В последние два десятилетия телевидение, в том числе и спутниковое, актив­но ориентируется на цифровые способы передачи, поскольку они дают более вы­сокое качество изображения и одновременно обеспечивают экономический эф­фект для пользователей, а также дополнительные прибыли для операторов спутниковых и кабельных вещательных сетей.

Длительное время основным препятствием для внедрения цифровой пере­дачи являлась сложность аналого-цифровою преобразования. Аналоговый ТВ сигнал занимает полосу частот около 6 МГц, что в соответствии с теоремой Котельникова требует частоты дискретизации не менее 12 МГц. Один кадр цветного телевизионного изображения содержит более 150000 элементов (пикселей — pixels). При частоте следования кадров 25-30 Гц и использовании традиционного подхода к преобразованию в цифровую форму телевизионный сигнал требует передачи со скоростью более 200 Мбит/с. Очевидны проблемы, возникающие при передаче и хранении столь высокоскоростных потоков. На­пример, если стандартные дискеты имеют емкость 1,44 Мбайт (11,5 Мбит), то для хранения обычного кинофильма продолжительностью 100 минут потребо­валось бы более 100000 дискет. Скорость обмена между жестким диском и процессором бытового компьютера составляет величину порядка 2 Мбайт/с (16 Мбит/с), а скорость считывания с компакт диска (CD) равна примерно 1,5 Мбит/с, что значительно ниже требуемой скорости обмена. Полоса пропус­кания стандартных спутниковых приемопередатчиков /Cu-диапазона обычно не превышает 72 МГц и не позволяет обеспечить ретрансляцию широкополосного цифрового ТВ сигнала.

С другой стороны, известно, что телевизионный сигнал в значитель­ной мере избыточен в том смысле, что скорость передачи (полоса частот) циф­рового ТВ-потока может быть существенно сокращена без заметного снижения качества передаваемого изображения. Используя алгоритмы уменьшения избы­точности (сжатия) телевизионного сигнала, можно снизить требуемую скорость передачи до приемлемого уровня. Известно много способов сжатия телевизион­ного сигнала. Для обеспечения совместимости телевизионной аппаратуры и каналов передачи в 1988 голу в рамках совместной деятельности Международном организации по стандартизации ISO (International Standards Organization) и Ме­ждународной электрической комиссии IEC (International Elcctrotechnical Com­mission) был сформирован подкомитет, подучивший название MPEG (Motion Picture Experts Group). Результатом деятельности этой группы явилась разра­ботка в середине 90-х годов семейства стандартов сжатия и передачи телевизионного сигнала, получивших одноименное название MPEG. Основными целями разработки и внедрения стандартов были:

• снижение скорости цифрового потока до технически и экономически при­емлемого значения при сохранении высокого качества передаваемого изо­бражения;

• устранение разрыва между европейской (625 строк, частота кадров 25 Гц) и американской (525 строк, частота кадров 30 Гц) телевизионными систе­мами;

• преодоление рассогласования между принципами формирования телеви­зионного (чересстрочная развертка) и компьютерного (прогрессивная раз­вертка) изображений;

• согласование разных методов кодирования цвета и геометрических форм элементов изображения, используемых в различных аналоговых телевизи­онных системах.

Сжатие телевизионного сигнала обеспечивает:

• значительное сокращение требуемой скорости передачи (полосы частот);

• более высокое качество передачи изображения, проявляющееся в резком снижении многоконтурности, шумов в виде «снега» и прочих искажений, присущих аналоговым способам передачи;

• большую устойчивость по отношению к шумам и помехам;

• возможность использования менее мощных передатчиков;

• возможность использования более простых и дешевых приемных уст­ройств;

• быструю окупаемость инвестиций в производство аппаратуры, благодаря снижению стоимости космического сегмента сети;

• увеличение числа транслируемых телевизионных каналов при неизменной пропускной способности ретранслятора.