5.2.4. Введение стереофонии в наземное телевизионное вещание России

Переход к цифровой системе передачи сигналов изображения и звука требует изменения всех составных частей системы телевизионного вещания - трактов формирования программ, их первичного и вторичного распределения, что невозможно без крупных капиталовложений. В такой стране, как Россия, с ее огромной территорией, аналоговый формат SECAM будет существовать еще достаточно долго [26]. Поэтому представляется оправданным введение стереофонии прежде всего в формате SECAM, где это может быть реализовано быстро и с минимальными затратами.

Отсутствие крупномасштабных экспериментальных передач, долговременных и с большой статистикой, диктует на первом этапе организацию опытных зон телевизионного вещания со стереозвуком. Наиболее оправдано их создание вокруг Москвы и Санкт-Петербурга, где уже имеются соответствующая студийная база, опыт подготовки программ со стереозвуком, каналы с требуемым качеством для подачи сигналов от студийных комплексов до телевизионных передающих станций, частично подготовленные тракты передатчиков звука, а также большой круг потенциальных потребителей программ со стереозвуком. По мере накопления опыта, уточнения собственно формата передачи сигналов стереопары по радиоканалу, можно будет перейти к увеличению числа зон телевизионного вещания со стереозвуком.

Представляются наиболее целесообразными два варианта построения такой системы в каналах наземного телевидения формата SECAM.

Вариант 1, аналоговый. Для передачи сигналов стереозвука можно использовать техническое решение, аналогичное реализованному в системе ЧМ-АМ BTSC. Анализ показывает, что в такой системе отношение сигнал/шум в каналах стереозвука телевизионного приемника с параллельными трактами изображения и звука составляет при наличии полезного сигнала около 55...60 дБ, а в паузах передачи оно возрастает до 65...70 дБ, что соответствует Рек. J.21 MKKTT.

Предлагается следующий аналоговый формат передачи стереозвука по радиоканалу для наземного телевидения (требуется модернизация передатчика звука и поставка стереокодера):

• основной канал сигнала M=(Л+П)/2 с полосой частот 40 Гц...15 кГц и пиковой модуляцией, соответствующей девиации несущей передатчика звука ±40 кГц при Л = П, и ±20 кГц при Л или П, равном нулю;

• пилот-сигнал на частоте строчной развертки fПС = fСТР = 15,625 кГц с пиковой девиацией несущей ±5 кГц;

• поднесущая fПН на второй гармонике пилот-сигнала, передающая с помощью АМ-модуляции с подавленной не менее, чем на 40 дБ поднесущей, сигнал S = (Л-П)/2 с полосой частот 40 Гц...15 кГц, и пиковой девиацией несущей ±40 кГц при Л = -П, и ±20 кГц при Л или П, равном нулю;

• компандерная система в тракте сигнала S для повышения помехозащищенности;

• предыскажения звуковых сигналов с постоянной времени 50 мкс;

• параллельные тракты сигналов изображения и звука в телевизионном приемнике.

Названные выше значения девиаций несущей частоты звука для сигналов М, S, f_ПС должны быть уточнены при проведении экспериментальных передач. Они существенно влияют на величину зоны обслуживания, на появление возможных помех каналу изображения, на величину отношения сигнал/шум в каналах звука и, как следствие, на размер зоны обслуживания передатчика. Очень заманчивой является возможность увеличения суммарного значения девиации частоты передатчика звука до ±75 кГц, что требует дополнительной проверки в части, относящейся к телевизорам с монофоническим звуковым трактом.

Однако, в отличие от системы ЧМ-АМ BTSC, лучше использовать в тракте сигнала S компандер, адекватный по семейству АЧХ и временным параметрам системе Panda-1, широко применяемой сегодня в спутниковых каналах звука. Заметим, что вся необходимая для реализации такого решения технология в России имеется.

Вариант 2, цифровой. Он представляется более предпочтительным и может быть с успехом применен не только в наземном, но и в спутниковом телевидении, когда звуковые сигналы передаются на поднесущих частотах (формат Wegener/Panda-1). Если говорить о наземном телевизионном вещании в формате SECAM, то для передачи стереозвука следует использовать дополнительный передатчик звука. Исследования, выполненные зарубежными фирмами, показывают, что эта дополнительная несущая f_Н.ЗВ2 может быть размещена не только выше, но и ниже основной несущей звука f_Н.ЗВ1, если использовать эффективные методы сжатия и передачи звуковых сигналов.

При цифровом представлении сигналов стереопары следует ориентироваться на формат стандартов MPEG ISO/IEC 11172-3 Layer 2 (MP2), а еще лучше на Layer 3 (MP3). Применение алгоритмов компрессии цифровых аудиоданных при некоторой их модернизации позволяет уменьшить скорость цифрового потока до 96...128 кбит/c на стереопару. Применение же QPSK-модуляции позволяет получить полосу частот в радиоканале звука около 100...130 кГц. При этом параметры качества каналов стереопары будут соответствовать Рек. J.21 МККТТ.

Алгоритм кодирования высококачественных звуковых сигналов стандарта MPEG ISO/IEC 11172-3 Layer 2 реализован в системе цифрового радиовещания DAB. В Internet предпочтение получает уровень сжатия Layer 3 (ISO/IEC 11172-3). Все же наилучшие результаты обеспечивает алгоритм стандарта ISO/IEC 13818-7 ААС (около 96 кбит/c на стереопару при отсутствии заметных на слух искажений, вызванных компрессией аудиоданных). Известны и гибридные алгоритмы сжатия, сочетающие в себе возможности параметрического кодирования и кодирования преобразованием стандарта ISO/IEC 13818-3 AAC, позволяющие уменьшить скорость передачи аудиоданных до 64 кбит/c на стереопару. Они сегодня вполне доступны для реализации в нашей стране.