Цифровое и аналоговое вещание. Пути развития

В свое время, принимая участие в X международной конференции CSTV-2008, на которой одной из главных тем было обсуждение принятой в стране Концепции развития телерадиовещания в Российской Федерации на 2008– 2015 годы, все были очарованы предстоящей цифровой новизной жизни и горячо поддержали развитие цифрового телерадиовещания в стране.

Впоследствии тернистый путь новизны привел руководство страны к принятию ФЦП “Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009–2018 годы”. Все как бы шло по накатанной канве, обоснование которой, естественно, было взято с Запада. У нас в перестроечный период нашей истории, с размахом в 28 лет, все идет оттуда. И все принимается на ура и без оглядки. Каких только угроз “утопить” в небытии традиционное аналоговое телевидение за последние годы не было.

В одно время, например, в связи с началом развития мобильного ТВ в конце 2009 – начале 2010 года некоторые ушлые деятели-вещатели заранее, любимыми путями, пробивали себе “место под солнцем” в виде лицензии на связь в области мобильного ТВ на определенной территории. Все надежды развития вещания, используя мобильную связь, основывались на стандарте DVB-H. Аналогичная ситуация складывалась и на других направлениях развития телерадиовещания.

Но большинство зрителей все же смотрели традиционное аналоговое телевидение, имея в своих карманах минимум один-два телефонных аппарата мобильной связи, работающих в сети стандарта 1G.

Так как, в конечном итоге, произойдет расставание с аналоговым телевидением и когда? Да и нужно ли? Это большой вопрос!

Наверное, ответ на этот вопрос будет более понятным, если проследить историю развития цифрового телевидения в различных направлениях с того момента, как переход к цифре сделал первые шаги.

Начнем с вышеупомянутого мобильного ТВ.

В конце концов мобильное телевидение стало развиваться параллельным курсом с традиционным телевидением и, наверное, превратится в один из сегментов ОТТ-технологии.

С самого начала появление мобильного ТВ упиралось в достаточные скорости передачи цифровой информации. Напомним, что в первом поколении мобильной связи в сетях 1G передавался аналоговый радиосигнал по протоколу NMT. В отличие от 1G-стандарта сети 2G являются сетями второго поколения и относятся к цифровым сетям мобильной связи, которые в настоящее время используются операторами сотовой связи для передачи голосового трафика и пакетных данных в частотных диапазонах GSM сетей 850, 900, 1800,1900 МГц.

Основными стандартами при этом являются GSM и CDMA. Пакетные данные передаются на голосовых каналах по технологии EDGE (2,5G) со скоростью 115 Кбит/с. В стандарте CDMA пакетные данные передаются по технологии EDGE (2,75G) со скоростью, достигающей 384 Кбит/с.

Для полноценной передачи видеофайлов со звуковым сопровождением скорости передачи цифровых потоков информации в стандартах 2,5G и 2,75G не позволяли добиться приличных результатов передачи телевизионной картинки. Поэтому Международный союз электросвязи установил особые требования к технологии передачи пакетных данных. Этим требованиям удовлетворяют параметры сетей мобильной связи третьего поколения 3G. Технологии передачи информационных данных в таких сетях состоят из набора сервисов, построенных по принципу пакетной передачи данных, объединяющих в себе высокоскоростной Интернет и современную технологию передачи голосового трафика.

Разработчики и операторы GSM-сетей создали группу 3GPP (3rd Generation Partnership Project), которая разработала технологии GPRS, EGPRS, HSCSD и ECSD со все более высокой скоростью передачи данных. Инженеры-технологи, занимавшиеся стандартом CDMA, создали аналогичную группу разработчиков 3GPP2 и последовательно представили стандарты TD-CDMA, EV-DO, WCDMA (UMTS) и CDMA 2000. Обе группы в конечном итоге отобрали высокоскоростные стандарты UMTS и EV-DO.

В 2005 году при использовании несимметричного стандарта доступа HSDPA была достигнута скорость передачи в 7,2 Мбит/с. Впоследствии в 2007 году такой же скорости удалось добиться в симметричном варианте стандарта HSUPA. Следующий шаг в разработках по стандарту UMTS по технологии WCDMA (множественного широкополосного доступа с кодовым разделением каналов) позволил достичь скорости передачи данных 42 Мбит/с. В стандарте UMTS поддерживаются три основных протокола передачи данных: l HSDPA (3,5 G) – протокол, позволяющий достичь скорости 10 Мбит/с по нисходящим каналам базовой станции пользователю; l HSUPA – протокол, подразумевающий технологию высокоскоростной передачи пакетных данных по каналу “пользователь – базовая станция” с максимальной скоростью 5,7 Мбит/с. Это позволяет успешно использовать программы, поддерживающие видеосвязь; l HSPA + – несимметричный стандарт (3,75 G), обеспечивающий скорость передачи в 42,2 Мбит/с в нисходящем канале и 5,76 Мбит/с (до 11 Мбит/с) в обратном направлении.

Вскоре вскрылся один основной недостаток телевизионного вещания в сотовых сетях. Так как оно ведется в режиме “юникаст”, то при росте числа пользователей сеть перегружалась. Поэтому было разработано четвертое поколение сетей сотовой связи 4G, которое характеризуется высокой скоростью передачи данных и высоким качеством передачи голосового трафика. При эксплуатации 4G-сетей используются в основном две технологии передачи данных – LTE и WIMAX. Стандарт LTE является результатом эволюции двух стандартов передачи пакетных данных, разработанных ранее CDMA и UMTS в диапазоне частот 2,5–2,7 Ггц со скоростью, достигающей 326 Мбит/с в нисходящем соединении и 172 Мбит/с в исходящем канале. Стандарт WIMAX используется как стандарт технологии обеспечения беспроводной связи на большие расстояния. Максимальная скорость доступа к сервисам передачи данных составляет 1 Гбит/с. Диапазон частот тот же. Самым значимым преимуществом в развитии сетей 4G является то, что в обоих стандартах предполагается использование одного и того же частотного диапазона. Это обстоятельство явилось дополнительным определяющим фактором использования LTE-стандарта большинством мировых операторов мобильной связи, включая российских.

По данным международной ассоциации The Global Suppliers Association (GSA), обнародованным в октябре 2016 года, в мире обозначено порядка 38 крупных операторов мобильной связи в 24 странах мира, работающих над внедрением у себя технологий многопотоковой трансляции мультимедийного контента eMBMS (evolved Multimedia Broadcast and Multicast SerVice), позволяющей операторам мобильной связи предоставлять медиауслуги в сетях LTE, доставляя контент множеству пользователей одновременно. Предлагается новый прием для доставки больших объемов контента, используя технологию широковещательной многоадресной передачи контента одновременно большому числу пользователей в одном диапазоне частот в зоне действия одной или нескольких базовых станций. Таким образом, оператору мобильной связи для организаций просмотра HD-видео не требуется расширение емкости сети и увеличение частотного диапазона для увеличения количества абонентов без ухудшения качества изображения. Затраты сетевых и частотных ресурсов при этом на всех охваченных абонентов практически такие же, как и на одного пользователя услугой.

По данным GSA, в 2016 году из 38 крупных операторов мобильной связи в мире 29 компаний ведут или закончили тестирование LTE-В-технологии, а в двух странах (Австралии и США) идет развертывание LTE-В-систем мобильного вещания.

В России три оператора мобильной связи – МегаФон, ПАО “Мобильные Телесистемы” (МТС) и ПАО “ВымпелКом” (Билайн) провели тестирование LTE-В-технологии. Подразделение МТС в Нижнем Новгороде успешно организовало передачу HD-видео на базе чипсета Qualcomm Shapdragon 800 в упомянутом формате вещания.

Необходимо отметить, что толкнуло российских операторов мобильной связи активно пойти на инвестиционные затраты для внедрения в область передачи видеоконтента в своих сетях по технологии LTE-В. Во-первых, это замедление спада доходов операторов мобильной связи вследствие насыщения рынка мобильной связи. Во-вторых, резкое увеличение потоков видеоинформации, передаваемых по сети и, в-третьих, сохранение качества просмотра контента в стандарте HD при перегрузке трафика.

Но на пути развития цифрового мобильного ТВ есть много трудных моментов, которые операторам мобильного ТВ еще предстоит преодолеть.

Во-первых, грядет новый стандарт на скорости потока информации 5G и новая задачка в технологии обеспечения беспроводной связью на большие расстояния. А новый стандарт 5G – это, само собой разумеется, дополнительные инвестиции. В свободных от городской застройки регионах можно пользоваться и форматами беспроводной связи технологии LTE. Проблемы возникают в городской застройке, так как может возникнуть помехообразование из-за частотной близости стандарта LTE и Wi-Fi. Операторы мобильной связи, чтобы избежать лицензирования, активно занимаются продвижением технологии стандарта LTE-U (LTE Unlicensed), то есть LTE в нелицензируемых диапазонах частот 2,4 ГГц и 5,8–5,9 ГГц. Но в этих диапазонах работает Wi-Fi. В городской застройке проникновение сигнала стандарта 5G сравним с Wi-Fi, поэтому возникает конкуренция стандартов. Не исключено, что в крупных городах с плотной застройкой вещание мобильного ТВ будет проходить через Wi-Fi.

Во-вторых, идет конкуренция с эфирными вещателями за обладание аналоговым частотным диапазоном 470–862 МГц, который по идейным соображениям почти полностью освободится после полного перехода в эфирном вещании с аналога на цифру. Однако перспективы использования диапазона 470–694 МГц будут решаться на Всемирной конференции радиосвязи только в 2019 году. Фактическое распределение может случиться только к 2025 году. А до этого времени операторам мобильной связи нельзя будет воспользоваться частотным присвоением, следовательно и банковским кредитом для развития сетей.

Другая проблема – это то, что интерактивное вещание сегодня считается существенным фактором развития мобильного ТВ. Но возникают трудности с запуском интерактивных сервисов для федеральных ТВ-каналов.

Федеральные телеканалы не применяют возможности интерактивного сервиса, такие как отложенный просмотр, пауза, перемотка и т.д. Хотя стандарт вещания DVB-T и позволяет такой сервис, это не является для больших операторов наземного телевещания, таких как РТРС, задачей первой категории привлекательности. Дополнительную прибыль они надеются получить через высококачественное предоставление контента, делая ставку на телевещание в формате высокой и сверхвысокой четкости, забыв о качественном звуке, а по мелочам они пытаются развивать свои ОТТ-сервисы.