Цифровые технологии в телевидении

КОНФЕРЕНЦИИ

Развитие цифрового телевещания в России и за рубежом - основная тема конференции "Cовременные телевизионные технологии. Состояние и перспективы", проведенной Московским научно-исследовательским телевизионным институтом (МНИТИ).

В последние годы цифровое ТВ внедряется в ряде стран мира, что обусловлено технико-экономическими преимуществами этой перспективной технологии. Цифровое оборудование в настоящее время доступно на мировом рынке различным категориям потребителей. Оно в значительных объемах изготовляется и поставляется ведущими производителями развитых стран мира.

В России практические аспекты развития цифрового телерадиовещания начали обсуждаться с 1997 г. Тогда в Минсвязи России были приняты первые концептуальные решения по переходу на эту технологию и началу внедрения в России наземного и спутникового цифрового ТВ-вещания с участием ряда отраслевых НИИ и КБ промышленности. Целью этой деятельности была определена модернизация существующих систем телерадиовещания, а также создание отечественной цифровой профессиональной и бытовой аппаратуры. Работы проводились при активной поддержке и участии Минпечати России, Российского агентства по системам управления (РАСУ) и Национальной ассоциации телерадиовещателей (НАТ).

Важной основой их реализации стало постановление Правительства РФ 2000 г., N 413 "О сближении распределения и условий использования полос радиочастот в Российской Федерации с установленными Регламентом радиосвязи МСЭ распределением и условиями использования радиочастот для Района 1, включающего территорию РФ".

Постановление указывает на приоритет внедрения в России перспективных радиотехнологий общеевропейских стандартов, в том числе стандартов цифрового вещания, что в значительной мере определяет выбор систем радиосвязи и вещания в нашей стране.

Поэтому разработка национальных стандартов на цифровое телевещание (ЦТВ) в России проводилась на основе международных и региональных стандартов, а также с учетом результатов комплексных экспериментальных исследований в опытных зонах цифрового ТВ, развернутых в Нижнем Новгороде, Санкт-Петербурге и Москве.

"Решения Всемирной конференции радиосвязи 2000 г. в области цифрового ТВ-вещания дали старт активному практическому внедрению цифровых вещательных технологий, - сказал Михаил Симонов, первый заместитель генерального директора НИИ радио. - Поэтому вопрос о выборе российского национального стандарта в этой области, а также стандартизации передающей и приемной аппаратуры стал жизненно важным для отечественной промышленности и операторов цифрового ТВ".

В 2001 г. на основании согласованного решения Минсвязи, Минпечати, РАСУ и НАТ по разработке национальной нормативно-технической базы ЦТВ была создана межведомственная рабочая группа и утвержден "План разработки временных норм, государственных и отраслевых стандартов на цифровое ТВ-вещание". В разработке пакета, включающего 23 нормативно-технических документа, приняли участие ФГУП НИИР, ОАО "Телеком", ФГУП НИИТ, ОАО ВНИИТР, ЗАО МНИТИ, ОАО "Март", ГУП НИИ "Рубин" и ГП НТЦ ВСП "СуперТелДалс".

Игорь Ануфриев:

"C появлением цифрового ТВ-вещания телевидение становится самой массовой мультимедийной интерактивной средой передачи практически любой информации"

"C появлением цифрового телевизионного вещания телевидение становится не только средством массовой информации и развлечения, но и самой массовой мультимедийной интерактивной средой передачи практически любой информации, - заявил Игорь Ануфриев, генеральный директор МНИТИ. - Поэтому мы особое внимание уделяем работам по цифровому телевидению".

Важным свойством системы цифрового ТВ является возможность построения одночастотных сетей. "Частотный план цифрового телевещания должен быть подготовлен к июню 2006 г., - отметил Марк Кривошеев, глава комитета Международного союза электросвязи. - В 2006-м каждый город, каждый населенный пункт получит свою частоту и рынок будет выполнять заказы компаний".

Успехам семейства европейских стандартов цифрового телевещания DVB (европейская система цифрового ТВ) способствует широкая стандартизация всех субсистем и технологий, которые могут найти применение как сегодня, так и в перспективе (например, в телевидении высокой четкости), с учетом прогрессивного развития других телекоммуникационных систем и изменения структуры и конъюнктуры рынка.

На основании результатов экспериментальных исследований и отечественного опыта цифрового наземного и спутникового телевизионного вещания во всех проектах стандартов в России предпочтение отдано DVB. Тем самым облегчается вхождение нашей страны в мировое информационное сообщество.

Такой выбор подкреплен распоряжением Правительства РФ от 25 мая 2004 г., N 706-р, в котором на официальном уровне признано целесообразным внедрение в РФ европейской системы цифрового телевещания DVB. Ряду министерств поручено разработать "Программу развития системы цифрового ТВ-вещания DVB", а в нынешнем году - завершить разработку и ввод в действие установленным порядком российских национальных стандартов системы цифрового ТВ.

Российские национальные стандарты, правила и нормы согласованы с рекомендациями МСЭ-Т, стандартами ЕТSI и учитывают накопленный опыт по стандартизации ТВ-вещания в России и данные экспериментов, полученные в трех опытных зонах цифрового ТВ.

"Решения, принятые в этом году, являются судьбоносными для телевидения", - считает Марк Кривошеев, один из патриархов отечественного телевидения. Того же мнения придерживается и Калью Кукк, вице-президент ОАО "Телеком": "25 мая 2004 г. стало знаменательным днем для российского цифрового телевизионного вещания, - подчеркнул он. - Теперь проблема ЦТВ стала государственной задачей".

Все выступавшие на пленарном заседании отметили важное значение для отрасли успешного завершения НИОКР "Мультиканал", в рамках которой изучались важнейшие принципы ЦТВ и создавались образцы оборудования и измерительной техники. К 2003 г. была закончена разработка основных изделий и большая часть из них получила сертификаты. Таким образом, положено начало цифровому телевидению в России. Сегодня в цифровом режиме работает несколько коммерческих структур в Москве, Санкт-Петербурге и Владивостоке.

Опыт цифрового телевизионного вещания во Владивостоке

Проект развертывания цифрового наземного телевещания во Владивостоке разработан действующим оператором мобильной связи по Приморскому краю - ЗАО "Информационные транковые системы" (ИТC). На основании полученных разрешительных документов Минсвязи РФ на использование частотного диапазона 51-го телевизионного канала (710-718 МГц) для организации экспериментального цифрового телевещания было закуплено и ввезено передающее оборудование фирмы Rohde& Schwarz.

В настоящее время ведутся передачи нескольких телевизионных и трех стереофонических звуковых программ, экспериментально определяются зоны покрытия и качество приема цифрового телевизионного сигнала в разных точках города и прилегающих районах.

Суммарная излучаемая мощность передатчика - 1,0 кВт. Для вещания DVB-T-сигнала используется современная фазированная антенная система, состоящая из четырех панелей производства фирмы Katrein с усилением каждой на 10 дБ и соединенных с магистральным кабелем с помощью сплиттера. В качестве магистрали используется кабель фирмы RSF с затуханием 1,7 дБ/100 м. Точка подвеса антенн - 494 м над уровнем моря, что сравнимо с высотой Останкинской телебашни. Это дает возможность оптимально использовать ресурсы передатчика для обеспечения максимальной зоны покрытия. Так, на панель, обслуживающую деловую часть города, подается около 40% мощности сигнала, а оставшиеся 60% распределяются между тремя другими направлениями.

"За время экспериментального вещания опробованы разные режимы, в том числе и обеспечивающий прием в движущемся автомобиле, - сказал Александр Зорин, представлявший на конференции совместный доклад ИТС и Rohde&Schwarz. - В ходе испытаний оборудования подтвердилась чрезвычайная гибкость стандарта DVB-T". По его мнению, в настоящий момент оптимальными можно считать следующие параметры транспортного потока: режим модуляции - 64 QAM, относительная скорость сверточного кода - 7/8, защитный интервал - 1/32. При максимальной скорости транспортного потока 31,67 Мбит/с и при отношении сигнал/шум не менее 20 дБ данный режим позволяет передавать до шести телевизионных программ хорошего качества.

Поскольку экспериментальный запуск цифрового передатчика во Владивостоке проходил еще при отсутствии каких-либо норм или стандартов на DVB-T и при уже сложившемся частотном плане, главное внимание было уделено электромагнитной совместимости аналогового и цифрового каналов, а также влиянию сигнала DVB-T на существующие объекты связи - аэронавигационные, сотовые сети GSM, кабельное телевидение и др. Во время экспериментального вещания с помощью измерительного приемника EB 200 фирмы Rohde&Schwarz были получены спектрограммы эфира в различных точках города.

Главный вывод таков: заметное влияние цифрового передатчика на смежные аналоговые каналы (например, 50-й) отсутствует, поскольку в составе передающего комплекса Rohde& Schwarz предусмотрен эффективный полосовой пассивный фильтр фирмы Spiner, обеспечивающий необходимый уровень подавления внеполосного излучения цифрового передатчика (более 40 дБ). Тем самым опыт Владивостока демонстрирует возможность трансляции потоков DVB-T в смежных телевизионных каналах.

Важнейшей характеристикой, которая исследовалась в процессе испытаний передатчика, является зона обслуживания DVB-T. Ее границы определялись с использованием измерительного оборудования Rohde&Schwarz, а также путем непосредственной оценки качества изображения. Средний радиус зоны покрытия при принятых критериях составил около 50 км.

Конечно, создать картину реального покрытия для Владивостока довольно трудно, это требует определенных затрат, финансовых и времени. Фирма ИТС формирует ее шаг за шагом. Поэтому на первом этапе детально исследовалась та часть города, в которой аналоговый телевизионный сигнал не принимается вообще, - это в основном районы со сложным рельефом и пригородная зона. Как выяснилось, уровень сигнала DVB-T достаточен примерно в 70% квартир, расположенных в упомянутых районах, возможен прием цифрового сигнала на комнатную антенну.

Получены практические результаты по приему сигнала на расстоянии до 100 км при распространении его над морской поверхностью. Естественно, во Владивостоке, как и в любом городе с плотной застройкой, существуют области, не охваченные прямыми или отраженными сигналами. ИТС собирается решить эту проблему установкой дешевых ретрансляторов мощностью 10, 20 и 50 Вт компании Rohde&Schwarz. Проект подключения ретрансляторов отработан и будет реализован после получения лицензии МПТР.

Сейчас сигналы цифрового вещания принимает около 500 приемных устройств, в том числе и мобильных. Расчетный срок окупаемости проекта - пять лет.

Перспективы развития цифрового телевизионного приема в России

В передовых зарубежных странах преимущества цифрового телевидения казались настолько очевидны для пользователей, что окончательные сроки перехода от аналогового вещания к цифровому прогнозировались на период с 2006 по 2010 гг. Однако по мере развертывания сетей цифрового ТВ они начинают корректироваться в сторону уменьшения.

Эфирный цифровой телевизионный адаптер "Россия ТА-205Э" производства челябинского радиозавода "Полет"

В России в настоящее время коммерческое наземное телевещание по системе DVB-T развернуто в Санкт-Петербурге и Владивостоке; в Москве реализуются проекты кабельного телевидения по системе DVB-C (DiVA компании "Версател"). Спутниковое цифровое вещание "НТВ Плюс" по системе DVB-S ведется с 1999 г. По словам Константина Быструшкина, заместителя генерального директора МНИТИ по научной работе, эксперты сейчас называют различные сроки перехода на "цифру". По оптимистичным прогнозам, этот период завершится уже к 2008 г., по пессимистичным - он затянется до 2015-го и даже еще дольше.

Согласно технической концепции МНИТИ, прием программ цифрового ТВ возможен на обычные телевизоры при помощи цифровых приставок STB/DVB или на аналого-цифровые (гибридные) аппараты со встроенным цифровым модулем (платой) приемника DVB. Образцы этих гибридных телевизоров и цифровых приставок разработаны в рамках темы "Мультиканал".

За девять месяцев этого года в стране выпущено 3,5 млн. телевизоров, а по итогам года можно ожидать 4,5 млн. "Сегодня значительную часть среди отечественных аппаратов по-прежнему составляют модели, собираемые по "отверточной" технологии, - сказал г-н Быструшкин. - Однако в последующем на нашем рынке ведущую роль, безусловно, будут играть компании, осуществляющие в России сборку телевизоров по полному циклу".

К таким компаниям относятся недавно объединившиеся "Рубин" и Rolsen, а также турецкий Vestel, построивший в 2003 г. в Александрове телевизионный завод. Каждое их этих предприятий предполагает в ближайшие год-два выйти на объемы производства не менее 1 млн. телевизоров в год. А известный телевизионный завод им. Козицкого в Санкт-Петербурге первым в России выпустил в 2003 г. опытную партию аналого-цифровых (гибридных) телевизоров "Радуга 54/72ТЦГ8112".

Специалисты этих предприятий на деле доказали, что могут производить в массовых количествах телевизоры и другую бытовую аппаратуру на уровне лучших мировых образцов, с успехом конкурируя с импортными моделями не только в дешевом ценовом сегменте, но и в секторе аппаратуры среднего класса. И если возникнет спрос на аналого-цифровые телевизоры, то отечественные производители в достаточно короткий срок смогут организовать их серийное производство.

МНИТИ предложен следующий сценарий поэтапного перехода от аналогового телевидения к цифровому. Региональные телецентры закупают российские цифровые станции DVB-S/DVB-T, разработанные под эгидой ОАО "Телеком". И начинают распространять в регионах в цифровом формате центральные программы, которые получают по спутниковым линиям связи.

При этом возникает спрос на цифровые приемники, и отечественные телевизионные заводы начинают массовое производство аналого-цифровых телевизоров, с помощью которых население может принимать и передачи местных телецентров в аналоговом формате, и цифровые программы центральных каналов в стандарте DVB-T.

Чтобы в перспективе не потерять многомиллиардный внутренний телевизионный рынок, сегодня в России надо создавать цифровую аппаратуру следующего поколения. В МНИТИ такие работы уже ведутся в рамках ОКР "Омнибус", предусматривающей разработку к 2006 г. нового поколения интерактивных аналого-цифровых телевизоров на плоских экранах.