Кривошеев М.И. Международная стандартизация цифрового вещательного телевидения

Подождите немного. Документ загружается.

этой задачи путем значительного уменьшения скорости передачи сиг-

налов перспективного цифрового ТВ вещания. И 11-я ИК впервые

принимает предложенную редакционной группой исследовательскую

программу по цифровой компрессии ТВ сигналов (рис. 1.8). При этом

Рис. 1.6. Проект Вопроса изучения стандартов цифрового телевидения

1.2. КОНЦЕПЦИЯ 6-7-8

ГЛАВА 1. ИК ПО ИЗУЧЕНИЮ И МЕЖДУНАРОДНОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ ТВ ВЕЩАНИЯ

предполагалось, что только благодаря эффективности цифрового коди-

рования в итоге удастся решить задачу коренного сокращения спектра,

требуемого для передачи ТВЧ в стандартных радиоканалах цветного

телевидения, чего не удавалось добиться без потери качества изобра-

жения при аналоговых методах. Но на это потребуется не один год.

Рис. 1.7. Предложения по цифровому кодированию в телевидении

Рис. 1.8. Проект первой Исследовательской программы по сжатию цифровых ТВ сигналов

1.2. КОНЦЕПЦИЯ 6-7-8

ГЛАВА 1. ИК ПО ИЗУЧЕНИЮ И МЕЖДУНАРОДНОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ ТВ ВЕЩАНИЯ

Рис. 1.9. Проект Вопроса изучения стандартов на цифровые ТВ системы

К этому времени разовьется и стабилизируется рынок цветного ТВ веща-

ния. Появятся предпосылки для постановки вопроса о внедрении ТВЧ.

На этой основе удалось добиться консолидации участников собрания 11

ИК и принять новые Вопросы изучения по ТВЧ (см. главу 4) и цифровому

телевидению (см. главу 3). Был принят также проект Вопроса изучения

стандартов на цифровые ТВ системы, предусматривающий исследование

методов цифрового кодирования сигналов (рис. 1.9).

Таким образом, уже при одновременном старте в 1972 году изучений

11 ИК цифрового телевидения и ТВЧ, этих важнейших новых направ-

лений ТВ вещания, была заложена развитая в дальнейшем концепция

сохранения существующих частотных планов и принята программа

решения этой задачи с помощью цифровых методов.

Итак, основным препятствием для продвижения в новую, цифровую

фазу развития ТВ вещания стала ширина полосы спектра, необходимого

для передачи цифрового ТВ сигнала. Исследования затруднялись также

тем, что конкретных общепризнанных ориентиров не было, поэтому при-

ходилось сопрягать эту задачу с часто не совпадающими требованиями ве-

щателей. И тогда Председателем 11 ИК была выдвинута идея внедрения

цифрового наземного и спутникового ТВ вещания и цифрового КТВ путем

использования уже существующих каналов (при сжатии сигнала в десятки

раз) с применением эффективных методов модуляции [1.2, 1.4, 1.5, 1.210]

(Приложения 44, 45-12, 46-3).

Выдвинутый подход строился исходя из сложившейся ситуации и учиты-

вал интересы вещателей всего земного шара. МСЭ установил три номиналь-

ные полосы частот радиоканалов передачи сигналов ТВ вещания [1.187]:

6,0 МГц — системы М, N (NTSC, PAL);

7,0 МГц — система В (SECAM, PAL);

8,0 МГц — системы B

, G, Н, I, D

, К, К1, L (SECAM, PAL).

В диапазоне метровых волн радиоканалы с полосой частот 6. 0 МГц

используют 25 стран (18 % общего числа стран или географических

зон), каналы с полосой 7, 0 МГц — 68 стран (51 %), а каналы с полосой

8, 0 МГц — 45 стран (31 %).

В диапазоне дециметровых волн радиоканалы с полосой частот 6 МГц

используют 14 стран (13 %), радиоканалы с полосой 7,0 МГц — 6 стран

(5 %), а каналы с полосой частот 8,0 МГц — 95 стран (82 %).

В связи с этим были предложены новые концепции, гарантирующие

возможность передачи цифровых сигналов ТВЧ (концепция ТВЧ 6-7-8)

и стандартного телевидения по стандартным радиоканалам наземного

ТВ вещания с полосой 6, 7 и 8 МГц (концепция 6-7-8).

1.2. КОНЦЕПЦИЯ 6-7-8

ГЛАВА 1. ИК ПО ИЗУЧЕНИЮ И МЕЖДУНАРОДНОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ ТВ ВЕЩАНИЯ

Концепции 6-7-8 и ТВЧ-6-7-8 применительно к наземному ТВ веща-

нию и КТВ базировались на следующих предположениях:

различие в полосах частот 6, 7 и 8 МГц каналов может дать толчок

к разработке трех различных ТВ систем, которые полностью использу-

ют полосу частот канала. При этом, однако, сохранялось предположе-

ние, что 6 МГц-вариант сможет потенциально обеспечивать достаточно

высокое качество изображений. Расширение полосы частот на 1 или 2

МГц в этом случае может оказаться некритичным для дальнейшего

улучшения качества приема сигналов на домашние ТВ приемники.

Предполагалось изучить возможность использования 6 МГц-систе-

мы в качестве базовой для обеспечения минимальных возможностей

службы цифрового ТВ вещания, включая ТВЧ: один видеосигнал,

многоканальные звуковые сигналы и каналы данных для ограничен-

ного доступа, передачи скрытых титров, сигналов идентификации

программ и т. д. Предстояло также оценить возможность использова-

ния таких дополнительных полос частот для создания в них обратных

цифровых каналов в интерактивных системах ТВ вещания;

в рассмотренном случае полосы частот 1 и 2 МГц, которые могут быть

сэкономлены рядом стран, можно было бы использовать для переда-

чи любой дополнительной информации в составе 7 или 8 МГц слож-

ного цифрового сигнала или на новых несущих выше полосы частот

6 МГц. Такая дополнительная информация могла бы представлять

собой узкополосные ТВ сигналы для стерео-ТВЧ, многопрограммно-

го узкополосного ТВ вещания, Internet и других дополнительных

служб передачи звуковой информации и данных и т. д.;

в связи с объединением сигналов изображения, звука, дополнитель-

ной информации (данных) и новых сигналов управления / испыта-

тельных сигналов в один цифровой поток, появилась возможность

исключить использование второго звукового передатчика;

необходимы разработка новых измерительных сигналов для цифровых

ТВ систем и использование их в качестве эталонных при контроле,

автоматической подстройке передающей и приемной аппаратуры.

Таким образом, возникло символическое число 21 — сумма назем-

ных радиочастотных каналов с полосами 6, 7 и 8 МГц (см. главу 4, рис.

4.8 и 4.9). Тогда это походило на фантастику. Многие не верили в такую

возможность. Однако идея имела реальную почву: учитывались спе-

цифические особенности зрительского восприятия ТВ изображений,

прогресс технологий цифровой видеокомпрессии, а также особенности

обработки и передачи видеоинформации.

•

Результат не заставил себя ждать. Мировые исследования были скоор-

динированы, получили четкую направленность. И как только стала оче-

видной осуществимость концепции 6-7 -8 МГц на практике, сразу же был

Рис. 1.10. Проект первой Рекомендации по цифровому наземному ТВ вещанию

1.2. КОНЦЕПЦИЯ 6-7-8

ГЛАВА 1. ИК ПО ИЗУЧЕНИЮ И МЕЖДУНАРОДНОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ ТВ ВЕЩАНИЯ

подготовлен проект первой Рекомендации (рис. 1.10) по использованию

каналов 6, 7, 8 МГц, мобилизовавший усилия многих разработчиков

в области видеокоммуникаций. Он вселил в них надежду и уверенность

в том, что ориентация на уже существующие и планируемые радиоканалы

сети наземного ТВ вещания и кабельного телевидения является самой на-

дежной гарантией и что успех их усилий совершенно реален для широкого

внедрения цифрового вещания на данном этапе во многих странах. Так, 23

марта 1992 года состоялась первая передача из испытательного центра в г.

Александрия (вблизи Вашингтона) сигналов ТВЧ в Капитолий для демонс-

трации ТВЧ. Сжатые сигналы ТВЧ передавались в полосе частот 6 МГц, ис-

пользуемой для аналоговых сигналов цветного телевидения по системе NTSC.

В этих испытаниях участвовали также представители 11 ИК (рис. 1.11).

Значительный прогресс по передаче цифрового ТВ по стандартным назем-

ным каналам (Европейский проект HD-DIVINE) был достигнут Шведским ис-

следовательским центром Telia совместно с Телекомом Дании (рис. 1.12).

Реализация концепции 6-7-8 способствовала также значительному

увеличению числа планируемых радиоканалов, так как цифровые пакеты

компрессированных ТВ программ могут передаваться в смежных радио-

Рис. 1.11. На испытательном центре в г. Александрия (США). Слева направо: П.

Феннон (P. Fennon) - Директор испытательного центра, М.И. Кривошеев – пред-

седатель 11 ИК МККР, начальник отдела ТВ НИИР, У. Ричардс (W. Richards)

– вице-председатель Рабочей группы 11А, заместитель руководителя Бюро Госу-

дарственного департамента США по международным связям и информационной

политике, Г. Миллер (G. Miller) – вице-президент по технике Public Broadcasting

Company (PBC) США

каналах, что практически не допускалось при аналоговом ТВ вещании.

Дополнительно появилась возможность «открыть» ряд каналов, ранее

«запрещенных» из-за помех аналоговых ТВ станций (см. рис. 1.17).

Концепция сохранения стандартных наземных и спутниковых кана-

лов при внедрении систем цифрового ТВ вещания, одобренная в между-

народном масштабе, позволила сосредоточить и конкретизировать усилия

в мировом масштабе на исследовании способов сжатия данных и новых

методах передачи, направленных на возможное использование обычных

6, 7 и 8 МГц каналов в существующих частотных планах для вещания

[1.2, 1.129, 1.130, 1.190, 1.210].

Таким образом, была успешно решена фундаментальная задача о воз-

можностях цифрового вещания с применением используемых в разных

странах радиоканалов наземного, спутникового и кабельного телеви-

дения (см. главу 5, раздел 5.6).

1.3. ГЛОБАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО

ЦИФРОВОГО ТВ ВЕЩАНИЯ

При разработке пакета рекомендаций по цифровому ТВ вещанию

ставилась цель создать гибкую цифровую архитектуру, которую можно

было бы приспособить как к системам многопрограммного ТВ вещания

(МПТВ) и телевидения высокой четкости (ТВЧ), так и к стандартным

Рис. 1.12. На исследовательском центре Telia, Стокгольм, 26 ноября 1992 г. Слева

направо: М. Ригнелл (M. Rignell) – руководитель работ по передаче цифровых сиг-

налов проекта HD-DIVINE; М.И. Кривошеев, Т. Риден (T. Ryden) – представитель

Швеции в проекте HD-DIVINE, специальный докладчик Целевой группы 11/3

1.3. ГЛОБАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО ЦИФРОВОГО ТВ ВЕЩАНИЯ

ГЛАВА 1. ИК ПО ИЗУЧЕНИЮ И МЕЖДУНАРОДНОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ ТВ ВЕЩАНИЯ

ТВ системам. В то же время, уже на этапах, близких к завершению ра-

бот, все четче стала проявляться необходимость коренного пересмотра

технологии цифрового ТВ вещания в целом.

Это в первую очередь диктовалось новым подходом к массовой мно-

гоцелевой интерактивности на базе «вездесущих» систем ТВ вещания

(см. главу 8). Он вызвал радикальные изменения инфраструктуры ве-

щания и телекоммуникаций, которые приводили к значительному уве-

личению спроса на интерактивные услуги и доходы операторов сетей,

провайдеров информации и программ вещания [1.210].

Решению этой задачи способствовала предложенная глобальная

модель цифровой системы вещания, ставшая основой международной

стандартизации в данной области [1.149, 1.150, 1.179-1.180, 1.210,

1.233]. Она постепенно совершенствовалась и дополнялась с учетом

новых социальных заказов и прогресса в технологиях. Ее современное

представление соответствует рис. 1.13. Первая модель системы цифро-

вого ТВ вещания была рассмотрена в [1.208].

Модель содержит модуль вещания, включающий источники сигна-

лов программ (видео, звук, данные), многопрограммного телевидения,

телевидения высокой четкости, стереоскопического телевидения, ком-

пьютерного телевидения и различные технические средства подготовки

и формирования вещательных программ. Предусматривается возмож-

ность дополнения сигналов программ данными опознавания программ,

телетекста, циркулярной информации, точного времени, метаданными

(см. главу 7, раздел 7.3) и т. д.

Изменяется традиционная роль ТВ вещания как поставщика однонаправ-

ленных программ. В настоящее время предельно ясно, что формулирование

стратегии дальнейшего прогресса в области вещания и телекоммуникаций

невозможно без всестороннего и фундаментального решения проблем ин-

терактивности. Поскольку обязательным атрибутом систем вещания и те-

лекоммуникаций становится массовая интерактивность, предоставляющая

возможность диалога пользователей с источниками программ и услуг, в мо-

дель включен интерактивный модуль, предназначенный для служб вещания

и мультимедиа, Internet, различных информационных и телематических

служб, организации дистанционного обучения, телемедицины и т. п. Отметим,

что МСЭ-Р определяет мультимедийные службы как службы, обеспечиваю-

щие обмен информацией более чем одного типа (например, видео, данные,

звук, графика) [1.186]. Они отличаются от классических телекоммуникаций

возможностью обслуживания множества абонентов, изменения объема ре-

сурсов и числа пользователей в течение одного и того же сеанса связи.