โทรทัศน์ภาคพื้นดินในระบบ Digital (DVB-T2)

โทรทัศน์แบบเดิม (Analog) จะใช้งานกันตั้งแต่ทีวีจอแก้ว CRT (Cathode-ray tube) จนมาถึงยุค LCD ประเทศไทยใช้ระบบ PAL (Phase Alternative Line) หรือเรียกว่าระบบ CCIR เป็นระบบสี มีภาพจำนวน 625 เส้น/25 เฟรมต่อวินาที (576i) (ใช้ความถี่วิทยุ 1 ความถี่ในการส่ง 1 ช่องรายการ) ซึ่งสัญญาณถูกรบกวนได้ง่ายและมีผลต่อความคมชัดของภาพและเสียง
ปัจจุบันได้เปลี่ยนผ่านเป็นระบบ Digital ประเทศไทยได้เลือกใช้ระบบ DVB-T2 (Digital Video Broadcasting – Second Generation Terrestrial) เป็นมาตรฐานที่องค์การ Digital Video Broadcasting Project (DVB) พัฒนามาจากมาตรฐาน DVB-T ซึ่งในเนื้อหานี้จะกล่าวถึงระบบ Digital TV (DVB-T2) เนื้อหาไม่ลึกจนเกินไป แต่ก็มีเทคนิคนิดหน่อยสำหรับช่างเทคนิคและผู้ที่สนใจ (ใช้ความถี่วิทยุ 1 ความถี่ สามารถส่งช่องรายการโทรทัศน์ได้มากกว่า 1 ช่องรายการ) สัญญาณมีความทนทานต่อการรบกวนได้ดีกว่า และสัญญาณภาพและเสียงมีความคมชัดคงที่ สามารถสรุปไก้พอสังเขปดังต่อไปนี้

217โทรทัศน์แบบแอนะล็อก (Analog TV)	ข้อเปรียบเทียบ	โทรทัศน์แบบดิจิทัล (Digital)
ขึ้นอยู่กับความแรงของสัญญาณ หากสัญญาณอ่อนหรือต่ำ ภาพจะไม่คมชัด เช่น มีเม็ด Snow หรือเรียกกันว่าลูกน้ำผสมอยู่ในภาพทำให้ภาพไม่คมชัด	คุณภาพความคมชัดของภาพ	ความคมชัดคงที่ แต่หากสัญญาณอ่อนหรือต่ำมากๆ มีอาการภาพเป็นบล็อก (Macro blocking), ไม่มีภาพ (Blackout), ภาพนิ่ง (Freeze), ไม่มีเสียง (Audio Silence) แต่ถ้าสัญญาณปกติจะคมชัดตลอดเวลา
		ภาพแสดงความคมชัดสัญญาณภาพระหว่าง Anlag TV และ Digital TV จากภาพสัญญาณโทรทัศน์ระบบ Analog เมื่อคุณภาพสัญญาณลดต่ำลงคุณภาพของภาพก็จะลดต่ำลงตาม แต่ในระบบ Digital ภาพจะมีความคมชัดคงที่แม้คุณภาพสัญญาณจะลดต่ำลง แต่เมื่อถึงจุดที่ต่ำจนไม่สามารถรับสัญญาณได้หรือได้ไม่ดีจะเกิดปัญหากับสัญญาณภาพ Macro blocking,Blackout,Freeze และ Audio Silence
ความคมชัดปกติ (Standard) ความละเอียดประมาณ (704×480 : 480p) ประมาณ 338,000 pixels การแสดงผลสัดส่วนแบบ 4:3	การแสดงผลทางจอภาพความคำชัด	ความคมชัดสูง : HD (1920×1080 หรือ1080i),HD (1280×720 หรือ (720p), ความคมชัดปกติ (Standard : SD (720×576 หรือ 576i) การแสดงผลสัดส่วนแบบ 16:9 และ 4:3
ระบบ Stereo (2 ช่อง)	ระบบเสียง	ระบบ Stereo (2 ช่อง) หรือระบบ 5.1 ได้
ส่งรายการโทรทัศน์ได้แค่ 1 ช่องรายการ/ความถี่ 1 ความถี่ (8 MHz) (3,5,7,9,11 และ ITV)	จำนวนช่องรายการ/ ความถี่ 1 ช่อง (8 MHz)	ช่องรายการโทรทัศน์โดยประมาณ แบบ SD (12) หรือ HD (2 ช่อง) + SD (6 ช่อง) หรือ SD (3 ช่อง) + HD (3 ช่อง) เป็นการประหยัดความถี่ใช้ความถี่ได้อย่างคุ้มค่ามากขึ้น *** จำนวนช่องขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าพารามิเตอร์ ภาพแสดง 5 ความถี่ (5 Mux) จำนวน 5 แท่ง (5 ความถี่) จากภาพ 1 แท่ง หรือ 1 ความถี่ (ระบบ Analog มีช่องรายการได้ 5 ช่องรายการ) สำหรับระบบ Digital TV นั้นสามารถมีช่องรายการโทรทัศน์ได้มาก
		ภาพช่องรายการ Digital TV ที่ให้บริการใน Mux ต่างๆ (ไม่รวมช่อง DLTV) (04/25/2565)
ผู้ให้บริการแต่ละช่อง สร้างสถานีส่ง และเสาส่งสัญญาณเอง	ด้านภาคส่ง (สถานีส่ง)	มีการแชร์หรือใช้ห้องส่งและเสาส่งร่วมกัน ผู้ให้บริการช่องไม่จำเป็นต้องมีสถานีส่ง และเสาส่งเป็นของตัวเอง โดยมีผู้ให้บริการมัลติเพล็กซ์ (Mux) หรือผู้ให้บริการโครงข่าย เป็นผู้รวบรวมช่องรายการปัจจุบันมีให้บริการ 5 Mux ดังนี้ *** 1 Mux = 1 ความถี่ ในแต่ละพื้นที่ หรือภูมิภาคต่างๆ มีความถี่แตกต่างกันไป และการใช้เสาส่งเดียวกันของทุก Mux ในแต่ละพื้นที่มีข้อดีตรงที่ผู้รับชมสามารถหันสายอากาศรับไปทิศทางเดียว ไม่จำเป็นต้องมีหลายแผงสายอากาศเหมือนระบบ Analog เพราะเดิมเสาส่งของแต่ละสถานีอยู่คนละทิศทางกัน
		ภาพ โครงสร้างระบบส่งโทรทัศน์ Analog ข้อมูลภาพจาก : https://commons.wikimedia.org/wiki ผู้ให้บริการแต่ละช่องจะสร้างสถานีส่ง และเสาส่งสัญญาณเป็นของสถานีเอง
		ภาพโครงสร้างระบบ Digital TV : ภาพจาก ดร.กิตติ วงศ์ถาวราวัฒน์  NECTEC ผู้ให้บริการมัลติเพล็กซ์ (Mux) เป็นผู้รวบรวมช่องรายการหลายช่องในแต่ละ Mux และมีการแชร์หรือใช้ห้องส่งและเสาส่งร่วมกัน

ที่กล่าวมาแล้วเป็นการสรุปเปรียบเทียบระหว่างโทรทัศน์แบบ Analog และระบบ Digital แบบคร่าวๆ ไปแล้วนั้น ต่อไปจะเป็นการแสดงรายละเอียดทางด้านเทคนิคเล็กน้อยเพื่อให้มองเห็นภาพได้มากขึ้นสำหรับผู้สนใจทางด้านเทคนิค

จากภาพ ปัจจุบัน (2565) มีการส่งสัญญาณโทรทัศน์ 5 ความถี่ (5 Mux) ในแต่ละพื้นที่ให้บริการ สำหรับพื้นที่กรุงเทพมหานคร และปริมณฑล เป็นสถานีหลัก (ชื่อสถานี : กรุงเทพ) รับผิดชอบสถานนีโดย ThaiPBS ตั้งอยู่ที่อาคารใบหยก 2 ประกอบด้วยความถี่ต่างๆ ดังนี้

Mux #1 ช่อง U26 (514 MHz), Mux #2 ช่อง U36 (594 MHz), Mux #3 ช่อง U40 (626 MHz), Mux #4 ช่อง U44 (658 MHz) และ Mux #5 ช่อง U32 (562 MHz)

พื้นที่อื่นๆ หรือจังหวัดต่างๆ สามารถดูรายละเอียดได้ที่ ประกาศ กสทช. เรื่องแผนความถี่วิทยุสำหรับกิจการโทรทัศน์ภาคพื้นดินในระบบดิจิตอล (ฉบับรองรับ ย่านความถี่ 470-694 MHz)

ระบบจะแสดงความถี่ของ Mux และตำแหน่งทิศทางเสาส่ง เพื่อให้ผู้ติดตั้งสายอากาศรับ (แผงรับสัญญาณ TV) ได้หันสายอากาศรับได้ถูกทิศทางช่วยให้การติดตั้งง่ายและประหยัดเวลาได้มากขึ้น โดยการใช้ Application DTT Services Area (NBTC) บนโทรศัพท์มือถือ และ Websit : DTT Services Area สำหรับคอมพิวเตอร์

ตัวอย่างค่า Parameter Mux #1 ของกรมประชาสัมพันธ์ (NBT)

ช่อง U26 ความถี่ 514 MHz	ภาพแสดงความถี่จาก Spectrum Analyzer ช่อง U26 ความถี่ 514 MHz มีขนาด Bandwidth 8 MHz
DVB-T2 Parameters	จากภาพเป็นการแสดงค่า Parameter ของการส่งสัญญาณโทรทัศน์ภาคพื้นดินในระบบ Digital ของไทย กำหนดเป็นมาตรฐาน (Standard) DVB-T2  อาศัยเทคโนโลยี OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) สามารถส่งสัญญาณทีละหลายสัญญาณ โดยใช้แต่ละ Subcarrier ไปพร้อมๆ กัน ประเทศไทยได้กำหนดพารามิเตอร์บังคับสำหรับการให้บริการส่งสัญญาณโทรทัศน์ในระบบ Digital ไว้ 4 ค่า ดังนี้  FFT size : 16k extended จำนวนคลื่นพาห์ (Subcarrier) บนช่องความถี่ Bandwidth ขนาด 8 MHz ประเทศไทยเลือกใช้ 16k Ext. ก็จะมีประมาณ 16,000 คลื่นพาห์ ส่วน Ext. (Extended mode) ซึ่งจะขยายจำนวนคลื่นพาห์ออกไปด้านข้างได้อีกเล็กน้อยเพื่อเพิ่ม bit rate ในการส่งข้อมูล ค่า FTT size หากมีมาก คลื่นพาห์จะชิดกัน ทำให้ไม่ค่อยทนทานต่อปรากฏการณ์ Doppler มีผลให้การรับสัญญาณขณะเคลื่อนที่ได้ไม่ดี แต่ข้อดีสามารถส่งคลื่นพาห์แต่ละครั้งจะได้นานขึ้นทำให้ทนทานต่อการรบกวนแบบ impulsive noise เช่น สัญญาณรบกวนจากการจุดระเบิดเครื่องยนต์ การเปิดปิดสวัตช์ไฟ และอีกข้อดีคือสามารถออกแบบโครงข่ายแบบความถี่เดียว SFN (Single Frequency Network : การขยายพื้นที่ครอบคลุมสัญญาณโดยใช้ความถี่เดียวไม่ต้องเพิ่มความถี่) ทำให้ระยะห่างระหว่างสถานีได้ไกลมากขึ้น เพราะการส่งคลื่นพาห์แต่ละครั้งได้นานขึ้น ทั้งคลื่นพาห์ของข้อมูล และ Guard Interval ทำให้ดูเหมือนการเปิดหน้าต่างรับสัญญาณจากสถานีบน SFN ได้นานขึ้น Guard Interval : 19/128 ช่วงเวลาป้องกัน เป็นสัดส่วนเวลาในการส่งข้อมูลกันไว้เพื่อการป้องกันการรบกวนตัวเอง (จากสัญญาณสะท้อนและสัญญาณจากเครื่องส่งอื่นๆ บนโครงข่าย SFN) ประเทศไทยเลือกใช้ 19/128 หมายถึงถ้ามีการส่งสัญญาณคลื่นพาห์ที่เป็นข้อมูลเป็นระยะเวลา 128 วินาที จะมีการคลื่นพาห์ที่เป็นการป้องกันไป 19 วินาที Modulation : 64-QAM การมอดูเลตสัญญาณ หมายถึงคลื่นพาห์หนึ่งคลื่นสามารถแทนการส่งข้อมูลได้กี่บิต ประเทศไทยเลือกใช้ 64-QAM คือส่งได้ 2^6 สัญลักษณ์ที่แตกต่างกัน หรือคลื่นพาห์ส่งข้อมูลได้คราวละ 6 บิต ค่า Modulation ค่ามากทำให้ส่งข้อมูลได้มาก แต่จะทนทานต่อสัญญาณรบกวนได้น้อยลง Code rate : 3/5 อัตราการเข้ารหัส เปรียบเหมือนการใส่เกราะให้คลื่นพาห์ (ข้อมูล) ประเทศไทยเลือกใช้ 3/5 คือข้อมูลมี 3 ชั้น และมีเกราะให้อีก 2 ชั้น ดังนั้นเกราะหนามาก (ค่า code rate น้อย) ก็จะทนทานต่อสัญญาณรบกวนได้มาก แต่ก็จะส่งข้อมูลได้น้อยลง
การวัดค่า (Measurements)	การวัดสัญญาณโทรทัศน์ในระบบ Digital จะแตกต่างจากการวัดค่าสัญญาณโทรทัศน์ในระบบ Analog ซึ่ง Analog จะมุ่งเน้นการวัดค่าความแรงของสัญญาณ (Power) Power (Channel Power) ค่ากำลังควรมากกว่า 24.85 dBµV * (-82.1 dBm) C/N (Carrier-to-noise ratio) ควรมากกว่า 15.17 dB * อัตราส่วน C/N (อัตราส่วนคลื่นพาห์กับคลื่นรบกวน บางครั้งแรก CNR MER (Modulation Error Ratio) ควรมากกว่า 17 – 20 dB การวัดค่าระดับความแตกต่างของสัญญาณที่ได้รับ กับสัญญาณต้นฉบับที่เทียบกันบน Modulation Constellation Diagram ค่า MER สูงหมายถึงสัญญาณมี Modulation Constellation ใกล้เคียงต้นฉบับ หรือสัญญาณมีคุณภาพสัญญาณดี ค่า MER ที่เครื่องส่ง  MER >= 34 dB ค่า MER วัดภาคสนามประเมินจุดที่รับสัญญาณได้ MER >= 20 dB BER Bit Error Rate การวัดค่าระดับความผิดพลาดของ Bit เมื่อเทียบกับ Bit ทั้งหมดที่ถอดได้จากสัญญาณโทรทัศน์  เช่น BER 1 x 10-6 เช่นจำนวน Bit 1 ล้าน Bit มี Error 1 Bit (ค่า BER สูงผิดพลาดสูง ค่า BER ต่ำ คุณภาพสูง) – CBER (Bit Error Rate before LDPC) ควรมากกว่า 10 -2 … 10 -3 – LBER (Bit Error Rate after LDPC) ควรน้อยกว่า 10 -7 (LBER 1E-8 หรือ Error น้อยสุด) ข้อมูลจาก : https://broadcast.nbtc.go.th/data/news/doc_other/th/621200000001.pdf
Constellation Diagram	ภาพ Constellation Diagram 64-QAM Constellation Diagram เป็นการตรวจสอบลักษณะรูปร่างของ Constellation และระยะห่างระหว่าง Constellation เป็นข้อมูลที่สามารถบ่งบอกความผิดปกติของสัญญาณได้ Constellation Diagram จะสอดคล้องกับค่า MER โดยจะต้องไม่ฟุ้งกระจายจนไม่สามารถถอดรหัสสัญญาณได้
	ภาพแสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่า MER และ Constellation Diagram จากภาพค่า MER สูงสัญญาณภาพคมชัดปกติ (ภาพทางด้านซ้ายมือ) แต่ในกรณีค่า MER ต่ำจนถึงค่าหนึ่ง ก็จะมีปัญหาต่อสัญญาณภาพ (ภาพทางด้านซ้ายมือ) (ขอบพระคุณ ภาพจากชมรมระบบเทคโนโลยีอาคารสูง)
ตัวอย่าง Services ช่องรายการทั้งหมดใน Mux #1 กรมประชาสัมพันธ์ (NBT)	Services ของ Mux #1 (ข้อมูลเมื่อ : 4/25/2565) – ช่องหมายเลข 2 (Service 2) NBT HD – ช่องหมายเลข 40 (Service 40) DLTV1 – ช่องหมายเลข 41 (Service 41) DLTV2 – ช่องหมายเลข 42 (Service 42) DLTV3 – ช่องหมายเลข 43 (Service 43) DLTV4 – ช่องหมายเลข 44 (Service 44) DLTV5 – ช่องหมายเลข 45 (Service 45) DLTV6
ตัวอย่าง ช่องรายการทั้งหมดใน Mux #1 (Services) และ Bitrate (Mbps)	ข้อมูลความคมชัดโทรทัศน์ของประเทศไทยถูกกำหนดไว้ดังนี้ – ความคมชัดปกติ SD Bit Rate (Min-Max) = 0.75-2.5 Mbps – ความคมชัดสูง HD Bit Rate (Min-Max) = 2-7 Mbps ค่า Bit Rate ขึ้นลงอยู่กับการเปลี่ยนแปลงภาพ เช่น ถ้าภาพมีการเคลื่อนไหวเร็วจะใช้ Bit Rate สูงขึ้น ส่วนภาพที่ไม่ค่อยมีการเคลื่อนไหว เช่นผู้ประกาศนั่งอ่านข่าวภาพจะไม่ค่อยมีการเคลื่อนไหวจะใช้ Bit Rate ต่ำลง ทั้งนี้เป็นความสามารถของการบีบอัดสัญญาณภาพและเสียงในรูปแบบ MPEG-4 (H.264) ทำให้ใช้ Bitrate ต่ำกรณีภาพที่เคลื่อนไหวน้อย หรือภาพนิ่ง จากภาพ Pie Chart ด้านบน Pie 1 ชิ้นจะแทนด้วย 1 ช่องรายการ ซึ่งจะบอกเป็นเปอร์เซ็นต์การใช้งาน Bit Rate ในขณะนั้น และได้แปลงเป็น Bit Rate ดังตารางทางด้านขวาของ Pie Chart (บอกช่องรายการ Service และ Bitrate (Mbps) เช่น ช่อง NBT HD มี Bitrate ขณะนั้น 5.32 Mbps และช่อง DLTV1 มี Bitrate 1.43 Mbps ดังนั้นจะเห็นได้ว่าช่อง NBT HD (ช่องความคมชัด HD) จะมี Bitrate สูงกว่าช่อง DLTV1 (ความคมชัด SD)
การแสดงผลทางจอภาพ (Display)	จากการแสดงผลภาพช่อง DLTV1 (หมายเลขช่อง LCN : 40) มี Bitrate 1.9 Mbps, VDO รูปแบบ MPEG-4 (H.264) , ความละเอียดในการแสดงผลภาพ (Resolution) 720×576 (ความคมชัด SD) และมีเสียงรูปแบบ HE-AAC (High-Efficiency Advanced Audio Coding)