Введение

По оценкам EBU, временные рамки полномасштабного развертывания системы телевидения высокой четкости в Европе ограничены ближайшими 5-6 годами. Думается, что в России жизнь скорректирует эти прогнозы в сторону существенного уменьшения.

В настоящее время в Российской Федерации в крупных городах (особенно в Москве и Санкт-Петербурге) наблюдается настоящий бум на рынке продаж широкоформатных телевизоров с большим плоским экраном на основе плазменных и жидкокристаллических технологий.

Зачастую российский потребитель покупает сейчас большие плоские экраны как элемент эстетического украшения квартиры, почти как мебель. Более того, большой плоский экран становится элементом престижа и моды.

Но при просмотре на таком экране программ стандартного вещательного качества SD у потребителя очень быстро появляется ярко выраженное чувство неудовлетворения, поскольку большой экран обладает тем свойством, что он подчеркивает и усиливает все недостатки и дефекты изображения стандартного качества, которое в России все еще остается крайне невысоким. Поэтому зритель хочет видеть на своем большом экране, прежде всего, картинку высокого качества, адекватного размеру экрану и цене телевизора. И в определенном смысле высокая четкость ТВЧ сама по себе его не очень интересует. Она интересует его косвенно, прежде всего как техническое средство или технический прием, который обеспечивает получение на большом экране дорогого широкоформатного телевизора изображения высокого качества HQ, которое приятно смотреть и которое доставляет ему при просмотре эстетическое удовольствие.

Парадоксальность ситуации заключается в том, что цена телевизора с большим плоским экраном и цена приемника set-top-box для приема телевидения высокой четкости просто несопоставимы между собой. Любой более или менее разумный человек, выложивший несколько тысяч долларов при покупке большого плоского экрана, вне всякого сомнения, добавит сотню другую долларов за приемник (или приставку) ТВЧ, чтобы использовать воспроизводительные возможности своего нового экрана на полную катушку.

Основной движущей пружиной развития и внедрения ТВЧ является факт вложение огромных денег в странах Азиатского региона в производство плоских экранов большого размера (особенно на базе технологии LCD) и стремительное удешевление этих изделий на рынках.

Мы исходим из того, что по прогнозам EBU к 2008 году стоимость жидкокристаллических телевизоров размером ~1 м по диагонали снизится до 1000 -1500 долл. США и эти телевизоры станут доминировать на российском рынке широкоформатных телевизоров с плоским экраном.

И сейчас в России многие организации, в том числе ФГУП «РТРС», предпринимают энергичные шаги по переходу от стандартного ТВ к цифровому ТВЧ.

Открытым вопросом является вопрос содержания программ высокой четкости. Что же нужно передавать по каналам высокой четкости: спорт и путешествия (как это считают в Германии), или же высококачественные Гол­ливудские фильмы, оперы спектакли, программы об искусстве?

Но что уже ясно, так это то, что телевидение стандартного качества SD и телевидение высокой четкости ТВЧ с большой вероятностью будут иметь разную зрительскую аудиторию. И что совершенно определенно ясно, так это то, что потребители из зрительской аудитории ТВЧ уже сейчас хотят смотреть телевидение высокого качества, которое обеспечивается высокой четкостью, широким форматом и большим размером экрана телевизоров нового поколения.

Основной вопрос внедрения ТВЧ: необходимо ли вещать одновременно с каналом ТВЧ канал стандартного качества SD с тем же самым содержанием? Или же телевидение высокой четкости должно быть представлено в форме абсолютно нового канала? На этот вопрос еще предстоит ответить.

Выбор стандарта ТВЧ

В мае 1999 года Международный Союз Электросвязи МСЭ (ITU) утвердил в виде своих Рекомендациях первый и единственный на сегодняшний день общемировой стандарт HDTV для производства и международного обмена телепрограммами ITU-R ВТ-709. Основная часть этого стандарта - Общий формат изображения (Common Imagery Format). BT-709-5 определяет Общий формат изображения как имеющий 1920 элементов изображения в строке, соотношение сторон 16:9, 1080 активных строк с чересстрочной и прогрессивной разверткой 24р, 25р, ЗОр, 50i&p, 60i&p кадров в секунду. 

Этот единый для всего мира стандарт цифрового ТВЧ для производства и международного обмена программами представляет собой наиболее важный из всех разработанных когда-либо стандартов, он определяет позиции производителей, вещателей операторов кабельных и спутниковых сетей на международном рынке телевизионных программ в условиях жесткой конкуренции.

При этом все другие форматы с меньшим разрешением могут быть получены из HDTV путем последовательной конвертации с незначительной потерей качества или без потерь вовсе.

Производство и распространение телепрограмм - это два совершенно разных мира, со своими разными требованиями, разными целями и разными бизнес-моделями. Историческая практика производства программ в формате их распространения - это пережиток аналоговых технологий и эры вакуумных ламп.

Сегодня больше не требуется использовать стандарты производства телепрограмм с меньшим качеством, которые навязывают вещатели, испытывающие дефицит частотного ресурса. Ни кабельные, ни спутниковые операторы, ни операторы эфирного вещания, ни производители DVD и HD-DVD больше не пойдут на этом поводу и не примут стандарты с заниженным качеством.

Примером может служить разработанная и интенсивно внедряемая в России технология дешевых цифровых многослойных флуоресцентных оптических дисков, позволяющая распространять кинофильмы и программы в формате HD-DVD.

Типовой флуоресцентный диск имеет по 6 слоев с каждой стороны, что обеспечивает емкость 2 х 22,5 Гбайт. Диск работает с красным лазерным лучом, как обычный CD-ROM или DVD-ROM.

Для записи фильмов и программ на флуоресцентные диски принят стандарт 1080i / MPEG-2 / MP&HL / VBR.

Совершенно очевидно, что качество телепрограмм, доставляемых до телезрителя в формате ТВЧ средствами спутникового, кабельного, эфирно-кабельного или эфирного вещания, не должно уступать качеству программ на HD-DVD дисках, поскольку обе эти технологии должны дополнять друг друга.

Естественно, что выбор в России вещателем полноценного стандарта ТВЧ 1080i обосновывается тем, что большинство зрителей будет смотреть передачи в формате высокой четкости на больших телевизорах или же с использованием домашних кинотеатров с большим экраном, а не в маленькой спальне, не на кухне, где стоят маленькие телевизоры с меньшим экраном, дающим меньшее качество, т.е. не там, где такое невысокое качество приемлемо.

Что самое удивительное, но большинство телезрителей никогда не смотрело ТВЧ с полным качеством, т.е. в стандарте 1080i. До сегодняшнего дня дисплеи имели факторы, ограничивающие качество.

Если коротко, то формат ТВЧ 1920/1080/16:9 дает качество намного лучше, чем могли отобразить старые дисплеи. Таким образом, старые дисплеи более подходили для просмотра «продвинутых» систем ТВЧ, таких как 480, 576 и 720р, но ни­как не 1920/1080/16:9. И только новые широкоформатные плоские телевизоры, обеспечивающие истинное разрешение 1920/1080 на физическом уровне, позволяют в полной мере продемонстрировать все преимущества и достоинства стандарта ТВЧ 1080i.

Примером такого телевизора, прошедшего апробацию в режиме ТВЧ 1080i на московских телезрителях в рамках выставки NAT-Expo 2004, является телевизор типа LW-46G15W (см. рис. 1), выпускаемый фирмой Samsung.

Рис. 1. Внешний вид телевизора Samsung LW-46G15W

 Характеристики телевизора Samsung LW-46G15W

Формат ТВЧ 1920/1080 уже де-факто широко применяется на североамериканском континенте. Страны азиатского региона также пришли к соглашению и одобрили формат 1920/1080/16:9 как основной стандарт производства и распределения телепрограмм ТВЧ.

Российская Федерация склоняется к принятию формата 1920/1080/16:9 для ТВЧ, который в будущем будет доминировать и в производстве и в распределении телепрограмм.

Продолжающаяся в Европе и, в том числе, в рамках EBU дискуссия относительно предпочтительности стандарта 720р по сравнению со стандартом 1080i основывается на утверждении, что построчная развертка с числом строк 720 дает лучшее субъективное качество изображения, чем чересстрочная развертка с числом строк 1080 (особенно при передаче подвижных изображений), не является истиной в последней инстанции. Как показывает практика, подавляющее число телезрителей все же отдают предпочтение формату 1080i, если телевизионное изображение воспроизводится на хорошем большом экране с истинным разрешение 1920 / 1080, а сам телевизор оснащен цифровыми системами преобразования чересстрочной развертки в построчную (deinterlesing) и оптимизации движения (motion optimizer).

Второе соображение EBU относительно предпочтительности стандарта 720р по сравнению со стандартом 1080i основывается на якобы имеющемся дефиците частотного ресурса наземного цифрового телевещания, поскольку сигнал ТВЧ в формате 720i требует для своей передачи более узкой полосы частот.

Однако, данный фактор справедлив только для ограниченного числа европейских стран (таких как Швеция, Дания и Великобритания), где доминирующей технологией распространения телепрограмм является эфирное вещание, и где цифровые частоты уже заняты программами стандартного качества.

Мы полагаем, что в процессе финальной подготовки нового частотного плана для наземного цифрового телевещания RRC-04/06 вопросы частот для ТВЧ, которые были выпущены на предыдущих этапах разработки, будут учтены в полном объеме.

В то же время необходимо подчеркнуть, что ни на североамериканском континенте, ни в странах азиатского региона, ни тем более в России такой проблемы ограничения ТВЧ из-за дефицита частотного ресурса не существует.

Распределение и доставка до телезрителя программ ТВЧ

Одна из крупных проблем, это как эффективно, экономично и без потери качества доставлять программы в формате ТВЧ до зрителя. Какие при этом нужно использовать каналы: спутниковые, кабельные или каналы эфирного вещания? Проблема не простая, поскольку нужно учитывать цену вопроса, которая имеет существенное значение в силу скоростных особенно­стей цифровых потоков ТВЧ (цифровой поток телевидения высокой четкости примерно в 4 раза больше по сравнению с телевидением стандартного качества: 24 Мбит/с и 6 Мбит/с).

Поэтому здесь помимо цифрового эфирного вещания DVB-T, нужно обязательно не забыть и другие хорошо известные средства, как, например, системы MMDS и WI МАХ, цифровые каналы Интернет, волоконно-оптические линии связи и др.

Что же касается каналов эфирного вещания, то здесь есть налицо некоторое четко выявившееся противоречие между двумя процессами: процессом выработки и внедрения нового частотного плана для цифрового наземного вещания в стандарте DVB-T, ориентированного, прежде всего, на трансляцию телевизионных программ стандартного качества, и процессом внедрения ТВЧ как особого вида вещания (прежде всего, наземного). Можно с уверенностью утверждать, что в разработке нового частотного плана для цифрового наземного вещания вопрос оптимального баланса между телевидением стандартного качества SD и высокой четкости HD, по существу, был упущен.

Телевидение высокой четкости HD - это конечно же цифровая технология, но все-таки особая цифровая технология с более скоростными цифровыми потоками, которые должны быть защищены от канальных помех и ошибок в гораздо большей степени, чем потоки телевидения стандартного качества. Все это требует обязательного учета при планировании наземного цифрового вещания.

В ряде стран (особенно в скандинавских) уже отсутствует свободный цифровой частотный ресурс, необходимый для организации телеканала ТВЧ. В таких странах, как Финляндия, Швеция, Дания и др. цифровые телевизионные частоты уже распределены среди вещателей. Если внедрять ТВЧ, то что-то нужно выключать, но кто же на это пойдет?

Как уже отмечалось выше, в Российской Федерации проблема дефицита частотного ресурса пока еще не стоит, поскольку Россия только приступила к работе по выработке нового частотного плана для цифрового вещания.

Для России планируется создание общероссийского культурно-информационного канала «ТВЧ Россия 1080», который будет распределяться на территории Российской Федерации с использованием комбинированной сети, включающей в себя средства цифрового эфирного вещания, системы MMDS и спутниковые каналы связи.

Для реализации этой программы, в рамках подготовки нового между­народного частотного плана для наземного цифрового телевещания RRC-4/6 ФГУП «РТРС» через администрацию России заявила 6 цифровых частот для телевизионного вещания в стандартном качестве и одну сквозную (на всю территорию РФ) частоту для осуществления телевизионного вещания ТВЧ в стандарте 1080i. Эфирное цифровое ТВЧ будет развиваться в рамках общей программы перехода в России к 2015 году от аналогового наземного телевизионного вещания к цифровому вещанию DVB-T.

Системы эфирно-кабельного телевидения MMDS.

В настоящее время в стране действует более 60 систем MMDS, наибо­лее значительной из которых является система MMDS «Космос-ТВ» в г. Мо­скве. Эти системы реализуют стандарт DVB EN 300 749 "Microwave Multi­point Distribution Systems (MMDS) below 10 GHz". Действующие в Россий­ской Федерации системы MMDS работают в диапазоне 2,5 - 2, 7 ГГц (прямой канал) и 2,4 - 2,5 ГГц (обратный канал).

По своей структуре системы MMDS являются системами абонентского обслуживания, где каждый абонент имеет индивидуальный set-top-box, кото­рый подключен коаксиальным кабелем к антенне коллективного приема (приема-передачи).

Каждый абонент заключает индивидуальный договор с оператором системы MMDS на услуги телевещания, контроль которых осуществляется с помощью карточки.

В подавляющем своем большинстве эти системы ретранслируют або­нентам спутниковые цифровые пакеты телепрограмм стандартного качества в формате MPEG-2 и из-за недостаточности в стране полноценного телевизи­онного контента имеют большой свободный цифровой (частотный ресурс), который с успехом может использоваться для трансляции цифрового коммерческого канала ТВЧ.

Открытым является вопрос - что лучше:

1. Кодирование телепрограммы ТВЧ в стандарте H.264/MPEG-4 AVC.

(как это делается в Западноевропейской компании Premier TV), инкапсуляция цифрового сигнала в транспортный поток DVB системы MMDS и использование для приема программы ТВЧ новых специальных приемников с декоде­ром H.264/MPEG-4 AVC.

2. Кодирование телепрограммы ТВЧ в стандарте MPEG-2 (как это делается в компании Euro 1080), стандартное мультиплексировование цифрового сигнала ТВЧ в транспортный поток DVB системы MMDS и использование для приема программы   ТВЧ усовершенствованных приемников с декодером MPEG2 MP@HL 1920 х 1080 (50 Hz) [Main Profile-High Level].

Учитывая протяженный характер Российской Федерации, основным способом доставки телепрограммы ТВЧ из Москвы в регионы будут спутниковые распределительные сети. Однако спутниковый ресурс достаточно дорог. При кодировании в стандарте MPEG-2 цена спутникового частотного ресурса, необходимого для передачи одной программы ТВЧ, в четыре раза превышает цену ресурса для одной телепрограммы стандартного качества.

С точки зрения спутниковых затрат предпочтительным является кодирование в стандарте H.264/MPEG-4 AVC, который сжимает видеоинформацию примерно в 1,5-2 раза эффективней по сравнению со стандартом MPEG-2. Однако новые специальные приемники с декодером H.264/MPEG-4 AVC существенно дороже усовершенствованных приемников с декодером MPEG2 MP@HL. Кроме того, в действующих в России системах MMDS де-факто используется стандарт MPEG-2.

Поэтому с общесистемной точки зрения наиболее приемлемым для России является компромиссное решение, которое включает в себя следующие позиции (см. рис. 2):

1. Кодирование телепрограммы ТВЧ в стандарте H.264/MPEG-4 AVC.

2. Распределение сжатого цифрового сигнала ТВЧ по спутниковым каналам, реализующих стандарт DVB-S2.

3. Прием спутникового сигнала ТВЧ в местах развертывания систем MMDS и конвертация сигнала из формата MPEG-4 в формат MPEG-2 (с соответствующим расширение полосы и цифровой скорости).

4. Мультиплексирование цифрового сигнала ТВЧ с форматом MPEG-2 в местный транспортный поток системы MMDS.

5. Прием цифрового сигнала ТВЧ усовершенствованными приемниками с декодером MPEG2 MP@HL.

Рис. 2. Технологическая схема распределения телеканала ТВЧ на территории Российской Федерации

Опытная зона ТВЧ в Москве

В 2005 году ФГУП «РТРС» намерено осуществить строительство и ввод в эксплуатацию опытной зоны телевизионного вещания ТВЧ в формате 1080i со сроком действия до одного года и перспективой пролонгации проекта в случае адекватного интереса со стороны производителей и потребителей медиаматериала. Для вещания ТВЧ планируется использовать технологию цифрового сжатия MPEG-2 и MPEG-4.

Потенциальными производителями контента являются: телекомпания «Первый канал», телеканал "Культура", а также Европейские каналы ТВЧ Euro 1080 и Premier TV. Получение первичных сигналов ТВЧ от производителей контента планируется осуществлять по волоконно-оптическим линиям связи и со спутников.

Сбор и формирование однопрограммного цифрового пакета ТВЧ (contribution), а также коммутацию сигналов, будет осуществлять Федеральный центр распределения телерадиопрограмм (ФЦРТ) ФГУП «РТРС». Дальнейшее распространение и доставка телеканала ТВЧ абонентам (distribution) будет производиться через известного московского оператора цифрового телевидения «Космос-ТВ». Также планируется задействование собственного магистрального волоконно-оптического кольца с использованием имеющихся у ФЦРТ серверов 10 Гбит/с Ethernet для передачи по Москве из ФЦРТ сигнала ТВЧ оператору "Космос-ТВ", а также обеспечения присутствия программы ТВЧ в официальных государственных учреждениях (администрация президента, центральная избирательная комиссия, Дума и т.п.). Магистральное волоконно-оптическое кольцо будет работать с IP-транспортным потоком DVB.

Компания "Космос-ТВ" является дочерним предприятием ФГУП РТРС, в котором ФГУП РТРС имеет 50% акций. Остальные 50% акций принадлежат АФК "Система". Передающий центр MMDS компании "Космос-ТВ", находится на Останкинской телебашне и работает в режиме цифрового вещания по стандарту EN 300 749 в диапазоне 2,5 - 2,7 ГГц.

Планируемое в Москве число абонентов телеканала ТВЧ на начальном этапе коммерческой эксплуатации составляет ~30 тысяч.

Опытная зона телевизионного вещания ТВЧ организуется для демонстрации преимуществ формата ТВЧ по сравнению с цифровым телевидением стандартного разрешения и аналоговыми системами телевизионного сигнала SECAM, принятого для вещания в России и PAL, как наиболее распространённого аналогового формата видеообмена.

Крайне важной задачей данного проекта представляется демонстрация технологических возможностей ФГУП «РТРС» по предоставлению каналов сбора, коммутации сигналов ТВЧ и возможностей уже существующей инфраструктуры сетей цифрового телевидения по доставке данных программ. Ряд этих обстоятельств должны стать стимулирующими факторами развития данного типа вещания в России, вместе с многопрограммным вещанием в цифровом формате DVB-T.

Демонстрация возможностей телевидения высокой чёткости должна в полной мере показать преимущества данного формата вещания за счёт более достоверного, приближенного к реальности отображения видеоинформации, направленного на углублённое и реалистичное восприятие самого контента.

Опытная зона должна позволить оценить, насколько новая услуга в сфере телевизионного вещания будет востребована рынком, как со стороны потребителей (телезрителей), так и со стороны производителей (телекомпаний, готовых работать в формате ТВЧ). Кроме того, опытная зона должна показать реальную коммерческую эффективность данного проекта с учетом ожидаемых затрат на полномасштабное развертывание в Москве телевизионного вещания высокой четкости и эксплуатационных издержек.

По результатам работы опытной зоны ТВЧ должен быть разработан конкретный бизнес-план создания в Московском регионе коммерческого телеканала высокой четкости для привлечения необходимых внебюджетных инвестиций.

Учитывая технологическую готовность многих производителей телерадиопрограмм работать в данном формате, неуклонное снижение стоимости производственного оборудования, совместимость достаточно широкого парка доступных устройств отображения (плазменные панели, телевизоры средней ценовой группы) с форматом ТВЧ, можно ожидать резкого повышения спроса на услуги по доставке программ ТВЧ на рынке России и сопредельных государств СНГ.

Будучи инициированным ФГУП «РТРС» - крупнейшим оператором по доставке телерадиопрограмм, данный проект может стать новым качественным шагом на пути развития всего телевизионного вещания России, хорошо вписывающимся в технологические решения, над которыми компания работает в течение нескольких лет.

Помимо прямого экономического эффекта от внедрения и коммерческой эксплуатации вещания ТВЧ, следует учитывать положительный эффект в виде повышения имиджа и инвестиционной привлекательности всех участников опытной зоны для зарубежных партнеров и отечественных инвесторов.

После запуска в 2007 году двух собственных геостационарных спутников «Европа-1» и «Азия-1» С-диапазона ФГУП «РТРС» будет распределять телеканал ТВЧ «Россия 1080» через эти спутники на всю территорию Российской Федерации в новом стандарте спутниковой трансляции DVB-S2, который в сравнении с принятым в настоящее время стандартом DVB-S, позволяет экономить до 35% частотного (цифрового) спутникового ресурса. В сочетании с другими особенностями спутников «Европа-1» и «Азия-1» стандарт DVB-S2 позволит снизить стоимость спутникового ресурса примерно в 2 раза, что сделает ТВЧ «Россия 1080» доступным для массового зрителя.

В рамках подготовки нового частотного плана для наземного цифрового телевещания RRC-4/6 ФГУП «РТРС» через администрацию России заявила одну сквозную (на всю территорию РФ) частоту для осуществления телевизионного вещания высокой четкости в формате 1080i

Таким образом, телеканала «Россия 1080» можно будет принимать в любой точке Российской Федерации как с эфира на цифровой телевизор DVB-T, так и через кабельные сети на абонентский приемник системы MMDS.

Выводы

Российская Федерация в лице своего ведущего национального телевизионного вещателя ФГУП «РТРС» сделала свой выбор формата ТВЧ в пользу стандарта 1080i.

Для цифрового сжатия и кодирование сигнала ТВЧ будет применяться стандарт H.264/MPEG-4 AVC.

Для распределения программы ТВЧ на территории России будут задействованы спутниковые каналы DVB-S2.

Для доведения телеканала Россия 1080 до телезрителей будут исполь­зоваться уже работающие на территории страны системы MMDS.

По мере перехода на цифровые технологии наземного телевизионного вещания в стандарте DVB-T системы MMDS будут дополняться средствами наземного цифрового вещания, работающими на единой цифровой частоте.

ФГУП «РТРС» планирует в 2005 году развернуть в Москве опытную зону ТВЧ «Россия 1080» и провести полномасштабные испытания новой технологии вещания.

На 2006 год запланировано начало опытного спутникового вещания телеканала ТВЧ «Россия 1080» на всей территории страны.

Регулярное вещание телеканала ТВЧ «Россия 1080» на всей территории страны начнется в 2007-2008 г.г. после запуска двух собственных геостационарных спутников ФГУП «РТРС» «Европа-1» и «Азия-1».

• Телевидение высокой четкости в России: для кого и как вещать?
• РТРС завершил перевод сети цифрового эфирного телевизионного вещания на еди ...
• Россия на пороге цифровой революции
• Правила для цифрового ТВ в России
• DVB-T2 в России