Компьютеры
19 августа 2003, 00:33

Цифровое телевидение: в ожидании чудес невозможных

Настоящее и будущее рынка цифрового телевещания. Краткий обзор стандартов, история становления и перспективы развития ЦТВ.

По сути своей, все стандарты цифрового телевидения (ЦТВ), вокруг которых бушуют такие страсти и уже сломано столько копий, являются наиболее успешными попытками практического решения задач цифрового представления и сжатия информации, теория которого была сформулирована и доказана в трудах Н. Винера, К. Шеннона, А. Колмогорова, В. Котельникова еще в 30-х годах ХХ века. Интересно, что введение изданной в 1965 году книги «Телевидение и теория информации»1, где были изящно и доступно изложены теоретические положения цифровой компрессии видеосигнала, содержало и такую «отрезвляющую» фразу: «К сожалению… практика применения теории информации в телевидении пока еще стерильна». Сегодня, четырьмя десятилетиями позже, наконец, наступило время, когда эта теория перестала быть бесплодной, и мы склоняемся над колыбелью младенца, только что пришедшего в мир. Это «новорожденное» явление — цифровое телевидение, которое (и это уже очевидно) изменит и облик самого телевидения, и образ жизни телезрителей.

65736.jpg

В массе своей аналоговая вещательная аппаратура пока еще преобладает, но довольно быстро сдает одну позицию за другой. Полтора десятка лет назад, говоря «цифровое телевидение», имели в виду использование цифровых линий связи — наземных или спутниковых — для дальней передачи аналогового телевизионного сигнала, оцифрованного на выходе студии. На приемном конце его снова превращали в аналоговый, который и получал пользователь. Затем цифровая техника мало-помалу стала проникать в собственно телевидение. Появились цифровые генераторы спецэффектов, корректоры временных искажений, микшеры, коммутаторы… Постепенно формировались цифровые комплексы подготовки программ, существенно расширившие возможности режиссера и повысившие качество телевизионной картинки. Но говорить о полномасштабном переходе к действительно цифровому телевидению стали только после появления систем цифрового телевизионного вещания.

Что касается России, то за точку отсчета, очевидно, следует принять июль 1997 г., когда на собрании СЕРТ (небезызвестное собрание «Честер-97» по планированию цифрового наземного телевизионного вещания в Европе) наши специалисты обратили внимание на усиленное давление со стороны ряда европейских администраций с целью ускорить внедрение систем цифрового наземного телевещания.

Результатом консультаций, всевозможного рода совещаний и встреч на различных уровнях стала одобренная уже в 1998 году «Концепция внедрения наземного цифрового вещания в Российской Федерации». Если верить ей, то к 2015 году в России все телепередатчики должны будут работать только «в цифре». Нам с вами сложно судить сегодня, так ли уж необходимо было пять лет назад форсировать события, стараясь предопределить пути развития телевидения аж на два десятилетия вперед.

Почему нас так торопят с принятием стандарта — понятно. Европейцы, в частности, видят в этом реальный шанс выиграть у Америки и Японии гонку за завтрашний рынок телевизоров, студийной и вещательной аппаратуры, завтрашнего зрителя (и, не забывайте, рекламопотребителя). И дело здесь вовсе не в мегабитах, децибелах или килогерцах, а в том, как распределятся рабочие места и деньги, необходимые для создания абсолютно новой системы вещания. С такой ситуацией мы уже встречались. Она повторяется снова и снова при возникновении очередного «PR-смерча» технологической революции. Вспомните, например, как лет двадцать назад нам прямо-таки навязывали аналоговый стандарт телевидения высокой четкости.

Никто не спорит, что ЦТВ — нужно. Но есть три нерешенных вопроса, вызывающих шквал эмоций и страстные споры сторонников той или иной точки зрения. Это — выбор стандарта, определение полос частот и осуществление контроля над распространением цифрового контента.

Борьба за стандарт

На поле битвы за ЦТВ основными соперниками сегодня являются европейский стандарт DVB, американский ATSC и японский ISDB. Не углубляясь в технические подробности, взглянем на них глазами потребителя и вещателя.

В Европе сигналы ЦТВ рассматриваются как часть «начинки» общего телекоммуникационного «контейнера», в котором передается самая разная информация. Телепрограмма в такой системе — всего лишь некий объект, наравне с другими объектами — файлами данных, рисунками и текстами. Для приема такого контейнера предполагается применять некое новое интеллектуальное программно-управляемое устройство, названное Set Top Box (STB), которое позволяет принимать цифровые потоки из различных физических каналов — спутниковых, кабельных или наземных. Изображение выводится на обычный телевизор, звук — на домашнюю стереосистему, файлы — на персональный компьютер и т. д. При наличии обратного канала и специального программного обеспечения телезритель получает возможность выбирать любую из предлагаемых дополнительных услуг ЦТВ (конечно, при условии, что он за нее платит).

Впечатляющие возможности такой системы уже продемонстрировала BBC в Великобритании. Здесь, кроме традиционных телепередач, абоненту предлагается, не вставая с кресла у телевизора, принимать и отправлять электронные и факсимильные сообщения; работать с базами данных; при просмотре футбольного матча выбирать ту камеру (из установленных на стадионе), которая «смотрит», например, на любимого игрока, на определенное место на поле или трибунах; участвовать во всевозможных голосованиях и опросах; покупать товары и услуги по кредитной карте и т. п. Это — относительно новый рынок платных услуг, объемы и возможности которого еще не до конца осознаны самими вещателями.

В США ситуация иная. Основная ставка развития цифрового телевидения сделана здесь на телевидение высокой четкости (ТВЧ). Поэтому в стандартной полосе телеканала телевещатели передают только одну телепрограмму, но программу, в которой и изображение, и звук только высшего качества. Понятно, что, поскольку ресурс использован для обеспечения ТВЧ-вещания, то ничего дополнительного в этот канал «впихнуть» уже не удается.

Мало того, американцы попросту «выпихивают» вещание из традиционных полос частот, официально «закрывая» с 2008 г. аналоговое телевещание, обязывая производителя после 2004 г. выпускать только телевизоры, способные принимать сигналы ЦТВ.

Стандарт DVB-T, безусловно, более гибок, он позволяет телевещателю выбирать скорость передачи, параметры модуляции и кодирования. Низкоскоростные режимы могут быть использованы для увеличения дальности приема без увеличения мощности передатчика, а также для мобильного сервиса. За эти возможности приходится расплачиваться либо уменьшением числа телепрограмм в телеканале, либо понижением их качества.

Японский ISDB очень похож на DVB и представляет собой некий разумный компромисс между двумя предыдущими. Он еще более гибок, главной его целью декларируется интерактивность и интеграция всех служб вещания.

Что касается качества изображения, то поскольку все три стандарта используют один метод компрессии MPEG-2, при прочих равных условиях качество они должны обеспечивать одинаковое. Это в корне отличает цифровое телевидение от аналогового, где картинка SECAM заметно хуже той же картинки PAL. Кроме того, для ЦТВ вопрос «Что лучше?» совершенно неуместен. Ведь если в аналоговом телевидении способ кодирования цвета и модуляция влияют на качество изображения, то в цифровом ТВ от метода модуляции и кодирования зависит лишь надежность приема, и если прием обеспечен, то картинка всегда получается «чистой» (без сетки, муара, снега и пр.). В противном случае изображение рассыпается на пикселы, и мы имеем просто надпись «нет сигнала» на темном экране. Таким образом, для телезрителя безразлично, по какому цифровому стандарту происходит доставка изображения к телевизору, поскольку качество сигнала у зрителя будет определяться только качеством его приемника. Это, помимо всего прочего, означает еще и то, что от стандарта никак не зависит, сколько заплатит потребитель. Это будет определяться не стандартом, а набором предлагаемых услуг.

Поэтому если на выбор стандарта сегодня не влияет политика, то, вероятно, не следует оставлять этот выбор на усмотрение вещателя. Доводы сторонников «жесткого регулирования» о том, что при наличии двух стандартов зрителям придется покупать два телевизора, не выдерживают критики. Многосистемные телеприемники давно уже не экзотика.

На частотном фронте

Что касается частот, то тут имеется две возможности. Обе они предусматриваются уже упоминавшейся «Концепцией». Первая — использовать новые полосы, где телевидения пока нет, а именно, как предусмотрено Регламентом радиосвязи, — в диапазоне 800 МГц. Вторая — переход на цифру в «традиционных» дециметровых вещательных каналах.

В конце 90-х годов основная ставка была сделана на диапазон 800 (726–862 МГц). Причиной тому, по-видимому, была та кажущаяся легкость, с которой военные в свое время расстались с частотами GSM. Однако уже седьмой год во исполнение решения ГКРЧ от 31.03.97 (№ 44/2) и приказа Госкомсвязи России от 04. 02. 98 № 21 ведутся поиски «дополнительного частотного ресурса» в диапазоне 726–790 МГц для аналогового телерадиовещания — пока, кстати, безуспешно.

Но в науке, как известно, отрицательный результат — тоже результат. Наверное, пора прекратить попытки продолжения «конверсии радиочастотного спектра», которые по различным причинам желаемых плодов не приносят. Очевидно, ситуация, в которой можно было заставить военных «потесниться», уже исчерпана. Все, что можно было относительно бескровно отобрать, давно отобрано. А это значит, что для решения сегодняшних задач методы десятилетней давности непригодны. Необходимо понять, что конверсия не самоцель, а всего лишь средство. Причем — не единственное, а одно из многих. И, если не получается решить задачку таким способом, следует попробовать иначе.

В Великобритании, например, цифровое телевещание ведут в дециметровых каналах, расположенных между каналами аналогового вещания. Напомню, что по правилам на одной территории не могут одновременно работать аналоговые телепередатчики в смежных, зеркальных, гетеродинных каналах. Таким образом, из имеющегося ресурса каналов пока можно использовать, в лучшем случае, чуть больше трети. В Австралии канал ТВЧ в стандарте DVB-T работает на частоте (191,25 МГц); в Италии сообщалось об успешном опыте вещания в горной местности в радиусе 50 км от Милана при помощи 40-ваттного передатчика в 38 канале; в Испании вещают ЦТВ в 26 канале.

Лучше один раз увидеть…

Переход на «цифру» в России (по крайней мере на первом этапе) предполагает замену аналогового сигнала цифровым с сохранением существующего стандарта разложения растра, такой сигнал может быть воспроизведен любым цветным и даже черно-белым телевизором, оборудованным внешней приставкой-преобразователем.

В силу ряда технических и экономических причин система DVB-T и сценарии ее внедрения в европейских странах не могут быть скопированы в России без предварительного изучения этого вопроса и проведения экспериментального вещания. Поэтому в Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде и Владивостоке организованы опытные зоны ЦТВ в ДМВ каналах. Выполненные исследования доказали, что вести высококачественное многопрограммное цифровое телевизионное вещание вполне можно и не «покушаясь» на новые полосы частот.

ЗАО «ТелеМедиум», входящее в группу операторов «Телекоминвест», ведет с городской телебашни Санкт-Петербурга опытное вещание первого в городе канала цифрового ТВ на частотах 34-го дециметрового канала.

Зона приема пока детально не изучена, но «ТелеМедиум» обещает устойчивый прием в радиусе до 50 км от телевышки. На рисунке показаны зоны обслуживания в зависимости от характеристик антенного устройства.

map_.gif

На данный момент компания ведет трансляцию шести каналов — ТВ-21 и Fox Kids, EuroNews и CNBC, MCM и National Geographic. Абонент приобретает смарт-карту, которая вместе с подключением обойдется чуть более полутора тысяч рублей. В эту сумму включено обслуживание в течение первых шести месяцев. В дальнейшем абонентская плата составит 300 рублей ежемесячно при условии предоплаты каждых 3 месяцев. Услуги «Телемедиума» аналогичны услугам «НТВ+». Разница лишь в среде передачи сигнала.

Опытная зона ЦТВ в Москве организована ООО «Цифровое телерадиовещание». Компания предполагает провести ряд исследований по оптимизации использования полосы канала. Основные надежды на коммерческий успех проекта специалисты компании возлагают на предоставление пакета услуг телевещания на мобильные приемники, во всяком случае на первом этапе. По их мнению, важно первыми занять нишу услуг мобильного вещания, опередив в этом операторов широкополосных сетей и сотовой телефонии.

Прием мобильного пакета будет вестись на мобильные телевизионные приемники, оборудованные жидкокристаллическим дисплеем. Подобные приемники или их прототипы уже имеются у ряда компаний-производителей. По весу и размеру они сравнимы с портативными компьютерами. Предполагается, что их можно будет носить с собой или устанавливать в машине на пассажирских местах. Обратный канал, необходимый для связи с Интернетом, планируется реализовать через сети GSM. Компания собирается передавать в одном канале одновременно два пакета. Пакет для мобильного приема будет передаваться с более высоким приоритетом. В него войдут телепрограммы и небольшой поток Интернета. Каким будет содержание программ, пока не объявляется.

Именно возможность мобильного приема отличает DVB (в котором используется модуляция COFDM, позволяющая эффективно противостоять многолучевости) от ATSC, не обеспечивающего такой возможности.

Вполне понятно, что каждая новая служба ищет некое «убойное приложение» («killer application», как говорят американцы), которое позволит наверняка обойти конкурентов в гонке за деньгами пользователя. И высокой четкости, под знаменем которой шествует ATSC, европейцы пытаются противопоставить мобильный прием. Однако стоит прислушаться к словам Билла Гейтса, который утверждает в своей книге «Дорога в будущее», что «мобильное видео — это не только очень дорого, но еще и близко к чудачеству».

Другой пример — использование стандарта DVB для целей, отличных от телевидения. По решению ГКРЧ от 09. 07. 01 г. № 10/3, компания «Октод» начала 1 февраля 2002 г. эксперименты по организации высокоскоростной передачи цифровых потоков и доступа в Интернет в полосе частот 34 телевизионного канала. Эти эксперименты особенно ценны тем, что «Октод» одновременно предоставляет услуги телевизионного вещания в соседнем 35-м канале и может реально оценить взаимные помехи, если таковые будут наблюдаться. В ходе испытаний было доказано, что без ущерба для качества общий цифровой поток 15,61 Мбит/с можно было бы распределить следующим образом: 2 телеканала по 4,5 Мбит/с и один телеканал пониженного качества 2 Мбит/с, 4 канала звукового вещания по 128 Кбит/с, 2 канала мультимедиа по 395 Кбит/с и один 120 395 Кбит/с, 1 канал передачи данных 24 Кбит/с, один (прямой) канал для доступа в Интернет шириной 2,048 Мбит/с (обратный канал — по телефонной линии).

Даже без калькулятора видно, что аудитория может быть существенно расширена — как количественно (больше телеканалов), так и качественно (за счет добавления новых сервисов). На рисунке показаны зоны приема для трех режимов работы передатчика:

  1. 64 КАМ, скорость цифрового потока 23,42 Мбит/с. Обеспечивается устойчивый прием сигнала в движении только на расстоянии 4–5 км от антенны.

  2. 16 КАМ, скорость цифрового потока 15,61 Мбит/с. Обеспечивается устойчивый прием сигнала в движении в западной, северо-западной, северной, юго-западной и центральной части Москвы.

  3. 4 КАМ, скорость цифрового потока 7,81 Мбит/с. Обеспечивается устойчивый прием сигнала в движении на значительной части территории г. Москвы, также в ближайшем Подмосковье.

65735.jpg

Опытная зона ЦТВ в Москве организована ООО «Цифровое телерадиовещание».

Каждый выбирает для себя…

Итак, сегодня у нас есть выбор — продолжать исследования в диапазоне 800 МГц или переходить на цифру в «рабочих» каналах. Первый вариант для вещателя предпочтительнее, так как создание новой системы в новом диапазоне (конечно же, без сворачивания старых аналоговых сетей вещания) чрезвычайно заманчиво. Он влечет за собой существенное увеличение числа каналов, а следовательно, расширение рекламного пространства и шанс для новых компаний выйти на рынок телерадиовещания.

Однако без ответа остается вопрос о том, стоит ли эта призрачная овчинка той ощутимой в денежном эквиваленте «выделки», которая уже уплачена и еще будет уплачена за проведение исследований.

Второй вариант предпочтительнее для частотников, так как не требует перераспределения ресурса между радиослужбами. Число каналов также вырастет, но не за счет привлечения новых ресурсов, а за счет более эффективного использования старых.

Известно, что, применяя современные методы компрессии телевизионного сигнала, в полосу, занимаемую одним аналоговым телеканалом, можно «упаковать» от двух до шестнадцати каналов цифровых, качество которых будет обратно пропорционально их количеству. Можно, конечно, погоревать о том, что красоту картинки на экране нашего будущего цифрового телевизора будет определять бухгалтер, а не художник. Однако вещатель не менее семи раз подумает, требовать ли ему еще 8 МГц для дополнительного канала или втиснуть его в имеющуюся (и, что немаловажно, оплаченную) полосу, поприжав качество остальных.

Каналов станет больше, во-первых, за счет применения цифровой компрессии, а во-вторых, за счет грамотного частотного планирования. Ведь при цифровой передаче пропадают ограничения, которые не позволяют сегодня использовать большую часть имеющихся телеканалов из-за взаимных помех между ними. Вещатель здесь тоже окажется в выигрыше, но еще не сегодня. Ведь для того чтобы вместо одного аналогового канала начало вещать несколько цифровых, сначала надо прекратить вещание этого аналогового канала, то есть потерять аудиторию, рекламодателя, рейтинги, в конце концов. Затем надо затратить средства и время на переоборудование станции, обучение персонала и т. п. После чего все начинать сначала — завоевывать зрителя, привлекать рекламу. А ведь все мы еще с младенчества знаем, что «скоро сказка сказывается…».

Всё ли в нашей власти?

Когда ЦТВ прочно войдет в нашу жизнь, каналов станет больше. И проблема их наполнения еще более обострится. С каждым годом мы все более убеждаемся в том, что нам не дано не только представить информационные потребности клиентов в будущем, но и вообразить, насколько необычными они могут быть. Как образно сказал один из руководителей компании Intel, в цифровом мире главным заказчиком является не армия, а Микки-Маус. Поэтому можно смело утверждать, что ключевым фактором цифровой революции в телевидении станут вопросы управления контентом.

Клиент всегда хочет получить за те же деньги товар или услугу лучшего качества. С институтской скамьи мы знаем, что цифровые системы позволяют зрителю получить идеальные копии аудио- и видеопрограмм. Создателей контента такое положение дел, с одной стороны, радует, и душу их греет надежда на то, что зритель когда-нибудь сможет насладиться тем же качеством изображения, которое они любовно создают на студийных мониторах. С другой стороны, само слово «цифровой» вселяет ужас в души создателей, владельцев и распространителей контента.

Индустрию медиаразвлечений довольно регулярно лихорадит от одной только мысли, что пользователи обойдя в очередной раз защиту той или иной сложности, начнут беспрепятственно копировать и распространять цифровое содержание. И у страха этого есть все основания. Доставленная зрителю цифровая информация не будет просто проходить на экран (как аналоговый сигнал сегодня). Ее можно собрать на внешних носителях, домашних медиасерверах, специальных цифровых устройствах, оснащенных программным обеспечением, позволяющим идентифицировать телепрограммы, отфильтровывая все лишнее, точно так же, как мы сегодня выбрасываем не читая рекламные листовки из почтового ящика, и вызывать желаемое содержание по требованию. Домашние записывающие станции способны взорвать сложившуюся сегодня ситуацию, при которой телевещатель в нагрузку к «бесплатным» ТВ-программам навязывает зрителю нескончаемый поток рекламы. То ли еще будет, когда телевидение станет интерактивным, ведь интерактивность и цифровизация превращают зрителя в клиента, который всегда прав.

Главное, что сейчас необходимо понять в медиаиндустрии — это то, что завтрашний рынок вещания будет коренным образом отличаться от сегодняшнего. Если сегодня побеждает тот, кто доставляет программы максимальному количеству зрителей, то завтра выиграет тот, кто сумеет обеспечить адресную доставку конкретных программ конкретным зрителям. Это доказывается тем, что всякая компьютеризация всегда приводит к индивидуализации услуги, а продавать индивидуальную услугу за более высокую цену всегда выгоднее, чем торговать стандартными услугами, тем более, что в 90% случаев покупатель выбирает вовсе не то, что вы стараетесь ему продать.

Строго говоря, положению тех, кто контролирует сегодня средства массовой информации, не позавидуешь. Вскормленные Интернетом и свободой слова, наши дети не согласны, чтобы «кто-то там» определял, что, где и когда им смотреть, слушать или читать. Будущее цифровых средств массовой информации всех форм и видов определится тем, даст ли интерактивность зрителю инструмент контроля над СМИ, чтобы он мог смотреть в любое время и в любом месте любое содержание — особенно если он за него платит. Фактически на рынке цифрового телевещания продают не новую аппаратуру и не новые услуги, здесь продают новый стиль жизни.


  1. Лебедев Д. С., Цукерман И. И. Телевидение и теория информации — Л.: Энергия, 1965. вернуться

По материалам журнала «CIO».