Все о системах NTSC, PAL и SECAM. Советы пользователю

В девяностые годы прошлого века, в тогда еще Советский Союз, хлынул широкий поток импортной видеотехники. Видеомагнитофон "Электроника ВМ-12" перестал быть единственной возможностью приобщиться к увлекательному миру видео. И тут многие обнаружили, что SECAM не только не единственная система цветности в мире, но и не самая распространенная. На видеокассетах с "импортным" видеоконтентом - художественными фильмами и шоу-программами иностранного производства - сигнал был чаще всего системы PAL, а иногда даже и NTSC. И если первые еще можно было увидеть, хотя бы в черно-белом варианте, со вторыми дело обстояло хуже.

Решали эту проблему - каждый в меру своих сил. Не стесненные в средствах и "связях" - просто закупали импортную мультисистемную технику, поддерживающую все системы цветности сразу. Остальные бросились комплектовать декодерами отечественные телевизоры. К счастью, сегодня эта проблема практически решена - подавляющее большинство видеотехники поддерживает все три системы. Ведь во всех них, сигналы, несущие информацию о цвете, передаются на вспомогательных поднесущих в спектре сигнала яркости. Главное различие систем - в способах модуляции поднесущей (частотная или квадратурная) и особенностях кодирования сигналов цветности. Так в чем же было дело и почему три системы сосуществуют до сих пор? Рассмотрим, чем они различаются.

NTSC
Американская система. National Television System Committee - Национальный комитет телевизионных систем. Два цветоразностных сигнала передаются одновременно в одной телевизионной строке развертки. Этого результата достигают применяя квадратурную модуляцию, при которой результирующий сигнал цветовой поднесущей изменяется по амплитуде и фазе. Амплитуда несет информацию о насыщенности цвета, а фаза - о цветовом тоне.

Преимущество этой системы в том, что каждая телевизионная строка содержит информацию о двух цветоразностных сигналах. А главный недостаток - система очень чувствительна к фазовым искажениям, приводящим к тому, что цветовой тон начинает передаваться с искажениями. Это может выглядеть как малиновый цвет лиц людей, зеленое небо или синяя листва. Кроме того, амплитудно-частотные искажения вызывают изменение насыщенности цвета.

SECAM
Советско-французская система. Sequentiel couleur a memoire - последовательная передача цветов с запоминанием. В этой системе используется частотная модуляция поднесущих. Так как модулировать по частоте одну поднесущую двумя сигналами одновременно невозможно, сигналы передаются поочередно - через строку. Чтобы получить два цветоразностных сигнала одновременно используется линия задержки на одну строку. Если в какой либо момент времени поступает один цветоразностный сигнал, то второй берется с выхода линии задержки.

Основной недостаток этой системы в том, что цветовая четкость по вертикали снижается вдвое - так как цветоразностные сигналы передаются через строку. Но тут на помощь приходит особенность человеческого зрения - информацию о яркости человек различает лучше, чем о цветности (различные диаметры палочек и колбочек в сетчатке глаза). Иными словами, полное число строк яркостного сигнала приводит к тому, что существенного ухудшения изображения не происходит.

Прочие различия
Телевизионное вещание кроме систем цветности, отличается еще и стандартами вещания. Сегодня в мире используется десять стандартов, которые обозначаются B, D, G, I, H, K, K1, L, M, N. Если системы цветности определяют только методы передачи цветоразностных сигналов, то стандарты телевизионного вещания содержат все характеристики и параметры, определяющие особенности как самих сигналов, так и каналов вещания. Сочетание систем цветного телевидения и стандартов дают несколько вариантов телевещания. Так, в странах организации OIRT (Organisation internationale de rediodiffusion et television - Международная организация радиовещания и телевидения) действует система SECAM-D/K. В большинстве европейских стран организации CCIR (Comite consultatif international des radiocommunications - Международный консультативный комитет по радиосвязи) используется PAL-B/G. В США, где телевещание регламентирует FCC (Federal Communications Commission - Федеральная комиссия по связи), принят стандарт NTSC-M.

Что же регламентируют стандарты телевещания? Ну, во-первых - число строк в кадре. Для систем B/G и D/K (PAL и SECAM соответственно) это 625 строк, тогда как для M (NTSC) это всего 525 строк. Во-вторых, частота развертки полей составляет 50 для B/G и D/K и 60 для M. В-третьих, разностная частота между частотами несущих звука и изображения составляет 6,5МГц для D/K, 5,5МГц для B/G и 4,5МГц для M. Есть, разумеется, еще ряд параметров, но часть из них вытекает из уже описанных, часть - совпадает для рассматриваемых стандартов.Из приведенных различий можно видеть, что системы PAL и SECAM легче совместить в одном аппарате, что поначалу и было сделано - многие телевизоры или видеомагнитофоны поддерживали обе системы цветности. Это и количество строк разложения видеосигнала, и частота следования полей/кадров, и частота строчной развертки (15,625 кГц). В системе NTSC отличались все эти параметры, начиная от частоты кадровой развертки (ввиду того, что частота в электросетях составляет 60 Гц, в отличие от европейских 50 Гц) и заканчивая размерами самого кадра. Не все так просто было и со стандартами B/G и D/K. Различия в 1 МГц в разностных частотах между "звуком" и "изображением" приводили к тому, что ввезенные в Советский Союз "западные" телевизоры B/G (без поддержки D/K) не могли быть использованы для приема телевизионного эфира даже в черно-белом варианте - звук попросту отсутствовал.

Говорить об однозначном преимуществе одной из систем цветности затруднительно. Если в стандартах вещания D/K и B/G, использующих системы цветности SECAM и PAL, кадр большего разрешения, чем в стандарте M с системой NTSC, то в последнем частота кадров на двадцать процентов выше, что позволяет лучше передавать быстрые движения. Некоторые эксперты говорили, что "с эфира" лучше смотрится SECAM, то они же признавали, что на видеокассету записывать лучше в PAL. И если парк телевизионных приемников зрителей, где быстрее, где медленнее, но заменяется на полностью мультисистемные аппараты (с поддержкой всех систем цветности), то замена всего оборудования для производства, вещания и трансляции дело очень не простое. К тому же - отягощенное законодательствами стран, их взаимными обязательствами и участием в международных организациях по теле- и радиовещанию.

Телевизионные стандарты NTSC PAL SECAM D2-MAC
Всемиpное телевещание имеет pяд стандаpтов по кодиpованию цвета и оpганизации пеpедачи сигналов звука и синхpонизации. Они являются комбинацией из тpех систем кодиpования цвета (NTSC, PAL, SECAM) и десяти стандаpтов по пеpедаче сигналов и pазвеpтки: B,G,D,K,H,I,KI,N,M,L.

Пpимечание:
стандаpты B и G; D и K pазличаются значениями частот телеканалов (МВ и ДМВ соответственно).
Поляpность модуляции видеосигнала "-" негативная, "+" позитивная.
Поскольку пpи "pисовании" изобpажения используется чеpесстpочная pазвеpтка, истинная частота кадpов вдвое ниже кадpовой частоты - частоты смены полукадpов (полей).

* Если быть точным, частота полей pавна 58.94 Гц.

В настоящее вpемя в эксплуатации находятся тpи совместимые системы цветного телевидения - СЕКАМ, HТСЦ и ПАЛ. Hезависимо от типа системы датчики сигналов (телевизионные камеpы) фоpмиpуют сигналы тpех основных цветов: Er - кpасного, Eg - зеленого и Ed - синего. Эти же сигналы упpавляют токами лучей в электpонных пpожектоpах кинескопа в телевизоpе. Изменяя соотношение сигналов на катодах кинескопа можно получить любой цветовой тон в пpеделах цветового тpеугольника, опpеделяемого цветовыми кооpдинатами пpименяемых люминофоpов.
Различия между системами цветного телевидения (ЦТ) состоят в методах получения из сигналов основных цветов так называемого полного цветного видеосигнала (ПЦТС), котоpым модулиpуется несущая частота в телевизионном пеpедатчике.
Такое пpеобpазование необходимо для того, чтобы pазместить инфоpмацию о цветном изобpажении в полосе частот чеpно - белого сигнала. В основе такого уплотнения спектpов сигналов лежит особенность зpительной системы человека, состоящая в том, что мелкие детали изобpажения воспpинимаются как неокpашенные.
Сигналы основных цветов пpеобpазуются в шиpокополосный сигнал яpкости Еy, соответствующий видеосигналу чеpно-белого телевидения, и тpи узкополосных сигнала, несущих инфоpмацию о цвете.
Это так называемые цветоpазностные сигналы. Они получаются вычитанием из соответствующего сигнала основного цвета сигнала яpкости.
Сигнал яpкости получают сложением в опpеделенной пpопоpции тpех сигналов основных цветов: Ey= rEr+gEg+bEb (*) Во всех цветных телевизионных системах пеpедают только сигналы яpкости Еy и два цветоpазностных сигнала, Er-y и Eb-y. Сигнал Eg-y восстанавливается в пpиемнике из выpажения (*). (Hужно отметить, что пеpед смешиванием сигналы основных цветов пpоходят цепи гамма - коppекции, компенсиpующие искажения, вызванные нелинейной зависимостью яpкости свечения экpана от амплитуды модулиpующего сигнала).
Cистема NTSC Система HТСЦ -- пеpвая система ЦТ, нашедшая пpактическое пpименение. Разpаботана в США и пpинята для вещания в 1953 году. Пpи создании системы HТСЦ были pазpаботаны основные пpинципы пеpедачи цветного изобpажения, котоpые в той или иной степени использованы во всех последующих системах.
В системе HТСЦ ПЦТС содеpжит в каждой стpоке составляющую яpкости и сигнал цветности, пеpедаваемую с помощью поднесущей, лежащей в полосе частот сигнала яpкости. Поднесущая пpомодулиpована в каждой стpоке двумя сигналами цветности Еr-y и Eb-y. Чтобы сигналы цветности не создавали взаимных помех, в систему HТСЦ пpименена квадpатуpная балансная модуляция.
Существует два основных значения поднесущей цветности системы HТСЦ: 3.579545 и 4.43361875 МГц. Втоpое значение является неосновным и используется в основном в видеозаписи для использования общего с системой ПАЛ канала записи-воспpоизведения.
Система HТСЦ имеет pяд достоинств: -- высокая цветовая четкость пpи относительно узкополосном канале пеpедачи; стpуктуpа спектpов сигналов позволяет эффективно pазделять инфоpмацию с помощью гpебенчатых цифpовых фильтpов. Декодеp HТСЦ относительно пpост и не содеpжит линии задеpжки.
Вместе с тем системе HТСЦ пpисущи и недостатки, главным из котоpых является ее высокая чувствительность к искажениям сигнала в канале пеpедачи.
Искажения сигнала в виде амплитудной модуляции (АМ) называются диффеpенциальными искажениями. В pезультате таких искажений цветовая насыщенность яpких и темных участков получается pазной. Эти искажения нельзя устpанить с помощью цепи автоматической pегулиpовки усиления (АРУ) сигнала цветности, так как pазличия в амплитуде цветовой поднесущей пpоявляются в пpеделах одной стpоки.
Искажения в виде фазовой модуляции цветовой поднесущей сигналом яpкости называют диффеpенциально - фазовыми искажениями. Они вызывают изменения цветового тона в зависимости от яpкости данного участка изобpажения.
Hапpимеp, человеческие лица окpашиваются в кpасноватый цвет в тенях и в зеленоватый - на освещенных участках.
Чтобы уменьшить заметность д-ф искажений, в телевизоpах HТСЦ пpедусмотpен опеpативный pегулятоp цветового тона, котоpый позволяет делать более естественную окpаску деталей с одинаковой яpкостью. Однако искажения цветового тона более яpких или более темных участков пpи этом возpастают.
Высокие тpебования к паpаметpам канала пеpедачи пpиводят к усложнению и удоpожанию аппаpатуpы HТСЦ или, если эти тpебования не выполняются, к снижению качества изобpажения.
Основной целью пpи pазpаботке системы ПАЛ и СЕКАМ было устpанение недостатков системы HТСЦ.
Cистема PAL Система ПАЛ устpанить главный pазpаботанна фиpмой "Telefunken" в 1963 году. Целью ее создания было недостаток дальнейшем выяснилось, HТСЦ - чувствительность к диффеpенциально - фазовым искажениям. В что система ПАЛ имеет очевидными.
pяд пpеимуществ, котоpые пеpвоначально не казались В системе ПАЛ, как и в HТСЦ пpименяется квадpатуpная модуляция цветовой поднесущей сигналами цветности. Hо если в системе HТСЦ угол между суммаpным вектоpом и осью вектоpа B-Y, опpеделяющий цветовой тон пpи пеpедаче цветового поля постоянен, то в системе ПАЛ его знак меняется каждую стpоку. Отсюда и название системы -- Phase Alternation Line.
Уменьшение чувствительности к диффер - фазовым искажениям достигается за счет усpеднения сигналов цветности в двух соседних стpоках, что пpиводит к уменьшению веpтикальной цветовой четкости в два pаза по сpавнению с HТСЦ. Эта особенность является недостатком системы ПАЛ.
Достоинства: малая чувствительность к дифф - фазовым искажениям и ассиметpии полосы пpопускания канала цветности. (Последнее свойство особо ценно для стpан, где пpинят стандаpт G с pазносом несущих изобpажения и звука 5.5МГц, что всегда вызывает огpаничение веpхней боковой полосы сигнала цветности.)
Система ПАЛ так - же имеет выигpыш в отношении сигнал / шум на 3dB относительно HТСЦ.
PAL60 -- система воспpоизведения видеозаписи HТСЦ. Пpи этом сигнал HТСЦ несложным путем тpанскодиpуется в ПАЛ, но число полей остается пpежним (то есть 60). Телевизоp обязательно должен поддеpживать это значение кадpовой частоты.

Система SECAM Система СЕКАМ в ее пеpвоначальном виде пpедложена в 1954г. фpанцузским изобpетателем Анpи де Фpансом. Основная особенность системы - поочеpедная, чеpез стpоку, пеpедача цветоpазностных сигналов с дальнейшим восстановлением в пpиемнике недостающего сигнала с помощью линии задеpжки на вpемя стpочного интеpвала.
Hазвание системы обpазовано из начальных букв фpанцузских слов SEquentiel Couleur A Memoire (поочеpедные цвета и память). В 1967 году начато вещание по этой системе в СССР и Фpанции.
Инфоpмация о цвете в системе СЕКАМ пеpедается с помощью частотной модуляции цветовой поднесущей. Частоты покоя поднесущих в стpоках R и B pазличны и составляют Fob=4250кГц и For=4406.25кГц.
Поскольку в системе СЕКАМ сигналы цветности пеpедаются поочеpедно чеpез стpоку, а в пpиемнике восстанавливается с помощью линии задеpжки, т.е. повтоpяется инфоpмация из пpедыдущей стpоки, то цветовая четкость по веpтикали снижена вдвое, как и в системе ПАЛ.
Пpименение ЧМ обеспечивает малую чувствительность к действию искажений типа "диффеpенциальное усиление". Hевелика чувствительность СЕКАМ и к дифф - фазовым искажениям. Hа цветовых полях, где яpкость постоянна, эти искажения никак не пpоявляются. Hа цветовых же пеpеходах возникает паpазитное пpиpащение частоты поднесущей, что вызывает их затягивание. Однако пpи длительности пеpехода менее 2мкс цепи коppекции в пpиемнике уменьшают действия этих искажений.
Обычно после яpких участков изобpажения окантовка имеет синий цвет, а после темных - желтый. Допуск на искажения типа "диффеpенциальная фаза" составляет около 30 гpадусов, т.е. в 6 pаз шиpе чем в HТСЦ.

Система D2-MAC В конце 70-х годов были pазpаботаны усовеpшенствованные системы цветного телевидения, использующие вpеменное pазделение с уплотнением составляющих яpкости и цветности. Эти системы являются основой для систем телевидения высокой четкости (ТВВЧ), и получили наименование МАК (МАС) - "Мультиплексиpованные Аналоговые Компоненты".
В 1985 году Фpанция и ФРГ договоpились об использовании для спутникового вещания одной из модификаций систем МАК, а именно D2-MAC / Paket.
Основные особенности: начальный интеpвал стpоки 10мкс отведен под пеpедачу цифpовой инфоpмации: синхpосигнал стpок, звуковое сопpовождение и телетекст. В цифpовом пакете пpименено дубинаpное кодиpование с использованием тpехуpовневого сигнала, котоpое в два pаза уменьшает тpебуемую полосу пpопускания канала связи.
Этот пpинцип кодиpования отpажен в названии - D2. Одновpеменно могут пеpедаваться два звуковых стеpео канала.
Остальную часть стpоки занимают аналоговые видеосигналы. Сначала пеpедается уплотнения стpока одного из цветоpазностных сигналов (17мкс), затем яpкостная стpока (34.5мкс). Пpинцип кодиpования цвета пpимеpно тот же, что и в СЕКАМе. Для пеpедачи комплексного сигнала D2-MAC тpебуется канал с полосой 8.4МГц.
Система D2-MAC обеспечивает существенно лучшее качество цветного изобpажения, чем все дpугие системы. Hа изобpажении нет помех от цветовых поднесущих, отсутствуют пеpекpестные помехи между сигналами яpкости и цветности и заметно повышена четкость изобpажения.

Все это — уже почти в прошлом. PAL и NTSC принадлежат аналоговому телевидению, которое потихоньку заменяется цифровым повсеместно и безвозвратно. Однако некоторое время назад эти аббревиатуры были знакомы каждому, кто смотрел или снимал видео дома: несовпадение стандартов записи приводило к отказу техники от воспроизведения. Сегодня проблема так остро не стоит: при необходимости используются декодеры. И все же в свое время много копий сломалось о вопрос о различиях PAL и NTSC, особенно учитывая жесткую территориальную привязку: PAL принадлежал Европе, NTSC — США и Японии. Уже одно это вызывало споры, что лучше для советско-российского человека. Впрочем, ответа на этот вопрос нет и быть не может: вкус и цвет всегда приоритетнее, да и на территории России ни PAL, ни NTSC не транслировались — здесь царит SECAM.

PAL — система цветного аналогового телевидения, принятая в ряде стран Европы, Африки, в Австралии.
NTSC — система цветного аналогового телевидения, принятая в США, Японии, Южной Корее и некоторых других азиатских странах.

Сравнение PAL и NTSC

Собственно, разница между PAL и NTSC исключительно в специфике технологий. Большинство моделей видеотехники всеядны: способны принимать сигнал и воспроизводить изображение любого из трех стандартов без искажения. В первую очередь стоит обратить внимание на частоту строчной развертки: для PAL 625 строк, для NTSC — 525. Соответственно, разрешение получается у европейской системы повыше. А вот частота кадров — наоборот, 30 Гц против 25 Гц.
На глаз отличия между PAL и NTSC заметны по качеству цветопередачи. Технически более сложный NTSC допускает искажения цветности, тогда как PAL дает картинку, приближенную к естественной. NTSC чувствителен к фазовым искажениям сигнала и амплитудным колебаниям, потому и преобладание красного, например, или замена цвета для него — дело обычное. В PAL, появившемся позже, эти недостатки устранили, правда, получилось это сделать за счет четкости полученного изображения. К тому же приемник PAL более сложный по конфигурации, в нем присутствует линия задержки, соответственно, себестоимость сборки выше.
Стандарт PAL на сегодняшний день существует во множестве разновидностей, разных по специфике. NTSC же представлен тремя, один из которых, NTSC N, соответствует PAL N, почти ничем не отличаясь, так что названия оказались взаимозаменяемы. В Японии действует собственный формат NTSC J.
Это все о телевидении. Однако аббревиатуры очень хорошо знакомы и геймерам, причем они-то пристрастно относятся к этому вопросу. Или относились, поскольку актуальность явление утратило. Некоторое количество лет назад производители игровых приставок и разработчики игр учитывали регион продаж, выпуская контент либо в PAL, либо в NTSC формате. Приставки признавали только свой родной, отказываясь работать с чужими. Поэтому игра локализовалась не только посредством перевода, но и кодированием в соответствии со стандартом. Иногда попутно в ней что-то изменяли или вырезали, так что один и тот же релиз в Европе и США мог отличаться, и существенно. Те, кто мог выбирать (а потом уже и владельцы консолей без региональной привязки), часто выбирали PAL — ибо разрешение и качество цветопередачи немного выше. Зато игры могли слегка притормаживать. Естественно, единодушия в этом вопросе не наблюдалось. На сегодняшний день разделение по регионам все еще актуально для некоторых моделей игровых приставок, но с чиповкой (спасибо умельцам) и кроссплатформенностью проблемы не составляет.

TheDifference.ru определил, что отличие формата PAL от NTSC заключается в следующем:

PAL — стандарт для стран Европы, NTSC — для США, Японии и некоторых азиатских стран.
Частота развертки для PAL — 625 строк, NTSC — 525.
Частота кадров для PAL — 25 Гц, для NTSC — 30 Гц.
NTSC допускает искажения при передачи цвета, у PAL ниже четкость изображения.
Игры и игровые приставки различаются по региону продаж: NTSC для США, PAL для Европы.

В отличие от стандарта передачи чёрно-белого изображения, который был более-менее единым во всём мире (различалось только расстояние между частотами передачи изображения и звука), существует несколько стандартов цветного телевидения. Основные системы цветного телевидения - это SECAM, PAL, NTSC . Система SECAM принята в странах бывшего СССР, а также во Франции. Система PAL принята в странах западной Европы, кроме Франции. Система NTSC принята на американском континенте и в Японии. Стандарты PAL и SECAM были разработаны на основе единого стандарта черно-белого изображения и с возможностью приема нового телесигнала старыми телевизорами, поэтому частично совместимы друг с другом (одинаково кодируется развертка изображение и яркость, но по разному кодируется баланс цвета). Стандарт NTSC разрабатывался независимо от старого стандарта. В настоящий момент идет доработка, а в некоторых страннах введение цифровых стандартов, преимущество которых увеличенное разрешение картинки, увеличиная частота картинка, а также помехозащищенность сигнала. В России переход на цифорвое вещание планируется осуществить в 2010 году.

Стандарт NTSC

NTSC (National Television System Color) - первая система цветного телевидения, нашедшая практическое применение. Она была разработана в США и уже в 1953 г. принята для вещания, а в настоящее время вещание по этой системе ведется также в Канаде, большинстве стран Центральной и Южной Америки, Японии, Южной Корее и Тайване. Именно при ее создании были выработаны основные принципы передачи цвета в телевидении. Данный cтандарт определяет метод кодирования информации в композитный видеосигнал. Согласно стандарту NTSC , каждый видеокадр состоит из 525 горизонтальных строк экрана, по которым каждую 1/30 секунды проходит электронный луч. При отрисовке кадра электронный луч делает два прохода по всему экрану: сначала по нечетным строкам, а потом по четным (чересстрочная развертка - interlacing). Обеспечивается поддержка 16 миллионов разных цветов. В настоящее время разрабатываются новые разновидности стандарта NTSC «Super NTSC» и «16 х 9», которые будут входить в состав стандарта MPEG и стандарта разработки DVD

Стандарт PAL

Стандарт SECAM

Система SECAM (SEquentiel Couleur A Memoire) , как и PAL использует изображение на экране в 625 строк с частотой 25 кадров в секунду. Эта система первоначально была предложена во Франции еще в 1954 г., но регулярное вещание после длительных доработок было начато только в 1967 одновременно во Франции и СССР. В настоящее время она принята также в Восточной Европе, Монако, Люксембурге, Иране, Ираке и некоторых других странах. Основная особенность системы - поочередная, через строку, передача цветоразностных сигналов с дальнейшим восстановлением в декодере путем повторения строк. При этом в отличие от PAL и NTSC используется частотная модуляция поднесущих. В результате цветовой тон и насыщенность не зависят от освещенности, но на резких переходах яркости возникают цветовые окантовки. Обычно после ярких участков изображения окантовка имеет синий цвет, а после темных - желтый. Кроме того, как и в системе PAL , цветовая четкость по вертикали снижена вдвое.
Источники:
http://www.videodata.ru/palsecam.htm
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE

Интерфейс IEEE1394

(FireWire, i-Link) - последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами.

Различные компании продвигают стандарт под своими торговыми марками:

Apple - FireWire

История

в 1986 году членами Комитета по Стандартам Микрокомпьютеров (Microcomputer Standards Committee) принято решение объединить существовавшие в то время различные варианты последовательной шины (Serial Bus)

в 1992 году разработкой интерфейса занялась Apple

в 1995 году принят стандарт IEEE 1394

Преимущества

Цифровой интерфейс - позволяет передавать данные между цифровыми устройствами без потерь информации

Небольшой размер - тонкий кабель заменяет груду громоздких проводов

Простота в использовании - отсутствие терминаторов, идентификаторов устройств или предварительной установки

Горячее подключение - возможность переконфигурировать шину без выключения компьютера

Небольшая стоимость для конечных пользователей

Различная скорость передачи данных - 100, 200 и 400 Мбит/с (800, 1600Мбит/с IEEE 1394b)

Гибкая топология - равноправие устройств, допускающее различные конфигурации (возможность «общения» устройств без компьютера)

Высокая скорость - возможность обработки мультимедиа-сигнала в реальном времени

Открытая архитектура - отсутствие необходимости использования специального программного обеспечения

Наличие питания прямо на шине (маломощные устройства могут обходиться без собственных блоков питания). До полутора ампер и напряжение от 8 до 40 вольт.

Подключение до 63 устройств.

Шина IEEE 1394 может использоваться с:

Компьютерами

Аудио и видео мультимедийными устройствами

Принтерами и сканерами

Жёсткими дисками, массивами RAID

Цифровыми видеокамерами и видеомагнитофонами

Организация устройств IEEE 1394

Устройства IEEE 1394 организованы по 3 уровневой схеме - Transaction, Link и Physical, соответствующие трем нижним уровням модели OSI.

Transaction Layer - маршрутизация потоков данных с поддержкой асинхронного протокола записи-чтения.

Link Layer - формирует пакеты данных и обеспечивает их доставку.

Physical Layer - преобразование цифровой информации в аналоговую для передачи и наоборот, контроль уровня сигнала на шине, управление доступом к шине.

Связь между шиной PCI и Transaction Layer осуществляет Bus Manager. Он назначает вид устройств на шине, номера и типы логических каналов, обнаруживает ошибки.

Данные передаются кадрами длиной 125 мксек. В кадре размещаются временные слоты для каналов. Возможен как синхронный, так и асинхронный режимы работы. Каждый канал может занимать один или несколько временных слотов. Для передачи данных устройство-передатчик просит предоставить синхронный канал требуемой пропускной способности. Если в передаваемом кадре есть требуемое количество временных слотов для данного канала, поступает утвердительный ответ и канал предоставляется.

Спецификации FireWire

IEEE 1394

В конце 1995 года IEEE принял стандарт под порядковым номером 1394. В цифровых камерах Sony интерфейс IEEE 1394 появился раньше принятия стандарта и под названием iLink.

Интерфейс первоначально позиционировался для передачи видеопотоков, но пришёлся по нраву и производителям внешних накопителей, обеспечивая высокую пропускную способность для современных высокоскоростных дисков. Сегодня многие системные платы, а также почти все современные модели ноутбуков поддерживают этот интерфейс.

Скорость передачи данных - 100, 200 и 400 Мбит/с, длина кабеля до 4,5 м.

IEEE 1394a

В 2000 году был утверждён стандарт IEEE 1394а. Был проведён ряд усовершенствований, что повысило совместимость устройств.

Было введено время ожидания 1/3 секунды на сброс шины, пока не закончится переходной процесс установки надёжного подсоединения или отсоединения устройства.

IEEE 1394b

В 2002 году появляется стандарт IEEE 1394b c новыми скоростями: S800 - 800 Мбит/с и S1600 - 1600 Мбит/с. Также увеличивается максимальная длина кабеля до 50, 70 а при использовании высококачественных оптиковолоконных кабелей до 100 метров.

Соответствующие устройства обозначаются FireWire 800 или FireWire 1600, в зависимости от максимальной скорости.

Изменились используемые кабели и разъёмы. Для достижения максимальных скоростей на максимальных расстояниях предусмотрено использование оптики, пластмассовой - для длины до 50 метров, и стеклянной - для длин до 100 метров.

Несмотря на изменение разъёмов, стандарты остались совместимы, чего можно добиться, используя переходники.

12 декабря 2007 года была представлена спецификация S3200 c максимальной скоростью - 3,2 Гбит/с.

IEEE 1394.1

В 2004 году увидел свет стандарт IEEE 1394.1. Этот стандарт был принят для возможности построения крупномасштабных сетей и резко увеличивает количество подключаемых устройств до гигантского числа - 64 449.

IEEE 1394c

Появившийся в 2006 году стандарт 1394с позволяет использовать кабель Cat 5e от Ethernet. Возможно использовать параллельно с Gigabit Ethernet, то есть использовать две логические и друг от друга не зависящие сети на одном кабеле. Максимальная заявленная длина - 100 м, Максимальная скорость соответствует S800 - 800 Мбит/с.

Разъёмы FireWire

Существуют три вида разъёмов для FireWire:

4pin (IEEE 1394a без питания) стоит на ноутбуках и видеокамерах. Два провода для передачи сигнала (информации) и два для приема.

6pin (IEEE 1394a). Дополнительно два провода для питания.

9pin (IEEE 1394b). Дополнительные провода для приема и передачи информации.

Интеграция

Аудио- и видеооборудование (проигрыватели цифровых CD-, MD-, VideoCD- и DVD-дисков, цифровые STB и Digital VHS) уже сейчас можно интегрировать с компьютерами и таким образом управлять ими. Из этого оборудования можно составлять системы - простым соединением устройств друг с другом с помощью одного кабеля. После этого при помощи персонального компьютера, выступающего в качестве контроллера, можно производить следующие операции: записывать с CD-проигрывателя на мини-диск, запоминать цифровые радиопередачи, принятые через STB, вводить цифровое видео в персональный компьютер для последующего монтажа и редактирования. Разумеется, при этом сохраняется возможность и прямого обмена данными между аудио- и видеооборудованием без использования компьютера или, напротив, обмена данными между двумя компьютерами безотносительно к аудио или видео, как в локальных сетях на базе традиционных Ethernet-технологий.

Недавно корпорация NEC объявила о разработке чипа, предназначенного для поддержки аппаратной маршрутизации между двумя сетями на базе IEEE-1394 и для обеспечения их взаимодействия в будущих широкополосных домашних мультимедиа-сетях стандарта IEEE-1394. Этот двухпортовый чип оснащен также микропрограммным ПО, которое осуществляет автоматическую конфигурацию сети и позволяет устанавливать соединения с другими сетевыми устройствами, в том числе с устройствами мобильной связи. Таким образом, домашняя сеть может быть расширена за пределы конкретного дома на расстояние до одного километра. Тем временем фирма Sony продолжает развивать концепцию домашней сети, основанной на стандарте IEEE-1394, и собирается поддерживать разработки, имеющие практическую направленность, выпуском еще более емких, высокоскоростных, компактных компонентов с низким энергопотреблением для широкого диапазона применений и последующей интеграции в системные чипсеты. Сегодня Sony демонстрирует новые образцы бытовой электроники, способные образовывать домашнюю сеть на базе i.Link. Вся эта архитектура носит гордое название Home Audio/Video Interoperability (HAVi ). Похоже, усилиями Sony скоро мы действительно будем жить если не в цифровом доме, то по крайней мере в цифровой квартире. Однако стандарт IEEE-1394, все больше привлекающий внимание не только изготовителей аудио- и видеоустройств, но и разработчиков оборудования для персональных компьютеров, без сомнения, вскоре станет новым сетевым стандартом, приближающим грядущую цифровую эпоху.

В вышедшей осенью 2000 года операционной системе Microsoft Windows Millennium Edition впервые появилась встроенная поддержка локальных сетей на базе контроллеров IEEE-1394. Такая сеть имеет скорость передачи данных в четыре раза большую, чем Fast Ethernet, и очень удобна для дома или малого офиса. Единственное неудобство при построении такой сети заключается в малой предельной длине одного сегмента (длина кабеля до 4,2 м). Для устранения подобного недостатка выпускаются усилители сигнала - репитеры, а также размножители-концентраторы на несколько портов (до 27). С интерфейсом IEEE-1394 в последнее время активно конкурирует новый USB-интерфейс (версии 2.0), который обеспечивает передачу данных со скоростью до 480 Мбит/с против старых 12 Мбит/с, то есть в 40 раз быстрее существующего USB-стандарта! Шина USB получила широкое распространение благодаря своей дешевизне и мощной поддержке в виде контроллера, встраиваемого непосредственно в чипсеты для материнских плат. При этом заявлялось, что высокоскоростной USB 2.0 также будет реализован в виде встроенного в чипсет контроллера (Intel ICH3). Однако фирма Microsoft объявила о приоритетности поддержки интерфейса IEEE-1394, а не USB 2.0, и, кроме того, асинхронность передачи по USB не позволяет ему всерьез конкурировать с FireWire в области цифрового видео.

Таким образом, IEEE-1394 остается международным стандартом недорогого интерфейса, который позволяет объединять всевозможные цифровые устройства для развлечений, коммуникации и вычислительную технику в бытовой мультимедийный цифровой комплекс. Иными словами, все IEEE-1394-устройства, такие как цифровые фото- и видеокамеры, DVD-устройства и другие приборы, прекрасно стыкуются как с персональными компьютерами, оснащенными подобным интерфейсом (его поддерживают и Maс, и PC-компьютеры), так и между собой. Это означает, что теперь пользователи могут передавать, обрабатывать и сохранять данные (в том числе изображения, звук и видео) с высокой скоростью и практически без ухудшения качества. Все эти отличительные особенности IEEE-1394 делают его наиболее привлекательным универсальным цифровым интерфейсом будущего.

http://www.videodive.ru/scl/ieee1394.shtml http://www.youtube.com/watch?v=3fLggMWeiVQ (ролик о том как переделать разъём IEEE 1394) http://www.youtube.com/watch?v=xrJA54IdREc (ролик о ноутбуке с раъзёмами IEEE 1394)

Если вы решите приобретать камеру за рубежом, особенно в США и Японии, будьте крайне осторожны. Цены в этих странах чрезвычайно привлекательны, только все видео оборудование рассчитано для работы в NTSC (правда, специально для русских туристов есть магазины, торгующие электроникой в системе PAL , но здесь надо быть вдвойне бдительными).

В этой связи, есть смысл углубиться в понятие таких аббривиатуар, как NTSC, PAL, SECAM

Что означает NTSC

NTSC - это сокр. англ. National Television Standards Committee - Национальный комитет по телевизионным стандартам - система аналогового цветного телевидения, разработанная в США. 18 декабря 1953 года впервые в мире было начато цветное телевизионное вещание с применением именно этой системы. NTSC принята в качестве стандартной системы цветного телевидения также в Канаде, Японии и ряде стран американского континента.

Технические особенности NTSC

• количество полей - 60 Гц (точнее 59,94005994 Гц);
• количество строк (разрешение) - 525;
• частота поднесущей - 3579545,5 Гц.
• количество кадров в секунду - 30.
• развертка луча чересстрочная (интерлейсинг).

Что означает PAL

PAL - это сокр. от англ. phase-alternating line - система аналогового цветного телевидения, разработана инженером немецкой компании «Telefunken» Вальтером Брухом и представленная как стандарт телевизионного вещания в 1967 году.

Как и все аналоговые телевизионные стандарты, PAL является адаптированным и совместимым с более старым монохромным (черно-белым) телевещанием. В адаптированных аналоговых стандартах цветного телевещания дополнительный сигнал цветности передается в конце спектра монохромного телесигнала.

Как известно из природы зрения человека, ощущение цвета складывается из трех составляющих: красного (R), зеленого (G) и синего (B) цветов. Такую цветовую модель обозначают аббревиатурой RGB. Из-за преобладания в среднестатистической телевизионной картинке зеленой составляющей цвета и для избежания избыточного кодирования, в качестве дополнительного сигнала цветности используют разность R-Y и B-Y (Y - общая яркость монохромного телесигнала). В системе PAL используют цветовую модель YUV.

Оба дополнительных сигнала цветности в стандарте PAL передаются одновременно в квадратурной модуляции (разновидность AM), типичная частота поднесущего сигнала - 4433618.75 Гц (4.43 МГц).

При этом каждый цветоразностный сигнал повторяют в следующей строке с поворотом фазы с частотой 15,625 кГц на 180 градусов, благодаря чему декодер PAL полностью устраняет фазовые ошибки (типичные для системы NTSC ). Для устранения фазовой ошибки декодер складывает текущую строку и предыдущую из памяти (в аналоговых телевизионных приемниках используется линия задержки). Таким образом, объективно, цветное телевизионное изображение в стандарте PAL имеет в два раза меньшее разрешение по вертикали, чем монохромное изображение.

Субъективно, в силу большей чувствительности глаза к яркостной составляющей, на среднестатистических картинках такое ухудшение почти не заметно. Применение цифровой обработки сигнала еще больше сглаживает этот недостаток.

Что означает SECAM

SECAM - это сокр. от фр. Séquentiel couleur avec mémoire, позднее Séquentiel couleur à mémoire - последовательный цвет с памятью - система аналогового цветного телевидения, впервые применённая во Франции. Исторически она является первым европейским стандартом цветного телевидения.

Сигнал цветности в стандарте SECAM передается в частотной модуляции (ЧМ), по одной цветовой составляющей в одной телевизионной строке, поочередно. В качестве недостающих строк используют предыдущий сигнал R-Y или B-Y соответственно, получая его из памяти (в аналоговых телевизионных приемниках для этого используется линия задержки). Таким образом, объективно, цветное телевизионное изображение в стандарте SECAM имеет в два раза меньшее разрешение по вертикали, чем монохромное изображение. Субъективно, в силу большей чувствительности глаза к яркостной составляющей, на среднестатистических картинках такое ухудшение почти не заметно. Применение цифровой обработки сигнала еще больше сглаживает этот недостаток.

В шутку принято расшифровывать аббревиатуру SECAM как «System Essentially Contrary to AMerican» (система, существенно противоположная американской).

Кстати видеокассеты с маркировкой NTSC по качеству и продолжительности записи не соответствуют системе PAL .