Введение

Минувшее столетие ознаменовалось многими достижениями науки и техники эпохального значения. К их числу, безусловно, следует отнести телевидение - новый вид искусства и одно из наиболее популярных средств массовой коммуникации. За исторически короткий срок ТВ прошло путь от простейшей оптико-механической системы ТВ-вещания до электронных, полностью цифровых систем, которые сейчас пришли на смену аналоговым.

В историю становления и развития ТВ вошли многие знаменательные даты и события. Отметим наиболее важные из них на рубеже второго и третьего тысячелетий:

* 100-летие термина «телевидение» (24 августа 2000 г.);

* 70-летие начала опытного регулярного отечественного ТВ-вещания (1 октября 2001 г.);

* начало опытного цифрового ТВ-вещания в Москве, С.-Петербурге, Н. Новгороде (2000-2002 гг.).

Термин для обозначения передачи изображения на расстояние предложил наш соотечественник Константин Дмитриевич Перский на IV Международном электротехническом конгрессе в Париже. В докладе, сделанном на французском языке, впервые за десятки лет до начала ТВ-вещания в мире им был предложен термин «television» [1].

Началу ТВ-вещания в нашей стране предшествовали многие изобретения, исследования и эксперименты русских ученых и изобретателей в дореволюционной России, среди них:

- П. И. Бахметьев, профессор (проект первой в мире электронной передачи движущихся изображений, 1880 г. - «Новый телефотограф») [2];

- А. А. Полумордвинов (проект первой оптико-механической системы цветного ТВ, 1900 г. - «телефот») [3];

- И. А. Адамян (проект оптико-механической двухцветной ТВ-системы, 1907-1908 гг.) [4];

- Б. Л. Розинг*, профессор - один из наиболее известных в мире ученых и изобретателей («отец электронного ТВ»), изобретатель системы ТВ с электронно-лучевой трубкой в приемнике (прообраз кинескопа), 1907 г. [5,6].

В советский период, до начала ТВ-вещания в нашей стране (1920-1930 гг.), заметный вклад в развитие ТВ-техники внесли:

- Б. П. Грабовский с соавторами (создал и продемонстрировал полностью электронную систему ТВ, 1925-1928 гг.) [7а];

- М. А. Бонч-Бруевич (принцип накопления зарядов в механическом ТВ, 1921 г.) [8];

- С. Н. Какурин (теоретические и экспериментальные работы по созданию ТВ-установок,1922-1928 гг.) [9];

- Б. А. Рчеулов (изобретатель различных конструкций вакуумных передающих и приемных трубок, системы магнитной записи видео- и звуковых сигналов на стальную ленту, 1922 г.) [10];

- А. А. Чернышев, академик (исследование передающих трубок, в том числе основанных на использовании внутреннего фотоэффекта, 1925 г. [11], использованного при создании трубок типа видикон;

- Л. С. Термен* (изобретатель одной из первых оптико-механических систем ТВ, 1926 г.) [12];

- Л. А. Кубецкий* (изобретатель фотоэлектронного умножителя – «трубка Кубецкого», 1930 г.) [13];

- А. П. Константинов* (проект первой передающей ТВ-трубки с накоплением зарядов и коммутацией зарядов электронным лучом, 1930 г. (см. 10.2)..

Значительная часть справочника посвящена роли и участии ученых и специалистов научно-исследовательских институтов и предприятий радиопромышленности в разработке теории техники ТВ и аппаратуры телецентров за период отечественного ТВ-вещания начиная с 1931 г. В историческом плане освещения данного вопроса невозможно не отметить наших соотечественников, которые по целому ряду причин оказались за рубежом и внесли огромный вклад в развитие техники ТВ во всем мире:

- В. К. Зворыкин*, доктор наук, один из самых известных ученых и изобретателей электронного ТВ (изобретатель кинескопа, 1929 г.; передающей трубки с накоплением зарядов типа иконоскопа, 1933 г. и одной из первых в мире электронной вещательной системы ТВ, 1933 г. [7б, 14]. В. К. Зворыкина по праву считают создателем нового этапа развития техники ТВ-вещания, которое пришло на смену неэффективному и низкокачественному оптико-механическому ТВ;

- И. Ю. Шенберг (руководил разработкой ТВ-системы вещания для Англии с разложением на 405 строк (1936 г.) и передающей трубки высокой чувствительности – суперэмитрон (1937 г.) [15];

- А. М. Понятов*, основатель и глава фирмы Ampex (США), первый в мире разработавший профессиональный видеомагнитофон [7в, 10];

- Дэвид Сарнов, основатель и президент фирмы RCA (США), инициатор внедрения первой в мире совместимой системы цветного ТВ NTSC, 1953 г.) [7г].

Техника ТВ-вещания характеризуется прежде всего числом строк развертки изображения. Внедрение каждой новой системы ТВ-вещания с большим числом строк повышало качество изображения из-за увеличения разрешающей способности. За истекший период отечественного ТВ в стране функционировали следующие аналоговые системы ТВ-вещания:

- 30 строк с построчной разверткой при частоте кадров 12,5 Гц механического (оптико-механического) черно-белого (фактически черно-красно-оранжевого) ТВ: 1931-1941 гг. (Москва, Ленинград, Одесса, Томск - с 1931 г., затем в других городах) [8, 16-18].

- 240 строк с построчной разверткой при частоте кадров 25 Гц электронного черно-белого ТВ: 1938-1941 гг. (Ленинград).

- 343 строки с чересстрочной разверткой при частоте кадров 25 Гц электронного черно-белого ТВ: 1938-1941 гг., 1945-1948 гг. (Москва).

- 441 строка с чересстрочной разверткой при частоте кадров 25 Гц электронного черно-белого ТВ: 1947-1951 гг. (Ленинград).

- 625 строк с чересстрочной разверткой при частоте кадров 25 Гц электронного черно-белого ТВ: с 1948 г. (Москва), с 1951 г. (Ленинград, Киев), затем в других городах; с 1967 г. цветное ТВ по системе СЕКАМ (Москва), с 1971 г. (Ленинград), позднее во всех телецентрах страны.

В указанный перечень действовавших в стране систем ТВ-вещания не вошли любительские, которые в 1951-1955 гг. временно функционировали в 20 городах. Первая из них (1951 г.) - на Харьковском телецентре с разложением на 320 строк с построчной разверткой при частоте кадров 50 Гц. Затем в Калинине, Горьком, Одессе, Риге, Томске, Свердловске, Омске, Владивостоке, Уфе, Нальчике, Архангельске, Воронеже, Севастополе, Гомеле, Хабаровске, Барнауле, Перми, Казани и Комсомольске-на-Амуре.

На диаграмме (рис. 1) показана эволюция количества номинальных и активных строк разложения в системах ТВ-вещания в Москве и Ленинграде (С.-Петербурге). Для систем ТВ-вещания с чересстрочным разложением строк (441, 343) и построчным разложением строк (240) длительность полукадрового (кадрового) гасящего импульса допускается в пределах от 0,075-0,1 длительности поля (кадра). Число активных строк указано, исходя из среднего значения длительности полукадрового (кадрового) гасящего импульса, равного 0,0875 длительности поля (кадра).

Отечественное ТВ-вещание прошло огромный путь развития - от аналогового малострочного, механического (черно-красно-оранжевого) до многострочного электронного сначала черно-белого, затем цветного ТВ, а с 2001 г. (наряду с аналоговым) осуществляется цифровое наземное вещание в опытных зонах России. Такой темп развития техники ТВ-вещания с охватом телевещанием практически всей страны был обеспечен нашими учеными и специалистами многих научно-исследовательских, учебных и проектных институтов, конструкторских бюро, научно-производственных объединений и заводов, специализирующихся по разработке и серийному выпуску оборудования для телецентров. Вклад отечественных ученых и специалистов в развитие техники ТВ признан во всем мире. Особо следует отметить разработку проекта стандарта 625 строк (1944 г.) и начало (впервые в мире) ТВ-вещания МТЦ (1948 г.) в этом стандарте. В 1952 г. МККР приняла так называемые нормы доктора Вальтера Гербера (Швейцария) на 625 строк, в основе которых был проект ГОСТ с изменениями в части разноса несущих частот радиопередатчиков изображения и звука (5,5 МГц вместо 6,5 МГц) и полосы радиоканала (7 МГЦ вместо 8 МГц). Затем, как известно, «триумфальное шествие» стандарта 625 строк по Европе, Азии и Австралии явилось признанием успехов советской науки и техники конца 40-х - начала 50-х гг. прошедшего столетия. На основе проекта ТВ-стандарта 625 строк был утвержден ГОСТ 7845-55.

Величайшим достижением в развитии техники ТВ-вещания стало рождение в нашей стране с конца 50-х гг. (впервые в мире) нового вида вещания – космического ТВ.

Необходимо также подчеркнуть, что вплоть до начала 90-х гг. на телецентрах страны функционировало в своем подавляющем числе оборудование, изготовленное полностью на узлах и элементах отечественной разработки. Среди многих предприятий - разработчиков ТВ-техники за период до начала 90-х гг. ведущая роль принадлежала ВНИИТ - головному предприятию по разработке ТВ-техники. Основные звенья и комплексы оборудования телецентров разрабатывались во ВНИИ ЭЛП (НПО «Электрон») - передающие и приемные трубки; в ИРПА (ВНИИРПА) - звуковое оборудование; в МНИТИ – телекинокамеры, телекинопосты, мониторы, ретрансляторы; во ВНАИЗ (ВНИИТР) - видеомагнитофоны и аппаратные монтажа видеозаписей; в ЛОМО и на заводе «Ленкинап» – видеомагнитофоны; на заводе им. Коминтерна – передающие УКВ ТВ-станции; во НИИР - спутниковые системы распространения ТВ-программ, измерительные ТВ-приборы; в ГСПИ – проектирование телецентров. Изготовителями аппаратуры телецентров были радиозаводы «Волна» (в Ленинграде, Новгороде), Шяуляйский телевизионный завод, Кировоградский радиозавод, НЗТМ, заводы Минсвязи и других предприятий.

Значительную роль в развитии техники ТВ-вещания сыграли технические руководители (главные инженеры, технические директора и многие ведущие специалисты) телецентров и телекомпаний нашей страны. На основании их многолетнего опыта эксплуатации отечественного ТВ-оборудования и с учетом последних достижений зарубежной техники наши НИИ и промышленность создавали новую технику и более современные технологии производства ТВ-программ.

Следует также отметить важную роль Межведомственной комиссии по развитию в стране ТВ и РВ (1973-1977 гг.). Работа комиссии сыграла существенную роль в переводе на цветное изображение отечественного ТВ-вещания (1977 г.), налаживании выпуска новых видов оборудования, освоении новых форматов и стандартов. Значителен вклад комиссии в установлении профессиональных контактов с зарубежными производителями и развитии международного сотрудничества.

Трудно переоценить вклад советских специалистов и ученых в создании и внедрении технических средств для распространения центральных программ ТВ по обширной территории нашей страны. Это, прежде всего, создание уникальных спутниковых систем «Орбита», «Экран», «Москва». Кроме того, для этих целей в стране была создана широкая сеть радиорелейных линий. Эта сеть объединила сотни мощных телевизионных радиопередающих станций и несколько тысяч маломощных телевизионных ретрансляторов.

Последние 15 лет характеризуются внедрением в России (в дополнение к существующему наземному) других стандартов эфирного ТВ-вещания 625 строк. Это многоканальное вещание по системе MMDS (аналоговое и цифровое в стандарте DVB-S). В настоящее время в стране существуют более 300 вещательных центров MMDS [19]. Наблюдается бурное внедрение многоканальных спутниковых каналов (сначала аналоговых, затем цифровых в стандарте DVB-S) как для распространения центральных ТВ-программ в регионы и обратно, так и для непосредственного телевизионного вещания со спутников. Сегодня в России действуют десятки спутниковых каналов, которые охватывают не только территорию страны, но и принимаются во многих регионах мира. По спутниковым каналам за счет применения современных методов сжатия цифровых потоков передаются десятки ТВ-программ. Так, например, родоначальник отечественного непосредственного спутникового вещания «НТВ-Плюс» (сегодня число его абонентов превысило 500 тысяч) передает до 100 программ.

В рамках постепенного перевода ТВ-вещания в стране на «цифру» с 2000-2002 гг. началась эксплуатация (сначала в опытных зонах) наземного DVB-T вещания. В 2003 г. началось опытное мобильное ТВ-вещание по системе DVB-H.

Существенно расширилась техническая база ТВ-вещания. В настоящее время в стране находятся в эксплуатации свыше 500 телерадиоцентров [20]. Началось ускоренное внедрение интерактивного ТВ. Создается новая техника, внедряется ТВЧ как для студийного, так и для внестудийного вещания. В самом ближайшем будущем можно ожидать повсеместного внедрения ТВЧ в практику российского ТВ-вещания [20].

C 2003 г. некоторые компании осуществляют вещание (кроме программ с монозвуком) и со стереозвуком. Телеканал «НТВ-Плюс» с 2005 г. на ряде программ внедрил многоканальный (surround) звук по системе Dolby Digital 5.1.

С конца 80-х гг. широкое распространение в нашей стране получило кабельное ТВ. В рамках федеральной целевой программы «Электронная Россия» («Электронная Москва» и «Электронный С.-Петербург») осуществляется строительство мультисервисных интерактивных сетей. Повсеместно функционируют СКТ с распределением сигналов по гибридным волоконно-оптическим сетям (HFC). Сегодня кабельное ТВ, являясь широкополосным и мультисервисным, предоставляет абонентам полный спектр информационных телекоммуникационных, развлекательных и других услуг, а кабельная отрасль ТВ дает ежегодный прирост абонентской базы более 10%.

Наряду с ростом и совершенствованием передающих технических средств, успешно развивается и производство телевизоров. Несмотря на жесткую конкуренцию со стороны зарубежных фирм, количество изготовленных в России телевизоров растет из года в год. Из 7,5 млн телевизоров, проданных в России в 2005 г., 5,5 млн разработано и изготовлено в нашей стране [21].

Наиболее знаковые успехи отечественных изготовителей телевизионной техники начиная с 90-х гг. стали возможны благодаря кардинальной перестройке деятельности НИИ, научно-производственных объединений, КБ, заводов и создания в них или на их базе специализированных компаний по разработке новой современной аппаратуры. Возникли десятки средних и крупных компаний практически по всем направлениям отрасли. При этом важно отметить тесную координацию и даже совместную работу отечественных компаний и ведущих зарубежных фирм (например, плодотворную деятельность телекомпании «Окно-ТВ» (Москва), внедряющую свои разработки не только в Москве, но и во многих городах страны).

Особо заслуживает быть отмеченным вклад отечественных ученых и специалистов в международную стандартизацию, ставшую фундаментом внедрения и развития многофункционального цифрового интерактивного ТВ-вещания, телевидения высокой четкости, наземного и спутникового цифрового вещания, кабельных систем ТВ и методов оценки качества изображений, контроля и измерений.

 

Модификации систем эфирного (наземного и спутникового) ТВ-вещания в Москве и С.-Петербурге

 

Наименование системы и ТВ-компании

Число строк разложения

Начало вещания в Москве

Начало вещания в С.-Петербурге

Дополнительные сведения

Многоканальное аналоговое наземное по системе MMDS («Космос-ТВ»)

625 (576i)

Ноябрь 1991 г.

 -

В диапазоне 2,5-2,7 ГГц на 8 частотах. С 1994 г. вещание на 19 частотах в том же диапазоне частот.

Многоканальное аналоговое спутниковое («НТВ-Плюс»)

 

625 (576i)

Декабрь 1996 г.

 -

Сначала 4, затем 5 каналов в диапазоне 11,7-12,5 ГГц. Вещание прекращено в конце октября 1999 г. (в связи с переводом каналов на цифровой формат) в том же диапазоне частот.

 

Многоканальное цифровое спутниковое («НТВ-Плюс»)

 

625 (576i)

Февраль 1999 г.

 -

Сначала 26, затем до 100 каналов в диапазоне частот 11,7-12,5 ГГц.

 

Многоканальное цифровое и аналоговое наземное по системе MMDS («Космос-ТВ»)

625 (576i)

Ноябрь 2000 г.

 

 -

59 цифровых и 21аналоговый канал в диапазоне 2,5-2,7 ГГц.

 

Цифровое экспериментальное наземное (ЗАО «Телемедиум»)

625 (576i)

 -

Февраль 2001 г.

На 34-м канале с возможностью передачи четырех программ одновременно

 

Цифровое наземное по системе MMDS («DIVO», ЗАО «Версател»)

625 (576i)

Июль 2002 г.

 -

В диапазонах 2516-2524, 2524-2532, 2612-2620, 2628-2636 МГц передаются 4 программы.

Цифровое экспериментальное наземное с возможностью приема в автомобиле в движении («Цифровое телерадиовещание»)

 

625 (576i)

Август 2002 г.

 -

На 32-м канале передача двух программ (информационный, дайджест и развлекательный каналы).

Цифровой канал «Rambler Телесеть»

625 (576i)

Начало 2003 г.

 -

Передача программ по сетям распространения эфирного (наземного, спутникового, MMDS) канала и кабельного канала других телекомпаний.

 

Тестовое цифровое наземное в стандарте DVB-T и DVB-H одновременно в одном частотном канале («Цифровое телерадиовещание»)

625 (576i)

Декабрь 2005 г.

 -

На 32-м частотном канале с возможностью приема сигнала DVB-T в автомобиле в движении, сигнала DVB-H на сотовом телефоне.

Цифровое мобильное сотовое в стандарте CDMA («Скай Линк»)

625 (576i)

Август 2006 г.

Август 2006 г.

Прием на сотовом телефоне, а также на ноутбуке, компактном или настольном PC.

 

Цифровое спутниковое в стандарте HDTV («НТВ-Плюс»)

1125 (1080i)

Апрель 2007 г.

 -

 

Передачи программ «HD-Кино», «HD-Спорт», «HD-Life».

 

 

Прогресс развития техники цифрового ТВ за последнее десятилетие привел к процессу повсеместного переоснащения оборудования телецентров (телекомпаний) на цифровой способ формирования и распространения ТВ-программ по спутниковым и волоконно-оптическим каналам связи. Новые телецентры строятся теперь полностью на цифровом оборудовании с широким применением твердотельной элементной базы. Использование компрессии цифрового потока дает возможность более эффективно использовать частотные полосы радиоканалов, что способствует увеличению в несколько раз числа телеканалов наземного ТВ-вещания.

Распоряжением правительства России от 26.05.2004 г. принято решение об использовании в нашей стране цифрового ТВ-вещания по системе DVB. Началось внедрение интерактивного ТВ. С 1976 г. (система вещания «Экран») получили широкое развитие спутниковые каналы для непосредственного ТВ-вещания, их число уже сегодня во много раз превышает количество телеканалов наземного вещания. Стало обыденным явлением проведение телемостов с использованием спутниковой техники.

Начиная с 2005 г. в нашей стране началось внедрение ТВЧ. На ТТЦ летом 2005 г. создана первая в РФ ПТС в стандарте ТВЧ, в 2006 г.- вторая, более совершенная ПТС ТВЧ. Новые ПТС ТВЧ способны работать в двух стандартах – стандартной и высокой четкости. Эти ПТС ТВЧ используются на многих важнейших передачах. С апреля 2007 г. «НТВ-Плюс» начала опытное спутниковое вещание в стандарте ТВЧ (1080i, 50 полей) на программах «НD-Кино», «НD-Спорт» и «HD-Life».

Дальнейшему развитию отечественного ТВ способствовала Концепция развития телерадиовещания в РФ на 2008-2015 гг. и план мероприятий по ее реализации, разработанные комиссией под председательством Д. А. Медведева. 29 ноября 2007 г. в постановлении Правительства РФ № 1700-р [22] опубликован полный текст Концепции и поэтапный план ее реализации. Выполнение плана мероприятий будет способствовать ускоренному созданию и внедрению современных систем отечественного телерадиовещания на основе последних международных достижений в области цифровых стандартов и технологий.