Το 9ο κεφάλαιο στο μάθημα Ηλεκτρονικές Επικοινωνίες του τομέα Ηλεκτρονικής και ειδικότητας Ηλεκτρονικών Υπολογιστικών Συστημάτων και Δικτύων, Γ’ τάξη ΕΠΑΛ. Η παρουσίαση αυτή (PPT in PDF) είναι ενεργή, συνοδεύεται από κάποια αρχεία τα οποία συνδέονται με υπερσυνδέσεις. Περισσότερες πληροφορίες στην ιστοσελίδα. http://www.ilektronikoi.gr/index.php?act=viewCat&catId=19

1. ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ
ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΑΙ
ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ
ΚΕΦ 9

2. • 9.1 Ψηφιακές τεχνικές μετάδοσης.
– 9.1.1 Εισαγωγή.
– 9.1.2 Δειγματοληψία και ψηφιοποίηση αναλογικού
σήματος.
– 9.1.3 χαρακτηριστικά μιας ψηφιακής μετάδοσης.
• 9.2 ψηφιακές διαμορφώσεις αναλογικού φέροντος.
– 9.2.1 Διαμόρφωση ASK ή OOK.
– 9.2.2 Διαμόρφωση FSK δύο καταστάσεων Μ.
– 9.2.3 Διαμόρφωση PSK.
• 9.3 TELETEXT – Τηλεκείμενο.
• 9.4 Τηλεόραση 16:9 και τηλεόραση υψηλής
ευκρίνειας.
• 9.5 Συμπίεση ψηφιακών δεδομένων.
• 9.6 Η τηλεόραση ως μέσο αμφίδρομής επικοινωνίας.

3. 9.1 Ψηφιακές τεχνικές μετάδοσης.
9.1.1 Εισαγωγή.
• Στις ψηφιακές επικοινωνίες η μετάδοση αφορά
διακριτά σήματα, που συνήθως ονομάζονται
σύμβολά.
• Η πληροφορία είναι συνδυασμός αυτών των
συμβόλων που μεταδίδονται διαδοχικά με τρόπο
που ο δέκτης μπορεί και αναπαράγει την
πληροφορία.
• Το σύνολο των διακριτών συμβόλων αποτελούν
για το ψηφιακό τηλεπικοινωνιακό σύστημα την
πηγή της πληροφορίας.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 3
ΠΕ 1708

4. 9.1 Ψηφιακές τεχνικές μετάδοσης.
9.1.1 Εισαγωγή.
• Π.χ. το σύνολο των γραμμάτων του αλφαβήτου
και των σημείων στίξης που αρκούν για την
διατύπωση ενός κειμένου αποτελούν διακριτή
πηγή πληροφορίας.
• Σε αντίθεση με το αναλογικό όπου θα ήταν ο
προφορικός λόγος.
• Τα ψηφιακά ηλεκτρονικά συστήματα
διαχειρίζονται και επεξεργάζονται ψηφιακά
δυαδικά σήματα από «bits 0,1» που
εναλλάσσονται χωρίς νεκρό χρόνο μεταξύ τους.
(NRZ Non Return Zero)
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 4
ΠΕ 1708

5. 9.1 Ψηφιακές τεχνικές μετάδοσης.
9.1.1 Εισαγωγή.
• Άρα τα διακριτά σύμβολά της πηγής θα πρέπει
να υποστούν ψηφιακή κωδικοποίηση, έτσι ώστε
να αντιπροσωπευθούν από μία ομάδα, πακέτο,
παλμών (bits). Και μετά να ταξιδέψουν στο
κανάλι μετάδοσης.
• Με την χρήση ενός κωδικοποιητή καναλιού. Και
ενός κώδικα.
• Π.χ. ο κώδικας ASCII ο οποίος χρησιμοποιείται
για την κωδικοποίηση του πληκτρολογίου.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 5
ΠΕ 1708

7. 9.1 Ψηφιακές τεχνικές μετάδοσης.
9.1.1 Εισαγωγή.
• Στον δέκτη υπάρχει η αντίστροφη διαδικασία. Λήψη της
κωδικοποιημένης πληροφορίας, αποκατάσταση των
συμβόλων, σύνθεση της πληροφορίας.
• Η κωδικοποίηση γίνεται με τρόπο που να επιτρέπει την
ανίχνευση ενδεχόμενων λαθών στην αποκωδικοποίηση
του σήματος.
• Επιπλέων στο κωδικοποιημένο σήμα βάζουμε και
βοηθητικές πληροφορίες ώστε να υπάρχει σωστός
χρονισμός των κυκλωμάτων του δέκτη για να καταφέρει
να αποκωδικοποιήσει σωστά την πληροφορία (ρολόι,
παλμοί start, stop).
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 7
ΠΕ 1708

8. 9.1 Ψηφιακές τεχνικές μετάδοσης.
9.1.1 Εισαγωγή.
• Ποσότητα επιλογής (decision content) D.
Εκφράζει έμμεσα τον αριθμό των δυαδικών
συμβόλων ‘0’ και ‘1’ που απαιτούνται για την
κωδικοποίηση του κάθε συμβόλου
(bits/σύμβολο).
• D=log2 K όπου Κ είναι το σύνολο των
διαφορετικών συμβόλων μίας πηγής.
• Π.χ. για την κωδικοποίηση του άσπρου μαύρου
δηλαδή Κ=2 τότε D=1 άρα ένα bit. Δηλαδή
άσπρο 1 και μαύρο 0
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 8
ΠΕ 1708

9. 9.1 Ψηφιακές τεχνικές μετάδοσης.
9.1.1 Εισαγωγή.
• Τα ψηφιακά δυαδικά σύμβολα που μεταδίδονται
στο κανάλι μετάδοσης, δύο πρακτικές μπορούν
να ακολουθήσουν :
• Μετάδοση βασικής ζώνης. Οι ομάδες των D bits
στέλνονται απ’ ευθείας μαζί με τα απαραίτητα
σήματα χρονισμού.
• Με διαμόρφωση φέροντος. Δηλαδή ψηφιακή
διαμόρφωση αναλογικού φέροντος όπου η
κωδικοποιημένη πληροφορία διαμορφώνει ένα
χαρακτηριστικό του ημιτονικού φέροντος
(πλάτος, συχνότητα, φάση)
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 9
ΠΕ 1708

10. 9.1 Ψηφιακές τεχνικές μετάδοσης.
9.1.1 Εισαγωγή.
• Η διαμόρφωση μπορεί να γίνει με δύο τρόπους :
• Ανά σύμβολο, όπου το κάθε σύμβολο αντιστοιχεί
σε μία συγκεκριμένη τιμή του χαρακτηριστικού.
(πλάτος, συχνότητα, φάση)
• Ή ανά bit, όπου έχουμε δυαδικές (binary)
διαμορφώσεις και το κάθε bit αντιστοιχεί σε μία
συγκεκριμένη τιμή του χαρακτηριστικού. (πλάτος,
συχνότητα, φάση)
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 10
ΠΕ 1708

11. 9.1.2 Δειγματοληψία και
ψηφιοποίηση αναλογικού σήματος.
• Δειγματοληψία αναλογικού σήματος
ονομάζουμε την διαδικασία μετατροπής
του αναλογικού σήματος σε διακριτό σήμα
το οποίο στην συνέχεια το κωδικοποιούμε
(αντιστοιχούμε) σε ψηφιακά δυαδικά
σύμβολά (ψηφιακό), κβαντοποιηση.
• Για να το μεταδώσουμε τελικά μέσα από
ένα ψηφιακό τηλεπικοινωνιακό σύστημα.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 11
ΠΕ 1708

12. 9.1.2 Δειγματοληψία και ψηφιοποίηση
αναλογικού σήματος.
• Το αναλογικό σήμα αντικαθίσταται από ένα σύνολο
διακριτών δειγμάτων που λαμβάνονται σε τακτά
χρονικά διαστήματα.
• Το σήμα Δ(t) ελέγχει το διακόπτη του σχήματος.

13. 9.1.2 Δειγματοληψία και
ψηφιοποίηση αναλογικού σήματος.
• Αν η συχνότητα του σήματος Δ(t) που
ονομάζεται συχνότητα δειγματοληψίας ικανοποιεί
την συνθήκη : fΔ>=2*Fmax όπου fmax ή μέγιστη
συχνότητα του βασικού σήματος s(t).
• Τότε αποδεικνύεται ότι το σήμα s’(t) που
προκύπτει από αυτή την διαδικασία περιέχει την
ίδια ποσότητα πληροφορίας με το αρχικό σήμα.
• Π.Χ. στην τηλεφωνία έχουμε fmax=3400 Hz άρα
fΔ=7000 Hz.
Sampling rate, Nyquist
frequency and aliasing
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 13
ΠΕ 1708

14. 9.1.2 Δειγματοληψία και
ψηφιοποίηση αναλογικού σήματος.
• Ο ελάχιστος αριθμός των δειγμάτων (διακριτών
καταστάσεων) ανά μονάδα χρόνου είναι :
• RS=RΔ=fΔ=2*Fmax
• Τα δείγματα του σήματος λαμβάνονται με διακριτές
στάθμες πλάτους (κβαντοποιείται η τιμή τους με βήμα
κβάντισης ΔV).
• Είναι πλέον πηγή διακριτών καταστάσεων και μπορούν
να κωδικοποιηθούν σε ένα σύνολο από D bits.
• Αυτή η κωδικοποίηση ονομάζεται PCM (Pulse Code
Modulation), και είναι το προς μετάδοση ψηφιακό σήμα.
Introduction
What is
to Pulse Code
PCM
Modulation
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 14
ΠΕ 1708

15. 9.1.2 Δειγματοληψία και
ψηφιοποίηση αναλογικού σήματος.
• Το γινόμενο του αριθμού των διακριτών
δειγμάτων ανά μονάδα χρόνου (RS Symbol
Rate) με το πλήθος των απαιτούμενων bits
ανά δείγμα μας δίνει το διαθέσιμο προς
μετάδοση πλήθος bits ανά μονάδα
χρόνου. (ρυθμός bits : Bit Rate).
• R=Rs*D bits/sec
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 15
ΠΕ 1708

16. 9.1.2 Δειγματοληψία και
ψηφιοποίηση αναλογικού σήματος.
• Παράδειγμα τηλεφωνικού σήματος ομιλίας.
• Έχει αποδειχθεί ότι η δυναμική ενός ακουστικού
σήματος είναι 30 dB, δηλαδή ο λόγος του πιο
δυνατού ήχου προς τον ψίθυρο είναι 1000/1.
• Έχει επίσης αποδειχθεί ότι η ευαισθησία του
ανθρώπινου αυτιού είναι 2 dB, δηλαδή
διαφοροποιήσεις ήχου μικρότερες από αυτό το
όριο δεν γίνονται αντιληπτές.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 16
ΠΕ 1708

17. 9.1.2 Δειγματοληψία και
ψηφιοποίηση αναλογικού σήματος.
• Άρα για να μετατρέψουμε το αναλογικό
σήμα του ήχου σε διακριτό σήμα θα
πρέπει να το κβατνοποιήσουμε με βήμα
κβάντισης (ακρίβεια, ΔV) :
• 2 dB.
• Έτσι δημιουργούνται :
• Κ=30 dB / 2 dB =15 διακριτές καταστάσεις.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 17
ΠΕ 1708

18. 9.1.2 Δειγματοληψία και
ψηφιοποίηση αναλογικού σήματος.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 18
ΠΕ 1708

19. 9.1.2 Δειγματοληψία και
ψηφιοποίηση αναλογικού σήματος.
• Για την κωδικοποίηση των δειγμάτων
αυτών απαιτούνται :
• D=log2*K=log215=4 bits/δείγμα.
• Το Bit Rate είναι :
• R=7*103*4=28000 bits/sec.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 19
ΠΕ 1708

20. 9.1.3 Χαρακτηριστικά μιας ψηφιακής
μετάδοσης.
• Ταχύτητα μετάδοσης συμβόλων : RS (Symbol
Rate).
• Μετριέται σε Bd (Baud, σύμβολα / sec).
• Αν η διάρκεια εμφάνισης κάθε συμβόλου είναι
TS, τότε RS=1/TS.
• Ρυθμός μετάδοσης R (bit rate).
• Μετριέται σε bits/sec.
• Και ισχύει : R=RS*log2*K.
• Για Κ=2 τότε R=RS.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 20
ΠΕ 1708

21. 9.1.3 Χαρακτηριστικά μιας ψηφιακής
μετάδοσης.
• Το βασικό πρόβλημα στις ψηφιακές επικοινωνίες
είναι ο υπολογισμός του απαιτούμενου εύρος
ζώνης καναλιού για δεδομένο ρυθμό μετάδοσης
R. Και μας ενδιαφέρει ο ρυθμός να είναι όσο το
δυνατόν μεγαλύτερος.
• Ο μέγιστος ρυθμός μετάδοσης συμβόλων RS
εξαρτάτε από την ταχύτητα μετάδοσης των
σημάτων στο κανάλι.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 21
ΠΕ 1708

22. 9.1.3 Χαρακτηριστικά μιας ψηφιακής
μετάδοσης.
• Τελικά ένα ψηφιακό κανάλι μετάδοσης
χαρακτηρίζεται από δύο βασικές παραμέτρους :
• Τη μέγιστη δυνατή τιμή του ρυθμού εναλλαγής
συμβόλων RS.
• Τη δυνατότητα που παρέχει, ώστε να μπορούν
να διαφοροποιηθούν κατά τη μετάδοση Κ
κωδικοποιημένα διαφορετικά σύμβολα
(διακριτική ικανότητα καταστάσεων).
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 22
ΠΕ 1708

23. 9.1.3 Χαρακτηριστικά μιας ψηφιακής
μετάδοσης.
• Αποδεικνύεται (κριτήριο Niquist) ότι σε κανάλι
με φασματικό εύρος ζώνης Β ο μέγιστός ρυθμός
συμβόλων δίνεται από τη σχέση :
• RSMAX=2*B.
• Ο περιορισμός αυτός υπάρχει γιατί τα παλμικά
σήματα έχουν άπειρο εύρος φάσματος και όταν
περνάνε από ένα κανάλι με περιορισμένο εύρος
τότε υφίστανται παραμορφώσεις, τα σύμβολά θα
αλληλοκαλύπτονταν και ο δέκτης δεν θα
μπορούσε να τα ξεχωρίσει.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 23
ΠΕ 1708

24. 9.1.3 Χαρακτηριστικά μιας ψηφιακής
μετάδοσης.

25. 9.1.3 Χαρακτηριστικά μιας ψηφιακής
μετάδοσης.
• Η μέγιστη διακριτική ικανότητα
καταστάσεων του καναλιού με θόρυβο
δίνεται με το (θεώρημα Shannon) :
• KMAX=(1+S/N)1/2
• Σε αυτήν την περίπτωση ο περιορισμός
οφείλεται στην ασάφεια που δημιουργεί ο
θόρυβος στις διακριτές στάθμες του
σήματος.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 25
ΠΕ 1708

26. 9.1.3 Χαρακτηριστικά μιας ψηφιακής
μετάδοσης.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 26
ΠΕ 1708

27. 9.1.3 Χαρακτηριστικά μιας ψηφιακής
μετάδοσης.
• Ο μέγιστος αριθμός των bits ανά κατάσταση με
θόρυβο είναι :
• DMAX=(1/2)*log2*(1+S/N).
• Ο μέγιστός ρυθμός μετάδοσης RMAX (bits/sec) σε
κανάλι με θόρυβο είναι :
• RMAX=B*log2(1+S/N).
• Το μέγεθος RMAX ονομάζεται χωρητικότητα
ψηφιακού καναλιού με θόρυβο.
• Στην πράξη έχουμε RS=1,25*B (ή Β=0,8RS).
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 27
ΠΕ 1708

28. 9.2 Ψηφιακές διαμορφώσεις
αναλογικού φέροντος
• Στης ψηφιακές διαμορφώσεις αναλογικού
φέροντος το φέρον είναι ημιτονικό σήμα M(t) και
το σήμα διαμόρφωσης είναι ψηφιακή
πληροφορία είναι δυαδική (δυο bits) ή ομάδες
από (κώδικες) των log2*K bits.
• Κάποια από τις τρεις παραμέτρους του
αναλογικού διαμορφωμένου φέροντος
μεταβάλλεται στον ρυθμό της πληροφορίας.
(πλάτος, συχνότητα, φάση)
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 28
ΠΕ 1708

30. 9.2.1 Διαμόρφωση ASK ή ΟΟΚ
• Ψηφιακή διαμόρφωση πλάτους ASK
(Amplitude Shift Keying).
• Οι Κ διακριτές καταστάσεις της
πληροφορίας αντιπροσωπεύονται από
διαφορετικές τιμές πλάτους του φέροντος.
• Για Κ=2 (δυαδικές) έχουμε διαμόρφωση
OOK (On – Off Keying).
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 30
ΠΕ 1708

31. 9.2.1 Διαμόρφωση ASK ή ΟΟΚ
E(t)=a(t)*cos(ωο*t)
Όπου a(t)=0 ή 1
• Η σχέση θυμίζει αναλογική διαμόρφωση DSB.
• Το φάσμα περιλαμβάνει θεωρητικά δύο πλάγιες ζώνες
άπειρου εύρους.
• Πρακτικά αν R= ο επιθυμητός ρυθμός μετάδοσης τότε
Βολ=2*0,8*R=1,6*R.

32. 9.2.1 Διαμόρφωση ASK
original TTL message (lower),
bandlimited message (center),
and ASK (above)

33. 9.2.2 Διαμόρφωση FSK δύο καταστάσεων
• Πρόκειται για διαμόρφωση συχνότητας
FSK (Frequency Shift Keying) όπου η
συχνότητα του φέροντος για δύο δυαδικές
καταστάσεις «0» και «1» παίρνει δύο
διακριτές διαφορετικές τιμές.
• Για «0» : f=fo-Δf.
• Για «1» : f=fo+Δf.
• Η FSK αντιστοιχεί στην διαμόρφωση FM.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 33
ΠΕ 1708

34. 9.2.2 Διαμόρφωση FSK δύο καταστάσεων
E (t ) = Eo * COS {2 * p * fo * t + 2 * p * [a (t ) * Df ]* t }
Όπου a(t)=1 ή -1
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 34
ΠΕ 1708

35. 9.2.2 Διαμόρφωση FSK δύο καταστάσεων
Με αυτό το κύκλωμα
υπάρχει περίπτωση να
έχουμε ασυνέχειες
στην φάση του
σήματος εξόδου.
Fsk-ook
Fsk

36. 9.2.2 Διαμόρφωση FSK δύο καταστάσεων
• Το εύρος του φάσματος μετά την διαμόρφωση
είναι :
• Βολ=2*Β+2*Δf. B=0,8*RS. RS=R σε bits/sec.
• Θυμίζει την σχέση Carson στις αναλογικές
διαμορφώσεις.

37. 9.2.2 Διαμόρφωση FSK δύο καταστάσεων
• Στην πράξη χρησιμοποιούμε έναν VCO που
ελέγχεται από το σήμα a(t).
• Δεν υπάρχουν ασυνέχειες των φάσεων και
μιλάμε για διαμόρφωση CPFSK (Continuous
Phase Frequency Shift Keying)
• Ο ακριβής υπολογισμός του φάσματος είναι
δύσκολος και εξαρτάται από τον λόγο Δf/R.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 37
ΠΕ 1708

38. 9.2.3 Διαμόρφωση PSK
• Στη διαμόρφωση PSK (Phase Shift Keying) οι
Κ διακριτές καταστάσεις της πληροφορίας
επηρεάζουν την αρχική φάση του φέροντος
σήματος.
• Η μαθηματική έκφραση του διαμορφωμένου
σήματος δίνεται από τη σχέση :
E(t)= Eo*cos[ω *t +fo + a(t) * 2*p / K]
o
a(t) Î{0,1,2,...K -1}
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 38
ΠΕ 1708

39. 9.2.3 Διαμόρφωση PSK
• Διαμόρφωση BPSK (Binary Phase Shift
Keying) στην περίπτωση αυτή έχουμε Κ=2
δηλαδή a(t)=0 ή 1.
• E(t)=+- Eo*cos*(ωο*t).
• Μπορεί να θεωρηθεί ως διαμόρφωση
DSBsc.
• Το φάσμα είναι ίδιο με την περίπτωση της
ΟΟΚ με την διαφορά ότι δεν υπάρχει
φασματική συνιστώσα του φέροντος (fo).
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 39
ΠΕ 1708

40. 9.2.3 Διαμόρφωση PSK

41. 9.2.3 Διαμόρφωση PSK
PSK schemes are typically
depicted using a constellation
diagram. The red dot
represents a single point on
the constellation. The distance
of the red dot from the
center of the graph
represents the amplitude of
the transmitted signal. The
angle between the east axis
(the one directly to the right)
and the line between the
constellation point and the
center of the graph
represents the desired phase
shift.

42. 9.2.3 Διαμόρφωση PSK
• Διαμόρφωση QPSK (Quadrature Phase
Shift Keying). Στην περίπτωση αυτή
έχουμε Κ=4 δηλαδή:
• a2, a1 : 00,01,10,11
• Η μαθηματική έκφρασή του
διαμορφωμένου σήματος είναι :
• E(t)=Eo*cos*(ωo*t+π/4+a*π/2).
• Όπου a=0,1,2,3
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 42
ΠΕ 1708

43. 9.2.3 Διαμόρφωση PSK
Cos(ωο*t+a1*π)
a1 BPSK B
π/2
Διάταξη +
Διαχωρισμού Ε(t)
Άρτιας και Περιττής Ταλαντωτής
Τάξης Συμβόλων Φέροντος
a2 +
a1 , a2
BPSK A
Cos(ωο*t+a2*π)

44. 9.2.3 Διαμόρφωση PSK
Διαν.
a2 a1 Σημείο Α Σημείο Β Αποτέλεσ
μα
00 Cos(ωο*t) Sin(ωο*t)
01 Cos(ωο*t) Sin(ωο*t+π)
10 Cos(ωο*t+π) Sin(ωο*t)
11 Cos(ωο*t+π) Sin(ωο*t+π)

45. 9.2.3 Διαμόρφωση PSK
• Υπάρχουν πολλά είδη ψηφιακών
διαμορφώσεων ημιτονικού φέροντος.
• Η σύγκριση των διαφόρων μεθοδολογιών δεν
είναι πάντοτε εύκολη υπόθεση.
• Το ζητούμενο στις ψηφιακές τηλεπικοινωνίες
είναι να επιτευχθεί :
• Όσο το δυνατόν μεγαλύτερος ρυθμός
μετάδοσης,
• Με το μικρότερο δυνατό εύρος φάσματος,
• Και τη μικρότερη ισχύ φέροντος σήματος.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 45
ΠΕ 1708

46. 9.2.3 Διαμόρφωση PSK
• Η βασική παράμετρος που χαρακτηρίζει τις ψηφιακές
διαμορφώσεις είναι :
• Η φασματική αποτελεσματικότητα ‘η’.
• η=R/Bολ.
• Όπου R=ο ρυθμός μετάδοσης, Βολ=η ολική φασματική
ζώνη στο τηλεπικοινωνιακό κανάλι.
• Εξαρτάται από τον τρόπο κωδικοποίησης του
ψηφιακού σήματος και το είδος διαμόρφωσης που θα
επιλεγεί. Μετριέται σε bits/sec/Hz.
• Η PSK είναι πιο αποτελεσματική και καλύτερη από
άποψη θορύβου.
• Για το ίδιο ποσοστό σφάλματος δυαδικών στοιχείων
στην έξοδο (bit error rate) η PSK απαιτεί μισή ισχύ
σήματος στην είσοδο του δέκτη.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 46
ΠΕ 1708

47. 9.2.3 Διαμόρφωση PSK
• Η αποδιαμόρφωση των σημάτων OOK, FSK
και PSK στο δέκτη γίνεται με τη χρήση
σύμφωνου (σύγχρονου) αποδιαμορφωτή.
• Στην έξοδο οι παλμοί εμφανίζονται
παραμορφωμένοι, λόγω του περιορισμού που
υπέστη το φάσμα τους στο κανάλι, γι’ αυτό μετά
την αποδιαμόρφωση ακολουθεί το στάδιο
επαναμορφοποίησης των παλμών.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 47
ΠΕ 1708

48. 9.3 Teletext - Τηλεκείμενο
• Το teletext είναι ένα σύστημα μετάδοσης πληροφοριών
σε μορφή γραμμάτων, αριθμών ή γραφικών συμβόλων.
• Εκπέμπονται πληροφορίες γενικού ενδιαφέροντος
όπως ειδήσεις, δρομολόγια, καιρός, προγράμματα,
κ.λ.π.
• Ενσωματώνεται μέσα στο τηλεοπτικό σήμα χωρίς να
επηρεάζει την πληροφορία της εικόνας και του ήχου.
• Είναι ένα σύστημα μονόδρομης επικοινωνίας, επιτρέπει
μόνο να επιλέξουμε από το σύνολο των εκπεμπόμενων
πληροφοριών αυτές που επιθυμούμε.
• Οι δέκτες θα πρέπει να είναι εφοδιασμένοι με ειδικό Ο.Κ
που αποκωδικοποιεί τα σήματα του τελετέξ και
εμφανίζει τις πληροφορίες στην οθόνη. (σήμερα
υπάρχουν σε όλους).
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 48
ΠΕ 1708

50. 9.3 Teletext - Τηλεκείμενο
• Στην αναλογική εκπομπή οι πληροφορίες
κωδικοποιημένες στο δυαδικό κατά ASCII
τοποθετούνται πάνω στους παλμούς αμαύρωσης
πεδίου μεταξύ των παλμών συγχρονισμού γραμμών
μετά τους μεταεξισωτικούς παλμούς και πριν την
αρχή σάρωσης του επόμενου πεδίου.

51. 9.3 Teletext - Τηλεκείμενο

52. 9.3 Teletext - Τηλεκείμενο
• Το χρονικό διάστημα μεταξύ δύο διαδοχικών
παλμών συγχρονισμού γραμμών είναι 52 μs.
Μέσα σε αυτό το χρονικό διάστημα
τοποθετούνται 360 δυαδικά ψηφία.
• Η μέγιστη συχνότητα του σήματος αυτού είναι
3,46MHz, καλύπτεται από το εύρος ζώνης των
5 MHz του τηλεοπτικού σήματος, αλλά επειδή
προέρχεται από τετραγωνικούς παλμούς έχει
ισχυρές αρμονικές που φτάνουν τα 40 MHz.
• Άρα θα πρέπει να περάσει από κατάλληλο
χαμηλοπερατό φίλτρο.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 52
ΠΕ 1708

53. 9.3 Teletext - Τηλεκείμενο
• Από τα 360 δυαδικά ψηφία έχουμε :
• Τα 40 πρώτα χρησιμοποιούνται για τον συγχρονισμό
του συστήματος.
• Και τα υπόλοιπα 320 μεταφέρουν τις πληροφορίες.
• Από τα 40 του συγχρονισμού :
• Τα 16 πρώτα συγχρονίζουν τη γεννήτρια clock στον
αποκωδικοποιητή.
• Τα επόμενα 8 ρυθμίζουν τον αποκωδικοποιητή για
λήψη άρτιου ή περιττού πεδίου.
• Και τα υπόλοιπα 16 μεταφέρουν την πληροφορία για το
σημείο στο οποίο θα εμφανιστεί πάνω στην οθόνη κάθε
σειρά κειμένου.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 53
ΠΕ 1708

54. 9.3 Teletext - Τηλεκείμενο
• Κάθε χαρακτήρας ASCII σχηματίζεται από 8
ψηφία. (7 για τον κώδικά και 1 ψηφίο ισοτιμίας).
• Άρα σε κάθε γραμμή χωρούν 40 χαρακτήρες.
• Κάθε σελίδα αποτελείται περίπου από 24
γραμμές.
• Η εκπομπή μιας σελίδας διαρκεί 1/25 του
δευτερολέπτου.
• Περίπου 50-60 σελίδες απαρτίζουν ένα
περιοδικό (magazine).
• Η αποστολή κάθε σελίδας γίνεται ανά ½
δευτερόλεπτο, όλο το περιοδικό εκπέμπεται σε
½ λεπτό.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 54
ΠΕ 1708

55. 9.3 Teletext - Τηλεκείμενο
• Άρα ο χρήστης από την στιγμή που θα
καλέσει μία σελίδα περιμένει ½ λεπτό.
• Η καθυστέρηση μπορεί να είναι
μεγαλύτερη αν το περιοδικό περιέχει
περισσότερες σελίδες.
• Συνήθως ο σταθμός αποστέλλει με το
σήμα του αρκετά περιοδικά για διάφορα
θέματα.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 55
ΠΕ 1708

56. 9.3 Teletext - Τηλεκείμενο
• Σε κάθε περιοδικό και σελίδα ο σταθμός βάζει έναν
υποκώδικα για να μπορεί ο χρήστης να έχει πρόσβασή
σε πολλές ξεχωριστές σελίδες για κάθε περιοδικό.
• Ο χειρισμός του συστήματος γίνεται από το
τηλεχειριστήριο του δέκτη.
• Μπορούμε να :
• Το ενεργοποιήσουμε, να το τερματίσουμε.
• Να επιλέξουμε σελίδα πληκτρολογώντας τον αριθμό της
από τον πίνακα περιεχομένων.
• Να αναμείξω την εικόνα με το τελετέξ.
• Να μεγεθύνω τους χαρακτήρες.
• Κ.λ.π.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 56
ΠΕ 1708

57. 9.3 Teletext - Τηλεκείμενο
• Στην Ελλάδα όπως πάντα δημιουργήθηκε ένα
πρόβλημα συμβατότητας με τον κωδικό ASCII και τους
ελληνικούς χαρακτήρες.
• Ο κωδικός ASCII περιλαμβάνει 128 διαφορετικούς
χαρακτήρες :
• 33 χαρακτήρες ελέγχου.
• 10 αριθμητικά ψηφία.
• 52 κεφαλαίοι και πεζοί λατινικοί χαρακτήρες.
• 33 σημεία στίξης και χαρακτήρες για απλά γραφικά
(block graphics).
• Δεν υπάρχει χώρος για χαρακτήρες άλλων γλωσσών.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 57
ΠΕ 1708

58. 9.3 Teletext - Τηλεκείμενο
• Κάποιοι σταθμοί εκπέμπουν σε
ελληνικούς χαρακτήρες και κάποιοι
ελληνικό κείμενο σε λατινικούς.
• Για να μπορέσουμε να δούμε ελληνικό
κείμενο με ελληνικούς χαρακτήρες θα
πρέπει να αλλάξουμε την ROM του
αποκωδικοποιητή ή να βρούμε το αρχείο
και να το φορτώσουμε στον δέκτη ή εάν
χρησιμοποιούμε Η/Υ να βρούμε τους
απαραίτητους drivers της κάρτας.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 58
ΠΕ 1708

59. 9.3 Teletext - Τηλεκείμενο
• Η υπηρεσία τελετέξ έχει πολλές ακόμα
δυνατότητες που μπορούμε να
χρησιμοποιήσουμε.
• Π.χ από το 1999 τα θέματα των πανελλαδικών
μεταδίδονταν στα εξεταστικά κέντρα με το
τελετέξ.
• Π.χ τιμές μετοχών οι οποίες αξιοποιούνται από
προγράμματα Η/Υ μέσω ειδικών
αποκωδικοποιητών.
• Η συνεργασία τελετέξ και πληροφορικής θα
προσφέρει εντυπωσιακές δυνατότητες.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 59
ΠΕ 1708

60. 9.3 Teletext - Τηλεκείμενο
• Στην ψηφιακή εκπομπή DVB το τελετέξ έχει την
μορφή ιστοσελίδας με πολύ καλύτερα γραφικά
και με εντελώς νέα φιλοσοφία και πολλές
δυνατότητες.
• Υπάρχουν πολλές μορφές. Οι κυριότερες είναι :
• MHEG-5
• Multimedia Home Platform
• Sky Digital (UK & Ireland)
• Κ.λ.π
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 60
ΠΕ 1708

61. 9.4 Τηλεόραση 16:9 & υψηλής ευκρίνειας
• Η τηλεόραση προσπάθησε να ακολουθήσει τις εξελίξεις
στον κινηματογράφο όσο αναφορά τις νέες φόρμες
εικόνας για μεγαλύτερο οπτικό πεδίο κατά πλάτος, δεν
είχε αρχικά και μεγάλη επιτυχία.
• Καθιερώθηκε τελικά το σύστημα 4:3 με 576 γραμμές
σάρωσης.
• Για την βελτίωση της ποιότητας τηλεθέασης θα έπρεπε να
αυξηθεί το πλήθος των γραμμών σάρωσης και να
μεγαλώσει περισσότερο το πλάτος της τηλεοπτικής
οθόνης.
• Αυτό σήμαινε αποδοχή ενός νέου τηλεοπτικού προτύπου,
ανασταλτικός παράγοντας για την καθιέρωση νέας
τεχνολογίας.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 61
ΠΕ 1708

62. 9.4 Τηλεόραση 16:9 & υψηλής
ευκρίνειας
• Οι πρώτες προσπάθειες για την δημιουργία του
νέου πρότυπου που ονομάστηκε «τηλεόραση
υψηλής ευκρίνειας» HDTV (High Definition
TeleVision) άρχισαν στην Ιαπωνία στα τέλη της
δεκαετίας του ΄60.
• Στην Ευρώπη έγινε ένα βελτιωμένο σύστημα 625
γραμμών.
• Ενώ η Αμερική καθυστέρησε με αποτέλεσμα να
υιοθετήσει ένα σύστημα αμιγώς ψηφιακό.
HDTV.GR
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 62
ΠΕ 1708

63. 9.4 Τηλεόραση 16:9 & υψηλής ευκρίνειας
• Το Ιαπωνικό σύστημα ονομάζεται NHK HI-Vision,
χρησιμοποιεί 1125 γραμμές, λόγο πλευρών 16:9, 60
πεδία / sec (30 άρτια, 30 περιττά) και μεγάλο εύρος
ζώνης (20 MHz για την φωτεινότητα, 10 MHz για
χρωμικότητα).
• Λόγω του μεγάλου εύρους δεν μπορεί να γίνει επίγεια
ασύρματη εκπομπή λόγω κατειλημμένης μπάντας από
άλλες υπηρεσίες.
• Γι’ αυτό και έγινε μια παραλλαγή για εκπομπή από
δορυφόρους άμεσης εκπομπής DBS (Direct Broadcast
Satellites) το οποίο ονομάστηκε MUSE (Multiple sUb-
nyquist Sampling and Encoding) πολλαπλή
υποδειγματοληψία Nyquist και κωδικοποίηση.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 63
ΠΕ 1708

64. 9.4 Τηλεόραση 16:9 & υψηλής ευκρίνειας
• Στο σύστημα MUSE γίνεται συμπίεση του
εύρους ζώνης στα 8 MHz, γίνεται με
δειγματοληψία του αρχικού σήματος που
ακολουθείται από υποδειγματοληψία 3:1
(για κάθε τρεις κουκίδες εκπέμπετε μια).
• Στα κινούμενα μέρη εμφανίζεται
μετατόπιση των κουκίδων από τις αρχικές
τους θέσεις δηλαδή ένα μουτζούρωμα που
γίνεται μεγαλύτερο όταν ολόκληρη η σκηνή
(κάμερα) μετακινείται πλάγια.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 64
ΠΕ 1708

65. 9.4 Τηλεόραση 16:9 & υψηλής ευκρίνειας
• Το ευρωπαϊκό σύστημα MAC (Multiplexed
Analog Components) το οποίο
εγκαταλείφθηκε θα χρησιμοποιούσε 625
γραμμές, 16:9, 50 πεδία / sec και
υποστήριξη PAL,SECAM.
• Σχεδιάστηκε για δορυφόρους DAB και
δίκτυα καλωδιακής TV.
• Και οι παραλλαγές του B-MAC και D2-MAC
αποδείχθηκαν χαμηλής ποιότητας.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 65
ΠΕ 1708

66. 9.4 Τηλεόραση 16:9 & υψηλής ευκρίνειας
• Στην Ευρώπη τελικά χρησιμοποιείται το σύστημα
PAL+ το οποίο μπορεί να εκπέμψει σε 16:9.
• Όταν δέκτες 16:9 λαμβάνουν σήμα 4:3 τότε
εμφανίζουν δυο μαύρες κατακόρυφες λωρίδες
αριστερά και δεξιά.
• Όταν δέκτες 4:3 λαμβάνουν σήμα 16:9 τότε
εμφανίζουν δυο μαύρες οριζόντιες λωρίδες πάνω
κάτω.
• Όλοι οι σύγχρονοι δέκτες μπορούν να
ρυθμίζονται αυτόματα στην καλύτερη ποιότητα.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 66
ΠΕ 1708

67. 9.4 Τηλεόραση 16:9 & υψηλής ευκρίνειας
• Στην Ευρώπη μέχρι το 2015 θα
επικρατήσει το σύστημα DVB-T, DVB-T2
για τις επίγειες εκπομπές τηλεόρασης.
• DVB
• DIGEA
• DVB project.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 67
ΠΕ 1708

68. 9.4 Τηλεόραση 16:9 & υψηλής ευκρίνειας
• Το Αμερικάνικο σύστημα προέκυψε από τον
ανταγωνισμό 14 συστημάτων από τα οποία
επικράτησαν 4, με την ενσωμάτωση των
καλύτερων στοιχείων έγινε ένα, εξ ολοκλήρου
ψηφιακό.
• Ο κάθε σταθμός και πιθανός θεατής μπορεί να
επιλέξει την ευκρίνεια εικόνας και το είδος των
υπηρεσιών που θα χρησιμοποιήσει.
• Σε ένα κανάλι που εκπέμπεται ένα πρόγραμμα
HD μπορούν να εκπεμφθούν 4 προγράμματα
standard.
• Ονομάστηκε DTV (Digital TV).
DTV.gov
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 68
ΠΕ 1708

69. 9.5 Συμπίεση ψηφιακών δεδομένων
• Η συμπίεση ψηφιακών δεδομένων αρχικά
αναπτύχθηκε για να λύσει το πρόβλημα της
αποθήκευσης μεγάλου όγκου δεδομένων, αλλά
κατόπιν χρησιμοποιήθηκε κυρίως για να
διευκολύνει τη μετάδοση ψηφιακών
πληροφοριών μεταξύ υπολογιστών.
• Προήλθε από τον χώρο των ηλεκτρονικών
υπολογιστών, γιατί στηρίζεται σε υπολογιστικές
μεθόδους.
• Χωρίς αυτή δεν θα ήταν δυνατή η σημερινή
διάδοση του internet.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 69
ΠΕ 1708

70. 9.5 Συμπίεση ψηφιακών δεδομένων
• Όλα τα ψηφιακά δεδομένα μπορούν να
υποστούν συμπίεση, εκείνα που χρειάζονται
περισσότερο είναι η εικόνα και ό ήχος.
• Π.Χ : μία εικόνα 640χ480 με 24 bit ανάλυση
χρώματος έχει μέγεθος 900 kB.
• Π.Χ : ένα δευτερόλεπτο ήχου ποιότητας CD
(stereo, 44.100 δείγματα στο κάθε κανάλι, 16 bit
το δείγμα) έχει μέγεθος 172 kB. Δηλαδή ένα
τρίλεπτο τραγούδι έχει μέγεθος 30 MB.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 70
ΠΕ 1708

71. 9.5 Συμπίεση ψηφιακών δεδομένων
• Η συμπίεση στηρίζεται σε μια σειρά
υπολογιστικών μεθόδων, από τις οποίες
προκύπτει μια ομάδα δεδομένων, η οποία
με τη σειρά της περιγράφει μια άλλη
μεγαλύτερη ομάδα δεδομένων.
• Για να χρησιμοποιήσουμε τα συμπιεσμένα
δεδομένα θα πρέπει να ακολουθήσουμε
την αντίστροφή διαδικασία, δηλαδή να τα
αποσυμπιέσουμε.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 71
ΠΕ 1708

72. 9.5 Συμπίεση ψηφιακών δεδομένων
• Υπάρχουν δύο κατηγορίες μεθόδων συμπίεσης :
• Οι απωλεστικές, (Lossy data compressions) όπου
τα δεδομένα που παίρνουμε μετά την αποσυμπίεση
δεν είναι ίδια με αυτά που είχαμε πριν την
συμπίεση.
• Χρησιμοποιούνται μόνο για συμπίεση αρχείων
εικόνας και ήχου.
• Και οι μη απωλεστικές, (Lossless data compression)
• όπου τα δεδομένα παραμένουν τα ίδια πριν και
μετά.
• Χρησιμοποιούνται για οποιοδήποτε τύπο
δεδομένων.

73. 9.5 Συμπίεση ψηφιακών δεδομένων
• Απωλεστικές συμπιέσεις είναι οι :
• JPEG, (jpeg.org , jpeg βικιπαίδεια , jpeg wikipedia) για
αρχεία ακίνητης εικόνας.
• MPEG, (mpeg wikipedia , mpeg working group) για αρχεία
κινούμενης εικόνας.
• MP-3 , (mp3 wikipedia , mp3 βικιπαίδεια) για αρχεία ήχου.
• Κ.λ.π.
• Μη απωλεστικές είναι οι :
• RLE. Run-length encoding για συμπίεση εικόνων
μονόχρωμων σχεδίων.
• LZW. Lempel–Ziv–Welch γενικής χρήσης.
• Huffman. (Huffman wikipedia , Huffman βικιπαίδεια) γενικής
χρήσης.
• Κ.λ.π.

74. 9.5 Συμπίεση ψηφιακών δεδομένων
• Οι μη απωλεστικές μέθοδοι στηρίζονται όλες
στον εντοπισμό σειρών από
επαναλαμβανόμενα ψηφιακά δεδομένα, τα
οποία το πρόγραμμα συμπίεσης αντικαθιστά με
κάποιο «δείκτη».
• Η διαδικασία μπορεί να επεκτείνεται σε
πολλαπλά επίπεδα και στο τέλος επισυνάπτεται
στο συμπιεσμένο αρχείο ένας πίνακας, στον
οποίο δηλώνονται οι αντιστοιχίες των δεικτών
με τα δεδομένα που αντικαθιστούν.
• Βάσει αυτών των δεικτών το πρόγραμμα
αποσυμπίεσης αναδημιουργεί τα αρχικά
δεδομένα.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 74
ΠΕ 1708

75. 9.5 Συμπίεση ψηφιακών δεδομένων
• Παράδειγμα :
• «Νάτος ο κ. Καπάτος νάτος γεμάτος και
φορτσάτος».
• «άτος» με «#»
• «Ν# ο κ. Καπ# ν# γεμ# και φορτσ#».
• Η αρχική φράση έχει 47 χαρακτήρες, ενώ
η συμπιεσμένη 27.
• Αυτό αντιστοιχεί σε λόγο συμπίεσης 1,7:1
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 75
ΠΕ 1708

76. 9.5 Συμπίεση ψηφιακών δεδομένων
• Οι απωλεστικές μέθοδοι έχουν το πλεονέκτημα της ακριβούς
ανάκτησης των δεδομένων κατά την αποσυμπίεση, συνήθως
δεν επιτυγχάνουν λόγους συμπίεσης καλύτερους από 2:1
(50%).
• Στα αρχεία εικόνας και ήχου θέλουμε λόγους συμπίεσης 10:1
ή και καλύτερους.
• Για να πετύχουμε τέτοια αποτελέσματα, πρέπει να
απορρίψουμε κάποια από τα αρχικά δεδομένα.
• Αυτό συνεπάγεται υποβάθμιση της ποιότητας, η οποία όμως,
ως ένα σημείο, δεν γίνεται αντιληπτή, εξαιτίας ορισμένων
ιδιομορφιών στον τρόπο που λειτουργεί η όραση και η ακοή
μας.
• Η επιτυχία της κάθε μεθόδου εξαρτάται από το πόσο καλά
εκμεταλλεύεται αυτές τις ιδιομορφίες, για να προσφέρει τον
καλύτερο συμβιβασμό ποιότητας και συμπίεσης.

77. 9.5 Συμπίεση ψηφιακών δεδομένων
• Μέθοδος JPEG. (Joint Photographic Experts
Group).
• Εκμεταλλεύεται την μειωμένη ευαισθησία της
όρασης στα χρώματα.
• Μπορούμε να πετύχουμε συμπίεση έως 10:1,
χωρίς αισθητή υποβάθμιση της ποιότητας της
εικόνας.
• Με μεγαλύτερους λόγους συμπίεσης αρχίζουν
να φαίνονται παραμορφώσεις ιδιαιτέρα στα
τμήματα εκείνα όπου υπάρχουν απαλοί
χρωματικοί τόνοι.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 77
ΠΕ 1708

78. 9.5 Συμπίεση ψηφιακών δεδομένων
• Μέθοδος MPEG. (Motion Pictures Experts Group).
• Η μέθοδος αυτή καθώς και όλες οι εκδοχές της
στηρίζονται στη μέθοδο JPEG γιατί η κινούμενη εικόνα
αποτελείται από διαδοχικές ακίνητες εικόνες (πλαίσια)
που διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους.
• Έτσι, δεν είναι απαραίτητο να αποθηκεύονται ή να
αποστέλλονται όλα τα δεδομένα κάθε επόμενου
πλαισίου, αλλά μονάχα εκείνα που έχουν μεταβληθεί.
• Τα πλαίσια αυτά ονομάζονται (P frames).
• Ανά τακτά χρονικά διαστήματα στέλνονται και πλήρεις
εικόνες συμπιεσμένες κατά JPEG για να καλύψουν τις
ριζικές αλλαγές των σκηνών. Αυτές ονομάζονται (I
frames).
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 78
ΠΕ 1708

79. 9.5 Συμπίεση ψηφιακών δεδομένων
• Για να καλυφθεί και η περίπτωση όπου τα
κινούμενα αντικείμενα στην εικόνα
αποκαλύπτουν άλλα αντικείμενα κρυμμένα
πίσω τους, στην έκδοση MPEG-2 υπάρχουν και
τα προβλεπτικά πλαίσια διπλής κατεύθυνσης (B
frames) στα οποία περιέχονται οι πληροφορίες
των διαφορών από το προηγούμενο αλλά και
από το επόμενο πλαίσιο.
• Όλα τα παραπάνω πλαίσια διαδέχονται το ένα
το άλλο σε μία σειρά. (I B B P B B P….)
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 79
ΠΕ 1708

80. 9.5 Συμπίεση ψηφιακών δεδομένων
• Αν στην ταινία υπάρχει έντονη δράση, τα
πλαίσια αναφοράς εμφανίζονται συχνότερα, για
να καλύψουν τις απότομες αλλαγές των
πλάνων.
• Άρα ο ρυθμός ροής των δεδομένων δεν είναι
σταθερός.
• Έχει προβλεφθεί όμως ένα ανώτατο όριο για να
εξασφαλίσει ότι η κωδικοποίηση μπορεί να
χρησιμοποιηθεί και σε εφαρμογές πραγματικού
χρόνου (ψηφιακές κάμερες).
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 80
ΠΕ 1708

81. 9.5 Συμπίεση ψηφιακών δεδομένων
• Η μέθοδος MPEG είναι πολύ απαιτητική
σε υπολογιστική ισχύ, αλλά και πολύ
αποδοτική στη συμπίεση.
• I frames 7:1
• P frames 20:1
• B frames 50:1
• Η προδιαγραφή MPEG-2 περιλαμβάνει
και συμπίεση 5 καναλιών ήχου.
(surround)
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 81
ΠΕ 1708

82. 9.5 Συμπίεση ψηφιακών δεδομένων
• Μέθοδος MP-3 (MPEG Audio layer 3).
• Η μέθοδος αυτή βασίζεται στην παρατήρηση ότι η ακοή μας
δεν μπορεί να αντιληφθεί έναν ήχο που έχει γειτονική
συχνότητα μ’ έναν άλλον ισχυρότερο ήχο.
• Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται «ηχητική σκίαση» acoustic
shadowing, γιατί ο δεύτερος ήχος «καλύπτει» τον πρώτο.
• Το φαινόμενο αυτό γίνεται εντονότερο όσο πιο κοντά
βρίσκονται οι συχνότητες των δύο ήχων και όσο μεγαλύτερη
είναι η διαφορά στην έντασή τους.
• Η συμπίεση είναι ιδιαίτερα απαιτητική σε υπολογιστική ισχύ,
αλλά η αναπαραγωγή (αποσυμπίεση) των αρχείων είναι
εύκολη.
• Μπορούν να φτάσουν σε λόγους συμπίεσης 20:1 χωρίς
μεγάλη υποβάθμιση της ποιότητας του ήχου.

83. 9.6 Η τηλεόραση ως μέσο
αμφίδρομης επικοινωνίας
• Η τηλεόραση, με την μορφή που ξέρουμε, είναι
ένα μονόδρομο μέσο επικοινωνίας.
• Από την στιγμή που θα συντονιστεί σε κάποιο
τηλεοπτικό σταθμό, αναπαράγει σταθερά τη ροή
του προγράμματος του χωρίς δυνατότητα άλλης
επέμβασης του θεατή σ’ αυτό πέρα από την
αλλαγή του σταθμού.
• Το γεγονός αυτό κρίνεται αρνητικά και προκαλεί
αρκετά σχόλια σε βάρος της τηλεόρασης και των
φορέων της.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 83
ΠΕ 1708

84. 9.6 Η τηλεόραση ως μέσο
αμφίδρομης επικοινωνίας
• Εταιρίες και οργανισμοί προσπάθησαν σε
αρκετές χώρες να προσφέρουν στους
τηλεθεατές τη δυνατότητα να επεμβαίνουν στο
πρόγραμμα που παρακολουθούν στις οθόνες
τους και όχι απλώς να το επιλέγουν.
• Οι μέθοδοι και οι τεχνικές για την
πραγματοποίηση αυτού του σκοπού
αναφέρονται γενικά ως «αμφίδρομη
τηλεόραση». interactive television
Interactive tv
today.com
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 84
ΠΕ 1708

86. 9.6 Η τηλεόραση ως μέσο αμφίδρομης επικοινωνίας
• Το «περιεχόμενο προγράμματος» και το «κανάλι
προώθησης αλληλεπίδρασης» υπάρχουν και στα
κλασικά συστήματα τηλεόρασης. Το πρώτο είναι η
ροή του κοινού τηλεοπτικού προγράμματος και το
δεύτερο είναι το τηλεκείμενο «teletext».

87. 9.6 Η τηλεόραση ως μέσο
αμφίδρομης επικοινωνίας
• Για να γίνει όμως η τηλεόραση αμφίδρομη,
απαιτείται και το κανάλι επιστροφής της
αλληλεπίδρασης.
• Μέσα από αυτό ο τηλεθεατής, αντιδρώντας στο
περιεχόμενο του προγράμματος ή σε
ερεθίσματα προερχόμενα από το κανάλι
προώθησης αλληλεπίδρασης, στέλνει με την
βοήθεια κατάλληλου χειριστηρίου τις εντολές του
στον τηλεοπτικό σταθμό και διαμορφώνει το
περιεχόμενο του προγράμματος κατά τις
επιθυμίες του.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 87
ΠΕ 1708

89. 9.6 Η τηλεόραση ως μέσο
αμφίδρομης επικοινωνίας
• Η εξασφάλιση του καναλιού επιστροφής είναι
ένα μεγάλο πρόβλημα.
1. Ασύρματη εκπομπή στην περιοχή UHF, μέσο
της υπάρχουσας κεραίας του δέκτη προς
τοπικούς δέκτες συγκέντρωσης των εκπομπών
επιστροφής ή μέσω ενός κυψελοειδούς
συστήματος επικοινωνίας παρόμοιου με των
κινητών τηλεφώνων.
2. Καλωδιακή σύνδεση μέσα από τα συστήματα
καλωδιακής τηλεόρασης ή μέσω των κοινών
τηλεφωνικών συνδέσεων (ISDN, ADSL).
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 89
ΠΕ 1708

91. 9.6 Η τηλεόραση ως μέσο
αμφίδρομης επικοινωνίας
• Κάθε λύση έχει τα δικά της πλεονεκτήματα
και μειονεκτήματα και η επιλογή βασίζεται
στην προϋπάρχουσα υποδομή.
• Η αμφίδρομη τηλεόραση είναι μια
υπηρεσία συνδρομητική και μπορεί να
προσφέρει στους πελάτες της πλήθος
δυνατοτήτων.
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 91
ΠΕ 1708

92. 9.6 Η τηλεόραση ως μέσο
αμφίδρομης επικοινωνίας
• Π.χ.
• Συμμετοχή σε τηλεπαιχνίδια.
• Να υποβάλουν ερωτήσεις σε συνεντεύξεις.
• Συμμετοχή σε ψηφοφορίες.
• Τηλεαγορές.
• Να παραγγέλνουν τις τηλεοπτικές ταινίες που
επιθυμούν να παρακολουθήσουν VOD (Video
On Demand) βίντεο κατά παραγγελία.
• Κ.Λ.Π.
Greek Live and On-Demand
online Television from Greece
tv and Cyprus

93. 9.6 Η τηλεόραση ως μέσο
αμφίδρομης επικοινωνίας
• Με την εμφάνιση της ψηφιακής
τηλεόρασης νέες εφαρμογές
προβλέπονται για τις αμφίδρομες
υπηρεσίες.
• Ως μέσο περιήγησης στο διαδίκτυο.
• Ως πύλη για κατέβασμα λογισμικού.
• Κ.Λ.Π.
Panasonic
interactive TV wall
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 93
ΠΕ 1708

94. 9.6 Η τηλεόραση ως μέσο
αμφίδρομης επικοινωνίας
• http://www.in.gr/innews/article.asp?lngEntity
ID=282707
• ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟ ΣΧΟΛΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ VOD.
• Connx-x tv
• http://www.ert-
archives.gr/V3/public/index.aspx
Philips
TV
12/28/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 94
ΠΕ 1708