デジタル放送、アナログ放送の違いって？

質問

既出なのですが、回答数が少なく私の様な素人にはピンとこなくって。
http://okwave.jp/kotaeru.php3?q=858197

デジタル放送とアナログ放送って何が違うんですか？
いや、デジタルが0,1ってのは、分かるんですが。
昔、ハム無線をやっていて、電波は波の状態で流れてくると言うのとか、はうろ覚えながら分かるのですが。

デジタルでも、0,1の情報を波の状態で送るんですよね？
ワンセグ(携帯等)で絵がきちんと見られると言うのは、データが0,1ではっきりしているからですよね？
アナログだとその辺が曖昧だから、画像が荒れる事があるって事ですよね？
でも、その0,1のデータが部分的に受信できなかった場合は、どうなるのでしょうか？jpg画像の壊れたような画像が移るのでしょうか？

あとは、アナログ、デジタルの送信、受信途中、受信のイメージを簡単に教えてください。
できれば技術的な事よりも、イメージ優先な方が分かりやすいです。
よろしくおねがいしますねー。

回答No.10

noname#22689

ハムと言えば、私がコールサインを取った頃は(真空管の時代)50MHzが精一杯でした。
↑その当時でも1200Mの実験をしているハムがいて。
「しずけさや　岩にしみいる　リゼの声」
↑
電波を飛ばしても、誰も相手が居ないので「ハローCQ」が空しく消えて行く←この気持ちを歌った句です。
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ハムをやって居るか方なら、今更電波形式だの変調だのの説明は要らないと思いますが。

何が利点で何が欠点かを論じる方が質問者様にはために成るのでは無いかと思いましたが、利点、欠点と言うのは、切り口(見る立場的な)に依って、逆転したりしますので、知りたい趣旨を一つに絞らないと(デベート的に成って仕舞う)話が出来なく成って仕舞うと思います。
------------
単純な、私し的に感じる利点は。
ゴーストやフエージング等に影響され難い点と雑音からの回避で対策が取り易いのでは無いかと思います。

一方、デジタルにする(元がアナログだった場合)事で、それを復元(再現)した時、完全なアナログ状態へは戻らない、←元のソースに対しての忠実性が劣る。
↑此れは、CD等の４４K←に対して128Kbps或いはそれ以上で取っても(デジタル化の宿命です)

「アナログ放送でも、色々な歪等で、厳密には忠実性では完全とは言い切れませんが」←昔78回転のレコードと言うのが有りましたが、すごいノイズの中にも、音源には忠実に再生していた。

回答No.9

sanori

＞＞＞
エンコードやデコードや一般的なデジタル、アナログの知識は多少あるので分かります。
仮に電波が目に見えたとしたら、デジタルとアナログでは違いがありますか？
もちろん、デジタルは０１の集合なのは分かりますが、内容は・・・・
-----

その疑問への答えは、実に単純です。

アナログ放送では、山の高さ・谷の深さが情報であるのに対し、
デジタル放送では、テレビ局やテレビ塔から発信される電波の山（１）と谷（０）は、同じ高さ・深さに整然と規格化されています。
http://www.aeha.or.jp/kurashi/column/image_a.htm

つまり、
１つの周波数だけを見れば、振幅が均一な波形が見えます。

ただし、
アナログ放送でも、１つのチャンネルの周波数帯の中で、映像信号と音声信号とで少し周波数が違うのと同様に、
デジタル放送でも１つのチャンネルに、少しだけ周波数の違う複数種類の電波が割り当てられているはずだと思いますから、
その中の１つの周波数を見たときに、上記のようなことになると思います。

人間の目に電波が見えるとすれば、周波数の違いは「色」で見えてしまいますが、
視覚の時間分解能が非常に高いと仮定すれば、一定値の明るさの白と一定値の暗さの黒とが交互に見えてくる感じです。
http://internet.impress.co.jp/books/2027/pdf/sample.pdf

そして、
そのクロック周期は、周波数と同一にするのが、その整数倍にするよりも明らかに有利ですから、そうなっているはずです。
つまり、
数字が大きいチャンネルの放送局ほど時間当たりに沢山のデータを送れることになります。
しかし、そうならないように、放送の規格は決められているはずです。（＝高い周波数の放送ほど、「余白」が大きいのでしょう。）

回答No.8

eqw-102

デジタル信号とは、
「A１」「F1」とかの符号が送られてきます。

これを翻訳出来る機械で翻訳しなければ
（デジタル→アナログ変換）
アナログチューナーでは再生不可能な訳です。
（絶対に）

アナログならば、「A1」は、TV局で録画した青色の信号です。TVの電子ビームで青色を再生すれば良いだけです。

もし、「A1」の１個の信号のみを受信出来なかった場合、
jpg画像の１ドット（最大拡大した一個の点）は欠落します。
しかし、他の部分は全く同じ画像が受信可能です。

ならば、全く劣化したと感じません。
劣化を感じるレベルは、１０～２０パーセント受信出来ない場合だと思います。

これでも、画像全般ではシャープな画像を得る事が可能です。（色抜けのような感じ）

jpg画像のような画像が絶えず受信出来ます。
髪の毛も良く見えます。

もちろん、拡大しても画像が劣化しないソフトを使えば、２倍にしても劣化しないのです。
（アナログでは、元々潰れているので劣化も２倍になる）

回答No.7

ymmasayan

No.3です。補足質問に解答します。

>　アナログが例えば一枚の絵をそのまま、送信するのは分かります。
>　絵がそのまま来るので、途中で変化したり、劣化したりするのは、わかります。
>　で、その一枚の絵を送る際の電波の流れはどんな感じなのでしょうか？
>　映像も一枚の絵の連続ですよね？
>　この一枚の絵の電波による送受信が分かれば、ピンとくるのですが。

↓の最後の図を見てください。これが電波に乗る前のＴＶ信号です。
１秒間に３０枚×５２５本の走査線を送ります。
実際には１本おきに飛び越して送りますので６０こま×２６２．５本ですが。

図の１行目が１コマ分、その次が１コマ分であわせて１画面です。
右の方にギザギザの山がありますがこれが走査線１本づつの信号です。

これを音声電流に例えればあとはキャリアーを変調すればいいわけですよね。
なおカラー信号や音声の話はややこしくなるので省略しています。

参考URL：

http://www.iti.iwatsu.co.jp/support/05_12.html

回答No.6

tnt

no.2です。お知りになりたい部分が明確になって
きましたので、更に説明します。

画像や音はDCT変換されて符号化されます。
これは簡単に言うと、波形を高調波関係にある
いくつかの正弦波に分解する技術で、
数十ミリ秒の波形を置き換えています。
で、デジタル信号になるのはその係数なんです。
瞬間的な周波数成分を表にして、
その表を送っていると考えても間違いではありません。

更に、前後の絵との差分をDCT変換することも
行われています。
こうすると更にデータが減ります。
静止画なら差分はゼロですから。

で、これらの係数を、MPEGのルールに則ってまとめて
TS（トランスポートストリーム＝伝送信号）を
作り出します。

次に、このTSに誤り訂正を付加して順番を入れ替え、
誤り訂正を強力な物にします。

さて、電波の方ですが、
前にも書きましたとおり、これはOFDMで、
たくさんの電波が並んでいます。
アマチュア無線で言えば、メインチャンネル、
サブチャンネル、全部をいっぺんに発生させる
発振器を並べて、
一つの絵を送っているようなものですが、
実際は、高速で流れるデジタル信号を
ローラーで潰して、速度を落として
横（周波数帯）を広げた様な
イメージが近いと思います。

地上デジタルテレビでは
1405ないしは5617の電波が並んでいるのですが、
この部分、逆フーリエ変換という、手品みたいな方法で
あっさりとこれだけの電波が並んだ信号が
作り出されます。

このメインチャン、サブチャンの電波を受信機は
同時に受けます。
で、これをフーリエ変換に掛けて、
先ほどのTSに戻します。

あとはそこからmpeg信号を取り出し
そこに書かれた波形の係数から元の波形を
作り出し、これが絵や音になります。

なお、伝送途中で間違いが生じた場合は
誤り訂正が処理をします。
処理できなかったら、絵や音は出力されません。
というのは、アナログと違って、
一部分だけでは復号ができないからです。

さて、電波が目で見えたら.....
普通の電波が縦１本で強弱を持って（ＡＭ）
左右に振れながら（ＦＭ）飛んでくるのに対して
横に広がった羊羹の様なものが飛んできます。
その羊羹の中では各粒が上下に(1,0で）
動いているので、きっとこれは虫羊羹でしょう。（嘘）

また、これをＡＭやＦＭで聴くと
ホワイトノイズに聞こえます。
これは、極限まで余分なデータを抜くので、
デジタルデータがランダムな物に
近くなるためです。

回答No.5

sanori

メーカー各社のＨＰを見ましたけど、本質は書いてませんね。
お役所が書いた解説の方がいいです。
http://www.kbt.go.jp/digitaltv/digital.html
だけど、これも本質は書いてませんね。

私が小学生向けに成功した「デジタルとアナログ」の解説を、ここで疲労、いえ、披露しましょうか。
これで、小学生、完璧に理解しました。

まず、レコードプレーヤとＣＤ（ＤＶＤも）の違い。

洗濯板とか、ＰＣ収納ビジネスバッグの表面って、ざらざらしてますよね？
その表面を爪で軽く引っかきながら、シュッと手を移動させてなでると、なでるスピードが速いほど高い音程、すなわち高周波数の音が鳴ります。
昔のレコードプレーヤ（今やクラブＤＪのおもちゃが主な用途）は、まさに、これです。
渦巻状の細い溝の中に、山と谷があり、山と山の間隔が狭いほど高音、広いほど低音。山の標高が高いほど大音量。
デジタル処理なんぞ、どこにもありません。
アナログそのものです。

しかし、レコードに傷がつくと、ぷつぷつとノイズが入りますし、たとえ傷がついていなくても、小さいノイズが出て、交響楽の静かな部分では雰囲気台無しでした。

それを改善したのが、昭和時代の終わり頃に普及し始めたコンパクトディスク（音楽ＣＤ）です。
ＣＤは、１／０のデジタルを、山と谷で表現しており、山の高さや谷の深さに多少誤差があっても、山は山、谷は谷です。
この後の詳細は下記をどうぞ。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%91%E3%82%AF%E3%83%88%E3%83%87%E3%82%A3%E3%82%B9%E3%82%AF

ちなみに、まだ普及していない、デジタルハイビジョン録画用ディスク技術に「Ｂｌｕｅ－Ｒａｙ」（＝青い光の意）というのがありますが、これは、従来より波長の短い青色を安定した波長で発生することの出来るので、レコードで言うところの「溝」の細さを、より細く出来るので、１枚のディスクに描ける道の長さを長く出来、山と谷のピッチも狭く出来る、という単純な理屈です。
レコードプレーヤで言えば「針の細さ」を細く出来たということです。
波長を短くしたので、「視力がアップ」したわけです。あるいは、「鉛筆の先がとんがったので、より細かい字が書けるようになった」わけです。

次に、磁気テープ（カセットテープ、ＶＨＳなど）と、デジタルビデオテープ（ＤＶ）です。

ラジカセの録音ヘッドは、鉄心のコイル磁石と同じ原理の電磁石です。
ラジオ、マイクからなどから来る音源のアナログ情報を、録音ヘッドに伝え、ヘッドはテープに接触していますから、テープは磁化します。
山と谷がＮとＳです。間隔が狭ければ高音、広ければ低音。磁化の程度が大きいほど大音量です。
再生ヘッドは、テープから磁気情報を読み取り、それを電気信号に変換します。これも、まさにアナログ。

そして、デジタルビデオテープは、１と０がＮとＳです。
以下の話は、ＣＤと同様です。
テープが痛んだなどの場合、デジタルデータは、小さいエラーであれば訂正されますが、訂正しきれない場合は、いきなり、恐ろしいほど異常な画像になります。
砂のようなノイズごときの可愛い症状では済まず、ブロックノイズ、ストライプノイズなどの著しい画像異常になります。

なお、キャッシュカード、クレジットカード、駐車場の駐車券などについている磁気情報は、まったく同じことです。
「人間の目には見えないバーコード」が、磁気で記録されています。

そして、アナログ放送とデジタル放送との違い。
電波という媒体を使い、送信、受信、中継、等々すること自体は、両者は全く同じです。
だから、新たにアンテナ工事をしなくても良いです。

送信するには、送信の前にアナログ信号をデジタル信号にエンコード（）します。ＭＤプレーヤの録音のように圧縮もします。（ＭＰＥＧ－２圧縮）
信号にはエラー訂正コードも付け加えます。
コンピュータに使われているＤＲＡＭ、ＳＲＡＭなどのメモリでも、高信頼性を要求される用途では、８ビット（＝１バイト）の単位ではなく、９ビットの単位のものが使用されますが、９個目のビットはエラー訂正のためにあります。
エラー訂正の方式は他にもありますから、それらはＰＣおよびソフトでも使われています。

そして、受信する側では、受信したデジタル信号をデコードして通常の映像・音声信号に戻し、エラー訂正もします。その後やっとテレビ画面に映ります。
（だから、地デジでは、実際の受信時刻より３秒遅れで映像・画像が出ます。→だから、ＮＨＫのニュースの前の時報の針も音も無くなりました。）

１／０の山と谷ですから、多少高かろうが低かろうが、映像も音声も影響を受けませんし、ゴーストなどの画質劣化もありません。
ただし、ちゃんと受信できないと、砂の嵐ごときでは済まず、上記のデジタルビデオカメラの例のように、世にも恐ろしい映像になります。

・・・こんなんで、どうでしょうか？
ちょっと披露、いえ、疲労しました。（笑）

お礼

＞世にも恐ろしい映像になります。
ってのが、笑いながらよく分からないのですが、説明自体は分かりました。

エンコードやデコードや一般的なデジタル、アナログの知識は多少あるので分かります。
仮に電波が目に見えたとしたら、デジタルとアナログでは違いがありますか？
もちろん、デジタルは０１の集合なのは分かりますが、内容は・・・・
うーん、私自体が何を質問しているか自体が、微妙になってきました。＾＾
ありがとうございますねー。

回答No.4

mii-japan

一般人は、原理を知りたいのでなければ

FM放送とAM放送の違いの様なものと理解できれば十分です

どちらも音響を送信して受信機で音声に戻して聞きます

同じ音声を同時にFM・AM両方で放送しても、AM放送はAM受信機で、FM放送はFM受信機でなければ受信できません（意味ある情報として）

TVのアナログもディジタルもこれと似たようなものです
アナログ放送はアナログ放送の受信ができるTVで、ディジタル放送はディジタル方法を受信できるTVで無ければ受信できません

さらに詳しいことを知りたいのならば、TVで映像を撮影し、送信し、それを受信して映像表示する仕組みの知識が必要です

質問・補足を拝見しますと、この部分の知識はお持ちで無いように思えます

お礼

やっぱり、それを知るためには専門的な知識が必要ですか。
素人に分かりやすく説明するにも、多少の知識は必要ですもんね。
「電波がもし目に見えたらどんな風に見えるのか？」が分かれば、ピンと来るのですが。
電子レンジはボタンを押せば暖めてくれればいい、という考え方なので、少し口惜しい気がしますが、あきらめますかな。
ありがとうございます。

回答No.3

ymmasayan

ハムをやられてたんですか。それなら話が早いです。
私もハムです。

手っ取り早く言えば無線電話がアナログで、電信(トンツー)がデジタルです。
電信の場合、文字を符号に変えて送り、受信したら文字に直して内容を理解します。

次にＬＰレコードとＣＤの話をしましょう。
ＬＰは音の波がそのまま溝に刻まれています。
ＣＤは音声・音楽の波の高さ(電圧)を１秒間に約４万４千回測ります。ステレオだから倍ですね。
その電圧を数値に直して１０１０・・・等に変換します。
これを記録するなり伝送するなり。
あとはこれを元に戻して波を描きなおせば原音が再生されるわけです。

テレビも同じです。映像信号と音声信号を殆どそのまま送るのがアナログ放送、
１０１０・・・に変えて送るのがデジタル放送です。

デジタルは１か０ですのでノイズやゴーストを完全に除去することがたやすいです。
誤り訂正符号も使えますし、データ圧縮も使えます。

そのためアナログの１チャンネル分でデジタル３チャンネル放送できたり
電波の余り(？)で１セグ放送が出来たりします。

今電話の全国中継回線は全部デジタルになっていますし、携帯電話の電波もデジタルです。

余談ですがアナログとデジタルの違いを、月並みですが時計の例で。
アナログ・・・文字盤と針のあるもの
デジタル・・・数字表示のもの
ここまでは普通に言われますよね。
でも、アナログはちょっと嘘っぽいのです。秒針は通常１秒ごとに不連続に動きます。
また、ビルなどの電気時計は３０秒に１回分針の動くものが多いですね。
私の電波腕時計も３０秒に１回分針が動きます。
本来アナログとはものさしの例で判るように拡大すればどこまででも細かく読めるものです。
アナログと思っていても、実は内部はデジタルで処理して
表示だけアナログに見せかけている例が多いのです。

お礼

とても、分かりやすい説明でした。
ハム無線なんてもう１５年以上前ですよ。
メールやインターネットが未来の技術の頃でした。＾＾
それらに変わっていきましたが、ハムにはハムのいい点も残ってますよね。
ありがとうございますねー。

補足

分からない事の根本が分かりました。
Ｑ１.大基本の、電波の伝わり方と情報の流れが、分かりません。

アナログが例えば一枚の絵をそのまま、送信するのは分かります。
絵がそのまま来るので、途中で変化したり、劣化したりするのは、わかります。
で、その一枚の絵を送る際の電波の流れはどんな感じなのでしょうか？
映像も一枚の絵の連続ですよね？
この一枚の絵の電波による送受信が分かれば、ピンとくるのですが。

OFDMに関しては、無線ＬＡＮと同じ事、と下記のＨＰで素人ながら納得できたような気がします。＾＾；
http://k-tai.impress.co.jp/cda/article/keyword/18819.html

回答No.2

tnt

１，０の信号はOFDMと呼ばれる特殊な位相変調で
伝送しています。
これはたくさんの電波を束ねた物で、それぞれの電波が
位相（波が振幅するタイミング）をずらすことで
１と０をあらわす物です。

映像信号（アナログ）は、デジタル化し、
圧縮されたあとで、
誤り訂正を付加してから、何度も並べ替えをします。

伝送信号が乱れるときにはある程度の時間長で
乱れますが、こうやって並べ替えをしておくと
その誤りが分散されるのです。
で、誤り訂正でその誤りを直せば
多少の伝送エラーがあっても大丈夫！という訳です。

ワンセグは、更にこの伝送エラーに強い様に
工夫した信号で、１３ある伝送周波数帯の内の
１つだけをこの信号に割り振っています。

お礼

なるほど、ＣＤ-Ｒ、ＤＶＤ-Ｒなんかも同じデータを３つ(？)記録することで、エラーに強くなるって何かで見たような。
エラーの件は分かりました。
ワンセグの話しも、聞いた事があります。

あとは、送信途中はやっぱり、既存の電波のように波のようにやってくるんですよね？
っていうか、今まで波でやってきた情報が、0,1になるって事ですよね？
今までの波のイメージと、デジタルの波のイメージがまだピンと来てないかな？
でも、疑問は一つ解決できました。＾＾

補足

＞これはたくさんの電波を束ねた物で、それぞれの電波が位相をずらすことで１と０をあらわす物です。

あー、これです。
なんか分かりました。

まだしばらく開けていますので、後から書く人はイメージ優先でお願いします。

回答No.1

zorro

参考に

参考URL：

http://www.smile21.jp/step1/digital0.html

補足

すいません、よく分かりません。；；
＞ロールパンや焼きそばパン、アンパン、クリームパン
＞などの手の込んだ調理パンも何と１人で！しかも１時間程で作ってしまう
リンクのＨＰから抜粋

これはオブジェクト指向の事を言っているんだろうとは、思うけど。
他のリンクも見てみましたが、今ひとつ。