編者注：我們刊登 2007 年 2 月刊的這篇文章，是因為向數字電視過渡的問題再次成為新聞熱點。
2009 年 2 月 17 日是決定性的一天——屆時“數字鴻溝”一詞將具有與計算機訪問無關的全新含義。屆時，全國 1700 個模擬電視臺將關閉，實現期待已久的向全數字廣播的轉換。有線電視和衛星電視觀眾，或者電視機帶有數字調諧器的人，可以繼續觀看《犯罪現場調查》和《美國偶像》，不會意識到有任何變化。但是，使用帶兔耳天線或生鏽屋頂天線的傳統電視機的 2100 萬戶家庭（通常是貧困、年邁或居住在美國農村地區的人們）將開啟電視，卻什麼也看不到。
自從彩色電視讓黑白電視過時以來，還沒有哪項新技術如此迫使消費者更換他們的主要娛樂裝置。與模擬廣播的可變無線電波相比，數字電視（或 DTV）使用電脈衝精確高效地傳輸資訊。因此，DTV 可以提供令人驚歎的清晰影像，能夠顯示田野上的每一根草葉或虛構偵探手中持有的勒索信上的文字。由於 DTV 能夠在稀缺的頻寬中壓縮大量資訊，它還將實現新的互動功能。例如，它可以讓觀眾在比賽期間調出棒球運動員的統計資料，或觀看烹飪節目的食譜。廣播公司也將能夠在可用頻寬中提供更多頻道。空出的空間將為公共安全機構在颶風等緊急情況下提供更好的通訊，併為下一代蜂窩服務騰出空間。
然而，仍然存在一些棘手的技術問題。即使在我們所知的電視廣播結束後，模擬電視的遺留問題仍將伴隨我們多年。當固守模擬技術的家庭在考慮完全沒有電視的嚴峻現即時，其他似乎已配備數字化裝置的家庭仍將遇到障礙。已經為 DTV 設定好的有線電視系統可能實際上無法提供純數字訊號，因為許多客戶較舊的“有線電視就緒”電視機仍然只有模擬調諧器。即使在已經提供數字訊號的地區，也出現了服務故障：影像問題甚至頻寬擁堵。也許更準確地說，在 2009 年之後很長一段時間，觀眾將遇到一系列數字鴻溝，包括模擬與數字之間以及不同型別的數字之間。
在 20 世紀 80 年代，當立法機構意識到日本已經擁有高畫質電視（儘管是由模擬系統產生）時，將該國切換到數字電視的想法首先在國會獲得了動力。（關於 DTV 和高畫質電視 (或HDTV) 之間的差異，存在很多混淆。HDTV 只是 DTV 中更具吸引力的子集，它有一些特殊要求：需要更多頻寬來傳輸、額外容量來儲存、更高解析度的螢幕來顯示和更大的顯示屏來欣賞。）美國政府繼續與競爭製造商進行一系列測試，旨在確定下一代廣播系統。最初的結果表明，如果沒有壓縮，高畫質廣播是不切實際的，而且關於數字電視最重要的事情要知道的是，與模擬電視不同，它可以非常有效地壓縮影片。因此，放棄了為更高解析度而改造模擬廣播的想法。
先進電視系統委員會與最初擁有不相容系統的公司聯盟合作，最終成功統一了一個標準。該聯盟授權了 18 種 DTV 格式，其中兩種（1080i 和 720p）是高畫質格式，旨在用於寬屏觀看。1080i 格式透過傳輸奇數行，然後傳輸偶數行，並將它們交錯來在螢幕上放置 1080 行。因此為“i”。第二種格式將 720 行逐行放置在螢幕上——即，逐行顯示。因此為“p”。（相比之下，模擬廣播提供最多 480 條水平線。）關於每種格式的優點的爭論僅限於廣播工程師和影片愛好者，他們引證了顯示更多行（1080i）的空間優勢，與顯示快速運動 (720p) 的時間優勢之間的差異。大多數觀眾並不關心。
美國首次公開提供的高畫質廣播始於 1998 年，當時高畫質電視機開始銷售。在 20 世紀 90 年代末，預計各電視臺將在 2006 年之前放棄其模擬頻率。但該計劃失敗了，因為購買昂貴的數字電視或用於接收訊號的機頂盒的人太少，而且高畫質節目的推出也很緩慢。例如，NBC 從 1999 年開始只提供一部高畫質劇集《今夜秀》。又過了五年，該電視臺才以 1080i 的解析度播出其所有黃金時段的電視劇和情景喜劇。廣播公司幾乎沒有動力放棄他們的模擬頻率。與僅在一年前推出的 DVD 家庭影片格式相比，後者成為消費電子產品歷史上最成功的新產品釋出，高畫質電視在銷量或公眾認知度方面幾乎沒有表現。
2005 年 3 月，當製造商在華盛頓特區舉行高畫質電視峰會時，模擬廣播仍然沒有明確的截止日期。但在 2006 年初，喬治·W·布什總統簽署了一項法律，強制在短短三年內進行過渡。發生了什麼變化？這項立法的名稱是一個線索。它被稱為《2005 年赤字削減法案》。政府預計，當它拍賣大部分“退回”的 108 兆赫 (MHz) 模擬頻率時，將籌集數十億美元。這次模擬電視消亡的可能性更大的其他因素是，所有螢幕尺寸為 25 英寸或更大的新型電視機都必須配備 DTV 調諧器（並且到今年 3 月 1 日，所有電視機都必須配備，無論螢幕尺寸如何），大多數黃金時段的電視連續劇和所有主要體育賽事都以高畫質播出，並且大多數有線電視系統都有 4 到 12 個高畫質頻道（儘管這個數字仍然只佔其總頻道陣容的一小部分）。
漫長的告別 有人認為，聯邦法律終止無線模擬電視將比 20 世紀 60 年代彩色電視取代黑白電視更具破壞性。畢竟，那些銀色的管子即使在今天仍然可以工作。除非傳統的電視機配有數字轉換盒，否則不可能做到這一點。對於任何給定的家庭來說，為每臺電視增加機頂盒，預計無裝飾型號的成本約為 60 美元，這可能是一筆昂貴的支出。
據美國廣播電視協會稱，僅接收無線訊號的 2100 萬戶家庭總共擁有 4500 萬臺電視機。如果您將這個數字加到有線電視或衛星電視的家庭中第二臺和第三臺電視機的 2800 萬臺，其中只有主電視機連線到付費服務，那麼全國大約有 7300 萬臺電視機可能會在決定性的一天熄滅。（由於許多二級電視機都連線到 DVD 或影片遊戲播放器，因此它們不一定會因為無法接收廣播而變得無用。）
為了減輕轉換造成的經濟負擔，國會已授權美國商務部的國家電信和資訊管理局花費高達 15 億美元的補貼。從 2008 年開始，那些買不起機頂盒的人將有資格獲得兩張價值 40 美元的優惠券用於購買。為了錄製無線訊號，較舊的錄影機和數字錄影機也必須連線到轉換盒，儘管到 2007 年 7 月 1 日，任何包含調諧器（DVD 播放器/錄影機、數字錄影機、計算機電視卡）的新裝置都必須包含 DTV 調諧器。
即使您的電視機可以接收無線數字訊號，也不能保證您能看到影像。模擬技術提供了所謂的“優雅降級”：處於邊緣接收區域的人們至少可以看到一些內容，即使影像有重影或逐漸消失。DTV 沒有那麼寬容。你要麼接收到訊號，要麼什麼也接收不到。
模擬電視每秒傳輸 30 次完整影像，從數字角度來看，這是一種頻寬的奢侈浪費。另一方面，數字壓縮基於以下前提：僅需要傳輸參考幀和間歇性變化。這就是為什麼分配給單個模擬電影片道的相同 6 MHz 可以容納最多六個標清數字頻道，或者可能是一個高畫質頻道的原因。但這也解釋了為什麼瞬時訊號丟失會對 DTV 接收造成如此大的破壞。在沒有模擬冗餘的情況下，DTV 裝置可能會在它接收到的最後一個參考幀上凍結，或者影像可能會分解成不太好看的馬賽克，或者直接變成黑色。這些故障都不是優雅的，特別是當它們發生在犯罪節目的兇手被揭露時。
您不必住在距離廣播塔 80 英里的山谷中才能感覺到被 DTV 訊號拋棄。多徑反射仍然是城市中的一個問題；接收器會收到同一廣播的多個版本，因為它會從建築物上反彈。美國使用一種稱為 8-VSB（代表 8 級殘餘邊帶）的傳輸標準，該標準比歐洲標準 COFDM（編碼正交頻分複用）更容易受到訊號問題的影響。
得益於更強大的處理器，今天的接收器比數字電視（DTV）早期生產的接收器更能補償這個問題。較新的接收器使用更高效能的晶片，能夠計算更多反射訊號，並比早期數字電視接收器中的處理器更快地丟棄它們[參見Philip Yam的“多徑清晰之路”，《大眾科學》，2005年6月]。但是，當觀眾切換到來自不同方向的頻道時，他們可能仍然需要重新調整室內天線的位置——這種令人沮喪的做法讓人回想起大多數家庭擁有屋頂天線或有線電視之前的日子。雖然多徑是數字電視的阿喀琉斯之踵，但這個問題僅限於不訂閱有線電視或衛星服務的美國家庭的15%中的一小部分。雖然商業支援的“免費”電視值得稱讚，但透過訂閱獲得的更多高畫質電視節目（包括優質電影、體育和自然頻道）已經比無線數字電視提供的要多，而且這種差距可能會擴大。
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雙重廣播 在截止日期之前，無線電視臺將繼續在其分配的兩個6MHz頻率上同時廣播模擬和數字訊號——聯邦政府在過渡期間為電視臺提供了額外的數字空間。數字電影片率讓廣播公司可以做模擬電視無法做到的事情：同時多播多個節目。雖然電視臺可以選擇將整個6MHz用於高畫質，但它也可以傳輸幾個標清數字頻道。美國廣播電視協會聲稱，即使電視臺播放網路高畫質電視節目，也可以全天候容納一個標清頻道，而不會導致質量明顯下降。
那些透過有線電視傳輸訊號的消費者在2009年後仍然無法擺脫模擬訊號。運營商希望全面數字化，因為觀眾如果可以選擇，更喜歡觀看頻道的高畫質版本。高畫質電視節目不僅其寬屏格式更適合他們的新電視的16:9寬高比，更不用說他們老化的眼睛了，而且他們還可以看到更多細節。如果《犯罪現場調查》的座右銘是追隨證據，那麼高畫質電視的兩百萬畫素（在1920 x 1080螢幕上）指明瞭道路。然而，對高畫質日益增長的需求已經成為有線電視和衛星運營商的問題，他們有有限的頻寬需要在各種頻道和服務之間分配。
有線電視系統可以處理750MHz的頻寬，有數百個頻道、影片點播、電話服務、寬頻網際網路接入和互動節目指南爭奪傳輸空間。但即使是最先進的有線電視系統，今天也只向其客戶提供大約十幾個高畫質頻道。為什麼會這樣呢？最大的“頻寬消耗者”是模擬電影片道，根據有線電視行業研發部門CableLabs的說法，有線電視運營商必須在2009年之後繼續傳輸這些頻道。這些線性（持續傳輸，單向）模擬頻道佔據了進入家庭的同軸電纜多達550MHz的頻寬。有線電視公司無法完全放棄所有模擬頻道，並將所有內容轉移到頻寬效率更高的數字領域，因為存在大量可直接接收有線電視的電視機。數百萬觀眾將有線電視直接插入舊電視機上的模擬調諧器。訂閱者租賃的數字有線電視機頂盒確實繞過了他們電視中的調諧器。
因此，有線電視運營商面臨著向所有人提供機頂盒，或向擁有多臺電視機的家庭提供多個機頂盒的成本問題。或者另一種選擇是，這些公司可能會等到下一個十年，屆時會有足夠多的觀眾最終將其持久耐用的模擬電視機更換為包含數字電視調諧器以及其他所謂的條件訪問系統（如信用卡大小的CableCARD或其僅軟體的替代品）的電視機。
管理管道問題的一種方法是調整傳輸技術。有線電視運營商已經開始採用一種名為交換廣播（也稱為交換數字影片）的修改後的系統架構。混合光纖同軸電纜系統將具有看似無限頻寬的光纖主幹帶到社群，然後分支到同軸電纜，其限制為750MHz，用於最後一英里，在一個從光纖環出的節點上為300到500戶家庭提供服務。傳統的訊號分配將每個頻道並行傳輸到每個家庭，因此父母可能在一個房間裡收看ESPN-HD，而孩子在她的房間裡欣賞MHD（MTV的高畫質版）。但是，在任何特定時間，節點上的大多數頻道都沒有人觀看。
新的方法是僅流式傳輸該節點上調諧器當時請求的頻道。該系統的優點在於，曾經平等分配給熱門頻道和幾乎無人觀看的頻道的節點頻寬，現在可以根據需要騰出空間容納更多高畫質頻道——因為大多數人可能更傾向於在相同的熱門頻道中選擇，而不是在冷門選項中選擇。有線電視行業現在談論混合光纖同軸系統的部分原因是來自電話公司Verizon和AT&T日益激烈的競爭，它們已經開始在特定社群推出光纖到戶（或到戶群）。預計在幾年內，更多的家庭將能夠從他們的“電話”公司獲得電視服務。
與有線電視的領地不同，直播衛星（DBS）公司（DirecTV和DISH Network）在全國範圍內運營，並且一直以來都具有數字效率。每個訂閱者都使用外部調諧器/解碼器來接收頻道，繞過電視調諧器。但是，隨著頻道整體數量的增加，網路高畫質附屬機構的數量激增，以及訂閱者越來越多地透過衛星接收他們的本地頻道，DBS也面臨著自身的頻寬限制。
DBS透過三種方式應對。首先，它增加了衛星的數量。使用較舊裝置的想要獲得最近新增的頻道的訂閱者可能需要購買另一個碟形天線，或者用橢圓形天線替換圓形天線，以便他們可以接收來自天空中多個位置的訊號。其次，它增加了點波束的使用，作為最大化可用頻率的一種方式。點波束不是將相同的位元雨點般灑在整個大陸上，而是將針對特定都市區的頻道窄聚焦。其他點波束則指向其他城市。雖然在每個點波束上傳輸《實習醫生格蕾》有冗餘，但該技術有助於保護像ABC這樣的附屬機構系統，因為本地廣告和節目都包含在訊號中，就像觀眾透過無線或有線電視接收節目一樣。
最後，衛星系統正在從MPEG-2壓縮方案轉換為MPEG-4，後者可以容納大約兩倍的頻道；觀眾可能需要用可以解壓縮MPEG-4的機頂盒替換其機頂盒。MPEG-4編碼效率更高，因為同一場景中的各個物件可以按不同的空間細節級別進行縮放。例如，可以保持重要前景物件（如足球）的完整解析度，而可以以較低的速率更新不太重要的物件（如背景中的一群粉絲）。這個概念類似於用於MP3音訊壓縮的感知編碼技術，在該技術中，在特定時刻，一種樂器會掩蓋另一種樂器；編碼過程會丟棄那些無論如何都無法感知的訊號，以節省位元並消耗更少的頻寬。
最後一步 無論訊號如何到達，想要錄製節目的消費者在過渡後可能還要跨越另一個數字障礙。錄影機的模擬調諧器將無法再錄製無線電影片道，儘管它可能與有線電視上仍在傳輸的模擬頻道相容。有線電視和衛星電視訂閱者更有可能租賃或購買具有內建硬碟驅動器的高畫質機頂盒，以便以最高解析度錄製節目。其他選擇包括諸如TiVo推出的新型高畫質型號的CableCARD硬碟驅動器錄影機、具有內建硬碟驅動器的高畫質電視機，以及——如果觀眾想在同一裝置上播放舊的VHS磁帶——也可以錄製無線高畫質電視節目的DVHS機器。
當然，高畫質電視的倡導者說，數字影像丟失的情況以及獲得新機頂盒的不便之處是值得忍受的，因為傳統電視無法與高畫質的驚人清晰度或其將提供的服務相提並論。當2009年2月到來時，有一點是肯定的：電視將永遠不一樣了。
數字電視概述
經過多年的期待，傳統模擬廣播的結束日期現在似乎定在2009年2月17日；在那之後，所有廣播都將是數字的。
數字廣播為消費者提供了諸如清晰的影像和新的資訊服務等優勢。不再用於模擬廣播的頻率將可供應急響應團隊進行通訊，或用於其他用途（例如高階蜂窩系統）。
然而，模擬的遺留問題將在截止日期後的幾年內繼續困擾新的數字時代。