Кривошеев М.И. Международная стандартизация цифрового вещательного телевидения

Подождите немного. Документ загружается.

401

могут не потребоваться радиосигналы традиционного наземного

и спутникового вещания. Поэтому понадобятся разработки методов

эффективного использования радиоспектра с учетом специфики раз-

личных средств вещания и интерактивных систем.

Учет рассмотренных факторов обуславливает необходимость фор-

мулирования нового социального заказа на то, чтобы обязательной

функцией вещания и различных информационных служб была мас-

совая интерактивность, позволяющая существенно повысить эф-

фективность средств информатизации, что повлияет и на другие

сферы жизни общества. В связи с этим был предложен новый подход

к изучению интерактивности, основанный на следующих принципах

[8.2-8.4, 8.399]:

Требуется глобальный подход к планированию прямых и обратных

интерактивных каналов с использованием всех возможных техни-

ческих средств. По ряду причин, таких как «вездесущесть», объем

трафика, доступность в движении, универсальность и т. п. во многих

случаях наиболее перспективными для решения этих задач пред-

ставляются радиоканалы.

Важное значение имеет гарантированная защита от несанкциони-

рованного доступа и безопасность передачи данных в прямых и об-

ратных каналах.

Должна обеспечиваться на основе согласования протоколов и интер-

фейсов интеграция систем телекоммуникаций и вещания, исполь-

зуемых для организации прямых и обратных каналов. При этом су-

щественное значение имеет «прозрачность» передачи в различных

средах. Требуется единый подход к стандартизации соответствующих

систем, протоколов и интерфейсов.

Переход к массовой интерактивности существенно повлияет на задачи

и структуру телекоммуникаций. Телекоммуникационные системы мож-

но рассматривать с позиции сочетания трех основных компонентов:

дуплексной (например, телефон);

от центра информации к получателю (например, однонаправленное

вещание);

от пользователя к центру (например, запросы пользователя и др.).

Большое число персональных обратных каналов интерактивных сис-

тем и значительное увеличение объема информации из центра к полу-

чателю ведет к тому, что в новой инфраструктуре телекоммуникаций

значительно увеличится роль двух последних компонентов. Огромный

социальный и экономический эффект, предполагаемый при внедрении

•

8.1. МЕЖДУНАРОДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

402

ГЛАВА 8. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ СИСТЕМ ВЕЩАНИЯ

интерактивных систем, изменит представление о современной инфра-

структуре телекоммуникаций.

Интерактивность коренным образом повлияет не только на структу-

ры сетей и системы подвижной и спутниковой связи и другие системы,

привлекаемые для организации обратных каналов, но и на дуплексный

компонент интерактивных систем и компонент, обеспечивающий со-

единения центров информации с получателями.

Массовое внедрение интерактивных служб вызовет цепную реак-

цию, которая в итоге приведет к радикальной трансформации страте-

гии развития будущей структуры телекоммуникаций и роли всех ее

компонентов. Так, быстрый рост объема и расширение номенклатуры

информационных услуг и развитие систем мультимедиа проявляются,

в частности, в том, что самые разнообразные источники информации

оказываются все более и более рассредоточенными внутри стран и кон-

тинентов. Обеспечение доступа к ним потребует решения целого ряда

качественно новых задач в области телекоммуникаций.

Организация доставки информации абоненту может быть циркуляр-

ной либо в режиме диалога абонента с ее источником. В первом режиме

сбор и обработку запросов абонентов могут осуществлять системы ТВ

и звукового вещания по каналам, используемым для вешания, или по до-

полнительным каналам. В последнем случае прямые и обратные каналы

работают практически независимо. Во втором режиме для организации

диалога, как правило, используются дуплексные системы и каналы

связи, независимые от систем и каналов вещания.

Не касаясь преимуществ и недостатков каждого из этих двух вари-

антов, можно утверждать, что предстоит решить принципиально новую

задачу телекоммуникаций. Она связана с обработкой, сжатием и мар-

шрутизацией большого объема информации, получаемой от множества

абонентов, сопряжением разнообразных сигналов интерактивных сис-

тем с сигналами традиционных служб связи, а в дальнейшем и с интег-

рацией систем в глобальную инфраструктуру телекоммуникаций.

В приемниках сигналов ТВ и звукового вещания, а также в абонент-

ских устройствах мобильной связи необходимо учитывать возможность

и элементы обеспечения обратных интерактивных каналов.

8.2. ГЛОБАЛЬНЫЙ ПОДХОД К ИНТЕРАКТИВНОСТИ

Одной из наиболее сложных задач при разработке интерактивных

систем ТВ вещания является организация множества обратных каналов

передачи сообщений пользователей к источникам информации. Для ре-

403

шения задач массовой многоцелевой интерактивности был предложен

получивший международное признание и поддержку глобальный под-

ход, ориентированный на создание комплексных интерактивных систем

для использования как в наземном, так и в спутниковом ТВ и звуко-

вом вещании, а также для обмена сообщениями между потребителями

и другими информационными службами, системами мультимедиа и т. п.

([8.2-8.4], Приложение 34). Он предусматривает мобилизацию всех

возможных технических средств для организации обратных каналов

на базе телевизионных сетей, систем КТВ, сотовых сетей подвижной

связи, систем с низколетящими спутниками (LEOS), систем коллек-

тивного ТВ приема SMATV, перспективных сухопутных подвижных

систем электросвязи общего пользования, MMDS (микроволновые

многонаправленные распределительные системы), LMDS (локальные

многонаправленные распределительные системы), радиосистемы або-

нента, подобные Wi-Fi (см. главу 1, рис. 1.13) и др.

В качестве одного из вариантов возможно применение маломощных

цифровых узкополосных передатчиков, устанавливаемых, например,

вблизи приемных абонентских антенн, ТВ антенн коллективного приема

и т. п. или вмонтированных непосредственно в абонентские приемни-

ки и использующих эти приемные или специальные антенны в качес-

тве излучателей. В этих же целях, естественно, могут использоваться

и передатчики трансиверов подвижной связи и другие средства радио-

доступа.

Сеть сбора и обработки обратной информации и ее доставки к цент-

ральному компьютеру целесообразно построить по сотовому или мик-

росотовому принципу.

Возможно также применение упрощенного варианта аппаратуры под-

вижной телефонной связи с помощью действующих сотовых станций

или множества отдельных приемных устройств, в том числе, устанав-

ливаемых на башнях передающих ТВ и УКВ-ЧМ антенн, объединенных

соответствующей коммутационной системой. В связи с этим было пред-

ложено приступить к международной стандартизации систем сотового

телевидения с учетом задач интерактивности [8.2, 8.3].

Применение телефонных сетей общего пользования для организации

обратных каналов связано с ограничениями по трафику, особенно в часы

наибольшей нагрузки. Поэтому возникает задача изыскания и других

способов и средств создания таких каналов. Необходимо ускорить ре-

шение проблемы реализации цифровых интерактивных каналов, учи-

тывая большую потребность в них в ближайшее время.

8.2. ГЛОБАЛЬНЫЙ ПОДХОД К ИНТЕРАКТИВНОСТИ

404

ГЛАВА 8. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ СИСТЕМ ВЕЩАНИЯ

Рассмотренный подход требовал в первую очередь разработки гло-

бальной модели многоцелевой интерактивной системы ТВ и звукового

вещания, предусматривающей вещательный и интерактивный мульти-

медийный модули и их взаимодействие. Потребовалось также связать

задачи индивидуальной и групповой интерактивности в вещании с сис-

темой Internet, мультимедиа и новой формой интерактивности при мас-

совых зрелищных мероприятиях в электронных киновидеотеатрах.

8.3. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И ЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛИ ИНТЕРАКТИВНОГО

ТВ ВЕЩАНИЯ

Предложенная глобальная модель цифровой интерактивной системы

вещания (см. главу 1) способствовала консолидации международных

исследований в этой области, позволив выгодно использовать специфи-

ческие особенности различных видов телекоммуникаций в целях реше-

ния задач массовой многоцелевой интерактивности [8.42, 8.376].

На основе глобального подхода к интерактивности и модели циф-

ровой системы вещания [8.2-8.4, 8.395] была разработана показан-

ная на рис. 8.4 функциональная модель интерактивной ТВ системы,

включенная в [8.18-8.23] и другие международные Рекомендации

в данной области.

Верхняя половина рис. 8.4 представляет собой однонаправленный ве-

щательный канал (здесь канал трактуется в широком смысле как сово-

купность всех средств обработки и передачи информации от провайдера

вещательных служб до потребителя). В нижней половине рис. 8.4 показан

двунаправленный интерактивный канал, в составе которого выделяют

обратный (от абонента к провайдеру интерактивных служб) и прямой ин-

терактивные каналы. По обратному интерактивному каналу передаются

запросы активных пользователей вещателю, а по прямому — некоторая

дополнительная информация, которую могут принимать все пользовате-

ли сети, располагающие абонентскими пультами управления.

В модели используются следующие интерфейсы:

— между абонентским блоком управления (АПУ) и модулем интер-

активного интерфейса. Может быть внешним или встроенным в блок

АПУ и не зависит от сети обратных каналов.

— между блоком АПУ и блоком сетевого интерфейса. Может быть

внешним или встроенным в блок АПУ и не зависит от сети обратных

каналов.

405

Рис. 8.4. Функциональная модель цифровой системы интерактивного вещания

8.3. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И ЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛИ ИНТЕРАКТИВНОГО ТВ ВЕЩАНИЯ

406

ГЛАВА 8. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ СИСТЕМ ВЕЩАНИЯ

— между модулем интерактивного интерфейса и средствами для орга-

низации интерактивных каналов. Зависит от сети обратных каналов.

— между блоком сетевого интерфейса и средствами для вещатель-

ных и интерактивных систем передачи. Зависит от сети обратных ка-

налов.

— между средствами вещания и адаптером двухсторонней связи

для интерактивной сети. Зависит от сети обратных каналов.

— между средствами для вещательных и интерактивных систем

передачи и адаптерами интерактивной и вещательной сетей. Зависит

от сети обратных каналов.

— между адаптером интерактивной сети и провайдером интерактив-

ных услуг. Не зависит от сети обратных каналов.

— между адаптерами интерактивной и вещательной сетей и провай-

дерами интерактивных и вещательных услуг. Может быть связан с сер-

вером непосредственно или с помощью магистральной сети. Не зависит

от сети обратных каналов.

Для доставки ТВ программ можно использовать, например, системы

наземного и спутникового ТВ вещания, системы кабельного телеви-

дения (КТВ), системы SMATV для коллективного приема спутнико-

вых и наземных вещательных сигналов, распределительные системы

MMDS и LMDS, широкополосные цифровые сети с интеграцией служб

ISDN, абонентские цифровые линии ADSL и др. Для двунаправлен-

ного интерактивного обмена информацией могут использоваться

коммутируемые каналы телефонной сети общего пользования PSTN,

сети ISDN, гибридные волоконно-коаксиальные линии, спутниковые

микротерминалы VSAT, системы наземного вещания и распределе-

ния, сотовая подвижная связь, Internet, различные системы радио-

доступа и пр.

Представленная на рис. 8.4 модель носит общий характер и не регла-

ментируется жестко существующими стандартами. Например, система

может не иметь прямого интерактивного канала или он может быть ор-

ганизован в составе прямого канала вещания. Обратные каналы могут

быть различного вида — от телефонного до специального узкополосного

спутникового. Такая организация делает возможной передачу данных

407

Internet с помощью систем вещания, а также подачу программ веща-

ния по сети Internet.

В целях регламентации взаимодействия основных элементов интер-

активной системы ТВ вещания была разработана логическая модель

этой системы, показанная на рис. 8.5 [8.382]. В ней предусмотрен канал

Рис. 8.5. Логическая модель цифровой системы интерактивного вещания

8.3. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И ЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛИ ИНТЕРАКТИВНОГО ТВ ВЕЩАНИЯ

408

ГЛАВА 8. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ СИСТЕМ ВЕЩАНИЯ

вещания, предназначенный для передачи пользователю информации

от провайдера услуг вещания и, в некоторых случаях, от провайдера

интерактивных услуг. По этому каналу пользователь может получать

от провайдера интерактивных услуг также данные управления при-

менением / данные соединения потребителей (ACD / ACD, Application

Control Data / Application Communication Data) и / или данные управ-

ления загрузкой DDC (Data Download Control), например, с целью уп-

равления применением данными, относящимися к программе вещания

и введенными провайдером интерактивных услуг.

Интерактивный канал обеспечивает передачу пользователю инфор-

мации от провайдера интерактивных услуг и может применяться так-

же и для передачи сообщений пользователей провайдеру в обратном

направлении. Он предназначен для передачи данных ACD / ACD поль-

зователю и от него и может использоваться также для передачи данных

DDC потребителю.

Провайдеру интерактивных услуг может потребоваться передача

информации для провайдера вещательных услуг или для адаптера сети

вещания. В последнем случае провайдер интерактивных услуг должен

передавать данные ACD / ACD и / или DDC адаптеру вещательной сети

для введения их в канал вещания. Для целей синхронизации потребу-

ются также двунаправленный канал управления применением и канал

связи между провайдерами вещательных и интерактивных услуг.

На основе рассмотренных общих моделей были разработаны струк-

турные схемы систем цифрового наземного и спутникового интерак-

тивного ТВ вещания.

На рис. 8.6 приведена структурная схема системы цифрового назем-

ного интерактивного ТВ вещания с прямым интерактивным каналом

передачи данных от провайдера интерактивных услуг, «врезанным»

в вещательный канал [8.365]. Сигнал транспортного цифрового пото-

ка по стандарту MPEG-2 с введенными в пакеты этого потока прямы-

ми интерактивными данными принимается абонентским терминалом

STB (Set-top-box), содержащим модуль вещательного интерфейса BIM

(Broadcast Interface Module), терминальный блок STU (Set Top Unit)

и модуль интерактивного интерфейса IIM (Interactive interface Module).

Сообщения пользователя вводятся через блок STU в модуль IIM и пере-

даются по обратному интерактивному каналу с помощью абонентской

приемной антенны, выполняющей функции излучателя этих сообще-

ний, в адаптер интерактивной сети INA (Interactive Network Adapter),

связанный с провайдером интерактивных услуг и сетью вещания. Сиг-

409

налы обратного канала могут передаваться непосредственно на базовую

станцию (адаптер INA), совмещенную с вещательным передатчиком,

или на какую-либо базовую станцию в составе сотовой сети этих стан-

ций.

Рис. 8.6. Структурная схема системы цифрового наземного интерактивного ТВ вещания

8.3. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И ЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛИ ИНТЕРАКТИВНОГО ТВ ВЕЩАНИЯ

410

ГЛАВА 8. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ СИСТЕМ ВЕЩАНИЯ

В структурной схеме спутниковой интерактивной системы ве-

щания (рис. 8.7) предусматриваются сети 1 и 2, включающие пе-

редающие земные станции ЗС 1 и ЗС 2 для подачи сигналов на ИСЗ

Рис. 8.7. Структурная схема системы цифрового спутникового интерактивного ТВ вещания