ATSC

ATSC je sada norem digitální televize vyvinutých v USA v 90. letech 20. století konsorciem výrobců elektroniky a telekomunikačních společností Grand Alliance a zavedených v letech 2009-2015 v USA, Mexiku, Kanadě, v Jižní Koreji a na Trinidadu a Tobagu. ATSC je zkratkou názvu výboru Advanced Television Systems Committee založeného již v roce 1982 americkou Federální komisí pro komunikace (FCC) v roce 1982 za účelem vytvoření a normalizace systému digitální televize, který měl nahradit systém analogové televize NTSC. Správcem norem ATSC zůstává výbor Advanced Television Systems Committee, který po roce 2010 vyvinul novější verzi ATSC 3.0.

Logo ATSC

Rozšíření standardů digitálního pozemního televizního vysílání

Původním záměrem Grand Alliance bylo vyvinout televizi televizi s vysokým rozlišením (HDTV), proto původní ATSC definovala dva videoformáty s vysokým rozlišením, 1080i a 720p. Definuje však i formáty se standardním rozlišením. Stejně jako DVB-T umožňuje ATSC přenášet několik televizních programů v jednom proudu, ve kterém je obvykle jeden program s vysokým rozlišením a několik programů se standardním rozlišením v jednom kanálu o šířce 6 MHz (převzatém z NTSC).

Pozadí

ATSC standardy jsou označeny A/x (x je číslo standardu) a lze si je zdarma stáhnout z webu ATSC v ATSC.org. ATSC standard A/53, který implementuje systém vyvinutý sdružením Grand Alliance, byl publikován v roce 1995; normu převzala Federální komise pro komunikace Spojených států v roce 1996. V roce 2009 byla upravena. ATSC norma A/72 schválená v roce 2008 doplňuje do ATSC kódování videa H.264/AVC.

ATSC podporuje 5.1 kanálový prostorový zvuk ve formátu Dolby Digital AC-3. Umožňuje také mnoho pomocných datacastingových služeb.

Mnoho prvků ATSC je patentovaných včetně prvků video kódování MPEG, audio kódování AC-3 a modulace 8VSB.^[1] Cena licencí odhadovaná až na 50 dolarů za televizor^[2] vyvolávala protesty výrobců.^[3] K patentovaným prvkům patřila modulace 8VSB používaná pro pozemní vysílání. Technologie ATSC 1.0 byla vyvinuta s patentovým přispěním společnosti LG Electronics, která vlastnila většinu patentů pro ATSC.^[4]

Stejně jako jiné systémy využívá ATSC mnoho vzájemně provázaných standardů, např. EIA-708 pro digitální skryté titulky, což vede k odchylkám v implementacích.

Televizní programy s vysokým rozlišením definované v ATSC používají obraz s poměrem stran 16:9 s rozlišením 1920×1080 pixelů, které je více než šestkrát větší než ve dřívějším standardu. Je však podporováno mnoho jiných velikostí obrazu. Omezené požadavky na šířku pásma díky nižšímu rozlišení umožňují přenášet až šest „programů“ se standardním rozlišením jediným TV kanálem o šířce 6 MHz.

Přechod na digitální vysílání

Systém ATSC nahradil většinu analogového televizního systému NTSC^[5] v USA^[6][7] 12. června 2009, 31. srpna 2011 v Kanadě,^[8] 31. prosince 2012 v Jižní Koreji a 31. prosince 2015 v Mexiku.^[9] Některé země, v nichž se používal standard NTSC, jako Japonsko, Filipíny, Ekvádor, Peru, Bolívie a Chile při digitalizaci televizního a rozhlasového vysílání přešly na jiné systémy digitální televize, především na ISDB vyvinuté v Japonsku nebo na DVB vyvinuté v Evropě.

Vysílací společnosti, které používaly ATSC a chtěly zachovat analogový signál byly dočasně přinuceny vysílat na dvou samostatných kanálech, protože systém ATSC vyžaduje použití celého samostatného kanálu. Čísla kanálů v systému ATSC neodpovídají frekvenčním rozsahům používaným analogovou televizí. Místo toho virtuální kanály předávané v metadatech umožňují přemapování čísel kanálů z jejich fyzických kanálů na číslo 1 až 99, takže buď mohou být ATSC stanice přiřazeny k číslům NTSC kanálů nebo mohou všechny stanice v síti používat stejné číslo. Existuje také norma pro distribuované přenosové systémy (DTx), což je forma jednofrekvenční sítě, která umožňuje synchronizovaný provoz více vykrývacích vysílačů na jednom kanálu.

Mobilní příjem

Mobilní příjem digitálních stanic používajících ATSC byl do roku 2008 obtížný až nemožný, zvláště při pohybu větší rychlostí. Pro překonání tohoto problému bylo navrženo několik systémů, které měly zlepšit mobilní příjem: A-VSB společností Samsung/Rohde & Schwarz, MPH společností Harris/LG a návrh společností Thomson/Micronas; všechny tyto systémy byly podány jako kandidáti na nový standard ATSC, ATSC-M/H. Po roce standardizace bylo přijato řešení, které spojuje technologie AVSB od Samsungu a MPH od LGE, a mělo být nasazeno v roce 2009. To je navíc k dalším standardům, jako je nyní již nefunkční MediaFLO a celosvětovým otevřeným standardům jako DVB-H a T-DMB. Stejně jako DVB-H a ISDB 1seg jsou navrhované mobilní standardy ATSC zpětně kompatibilní s existujícími přijímači, přestože byly do standardu přidány dlouho po tom, co byla původní norma široce používaná.

Mobilní příjem některých stanic bude stále obtížnější, protože v USA bylo 18 UHF kanálů odstraněno z televizního vysílání, což donutilo některé vysílací společnosti zůstat v pásmu VHF. Toto pásmo vyžaduje pro příjem větší antény, a je náchylnější k elektromagnetickému rušení od strojů a k rychlým změnám podmínek vícecestného šíření.^[zdroj?]

Vývoj

ATSC 2.0

ATSC 2.0 byla plánovaná velká revize standardu ATSC, která měla být zpětně kompatibilní s ATSC 1.0. Měla zpřístupňovat interaktivní a hybridní televizi propojením televizoru s internetovými službami a zavádět interaktivní prvky do vysílacího proudu. Měla také zahrnovat lepší kompresi videa, měření sledovanosti, targeting, vylepšeného programového průvodce, služby video na vyžádání, a schopnost uložit informace o nových přijímačích, včetně obsahu, který není v reálném čase (NRT).^[10][11][12]

ATSC 2.0 však zastarala dříve, než byla spuštěna, a veškeré změny byly převzaty do ATSC 3.0.^[13]

ATSC 3.0

ATSC 3.0 má poskytovat více služeb pro diváky, lepší spektrální efektivitu a míru komprese, což vyžaduje porušení zpětné kompatibility se starší verzí. FCC odhlasovala 17. listopadu 2017 poměrem hlasů 3:2 povolení dobrovolného nasazení ATSC 3.0, a vydala v tomto smyslu zprávu a nařízení. ATSC 3.0 vysílání a přijímače jsou očekávaná to se objevují uvnitř další desetiletí.^[14]

23. února 2016 otestovala standard s rozlišením 4K společnost LG Electronics. Po úspěšném testu vyhlásila Jižní Korea, že zahájí přechod na ATSC 3.0 v únoru 2017.^[15]

28. března 2016 byla Bootstrap komponenta ATSC 3.0 (System Discovery and Signalling) povýšena z kandidáta standardu na hotový standard.^[16]

29. června 2016 pobočka NBC WRAL-TV v Raleighu v Severní Karolíně známá svým průkopnickým přístupem při testování nových norem digitální televize spustila experimentální ATSC 3.0 kanál s programem v rozlišení 1080p a demonstrační smyčku v rozlišení 4K.^[17]

Struktura ATSC 3.0 (vrstvy)^[18]

1. Bootstrap: System Discovery a Signalizace
2. Fyzická vrstva: Přenos (OFDM)
3. Protokoly: IP, MPEG media transport (MMT)
4. Prezentace: Audio a Video standardy (budou definovány), multicast Ultra HD videa s vysokým a standardním rozlišením, immersive audio
5. Aplikace: Obrazovka je WWW stránka

Výhody ATSC 3.0

1. Lepší kvalita obrazu. ATSC 3.0 umožňuje používání UHD, včetně High Dynamic Range (HDR – vysoký dynamický rozsah) a wide color gamut (WCG – široký barevný gamut).
2. Rozšíření programové nabídky. ATSC 3.0 umožňuje se stejnou anténou přijímat více programů v lepší kvalitě.
3. Televizní signál mohou přijímat mobilní zařízení jako mobilní telefony, tablety a systémy infotainmentu ve vozidlech.
4. Vylepšené poplašné upozornění. Poplašné signály je možné geograficky orientovat a informovat pouze určité oblasti, ve kterých jsou požadovány.
5. Měření sledovanosti. Telekomunikační společnosti mohou snadno shromažďovat údaje o sledovanosti.
6. Cílená reklama s použitím lokálních sítí Wi-Fi.
7. Rozmanitost a diverzifikace obsahu.

Nevýhody ATSC 3.0

1. Digital rights management používaný stanicemi s ATSC 3.0 znemožňuje nebo omezuje přehrávání obsahu na mnoha DVR.^[19]
2. Použití audio kodeku Dolby AC-4, který má velmi omezenou podporu a není podporováno mnoha softwarovými media playery.

Držitelé patentů

V tabulce jsou uvedeny společnosti, které držely patenty pro technologii ATSC 1.0 uvedené v patentovém fondu spravovaném MPEG LA, z nichž i nejnovější vypršely 16. září 2024.^[4]

Organizace[20]	Celkem patentů (všechny vypršely)[4]
LG Electronics	354
Zenith Electronics	54
Panasonic Corporation	50
Samsung Electronics	25
Kolumbijská univerzita	16
Mitsubishi Electric	14
JVC Kenwood	6
Cisco Technologie, Inc.	4
Vientos Alisios Co., Ltd.	1
Philips	1

Patenty pro ATSC 3.0 jsou stále aktivní.^[21]