สี NTSC
การมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาดแบบ VSB สำหรับมาตรฐาน ATSC นั้น ได้แก่การมอดูเลต แบบ 8 VSB โดยวิธีการ มอดูเลตสัญญาณแบบ 8 VSB สามารถป้องกันการรบกวนจากระบบโทรทัศน์สี NTSC เดิมได้ดีกว่า และขนาดช่องสัญญาณที่ใช้ได้มีขนาด 6, 7 และ 8 เมกะเฮิร์ทซ์ หากใช้วิธีการมอดูเลตสัญญาณแบบ 8 VSB ในช่องสัญญาณขนาด 6 เมกะเฮิร์ทซ์ จะสามารถรองรับอัตราบิตของการส่งข้อมูลได้ถึง 19.28 เมกกะบิตต่อวินาที โดยอัตราข้อมูลนี้สามารถรองรับรายการโทรทัศน์ที่มีความชัดเจนสูงได้ 1 รายการ หรือ รายการโทรทัศน์ที่มีความชัดเจนมาตรฐานได้ถึง 4-6 รายการพร้อมกัน และมาตรฐาน ATSC เหมาะสำหรับประเทศที่ใช้ไฟฟ้าระบบ 60 Hz ปัจจุบันยังไม่สามารถให้บริการแก่โทรทัศน์เคลื่อนที่ได้
p : การสแกนแบบก้าวหน้า (Progressive) ที่ใช้กับจอภาพ
จากตารางที่ 2 สถานีโทรทัศน์สามารถเลือก รูปแบบภาพให้เหมาะสมกับรายการที่ถ่ายทอด เช่น หากกำลังถ่ายทอดรายการ ภาพยนตร์ ให้เลือกรูปแบบภาพที่มีความละเอียด 1920 X 1080 พิกเซล, 60i โดยใช้อัตราส่วนระหว่างความยาวในแนวนอนกับความยาวในแนวดิ่งเท่ากับ 16 : 9 หรือที่เรียกว่ามาตรฐาน 1080i ส่วนการถ่ายทอดการแข่งขันกีฬาและข่าว อาจเลือก รูปแบบภาพที่มีความละเอียด 1280 X 720 พิกเซล, 30p โดยใช้อัตราส่วนระหว่างความยาวในแนวนอนกับความยาวในแนวดิ่งเท่ากับ 16 : 9 หรือที่เรียกว่ามาตรฐาน 720p เป็นต้น มาตรฐานรูปแบบภาพโทรทัศน์แบบ 1080i และ 720p ถูกกำหนดให้เป็นมาตรฐานโทรทัศน์ความชัดเจนสูง หรือ มาตรฐาน HDTV ซึ่งมีความชัดเจนมากกว่า รูปแบบภาพที่มีความละเอียด 480 X 704, 60i หรือแบบ 480 X 640, 60i บนมาตรฐานจอภาพ 16 : 9 หรือ 4 : 3 ซึ่งกำหนดให้เป็นโทรทัศน์ความชัดเจนมาตรฐาน SDTV โดยทั่วไปโทรทัศน์ความชัดเจนสูงจะชัดกว่าโทรทัศน์ความชัดเจนมาตรฐาน และโทรทัศน์สี NTSC ถึง 6 เท่า สาหรับระบบเสียง นั้น มาตรฐาน ATSC เลือกใช้ตามมาตรฐาน Dolby AC-3 แบบ 5.1 ช่องเสียง ทั้งสำหรับสัญญาณภาพซึ่งถูกบีบอัดด้วยมาตรฐาน MPEG-2 และสัญญาณเสียงระบบ Dolby AC-3 จะถูกนำมามัลติเพล็กซ์กันตามมาตรฐาน MPEG-2 TS ก่อนที่จะถูกนำมาเข้ารหัสและมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาดแบบ VSB เช่นเดียวกับระบบโทรทัศน์สี NTSC
การมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาดแบบ VSB สำหรับมาตรฐาน ATSC นั้น ได้แก่การมอดูเลต แบบ 8 VSB โดยวิธีการ มอดูเลตสัญญาณแบบ 8 VSB สามารถป้องกันการรบกวนจากระบบโทรทัศน์สี NTSC เดิมได้ดีกว่า และขนาดช่องสัญญาณที่ใช้ได้มีขนาด 6, 7 และ 8 เมกะเฮิร์ทซ์ หากใช้วิธีการมอดูเลตสัญญาณแบบ 8 VSB ในช่องสัญญาณขนาด 6 เมกะเฮิร์ทซ์ จะสามารถรองรับอัตราบิตของการส่งข้อมูลได้ถึง 19.28 เมกกะบิตต่อวินาที โดยอัตราข้อมูลนี้สามารถรองรับรายการโทรทัศน์ที่มีความชัดเจนสูงได้ 1 รายการ หรือ รายการโทรทัศน์ที่มีความชัดเจนมาตรฐานได้ถึง 4-6 รายการพร้อมกัน และมาตรฐาน ATSC เหมาะสำหรับประเทศที่ใช้ไฟฟ้าระบบ 60 Hz ปัจจุบันยังไม่สามารถให้บริการแก่โทรทัศน์เคลื่อนที่ได้
รูปที่ 3 เปรียบเทียบการใช้สเปกตรัมความถี่ของโทรทัศน์สี NTSC และโทรทัศน์ดิจิทัล ATSC
รูปที่ 3 แสดงการใช้สเปกตรัมความถี่ของโทรทัศน์ ดิจิทัล ATSC ซึ่งผลจากการใช้เทคโนโลยี 8VSB คือทำให้ได้เขต บริการที่กว้างไกลกว่า มาตรฐานอื่น ๆ ที่กำลังส่งออกอากาศ (ERP หรือ effective radiated power) เท่ากัน จึงเหมาะสมกับประเทศสหรัฐอเมริกาที่มีพื้นที่กว้างขวางแต่มีความหนาแน่นของประชากรน้อย โดย ประชากร ที่อยู่ในเขต พื้นที่ที่มีความหนาแน่นต่ำ ลักษณะของช่องสัญญาณ จะเป็นช่องสัญญาณที่มีสัญญาณรบกวนแบบเกาส์ (Gaussian Channel) ดังที่แสดงตามรูป ที่ 4 ในขณะที่ประชากร ที่อยู่ในเขตพื้นที่ที่มีความหนาแน่นสูงจะมีลักษณะ ช่องสัญญาณ ที่มีสัญญาณรบกวนแบบเรลีย์ (Rayleigh Channel) หรือช่องสัญญาณไรซ์ (Rice Channel)
รูปที่ 4 เส้นทางการส่งข้อมูลแบบต่างๆ
มาตรฐาน DVB-T
ระบบโทรทัศน์ดิจิทัล DVB-T ถูกพัฒนาขึ้นในทวีปยุโรป ในปี ค.ศ. 1998 เพื่อทดแทนระบบ PAL & SECAM 625 เส้น 50 Hz โดยองค์การ Digital Video Broadcasting Project (DVB) ซึ่งเป็นความร่วมมือกันระหว่าง สถานีวิทยุโทรทัศน์ และบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์ในอุตสาหกรรมวิทยุโทรทัศน์ มาตรฐาน DVB ถูกกำกับดูแลโดยคณะกรรมการร่วม (JTC) ของ European Telecommunication Standards Institute (ETSI), European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC) และ European Broadcasting Union (EBU)
โทรทัศน์ดิจิทัลภาคพื้นดิน DVB-T ถูกออกแบบเพื่อให้สามารถครอบคลุมพื้นที่เขตบริการได้ดีทั้งในบริเวณที่ไม่มีคลื่นวิทยุรบกวน และในบริเวณที่มีคลื่นวิทยุรบกวน โดยเครื่องรับสามารถรับสัญญาณได้ดีไม่ว่าเครื่องรับสัญญาณ จะอยู่กับที่หรือกำลังเคลื่อนที่อยู่ก็ตาม หากรับสัญญาณ ในเขตบริการที่ ไม่มีคลื่นรบกวน จะสามารถรับสัญญาณได้ดีแม้ขณะเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว ที่สูงถึง 170 กิโลเมตรต่อชั่วโมงก็ตาม ระบบถูกออกแบบให้มีความทนทานต่อสภาพการรับสัญญาณซ้ำซ้อนจากคลื่นวิทยุที่สะท้อนจากภูเขาอาคารหรือสิ่งก่อสร้าง และสามารถรับ สัญญาณเดียวกันที่ส่งออกมาจากสถานีส่งหลาย ๆ สถานีพร้อมกันได้ ซึ่งโครงข่ายแบบนี้เรียกว่า โครงข่ายความถี่เดียว (SFN หรือ Single Frequency Network) นอกจากนี้ระบบ โทรทัศน์ดิจิทัล DVB-T ยังสามารถใช้แถบคลื่นความถี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพและสะดวกในการจัดสรรช่องสัญญาณความถี่
ระบบโทรทัศน์ดิจิทัล DVB-T ถูกพัฒนาขึ้นในทวีปยุโรป ในปี ค.ศ. 1998 เพื่อทดแทนระบบ PAL & SECAM 625 เส้น 50 Hz โดยองค์การ Digital Video Broadcasting Project (DVB) ซึ่งเป็นความร่วมมือกันระหว่าง สถานีวิทยุโทรทัศน์ และบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์ในอุตสาหกรรมวิทยุโทรทัศน์ มาตรฐาน DVB ถูกกำกับดูแลโดยคณะกรรมการร่วม (JTC) ของ European Telecommunication Standards Institute (ETSI), European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC) และ European Broadcasting Union (EBU)
โทรทัศน์ดิจิทัลภาคพื้นดิน DVB-T ถูกออกแบบเพื่อให้สามารถครอบคลุมพื้นที่เขตบริการได้ดีทั้งในบริเวณที่ไม่มีคลื่นวิทยุรบกวน และในบริเวณที่มีคลื่นวิทยุรบกวน โดยเครื่องรับสามารถรับสัญญาณได้ดีไม่ว่าเครื่องรับสัญญาณ จะอยู่กับที่หรือกำลังเคลื่อนที่อยู่ก็ตาม หากรับสัญญาณ ในเขตบริการที่ ไม่มีคลื่นรบกวน จะสามารถรับสัญญาณได้ดีแม้ขณะเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว ที่สูงถึง 170 กิโลเมตรต่อชั่วโมงก็ตาม ระบบถูกออกแบบให้มีความทนทานต่อสภาพการรับสัญญาณซ้ำซ้อนจากคลื่นวิทยุที่สะท้อนจากภูเขาอาคารหรือสิ่งก่อสร้าง และสามารถรับ สัญญาณเดียวกันที่ส่งออกมาจากสถานีส่งหลาย ๆ สถานีพร้อมกันได้ ซึ่งโครงข่ายแบบนี้เรียกว่า โครงข่ายความถี่เดียว (SFN หรือ Single Frequency Network) นอกจากนี้ระบบ โทรทัศน์ดิจิทัล DVB-T ยังสามารถใช้แถบคลื่นความถี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพและสะดวกในการจัดสรรช่องสัญญาณความถี่
รูปที่ 5 เครือข่ายความถี่เดียว (Single Frequency Network)
สัญญาณภาพ ของระบบ โทรทัศน์ดิจิทัล DVB-T ถูกเข้ารหัสและ บีบอัดแบบ MPEG-2 และสัญญาณเสียงถูกเข้ารหัสและบีบอัด แบบ MPEG-2 Layer 2 ปัจจุบันหลายประเทศโดยเฉพาะประเทศที่เริ่มให้บริการ ได้เริ่มใช้การเข้ารหัสและบีบอัดสัญญาณภาพแบบ MPEG-4 AVC หรือ H.264 และใช้การเข้ารหัสและบีบอัดสัญญาณเสียงแบบ MPEG-4 AAC แทน MPEG-2 สำหรับการมอดูเลตสัญญาณ นั้นจะใช้การมอดูเลตแบบ แบบ COFDM (Code Orthogonal Frequency Division Multiplex) ซึ่งใช้คลื่นพาห์พหุคูณจานวน 2,000 และ 8,000 คลื่น แต่ละคลื่นจะมีปริมาณข้อมูลไม่มากนัก จึงมีความทนทานต่อสภาพการรับสัญญาณซ้ำซ้อนจากคลื่นวิทยุแบบ พหุวิถี (Multipath) ได้ดี
มาตรฐาน ISDB-T
ISDB : Integrated Service Digital Broadcasting ถูกพัฒนาในประเทศญี่ปุ่น ในปี ค.ศ. 1999 เพื่อทดแทนระบบ NTSC 525 เส้น 60 Hz โดยกลุ่มผู้พัฒนาได้แก่ ARIB (Association of Radio Industries and Business) และมีองค์การ Digital Broadcasting Expert Group (DiBEG) เป็นหน่วยงานส่งเสริมและสนับสนุนระบบให้แพร่หลายทั่วโลกและแก่บริษัทผู้ผลิตในอุตสาหกรรมวิทยุโทรทัศน์ มาตรฐาน ISDB ครอบคลุมการให้บริการโทรทัศน์ผ่านดาวเทียม (ISDB-S) เคเบิลทีวี (ISDB-C) และโทรทัศน์ภาคพื้นดิน (ISDB-T) ทุกมาตรฐานอยู่บนฐานการบีบอัดสัญญาณมาตรฐาน MPEG-2 ทั้งสัญญาณภาพและสัญญาณเสียงรวมกันในกระแสสัญญาณ MPEG-2 ทรานสปอร์ตสตรีม โทรทัศน์ภาคพื้นดินระบบ ISDB-T มีความยืดหยุ่นสูง สามารถให้บริการไม่เฉพาะสัญญาณภาพและเสียงเท่านั้นแต่สามารถให้บริการสื่อประสม (Multimedia) อื่น ๆ เช่น การกระจายข้อมูล (Data Broadcasting) ได้พร้อมกัน โดยทั่วไปจะส่งสัญญาณโทรทัศน์ความชัดเจนสูง (HDTV) พร้อมด้วยส่งสัญญาณ ISDB-Tsb ที่เรียกว่าแบบ One-Segโดยใช้วิธี BST-OFDM (Band Segmented Transmission) สำหรับโทรทัศน์มือถือ คอมพิวเตอร์วางตัก(Laptop) และเครื่องรับในยานพาหนะ
รูปที่ 6 Segmented OFDM รองรับการส่งสัญญาณหลายบริการพร้อมกัน
รูปที่ 7 Hierarchical Transmission Segmented OFDM รองรับการรับสัญญาณสูงสุด 3 แบบ
ช่องสัญญาณความถี่คลื่นวิทยุโทรทัศน์ขนาด 6 MHz จะถูกแบ่งเป็น 13 segment จัดเป็น 2 ส่วนคือช่องความถี่กว้าง ขนาด 12 segment และช่องความถี่แคบ ขนาด 1 segment (ขนาด 430 kHz) รวม 5.6 MHz แต่ละส่วนจัดไว้สำหรับการบริการเฉพาะ คือส่วน 12 segment ส่งสัญญาณโทรทัศน์ความชัดเจนสูง (HDTV) จานวน 1 ช่อง หรือใช้ส่งสัญญาณโทรทัศน์ความชัดเจนมาตรฐาน (SDTV) จำนวนหลายช่องรายการ และส่วน 430 kHz หรือ One-Seg สำหรับโทรทัศน์มือถือ คอมพิวเตอร์วางตัก และเครื่องรับในยานพาหนะหรือส่งสัญญาณรายการวิทยุกระจายเสียง ทั้งสองส่วนจะนำมาเข้ารหัสรวมกัน อาศัยวิธีมอดูเลตสัญญาณแบบลำดับชั้น (Hierarchical Modulation) พร้อมกับการมอดูเลตคลื่นความถี่วิทยุโทรทัศน์เป็นแบบ OFDM ซึ่งสามารถเลือกใช้คลื่นพาห์จานวน 2k, 4k หรือ 8k ได้ เลือกวิธีผสมสัญญาณได้หลายแบบ คือ DQPSK,QPSK,16QAM และ 64QAM เลือกเข้าอัตราการเข้ารหัสชั้นใน (Internal Code Rate) ได้ 5 วิธีคือ 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 และ 7/8 (เช่นเดียวกับ DVB-T)
ในการมอดูเลตสัญญาณแบบลำดับชั้น (Hierarchical Modulation) จัดไว้สำหรับแต่ละ BST ขนาด 430 kHz ข้อมูลการจัดลำดับเหล่านี้ถูกส่งไปยังเครื่องรับโดย TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) เนื่องจากทั้งส่วน 5.6 MHz และ 430 kHz อาศัยคลื่น OFDM ร่วมกัน ส่วนสัญญาณในช่องความถี่แคบ 430 kHz จึงอาจรวมอยู่ในส่วนช่องความถี่กว้าง 5.6 MHz ได้ นั่นคือเครื่องรับสำหรับส่วนช่องความถี่แคบ 430 kHz สามารถรับสัญญาณบางส่วนของส่วน 5.6 MHz ได้ ในทางกลับกันเครื่องรับสำหรับส่วนช่องความถี่กว้าง 5.6 MHz สามารถรับสัญญาณได้ทุกบริการ
ในการมอดูเลตสัญญาณแบบลำดับชั้น (Hierarchical Modulation) จัดไว้สำหรับแต่ละ BST ขนาด 430 kHz ข้อมูลการจัดลำดับเหล่านี้ถูกส่งไปยังเครื่องรับโดย TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) เนื่องจากทั้งส่วน 5.6 MHz และ 430 kHz อาศัยคลื่น OFDM ร่วมกัน ส่วนสัญญาณในช่องความถี่แคบ 430 kHz จึงอาจรวมอยู่ในส่วนช่องความถี่กว้าง 5.6 MHz ได้ นั่นคือเครื่องรับสำหรับส่วนช่องความถี่แคบ 430 kHz สามารถรับสัญญาณบางส่วนของส่วน 5.6 MHz ได้ ในทางกลับกันเครื่องรับสำหรับส่วนช่องความถี่กว้าง 5.6 MHz สามารถรับสัญญาณได้ทุกบริการ
รูปที่ 8 ตัวอย่างการให้บริการด้วยวิธี Hierarchical Transmission
ISDB-T ใช้สัญญาณภาพที่ถูกบีบอัดแบบ MPEG-2 และสัญญาณเสียงแบบ MPEG-2 AAC สำหรับการบริการโทรทัศน์ความชัดเจนสูง (HDTV) และ SDTV เลือกมอดูเลตแบบ 16QAM / 64QAM ส่วนการบริการสัญญาณแบบ One-Seg. ใช้เทคโนโลยีการบีบอัดแบบ MPEG-4 AVC หรือ H.264 และสัญญาณเสียงแบบ MPEG-4 AAC-SBR เลือก มอดูเลตแบบ QPSK ส่วน Data Broadcasting จะเป็นสัญญาณแบบ BML (XTML), ECMA Script ขนาด 20-80 Kbit/s
ระบบถูกออกแบบให้มีความทนทานต่อสภาพการรับสัญญาณซ้ำซ้อนจากคลื่นวิทยุแบบ พหุวิถี (Multipath) ได้ดี พร้อมทั้งสามารถเลือกตัวแปรได้หลายมิติ จึงสามารถเลือกส่งข้อมูล ที่อัตราบิต (bit rate) ได้ตั้งแต่ 3.6-23.5 Mbit/s (อัตราบิตที่สูงหมายถึงมีจานวนช่องรายการ ได้มากขึ้น) ตามขนาดช่องความถี่ 6 MHz, และมีอัตราบิตมากขึ้นในช่องสัญญาณ 7 และ 8 MHz บนย่านความถี่ VHF และ UHF ของแต่ละประเทศ นอกจากนั้นยังสามารถเลือกปรับ ตัวแปรของระบบได้หลายมิติ โดยการเลือกอัตราบิตสูงจะทำให้จานวนช่องรายการมากจริง แต่จะจำกัดขอบเขตของพิสัยการให้บริการ เนื่องจากข้อจำกัดทางด้าน C/N เพราะความทนทานต่อสภาพการรับสัญญาณซ้ำซ้อนจากคลื่นวิทยุแบบ พหุวิถี (Multipath) และการรับชมแบบพกพาเครื่องรับหรือการรับในยานพาหนะขณะเคลื่อนที่
ISDB-T กำหนดเป้าหมายของระบบ ดังนี้
- เพิ่มความชัดเจนด้วยรายการโทรทัศน์แบบ HD 1 รายการ
- หรือให้บริการแบบ SD 3-4 รายการพร้อมกัน
- สามารถส่งรายการให้แก่ Mobile TV โทรทัศน์มือถือแบบ One-Seg ได้พร้อมกัน
- การกระจายข้อมูล (Data Broadcasting)
- Engineering Service เพื่อเพิ่มฟังก์ชันการทางานและแก้ปัญหาของเครื่องรับโทรทัศน์โดยการส่งซอฟต์แวร์
การกระจายข้อมูล (Data Broadcasting) มี 2 บริการ คือ
1. Data ที่สัมพันธ์กับเนื้อหารายการที่ชมอยู่ และสามารถเข้าถึงระหว่างออกอากาศเท่านั้น
2. Data ที่ไม่สัมพันธ์กับเนื้อหารายการที่ชมอยู่ และสามารถเข้าถึงได้ตลอดเวลา
ระบบถูกออกแบบให้มีความทนทานต่อสภาพการรับสัญญาณซ้ำซ้อนจากคลื่นวิทยุแบบ พหุวิถี (Multipath) ได้ดี พร้อมทั้งสามารถเลือกตัวแปรได้หลายมิติ จึงสามารถเลือกส่งข้อมูล ที่อัตราบิต (bit rate) ได้ตั้งแต่ 3.6-23.5 Mbit/s (อัตราบิตที่สูงหมายถึงมีจานวนช่องรายการ ได้มากขึ้น) ตามขนาดช่องความถี่ 6 MHz, และมีอัตราบิตมากขึ้นในช่องสัญญาณ 7 และ 8 MHz บนย่านความถี่ VHF และ UHF ของแต่ละประเทศ นอกจากนั้นยังสามารถเลือกปรับ ตัวแปรของระบบได้หลายมิติ โดยการเลือกอัตราบิตสูงจะทำให้จานวนช่องรายการมากจริง แต่จะจำกัดขอบเขตของพิสัยการให้บริการ เนื่องจากข้อจำกัดทางด้าน C/N เพราะความทนทานต่อสภาพการรับสัญญาณซ้ำซ้อนจากคลื่นวิทยุแบบ พหุวิถี (Multipath) และการรับชมแบบพกพาเครื่องรับหรือการรับในยานพาหนะขณะเคลื่อนที่
ISDB-T กำหนดเป้าหมายของระบบ ดังนี้
- เพิ่มความชัดเจนด้วยรายการโทรทัศน์แบบ HD 1 รายการ
- หรือให้บริการแบบ SD 3-4 รายการพร้อมกัน
- สามารถส่งรายการให้แก่ Mobile TV โทรทัศน์มือถือแบบ One-Seg ได้พร้อมกัน
- การกระจายข้อมูล (Data Broadcasting)
- Engineering Service เพื่อเพิ่มฟังก์ชันการทางานและแก้ปัญหาของเครื่องรับโทรทัศน์โดยการส่งซอฟต์แวร์
การกระจายข้อมูล (Data Broadcasting) มี 2 บริการ คือ
1. Data ที่สัมพันธ์กับเนื้อหารายการที่ชมอยู่ และสามารถเข้าถึงระหว่างออกอากาศเท่านั้น
2. Data ที่ไม่สัมพันธ์กับเนื้อหารายการที่ชมอยู่ และสามารถเข้าถึงได้ตลอดเวลา
มาตรฐาน DTMB
DTMB ย่อมาจาก Digital Terrestrial Multimedia Broadcast เป็นระบบที่ประเทศจีนพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้งานเอง ปัจจุบันชื่อระบบที่เป็นทางการ คือ DTMB เปลี่ยนจากเดิมใช้ชื่อว่า DMB-T/H ซึ่งย่อมาจาก Digital Multimedia Broadcast - Terrestrial / Handheld ที่มีเป้าหมายในการพัฒนาให้เป็นโทรทัศน์ดิจิทัลให้บริการภาคพื้นดินทั้งแบบรับอยู่กับที่ตามบ้านเรือนและแบบมือถือที่เคลื่อนที่ได้
ประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน ได้ประกาศระบบ โทรทัศน์ดิจิทัล ของตัวเอง เมื่อประมาณเดือน สิงหาคม 2549 เรียกว่า GB 20600-2006 อักษร GB มาจากภาษาจีน guo biao หมายถึงมาตรฐานแห่งชาติ ระบบโทรทัศน์ดิจิทัลภาคพื้นดิน DTMB ประกอบด้วย 2 มาตรฐาน ๆ ที่เหมือนกับ DVB-T/ ISBD-T คือมาตรฐาน DMB-T พัฒนาโดย Tsinghua University กรุงปักกิ่ง อาศัยใช้เทคโนโลยี OFDM แบบหลายคลื่นพาห์ (Multiple Carrier) และอีกมาตรฐานที่เหมือนกับระบบ ATSC พัฒนาโดย Jiaotong University เมืองเซี่ยงไฮ้ คือมาตรฐาน ADBT-T (Advanced Digital Broadcasting–Terrestrial) ส่งสัญญาณด้วย Single Carrier แบบ 8 VSB เนื่องจากประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน ไม่ได้เลือกระบบใดระบบหนึ่งเป็นมาตรฐานเพียงระบบเดียว คือ DTMB โดยเชื่อมรวมทั้ง 2 มาตรฐานเข้าด้วยกัน มีผลให้ Set Top Box หรือเครื่องรับ ต้องสามารถรับสัญญาณและถอดรหัสสัญญาณได้ ทั้ง 2 มาตรฐาน DTMB ได้เริ่มให้บริการในฮ่องกงและมาเก๊า วันที่ 31 ธันวาคม 2550 ทั้งแบบ SDTV และ HDTV ส่วนจีนแผ่นดินใหญ่เริ่มให้บริการตั้งแต่การถ่ายทอดมหกรรมกีฬาปักกิ่ง โอลิมปิค 2008 ในแบบ HDTV
มาตรฐาน DTMB ใช้เทคโนโลยีแบบใหม่ในการแก้ไขความผิดพลาดแบบไปข้างหน้า (FEC) คือใช้รหัสชั้นใน (Inner Coding) เป็นรหัส LDPC (Low Density Parity Check) และรหัสชั้นนอก (Outer Coding) ใช้รหัสแบบ BCH (Bose, Ray-Chaudhuri, Hocquenghem) แบบเดียวกับ DVB-S2 มีผลให้ระบบต้องการค่า C/N น้อยกว่า และสามารถใช้ได้กับทั้งโหมด Multiple Carrier และโหมด Single Carrier ที่มีส่วนหน้าสุดของเฟรมข้อมูล (Frame Header) ที่แข็งแรงด้วย PN (pseudorandom noise) ส่วนโหมด Multiple ใช้เทคนิค TDS-OFDM (time-domain synchronous OFDM ) ซึ่งโดยทั่วไปรหัส คอนโวลูชัน (Convolution) จะถูกแทรกระหว่างเฟรมสัญญาณ OFDM บน Frequency Domain ใน Frame Body : FB ที่มีความยาวรวม 3780 Symbol โดยที่โครงสร้างของเฟรมตามมาตรฐาน DTMB เป็นแบบลำดับชั้น ตามรูปที่ 9 ช่วงเวลาของเฟรมวันตามปฏิทิน และเฟรมนาที แต่ละวันมี 1440 เฟรมนาที ในเฟรมนาที มี 480 Super Frame ขนาด 125 ms และเฟรมสัญญาณ (Signal Frame) ตามลำดับแต่ละเฟรมสัญญาณ ประกอบด้วย Frame Header : FH และ Frame Body : FB สัญญาณ Base Band จะมี Symbol Rate เท่ากันทั้ง FH และ FB คือ 7.56 Msps ช่วง FH จะส่งสัญญาณ PN(pseudorandom noise) เรียงกัน PN มี 3 ขนาด คือ 420, 595 และ 945 Symbols ตามลำดับเพื่อรองรับบริการที่ต่างกัน เทคโนโลยีการแทรก PN ในแถบเวลานี้ จึงเรียกว่า Time Domain OFDM (TDS-OFDM)
ประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน ได้ประกาศระบบ โทรทัศน์ดิจิทัล ของตัวเอง เมื่อประมาณเดือน สิงหาคม 2549 เรียกว่า GB 20600-2006 อักษร GB มาจากภาษาจีน guo biao หมายถึงมาตรฐานแห่งชาติ ระบบโทรทัศน์ดิจิทัลภาคพื้นดิน DTMB ประกอบด้วย 2 มาตรฐาน ๆ ที่เหมือนกับ DVB-T/ ISBD-T คือมาตรฐาน DMB-T พัฒนาโดย Tsinghua University กรุงปักกิ่ง อาศัยใช้เทคโนโลยี OFDM แบบหลายคลื่นพาห์ (Multiple Carrier) และอีกมาตรฐานที่เหมือนกับระบบ ATSC พัฒนาโดย Jiaotong University เมืองเซี่ยงไฮ้ คือมาตรฐาน ADBT-T (Advanced Digital Broadcasting–Terrestrial) ส่งสัญญาณด้วย Single Carrier แบบ 8 VSB เนื่องจากประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน ไม่ได้เลือกระบบใดระบบหนึ่งเป็นมาตรฐานเพียงระบบเดียว คือ DTMB โดยเชื่อมรวมทั้ง 2 มาตรฐานเข้าด้วยกัน มีผลให้ Set Top Box หรือเครื่องรับ ต้องสามารถรับสัญญาณและถอดรหัสสัญญาณได้ ทั้ง 2 มาตรฐาน DTMB ได้เริ่มให้บริการในฮ่องกงและมาเก๊า วันที่ 31 ธันวาคม 2550 ทั้งแบบ SDTV และ HDTV ส่วนจีนแผ่นดินใหญ่เริ่มให้บริการตั้งแต่การถ่ายทอดมหกรรมกีฬาปักกิ่ง โอลิมปิค 2008 ในแบบ HDTV
มาตรฐาน DTMB ใช้เทคโนโลยีแบบใหม่ในการแก้ไขความผิดพลาดแบบไปข้างหน้า (FEC) คือใช้รหัสชั้นใน (Inner Coding) เป็นรหัส LDPC (Low Density Parity Check) และรหัสชั้นนอก (Outer Coding) ใช้รหัสแบบ BCH (Bose, Ray-Chaudhuri, Hocquenghem) แบบเดียวกับ DVB-S2 มีผลให้ระบบต้องการค่า C/N น้อยกว่า และสามารถใช้ได้กับทั้งโหมด Multiple Carrier และโหมด Single Carrier ที่มีส่วนหน้าสุดของเฟรมข้อมูล (Frame Header) ที่แข็งแรงด้วย PN (pseudorandom noise) ส่วนโหมด Multiple ใช้เทคนิค TDS-OFDM (time-domain synchronous OFDM ) ซึ่งโดยทั่วไปรหัส คอนโวลูชัน (Convolution) จะถูกแทรกระหว่างเฟรมสัญญาณ OFDM บน Frequency Domain ใน Frame Body : FB ที่มีความยาวรวม 3780 Symbol โดยที่โครงสร้างของเฟรมตามมาตรฐาน DTMB เป็นแบบลำดับชั้น ตามรูปที่ 9 ช่วงเวลาของเฟรมวันตามปฏิทิน และเฟรมนาที แต่ละวันมี 1440 เฟรมนาที ในเฟรมนาที มี 480 Super Frame ขนาด 125 ms และเฟรมสัญญาณ (Signal Frame) ตามลำดับแต่ละเฟรมสัญญาณ ประกอบด้วย Frame Header : FH และ Frame Body : FB สัญญาณ Base Band จะมี Symbol Rate เท่ากันทั้ง FH และ FB คือ 7.56 Msps ช่วง FH จะส่งสัญญาณ PN(pseudorandom noise) เรียงกัน PN มี 3 ขนาด คือ 420, 595 และ 945 Symbols ตามลำดับเพื่อรองรับบริการที่ต่างกัน เทคโนโลยีการแทรก PN ในแถบเวลานี้ จึงเรียกว่า Time Domain OFDM (TDS-OFDM)
รูปที่ 9 โครงสร้างของเฟรม DTMB
ช่วง Frame Header ดังกล่าวก็คือช่วงป้องกัน (Guard Interval) ซึ่งตามมาตรฐาน DVB-T/ ISBD-T จะมีวิธีปฏิบัติใน Frequency Domain เครื่องรับต้องใช้เวลาถึง 100ms ในการถอดรหัส ซึ่งไม่เหมาะสำหรับเครื่องรับที่กำลังเคลื่อนที่ ระบบ DTMB จึงเติมช่วงป้องกันด้วย PN ใน Time Domain ที่เครื่องรับใช้เวลาเพียง 5ms ในการถอดรหัส ส่วนในช่วง Frame Body มีวิธีปฏิบัติใน Frequency Domain เช่นเดียวกับมาตรฐาน COFDM อื่นๆ การส่งสัญญาณแบบ TDS-OFDM จึงผสมกันทั้งวิธีปฏิบัติใน ทางเวลา และทางความถี่ การใช้เวลาเพียง 5ms ในการถอดรหัส จึงเหมาะสำหรับการรับสัญญาณระหว่างกำลังเคลื่อนที่ความเร็วสูง
แม้ว่า DTMB จะรองรับการมอดูเลต ตั้งแต่ 4QAM – 64QAM ก็ตาม แต่ 4QAM จะแข็งแกร่งที่สุด จึงถูกใช้ในการส่ง PN (pseudorandom noise) ในช่วง Frame Header : FH บน Time Domain ส่วนในช่วง Frame Body : FB สามารถเลือกใช้การมอดูเลต ได้หลายวิธี ทั้ง 4QAM,16QAM,64QAM และ 4QAM-NR (Nordstrom-Robinson) บน Frequency Domain และสามารถเลือกอัตราบิตหลายแบบ ขึ้นอยู่กับความต้องการขนาดข้อมูล คือ
- คลื่นพาห์จำนวน 4K (3,780 Carriers)
- เลือกวิธีผสมสัญญาณได้หลายแบบคือ 4QAM,16QAM,32QAM,64QAM และ 4QAM-NR
- เลือกเข้ารหัส Internal Code Rate ได้ 3 วิธีคือ 0.4,0.6, และ 0.8
- สามารถเลือกค่า PN ได้ 3 แบบคือ 420,595, และ 945 Symbols
เนื่องจากมาตรฐาน DTMB มีทั้ง 2 แบบ คือ DMB-T ในโหมด Multiple Carrier และ ADBT-T ในโหมด Single Carrier เครื่องรับทั้งแบบ STB และ iDTV จำเป็นต้องมีความสามารถถอดรหัสได้ทั้ง 2 แบบ ประกอบกับ DTMB ไม่ได้กำหนด วิธีการเข้ารหัสสัญญาณภาพ เครื่องรับ STB และ iDTV จำเป็นต้องมีความสามารถถอดรหัสได้ทั้ง MPEG-2, และ MPEG-4 AVC/H.264 เป็นผลให้ เครื่องรับ STB และ iDTV, มีราคาสูงกว่ามาตรฐานอื่น ๆ
มาตรฐาน DVB-T2
DVB-T2 ย่อมาจาก Digital Video Broadcasting – Second Generation Terrestrial เป็นมาตรฐานที่พัฒนามาจากมาตรฐาน DVB-T โดยนำเทคนิคการมอดูเลตและการเข้ารหัสแบบใหม่มาใช้เพื่อให้การใช้สเปกตรัมในการส่งสัญญาณประเภทเสียง วิดีโอ และข้อมูลมีประสิทธิภาพมากขึ้น สำหรับหลักการทำงานนั้น DVB-T2 ใช้การมอดูเลชัน แบบ OFDM (orthogonal frequency division multiplex)เช่นเดียวกับมาตรฐาน DVB-T สาหรับการแก้ไขข้อมูลผิดพลาดนั้น DVB-T2 ใช้วิธีการเข้ารหัสแบบที่ใช้กับมาตรฐาน DVB-S2 ได้แก่การเข้ารหัสแบบ LDPC (Low Density Parity Check) ซึ่งใช้ร่วมกับการเข้ารหัสแบบ BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquengham) ทำให้สัญญาณที่ถูกเข้ารหัสทนทานต่อสัญญาณแทรกสอด (Interference) และสัญญาณรบกวนที่มีระดับสูงได้ดี
นอกจากนี้ยังสามารถเลือกจำนวนคลื่นพาห์และขนาดของช่วงป้องกัน (guard interval) ได้หลากหลายมากขึ้นเมื่อเทียบกับมาตรฐาน DVB-T และหากเลือกใช้ค่าพารามิเตอร์ให้เหมาะสมกับช่องสัญญาณจะทำให้การส่งมีประสิทธิภาพ โดยการเปรียบเทียบค่าพารามิเตอร์และรายละเอียดทางเทคนิคระหว่าง DVT-T และ DVB-T2 แสดงได้ ดังตารางที่ 3
แม้ว่า DTMB จะรองรับการมอดูเลต ตั้งแต่ 4QAM – 64QAM ก็ตาม แต่ 4QAM จะแข็งแกร่งที่สุด จึงถูกใช้ในการส่ง PN (pseudorandom noise) ในช่วง Frame Header : FH บน Time Domain ส่วนในช่วง Frame Body : FB สามารถเลือกใช้การมอดูเลต ได้หลายวิธี ทั้ง 4QAM,16QAM,64QAM และ 4QAM-NR (Nordstrom-Robinson) บน Frequency Domain และสามารถเลือกอัตราบิตหลายแบบ ขึ้นอยู่กับความต้องการขนาดข้อมูล คือ
- คลื่นพาห์จำนวน 4K (3,780 Carriers)
- เลือกวิธีผสมสัญญาณได้หลายแบบคือ 4QAM,16QAM,32QAM,64QAM และ 4QAM-NR
- เลือกเข้ารหัส Internal Code Rate ได้ 3 วิธีคือ 0.4,0.6, และ 0.8
- สามารถเลือกค่า PN ได้ 3 แบบคือ 420,595, และ 945 Symbols
เนื่องจากมาตรฐาน DTMB มีทั้ง 2 แบบ คือ DMB-T ในโหมด Multiple Carrier และ ADBT-T ในโหมด Single Carrier เครื่องรับทั้งแบบ STB และ iDTV จำเป็นต้องมีความสามารถถอดรหัสได้ทั้ง 2 แบบ ประกอบกับ DTMB ไม่ได้กำหนด วิธีการเข้ารหัสสัญญาณภาพ เครื่องรับ STB และ iDTV จำเป็นต้องมีความสามารถถอดรหัสได้ทั้ง MPEG-2, และ MPEG-4 AVC/H.264 เป็นผลให้ เครื่องรับ STB และ iDTV, มีราคาสูงกว่ามาตรฐานอื่น ๆ
มาตรฐาน DVB-T2
DVB-T2 ย่อมาจาก Digital Video Broadcasting – Second Generation Terrestrial เป็นมาตรฐานที่พัฒนามาจากมาตรฐาน DVB-T โดยนำเทคนิคการมอดูเลตและการเข้ารหัสแบบใหม่มาใช้เพื่อให้การใช้สเปกตรัมในการส่งสัญญาณประเภทเสียง วิดีโอ และข้อมูลมีประสิทธิภาพมากขึ้น สำหรับหลักการทำงานนั้น DVB-T2 ใช้การมอดูเลชัน แบบ OFDM (orthogonal frequency division multiplex)เช่นเดียวกับมาตรฐาน DVB-T สาหรับการแก้ไขข้อมูลผิดพลาดนั้น DVB-T2 ใช้วิธีการเข้ารหัสแบบที่ใช้กับมาตรฐาน DVB-S2 ได้แก่การเข้ารหัสแบบ LDPC (Low Density Parity Check) ซึ่งใช้ร่วมกับการเข้ารหัสแบบ BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquengham) ทำให้สัญญาณที่ถูกเข้ารหัสทนทานต่อสัญญาณแทรกสอด (Interference) และสัญญาณรบกวนที่มีระดับสูงได้ดี
นอกจากนี้ยังสามารถเลือกจำนวนคลื่นพาห์และขนาดของช่วงป้องกัน (guard interval) ได้หลากหลายมากขึ้นเมื่อเทียบกับมาตรฐาน DVB-T และหากเลือกใช้ค่าพารามิเตอร์ให้เหมาะสมกับช่องสัญญาณจะทำให้การส่งมีประสิทธิภาพ โดยการเปรียบเทียบค่าพารามิเตอร์และรายละเอียดทางเทคนิคระหว่าง DVT-T และ DVB-T2 แสดงได้ ดังตารางที่ 3
ตารางที่ 3 เปรียบเทียบค่าพารามิเตอร์และรายละเอียดทางเทคนิค สาหรับ DVB-T และ DVB-T2
นอกจากนี้มาตรฐาน DVB-T2 ยังใช้เทคนิคแบบใหม่ที่มีชื่อว่า Rotated Constellations ดังแสดงในรูปที่ 10 ทำให้สัญญาณมีความทนทานมากขึ้นในช่องสัญญาณบางประเภท และ DVB-T2 ยังได้ใช้ Alamouti code ในการปรับปรุงให้สัญญาณครอบคลุมพื้นที่ในโครงข่ายความถี่เดียว (single-frequency networks) มากขึ้น
รูปที่ 10 Rotated Constellation
มาตรฐานสากลของเทคโนโลยีระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียม (Satellite digital TV)
มาตรฐานสากลของเทคโนโลยีระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียม (Satellite digital TV)
เทคโนโลยีระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียม (Satellite digital TV) หรือที่ทราบกันในชื่อของ Direct To Home (DTH) เป็นการส่งตรงจากดาวเทียมถึงผู้รับโดยตรง โดยผ่าน Set-top-box เหมือนระบบ Terrestrial ซึ่งโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียม นี้ สามารถส่งโทรทัศน์ 100-200 ช่องรายการ โดยมาตรฐานสากลต่าง ๆ ที่สำคัญของโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียมมีดังนี้.-
มาตรฐาน DVB-S
ระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียม DVB-S ถูกพัฒนาขึ้นในปี ค.ศ. 1994 เพื่อการถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์ผ่านดาวเทียมระบบดิจิทัลโดยองค์การ Digital Video Broadcasting Project (DVB) ซึ่งเป็นความร่วมมือกันระหว่าง สถานีวิทยุโทรทัศน์ และบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์ในอุตสาหกรรมวิทยุโทรทัศน์มาตรฐาน DVB-S ได้ถูกใช้งาน ในเชิงพาณิชย์เป็นครั้งแรกในประเทศฝรั่งเศส และในอีกหลายประเทศในภายหลัง เช่น อังกฤษ สหรัฐอเมริกา แคนาดา รวมถึงประเทศไทย
รายละเอียดของมาตรฐาน DVB-S ได้ถูกอธิบายไว้ในเอกสารมาตรฐานยุโรป EN 300 421 โดยมาตรฐานดังกล่าวได้ระบุวิธีการมอดูเลตและระบบการเข้ารหัสช่องสัญญาณสำหรับการส่งข้อมูลในระดับชั้นกายภาพ (Phisical Layer) และระดับชั้นเชื่อมโยงข้อมูล (Datalink Layer) โดยวิธีการมอดูเลตที่ใช้ได้แก่ QPSK สำหรับการส่งข้อมูลภาพและเสียงในระบบ DVB-S นั้น ข้อมูลทั้งหมดจะส่งในรูปของกระแสสัญญาณ MPEG-2 ทรานสปอร์ตสตรีม
ระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียม DVB-S ถูกพัฒนาขึ้นในปี ค.ศ. 1994 เพื่อการถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์ผ่านดาวเทียมระบบดิจิทัลโดยองค์การ Digital Video Broadcasting Project (DVB) ซึ่งเป็นความร่วมมือกันระหว่าง สถานีวิทยุโทรทัศน์ และบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์ในอุตสาหกรรมวิทยุโทรทัศน์มาตรฐาน DVB-S ได้ถูกใช้งาน ในเชิงพาณิชย์เป็นครั้งแรกในประเทศฝรั่งเศส และในอีกหลายประเทศในภายหลัง เช่น อังกฤษ สหรัฐอเมริกา แคนาดา รวมถึงประเทศไทย
รายละเอียดของมาตรฐาน DVB-S ได้ถูกอธิบายไว้ในเอกสารมาตรฐานยุโรป EN 300 421 โดยมาตรฐานดังกล่าวได้ระบุวิธีการมอดูเลตและระบบการเข้ารหัสช่องสัญญาณสำหรับการส่งข้อมูลในระดับชั้นกายภาพ (Phisical Layer) และระดับชั้นเชื่อมโยงข้อมูล (Datalink Layer) โดยวิธีการมอดูเลตที่ใช้ได้แก่ QPSK สำหรับการส่งข้อมูลภาพและเสียงในระบบ DVB-S นั้น ข้อมูลทั้งหมดจะส่งในรูปของกระแสสัญญาณ MPEG-2 ทรานสปอร์ตสตรีม
มาตรฐาน DVB-S2
เนื่องจากเทคโนโลยีการการถ่ายทอดสัญญาณผ่านดาวเทียมได้มีการพัฒนาไปอย่างมากตั้งแต่มีการจัดทำมาตรฐาน DVB-S เป็นต้นมา เทคนิคการมอดูเลตสัญญาณ และการเข้ารหัสช่องสัญญาณที่มีการพัฒนาขึ้นใหม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพและความคล่องตัวในการใช้งานช่องสัญญาณได้มากขึ้น ดังนั้นมาตรฐาน DVB-S2 ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียมยุคที่ 2 จึงได้ถูกจัดทำขึ้นเพื่อที่จะรองรับเทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่มีขึ้น รายละเอียดของมาตรฐาน DVB-S2 ได้ถูกอธิบายไว้ในเอกสารมาตรฐานยุโรป EN 302 307 ในการมอดูเลตสัญญาณนั้น DVB-S2 สามารถรองรับ QPSK, 8PSK,16APSK หรือ 32APSK โดยการที่จะเลือกใช้วิธีการมอดูเลตแบบใดนั้นขึ้นอยู่กับผู้ให้บริการ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเลือกใช้ QPSK หรือ 8PSK
นอกจากนี้ระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียม DVB-S2 ยังถูกออกแบบมาให้สามารถรองรับบริการแบบที่มีการปฏิสัมพันธ์ (Interactive) ได้ โดยที่ช่องทางการส่งข้อมูลกลับ (Return channel) จากผู้ใช้บริการสามารถเป็นไปได้หลากหลายรูปแบบเช่น
- ส่งข้อมูลกลับผ่านทางช่องสัญญาณดาวเทียม
- ส่งข้อมูลกลับผ่านทางระบบเครือข่ายโทรศัพท์สาธารณะ (PSTN หรือ Public Switched Telephone Network)
- ส่งข้อมูลกลับผ่านทางระบบ GSM (Global System for Mobile Communications)ซึ่งเป็นมาตรฐานของเทคโนโลยีโทรศัพท์มือถือที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในโลก
มาตรฐาน DVB-S2 มีข้อดีกว่ามาตรฐาน DVB-S หลาย ๆ ด้าน อย่างเช่น มีอัตราการส่งข้อมูลที่สูงขึ้นมีประสิทธิภาพในการเข้ารหัสที่ดีกว่า และปรับปรุงในเรื่องการใช้แบนด์วิดท์ให้คุ้มค่า นอกจากนี้มาตรฐาน DVB-S2 ได้นำเทคโนโลยี Adaptive Coding and Modulation (ACM) มาใช้ทำให้ผู้ให้บริการโครงข่ายสื่อสารดาวเทียมสามารถปรับเทคนิคการเข้ารหัสและการมอดูเลตได้ตามคุณภาพของสัญญาณที่ได้จากอุปกรณ์เครื่องรับส่งระยะไกล (Remote terminal) ซึ่งเทคนิคนี้มีประโยชน์อย่างมากในการให้บริการอย่างเช่น หากในขณะมีฝนตก อย่างหนัก จะทำให้การรับส่งสัญญาณทำได้ไม่ดีนัก เมื่อผู้ให้บริการโครงข่ายสื่อสารดาวเทียมทราบก็สามารถปรับเทคนิคการเข้ารหัสและการมอดูเลตให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมนั้นได้
เนื่องจากเทคโนโลยีการการถ่ายทอดสัญญาณผ่านดาวเทียมได้มีการพัฒนาไปอย่างมากตั้งแต่มีการจัดทำมาตรฐาน DVB-S เป็นต้นมา เทคนิคการมอดูเลตสัญญาณ และการเข้ารหัสช่องสัญญาณที่มีการพัฒนาขึ้นใหม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพและความคล่องตัวในการใช้งานช่องสัญญาณได้มากขึ้น ดังนั้นมาตรฐาน DVB-S2 ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียมยุคที่ 2 จึงได้ถูกจัดทำขึ้นเพื่อที่จะรองรับเทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่มีขึ้น รายละเอียดของมาตรฐาน DVB-S2 ได้ถูกอธิบายไว้ในเอกสารมาตรฐานยุโรป EN 302 307 ในการมอดูเลตสัญญาณนั้น DVB-S2 สามารถรองรับ QPSK, 8PSK,16APSK หรือ 32APSK โดยการที่จะเลือกใช้วิธีการมอดูเลตแบบใดนั้นขึ้นอยู่กับผู้ให้บริการ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเลือกใช้ QPSK หรือ 8PSK
นอกจากนี้ระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียม DVB-S2 ยังถูกออกแบบมาให้สามารถรองรับบริการแบบที่มีการปฏิสัมพันธ์ (Interactive) ได้ โดยที่ช่องทางการส่งข้อมูลกลับ (Return channel) จากผู้ใช้บริการสามารถเป็นไปได้หลากหลายรูปแบบเช่น
- ส่งข้อมูลกลับผ่านทางช่องสัญญาณดาวเทียม
- ส่งข้อมูลกลับผ่านทางระบบเครือข่ายโทรศัพท์สาธารณะ (PSTN หรือ Public Switched Telephone Network)
- ส่งข้อมูลกลับผ่านทางระบบ GSM (Global System for Mobile Communications)ซึ่งเป็นมาตรฐานของเทคโนโลยีโทรศัพท์มือถือที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในโลก
มาตรฐาน DVB-S2 มีข้อดีกว่ามาตรฐาน DVB-S หลาย ๆ ด้าน อย่างเช่น มีอัตราการส่งข้อมูลที่สูงขึ้นมีประสิทธิภาพในการเข้ารหัสที่ดีกว่า และปรับปรุงในเรื่องการใช้แบนด์วิดท์ให้คุ้มค่า นอกจากนี้มาตรฐาน DVB-S2 ได้นำเทคโนโลยี Adaptive Coding and Modulation (ACM) มาใช้ทำให้ผู้ให้บริการโครงข่ายสื่อสารดาวเทียมสามารถปรับเทคนิคการเข้ารหัสและการมอดูเลตได้ตามคุณภาพของสัญญาณที่ได้จากอุปกรณ์เครื่องรับส่งระยะไกล (Remote terminal) ซึ่งเทคนิคนี้มีประโยชน์อย่างมากในการให้บริการอย่างเช่น หากในขณะมีฝนตก อย่างหนัก จะทำให้การรับส่งสัญญาณทำได้ไม่ดีนัก เมื่อผู้ให้บริการโครงข่ายสื่อสารดาวเทียมทราบก็สามารถปรับเทคนิคการเข้ารหัสและการมอดูเลตให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมนั้นได้
มาตรฐาน ISDB-S
ประเทศญี่ปุ่นได้มีการนำมาตรฐาน DVB-S มาใช้ในปี ค.ศ. 1996 แต่เนื่องจากคุณสมบัติบางประการของมาตรฐาน DVB-S ยังไม่เป็นที่พึงพอใจของผู้ให้บริการแพร่ภาพโทรทัศน์ อย่างเช่น ขีดความสามารถในการให้บริการ HDTV, การปฏิสัมพันธ์กับผู้ใช้บริการ, การเข้าถึงโครงข่ายและการใช้ความถี่อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มาตรฐานโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียม ISDB-S ถูกพัฒนาขึ้นมาโดย ARIB:Association of Radio Industries and Business มีองค์การ Digital Broadcasting Expert Group (DiBEG) เป็นหน่วยงานส่งเสริมและสนับสนุนระบบให้แพร่หลายในอุตสาหกรรมวิทยุโทรทัศน์
มาตรฐาน ISDB-S ทำงานโดยใช้เทคนิคการบีบอัดสัญญาณตามมาตรฐาน MPEG-2 และมีการส่งทั้งสัญญาณภาพและสัญญาณเสียงรวมกันในกระแสสัญญาณ MPEG-2 ทรานสปอร์ตสตรีม โทรทัศน์ผ่านดาวเทียมระบบ ISDB-S ถูกออกแบบให้มีความยืดหยุ่นสูง ทนทานต่อสภาพอากาศ และมีอัตราการส่งข้อมูลสูง
ระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียม ISDB-S สามารถให้บริการไม่เฉพาะ กับสัญญาณภาพและเสียงเท่านั้นแต่สามารถให้บริการสื่อประสม (Multimedia) อื่นๆ เช่น การแพร่สัญญาณภาพหรือข้อมูลทางเครือข่ายอินเ ทอร์เน็ต (Data Broadcasting) ได้ และภายในหนึ่งช่องสัญญาณดาวเทียมสามารถใช้ส่งสัญญาณ HTDV ได้ 2 ช่อง คุณสมบัติทางเทคนิคของระบบ ISDB-S สามารถสรุปได้ดังตารางที่ 4
ตารารางที่ 4 คุณสมบัติทางเทคนิคของระบบ ISDB-S
ประเทศญี่ปุ่นได้มีการนำมาตรฐาน DVB-S มาใช้ในปี ค.ศ. 1996 แต่เนื่องจากคุณสมบัติบางประการของมาตรฐาน DVB-S ยังไม่เป็นที่พึงพอใจของผู้ให้บริการแพร่ภาพโทรทัศน์ อย่างเช่น ขีดความสามารถในการให้บริการ HDTV, การปฏิสัมพันธ์กับผู้ใช้บริการ, การเข้าถึงโครงข่ายและการใช้ความถี่อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มาตรฐานโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียม ISDB-S ถูกพัฒนาขึ้นมาโดย ARIB:Association of Radio Industries and Business มีองค์การ Digital Broadcasting Expert Group (DiBEG) เป็นหน่วยงานส่งเสริมและสนับสนุนระบบให้แพร่หลายในอุตสาหกรรมวิทยุโทรทัศน์
มาตรฐาน ISDB-S ทำงานโดยใช้เทคนิคการบีบอัดสัญญาณตามมาตรฐาน MPEG-2 และมีการส่งทั้งสัญญาณภาพและสัญญาณเสียงรวมกันในกระแสสัญญาณ MPEG-2 ทรานสปอร์ตสตรีม โทรทัศน์ผ่านดาวเทียมระบบ ISDB-S ถูกออกแบบให้มีความยืดหยุ่นสูง ทนทานต่อสภาพอากาศ และมีอัตราการส่งข้อมูลสูง
ระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านดาวเทียม ISDB-S สามารถให้บริการไม่เฉพาะ กับสัญญาณภาพและเสียงเท่านั้นแต่สามารถให้บริการสื่อประสม (Multimedia) อื่นๆ เช่น การแพร่สัญญาณภาพหรือข้อมูลทางเครือข่ายอินเ ทอร์เน็ต (Data Broadcasting) ได้ และภายในหนึ่งช่องสัญญาณดาวเทียมสามารถใช้ส่งสัญญาณ HTDV ได้ 2 ช่อง คุณสมบัติทางเทคนิคของระบบ ISDB-S สามารถสรุปได้ดังตารางที่ 4
ตารารางที่ 4 คุณสมบัติทางเทคนิคของระบบ ISDB-S
ตารางที่ 5 ข้อกำหนดทางความถี่และช่องสัญญาณของดาวเทียมประเทศญี่ปุ่นที่ใช้มาตรฐาน ISDB-S
มาตรฐานสากลของเทคโนโลยีระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านเคเบิล (Cable digital TV)
เทคโนโลยีระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านเคเบิล (Cable digital TV) เป็นการรับรายการผ่านระบบการกระจายผ่านสายสัญญาณ ไปตามท้องถิ่นต่างๆ ซึ่งส่งจากศูนย์กลางการส่งสัญญาณโทรทัศน์แห่งใดแห่งหนึ่ง เมื่อถึงบ้านลูกค้าก็ต้องผ่าน Set-top-box เพื่อเข้าเครื่องรับชมต่อไป มาตรฐานสากลต่างๆ ที่สำคัญของโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านเคเบิลมีดังนี้.-
มาตรฐาน DVB-C
ระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านเคเบิล DVB-C ถูกพัฒนาขึ้นในปี 1994 โดยองค์การ Digital Video Broadcasting Project (DVB) ในปัจจุบันมาตรฐาน DVB-C ถูกนำมาใช้งานในระบบโทรทัศน์ผ่านสายเคเบิลทั่วโลกทั้งในระบบโครงข่าย CATV ขนาดใหญ่ รวมไปถึงโครงข่ายขนาดย่อยอื่นๆ เช่นระบบ SMATV มาตรฐาน DVB-C นั้นเป็นส่วนหนึ่งในตระกูลมาตรฐานโทรทัศน์ดิจิทัล DVB โดยระบุถึงเทคนิคการ modulate สัญญาณซึ่งใช้เทคนิค QAM ตั้งแต่ 16-QAM ถึง 256-QAM และสำหรับการส่งข้อมูลภาพและเสียงในระบบ DVB-C นั้นข้อมูลทั้งหมดจะส่งในรูปของ MPEG-2 หรือ MPEG-4
ระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านเคเบิล DVB-C ถูกพัฒนาขึ้นในปี 1994 โดยองค์การ Digital Video Broadcasting Project (DVB) ในปัจจุบันมาตรฐาน DVB-C ถูกนำมาใช้งานในระบบโทรทัศน์ผ่านสายเคเบิลทั่วโลกทั้งในระบบโครงข่าย CATV ขนาดใหญ่ รวมไปถึงโครงข่ายขนาดย่อยอื่นๆ เช่นระบบ SMATV มาตรฐาน DVB-C นั้นเป็นส่วนหนึ่งในตระกูลมาตรฐานโทรทัศน์ดิจิทัล DVB โดยระบุถึงเทคนิคการ modulate สัญญาณซึ่งใช้เทคนิค QAM ตั้งแต่ 16-QAM ถึง 256-QAM และสำหรับการส่งข้อมูลภาพและเสียงในระบบ DVB-C นั้นข้อมูลทั้งหมดจะส่งในรูปของ MPEG-2 หรือ MPEG-4
มาตรฐาน DVB-C2
ในการประชุมคณะกรรมการชี้แนะแนวทางการทำงานของโครงการ DVB ซึ่งจัดในเดือนกุมภาพันธ์ ปี ค.ศ. 2008 ได้มีการประกาศเพื่อที่จะจัดทำมาตรฐานระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านเคเบิลยุคที่ 2 (DVB-C2) และเป็นที่คาดหมายกันว่ามาตรฐาน DVB-C2 จะเป็นมาตรฐานสุดท้ายสำหรับการส่งสัญญาณผ่านเคเบิลโดยที่ระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านเคเบิล DVB-C2 ใหม่นี้จะใช้เทคนิคการมอดูเลตสัญญาณและการเข้ารหัสที่มีความทันสมัยกว่าระบบ DVB-C ทำให้ระบบมีประสิทธิภาพในการใช้คลื่นความถี่ (Spectrum efficiency) ที่ดีขึ้น ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ และจะทำให้ความสามารถในการส่งข้อมูลเพิ่มขึ้นถึง 60 เปอร์เซ็นต์โดยสาเหตุหลัก ๆ ที่ต้องพัฒนาจาก DVB-C ไปเป็น DVB-C2 มีดังนี้
1. มีความต้องการที่จะเพิ่มความจุในการขนส่งข้อมูลเพื่อรองรับบริการใหม่ ๆ อย่างเช่น HDTV และ Video-on-demand (VOD) และบริการที่มีการโต้ตอบกับผู้ใช้บริการ
2. มีความจำเป็นที่ผู้ให้บริการจะต้องปรับปรุงการให้บริการของตนเอง เพื่อให้สามารถแข่งขันผู้ให้บริการรายอื่น
ในการประชุมคณะกรรมการชี้แนะแนวทางการทำงานของโครงการ DVB ซึ่งจัดในเดือนกุมภาพันธ์ ปี ค.ศ. 2008 ได้มีการประกาศเพื่อที่จะจัดทำมาตรฐานระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านเคเบิลยุคที่ 2 (DVB-C2) และเป็นที่คาดหมายกันว่ามาตรฐาน DVB-C2 จะเป็นมาตรฐานสุดท้ายสำหรับการส่งสัญญาณผ่านเคเบิลโดยที่ระบบโทรทัศน์ดิจิทัลผ่านเคเบิล DVB-C2 ใหม่นี้จะใช้เทคนิคการมอดูเลตสัญญาณและการเข้ารหัสที่มีความทันสมัยกว่าระบบ DVB-C ทำให้ระบบมีประสิทธิภาพในการใช้คลื่นความถี่ (Spectrum efficiency) ที่ดีขึ้น ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ และจะทำให้ความสามารถในการส่งข้อมูลเพิ่มขึ้นถึง 60 เปอร์เซ็นต์โดยสาเหตุหลัก ๆ ที่ต้องพัฒนาจาก DVB-C ไปเป็น DVB-C2 มีดังนี้
1. มีความต้องการที่จะเพิ่มความจุในการขนส่งข้อมูลเพื่อรองรับบริการใหม่ ๆ อย่างเช่น HDTV และ Video-on-demand (VOD) และบริการที่มีการโต้ตอบกับผู้ใช้บริการ
2. มีความจำเป็นที่ผู้ให้บริการจะต้องปรับปรุงการให้บริการของตนเอง เพื่อให้สามารถแข่งขันผู้ให้บริการรายอื่น
ตารางที่ 6 เปรียบเทียบคุณสมบัติทางเทคนิคระหว่าง DVB-C และ DVB-C2
มาตรฐาน ISDB-C
มาตรฐาน ISDB-C ถูกพัฒนาในประเทศญี่ปุ่นโดย ARIB: Association of Radio Industries and Business มาตรฐาน ISDB-C ใช้เทคนิคการบีบอัดสัญญาณตามมาตรฐาน MPEG-2 และส่งสัญญาณภาพและสัญญาณเสียงรวมกันใน MPEG-2 Transport Stream สำหรับเทคนิคการมอดูเลตสัญญาณที่ใช้ในมาตรฐาน ISDB-C ได้แก่การมอดูเลตสัญญาณแบบ 64-QAM นอกจากนี้ยังใช้รหัสรีดโซโลมอนในการแก้ความผิดพลาดแบบไปข้างหน้า และใช้แบนด์วิดท์ขนาด 6 MHz ซึ่งสามารถรองรับความเร็วในการส่งข้อมูลต่อช่องสัญญาณประมาณ 29 Mbps โดยคุณสมบัติทางเทคนิคของระบบ ISDB-S สามารถสรุปได้ดังตารางที่ 7
มาตรฐาน ISDB-C ถูกพัฒนาในประเทศญี่ปุ่นโดย ARIB: Association of Radio Industries and Business มาตรฐาน ISDB-C ใช้เทคนิคการบีบอัดสัญญาณตามมาตรฐาน MPEG-2 และส่งสัญญาณภาพและสัญญาณเสียงรวมกันใน MPEG-2 Transport Stream สำหรับเทคนิคการมอดูเลตสัญญาณที่ใช้ในมาตรฐาน ISDB-C ได้แก่การมอดูเลตสัญญาณแบบ 64-QAM นอกจากนี้ยังใช้รหัสรีดโซโลมอนในการแก้ความผิดพลาดแบบไปข้างหน้า และใช้แบนด์วิดท์ขนาด 6 MHz ซึ่งสามารถรองรับความเร็วในการส่งข้อมูลต่อช่องสัญญาณประมาณ 29 Mbps โดยคุณสมบัติทางเทคนิคของระบบ ISDB-S สามารถสรุปได้ดังตารางที่ 7
ตารางที่ 7 คุณสมบัติทางเทคนิคของระบบ ISDB-C
มาตรฐานสากลของเทคโนโลยีระบบโทรทัศน์มือถือดิจิทัล (Handheld Digital TV)
เทคโนโลยีระบบโทรทัศน์มือถือดิจิทัล (Handheld Digital TV) มีหลายมาตรฐาน เช่น DVB – H DVB-SH (ยุโรป), 1seg (ญี่ปุ่น), Media FLO (อเมริกา) T-DMB (เกาหลีใต้), S-DMB (เกาหลีใต้-ญี่ปุ่น) CMMB (ประเทศจีน), และ 3GPP เป็นต้น
มาตรฐาน DVB-H
เทคโนโลยีโทรทัศน์ดิจิทัลมือถือ ระบบ DVB-H ถูกพัฒนาขึ้นโดยเป็นการต่อยอดจากระบบโทรทัศน์ดิจิทัลภาคพื้นดินแบบ DVB-T ซึ่งมีการเพิ่มเติมคุณสมบัติเพื่อให้สามารถรองรับข้อกำหนดเฉพาะต่างๆ ของเครื่องรับโทรทัศน์แบบพกพาที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่เพื่อเป็นการประหยัดพลังงานในการใช้งานโทรทัศน์ดิจิทัลมือถือที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ระบบ DVB-H ทำงานโดยใช้เทคโนโลยี Time Slicing ซึ่งเทคโนโลยีดังกล่าวทำงานโดยส่งข้อมูลเป็น Burst ลงใน Time-slot ที่ถูกกำหนดไว้ ซึ่งอุปกรณ์ภาครับสามารถประหยัดพลังงานได้โดยเปิดรับข้อมูลในช่วงระยะเวลาของ Time-slot ที่ถูกกำหนดไว้ล่วงหน้า ในแต่ละ burst สามารถบรรจุข้อมูลได้ถึง 2 Mbits ซึ่งใช้การเข้ารหัสแบบ Reed-Solomom 64 bits ต่อ ข้อมูล 191 bits และนอกจากนี้ สัญญาณระบบโทรทัศน์ DVB-H ยังสามารถูกส่งออกมารวมกันกับสัญญาณ DVB-T ภายในมัลติเพล็กซ์เดียวกันได้ดังแสดงในรูปที่ 11
รูปที่ 11 แสดงสัญญาณระบบโทรทัศน์ DVB-H ถูกส่งออกมารวมกันกับสัญญาณ DVB-T ภายในมัลติเพล็กซ์เดียวกัน
เทคโนโลยีโทรทัศน์ดิจิทัลมือถือ ระบบ DVB-H ถูกพัฒนาขึ้นโดยเป็นการต่อยอดจากระบบโทรทัศน์ดิจิทัลภาคพื้นดินแบบ DVB-T ซึ่งมีการเพิ่มเติมคุณสมบัติเพื่อให้สามารถรองรับข้อกำหนดเฉพาะต่างๆ ของเครื่องรับโทรทัศน์แบบพกพาที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่เพื่อเป็นการประหยัดพลังงานในการใช้งานโทรทัศน์ดิจิทัลมือถือที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ระบบ DVB-H ทำงานโดยใช้เทคโนโลยี Time Slicing ซึ่งเทคโนโลยีดังกล่าวทำงานโดยส่งข้อมูลเป็น Burst ลงใน Time-slot ที่ถูกกำหนดไว้ ซึ่งอุปกรณ์ภาครับสามารถประหยัดพลังงานได้โดยเปิดรับข้อมูลในช่วงระยะเวลาของ Time-slot ที่ถูกกำหนดไว้ล่วงหน้า ในแต่ละ burst สามารถบรรจุข้อมูลได้ถึง 2 Mbits ซึ่งใช้การเข้ารหัสแบบ Reed-Solomom 64 bits ต่อ ข้อมูล 191 bits และนอกจากนี้ สัญญาณระบบโทรทัศน์ DVB-H ยังสามารถูกส่งออกมารวมกันกับสัญญาณ DVB-T ภายในมัลติเพล็กซ์เดียวกันได้ดังแสดงในรูปที่ 11
รูปที่ 11 แสดงสัญญาณระบบโทรทัศน์ DVB-H ถูกส่งออกมารวมกันกับสัญญาณ DVB-T ภายในมัลติเพล็กซ์เดียวกัน
เทคโนโลยีโทรทัศน์ดิจิทัลมือถือระบบ DVB-H ได้ถูกออกแบบให้ทำงานได้ในย่านความถี่ดังต่อไปนี้
- VHF-III (170-230 MHz)
- UHF-IV/V (470-862 MHz)
- L (1.452-1.492 GHz)
- VHF-III (170-230 MHz)
- UHF-IV/V (470-862 MHz)
- L (1.452-1.492 GHz)
มาตรฐาน 1seg
มาตรฐาน 1seg เป็นมาตรฐานเทคโนโลยีโทรทัศน์ดิจิทัลมือถือที่พัฒนาขึ้นโดยประเทศญี่ปุ่นในปี 2005 และปัจจุบันถูกใช้งานในประเทศญี่ปุ่นและประเทศบราซิล เทคโนโลยีโทรทัศน์ดิจิทัลมือถือ 1seg ถูกออกแบบขึ้นมาให้สามารถให้บริการถ่ายทอดสัญญาณร่วมกับ เทคโนโลยีโทรทัศน์ดิจิทัลภาคพื้นดินระบบ ISDB-T ที่มีใช้งานในประเทศญี่ปุ่นและประเทศบราซิล
ในระบบโทรทัศน์ดิจิทัลภาคพื้นดิน ISDB-T ช่องสัญญาณถ่ายทอดใช้ความกว้างแถบความถี่ขนาด 6 MHz (5.57 MHz สำหรับส่งข้อมูลและ 430 kHz สำหรับ guard band) ในแต่ละช่องสัญญาณได้ถูกแบ่งย่อยอีกออกเป็น 13 segment (428 kHz) ซึ่งสัญญาณ 1seg จะถูกถ่ายทอดโดยใช้ segment หนึ่งใน 13 segment นั้น โดยใช้เทคนิคการ modulate สัญญาณแบบ QPSK และ 2/3 forward error corrention ซึ่งระบบมีอัตราการส่งข้อมูล 416 kbit/s ข้อมูลภาพถูกส่งตามมาตรฐาน H.264/MPEG-4 AVC video stream และเสียงตาม HE-AAC audio stream ซึ่งถูก multiplex ลงใน MPEG-2 Transport Stream
มาตรฐาน 1seg เป็นมาตรฐานเทคโนโลยีโทรทัศน์ดิจิทัลมือถือที่พัฒนาขึ้นโดยประเทศญี่ปุ่นในปี 2005 และปัจจุบันถูกใช้งานในประเทศญี่ปุ่นและประเทศบราซิล เทคโนโลยีโทรทัศน์ดิจิทัลมือถือ 1seg ถูกออกแบบขึ้นมาให้สามารถให้บริการถ่ายทอดสัญญาณร่วมกับ เทคโนโลยีโทรทัศน์ดิจิทัลภาคพื้นดินระบบ ISDB-T ที่มีใช้งานในประเทศญี่ปุ่นและประเทศบราซิล
ในระบบโทรทัศน์ดิจิทัลภาคพื้นดิน ISDB-T ช่องสัญญาณถ่ายทอดใช้ความกว้างแถบความถี่ขนาด 6 MHz (5.57 MHz สำหรับส่งข้อมูลและ 430 kHz สำหรับ guard band) ในแต่ละช่องสัญญาณได้ถูกแบ่งย่อยอีกออกเป็น 13 segment (428 kHz) ซึ่งสัญญาณ 1seg จะถูกถ่ายทอดโดยใช้ segment หนึ่งใน 13 segment นั้น โดยใช้เทคนิคการ modulate สัญญาณแบบ QPSK และ 2/3 forward error corrention ซึ่งระบบมีอัตราการส่งข้อมูล 416 kbit/s ข้อมูลภาพถูกส่งตามมาตรฐาน H.264/MPEG-4 AVC video stream และเสียงตาม HE-AAC audio stream ซึ่งถูก multiplex ลงใน MPEG-2 Transport Stream
มาตรฐาน T- DMB
T-DMB หรือ Digital Media Broadcasting เป็นระบบที่ประเทศเกาหลีใต้พัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้งานเองโดยเน้นการใช้งานทางด้านมัลติมิเดียเป็นหลัก และถูกออกแบบมาให้เหมาะสมกับอุปกรณ์พกพาและเคลื่อนที่ได้ เช่นเดียวกันกับมาตรฐาน DVB-H นอกจากนี้ ยังมีบริการข้อมูลด้านต่าง ๆ อย่างเช่น รายละเอียดเกี่ยวกับโปรแกรมรายการโทรทัศน์ และ ข้อมูลสภาพการจราจร เป็นต้น
มาตรฐาน T- DMB พัฒนาโดยประเทศเกาหลีจากเทคโนโลยี DAB ที่เป็นมาตรฐานวิทยุกระจายเสียงระบบดิจิทัลภาคพื้นดิน สำหรับเครื่องรับประจำที่และที่ติดตั้งในยานพาหนะ ตามมาตรฐาน ESTI TS 102 427 และ TS 102 428 304 ส่วนที่เพิ่มเติมขึ้นมาคือ ระบบแก้ความผิดพลาดแบบไปข้างหน้า (FEC) สามารถมอดูเลตกับสัญญาณ DQPSK กับคลื่น OFDM, ระบบออกแบบเพื่อใช้ในย่านความถี่ VHF Band III (174-230MHz) สาหรับช่องสัญญาณย่อยขนาด 1.5 MHz สามารถส่งรายการโทรทัศน์ที่มีคุณภาพ 2-3 รายการ มีบริการเชิงพาณิชย์แล้วในประเทศเกาหลี มีเครื่องรับใช้บริการกว่า 6.7 ล้านเครื่อง ส่วนใหญ่ที่ได้รับความนิยม จะเป็นเครื่องรับเฉพาะบริการ T- DMB แบบติดรถยนต์และแบบพกพาไม่สามารถใช้เป็นโทรศัพท์มือถือได้ประมาณ 60% แต่ปัจจุบันมีเครื่องรับมือถือที่รองรับทั้งมาตรฐาน GSM และ T- DMB ควบคู่กัน ประมาณ 40%
มาตรฐาน Media FLO
Media FLO เป็นระบบโทรทัศน์มือถือที่พัฒนาโดยบริษัท Qualcomm ประเทศสหรัฐอเมริกา FLO คือ Forward Link Only บนพื้นฐาน COFDM เป็นระบบเปิดโดยเฉพาะ Physical Layer มีหลักการในการเข้ารหัสคล้ายกับ DVB-H ระบบแก้ความผิดพลาดแบบไปข้างหน้า (FEC) แบบเทอร์โบ (Turbo- Coding) สามารถมอดูเลตกับสัญญาณ QPSK, 16QAM, กับคลื่น OFDM แบบเรียงลำดับ (Layered Modulation) ขนาด 4k ระบบออกแบบเพื่อใช้ในย่านความถี่ UHF สำหรับช่องสัญญาณขนาด 8 MHz สามารถส่งรายการโทรทัศน์ที่มีคุณภาพ 10-20 รายการ Media FLO เป็นการให้บริการโทรทัศน์มือถือที่สมบูรณ์รวมทั้งระบบเก็บค่าบริการ และค่าลิขสิทธิ์ มีบริการเชิงพาณิชย์แล้วในประเทศสหรัฐอเมริกา และอยู่ระหว่างการทดลองให้บริการในประเทศไต้หวันและฮ่องกง
มาตรฐาน DVB-SH
DVB-SH คือมาตรฐานโทรทัศน์มือถือ ที่ให้บริการ Audio/Video และบริการข้อมูลสู่อุปกรณ์รับสัญญาณแบบ มือถือ เช่น Mobile Phone, และเครื่องรับที่ติดตั้งบนยานพาหนะต่างๆ เป็นการให้บริการแบบผสมกันทั้งแบบผ่านดาวเทียมและให้บริการภาคพื้นดิน ระบบจะออกแบบให้ครอบคลุมเขตบริการกว้าง ๆ เช่นครอบคลุมทั้งประเทศ ด้วยดาวเทียมในย่านความถี่ต่ำกว่า 3GHz เช่นในย่าน S-Band ความถี่ 2.2 GHz ใกล้เคียงกับย่านความถี่ของบริการ 3G ส่วนในบริเวณพื้นที่ที่ไม่สามารถรับได้คุณภาพดีโดยตรงจากดาวเทียมหรือกรณีรับสัญญาณในอาคาร สถานีภาคพื้นดินย่านความถี่ UHF และ L-Band จะช่วยเสริมในส่วนนี้ได้ดี
DVB-SH ถูกออกแบบให้เป็นส่วนเสริมและปรับปรุงมาตรฐาน Physical Layer ของ DVB-H ให้ดียิ่งขึ้น บนพื้นฐานของการแจกจ่าย DVB IP Datacast (IPDC) เป็นไปตามมาตรฐาน ETSI EN 302 583 และ TS 102 585
DVB-SH มีการทำงาน 2 โหมด คือ.-
- SH-A: กำหนดใช้วิธี COFDM ทั้งการส่งผ่านดาวเทียมและภาคพื้นดิน ในโหมด SFN ทั้ง 2 ลิงค์ SH-B: กำหนดใช้วิธี TDM ( Time Division Multiplexing) ในการส่งผ่านดาวเทียมส่วนภาคพื้นดิน ใช้ COFDM
- FEC แบบ 3GPP2 Turbo Coding
- ปรับปรุง Time interleavingให้ดีขึ้น
- รองรับเครื่องสัญญาณที่การใช้สายอากาศรับแบบ Diversity
- สามารถเลือกมอดูเลต แบบ QPSK,8PSK,16APSK เมื่อส่งแบบ TDM และ มอดูเลต แบบ QPSK,16QAM เมื่อส่งแบบ COFDM
- เลือกใช้ Bandwidth ขนาด 8MHz,7MHz,6MHz,5MHz,1.7MHz ตามความเหมาะสม
- สามารเลือก FFT ได้หลายแบบคือ 8K, 4K, 2K และส่วนย่อยจาก 2K คือ1K
มาตรฐาน S-DMB
S-DMB เป็นมาตรฐานการให้บริการ Audio คุณภาพสูงพร้อมด้วยข้อมูลสื่อประสมแบบต่างๆ รวมทั้ง Video ให้บริการผสมกันทั้งแบบผ่านดาวเทียมและให้บริการภาคพื้นดิน ที่ประเทศเกาหลีและประเทศญี่ปุ่นพัฒนาร่วมกัน ตามมาตรฐาน ITU-R BO1130, ITU-R BS1547 และรู้จักในนามมาตรฐาน ARIB ระบบจะออกแบบให้ครอบคลุมเขตบริการกว้าง ๆ เช่น ครอบคลุมทั้งประเทศ ด้วยดาวเทียมในย่านความถี่ S-Band ความถี่ 2,630-2,655 MHz ใกล้เคียงกับย่านความถี่ของบริการ 3G ส่วนในบริเวณพื้นที่ ที่ไม่สามารถรับได้คุณภาพดีโดยตรงจากดาวเทียมหรือกรณีรับสัญญาณในอาคาร สถานีทวนสัญญาณภาคพื้นดินโดยใช้ความถี่เดียวกันแต่กำลังต่ำครอบคลุมพื้นที่แคบๆ ในเขตเมืองและภายในอาคาร เทคโนโลยีที่ใช้เช่นเดียวกับ DVB-SH.
S-DMB ใช้การมอดูเลตแบบ CDM (Code Division Multiplex) บนพื้นฐาน QPSK พร้อมด้วย FECแบบ RS (204,188) และรหัสชั้นใน (Inner Code) แบบคอนโวลูชัน (Convolution) ที่เลือกอัตรา 1/2, 2/3,3/4, 5/6 และ7/8 ได้ มีแบนด์วิดท์ในการให้บริการ 25 MHz ที่ความถี่ 2,630-2,655 MHz มีการให้บริการแล้วในประเทศเกาหลีและประเทศญี่ปุ่น
S-DMB เป็นมาตรฐานการให้บริการ Audio คุณภาพสูงพร้อมด้วยข้อมูลสื่อประสมแบบต่างๆ รวมทั้ง Video ให้บริการผสมกันทั้งแบบผ่านดาวเทียมและให้บริการภาคพื้นดิน ที่ประเทศเกาหลีและประเทศญี่ปุ่นพัฒนาร่วมกัน ตามมาตรฐาน ITU-R BO1130, ITU-R BS1547 และรู้จักในนามมาตรฐาน ARIB ระบบจะออกแบบให้ครอบคลุมเขตบริการกว้าง ๆ เช่น ครอบคลุมทั้งประเทศ ด้วยดาวเทียมในย่านความถี่ S-Band ความถี่ 2,630-2,655 MHz ใกล้เคียงกับย่านความถี่ของบริการ 3G ส่วนในบริเวณพื้นที่ ที่ไม่สามารถรับได้คุณภาพดีโดยตรงจากดาวเทียมหรือกรณีรับสัญญาณในอาคาร สถานีทวนสัญญาณภาคพื้นดินโดยใช้ความถี่เดียวกันแต่กำลังต่ำครอบคลุมพื้นที่แคบๆ ในเขตเมืองและภายในอาคาร เทคโนโลยีที่ใช้เช่นเดียวกับ DVB-SH.
S-DMB ใช้การมอดูเลตแบบ CDM (Code Division Multiplex) บนพื้นฐาน QPSK พร้อมด้วย FECแบบ RS (204,188) และรหัสชั้นใน (Inner Code) แบบคอนโวลูชัน (Convolution) ที่เลือกอัตรา 1/2, 2/3,3/4, 5/6 และ7/8 ได้ มีแบนด์วิดท์ในการให้บริการ 25 MHz ที่ความถี่ 2,630-2,655 MHz มีการให้บริการแล้วในประเทศเกาหลีและประเทศญี่ปุ่น
มาตรฐาน CMMB
CMMB หรือ China Mobile Multimedia Broadcasting มาตรฐานที่ประเทศจีนกำหนดขึ้นมาเพื่อใช้ในประเทศจีน พัฒนาโดยการนำโดย SARFT : State Administration for Radio,Film and Television อยู่บนพื้นฐาน STiMi ( Satellite and Terrestrial interactive multiservice infrastructure ) ประกาศใช้ในปี 2006 มาตรฐาน CMMB จะใกล้เคียงกับ มาตรฐาน DVB-SH คือบรอดคาสท์จากดาวเทียมและเสริมจุดบอด (Gap filler) ด้วยสถานีภาคพื้นดิน สู่อุปกรณ์รับสัญญาณแบบมือถือ เครื่องรับติดรถยนต์ ที่มีจอแสดงภาพขนาดเล็ก เช่น PMP, PDA, Cell Phone และ UMPC
รูปที่ 12 CMMB Network
มาตรฐาน CMMB กำหนดให้ใช้ความถี่ดาวเทียมย่าน S-Band ความถี่ 2.6 GHz แถบความถี่กว้าง 25 MHz สามารถให้บริการ วิดีโอได้ 25 ช่อง และรายการวิทยุ 30 รายการ พร้อมบริการข้อมูลอีกส่วนหนึ่งมาตรฐาน CMMB มีข้อเด่นหลายประการ เช่น เครื่องรับสิ้นเปลืองพลังงานต่ำ การรับระหว่างการเคลื่อนที่ดีมาก คุณภาพการให้บริการ (QOS) อยู่ในขั้นดีมาก เนื่องจากใช้จำนวนบิตในการบริการไม่มาก การให้บริการจะแบ่งเป็นระดับชาติ ให้บริการผ่านดาวเทียม ส่วนระดับท้องถิ่นจะเป็นการให้บริการผ่านสถานีภาคพื้นดิน ในย่าน UHF แบบ SFN
รูปที่ 13 ส่วนประกอบของมาตรฐาน CMMB
จากรูปที่ 13 จะเห็นว่า สามารถให้บริการ Audio / Video, Emergency Broadcast, ESG, CA, Secure Broadcasting, และ Data Broadcast โดยมีข้อกำหนดการส่ง (Transmission Specification) ดังนี้.-
ตารางที่ 8 Transmission Specification
ระบบ CMMB มีการทดลองใช้งานในประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน ตั้งแต่โอลิมปิคเกมส์ 2008 ใน 37 เมือง ปัจจุบันมีการทดลองใช้งานรวม 150 เมือง
บทสรุป
ปัจจุบันมีการพัฒนามาตรฐานทางเทคนิคของโทรทัศน์ดิจิทัลขึ้นมาหลายมาตรฐานดังแสดงในตารางที่ 9 สำหรับโทรทัศน์ดิจิทัลภาคพื้นดิน มีมาตรฐานที่แพร่หลายอยู่ 3 มาตรฐาน ได้แก่ (1) มาตรฐาน ATSC ของสหรัฐอเมริกา (2) มาตรฐาน DVB-T ของยุโรป และ (3) มาตรฐาน ISDB-T ของญี่ปุ่น อย่างไรก็ตาม ก็ยังมีมาตรฐานอื่นที่อยู่ในระหว่างการพัฒนาด้วยคือมาตรฐาน DTMB ของจีน
ตารางที่ 9 ระบบโทรทัศน์ดิจิทัลแบบต่างๆ
พัฒนาการของมาตรฐานทางเทคนิคของระบบโทรทัศน์ภาคพื้นดิน แต่ละระบบมีความแตกต่างกันแม้ว่าส่วนใหญ่มีแนวทางการพัฒนาที่คล้ายกันคือเป็นการทำงานร่วมกันของอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องโดยการสนับสนุนของรัฐบาลหรือองค์กรว่าด้วยการมาตรฐาน แต่เทคนิคทางดิจิทัลที่เลือกใช้มีความแตกต่างหลากหลายในหลายระดับ เช่น วิธีการเข้ารหัส -ถอดรหัส (หรือการบีบอัด) ภาพและเสียง วิธีการรวมส่งสัญญาณ (multiplexing) วิธีการมอดูเลต (modulation) จำนวนคลื่นพาห์ (carrier) และความกว้างของช่อง (Bandwidth) เป็นต้น การเลือกใช้เทคนิคที่ต่างกันมีผลต่อประสิทธิภาพ เสถียรภาพ ความยืดหยุ่นต้นทุนและปัจจัยอื่นๆ ซึ่งในการพิจารณาเลือกรับมาตรฐานของประเทศต่างๆ นั้น โดยทั่วไปจะพิจารณาจากปัจจัยหลัก 2 ด้าน ประกอบด้วย
1.ปัจจัยทางเทคนิค โดยทั่วไปจะพิจารณาจากคุณสมบัติและสมรรถนะในด้านต่างๆ ได้แก่ การพัฒนาจนเป็นที่ยอมรับ (maturity) ประสิทธิภาพการใช้คลื่นความถี่ (spectrum efficiency) ความทนทานต่อปัญหาการรบกวนและการแทรกสอด (robustness) ความสามารถในการให้บริการหลายรูปแบบ (เช่น HDTV, SDTV, Fixed, Mobile) ความยืดหยุ่นในการเลือกค่าตัวแปรทางเทคนิคให้เหมาะสมกับสภาพช่องสัญญาณในพื้นที่และเวลาต่างๆ (flexibility) ความสามารถในการทำงานร่วมกับระบบอื่นๆ (interoperability) ความสอดคล้องกับแผนความถี่วิทยุโทรทัศน์ที่มีอยู่เดิม และความเข้ากันได้กับแผนความถี่ของประเทศเพื่อนบ้านที่มีชายแดนติดกัน ตลอดจนแนวโน้มการพัฒนาของมาตรฐานต่างๆ ในอนาคตด้วย
2.ปัจจัยทางเศรษฐกิจ - สังคม โดยทั่วไปจะพิจารณาจากต้นทุนในการเปลี่ยนผ่านฯ และผลกระทบที่มีต่อผู้มีส่วนเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งประชาชนทั่วไป ความนิยมของนานาประเทศโดยเฉพาะประเทศในภูมิภาคเดียวกันซึ่งมีผลต่อต้นทุนของอุปกรณ์เครื่องรับตามบ้านเรือน โอกาสในการส่งเสริมอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และซอฟต์แวร์ รวมถึงประเด็นทางสังคมที่เกี่ยวกับความมั่นคงของชาติเช่น ประสิทธิผลของการสื่อสารระหว่างรัฐกับประชาชนในแถบชายแดน
เอกสารอ้างอิง
1.ปัจจัยทางเทคนิค โดยทั่วไปจะพิจารณาจากคุณสมบัติและสมรรถนะในด้านต่างๆ ได้แก่ การพัฒนาจนเป็นที่ยอมรับ (maturity) ประสิทธิภาพการใช้คลื่นความถี่ (spectrum efficiency) ความทนทานต่อปัญหาการรบกวนและการแทรกสอด (robustness) ความสามารถในการให้บริการหลายรูปแบบ (เช่น HDTV, SDTV, Fixed, Mobile) ความยืดหยุ่นในการเลือกค่าตัวแปรทางเทคนิคให้เหมาะสมกับสภาพช่องสัญญาณในพื้นที่และเวลาต่างๆ (flexibility) ความสามารถในการทำงานร่วมกับระบบอื่นๆ (interoperability) ความสอดคล้องกับแผนความถี่วิทยุโทรทัศน์ที่มีอยู่เดิม และความเข้ากันได้กับแผนความถี่ของประเทศเพื่อนบ้านที่มีชายแดนติดกัน ตลอดจนแนวโน้มการพัฒนาของมาตรฐานต่างๆ ในอนาคตด้วย
2.ปัจจัยทางเศรษฐกิจ - สังคม โดยทั่วไปจะพิจารณาจากต้นทุนในการเปลี่ยนผ่านฯ และผลกระทบที่มีต่อผู้มีส่วนเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งประชาชนทั่วไป ความนิยมของนานาประเทศโดยเฉพาะประเทศในภูมิภาคเดียวกันซึ่งมีผลต่อต้นทุนของอุปกรณ์เครื่องรับตามบ้านเรือน โอกาสในการส่งเสริมอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และซอฟต์แวร์ รวมถึงประเด็นทางสังคมที่เกี่ยวกับความมั่นคงของชาติเช่น ประสิทธิผลของการสื่อสารระหว่างรัฐกับประชาชนในแถบชายแดน
เอกสารอ้างอิง
1.http://www.thaitelecomkm.org/TTE/topic/attach/Television_Broadcasting/index.php
2.http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_television
3.http://en.wikipedia.org/wiki/PAL
4.http://broadcasting.ru/pdf-standard specifications/transmission/dvb-s2/den302307.v1.1.1.pe20041001_040602-041001.pdf
5.http://www2.itu.edu.tr/~pazarci/En300421_e1.pdf
6.รายงานผลการศึกษาและจัดทำมาตรฐานทางเทคนิคสำหรับโทรทัศน์ระบบดิจิทัล คณะอนุกรรมการเฉพาะกิจศึกษาและจัดทำมาตรฐานทางเทคนิคสำหรับโทรทัศน์ระบบดิจิทัล สำนักงานคณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ
7.ไพโรจน์ ปิ่นแก้ว และ ศรัณย์ วิรุตมวงศ์, เทคโนโลยีของการแพร่ภาพโทรทัศน์ดิจิทัล, เทเลคอมไดเจสท์ นิตยสารรายเดือนของสำนักงานคณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ, ปีที่ 2 ฉบับที่ 8, สิงหาคม 2551
2.http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_television
3.http://en.wikipedia.org/wiki/PAL
4.http://broadcasting.ru/pdf-standard specifications/transmission/dvb-s2/den302307.v1.1.1.pe20041001_040602-041001.pdf
5.http://www2.itu.edu.tr/~pazarci/En300421_e1.pdf
6.รายงานผลการศึกษาและจัดทำมาตรฐานทางเทคนิคสำหรับโทรทัศน์ระบบดิจิทัล คณะอนุกรรมการเฉพาะกิจศึกษาและจัดทำมาตรฐานทางเทคนิคสำหรับโทรทัศน์ระบบดิจิทัล สำนักงานคณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ
7.ไพโรจน์ ปิ่นแก้ว และ ศรัณย์ วิรุตมวงศ์, เทคโนโลยีของการแพร่ภาพโทรทัศน์ดิจิทัล, เทเลคอมไดเจสท์ นิตยสารรายเดือนของสำนักงานคณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ, ปีที่ 2 ฉบับที่ 8, สิงหาคม 2551
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น