บทความรู้เกี่ยวกับการกระจายคลื่นระบบดิจิตอล

ชื่อผู้แจ้ง :

admin

ส่งวันที่ : 12 กรกฎาคม 2552 เวลา 09:57:51

12391 ครั้ง

เพิ่มขนาดตัวอักษร

เรื่อง :

ประโยชน์ที่จะได้รับจากการเปลี่ยนมาใช้คลื่นสัญญาณแบบดิจิตอล

การแพร่กระจายคลื่นแบบอนาล็อกมีขีดจำกัดในการส่งสัญญาณ ซึ่งใช้ความกว้างช่องสัญญาณมาก คลื่นสัญญาณถูกรบกวนได้ง่าย สัญญาณภาพมีคุณภาพต่ำ ไม่สามารถประยุกต์ไปใช้งานร่วมกับสื่อผสมอื่นๆได้ จึงต้องคิดค้นการส่งสัญญาณแบบดิจิตอลขึ้นมาใหม่ เพื่อเพิ่มขีดความสามารถและกระโดดข้ามข้อจำกัดเหล่านี้ ให้เกิดประโยชน์มากขึ้น

ประโยชน์จากการเปลี่ยนมาใช้การแพร่คลื่นแบบดิจิตอลนี้ เกิดจากข้อจำกัดที่สำคัญ 4 ประการ ซึ่งปัจจัยเหล่านี้เองที่นำไปสู่เป้าหมายการเปลี่ยนแปลงและพัฒนาไปสู่ระบบการแพร่กระจายคลื่นระบบดิจิตอล และทำให้ผู้รับบริการได้รับผลประโยชน์นี้ได้โดยตรง คือ

1. Bandwidth Efficiency ( ใช้ความกว้างช่องสัญญาณอย่างมีประสิทธิภาพ )

สามารถจัดสรรช่องสัญญาณความถี่ได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น จากเดิมเป็นระบบอนาล็อกใช้ช่องสัญญาณหนึ่งช่องต่อหนึ่งรายการและวางช่องสัญญาณคลื่นความถี่ติดกัน หรือสถานีส่งฯใกล้เคียงกัน ไม่สามารถใช้ช่องสัญญาณความถี่ที่อยู่ติดกันได้ แต่ในระบบดิจิตอลสามารถที่จะใช้ช่องสัญญาณความถี่ติดกัน ทำให้ใช้ช่องสัญญาณได้เต็มที่ครบทุกๆช่อง และสามารถออกอากาศในพื้นที่ใกล้เคียงกันได้โดยไม่รบกวนกัน และในหนึ่งช่องสัญญาณสามารถออกอากาศได้หลายๆรายการไปพร้อมๆกัน ( Multi Channel ) ทำให้ส่งรายการได้มากขึ้นกว่าเดิม เช่น จากระบบอนาล็อกใช้ช่องสัญญาณ CH21 ถึง CH69 ( 48 ช่อง ) ใช้ออกอากาศหนึ่งช่องต่อหนึ่งรายการโทรทัศน์ซึ่งเท่ากับ 48 รายการเท่านั้น หากเปลี่ยนเป็นระบบดิจิตอล ช่องหนึ่งสามารถส่งได้ 4 รายการ ทำให้สามารถออกอากาศรายการโทรทัศน์ได้ 4x48 จะเท่ากับ 192 รายการ ( เป็นการยกตัวอย่างเปรียบเทียบให้เห็นเท่านั้น )

2. Quality Reliability ( สัญญาณมีคุณภาพที่ดีและไม่มีการรบกวน )

ระบบอนาล็อกมีการผสมคลื่นแบบต่อเนื่อง ( Analog ) สภาวะแวดล้อมมีผลกระทบทำให้เกิดการรบกวนและลดทอนสัญญาณลง สัญญาณภาพจะถูกรบกวนและถูกซึมซาบไปมาก ทำให้มีสัญญาณแปลกปลอมสอดแทรกเข้ามารบกวนได้ง่าย การรับชมภาพจึงไม่ชัดเจน สัญญาณภาดขาดหายและเกิดสโนว์เข้ามารบกวนได้

แต่ระบบดิจิตอลมีการผสมคลื่นแบบเข้ารหัสสัญญาณที่ไม่ต่อเนื่อง ( Digital ) มีการเข้ารหัส ( Decode ) , ถอดรหัส ( Encode ) และมีระบบควบคุมเพื่อชดเชยสัญญาณได้ด้วย จึงทำให้สัญญาณไม่ถูกรบกวนได้ สัญญาณภาพมีความต่อเนื่อง ภาพที่รับได้มีความคมชัดมาก

3. Compatibility ( รูปแบบสัญญาณเป็นมาตรฐานเดียวกัน )

ระบบอนาล็อกแบบเดิมมีสัญญาณภาพหลายมาตรฐาน คือ PAL, NTSC, SECAM ทำให้การควบคุมคุณภาพ, การตัดต่อภาพและตกแต่งภาพระหว่างมาตรฐานที่แตกต่างกันทำได้ยาก และยังทำให้คุณภาพด้อยลงเมื่อผ่านกระบวนการตัดต่อหลายๆครั้ง

แต่ระบบดิจิตอลใช้มาตรฐานการเข้ารหัสภาพแบบเดียว คือ MPEG-2 ซึ่งให้คุณสมบัติของภาพที่หลากหลาย มีกระบวนการสร้างภาพที่ซับซ้อนกว่า แต่ให้คุณภาพที่ดีมากกว่า สามารถนำไปใช้งานในสื่อผสมอื่นๆที่หลากหลาย เป็นที่นิยมแพร่หลายที่สุดในขณะนี้ ทำให้การนำไปใช้งานได้ครอบคลุมทุกวงการการสื่อสารเป็นมาตรฐานเดียวกัน

4. Scalability ( ขนาดของการมองภาพที่ให้มุมมองภาพที่ดีขึ้น )

ระบบอนาล็อกมีขนาดของการมองภาพที่แคบ ( 758 x 578 - PAL อัตราส่วนภาพ 4:3 ) และภาพมีความละเอียดต่ำ การแสดงผลที่จอภาพไม่มีความชัดเจน ยิ่งจอภาพมีขนาดมากขึ้นยิ่งให้รายละเอียดต่ำกว่า ซึ่งเป็นแบบ SDTV ( Standard Definition Television ) ทั่วไป ยิ่งนำไปแสดงผลบนจอโทรทัศน์ที่มีหน้าจอขนาดใหญ่มากๆ ทำให้ภาพขาดความชัดเจน

แต่ระบบดิจิตอลสามารถเลือกการเข้ารหัสสัญญาณภาพได้หลายขนาด ( 1080 x 720 , 1920 x 1080 ที่อัตราส่วนภาพ 16:9 ) ให้ความละเอียดสูง ทำให้การแสดงผลที่จอภาพมีความคมชัดสูงแบบ HDTV ( High Definition Television ) มีมุมมองภาพที่กว้างมากขึ้น ( Width Screen ) ภาพที่ได้ดูสมจริงและมองเห็นภาพได้กว้างขวางมากขึ้น

การเปลี่ยนมาใช้ระบบการแพร่สัญญาณแบบดิจิตอลยังมีประโยชน์อื่นๆอีกหลายด้าน โดยแบ่งเป็นแต่ละประเภทๆ ที่จะนำมากล่าวก็เพื่อแสดงถึงลักษณะต่างๆที่สถานีโทรทัศน์สามารถพัฒนาระบบดิจิตอลนี้ไปประยุกต์ใช้งานให้เหมาะสมกับประเทศของเรา ซึ่งที่ญี่ปุ่นได้ทำไปแล้ว อันเกิดจากความมุ่งมั่นที่จะนำมาพัฒนาเพื่อให้เกิดประโยชน์ อาทิ..

1. HDTV ( High Definition Television )

ซึ่ง HDTV นี่เองเป็นเหตุผลแรกเลยที่ทำให้เกิดการพัฒนาเข้าสู่ระบบดิจิตอล, HDTV มีชื่อเรียกอย่างเป็นทางการว่า "โทรทัศน์ความคมชัดสูง" หรือ "โทรทัศน์รายละเอียดสูง" ซึ่งระบบ Digital สามารถแสดงภาพที่มีขนาดความคมชัดที่ดีกว่าโทรทัศน์ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันที่เป็นระบบ Analog ดังนั้น HDTV จึงเป็นโทรทัศน์ที่มีคุณภาพทั้งภาพและเสียงสูงกว่าโทรทัศน์ทั่วไป มีระดับความคมชัดสูงสุด มีมุมมองภาพที่กว้างขึ้น มีจอแสดงภาพที่กว้างมากกว่าโทรทัศน์ปัจจุบัน ระบบเสียงเป็นแบบรอบทิศทาง เหมือนกับการรับชมภาพจากจอภาพยนตร์ ที่ผู้ชมจะได้รับชมภาพที่สมจริงมากยิ่งขึ้น

2. Multi-Channel Service

เพิ่มการให้บริการช่องสัญญาณที่หลากหลาย ในระบบดิจิตอลสามารถส่งสัญญาณภาพ(เรียกว่าโปรแกรม หรือรายการ)ไปได้มากขึ้น รายการโทรทัศน์ ( SDTV ) จะถูกส่งสัญญาณไปได้พร้อมๆกันหลายรายการ โดยผ่านช่องสัญญาณ( Bandwith ) เพียงช่องเดียว ซึ่งมีความกว้างเพียง 6 MHz.

3. Interactive Service

การแพร่คลื่นระบบดิจิตอลสามารถทำเป็นระบบตอบสนอง,รับและส่งข้อมูลระหว่างสถานีฯกับผู้ชมรายการได้ เป็นบริการเสริมสำหรับการจัดรายการโทรทัศน์ที่ผู้รับชมสามารถเลือกข้อมูลสำหรับตอบโต้กับรายการโทรทัศน์ได้ผ่านอุปกรณ์เชื่อมโยงสัญญาณอื่นๆที่ติดตั้งเสริมขึ้นมา

4. Data Broadcasting

การให้บริการข้อมูลที่ส่งไปพร้อมสัญญาณภาพ ( Video ) ในระบบดิจิตอลสามารถใส่รายละเอียดข้อมูลต่างๆ ไปพร้อมสัญญาณ Video เพื่อให้ผู้รับบริการเลือกเปิดดู หรือใช้ค้นหาข้อมูลเสริมอื่น หรือเปิดดูรายการโทรทัศน์ เป็นการให้บริการข้อมูลที่หลากหลายผ่านช่องรายการโทรทัศน์

5. Mobile Reception

การแพร่กระจายคลื่นระบบดิจิตอลรองรับการส่งสัญญาณผ่านอุปกรณ์พกพาประเภทต่างๆได้ โดยผู้รับบริการสามารถรับสัญญาณภาพและเสียงด้วยโทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์เคลื่อนที่ได้ทุกสถานที่และทุกเวลา ที่มีสัญญาณส่งไปถึง

: [2]

6. Robustness against Multi-Path

สัญญาณดิจิตอลมีความคงทนต่อความผิดพลาดเมื่อระบบเกิด Error ขึ้น ( Robustness ) เมื่อเกิดการปะทะหรือสอดแทรกจากสัญญาณเดียวกันสะท้อนมาจากหลายๆทิศทาง (Multi-Path) โดยใช้กรรมวิธีการผสมคลื่นแบบ QPSK ทำให้สัญญาณมีอัตราส่วนของสัญญาณรบกวนต่ำ และสร้างคลื่นพาหะย่อยด้วยกระบวนการ OFDM ( Orthogonal Frequency Divition Multiplex ) ในแต่ละสัญญาณพาหะย่อยจะถูกทำให้รูปร่างมีความตั้งฉากซึ่งกันและกันกับสัญญาณพาหะย่อยอื่นๆ ด้วยวิธีการจัดการสัญญาณในลักษณะนี้ทำให้แม้แต่สัญญาณพาหะย่อยที่อยู่ใกล้กันซ้อนทับกันก็ไม่ก่อให้เกิดการรบกวนซึ่งกันละกัน และเสริมกระบวนการสลับข้อมูลอีก 2 ลักษณะคือการสลับข้อมูลทางด้านแกนเวลาและทางด้านความถี่ของสัญญาณ ( Frequency and Time Interleaving ) เพื่อป้องกันการผิดพลาดจากการรบกวนแถบสัญญาณข้อมูล(รายการภาพและเสียง) และข้อมูลที่ใช้ตรวจสอบความผิดพลาดจะถูกส่งไปพร้อมกับสัญญาณพาหะย่อยที่แยกจากกันด้วย ดังนั้นการแก้ไขข้อผิดพลาดของข้อมูลในแต่ละสัญญาณพาหะย่อย จะใช้วิธีการตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาดที่ปลายทาง เรียกกระบวนการนี้ว่า FEC (Forward Error detection and Correction)

: [3]

7. Guard Interval

ป้องกันการสอดแทรกรบกวนของสัญญาณเงา, สัญญาณสะท้อน

8. Single Frequency Network ( SFN )

รายการเดียวกันออกอากาศความถี่เดียวกัน อยู่ในสถานที่ใกล้เคียงกัน สามารถออกอากาศได้โดยคลื่นสัญญาณไม่ทับซ้อนกัน

: [4]

9. EPG ( Electronic Program Guide )

ถือเป็นบริการ Data Boardcasting ประเภทหนึ่ง เป็นบริการข้อมูลส่งไปพร้อมกับสัญญาณภาพ เป็นเสมือนแผนผังของรายการต่างๆที่เป็นข้อความบอกถึงรายละเอียดต่างๆ ทำให้ผู้รับบริการสามารถเปิดเลือกชมรายละเอียดการออกอากาศ อาทิ ค้นหาผังรายการ, เวลาเริ่มและเวลาจบของรายการ, ข้อมูลสั้นๆประกอบรายการ, ตรวจสอบสภาพภูมิอากาศ, พยากรณ์อากาศ, ค้นหารายการท้องถิ่น, บอกรายละเอียดบริการเสริมอื่นๆ ฯลฯ ในประเทศญี่ปุ่นจะแสดงรายการโทรทัศน์ล่วงหน้าได้ 8 วัน ผู้ชมสามารถใช้รีโมทกดปุ่มเลือกค้นหารายการที่กำหนดใว้ หรือเลือกแสดงข้อมูลต่างๆได้สะดวกด้วยตนเองและสามารถตั้งเวลาเพื่อบันทึกรายการ ตามที่ผังรายการกำหนดไว้ได้ โดยผ่านตัวรีโมท ควบคุมผ่าน Set Top Box (STB) ที่เชื่อมต่อกับ Recorder ได้โดยตรง ( หากต่ออุปกรณ์บันทึกร่วมกับ STB )

บริการ EPG ( Electronic Program Guide ) มี 2 ลักษณะ คือ Present Program ( ข้อมูลปัจจุบัน ) และ Following Program ( ข้อมูลต่อไป )

ใช้โปรแกรมภาษา BML ( Broadcast Markup Language )

: [5]

10. Data Online

เป็นบริการเสริมเช่นเดียวกับ Data Broadcasting สามารถเปิดเชื่อมข้อมูลเข้ากับเครือข่ายระบบอินเตอร์เน็ตและบริการออนไลน์ ได้พร้อมๆกับเลือกชมรายการโทรทัศน์ ค้นหาและเชื่อมต่อข้อมูลได้ตลอดเวลาแบบ Real Time คล้ายๆ โปรแกรม WAP ผ่านระบบมือถือ โดยต้องต่อสาย Network ผ่าน ADSL หรือ IP Internet อื่นๆ เช่น เปิด Email, ค้นหาข้อมูล หรือใช้สำหรับผู้รับบริการสามารถทำธุรกรรมต่างๆผ่านรายการโทรทัศน์ได้หลากหลาย เช่นอาจทำเป็นระบบ E- Commerce มีการสั่งซื้อสินค้าผ่านรายการโทรทัศน์ได้นั่นเอง ( ขึ้นอยู่กับว่าสถานีโทรทัศน์ทำขึ้นมาให้บริการ )

: [6]

11. Closed Captioning
บริการนี้เกิดขึ้นก็เพื่อวัตถุประสงค์ในการช่วยเหลือคนหูหนวกหรือผู้มีปัญหาทางการได้ยิน ไม่ให้มีอุปสรรคในการรับชมรายการ อนึ่งคุณสมบัติ Closed captioning นี้จะคล้ายคลึงกับ Captioning ที่มีในเครื่องรับทีวีอนาล็อกชนิดสนับสนุนฟังก์ชั่น Teletext โดยลักษณะของบริการ Closed captioning โดยทั่วไปจะเป็นกรอบสี่เหลี่ยมสีดําปรากฏอยู่ด้านล่างของจอภาพ ภายในแสดงข้อความที่ตัวละครกําลังพูดอยู่ในขณะนั้น

: [7]

12. Multi-view
เป็นบริการเสริมอย่างหนึ่งที่ทําให้อรรถรสในการรับชมรายการมีมากขึ้น ด้วย Multi-view จะทําให้ผู้รับชมรายการหลักสามารถเลือกดูภาพจากมุมกล้องอื่นๆนอกเหนือจากที่ ปรากฏอยู่บนหน้าจอในเวลานั้นได้ รวมถึงการได้รับข้อมูลซึ่งเกี่ยวข้องกับรายการ ขณะนั้นเพิ่มเติม ประเภทของรายการหลักที่จะได้ประโยชน์จาก Multi-view อย่างชัดเจนก็คือรายการกีฬา เช่น รายการแข่งขันเทนนิส, แข่งรถยนต์ เป็นต้น ทั้งนี้การส่ง multi-view จะใช้ช่องสัญญาณเพิ่มเติมสําหรับส่งผ่านบริการไปยังผู้ชมปลายทาง อาทิเช่น ใช้ 1 ช่อง เป็นช่องหลักออกอากาศรายการกีฬาพร้อมๆกับอีก 2 ช่องเพิ่มเติมเป็นบริการ Multi-view โดยช่องหนึ่งใช้ส่งข้อคิดเห็นเพิ่มเติมต่อเกมการแข่งขัน (Comment) ขณะที่ช่องที่สองจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับสถิติการเล่นในเกม ( Detail )

: [8]

13. Emergency Warning

ระบบเตือนภัยแผ่นดินไหว, สึนามิ, อุทกภัย ฯลฯ เป็นการแจ้งข่าวเตือนภัย เมื่อเกิดภัยพิบัติ จะแจ้งข่าวการเกิดเหตุทันทีโดยอัตโนมัติ เป็นระบบ EWBS ( Emergency Warning Broadcasting System ) เริ่มดำเนินการตั้งแต่ 1 ก.ย. 1985 ในญี่ปุ่น ปัจจุบันมีการศึกษาการเตือนภัยผ่านโทรศัพท์ แต่มีข้อเสียคือสายไม่ว่าง เนื่องจากการใช้งานฉุกเฉิน หรือต้องแจ้งทีละเครื่องทำให้เสียเวลา แต่กรณีแจ้งผ่านสถานีโทรทัศน์ สามารถทำได้พร้อมกัน เพราะมีผู้รับชมโทรทัศน์อยู่จำนวนมาก สามารถแจ้งเตือนภัยได้ทันที และสามารถแจ้งข่าวและประเมินความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นแบ่งเป็นแต่ละเขตได้ทันที
ระบบเตือนภัยจะถูกเชื่อมกับศูนย์ตรวจสอบแผ่นดินไหวตลอดเวลา หากมีแผ่นดินไหวเกิดขึ้น ข้อมูลจะถูกส่งมาที่สถานีโทรทัศน์และระบบแจ้งเตือนภัยจะทำการตัดภาพโทรทัศน์ แสดงข้อมูลการเกิดแผ่นดินไหว และแสดงข้อมูลต่างๆแจ้งเตือน ได้ทันทีเป็นอัตโนมัติบนหน้าจอโทรทัศน์

: [9]

14. Contents Protection

ปกป้องลิขสิทธิ์ของสัญญาณที่แพร่ภาพได้ด้วยการเข้ารหัสสัญญาณ Scramble ได้ หรือทำระบบป้องกันการบันทึกภาพ Copyright Protection (DRM) หรือการสมัครสมาชิกโดยออกบัตร B-CAS เพื่อควบคุมการใช้งานผ่านตัวเครื่อง STB

: [10]

15. Hierarchical Transmission

การส่งสัญญาณแบบมีลำดับชั้น, สามารถจัดลำดับการนำเข้าของข้อมูลหรือรายการโดยสามารถเลือกเข้ารหัสสัญญาณได้ต้องการในการส่งสัญญาณ ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมของผู้รับบริการ ที่มีผลกระทบต่อสัญญาณที่ส่งออกไป ว่าสภาพแวดล้อมเป็นเมืองใหญ่มีตึกสูง หรือภายในอาคารชั้นใต้ดิน, ชานเมืองเป็นที่โล่ง หรือบริเวณที่มีภูเขา หรือการส่งสัญญาณให้กับยานพาหนะความเร็วสูง ฯลฯ สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันนี้เองทำให้สภาพสัญญาณที่ต้องการส่งมีการปรับเปลี่ยนไปตามลักษณะภูมิประเทศ จะให้รายการใดมีความทนทานต่อการรบกวนมากแต่ได้คุณภาพน้อย หรือต้องการให้สัญญาณมีคุณภาพมากแต่มีความทนทานต่ำ ก็สามารถทำได้ตามลักษณะภูมิประเทศและสภาพแวดล้อมนั้นๆ

16. Speech Rate Converter

สามารถส่งสัญญาณ SDTV และ HDTV ไปได้พร้อมๆกัน และสามารถแปลงสัญญาณระหว่าง SD กับ HD ที่เครื่องรับโทรทัศน์ปลายทางได้สะดวก แม้เครื่องรับโทรทัศน์ที่ไม่เป็นแบบ HD ก็สามารถรับสัญญาณแบบ HD มาแสดงออกที่หน้าจอโทรทัศน์เป็นแบบ SD ได้

17. Engineering Service

สามารถรองรับบริการเสริมเทคโนโลยีด้านต่างๆ ได้อีกในอนาคต

: [11]