SECAM

SECAM ist eine vor allem in Frankreich und Osteuropa gebräuchliche analoge Fernsehnorm für die Farbübertragung und wurde von Henri de France entwickelt und 1956 vorgestellt. Die Abkürzung SECAM steht für Séquentiel couleur avec mémoire [, zu deutsch „Sequenzielle Farbe mit Speicher“.

Grundidee

Genauso wie bei NTSC und PAL ist SECAM ein System zur schwarzweißfernseh-kompatiblen Farbübertragung. Das Ziel des neuen Systems war eine Verbesserung der Farbwiedergabe gegenüber NTSC unter nicht-idealen Empfangsbedingungen. Mit SECAM wurde eine gegenüber PAL andere Methode gefunden. SECAM und PAL waren Parallelentwicklungen. Dabei ging es nicht um die Optimierung der Studioaufnahmen, sondern um die Optimierung der Übertragung vom Fernsehsender zum Empfänger.

Gemeinsamkeiten mit NTSC und PAL

Wie bei NTSC und PAL werden die zusätzlich zur Helligkeit (also dem Schwarzweiß-Bild) benötigte Farbinformation in Form zweier Farbdifferenzsignale – „Rot minus Helligkeit“ und „Blau minus Helligkeit“ – übertragen und dann in den oberen Frequenzbereich des BAS-Signals eingearbeitet. Dies geschieht allerdings ohne die von NTSC bekannte Frequenzverkämmung, da eine solche im Falle eines FM-Signals nicht möglich ist.

Für die Grundlagen der Farbübertragung siehe ebenda. Siehe auch: Fernsehsignal.

Funktionsweise

SECAM verwendet zur Farbübertragung die Frequenzmodulation anstatt der bei NTSC und PAL vorkommenden Amplitudenmodulation. Der Vorteil der Frequenzmodulation liegt darin, dass Phasenverschiebungen das Nutzsignal, also die Farbinformation, nicht verändern können. Dafür gibt es keine Möglichkeit, zwei Signale in einer Trägerfrequenz unterzubringen, also kein Pendant zur Quadraturamplitudenmodulation. Dies bedeutet, es kann pro Zeile immer nur ein Farbdifferenzsignal übertragen werden. Deswegen werden beide Farben bildzeilenweise abwechselnd übertragen; die jeweils übertragene Farbe wird gespeichert und für die Darstellung der nächsten Zeile noch einmal verwendet. Für die beiden Farbinformationen werden zwei unterschiedliche Trägerfrequenzen benutzt (4,25 und 4,406 MHz), zwischen denen entsprechend zeilenweise umgeschaltet wird.

Bei PAL werden zwar zur Demodulation häufig zwei Bildzeilen zusammengefasst und damit ebenfalls die Farbinformation zweier Zeilen zusammengefasst, die vertikale Farbauflösung also halbiert, jedoch werden bei PAL prinzipiell die Farbinformationen mit voller vertikaler Auflösung übertragen.

Die Auflösungsreduzierung hat keinen nachteiligen Effekt, da menschliche Augen eine weit geringere Empfindlichkeit für Farbinformationen als für Helligkeitsinformationen besitzen und deswegen sowohl die horizontale als auch die vertikale Farbauflösung reduziert ist.

Verzögerungsleitungen

Für SECAM benötigt man zwingend Verzögerungsleitungen im Empfangsgerät, um das Farbsignal für die Dauer einer Zeile zu speichern, während man bei PAL darauf verzichten kann (Simple-PAL). Allerdings stehen solche Leitungen seit Anfang der 60er Jahre preisgünstig zur Verfügung.

Schmalband-FM

Der entscheidende Nachteil von SECAM ist seine Störanfälligkeit, wobei Rauschen zu "Farbfeuern" führt. Deswegen wird die Abkürzung SECAM häufig scherzhaft mit "Seven Extra Colours a Minute" (sieben zusätzliche Farben pro Minute) oder auch "System even crueler than (the) american method" (Grauenvolleres System, selbst gegenüber der amerikanischen Methode) in Anspielung an die Farbprobleme der NTSC-Norm gedeutet. Im Gegensatz zum UKW-Rundfunk handelt es sich nicht um ein bandspreizendes Verfahren! So werden die 15 kHz Frequenzbereich einer Radiosendung mit 75 kHz moduliert, der Faktor 5 vermindert hierbei die Störungsempfindlichkeit immens. Für solch einen Faktor ist im Frequenzraster der Fernsehsender kein Platz. Infolgedessen ist das Signal sehr störungsempfindlich, was besonders beim Satellitenfernsehen zum tragen kommt - hier sollte man auf SECAM generell verzichten.

Kompatibilität mit Schwarzweiß-Bildern

Der Farbhilfsträger ist aufgrund der verwendeten Frequenzmodulation unabhängig von der Farbintensität immer gleich intensiv im Bild vorhanden - im Gegensatz zu PAL und NTSC, wo er bei nichtfarbigem Bildinhalt auf Amplitude 0 schrumpft, also definitionsgemäß praktisch verschwindet und daher nicht mehr übersprechen kann. Bei SECAM wird der Träger deswegen regelmäßig in der Phase umgeschaltet, um Störmuster zu vermeiden, was aber nicht perfekt gelingt. Aus diesem Grunde wird SECAM eine schlechtere Schwarzweiß-Kompatibilität nachgesagt. Bei reinen Schwarzweißsendungen wurde er im DDR-Fernsehen deshalb komplett abgeschaltet, also ein "echtes" Schwarzweiß-Signal gesendet, was bei westdeutschen Sendern schon lange nicht mehr üblich war.

Überblenden

SECAM-modulierte Signale lassen sich wegen der Frequenzmodulation nicht überblenden, da die elektronische Addition zweier FM-Signale auf direktem Weg kein sinnvoll nutzbares Signal ergibt. Möglich ist die Überblendung nur über den Umweg über ein anderes Format, in dem die Überblendung möglich ist. Aus diesem Grund arbeiten Sendeanstalten in SECAM-Ländern im Studio mit Signalformaten, die nativ überblendbar sind (z.B. PAL, Komponenten oder digital) und wandeln das Signal erst vor der Ausstrahlung nach SECAM um. Deshalb konnte man auch das DDR-Fernsehen problemlos auf PAL umstellen.

Weitere Nachteile

Die zwei Farbkomponenten haben keinen definierten Nullpunkt. Diesen darf der Fernsehzuschauer stattdessen mittels zweier Farbstichkorrekturregler selbst festlegen. Auch sind die Cross-Color-Störungen bei SECAM am unangenehmsten. Sie machen sich bemerkbar als blaue und rote Streifen ("SECAM-Feuer"), die an scharfen Kanten hervorblitzen bzw. als intensiv rote Farbflächen bei feinen Mustern.

Verbreitung

Die Entwicklung von SECAM in Frankreich war politisch motiviert, um die einheimische Geräteindustrie vor Importen zu schützen. In diesem Zusammenhang wird die Abkürzung scherzhaft als „Système élégant contre l'Amérique“, (dt. „Elegantes System gegen Amerika“) gedeutet. Bei der Einführung von SECAM in den ehemaligen Ostblockstaaten haben ebenfalls politische Gründe eine Rolle gespielt. Frankreich befand sich in einer Annäherung an diese Staaten. Weiterhin wollte es eine Verbreitung seines Systems erreichen und hat Studio- und Sendetechnik günstig abgegeben. Im Übrigen hatte während der Phase der Vorbereitung und Einführung des Farbfernsehens in den 60er Jahren der französische Präsident Charles de Gaulle gute Kontakte zum damaligen sowjetischen Staatschef Nikita Chruschtschow. De Gaulle konnte Chruschtschow für SECAM gewinnen, sodass auch alle anderen Ostblockländer SECAM einführten, getreu dem Ausspruch "Von der Sowjetunion lernen heißt siegen lernen". Die Techniker des DDR-Fernsehens waren zwar der Überzeugung, dass das PAL-System das bessere wäre, jedoch war es politisch nicht durchsetzbar, PAL in der DDR einzuführen.

In der DDR wollte man Westfernsehen unattraktiv gestalten, indem man es nur Schwarz-Weiß sehen konnte. Dies war freilich nur von kurzer Dauer, da sehr bald PAL-Decoder in Eigenbau entstanden und die überhaupt wenigen Farbfernsehgeräte zumindest zum Teil ab Werk mit SECAM/PAL-Decodern ausgestattet wurden, nachdem sich reine SECAM-Geräte als unverkäuflich erwiesen.

Einige der osteuropäischen Länder haben ihre Fernsehsysteme inzwischen von SECAM auf PAL umgestellt, andere befinden sich noch in der Umstellung.

Man muss beachten, dass SECAM-Frankreich und SECAM-Osteuropa nicht vollständig kompatibel sind: Viele SECAM-fähige Fernseher und Videorekorder (außer französischen Modellen) kommen nur mit SECAM-Osteuropa zurecht, funktionieren aber nicht mit SECAM-Frankreich.

MESECAM

MESECAM ("Middle East SECAM") ist ein Verfahren zur Aufzeichnung von SECAM-Signalen auf modifizierten PAL-VHS-Videorekordern. Alle MESECAM-fähigen Geräte beherrschen daher immer auch PAL. MESECAM ist in den osteuropäischen und außereuropäischen SECAM-Ländern die übliche Aufzeichnungsmethode. Auch die meisten in Deutschland als SECAM-fähig verkauften VHS-Rekorder beherrschen tatsächlich nur MESECAM. Dieses Aufzeichnungsformat ist aber inkompatibel zu einer normalen (französischen) SECAM-Aufnahme; französische VHS-Aufnahmen benutzen eine andere Aufzeichnungsmethode für das Farbsignal, das mit MESECAM nicht kompatibel ist. MESECAM-Geräte - ebenso wie PAL-Geräte - spielen daher französische SECAM-Aufnahmen nur schwarzweiß ab. Die Fähigkeit zum farbigen Abspielen von Aufnahmen aus Frankreich wird im Handel meist als "SECAM-West" bezeichnet.

SECAM IV – Linear NIR (NIIR) NIR-Farbfernsehsystem

SECAM IV ist ein vom Russischen Forschungsinstitut NIIT entwickelter Farbfernsehstandard. Eigentlich wurden zwei Standards entwickelt: Das nichtlineare NIR, bei welchem die Quadratwurzel des Farbsignals übertragen wird (in einem Vorgang analog zur Gamma-Korrektur), und das lineare NIR, bei welchem dieser Prozess wegfällt. Als SECAM IV wie nachstehend beschrieben wird die lineare Version von NIR bezeichnet. Farbtestübertragungen in NIR begannen 1963 in Moskau in UHF Standard D, bevor ein Wechsel auf SECAM III zeitgleich mit dem Start in Frankreich am 1. Oktober 1967 erfolgte. Die Neuigkeit über das neue sowjetische Farbsystem erreichte den Westen 1966. Zu dieser Zeit wurde die BBC zitiert: "Es ist von Interesse zu bemerken, dass dieser Vorschlag identisch mit einem im April 1963 durch den BBC-Ingenieur Herrn W. B. Pethers gemachtem erscheint, der aber nicht verfolgt wurde, weil seinerzeit seine Vorteile in Bezug auf die anderen Systeme nicht attraktiv genug waren." Das ursprüngliche System von Pethers war dem nichtlinearem NIR ähnlich, und er entwickelte ebenfalls zwei Varianten. Tests mit NIR wurden durchgeführt durch die ITA in Großbritannien mit einer starken Lobby für dessen Einführung in Europa, bevor sich die Nationen in der PAL-SECAM Teilung polarisierten. Obwohl aus NTSC abgeleitet, unterscheidet sich SECAM IV sowohl vom PAL- wie auch vom SECAM-System: Es verwendet einen „dritten Weg“ zum Vermeiden von Farbtonfehlern. In einer Zeile wird ein PAL-ähnliches quadraturamplitudenmoduliertes Signal mit unterdrücktem Träger übertragen und in der darauffolgenden Zeile ein gleiches Signal, jedoch mit konstanter Phasenlage als Referenz. Sowohl die Zeile mit dem Farbinhalt wie auch die darauffolgende Zeile mit dem Referenzträger durchlaufen die gleichen Übertragungswege und daher ist demodulierte Signal frei von Phasenfehlern. Eine ähnliche Idee wird bei den Videorekorder-Systemen verwendet. Das höherfrequente Chrominanzsignal wird in einem niederfrequenteren Bereich umgesetzt und zusammen mit einem Referenzsignal aufgenommen. Bei der Wiedergabe wird diese Referenz als BFO zur Wiedergewinnung der Chrominanzsignale eingesetzt. Da beide Signale die gleichen Bandlaufbeeinträchtigungen durchlaufen, erscheint das Chrominanzsignal jitterfrei. SECAM-IV/Linear NIR hat zwei Mängel, die die anderen Systeme (NTSC, PAL und SECAM III) nicht aufweisen, und die aus der Verwendung des übertragenen Referenzsignals in seiner breitbandigen Form im Gegensatz zu den üblichen lokal erzeugten Referenzträgern entstehen: Erstens, weil sowohl das Farbartsignal als auch das Referenzsignal der angrenzenden Zeile auf einen Ringdemodulator gelegt werden, wird jedes Störsignal, das auf beiden Eingängen vorhanden ist, demoduliert und bildet damit einen Gleichspannungsanteil am Ausgang. Abhängig von der Frequenz des Störsignals ergibt dies entweder eine Gesamtfärbung oder ein farbiges Muster. Zweitens ist als Effekt des Chromarauschens eine verkleinerte Amplitude nach der Demodulierung des Farbartsignals vorhanden, was zu einer Entsättigung der Farben führt welche bei Gesichtsfarben besonders erkennbar wird. Als Farbträgerfrequenz verwendet man wie bei der PAL Norm 4.433.618,75Hz bei 625/50 SECAM IV. Die Farbsignale werden senderseitig wie folgt aufgebaut: R-Y mit 1,14 und B-Y mit 2,03 als Reduzierfaktor. Diese Basisband-Farbdifferenzsignale haben eine Bandbreite von >1,5MHz. Danach werden die Farbdifferenzsignale auf einem Träger moduliert. Zusätzlich wird eine Gleichspannungskomponente mit 10% des Maximalwertes hinzugefügt. Wie bei SECAM üblich, wird der Farbidentifikationsschalter im Empfänger durch in der vertikalen Synchronaustastlücke befindliche 40µs lange Farbträger synchronisiert. Das Farbartsignal selbst wird durch Multiplikation der Zeile B mit der (in einer wie auch bei PAL üblichen Glasverzögerungsleitung) vorangegangenen gespeicherten Zeile A wieder gewonnen. Das Signal der Zeile B dient als Referenzoszillator für das Zeile-A-Signal, welches die Chrominanzinhalte enthält. Daher ist ein eigener Farbträger-Referenzoszillator im Empfänger nicht erforderlich. Durch die zugefügte Gleichspannungskomponente ist immer eine Referenzfrequenz vorhanden. Diese sollte eine 10 bis 20 fach größere Amplitude als das zu demodulierende Zeilensignal A am Modulatoreingang besitzen.

Anmerkung: Das System müsste der Beschreibung nach wie auch SECAM III eine reduzierte Chroma- Vertikalauflösung bieten, da immer je 2 Zeilen nur eine Zeile mit der richtigen Farbart wiedergeben können. Wieweit das Mitsenden eines Farbhilfsträgers im sichtbaren Videobereich jeder zweiten Zeile zu Inkompatibilitätsproblemen mit dem S/W-System führt kann nur vermutet werden. Vorteil: Kein Farboszillator im Empfänger notwendig.

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