В рубрику "Регулирование и стандарты" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Марк Харитонов
Эксперт
Михаил Стругацкий
Эксперт
В интервью В.Г. Маковеева (ВС, 2007, № 4) "Ко- му нужно эфирное цифровое телевидение в России" было высказано мнение, что "российское телевидение 2015 года будет очень похоже на современное американское телевидение". В многочисленных и разнообразных откликах читателей на этот тезис чаще всего звучала просьба рассказать подробно и объективно о происходящем теперь в США процессе перехода с аналоговой системы NTSC на цифровую ATSC. Нам удалось найти в Америке "своих авторов", которые согласились написать в форме диалога цикл статей на эту тему. Для нас очень ценно, что авторы давно живут "американской жизнью", но сохранили вполне адекватное представление о российской действительности. Мы постарались по возможности сохранить в тексте оригинальные слог и манеру изложения. Предлагаем читателям ВС первую статью этого цикла
Более 30 лет мы - Марк Харитонов (М. X.) и Михаил Стругацкий (М. С.) - работаем в области телевидения и телекоммуникаций, занимаясь обработкой,записью и передачей видеосигналов как в аналоговой, так и в цифровой формах. Так получилось, что примерно одну половину этого времени мы работали в России (во ВНИИТР), а другую - в США, в таких компаниях, как Hitachi Telecom, SeaChange, Arris, Western Digital. И вот у нас произошла встреча в Атланте (штат Джорджия, США), где мы являемся не только разработчиками телекоммуникационного оборудования, но и потребителями цифрового ТВ и других сервисов кабельных и телефонных компаний. Мы довольно часто беседуем на профессиональные темы, и постепенно у нас сложилось убеждение, что некоторые наши суждения о цифровом телевидении в США могли бы быть любопытны, а может, даже и полезны нашим друзьям и коллегам в России, особенно сейчас, на цифровом перепутье. Поэтому мы, по совету В.Г. Маковеева (нашего бывшего директора по ВНИИТР), решили предложить наши диалоги о путях развития американского телевидения, его достижениях и проблемах журналу Broadcasting.
Диалог 1. Эфирное вещание: здравствуй HDTV, прощай NTSC
М.Х.: Михаил, с чего бы Вы начали рассказ об эфирном вещании - история, настоящее, будущее?
М.С.: Мне кажется, что надо начать с настоящего, вспоминая прошлое и заглядывая в будущее. Ведь сейчас мы находимся на одном из наиболее важных этапов развития телевидения: смене эпох, когда обе технологии формирования и доставки ТВ-программ - аналоговая и цифровая живут бок о бок. Давайте расскажем читателям об американском плане отключения аналоговых передатчиков ("Analog switch-off").
М.Х.: Согласно решению Federal Communication Comission (FCC -Государственная комиссия по связи, регулирующая правовые и технические вопросы всех отраслей связи) до этого осталось чуть больше года: дата отключения - 17 февраля 2009 г.
М.С.: Вы думаете, что на этот раз отключение действительно произойдет? Ведь назначенные даты уже нарушались в прошлом (первый раз отключение планировалось в 2006 г. - примерно через 5 лет после начала цифрового вещания). М.Х.: На этот раз правительство действительно настроено серьезно: изданы постановления для производителей ТВ-приемников и DVD-плейеров, обязывающие их начиная с 1 марта 2007 г. встраивать тюнеры для цифрового ТВ. Также каждая семья имеет право на два ваучера (по 40 долларов каждый), чтобы купить приставку для приема цифрового ТВ на обычный телевизор. Для этого правительством США выделено 990 миллионов долларов с последующим выделением еще 550 миллионов, т.е. в бюджете предусмотрена помощь примерно 20 млн семей. Так что если производители бытовой электроники не подведут - в чем сомнений мало, то эта дата реальна. Цены на HDTV-телевизоры с плоским экраном падают примерно на 50% в год последние два года. Аналоговые телевизоры больше не производятся, хотя парк таких телевизоров в стране, где живет более 100 миллионов семей, огромен.
А готовы ли к отключению вещатели?
М.С.: На примере 9-го по величине телевизионного рынка страны - города Атланты (5,3 миллиона человек) я бы ответил утвердительно. Цифровое вещание в Атланте началось в 2002 г. Сейчас параллельно аналоговое и цифровое вещание в городе ведут 8 коммерческих и 2 общественных телестанции. "Большая четверка" - телекомпании ABC, CBS, NBC, FOX - уже сейчас производят большинство контента в HDTV-формате.
М.Х.: Я слышал, что после завершения "Analog switch-off" FCC продаст с аукциона некоторую часть эфирного спектра. Знаете ли Вы какие-нибудь подробности?
М.С.: Да, уже в январе 2008 г. начнутся такие аукционы. Будут проданы 5 блоков частот в диапазоне UHF - каналы 52-69 (700-860 МГц). Ожидаемая прибыль от продажи превысит 10 миллиардов долларов, так что расходы государства на "Analog switch-off" окупятся многократно. Основными участниками торгов будут, по-видимому, телекоммуникационные компании-гиганты Verison Wireless, AT&T, Frontline Wireless и Интернет-гигант Google.
М.Х.: Михаил, а можно поподробнее рассказать о технологии эфирного вещания в США?
М.С.: На рис. 1 показана структурная схема эфирного и спутникового вещания в США. Мы видим, что контент четырех главных телесетей страны, производимый в основном в HD-формате, интегрируется и распространяется по основным метрополиям (крупным городам) в цифровой форме с помощью системы спутниковой связи FSS (Fixed Services Satellites). В каждой метрополии, а их десятки, работают телестанции-филиалы (аф-филиаты) каждой из национальных сетей. Основным вкладом этих телестанций является производство местного контента - новостей, рекламы. Причем новости (за исключением репортажей) также производятся в HD-формате. Местная программа транслируется в эфир с телебашни данной телестанции. Обычно в крупном американском городе расположено около 10 башен высотой примерно 350 м. Мощность цифровых передатчиков - 50-80 кВт. Поскольку каждая станция передает в эфир только один цифровой поток, мультиплексирование отсутствует (канал FOX - это исключение, он мультиплексирует Standard Definition (SD)- и High Definition (HD)- версии своих программ). В основном вещание ведется в UHF-диапазоне. Из рис. 1 также следует, что "местные" версии каналов главных телесетеи поступают на кабельные и спутниковые Direct Broadcast Satellite (DBS) головные станции и включены в список их программ. Эти каналы очень популярны: кабельщики используют как аналоговую, так и цифровую их версии.
Марк, мне кажется, что пора познакомить наших читателей со стандартом американского цифрового ТВ.
М.Х.: Здесь Америка в который раз проявила свое несогласие с Европой: стандарт DVB-T не пришелся по душе FCC. Принят стандарт ATSC А/53, использующий модуляцию 8-VSB вместо COFDM. FCC считает, что этот вид модуляции больше подходит к американским географическим условиям, обеспечивая лучшее покрытие сельской местности. Хотя в условиях многолучевого распространения, присущего большим городам, модуляция OFDM, принятая в европейском стандарте, по-видимому, более предпочтительна. В канале полосой 6 МГц (опять же, это не Европа) можно передавать информацию со скоростью 19,4 Мбит/с, т.е. можно мультиплексировать (статистически) до 5-6 программ SD или передавать одну SD- и одну HD-программы. Применяется два формата High Definition (HD) телевидения -1280х720р или 1920xl080i. Различные вещатели отдают предпочтение тому или иному формату, хотя визуальное качество изображения приблизительно одинаковое. Для видео используют компрессию MPEG-2, MP@ML или MP@HL, звук кодируется по системе Dolby Digital АС-3 (так называемая конфигурация 5,1).
М.С.: Марк, от технических деталей я предлагаю перейти к обсуждению человеческого фактора. А что может ожидать телезритель от "Analog switch off"?
М.Х.: Михаил, а много ли телезрителей эфирного ТВ в Атланте?
М.С.: Хороший вопрос. В типичном американском городе, таком как Атланта, 9/10 населения живут за его пределами, на расстоянии 20-60 км от телебашен. Живут в основном в 1-2-этажных домах, где антенну на крышу так просто не поставишь (ассоциации домовладельцев или менеджеры комплексов наемных квартир не разрешат, чтобы не портить окружающий пейзаж). Прием на комнатную антенну возможен, но не более одной-двух станций. С другой стороны, кабельное-ТВ предлагает базовый набор программ (примерно 25) за очень умеренную месячную плату (равную примерно 3-часовой зарплате неквалифицированного работника). Выбор очевиден. Прямое спутниковое вещание - DBS также предлагает "местные" программы, но об этом в следующем разделе статьи. Кабельные операторы в США не торопятся отключать аналоговые каналы.
Для этого есть веские причины, о которых мы еще поговорим. Так что для абонентов кабельного и спутникового (а оно уже несколько лет уже цифровое) телевидения, составляющих 95% населения Атланты, после 17 февраля 2009 г. ничего не изменится.
М.Х.: А как насчет оставшихся 5%?
М.С.: Они или купят цифровые HD-телевизоры, которые через год станут весьма доступны по цене, или, получив 40-долларовые ваучеры, приобретут приставки, имеющие ATSC-тюнер и демодулятор. Поскольку на среднюю семью в США приходится 2,3 телевизора, чаще всего, видимо, будут комбинироваться оба варианта.
М.Х.: Все-таки могут ли эти 5% ожидать повышения качества изображения?
М.С.: По роду своей работы я уже 4 года использую эфирное цифровое ТВ (каюсь, я установил наружную антенну на крыше здания своей компании, не сообщив об этом менеджеру бизнес-парка). Могу свидетельствовать, что на цифровом мониторе с соотношением сторон 4:3 и диагональю 48 см я не вижу преимуществ цифровой SD-картин-ки перед аналоговым изображением при соотношении сигнал/шум (с/ш) больше 46 дБ. HD-формат, имеющий соотношение сторон 16:9, выглядит как широкоформатный фильм с черными полосами сверху и снизу экрана, при этом четкость изображения близка к четкости аналогового вещания. Мои выводы: на обычном 4:3 телевизоре зритель не увидит повышения качества! На экране цифрового HD-телевизора SD-формат также не имеет преимуществ перед аналоговым сигналом хорошего качества. При HD-формате значительно улучшается качество изображения на цифровом HD-телевизоре.
М.Х.: Так что, если я правильно понял, после 17 февраля 2009 года только телезрители эфирного ТВ, имеющие HD-телевизоры, смогут сказать, что настала новая эпоха?
М.С.: Абсолютно верно. Однако это узкий взгляд "технаря". А если посмотреть на этот день глазами историка, то рождение системы NTSC в день трансляции традиционного "Парада роз" в цвете (1 января 1954 года) компанией NBC вообще не имело зрительской аудитории. Цветные телевизоры системы NTSC появились в продаже только через 2 месяца, а стоимость телевизора составляла примерно половину цены нового автомобиля Ford. Тем не менее этот день стал началом той эпохи цветного телевидения NTSC, которая теперь должна закончиться 17 февраля 2009 г.
Диалог 2. Прямое вещание со спутников (DBS): вооружен и очень опасен
М.С.: После нашего диалога об "Analog switch off" в эфирном вещании интересно рассмотреть другой, становящийся все более популярным сектор ТВ-вещания: прямое спутниковое вещание -direct broadcast sat-telite service (DBS). Как процесс перехода на "цифру" происходит здесь?
М.Х.: Основной движущей силой в разработке цифровых DBS стало не государство в лице FCC, а "пираты-любители", изготовившие дескремблеры, позволяющие бесплатно принимать аналоговое ТВ со спутников. Чтобы пояснить, как это произошло и как повлияло на развитие DBS, надо заглянуть в прошлое и немного вспомнить историю спутникового телевидения.
В 1945 г. писатель-фантаст Артур
Кларк предложил концепцию космической связи с использованием искусственных спутников Земли на геостационарной орбите. Он также предложил использовать
спутниковые коммуникационные
системы для передачи телевидения непосредственно в дома потребителей, что было приблизительно так в дальнейшем и реализовано в системах прямого спутникового вещания, о которых пойдет речь ниже. В США интенсивное развитие спутниковых технологий началось с 1957 г., после запуска в СССР первого искусственного спутника Земли. Это привело к образованию NASA (National Aeronautics and Space Administration), координирующей работы в этой области. И уже через 4 года появились World wide ТВ-системы, показавшие прогулку американского астронавта Нэйла Армстронга по Луне.
Спутниковые телекоммуникационные системы были первоначально разработаны в коммерческих целях для передачи сигналов телефонии, радио, телевидения и другой информации по стране и всему миру для последующей ее передачи потребителям местными телестанциями, телефонными или кабельными компаниями. Дальнейший импульс развитию спутниковых телекоммуникаций дали радиолюбители-энтузиасты, которые научились конструировать приемники для непосредственного приема спутниковых сигналов и стали продавать их домовладельцам. Началась эра "домашнего" спутникового ТВ-приема. В течение 1980-х и в начале 1990-х годов в США было продано несколько миллионов таких систем, работающих в диапазоне С-band. Параболические приемные антенны ("тарелки") имели диаметр примерно 2-3 метра и устанавливались во дворах домов. Пиратские дескрембле-ры для "взлома" относительно простой системы условного доступа продавались открыто через объявления в журналах. Провайдеры ТВ-контента забили тревогу. Производители спутникового оборудования откликнулись на их призыв о помощи разработкой спутниковых систем в диапазоне Ku-band. Здесь и произошел переход на вещание в цифровой форме, поскольку система условного доступа к передаваемым программам была основана на скремблировании цифрового потока по определенному закону, информация о котором передавалась в засекреченном виде в том же цифровом потоке.
М.С.: Очень интересно. Однако, насколько мне известно, на каждом спутнике было установлено 24 транс-пондера (C-band), а поскольку в то время технология видеокомпрессии MPEG-2 находилась еще в пеленках, то передать большое количество ТВ-программ было невозможно.
М.Х.: Поэтому в середине 1990-х, когда MPEG-2 достиг подросткового возраста и декодеры стали сравни-i тельно дешевыми, произошел качественный скачок в технологии прямого спутникового вещания (тогда и появился термин DBS). Через один спутник стало возможно передавать не 16-24, а 150-200 программ. Новый импульс технологии DBS дала разработка приемников спутникового ТВ с "мини-тарелками" диаметром 45,7 см. Начался "золотой век" спутникового ТВ.
В начале 1990-х четыре большие кабельные компании запустили спутник прямого вещания с DBS-системой, названной Primestar, использующей полосу Ku-band, и приемники (ресиверы) с диаметром "тарелки" 91,44 см (36"). В 1990 г. под эгидой компании Hughes Electronics, производящей коммуникационное оборудование, была организована вещательная компания DIRECTV. В 1994 г. была создана система GM Hughes DIRECTV с новым, весьма эффективным Ku-band-спутни-ком, сигналы которого принимались ресиверами с "тарелками" диаметром всего 45,7 см (18"). Эта система обеспечила передачу до 200 каналов с прекрасным качеством видео и звука.
Два года спустя была разработана третья DBS-система EchoStar Dish Network, и под этим названием появился 3-й крупный провайдер спутникового ТВ-вещания. Попытка создания четвертой DBS-системы под названием Alphastar и соответственно 4-го провайдера спутникового вещания окончилась неудачей - компания Alphastar вышла из этого бизнеса.
М.С.: Вы несколько раз упомянули о системах C-band и Ku-band. Наверное, пора более подробно остановиться на технических спектах DBS-систем.
М.Х.: К сожалению, формат данной статьи, которая носит обзорный характер, не позволяет это сделать в полной мере. Я могу изложить кратко только принцип построения таких систем. Если у читателей журнала будет особый интерес к данной или какой-либо другой рассматриваемой нами теме, то мы можем посвятить этому отдельную Рисунок статью.
Принцип работы системы Direct To the Home (DTH), или Direct Broadcast Sattelite (DBS), иллюстрируется на рис. 1. Спутниковое ТВ начинается с передающей станции, расположенной на земле (в uplink-оборудовании). Диаметр спутниковой антенны uplink довольно большой - 9-12 метров, что необходимо для увеличения мощности излучаемого на спутник сигнала. Сигналы uplink передаются в определенном частотном диапазоне и принимаются установленным на борту спутника транспондером - микроволновым приемопередатчиком. Транспондер усиливает эти сигналы и передает на пониженной частоте обратно к земле (оборудование downlink), где они принимаются системами индивидуального спутникового приема. Типичный спутник имеет до 32 транспондеров (система Ku-band), до 24 транспондеров (С-band) или еще больше - в "гибридных спутниках" C-band, Ku-band. Каждый из установленных на спутнике транспондеров имеет полосу частот от 25 до 50 МГц. В большинстве спутниковых систем применяется круговая поляризация передаваемого сигнала и квадратурная фазовая модуляция (QPSK).
Чтобы избежать взаимного влияния сигналов uplink и downlink, они передаются в различном частотном диапазоне, например, в первых спутниковых системах C-band сигналы uplink передавались в диапазоне 5,925-6,425 ГГц, а сигналы downlink - в диапазоне 3,40-4,20 ГГц. Следующее поколение систем спутниковой связи Ku-Band, разработанное в начале 1990-х годов, использует полосу частот 17,3-18,1 ГГц (uplink) и 11,7-12,7 ГГц (downlink). Технология Ku-band не требует столь большой мощности передатчика, как C-band, и, следовательно, позволяет использовать меньшего размера (и не столь дорогие, как в C-band) наземные станции uplink и downlink. Это дало возможность применить в ресиверах антенны "тарелки" диаметром всего 45,7 см.
М.С.: Я помню конец 1990-х годов, когда кабельные компании были еще далеки от вещания "цифровых" программ. Тогда компании DIRECTV и Dish Network уже начали "отбирать" абонентов у кабельщиков, предоставляя "бесплатно" комплект спутникового оборудования и ТВ-приставки (до четырех) для каждого телевизора в доме. Несомненное достижение DBS -это предоставление людям из самых удаленных уголков страны такого же ТВ-сервиса, как и жителям Нью-Йорка.
Марк, теперь предлагаю остановиться на недостатках, присущих DBS, и методах их устранения.
М.Х.: До недавнего времени главным упреком в адрес DBS-компаний
было отсутствие "местных" каналов,
о которых мы говорили в диалоге 1.
Постепенно DIRECTV и Dish Network его устранили. Сейчас вещательные центры (головные станции) DBS-компаний, находящихся в крупных метрополиях, таких как Атланта, получают местные каналы от станций-филиалов крупных вещательных сетей (см. рис. 1) и передают их на DBS-спутники для последующей ретрансляции в данном районе.
М.С.: Другой недостаток - трудность в достижении интерактивности, т.е. передачи информации от абонента к DBS-провайдеру. Здесь на помощь пришла кооперация с телефонными компаниями, предоставляющими абонентам DBS Интернет-сервис через стандартный модем или DSL. DBS-компании, в свою очередь, предлагают свой ТВ-сервис телефонным компаниям для перепродажи их абонентам. А существует ли технология двустороннего DBS?
М.Х.: Да. WildBlue Communication и ряд других компаний предлагают Интернет-сервис через спутник. Однако здесь скорость передачи данных ниже, а цены выше, чем у традиционных (телефонных и кабельных компаний) Интернет-провайдеров. Этот сервис имеет смысл для людей, живущих в отдаленных районах, где DSL и кабель недоступны. Такие системы используют полосу Ka-band: 27-50 ГГц (uplink) и 15-26,5 ГГц (downlink). М.С.: К недостаткам DBS я бы добавил некоторую зависимость качества принимаемого сигнала от погодных условий. Также я заметил пониженное качество картинки у Dish Network по сравнению с сигналом кабельного ТВ. Возможно, это связано с желанием провайдеров передать как можно больше каналов через фиксированное число транспонде-ров и, как следствие, с использованием низкоскоростного кодирования по стандарту MPEG-2 (например, со скоростью 3,2 Мбит/с вместо 3,8 Мбит/с). В DBS и другие спутниковые технологии вкладываются большие деньги. Что можно сказать о доходах компаний, участвующих в этом бизнесе?
М.Х.: У меня нет данных о доходах отдельных компаний, работающих в этом бизнесе. Есть данные статистики
относительно общего дохода мировой телекоммуникационной индустрии, который включает про-i дажу оборудования и сервисы. Как видно
из рис. 2, доход телекоммуникационной индустрии в 1998 г. превысил триллион долларов, а ожидаемый доход в 2010 г. составит 3,2 триллиона долларов. Интересно отметить, что доходы от предоставляемых услуг (сервисов) примерно в 2-3 раза превышают доходы от продажи электронного оборудования.
М.С.: Я не удивлен большими доходами от сервисов, они становятся все более разнообразными. Телекоммуникационные компании борются за клиентов, предлагая различные услуги, а порой бонусы за переход клиентов в их компании. Между кабельными и DBS-телекомпаниями идет многолетняя борьба за телезрителя. Кстати, у меня есть некоторые статистические данные о динамике распространения DBS-систем в США (рис. 3). По данным FCC, в 1994 „. было только 40 000 DBS-абонентов, в 2001 „. их стало 460 000. Однако уже в 2003 г. количество DBS-абонентов составило 20 миллионов, а в 2008 г. ожидаемое количество абонентов составит 27 миллионов. По данным FCC за 2005 г., 25% американских домовладельцев пользуются сервисом DBS и 72% - сервисом кабельного ТВ.
Ожидается, что в 2008 г. количество абонентов, пользующихся различными видами ТВ-сервиса (спутниковым ТВ, кабельным ТВ и др.), составит около 90 миллионов. Из них примерно 1/3 будут DBS-абонентами.
М.Х.: Между прочим, я один из них. Более 5 лет я пользуюсь услугами компании Dish Network, осуществляющей цифровое ТВ-вещание SD- и HD-каче-ства. Эта компания предлагает 5 пакетов цифровых ТВ-программ. Пакет с минимальным набором (60 программ ТВ стандартного качества) стоит S20. Максимальный пакет (315 программ) стоит S90. Цена сравнительно невысокая, но так платят только новые пользователи, поскольку им в течение 3 месяцев предоставляются бесплатно каналы HBO&Cinemax и в течение 6 месяцев - 39 HD-каналов. Таким образом, после 3 месяцев необходимо платить $110, а после 6 месяцев уже $130.
Dish Network (как и компания DIRECTV) предлагает абонентам разнообразные сервисы: дополнительные платные каналы - Pay-per-View, интерактивное телевидение - "видео по заказу", а также Интернет - DISH Network/ Earthlink DSL.
M.X.: В последнее время все более популярным становится интерактивное "видео по заказу", позволяющее телезрителю самому решить, в какое время и какой список программ ему лучше всего заказать, т.е. он сам составляет себе программу телепередач. В целом я бы назвал DBS вооруженным и с каждым годом все более опасным конкурентом кабельного ТВ.
Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #1, 2008
Посещений: 14439
Статьи по теме
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Регулирование и стандарты" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
