Кривошеев М.И. Международная стандартизация цифрового вещательного телевидения

Подождите немного. Документ загружается.

ВВЕДЕНИЕ

работ была издана первая книга «Цифровое телевидение» (М. И. Кри-

вошеев, Л. С. Виленчик, И. Н. Красносельский и др. Под редакцией

М. И. Кривошеева. — М. Связь, 1980), в которой наряду с физическими

основами этой новой области определялись направления его развития

и достаточно точно прогнозировались этапы эволюционного перехода

от аналогового ТВ вещания к цифровому.

Ключевая роль технологии цифровой передачи сигналов изображения,

звука и данных в глобальной информационной инфраструктуре рассмот-

рена в монографии Ю. Б. Зубарева, М. И. Кривошеева и И. Н. Красносель-

ского «Цифровое телевизионное вещание. Основы, методы, системы»

(М.: Научно-исследовательский институт радио (НИИР), 2001). В ней

рассмотрены теоретические основы передачи информации в системах

цифрового телевидения, техническая реализация, принципы построе-

ния и особенности внедрения систем наземного и спутникового цифро-

вого ТВ вещания и кабельного телевидения. Проблемам интерактивного

ТВ вещания была посвящена книга М. И. Кривошеева и В. Г. Федунина

«Интерактивное телевидение»(М.: Связь, 2000). Естественно, что при

написании данной книги с согласия соавторов был использован ряд ма-

териалов из упомянутых выше изданий, касающихся международной

стандартизации в рассматриваемой области. И. Н. Красносельский лю-

безно оказал также помощь при изложении истории систем «телетекст»

и систем передачи дополнительной информации. Автор выражает своим

коллегам глубокую благодарность.

В книге используется русская терминология в области электросвязи,

разрабатывавшаяся в течение многих лет школой В. А. Судовцева и его

нынешними продолжателями в МСЭ Г. В. Богдановой и Р. А. Левиным.

Эта терминологическая база также развивалась в России О. С. Крапоти-

ным в области радиосвязи, В. А. Хлебородовым в области ТВ вещания.

В данной книге предлагается новый терминологический ряд в сфере

многофункционального интерактивного цифрового вещания, а также

в области предоставляемых им множества услуг. Определено новое лицо

в цифровом вещании — оператор мультиплекса, осуществляющий паке-

тирование нескольких цифровых программ в одном стандартном канале.

Благодарю О. В. Евневич-Чекан, В. А. Хлебородова, И. М. Новикову,

В. А. Боровкова, И. Н. Красносельского, Ю. Д. Шавдия, В. Г. Федунина,

В. А. Быховского, Л. Б. Коротаеву, Л. К. Макарову и многих других,

оказавших существенную помощь в подборе документов и материа-

лов к рукописи. Особо следует отметить вклад в создание этой кни-

ги моих многолетних близких коллег и помощников В. Г. Федунина

ВВЕДЕНИЕ

и Л. К. Макаровой, непосредственно участвовавших в составлении

ряда разделов текста рукописи, отборе и оформлении иллюстраций

и приложений к ней и дававших мне ценные советы. Выражаю им

сердечную благодарность.

В книге автор стремился, насколько это оказалось возможным, отме-

тить личный вклад многих коллег, у нас в стране и за рубежом, и особо

подчеркнуть глубочайшую признательность и благодарность всем тем,

чьи усилия и помощь обеспечили возможность получения результатов,

которым посвящена эта книга, и в первую очередь разработчикам Вкла-

дов, способствовавшим созданию мировых стандартов.

Считаю своим долгом выразить признательность Президенту РНТОРЭС

им. А. С. Попова, Председателю комиссии Общества по истории радио,

электроники и связи, академику РАН Ю. В. Гуляеву, взявшего на себя

труд ознакомиться с рукописью, высказавшего ряд ценных замечаний

и написавшего предисловие к книге.

Учитывая, что задачей книги было охватить наряду с техническими,

также исторические аспекты, автор выражает глубокую благодарность

заместителю директора Института истории естествознания и техники

им. С. И. Вавилова, доктору технических наук В. П. Борисову за сове-

ты и рекомендации по работе с имеющимися материалами и форматом

их публикации в соответствии с современными требованиями к трудам

по истории науки и техники. Это потребовало более полного представле-

ния сведений об основных событиях и фактах, связанных с излагаемой

темой, с обязательным их документальным подтверждением.

Считаю своим долгом выразить большую благодарность генерально-

му директору ФГУП НИИР доктору технических наук В. В. Бутенко,

оказавшему содействие и помощь в издании этой книги.

Особое чувство благодарности автор выражает редактору книги

С. Л. Уразовой, высоко ценя ее вклад при редактировании рукописи и

полезные советы.

Хочется надеяться, что книга окажет практическую помощь при

внедрении цифрового вещания, изучении методологии и опыта между-

народной стандартизации с момента ее возникновения в этой области.

Полагаю, что данное издание сможет пополнить общую картину между-

народной стандартизации перспективного цифрового ТВ вещания. Книга

предназначена для специалистов в области телевидения, вещания, связи

и многих информационных служб, студентов и аспирантов профильных

учебных заведений и всех, интересующихся системами «вездесущего»

многофункционального вещания.

ГЛАВА 1

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ КОМИССИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ

И МЕЖДУНАРОДНОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ ТВ ВЕЩАНИЯ

1.1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследовательская комиссия по изучению и международной стандар-

тизации ТВ вещания была основана 30 июля 1948 года на V Пленарной

Ассамблее Международного консультативного комитета по радиосвязи

(МККР), состоявшейся в Стокгольме, и стала 11-й Исследовательской

комиссией (11-й ИК) этого комитета. По предложению администрации

Швеции (рис. 1.1) ее первым Председателем был избран Erik Esping

(Швеция), видный специалист в области связи и талантливый органи-

затор, заложивший основы успешной деятельности новой ИК и зани-

мавший этот пост с 1948 по 1970 годы (рис. 1.2).

Автор данной книги был связан с деятельностью 11-й ИК практически

с начала ее работы. После очередного собрания 11-й ИК в 1968 году в г.

Пальме на о. Майорка (Испания) E. Esping предложил ему стать Вице-

председателем комиссии. На этот пост он был избран на XII Пленарной

Рис. 1.1. Из предложений Швеции по Председателям Исследовательских

комиссий МККР

1.1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 1. ИК ПО ИЗУЧЕНИЮ И МЕЖДУНАРОДНОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ ТВ ВЕЩАНИЯ

Ассамблее МККР в Нью-Дели (Индия) в 1970 году (Приложение 52,

фото 2). В начале 70-х в связи с болезнью E. Esping предложил Дирек-

тору МККР возложить исполнение обязанностей Председателя ко-

миссии на ее Вице-председателя.

Процедура замены Председателя

Вице-председателем была предус-

мотрена Статьей 792 Конвенции

МСЭ (Монтре, 1965 г.). Прорабо-

тав в качестве и. о. Председателя

11-й ИК до XIII Пленарной Ас-

самблеи МККР в 1974 году в Же-

неве, автор был избран на этой

Ассамблее Председателем 11-й

ИК и занимал этот пост до Ассам-

блеи радиосвязи, состоявшейся

в Стамбуле в мае 2000 года, когда

11-я ИК вошла в состав новой 6-

й ИК (служба вещания). Послед-

нее общее собрание 11 ИК было

проведено 11 февраля 2000 года

[1.1]. Таким образом, практичес-

ки 30 лет телевизионную исследо-

вательскую комиссию бессменно

возглавлял представитель нашей

страны. За это время было разра-

ботано свыше 150 международ-

ных рекомендаций по ТВ вещанию.

Вначале сферой деятельности 11 ИК было аналоговое телевидение,

включая вопросы передачи ТВ сигналов по радиоканалу с подавлением

одной боковой полосы частот.

Первым шагом в области стандартизации аналоговых вещательных

систем была разработка Рекомендации 29 «Телевизионные стандарты»

с общими требованиями к ТВ системам, включая системы цветного

телевидения. Одна из групп, возглавляемая известным швейцарским

специалистом W. Gerber, занималась разработкой ТВ стандарта для Ев-

ропы. В итоге она отдала предпочтение разработанному впервые в СССР

стандарту с разложением изображения на 625 строк, лишь изменив раз-

нос между несущими изображения и звука с 8 МГц до 7 МГц [1.190].

Вторая группа под руководством G. Hansen (Бельгия) разрабатывала

Рис. 1.2. Основатель и первый Предсе-

датель 11-й Исследовательской комис-

сии МККР Эрик Эспинг (Eric Esping),

Швеция

технические основы планирования для наземного ТВ вещания в свя-

зи с предстоящими региональными конференциями по составлению

частотного плана для ТВ станций Европы. Первая такая конференция

состоялась в 1952 году, а вторая — в 1961 году в Стокгольме.

На VII Пленарной Ассамблее МККР и предшествовавшем ей собра-

нии 11 ИК, состоявшихся в сентябре — октябре 1953 года в Лондоне,

в качестве эксперта делегации СССР принимал участие автор данной

книги (см. главу 5, рис. 5.20). На этом собрании был разработан отчет

по защитным отношениям (Отчет № 34), в котором впервые были от-

ражены требования, предъявляемые при частотном планировании ТВ

систем с разложением на 625 строк при ширине радиоканала 8 МГц,

разработанные в СССР и принятые странами-членами OIR (International

Radiobroadcasting Organization, Международная организация радиове-

щания, в дальнейшем и телевидения — OIRT), а также многими страна-

ми других континентов (Приложение 52, фото 1). В порядке подготовки

к Конференции в Стокгольме на первом (Париж, июль, 1957 г.) и вто-

ром (октябрь, 1958 г.) собраниях смешанной комиссии МККР-МККТТ

(CMTT) были согласованы параметры модулирующих сигналов для ис-

пользования при частотном планировании. В Конференции в Стокгольме

в 1961 году автор принимал участие как делегат СССР и представитель

OIRT. Он участвовал также в Конференции по разработке технических

основ частотного плана станций черно-белого и цветного телевидения

в Африке (Найроби, Кения, 1986 г.).

В 50-е и 60-е годы 11 ИК выполнила большой объем изучений

и разработок стандартов по аналоговому черно-белому и цветному

ТВ вещанию.

С начала 70-х годов одним из основных направлений работы комис-

сии стала стандартизация цифрового ТВ вещания. Деятельность комис-

сии по комплексному изучению этой проблемы протекала в условиях

многообразия технологий, при неодинаковых технических уровнях

и экономических возможностей разных стран. В этой трудной ситуа-

ции подготовке рекомендаций по ТВ вещанию, одобренных в глобаль-

ном масштабе и получивших статус единых общемировых стандартов,

способствовало использование новой методологии разработки между-

народных стандартов (см. главу 2).

Эти стандарты предусматривают преобразование традиционного ана-

логового ТВ вещания в новую важную для информационного общества

структуру — цифровое многофункциональное ТВ вещание с обеспече-

нием ряда инфокоммуникационных услуг (рис. 1.3). За счет цифрово-

1.1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 1. ИК ПО ИЗУЧЕНИЮ И МЕЖДУНАРОДНОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ ТВ ВЕЩАНИЯ

го сжатия сигналов ТВ программ такая грандиозная задача решается

не только не требуя дополнительных полос частот, а, что особенно

примечательно, наоборот, — с возможным высвобождением части

аналоговых ТВ каналов в дефицитных диапазонах частот, в перспек-

тиве до многих десятков мегагерц. Эффективное использование этих

драгоценных полос также внесет существенный вклад в информати-

зацию общества, в первую очередь, при создании новых систем назем-

ного и спутникового вещания, подвижных и фиксированных служб,

Рис. 1.3. Многофункциональный вклад цифрового ТВ вещания в информатизацию

общества

национальных и международных систем радиосвязи и различных

их применений.

К 2000 году была завершена разработка рекомендаций по цифровым

системам наземного и спутникового ТВ вещания с использованием су-

ществующих радиоканалов.

Одно из важнейших направлений деятельности комиссии — стандар-

тизация систем телевидения высокой четкости (ТВЧ). Основой исследо-

ваний стала глобальная модель ТВЧ, унифицирующая и гармонизирую-

щая вещательные и невещательные применения этой службы с учетом

различных средств доставки сигналов программ вещания — наземных

и спутниковых передающих сетей, кабельного телевидения (КТВ), мно-

гонаправленных распределительных и других систем. Основные про-

блемы ТВЧ были обсуждены на экстраординарном собрании 11-й ИК

в Женеве в мае 1989 года [1.109-1.113].

Подчеркивая уникальное значение разработанной 11-й ИК Рекомен-

дации ВТ.709, регламентирующей значения параметров в стандартах

ТВЧ для производства и международного обмена программами (см.

главу 4), Председатель Технического Комитета Всемирного Вещатель-

ного Союза, Старший Вице-президент «CBS Corp.» (CША) J. Flaherty

в своем докладе на TRBE в 1999 году отметил: «Этот единственный

мировой стандарт цифрового ТВЧ для производства и международ-

ного обмена программами ТВЧ представляет собой наиболее важный

стандарт для производства ТВ программ, когда-либо разработанный

МСЭ» [1.178].

Международное общество инженеров кино и телевидения (SMPTE)

на 141-й Конференции SMPTE в ноябре 1999 года удостоило разработку

этого стандарта Золотой медали Прогресса за выдающиеся достижения

в технике кино и телевидения (Приложение 45-17).

На собрании Управляющего комитета 6-й ИК МСЭ-Р 13 сентября

2000 года J. Flaherty отметил это событие бронзовой доской [1.3] (При-

ложение 45-16). На ней выгравировано высказывание итальянского

мыслителя, историка и военного теоретика Никколо Макиавелли: «Нет

ничего более сложного в участии, нет ничего более опасного в руководс-

тве или нет ничего более неопределенного в его успехе, чем возглавлять

введение нового порядка вещей. Потому что для новатора являются

врагами все те, кто имел успех в старых условиях, и равнодушными

сторонниками все те, кто может иметь успех в новых условиях».

По предложению 11-й ИК в 1977 году при разработке Плана спут-

никового вещания для Районов 1 и 3 в полосах 11,7-12,5 ГГц была пре-

1.1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 1. ИК ПО ИЗУЧЕНИЮ И МЕЖДУНАРОДНОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ ТВ ВЕЩАНИЯ

дусмотрена возможность использования цифровых методов передачи,

нашедших отражение при пересмотре этого Плана в 2000 году на Все-

мирной конференции по радиосвязи ВКР-2000 в Стамбуле (см. главу

6, раздел 6.1.1).

11-я ИК — первый орган МСЭ, занявшийся международной стан-

дартизацией интерактивного ТВ вещания. В 1993 году был предложен

новый глобальный подход к интерактивным ТВ системам, имеющий

целью мобилизовать все возможные средства связи — главным обра-

зом радиосистемы — для организации обратных каналов (см. главу 8,

рис. 8.1, [1.7, 1.129, 1.137]). Для интерактивности в мировом масшта-

бе потребуется свыше пяти миллиардов обратных каналов, что значи-

тельно превышает возможности всех телефонных систем. Дискуссии,

развернувшиеся на выставках «Телеком-97» и «Телеком-99», подде-

ржали инициативу 11-й ИК и показали, что интерактивность станет

доминирующим компонентом электросвязи (см. главу 8, рис. 8,9; При-

ложение 52, фото 22).

Перечни существующих Вопросов изучения МСЭ-Р и Рекомендаций

МСЭ-Р и МСЭ-Т по цифровому ТВ вещанию приведены соответственно

в Приложениях 1, 2 и 3.

1.2. КОНЦЕПЦИЯ 6-7-8

Первые документы по цифровому телевидению, разработанные

в 11 - й ИК МККР, относятся к 1972 году.

Вскоре после XII Пленарной Ассамблеи в Нью-Дели в 1970 году

в связи с болезнью Председателя 11 ИК МККР E. Esping по его просьбе

и в соответствии с п. 792 Конвенции МСЭ на автора как Вице-пред-

седателя 11 ИК были возложены функции и. о. Председателя 11-й

ИК. Директор МККР R. Herbstreit поручил и. о. Председателя комис-

сии подготовить отчет о работе комиссии за период 1970-1972 годы

(рис. 1.4), организовать и провести промежуточное собрание 11-й

ИК в июле 1972 года (рис. 1.5). На этом собрании впервые были

приняты важные решения, непосредственно связанные с обсужда-

емой темой.

Во вкладах Великобритании (рис. 1.6) и Франции (рис. 1.7) предла-

галось начать изучения цифрового телевидения, а во вкладе Японии

(Приложение 4) — изучения телевидения высокой четкости (ТВЧ).

Кроме самостоятельного большого значения каждой из этих тем необ-

ходимо приоткрыть и их историческую связь.

В начале собрания делегации ряда стран не поддерживали принятие

нового Вопроса изучения ТВЧ, мотивируя это как техническими, так

и экономическими доводами.

Так, в аналоговом варианте системы ТВЧ предлагалось более 1000

строк при 60 полях/с и широкий формат кадра, что требовало ширины

полосы частот радиоканала более 30 МГц. Поэтому ТВЧ совершенно

не укладывалось в существующие частотные планы наземного ТВ ве-

щания. Кроме того, по мнению возражающих, в то время экономичес-

кие приоритеты должны были быть отданы начавшемуся в начале 70-х

годов широкому внедрению цветного телевидения. Поэтому с позиции

Рис. 1.4. Из отчета и. о. Председателя 11-й Исследовательской комиссии МККР

1.2. КОНЦЕПЦИЯ 6-7-8

ГЛАВА 1. ИК ПО ИЗУЧЕНИЮ И МЕЖДУНАРОДНОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ ТВ ВЕЩАНИЯ

рынка пропаганда системы ТВЧ, в которой строки на изображении почти

не видны, позволяющей использовать большой прямоугольный экран

и другие преимущества, считалась преждевременной. C другой стороны,

при очевидных преимуществах цифрового телевидения на том этапе оно

также не могло непосредственно использоваться для вещания, т. к. пере-

давалось на высоких скоростях и требовало еще более широких полос.

Имеющийся опыт частотного планирования и, в первую очередь, учас-

тие в разработке Плана «Стокгольм-61» убедили в том, что частотное

обеспечение любой новой радиосистемы является важнейшим показа-

телем реальности ее внедрения и необходимо исключительно бережно

относиться к частотным планам, созданным с большим трудом. В связи

с этим участникам собрания было предложено жестко придерживаться

положения о том, что консенсус требуется искать именно в этой сфере.

Очевидно, что нельзя было отказать ни делегациям, предложив-

шим приступить к изучению цифрового телевидения, ни японской

делегации, предлагавшей новую перспективную технологию. Тогда

и. о. Председателя 11-й ИК предложил начать поиск согласованно-

го решения, условившись о следующем: поскольку ни сигналы ТВЧ,

ни сигналы систем цифрового ТВ не укладывались в полосы частот

используемых ТВ радиоканалов, необходимо приступить к решению

Рис. 1.5. Общее собрание 11-й Исследовательской комиссии МККР (Женева, 21

июля 1972 г.). Слева –направо: Директор МККР Д. Хербстрайт (J. Herbstreit), и. о.

Председателя 11 ИК МККР М.И. Кривошеев, советник МККР Р. Фрум (R. Froom)