METHODOLOGICALASPECTSOFTEACHINGNEWDISCIPLINE «TELEVISIONBROADCASTING»

Abstract

The article deals with current issues of digital TV broadcasting in Russia. These matters will be included in the program of the new discipline. Provides a brief description and analysis of existing systems, broadcast and advice on choosing the network broadcast.

Full Text

Постановка задачи Человечество движется по пути создания глобального информационного общества, основой которого является глобальная информационная структура, а одной из важнейших составляющих - мощные цифровые транспортные сети доступа DVB-T/C/S, предоставляющие информацию пользователям. Глобализация связи и ее персонализация (доведение услуг связи до каждого «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 2, 2014 Балобанов В.Г., Галочкин В. А., Нагорная М.Ю. 89 пользователя) - это две взаимосвязанные проблемы, решаемые в настоящее время. Подготовка специалистов в этом направлении имеет первостепенное значение. Цель авторов статьи - ознакомление специалистов с содержанием этой дисциплины, чтобы, по возможности, учесть замечания, которые могут поступить в их адрес. Технология производства программ вещательного ТВ Кратко рассмотрим процесс формирования сигналов для передачи их на большие расстояния по кабельным, спутниковым, радиоканалам и Intemet-сетям, отметим их достоинства и недостатки. Формирование любого ТВ сигнала начинается в видеокамере. При формировании программ могут использоваться как собственные сигналы со студии, так и внешние сигналы, поступающие с междугородной аппаратуры блока внестудийного вещания (ПТС, ТТП-ТВ трансляционный пункт и другие).Таким образом, алгоритм формирования программы следующий: студия - режиссерская и техническая аппаратные - аппаратные записи и видеомонтажные - центральная аппаратная (ЦА) - УКВ радиостанция - канал связи - ТВ приемник. Интерактивное телевидение В последние годы интенсивно развивается новая технология интерактивных систем ТВ вещания, позволяющих реализовать диалог пользователя с центрами производства программ и другими источниками информации. Модуль вещания \ / ♦ Звуковые программы * Кино • Прочие информационные службы N rV Совместимые с Internet и другие службы (телематические услуги, образование, медиаметрия, телемедицина и т.д.) Интерактивность преобразует традиционное, так называемое линейное вещание, характеризующееся пассивным просмотром программ, в нелинейный информационный процесс, при котором пользователь может управлять получаемой информацией, в том числе передаваемыми программами. Интерактивность является важнейшим компонентом средств мультимедиа, базовой составляющей сети Internet и многих других информационных служб. Она приобретает доминирующее значение в системах кабельного телевидения, спутникового и наземного вещания, во всех видах телекоммуникаций и других средствах информационного обслуживания. В интерактивных системах предусматриваются прямые каналы для передачи ТВ программ и различной дополнительной информации, содержащейся в их составе, и обратные каналы передачи сообщений от пользователя к источникам программ и другой информации. Обмен информацией по прямому и обратному интерактивным каналам позволяет организовать ряд новых услуг, привлекательных как для вещателей и операторов связи, так и для потребителей. Ядром модели является многоцелевой поток в канале - контейнер, загружаемый цифровыми сигналами нескольких программ телевидения, звукового вещания, данных, телемостов, видеоконференций, мультимедиа и др. Он обеспечивает множество прямых цифровых каналов, интерактивных и других служб. С помощью систем вещания возможна передача данных Internet, а также подача программ вещания по Internet (см. рис. 1) [1-3]. Пользователи Электронные кинотеатры Многоцелевой цифровой поток в канале - контетере Internet клубы Интерактивное обеспечение ■ ш Модуль мультимедийных служб Сеть интерактивных каналов Рис. 1. Глобальная модель системы интерактивного цифрового вещания «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 2, 2014 90 Балобанов В.Г., Галочкин В.А., Нагорная М.Ю. В системах интерактивного ТВ применяются три основных способа организации обратных каналов: - использование существующих телефонных сетей общего пользования. В этом случае соединение абонента с головной станцией и передача данных от абонента могут осуществляться обычным образом или с применением автоматизации; - организация обратных каналов в существующих сетях кабельного ТВ. Используется диапазон частот 5-40 МГц, где нет ТВ вещания; - передача обратной информации по радиоканалу. В этом случае в телевизор должен быть встроен абонентский передатчик. Возможно использование систем подвижной связи. Спутниковое ТВ Спутниковое ТВ является в настоящее время самым динамично развивающимся способом передачи ТВ сигналов на большие расстояния. Отличительной особенностью спутникового ТВ вещания является возможность для телезрителя принимать интересующую его программу с любого спутника, находящегося в зоне видимости. При наземном ТВ вещании зритель принимает программы передающих станций, находящихся в зоне прямой видимости (70-100 км). Другим недостатком эфирного ТВ является его низкая защищенность от разного вида промышленных помех, большое число зон и интенсивных отраженных сигналов. Использование кабельных систем ТВ вещания позволяет уменьшить влияние внешних помех и, следовательно, получить на экране телевизора более качественное изображение. Кроме того, системы кабельного телевидения обеспечивают передачу сигнала не только от кабельной ТВ станции к абоненту, но и обратно. Это позволяет абоненту получить ряд необходимых услуг. Спутниковая связь с активной ретрансляцией универсальна в отношении передаваемой информации: вследствие широкополосности и большой пропускной способности спутниковой аппаратуры имеется возможность вести с высокой надежностью радиосвязь, обмен ТВ и радиовещательными программами, передачу многоканальных телеграфных и фототелеграфных сигналов, цифровой информации между удаленными земными потребителями. Для систем спутникового вешания выделены полосы частот сантиметрового диапазона. Системы эфирного и кабельного ТВ Наземное эфирное телевидение DVB-T/T2/H способно предложить зрителю дополнительные услуги, которые, невозможны при аналоговом ТВ. Совмещение информации разного типа возможно за счет использования транспортного потока MPEG-4. Особенностями эфирной передачи сигнала в крупных городах с плотной застройкой является появление эффекта стоячих волн между стенами зданий вследствие интерференции прямых и отраженных волн, а также образование зон радио-тени или «колодцев» за высотными зданиями. В результате появляются зоны неуверенного эфирного приема или приема с искажениями в виде размытых контуров и повторных изображений, сдвинутых друг относительно друга по горизонтали. Система кабельного телевидения DVB-С представляет собой совокупность технических средств, предназначенных для формирования, обработки и передачи телевизионных сигналов в закрытой среде, их распределения с помощью распределительных кабельных структур и приема с помощью индивидуальных абонентских устройств. Система обеспечивает различные услуги связи (телевидение, радиовещание, другие сообщения). Возможность вещания по кабелю является привлекательной, по крайней мере, с двух точек зрения. Во-первых, системы кабельного ТВ лишены недостатка эфирного ТВ, во-вторых, кабель, являющийся закрытой средой передачи, более подходит для создания частных систем коммерческой эксплуатации или систем передачи информации ограниченному кругу потребителей, имеющих права доступа. Следовательно, системы кабельного ТВ в сравнении с эфирными системами имеют два очевидных преимущества: надежность и безопасность передачи. Система кабельного ТВ состоит из источника сигнала (головной станции), линейной сети и приемного абонентского оборудования. Главная задача системы - доставка и распределение сигнала множества ТВ каналов, поступающих от центральной головной станции по транспортной или (и) магистральной сети, путем подведения кабеля (в основном коаксиального) к абонентским телевизионным розеткам, то есть непосредственно в дом абонента. Сейчас уже очевидно, что система кабельного ТВ, кроме этого, должна выполнять и другие задачи по обслуживанию абонентов. Поэтому, вместо того чтобы говорить о доставке ТВ сигналов, можно сказать более ши «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 2, 2014 Балобанов В.Г., Галочкин В. А., Нагорная М.Ю. 91 роко - сеть кабельного ТВ должна предоставлять абонентам информационные услуги. Пространство, охваченное распределительными структурами сети, называется областью обслуживания. Размер области обслуживания и структура системы внутри области различаются и зависят от конкретных технических и географических условий. Актуальность перехода на цифровой метод передачи информации сейчас очевидна. Внедрение цифрового ТВ вещания одновременно решает задачи значительного повышения качества передачи, увеличения канальной емкости системы и совместимости с компьютерными информационными системами. В этом смысле предстоит решить задачу строительства новых систем (или модернизации построенных ранее систем) на единых стандартных принципах, обеспечивающих работу в системах кабельного ТВ цифровых телевизоров и других терминальных устройств абонента, например персонального компьютера. Возможность перестроения системы от аналоговой к цифровой в гораздо большей степени определяется стоимостью нового оборудования цифровой передачи, чем типом среды передачи, но последнее тоже немаловажно, особенно в связи с повсеместным переходом на волоконно-оптические линии связи. Согласно экспертным оценкам, доля стоимости волоконно-оптической части системы, включая закупку кабеля и его прокладку, составляет 70-75 % от общей стоимости проекта. Поэтому если система кабельного ТВ, имеющая гибридную архитектуру, изначально была построена как аналоговая, то затраты на переход к цифровой передаче будут состоять главным образом из расходов на замену оборудования, а основная (оптическая) часть системы будет способна передавать сигналы цифрового ТВ практически без дополнительных затрат. При этом канальная емкость цифровой системы передачи несравнимо возрастает по отношению к аналоговой. В зависимости от используемой модуляции в стандартной полосе частот 8 МГц каждого телеканала в цифровом виде можно будет передать от 4 до 10 ТВ программ плюс дополнительные потоки цифровых данных. Система кабельного ТВ также может использоваться для оказания абоненту дополнительных информационных услуг, не связанных с ТВ вещанием. К таким услугам относится телефония и видеотелефония, видеоконференц-связь, передача данных, передача ТВ программ по запросу абонентов, электронная почта, доступ к справочным службам, заказ билетов и покупок на дому, банковские операции на дому, телеигры, участие в аукционах, опросах общественного мнения и голосованиях. Их интеграция в сеть кабельного ТВ возможна только при переходе к цифровому методу передачи. Таким образом, современные сети кабельного ТВ - это широкополосные двунаправленные системы, предоставляющие абоненту возможность качественного просмотра ТВ программ по его желанию и доступ к услугам цифровых сетей. Такая сеть будет иметь, как правило, гибридную архитектуру с волоконно-оптическими магистральными направлениями передачи и коаксиальными распределительными сегментами. Полоса системы должна составлять не менее 860 МГц - в последней редакции стандарта верхняя частота увеличена до 1000 МГц. Сотовое ТВ На стыке современных технологий цифрового и спутникового ТВ, беспроводной телефонной связи динамично развивается новый способ эфирной доставки ТВ программ - сотовое ТВ. Свое название он получил из-за принципа покрытия сигналом территории обслуживания, аналогичного принципу, положенному в основу сотовой телефонной связи. В настоящее время системы сотового ТВ используются во многих странах Европы, Азии и Америки. Эти системы носят названия MMDS (Microwave Multipoint Distribution System) - высокочастотная абонентская распределительная система - позволяет потребителю принимать множество спутниковых каналов без дорогостоящего оборудования спутникового ТВ. Многоканальная многоточечная распределительная система - в английской аббревиатуре MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System) - это система наземного ТВ, аналог кабельного ТВ, но без кабеля, по принципу действия сходная со спутниковой ТВ системой - где спутник-ретранслятор как бы находится на поверхности Земли. Во многих случаях этот способ распространения ТВ и радиопрограмм имеет неоспоримые преимущества перед давно известными и широко используемыми по кабельным сетям и посредством спутников-ретрансляторов. В частности, приемные антенны могут быть значительно меньше спутниковых, так как мощность MMDS-сигнала гораздо больше, чем сигнала со спутника. Система MMDS интерактивна и имеет высокоскоростной доступ в Internet. К достоинству MMDS следует также отнести простоту достав «Инфокоммуникационные технологии» Том 12, № 2, 2014 92 Балобанов В.Г., Галочкин В.А., Нагорная М.Ю. ки ТВ сигналов до абонента при охвате значительной площади. Кроме того, MMDS обладает относительно низкой стоимостью передающего оборудования, в основном зависящей от числа транслируемых каналов, мощности передающих устройств и вида MMDS. Система MMDS - одна из быстроразвивающихся многоканальных телевизионных систем распределения - стала альтернативой классическим кабельным сетям. Мобильное ТВ Мобильное телевидение (Mobile TV) - это одна из наиболее стремительно развивающихся сфер телевидения. Аналогично стандарту наземного цифрового ТВ вещания DVB-T для мобильного телевидения был принят стандарт DVB-H. В мобильном ТВ присутствуют такие важные сферы, как интерактивность и платная услуга. А поскольку сотовый телефон уже подключен к сотовой сети, то информация о владельце содержится в базе данных оператора сети сотовой связи. Кроме того, данная сеть одновременно является каналом обратной связи, который может служить средством реализации интерактивных услуг. IP-телевидение IP-телевидением принято называть цифровую технологию многопрограммного интерактивного ТВ вещания в IP-сети с помощью пакетной передачи видеоданных по IP-протоколу (Videoover IP). Для увеличения пропускной способности канала связи используют подключение к Internet-системам кабельного ТВ, у которых скорость передачи по прямому каналу составляет 30 Мбит/с, а по обратному каналу - от 64 кбит/с до 1,5 Мбит/с. Абонент IP телевидения получает от оператора возможность оперативно выбирать и менять состав услуг, на которые он подписан, и в любой момент заказать дополнительную услугу: например, дополнительный платный просмотр фильма. Нанотехнологии в ТВ Развитие ТВ невозможно представить без новых технологий, в частности нанотехнологий, проникающих во все отрасли науки и техники: медицину, химию, биологию, физику, материаловедение, электронику, телекоммуникации и.т.д. [5-9]. Применение синтетических полимеров [6] позволит в будущем примерно на два порядка повысить пропускную способность сети передачи данных и получить гибкие мониторы на основе полимерных матриц. Новые технологии, без условно, изменят уровень восприятия ТВ информации и ее воздействия на телезрителя. В настоящее время в мире все шире внедряются распределенные сенсорные сети (РСС). Их отличительное свойство - способность самостоятельно организовываться в единую интеллектуальную сеть и контролировать по многим параметрам тысячи объектов. Эти сети на порядок надежнее существующих беспроводных сетей и могут формировать системы автоматического решения широкого круга задач практически без вмешательства человека. Отличительная особенность этой сети - взаимосвязь элемента сети не по схеме «звезда» (одна точка раздает сетевые настройки «дочерним» устройствам), а по схеме соединения каждого элемента с множеством соседних элементов. Такое соединение («рыболовная сеть») и обеспечивает большую надежность системы передачи данных. Представляется интересным использование РСС в системах телекоммуникаций и ТВ, где основное внимание будет уделено беспроводным технологиям. Выводы 1. Для повышения эффективности преподавания необходимо включить в рабочую программу основные разделы из базового курса «Телевидение», которого нет в учебном плане. 2. Традиционная среда ТВ вещания - эфирное, кабельное и спутниковое телевещание будут востребованы в будущем еще значительное время: технология производства и доставки программ пользователю как в аналоговом, так и цифровом виде освоены достаточно хорошо с высоким качеством изображения. 3. Растущие культурные и интеллектуальные потребности общества способствуют внедрению новых технологий вещания - систем Internet-телевидения как наиболее полно удовлетворяющим интересам общества. При этом значительное место в ТВ вещании будет занимать IP телевидение. 4. Внедрение нанотехнологий является основой создания новых принципов функционирования систем передачи информации, а также основой создания современной элементной базы и аппаратуры телевещания, обладающей новыми эксплуатационными свойствами.