О стартовых положениях развития ТВ-вещания в России до 2020–2025 годов

Голосовать

16 октября в возрасте 96 лет скончался Марк Иосифович Кривошеев – известный ученый, основоположник цифрового телевидения, разработавший международные стандарты вещания высокой четкости.

С момента основания журнала Broadcasting Марк Иосифович был почетным членом редакционного совета издания, не раз помогал советами, делился передовыми идеями, публиковал блестящие материалы. Редакция журнала Broadcasting выражает глубокие соболезнования родным и близким М.И. Кривошеева и скорбит вместе с ними. Марк Иосифович Кривошеев родился 30 июля 1922 года в Полтаве. После войны окончил Московский институт инженеров связи и поступил на работу в Московский телевизионный центр. 3 сентября 1948 года впервые вывел в эфир сигналы ТВ-программы в стандарте 625 строк. В 1950 году Кривошеев был переведен в Министерство связи СССР и назначен начальником отдела телевидения. В 1959 году был назначен начальником отдела телевидения и лаборатории ТВ-измерений Научно-исследовательского института радио. В 1962 году руководил разработкой телевизионного комплекса для спутниковой системы связи «Молния», впервые передавшей в 1965 году ТВ-программы из Москвы во Владивосток и обратно. В 1980 году Кривошеев руководил разработкой телевизионного комплекса для передачи сигналов программ Олимпиады-80, отвечал за трансляцию Олимпиады. Был до последних дней почетным председателем вещательной исследовательской комиссии. Удостоен множества наград как в СССР и России, так и за рубежом. В память о Марке Иосифовиче повторяем публикацию одной из его статей, как обычно, опередившей время.

Разрабатывается стратегия телерадиовещания в России до 2025 года (gov.cnews.ru). В части ТВ-вещания она и дорожная карта в значительной мере могут основываться на стартовых положениях [1, 2], которые за прошедший период были не только подтверждены, но и значительно продвинуты [3].

В первую очередь важно отметить их коренное отличие от стратегии, заложенной в реализуемую ФЦП 2009–2015 годов. Для решения задач, вставших перед ТВ-вещанием, предложен подход к принципиально новой технологической платформе, интегрирующей и гармонизирующей достигнутые на данном этапе и предстоящие инновации, расширяющие и повышающие качество услуг, в том числе – с учетом корректировки ФЦП [2, 4]. Важно подчеркнуть, что в такого рода платформу включается ожидаемый значительный вклад средств телекоммуникаций и практически впервые мобильной связи в обеспечение ШПД, Интернета и др., требуемый для высококачественного ТВ-вещания, ВИС и многих видеоуслуг [3, 10]. Предстоит изучить потенциальные параметры систем мобильной связи для ТВ-вещания с высокоскоростными видеопотоками. Важно, что возрастает роль массового распространения сетевых способов доступа к обилию ТВ-контента.

В связи с необходимостью определения путей развития ТВ-вещания после 2015 года показано, что требуется безотлагательно выйти из первоначальных представлений об этой медиасфере. Сформулированы стартовые положения стратегии комплексного развития многофункционального ТВ-вещания на основе новой технологической платформы, учитывающей тенденции международной стандартизации и прогресса технологий, а также способствующей преодолению цифрового неравенства. Она коренным образом отличается от стратегии, заложенной в ФЦП 2009–2015 годов

Что касается передачи и приема сигналов, то каждый из известных форматов обладает преимуществами и ограничениями. Поэтому на данном этапе мир нацелился на эффективную интеграцию – интегрированные вещательно-широкополосные системы (IBB) [2, 3, 12].

В первую очередь предстоит оценить, как достигнутые новшества могут быть использованы в условиях специфических особенностей России. Это огромная территория, разные временные пояса, сложный рельеф и климатические условия, многолюдные пригороды, очень неравномерная плотность населения, труднодоступные районы, значительные различия регионов и др. – все это в совокупности заметно отличает ее от многих стран мира.

Необходимо проанализировать природные возможности. Действительно, у России совсем другие горизонты… А платформа должна быть международной, приемлемой для всех! Так же, как и в случае с информационным обществом: интересы всех стран и регионов должны быть удовлетворены. Будучи председателем 11 ИК, автор в конфликтных ситуациях использовал такое понятие, как гармонизация принимаемых решений. Понятие гармонизации лишено негативных нот. Оно пришло из музыки и предусматривает хорошее звучание каждого из множества разнообразных инструментов. Если есть гармония, то интересы всех участников практически учтены. Назревающей конфронтации стоило бы противопоставить гармонизацию возможных путей развития 2D/3D-ТВ-вещания и обязательно сервисов на длительную перспективу и на новой технологической платформе. Сегодня ее цели и задачи заметно расширились. Это:

  • ТВ-вещание всегда и везде, где оно востребовано (это также условие преодоления цифрового неравенства);
  • ТВ-вещание для всех и для каждого (речь идет о возможной персонализации приема ТВ-сигналов);
  • ТВ-вещание не только в покое, но и в движении (сегодня с учетом прогресса мобильной связи, а также достижений в области всемирного вещательного роуминга это особенно актуально);
  • ТВ-вещание на любом видеотерминале;
  • интерактивность ТВ-вещания.

Таковы цели гармонизации, и альтернативы этому нет.

Отныне составляющие тракта ТВ-вещания объединены и дополнены рядом средств, которые вообще впервые включены и учитываются при формировании в интегрирующей их возможности новой платформе.

  • Рекомендация 601 “Параметры кодирования для студий” прочно вошла в историю как первый единый мировой стандарт для цифровых ТВ-студий [7]. Она вытеснила из студий несовместимые между собой системы цветного ТВ NTSC, PAL и SECAM. Благодаря этому сегодня практически во всем мире производственные ТВ-комплексы оснащаются унифицированным оборудованием, которое частично используется при переходе на ТВЧ.
  • В 1999 году ИК 11 МСЭ-Р после многолетних усилий достигла консенсуса и приняла новую версию Рекомендации МСЭ-Р ВТ.709-4, которая стала единым мировым стандартом на системы ТВЧ 1920×1080 пикселей, формат кадра 16:9. В итоге ТВЧ сможет заменить существующие системы [7]. В России намечено широкое внедрение ТВЧ.
  • В 2011 году в России принята более эффективная система наземного цифрового ТВ-вещания (НЦТВ) DVB-T2 (Рекомендация BT.1877). DVB-T2 используется в мультиплексах (поток цифровых данных, несущих один или несколько ТВ-каналов в одном радиоканале) компанией РТРС. По спутниковому ТВ-вещанию разработаны Рекомендации МСЭ-R серии BO и серии S, по кабельным сетям и передаче ТВ, звуковых и других мультимедийных систем Рекомендации МСЭ-Т серии J.
  • Малоизвестно, что еще в 1992 году, когда практически была реализована концепция “ТВЧ 6-7-8”, Россией тут же было предложено начать международное изучение ТВ-систем сверхвысокой четкости с разрешением более 1000 строк, выбранным для ТВЧ. Это предложение также оказалось дальновидным [7, 15].

Первая Рекомендация МСЭ-Р по этой теме – ВТ.1201 “Изображения со сверхвысокой четкостью” – была принята в 1993 году. В Рекомендации МСЭ-Р ВТ.2020, принятой в 2012 году, были выбраны форматы 3840х2160 (4К) и 7680х4320 (8К) для систем телевидения ультравысокой четкости (ТУВЧ). В последней версии этой Рекомендации в нее включены частоты кадровой развертки 100 и 120/1.001 Гц. Изображение в формате 8К содержит около 32 млн пикселей, что в 16 раз превышает их количество для формата ТВЧ 1920х1080 и практически стирает грани между изображением на экране и реальностью.

Не только значительно повышается качество изображения на экранах, но и ввиду особенностей его восприятия создается впечатляющий эффект присутствия и участия в демонстрируемой сцене. Зрители обходятся без очков, без сложных экранов, нет усталости зрения и др. Используется лишь одна камера и плоский экран. По предложению России (ФГУП НИИР, [3], [15]) начато изучение этого эффекта, а также методов его усиления и оценки в вопросах МСЭ-Р 40/6 и 128/6. Здесь же отметим, что достигнут прогресс в эффективном электронном преобразовании 2D-в квази-3D-изображения и в других такого рода способах повышения качества воспроизводимых ТВ-изображений.

Значительному повышению технического качества контента для ТВЧ-вещания будет способствовать Рекомендация МСЭ-Р ВТ.2050. Предусматривается использование систем ТВ сверхвысокой четкости, описанных в Рекомендации МСЭ-Р ВТ.2020 (4К и 8К), для получения, редактирования, окончательной доработки и архивирования программ с высочайшим качеством, предназначенных для доставки в формате ТВЧ.

Практическая реализация этой рекомендации заметно скажется на всем программном секторе, поскольку потребует создания новых комплексов для производства программ ТВ сверхвысокой четкости и ТВЧ. Предстоит учесть ее и в работах по оцифровке кино- и видеоархивов.

Знаменательно, что темпы продвижения ТУВЧ намного опережают темпы внедрения ТВЧ.

Этому способствует принятие стандарта высокоэффективного кодирования изображений HEVC МСЭ-Т K265/ISO/IEC 23008 2. Потребуется лишь половина скорости передачи по сравнению с предыдущим стандартом AVC [4]. В рекомендациях МСЭ-Т H.265 и H.721 изменены спецификации службы IPTV (IPTV Global Standards Initiative, 24–28 февраля 2014 года).

Первая в России спутниковая передача ТУВЧ была осуществлена 27 июня 2013 года компанией “Триколор ТВ”. 22 октября 2014 года “Триколор ТВ” начал регулярное ТУВЧ-вещание в формате 3840х2160 пикселей, 60 кадров в секунду с использованием стандарта кодирования HEVC/H.265.

Заметно продвинулись технологии телевещания не только в формате 4К, но и в 8К. В Японии намечено начать вещание ТУВЧ в формате 8K в 2020 году.

  • Новый формат приемной стороны коренным образом поднял ее значимость в ТВ-вещании и многих связанных с ним инфокомму-никационных служб [1, 6]. Этому способствуют появившиеся инфо-комуникационные терминалы (ИТ). Имеются в виду интерактивные смарт-телевизоры (Интернет, IPTV, OTT (Over The Top), минуя оператора, и др.), мобильные приложения (смартфоны, планшеты и др.), интерактивные цифровые приставки (STB).

Таким образом, на смену многолетнему пассивному приему пакета ограниченного числа ТВ-программ у зрителей появляются возможности активного участия в этом процессе, включая самостоятельный персональный выбор видеоматериалов. Наряду с обилием доступных ТВ-программ, создаваемых вещателями, увеличивается число провайдеров, создающих в Интернете привлекательные видеопорталы. Расширяется круг любителей, готовых передавать свой контент как для индивидуального, так и для массового распространения. Складывающаяся обстановка повлияет на стратегию ТВ-вещания и в первую очередь потребует дальнейших усилий по повышению привлекательности контента ТВ-программ.

Проявляется сближение сфер создания и распространения контента.

  • Многие трудности многостандартно-сти позволит устранить всемирный вещательный роуминг – возможность доступа к контенту в разных средах и зонах вещания даже при использовании отличающихся стандартов.

В соответствии с предложенной Россией (ФГУП НИИР) программой исследований уже подготовлен проект новой рекомендации по ВВР [3]. Развитие ВВР отображает всеобъемлющая концепция всемирного информационного роуминга (см. “Стандарт”, 2011, № 9).

  • Начало массовой экранизации предусматривает дополнение домашнего просмотра ТВ-программ, мобильного приема в покое и в движении, “наружным” телевидением с помощью множества экранов разных размеров видеоинформационных систем (ВИС). Изучения ВИС были поставлены по предложению России (ФГУП НИИР, [1], [15]). В перспективе они будут вездесущими и в значительной мере заменят традиционные афиши, плакаты и другие малоэффективные средства представления визуальной информации, будут сопряжены с экранами мобильных терминалов, бытовой электроники. Контент ВИС – фрагменты ТВ-программ, специальные программы, государственное информирование, новости, реклама, безопасность и др. Места установки экранов, в том числе виртуальных, контент, меры информационной безопасности должны регламентироваться. ВИС создается в московском метрополитене (Sostav.ru, 23.05.13).

В отличие от традиционных двух форм телесмотрения – домашнего и мобильного, когда получателем осуществляется исключительно индивидуальный выбор предпочитаемой им видеоинформации, – понятие ТВ-вещания в ВИС отражает условия, при которых получатель может воспользоваться видеоинформацией с предоставляемым ему заданным контентом независимо от того, где бы она им не наблюдалась – как внутри помещений, так и снаружи. Эта третья форма телесмотрения кардинально меняет сложившиеся представления о ТВ-вещании как в творческом, так и в техническом планах.

Объединение миллионов вездесущих интерактивных экранов ВИС с многомиллиардным парком мобильных терминалов позволит значительно увеличить трафик мобильных и других средств связи. На международной выставке “Открытые инновации 2014” (Москва, 14–16 октября 2014 г.) компанией Inno Labs демонстрировалась мультиэкранная ВИС со звуковым сопровождением на разных языках по трем отечественным и одному международному патентам специалистов НИИР и Интеллект Телеком. Наступающее значительное расширение возможностей потребителей телевизионного и видеоконтента на телевизорах, компьютерах, планшетах, терминалах мобильной связи, ВИС и др. повлияет на подходы к ТВ-вещанию.

Традиционное понятие вещания – “из точки повсюду”, то есть “для всех”. Однако становится доступным обилие видеоконтента, и такое понятие вещания, по-видимому, находится на пороге расширения индивидуальных запросов, то есть “для каждого”. Новое понятие – мультиэк-ранность – в том числе охватывает возможность, например, в домашних условиях одновременного просмотра разных ТВ-программ и сюжетов по индивидуальному выбору на телевизоре, планшете, смартфоне и т.п.

  • Новая рекомендация по общим требованиям к ориентированным на вещание интегрированным вещательно-широкополосным системам (IBB) и их использованию впервые определяет общие требования к таким системам цифрового ТВ-вещания [3, 12]. Док. 6/297.

Интеграция различных форматов средств и сред доставки с использованием преимуществ каждого будет производиться на основе новой технологической платформы. Это важно для нашей страны в связи с востребованностью разных форматов.

  • При разработках третьего поколения систем цифрового ТВ-вещания наряду с дальнейшим увеличением четкости (системы ТВЧ, ТСВЧ и ТУВЧ) необходимо повысить и другие ключевые параметры изображений путем расширения гаммы цветов, увеличения числа уровней квантования, повышения частоты кадров и др.

МСЭ ставит задачи создать новый механизм коммуникации и структуру отрасли, обслуживающую этот механизм ближайшие сто лет. Отмечается, что сейчас самое время для создания этой модели будущего [3, 15].

В ответ на этот призыв Россией были разработаны предложения по международному изучению новой технологической платформы многофункционального интерактивного цифрового ТВ и мультимедийного вещания [13, 15]. В них показана востребованность платформы, обусловленная радикальным отличием современных требований к этой службе от ее первоначальных задач, не отражающих последние международные решения и прогресс технологий.

Она неизбежно станет доминирующей частью перспективной модели информационного общества, так как будет включать как новые высокоскоростные видеопотоки (3D-ТВ, ТУВЧ и др.), так и низкоскоростные потоки традиционной информации (звуковой, текстовой, интерактивной и проч.).

На собрании ИК 6 в ноябре 2014 года было решено расширить вопрос изучения платформы до глобального охвата всей службы вещания [3]. Это большой коллективный труд, который выполнялся по инициативе России (Док. 6/290). Интегрирование средств и систем с учетом особенностей стран и регионов впервые распространяется на все сферы вещания: ТВ, радиовещание, мультимедиа. Этого раньше не было и альтернативы этому нет.

ИК 6 систематически совершенствует Рекомендации по ТВ-системам и другие решения, способствующие повышению качества ТВ-изображений. Однако и промышленность активно занимается повышением качества изображений путем обработки сигнала в телевизоре. Сегодня уже остро востребована гармонизация усилий, с одной стороны, в деятельности при разработке Рекомендаций и на передающем конце, включая технологии подготовки контента, и, с другой стороны, в промышленности при улучшении изображения в приемнике. Изучение этой проблемы по инициативе России предполагается включить в Вопрос МСЭ-Р 102 — 2/6 [3, 17 и Док.: А/462 от 4 ноября 2014 г.]. Тесное взаимодействие в деятельности ИК 6 и создателей видеотерминалов приемной сети – это влияние на ежегодный выпуск нескольких сотен миллионов телевизоров, компьютеров, смартфонов, планшетов, экранов ВИС. Альтернативы этому тоже нет.

В качестве примера отметим, что уже сегодня требуется такого рода гармонизация усилий в связи с необходимостью усовершенствования систем ТВЧ, ТУВЧ (4K и 8K) в части повышения эффекта объемности и ощущения присутствия в передаваемых сюжетах, учитывая также вклад систем объемного многоканального звука. На пороге разработки новых ТВ-систем на основе прогресса в голографии, оптоэлектронике, в других областях иконики. Ожидаются системы 3DTV+NO, обеспечивающие восприятие ряда (N) дополнительных ощущений (O). Усиленно исследуются методы внешнего воздействия радиоизлучений на мозг для создания эффекта непосредственного восприятия передаваемого зрительного образа, звука и других ощущений.

Итак, по-новому будет решаться важнейшая задача повышения качества восприятия сигналов вещания. Поэтому требуется усовершенствование и методов его оценки, например с использованием метода “результирующего качества восприятия” (“Quality of experience”) [3].

  • В стартовых положениях новой концепции уделено внимание эффективному использованию радиоспектра после перехода от аналогового наземного ТВ-вещания к цифровому.

Предложенное Россией изучение систем цифрового ТВ-вещания с сохранением существующих наземных и кабельных ТВ-каналов (концепция “6-7-8”) позволило сфокусировать проводимые в мире исследования в области сжатия и обработки цифровых телесигналов на четко поставленной задаче, что в итоге обеспечило передачу цифровых сигналов, многопрограммного ТВ ТВЧ и программ стереотелевидения по стандартным каналам частотных планов [7, 15]. Благодаря этому удалось создать цифровой дивиденд, а также заметно сократить расходы как на электроэнергию, так и на передачу ТВ-программ.

В 2004–2006 годах в Женеве впервые прошла Региональная конференция по распределению частот наземного ТВ-вещания в 119 странах. Автор был председателем первой сессии конференции, и полагаю необходимым отметить, что делегации РФ и стран – членов РСС добились закрепления за своими странами около половины дефицитного диапазона частот ниже 1 ГГц!

Впервые были официально признаны списки ТВ-станций в Азербайджане, Армении, Грузии, Казахстане, Киргизии, России, Таджикистане, Туркменистане и Узбекистане, вещающие в полосах 172–230 МГц и 470–862 МГц.

Таким образом, в России и перечисленных странах была обеспечена возможность не только внедрения цифрового наземного ТВ-вещания, но и вообще принятия решений о дальнейшем использовании этих закрепленных частот. Известно, что накануне ВКР-15 широко обсуждаются намерения мобильной службы использовать частоты в дециметровом диапазоне, выделенные вещанию.

  • В 2015 году для расширения универсальной услуги связи (УУС) намечено начать грандиозную стройку по проведению ВОЛС в населенные пункты с населением более 250 жителей. Общая протяженность линий – до 200 тыс. км. С учетом прогресса технологий важно своевременно оценить и эффективно использовать этот значимый вездесущий потенциал ШПД также для массовой интерактивной телерадиофикации страны с учетом специфики этой сферы.

Скорости в 1 Гбит/с достигнуты при передаче данных по электрическим линиям. Приближается время, когда можно будет провозгласить: “Где электросеть – там и инфоком-муникационные услуги” [3, 15].

Заключение

  1. Показано, что необходимо выйти из сферы первоначальных представлений о цифровом ТВ-вещании и безотлагательно дать старт новым подходам и стратегии в первую очередь с учетом массового распространения сетевых способов доступа к обилию контента.
  2. Сформулированные стартовые положения стратегии коренным образом отличаются от стратегии, заложенной в ФЦП 2009–2015 годов, и смогут обеспечить эффективное развитие отрасли с сопряжением России с мировым информационным сообществом и преодолением цифрового неравенства.
  3. Инициативы и вклад России в формирование нового подхода к глобальной платформе службы вещания, во многом связанные с ее технологическим обеспечением, получили мировое признание [7, 14, 15].