Po co tak właściwie konwertuje się materiał na postać cyfrową?
Główną przyczyną konwersji materiału video na postać cyfrową jest fakt, że taki materiał można powielić wiele razy bez utraty jego jakości. Możliwa staje się także jego obróbka na poziomie niemożliwym dla materiału analogowego. Używane w studiach nagraniowych formaty zapisu bezstratnej kompresji potrzebowały od 216-270 Mbit/s dla obrazu standardowej rozdzielczości do 1-1.5 Gbit/s dla materiału wysokiej rozdzielczości. Takie ilości danych nie mogły być transmitowane w prosty sposób do widza. Pojedynczy program telewizyjny zajmował by wtedy pasmo 40MHz w sieciach kablowych[1] (zamiast standardowych 8 MHz) czy 135 MHz w przypadku telewizji satelitarnej[2] (zamiast standardowych 27-36MHz). Jest to około 5-6 razy więcej niż w przypadku obrazu PAL. Jeśli chcieć by w ten sposób przesłać obraz wysokiej rozdzielczości niezbędne pasmo wzrosło by znowu 4-5 razy. Oczywistym więc stało się to, że sygnał należy poddać kompresji. W celu bezproblemowej transmisji materiału musiał on zostać skompresowany do poziomu 30-40 Mbit/s. Jest to przepustowość zwykłego kanału o szerokości 6-8 MHz dla telewizji analogowej czy też w przypadku telewizji satelitarnej normalnego transpondera o szerokości 27-36MHz. Stosowany do tego celu algorytm MPEG-2 umożliwiał skompresowanie materiału o jakości zbliżonej do PAL używając do tego przepustowości 4 Mbit/s czy jakości zbliżonej do jakości studyjnej używając 9 Mbit/s. Nowszy format kompresji MPEG-4.10 (H.264/AVC) jest co najmniej o połowę wydajniejszy niż MPEG-2.
Zastosowanie cyfrowej transmisji wprowadza się nie tylko z uwagi na nadawców. Jak zostało wspomniane powyżej wprowadzenie cyfrowego materiału umożliwiło wykonanie wielu kopii materiału bez utraty jego jakości. Podobna sytuacja ma także miejsce w przypadku transmisji materiału do widza. W przypadku transmisji materiału analogowego za pomocą każdego medium (czyli satelitów, nadajników naziemnych czy kabli) występują różnego rodzaju szumy i zakłócenia, które nakładają się na przesyłany sygnał. Sytuację tą ilustruje poniższa grafika.
Jak widać sygnał odbierany jest różny z sygnałem oryginalnym. Innymi słowy proces transmisji sygnału spowodował pogorszenie jego jakości. Od początku istnienia telewizji z zakłóceniami radzono sobie na wiele sposobów. Podstawową metodą było zapewnienie aby odbierany sygnał był o odpowiednio wysokim poziomie, a poziom zakłóceń był jak najniższy. W praktyce oznaczało to stosowanie anten kierunkowych o sporym zysku energetycznym (a tym samym o sporych wymiarach geometrycznych) w jak najwyższym miejscu. Ważne było aby anteny były jak najbardziej kierunkowe. Dzięki temu istniała możliwość redukcji wad obrazu w postaci różnego rodzaju zjaw, pasów i podobnych zakłóceń. Ich redukcja czy nawet całkowita eliminacja zazwyczaj była możliwa nie mniej problemem stał się stopień komplikacji odbiorczej instalacji antenowej[3].
Aby zminimalizować wpływ szumów na transmitowany sygnał używa się transmisji cyfrowej. W przypadku tego typu transmisji przesyłany jest sygnał o dyskretnych wartościach. Dzięki temu nawet po dodaniu do niego szumu istnieje możliwość rekonstrukcji sygnału tak, że jest on identyczny z nadawanym sygnałem.
Zastosowana metoda modulacji sygnału implikuje odporność tego sygnału na zakłócenia. Dla przykładu. W przypadku transmisji satelitarnych w standardzie DVB-S2 istnieje możliwość transmisji obrazu w takiej modulacji, że nawet jeśli poziom szumu będzie dwa razy wyższy niż poziom użytecznego sygnału to jego poprawny odbiór nadal będzie możliwy. Niestety okupione jest to ilością danych jakie można przetransmitować: 15 Mbit/s. Używając modulacji mniej odpornych na zakłócenia ilość przetransmitowanych danych może wynieść nawet 100Mbit/s[4]. Tak więc większa odporność na zakłócenia ograniczona jest przepustowością kanału transmisyjnego.
Transmisje analogowe miały jedną niepodważalną zaletę – w przypadku występowania szumów czy zakłóceń mniej czy bardziej zniekształcony sygnał można było odebrać. W zależności od poziomu zakłóceń najpierw ginął kolor, następnie obraz zaczynał śnieżyć, na samym końcu ginęła fonia. Transmisje cyfrowe, jak zostało to pokazane powyżej, są zabezpieczone przed wpływem szumu czy zakłóceń. Jednak do pewnego stopnia. W przypadku przekroczenia pewnego, ściśle określonego poziomu szumów odtworzenie oryginalnego sygnału staje się nie możliwe, a odbiór sygnału w ogóle staje się niemożliwy – widz zobaczy czarny ekran z komunikatem o braku sygnału lub w najlepszym przypadku obraz złożony z przypadkowych danych, z którego nic nie będzie wynikało. Ważnym jest więc pamiętanie o tym, że sam fakt transmisji sygnału w postaci cyfrowej nie zwalnia z „obowiązku” posiadania instalacji odbiorczej o odpowiednich parametrach – inaczej np. podczas obfitych opadów deszczu można spodziewać się całkowitej utraty możliwości odbioru sygnału[5].