Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Новый этап в интеграции информационных ресурсов. Часть 1

В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Новый этап в интеграции информационных ресурсов
Часть 1

Юрий Сагдулаев
Руководитель службы развития НИИР-РадиоНет

Юрий Сагдулаев

Владимир Джалябов
Инженер НИИР-РадиоНет

Владимир Джалябов

Развитие методов и средств цифрового телевидения и радиовещания, обработки и передачи информации в сочетании с новыми телекоммуникационными и компьютерными технологиями обусловили новую ступень их применения в глобальной информационной инфраструктуре. Традиционная телефония начинает трансформироваться в массовый рынок мультимедийных услуг, включающих в себя компьютерную видеографику, средства анимации, передачу видеоизображений, музыки и т.д. Сюда следует отнести и специализированные мультимедийные приложения, необходимые в познавательной, научной, учебно-образовательной, управленческой, деловой, охранной или иной деятельности людей

Введение

Имеющиеся потребности различных государственных организаций и учреждений, деловых и коммерческих структур в доступе к новым услугам, а также современное развитие рынка Интернета уже позволили практически решать задачи по предоставлению пользователям отдельных видеоинформационных услуг, таких, как:

  • видеотелефония и видеоконференцсвязь;
  • передача программ вещательного телевидения;
  • интерактивное телевидение и трансляции видеофильмов по запросу;
  • видеонаблюдение и контроль состояния объектов;
  • дистанционное обучение и образование;
  • телемедицина;
  • передача программ радиовещательных станций FM-диапазона;
  • музыка "по запросу" и др.

Вместе с тем следует отметить, что сегодня отсутствуют интегрированные источники подобного вида информационных услуг, которые могли бы быть самостоятельно использованы операторами связи для целенаправленного предоставления их пользователям. Одним из путей для решения данных вопросов является создание центров видеоинформационных услуг, которые позволят собрать и объединить видеоуслуги в один пакет. Успешное предоставление операторами связи на рынке сбыта товарной продукции относительно новых нетрадиционных услуг одновременно с имеющимися обеспечит дальнейшее логическое расширение их возможного спектра и определит новый этап в сфере деятельности передовых телекоммуникационных компаний.

Рассматриваемые видеоуслуги могут быть востребованы различной категорией пользователей. В первую очередь сюда следует отнести посольства и различные представительские организации России в странах ближнего и дальнего зарубежья, физические лица (видеотелефония), министерства по чрезвычайным ситуациям и их региональные подразделения (видеосвязь), охранные службы и отдельные физические лица (видеонаблюдение и контроль объектов), общественные и коммерческие структуры (видеоконференц-связь), образовательные, научные и медицинские учреждения (дистанционное обучение и консультации), гостиничные комплексы, Интернет-кафе, культурно-развлекательные организации (видео и музыка по "запросу", видеотелефония, видеоконференц-связь) и т.д.
Касаясь вопроса реализации Интернет-телевидения, а также Интернет-радиовещания, следует отметить, что они не предназначаются для конкуренции с существующей традиционной системой эфирного вещательного телевидения или радио, а, наоборот, должны способствовать их географическому расширению и дополнению. Это может происходить в рамках какого-то города, региона, где формируются исходные телерадиовещательные программы (например, Москвы), отдельной страны или в планетарном масштабе путем передачи тех же ТВ- или радиовещательных программ, но уже по глобальной сети Интернет. В этом прежде всего заинтересованы сами телерадиовещательные компании любого уровня благодаря имеющимся достоинствам Интернет-телевидения или Интернет-радиовещания.

Проблемы традиционного эфирного телевидения, которые нельзя исключить, в первую очередь связаны с многолучевым распространением радиоволн в условиях крупного города, наличием зон радиотени, приводящих к ухудшению качества принимаемого ТВ-изображения, иногда к значительному за счет дополнительного воздействия различных электромагнитных помех. Кроме того, можно назвать нехватку эфирных частот для данного региона, необходимость постоянного увеличения зоны вещания и уверенного приема ТВ-сигналов, а также количества передаваемых программ и т.д. Все эти проблемы перестанут быть значимыми при использовании Интернета. Пользователь, имеющий доступ к Интернету, может принимать любую ТВ- или радиовещательную программу (отечественную или зарубежную), представленную в Интернете, даже если она не транслируется в данном регионе.

Принцип построения центров видеоинформационных услуг

На рисунке представлена общая схема формирования и доставки видеоинформационных услуг. Для решения задач по доставке услуг такого рода в распоряжении пользователей имеется Центр видеоинформационных услуг (цифровая видеоАТС), который включает в себя:

  1. коммуникационный узел (КУ), имеющий выход на сеть передачи данных и Интернет. Основными функциями КУ являются маршрутизация, управление трафиком, организация связей и оперативное управление доступом абонентов к пулу серверов. Кроме того, на него возлагаются задачи по обеспечению безопасности и предотвращению несанкционированного доступа к локальной сети Центра;
  2. многофункциональный видеопортал, включающий в себя: серверы ТВ-вещания, интерактивного телевидения и трансляции видеофильмов, радиовещания, видеоконференц-связи и видеотелефонии, видеоконтроля состояния удаленных объектов, дистанционного обучения и образования, телемедицины; сервер приложений; сервер мониторинга, каждый из которых может иметь свою определенную базу данных. Данный серверный пул формирует услуги видеопортала — справочные, познавательные, образовательные, контрольно-охранные и др. Каждый сервер соединен с отдельным портом коммуникационного узла с помощью скоростного канала Fast Ethernet;
  3. сервер доступа, который служит для подключения абонентов Центра видеоинформационных услуг через коммутируемые или выделенные каналы связи, осуществляет их авторизацию и аутентификацию;
  4. локальную сеть, объединяющую сервер мониторинга и персональные компьютеры (ПК) служб Центра видеоинформационных услуг (групп технического и программного сопровождения и др.);
  5. периферийную часть, включающую источники сигналов программ телевидения и радиовещания, видеонаблюдения и др., а также соответствующее оборудование для приема и передачи сигналов в серверный пул центра.

Услуги радиотелевизионного вещания

Как известно, Интернет является объединением большого множества сетей, использующих протоколы передачи данных TCP/IP, в соответствии с которыми данные передаются пакетами. Каждый из них снабжается соответствующим адресом получателя. Для решения поставленных задач передачу видео- и аудиоданных через Интернет необходимо осуществлять со скоростью, позволяющей в реальном масштабе времени воспроизводить движущиеся объекты и звук. Качество изображения и звукового сопровождения определяется реальной пропускной способностью сети на всем протяжении пути от видеосервера - отправителя данных до компьютера - получателя.

Обеспечение ТВ-вещания через Интернет и приближение его к качеству современных систем телевидения осуществляется поэтапно, путем решения следующих задач:

  • создание и применение новых высокоэффективных алгоритмов кодирования и обработки видеоизображений для их сжатия и передачи пользователю в реальном масштабе времени;
  • увеличение пропускной способности каналов связи, доступных для рядового пользователя;
  • обеспечение гарантированного качества передачи компрессированных данных через Интернет;
  • осуществление многоадресной передачи видеоданных, когда один пакет с данными от видеосервера одновременно направляется большому числу пользователей.

Функциональная модель технологии ТВ-вещания через Интернет включает последовательность операций, отражающих процесс формирования, обработки и передачи информации. Для передачи по каналу связи сигналов ТВ-изображений, звукового сопровождения, отдельных данных и формируемых программ эти сигналы подвергаются преобразованию из аналоговой формы в цифровую, кодированию, сжатию и мультиплексированию в единый поток. Туда также добавляются управляющие сообщения системы общего или ограниченного доступа, которые совместно с системой управления (администрирования) абонентами обеспечивают прием требуемых программ. В передающей части системы ТВ-вещания через Интернет формируется поток транспортных пакетов, проходящий через сетевой адаптер, где осуществляется кодозащита, преобразование структуры потока данных и др.

Поскольку для обработки и формирования сигналов радиовещательных программ должны выделяться отдельные серверы радиовещания, на сегодня решение проблем использования узкополосных каналов связи для передачи сигналов звукового сопровождения (высококачественной музыки и речи) не вызывает особых технических затруднений.

Услуги интерактивного телевидения

Интерактивный режим в системах ТВ-вещания рассматривается как дополнительное средство, способствующее получению зрителями большего числа услуг. Основные применения интерактивного канала связаны с заказом тех или иных программ вещательного телевидения либо ее какой-то части, пробудившей определенную заинтересованность у людей. Показ может осуществляться в заданное время, заданными частями, в требуемом виде и т.д. К данным услугам относятся:

  • передача текущей программы телевидения того или иного канала, либо ранее транслированного в эфире по заблаговременному запросу абонентов;
  • трансляция кино- и видеофильмов как общеизвестных, так и специализированных, посвященных определенной области знаний;
  • передача по запросу расписаний программ ТВ-вещания и сведений об их содержании;
  • другие виды услуг, связанные с наличием обратного канала между пользователями и провайдером видеоинформационных услуг.

Функциональная модель технологии интерактивного телевидения и трансляции видеофильмов включает:

  • источники информации текущих и ранее транслированных ТВ-программ, видеофильмов, хранящихся в оперативной и долговременной памяти системы;
  • прямой вещательный канал интерактивного телевидения, представляющий собой совокупность аппаратно-программных средств и устройств обработки и передачи информации от Центра до пользователей.

Общая схема формирования и доставки видеоинформационных услугВ общем случае реализация интерактивного телевидения предусматривает наличие обратного канала от пользователя к провайдеру. Сегодня известны три способа организации обратных каналов: использование эфирной радиопередачи, организация обратных каналов с помощью существующих телефонных сетей общего пользования или сетей кабельного телевидения. Обратные каналы могут быть самой различной природы: от коммутируемых каналов телефонной сети общего пользования до специального узкополосного спутникового.

Поскольку число пользователей системы интерактивного телевидения, одновременно адресующихся к Центру, может достигать огромного числа, встает задача обеспечения множественного доступа с использованием специальных протоколов, которые известны и требуют своей оптимизации для качественного решения поставленных задач.

Программное обеспечение серверов интерактивного телевидения и трансляции видеофильмов должно обеспечивать прием запроса от пользователя, нахождение в базе данных требуемого фрагмента ТВ-передачи или другой видеоинформации и отправки их по назначению. В этой системе (подсистеме Центра) лучше использовать два различных сетевых интерфейса — один для приема команд запроса от пользователей, другой, более высокоскоростной — для передачи видеоинформации. Основная нагрузка будет приходиться на дисковую подсистему видеосервера и на шину, обеспечивающую передачу большого объема видеоинформации от дисковой подсистемы к сетевым интерфейсам.

Узким местом в системе "видео по запросу" по сравнению с другими видами видеоуслуг является сетевая инфраструктура. В зависимости от требуемого качества изображения поток видеоданных, идущих от Центра к одному пользователю, должен направляться со скоростью до 2 Мбит/с и выше в зависимости от выдвигаемых требований и финансовых возможностей пользователя. Поэтому необходимо предусматривать три варианта доставки видеоинформации — среднего, повышенного и высокого качества.

Для использования видеоданных, поступающих с видеосервера Центра, у пользователя должно быть пециальное программное обеспечение, которое будет обрабатывать эти данные. Спектр клиентских устройств, используемых для обработки видеоданных, достаточно широк. Предусматривается, что пользователь будет иметь возможность просмотра видеоданных немедленно или через определенное время. Причем в последнем случае передача видеоматериала может быть начата автоматически (в соответствии со временем заказа), а может быть инициирована пользователем. Для большого архива видеоматериалов необходимо время для загрузки фильма с CD-ROM или другого архивного носителя в базу данных, а также осуществление оперативного учета и контроля доступа и его разграничения на разных уровнях, чтобы обеспечить сохранность информации и невозможность ее несанкционированного использования.

Все получаемые видеоуслуги и действия по их предоставлению должны регистрироваться в биллинговой системе.

Продолжение следует...

Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #6, 2003
Посещений: 13866

  Автор

Юрий Сагдуллаев

Юрий Сагдуллаев

Руководитель службы развития НИИР-РадиоНет

Всего статей:  9

  Автор

Владимир Джалябов

Владимир Джалябов

Инженер НИИР-РадиоНет

Всего статей:  2

В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций