Редколонка / апрель 2013
Прогресс стартовых положений Концепции развития ТВ вещания 2015 - 2020/25 года

Проф., д.т.н. Марк Иосифович Кривошеев, главный научный сотрудник ФГУП НИИР, почетный председатель вещательной исследовательской комиссии МСЭ-Р
Марк Кривошеев,
Главный научный сотрудник ФГУП «Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский институт радио»
08.04.2013

Известно, что разработка первой Концепции и ФЦП по телерадиовещанию на 2009 – 2015 гг. потребовала нескольких лет. Само время заставляет ускорить определение путей развития ТВ вещания после 2015 года на период 5 – 10 лет.

Прежде чем приступить к созданию новой Концепции, как и при подготовке первой, со всеми её деталями, требовалось сформулировать стартовые положения.

Приводимый ниже ряд стартовых положений (рис. 1) был определен в результате комплексного подхода к проблеме, который интегрирует важные инновации в ТВ вещании и информационных сферах, а также учитывает тенденции международной стандартизации и накопленный цифровой опыт [НАТ. Информационный бюллетень. – 2010, №39; MediaVision – 2010, №6; Broadcasting - №8, 2010, №11, 2011].

Положения названы "стартовыми" поскольку позволяют начать создавать требуемый формат Концепции. Выдвигая их важно быть уверенным в правильном прогнозировании на заданную перспективу, в поддержке в стране, а затем за рубежом, в признании и гарантии в виде мировых стандартов и других региональных и международных решений. Это обеспечивает сопряжение России с мировым информационным сообществом.

Принципиальные отличительные особенности новой Концепции:

- Заложенная новая технологическая платформа как никогда ранее играет доминирующую роль при определении стратегии ТВ вещания в планируемый период. Он сможет внести значительный вклад в информатизацию общества.

- Предоставляемое обилие ТВ программ и другой видеоинформации в сочетании с новым форматом интерактивного приемного терминала потребителя окажут влияние на его переход от пассивного приема пакета программ, к активному участию в этом процессе, включая самостоятельный отбор интересующих сюжетов и формирование персональных программ.

- Интеграция сред и средств передачи и приема информационных и интерактивных данных. С учетом повышающихся требований и новых технологических возможностей на данном этапе отдано предпочтение эффективной интеграции – интегрированным вещательно-широкополосным системам (IBB).

- Дан старт 2D/3D ТВ вещанию и высочайшему качеству изображений на крупных экранах с помощью ТВ систем ультравысокой четкости.

- Массовая 2D/3D-экранизация с помощью интерактивных видеоинформационных систем (ВИС), объединенных с мобильной связью. В дополнение к традиционным формам телесмотрения (домашнему и мобильному) экраны ВИС позволят получать видеоинформацию на улице, в транспорте, во многих общественных местах и т.п., при этом пользователь воспринимает заданный контент.

- Предложены реальные пути реализации сформулированного тезиса "Многофункциональное цифровое ТВ вещание – "всюду и всегда", "для всех" и "для каждого".

- Инновациям, заложенным в стартовые положения Концепции, обеспечена международная поддержка. Это будет способствовать уверенному продвижению к требуемому формату Концепции, поскольку решения МСЭ – плод большого коллективного труда ведущих специалистов многих стран – это законы для мирового вещания и связанных с ним информационных служб.

 

Рис. 1. К стартовым положениям Концепции развития цифрового ТВ вещания в 2015-2020/25 г.г.


Рисунок 1

 

На рис. 2 показано, как к настоящему времени стартовые положения (рис. 1) поддержаны соответствующими международными решениями по составляющим новой технологической платформы цифрового ТВ вещания.

 

Рис. 2. Международные решения по составляющим технологической платформы многофункционального ТВ вещания

Рисунок-2

 


Повышение качества ТВ изображений. В связи с переходом на цифровое ТВ вещание был подготовлен вклад РФ (МСЭ-Р, Док.6D/21, 7 апреля 2008 г.), в котором впервые предлагалась стратегия международной стандартизации цифрового объемного ТВ вещания. На основе этого вклада разработан новый Вопрос изучения МСЭ-Р 128/6. В результате прогресса в этих изучениях в 2012 г. приняты Рекомендации ВТ.2023, ВТ.2024, ВТ.2025, BS.2019 (рис. 2-3). Технологические усовершенствования безочковых 3D-систем обеспечат требуемое качество и комфортность.

Ожидаются голографические системы и 3DТВ-NО, обеспечивающие восприятие ряда (N) дополнительных ощущений (О). Например, прикосновений (тактильные чувства), температуры, вибраций, вкуса и т.п. Внедрению 3DTВ будет также способствовать преобразование 2D в квази-3D изображения.

Рекомендация по ТВЧ ВТ-709 стала единым мировым стандартом ТВЧ, все шире внедряемым в ТВ вещание в России и в других странах (рис. 2-2).

В соответствии с предложением председателя 11 ИК [МСЭ-Р, Док. 11F/34, 10 ноября 1994, Док. 11/76, 1 мая 1995] была разработана первая Рекомендация МСЭ-Р BT.1201 "Изображения со сверхвысокой четкостью". Для систем ультравысокой четкости (УВЧТВ) выбраны два ее формата – 3840х2160 и 7680х4320 пкс. Второй формат обеспечивает высочайшее качество изображения на ТВ экранах крупных размеров. Его разрешающая способность примерно в 16 раз превосходит ТВЧ. В 2012 г. принята единая Рекомендация МСЭ-Р ВТ.2020 по параметрам системы УВЧТВ (рис. 2 – 4, 5) и Отчет по многоканальному звуку – 22.2 (9 каналов на верхнем уровне, 10 посередине, 3 на нижнем и 2 низкочастотных (LFE).

По предложению России (Док. 6В/19, 6С/29, 13 апреля 2012 г.) начато изучение эффекта присутствия зрителей в изображениях УВЧТВ, а также методов усиления этого ощущения (Вопросы МСЭ-R 40/6 и 128/6).

Новый формат приемной стороны. Международная подготовка к наступившей интеграции информационно-телекоммуникационных систем в области ТВ вещания была начата в начале 1990-х годов (МСЭ-Р. Отчет председателя 11 ИК. Док.11/1001, 30 сентября 1993).

Консолидированные многолетние международные усилия привели к выпуску телевизоров и мобильных устройств в виде интерактивных инфокоммуникационных терминалов (ИТ) (рис. 3).

 

Рис. 3. Среды и средства передачи и приема информационных и интерактивных сигналов ТВ вещания и видеоуслуг

Рисунок-3


Таким образом, на смену многолетнему пассивному приему пакетов ТВ программ у зрителей появляются возможности активного участия в этом процессе, включая самостоятельный персональный выбор видеоматериалов и формирование программ с личными предпочтениями. Следует отметить, что наряду с обилием доступных ТВ программ, увеличивается круг провайдеров информационных услуг, дополняющих вещателей – это различные компании, создающие в Интернет для своих многомиллионных покупателей и клиентов привлекательные видеопорталы. Расширяется круг любителей, готовых передавать свой контент как для индивидуального, так и для массового распространителя. Складывающаяся обстановка существенно повлияет на стратегию ТВ вещания и в первую очередь в части дальнейших усилий по повышению привлекательности контента ТВ программ.

Возрастающая значимость этой задачи для вещательных компаний и создателей контента в связи с расширяющимся внедрением ТВЧ, 3D ТВ, ВИС и старта УВЧТВ становится еще более очевидной. Как было отмечено выше, достигнут прогресс в эффективном электронном преобразовании 2D в квази-3D изображения и в других такого рода способах повышения качества воспроизводимых ТВ изображений. В связи с этим по предложению России (МСЭ-Р РФ Док. 6Q/100 от 23 марта 2005 г.) в Вопрос МСЭ-Р 44-1/6 включены задачи измерения и контроля искажений при предобработках сигналов.

Приняты документы по всемирному вещательному роумингу (ВВР – WBR) – Вопрос МСЭ-R 136/6, Док. 6/82, 29 октября 2012. Понятие роуминг (анг., rouming – странствование) заимствовано из сферы сотовой связи. В данном случае понятие роуминг в первую очередь подразумевает возможность доступа к контенту в разных средах и зонах вещания, даже при использовании в них отличающихся стандартов.

Развитие ВВР и прогресс в инфокоммуникационных технологиях (Интернет, мобильный IP, смартфоны и др.) отражает всеобъемлющая концепция всемирного информационного роуминга ВИР (Стандарт, 2011, № 9).

Появились основания надеяться (МСЭ-Р. Док. 6A/142, 10 октября 2012), что стремление к одной многофункциональной электророзетке применительно к ШПД в ряде случаев может стать достижимым.

Видеоинформационные системы (ВИС) – это многофункциональные интерактивные системы, впервые обеспечивающие высококачественное наружное ТВ вещание, воспроизведение 2D/3D видеоинформации на экранах различных размеров в многолюдных местах, как на открытом пространстве, так и в закрытых помещениях. Изучение ВИС были начаты по предложению России (МСЭ-Р РФ, Вопрос МСЭ-Р "Развитие средств мультимедиа", Док. 6Х/7, 7 апреля 2008).

Экраны ВИС, в том числе виртуальные, необходимы также для оповещения населения, рекламы и других информационных задач. Они в значительной мере заменят традиционные афиши, плакаты и другие малоэффективные средства представления визуальной информации, будут сопряжены с экранами мобильных терминалов, бытовой электроники. Места установки экранов и контент ВИС должны регламентироваться.

В отличие традиционных двух форм телесмотрения – домашнего и мобильного, когда получателем осуществляется исключительно индивидуальный выбор предпочитаемой им видеоинформации, понятие ТВ вещание в ВИС отражает условия, при которых получатель может воспользоваться видеоинформацией с предоставляемым ему заданным контентом независимо от того, где бы она им не наблюдалась – как внутри помещений, так и снаружи. Эту третью форму телесмотрения предстоит изучить как в творческом, так и в техническом планах.

Внедрение ВИС долго сдерживалось из-за проблем со звуковым сопровождением с помощью обычных громкоговорителей, т.к. из-за помех их зона действия ограничена.

На новые ВИС получены российские (рис. 4а, в, г) и международный (рис. 4б) патенты. Они обеспечивают звуковое сопровождение на разных языках, а также интерактивное взаимодействие с экраном с помощью терминалов мобильной связи (рис. 4а, б, в). Звуковые прожекторы (рис. 4г) могут подавать звук в ограниченную область пространства у экрана, вне которой его практически не слышно. Например, можно создавать зоны слышимости пучков диаметром от 2 м до 200 м. Каждый прожектор может передавать звук на разном языке. Объединение множества вездесущих интерактивных экранов и полиэкранов ВИС с многомиллионных парком мобильных терминалов позволит значительно увеличить трафик мобильных и других средств связи.

Рис. 4. Патенты на новые видеоинформационные системы


Рис. 4а

Рисунок-4а


Рис. 4б


Рисунок-4б


Рис. 4в


Рисунок-4в


Рис. 4г


Рисунок-4г

 

Среды и средства передачи и приема информационных и интерактивных данных (рис. 3). Это наземное и спутниковое ТВ вещание, прогресс в мобильной связи – LTE (система MBMS и ее усовершенствования), кабельное ТВ, облачные технологии и др. Расширяется децентрализация формирования контента с обилием географически разнесенных источников, многонаправленное интерактивное его распределение. Зрители участвуют в отборе желаемого контента и др. Каждый из перечисленных способов обладает преимуществами и ограничениями. Поэтому, на данном этапе, предпочтение отдано эффективной интеграции – интегрированным вещательно-широкополосным системам (IBB) (рис. 2-12). Целесообразно создать 2-3 совместные опытные зоны наземного цифрового ТВ вещания с 1-2 мультиплексами, мобильного ТВ по профилю DVB-T2 Lite, мультимедиа, LTE с поддержкой такого рода задач, станций когнитивного радио и др. На основе тестирования можно объективно оценить реальные возможности гармонизации этих служб.

В 2004 г. было принято решение о внедрении в РФ системы DVB, в наземное цифровое ТВ вещание (НЦТВ) – DVB-T (система В в Рекомендации МСЭ-Р ВТ.1306). В 2011 г. решено перейти на новую систему DVB-T2 в соответствии с Рекомендацией МСЭ-Р ВТ.1877, принятой в 2010 г. Были проведены работы по частотному планированию при внедрении DVB-T2. Их результаты (МСЭ-Р РФ Док. 6А/592, 22 сентября 2011 г.) включены в Рекомендацию ВТ.2033 по критериям планирования, включая защитные отношения для системы DVB-T2.

Значительно возрастает роль интерактивности (рис. 2-7). Принят новый стандарт кодирования изображений HEVC МСЭ-T H.265/ИСО/МЭК 23008-2. При нем потребуется лишь половина скорости передачи в битах его предшественника – "усовершенствованного кодирования изображений" (AVC) Части 10 МСЭ-Т H.264/MPEG-4.

Полосы частот наземного ТВ вещания. Две сессии (в 2004 и 2006 г.г.) Региональной Конференции по радиосвязи (РКР 2004 / 2006), решили задачи частотного планирования НЦТВ в 119 странах, в том числе в России, в полосах частот 172-230 и 470-862 МГц. Следует особо отметить впервые достигнутое на РКР-2004 [1] официальное признание статуса списков ТВ станций на всей территории Азербайджана, Армении, Грузии, Казахстана, Кыргызстана, России, Таджикистана, Туркменистана и Узбекистана, в указанных выше полосах частот. Это около половины дефицитного диапазона частот ниже 1ГГц!

Таким образом, в России и перечисленных странах была обеспечена возможность не только внедрения НЦТВ, а также принятия решений о дальнейшем использовании закрепленных частот.

Всемирная конференция радиосвязи в 2012 г. (ВКР-12) определила условия использования полосы частот 790-862 МГц системами наземной мобильной службы (IMT) в районе 1, а также идентифицировала дополнительно полосу частот 694-790 МГц для развития после 2015 г. в Районе 1 систем IMT.

В соответствии с Резолюциями ВКР-12 по этой теме, упомянутым выше решением РКР-2004/2006 Государственной Комиссией по радиочастотам (ГКРЧ) 16 марта 2012 г. утвержден план мероприятий по реализации решений ВКР-12.

Важно отметить, что частотные ТВ каналы в полосе ниже 100 МГц и сейчас покрывает ТВ вещанием большие территории. Они сохранены и не входили в повестку дня РКР 2004/2006.

Заключение

  1. Стартовые положения Концепции направлены на реализацию сформулированного тезиса: Многофункциональное цифровое ТВ вещание – "везде и всегда", где оно востребовано, как "для всех", так и "для каждого".
  2. Стартовые положения основаны на новой модели тракта цифрового ТВ вещания. Она предусматривает интерактивную 2D/3D экранизацию с высочайшим качеством ТВ изображений на экранах крупных размеров, включающую ТВ вещание, ВИС, совместно с мобильной связью, Интернет, ШПД и всемирным информационным роумингом, с использованием интегрированных вещательно-широкополосных систем.
  3. Последние международные решения и прогресс технологий обеспечивают стартовым положениям мировую поддержку, подтверждающую целесообразность их использования при комплексном и коллективном подходе к разработкам концепции и ФЦП на следующие 5-10 лет с учетом инноваций и перспектив.
  4. Инициативы и вклад России в формирование ряда компонент нового тракта многофункционального цифрового ТВ вещания получили мировое признание.


[1] М.И. Кривошеев был заместителем руководителя делегации России на РКР-2004 и избран председателем этой конференции.