|
DVB-S - будущее телевидения
Дэвид Хокинз
Данная статья входит в серию тематических материалов бесплатных
семинаров выставки Cable & Satellite MEDIACAST'99, Лондон, 17–19
мая 1999 г.
Норвежская компания Telenor Satellite Services приступила недавно
к опытной эксплуатации системы цифрового телевидения MPEG-2 DVB,
которая обеспечивает свыше 80 телеканалов и услуги NVOD (Near Video
on Demand – почти видео по требованию). Система может развиваться
за счет предоставления других сложных и интерактивных услуг. Фирма,
благодаря характеристикам и функциональным возможностям своей спутниковой
системы, отвечающей спецификации DVB Group, стала очень уважаемой.
В системе задействовано около 19 мультиплексированных каналов MPEG-2,
передаваемых с шести наземных станций спутниковой связи в шести
разных странах. Все они связаны воедино общим электронным путеводителем
по программам Electronic Programme Guide и усовершенствованной системой
санкционированного доступа Telenor CONAX CAS 3.
Служба регионального и местного вещания находится в Великобритании.
Она берет международные каналы, заменяет рекламные вставки региональными
версиями и предоставляет зрителям то, что очень напоминает местные
каналы. Типичному потребителю в любом из обслуживаемых регионов
Скандинавии, Северной, Центральной и Восточной Европы эти телевизионные
услуги довольно трудно отличить от местных или региональных телепередач,
к которым они привыкли.
Система цифрового телевидения фирмы Telenor
 Система цифрового телевидения
фирмы Telenor
Во всей сети с ее девятнадцатью мультиплексированными каналами
используется кодирующее и уплотняющее оборудование Divicom вместе
с системами технического обслуживания и управления Tandberg. Материал
поступает от различных вещателей. Он заново генерируется из материала,
полученного по электронной почте либо переданного другим способом
в новостном центре в Осло. Материал и сетевая информационная таблица
(Network Information Table) поступают из новостного центра и на
наземных станциях спутниковой связи вставляются в потоки кабельных
каналов или формируемых вручную программ. Таким образом Telenor
позволяет конфигурировать входы как для цифрового, так и для аналогового
представления (наблюдается постепенный сдвиг в сторону цифровых).
Все источники преобразуются в последовательный цифровой формат со
встроенным звуком для уменьшения числа входов. Затем осуществляется
сжатие MPEG-2 и мультиплексирование каналов.
Поначалу использовалась поставляемая фирмой Tandberg отдельная
система PSI/SI, затем ее заменили новой единой студией System Manager,
которая обеспечивает управление всей системой и генерацию PSI/SI.
Несмотря на то, что комплекс еще только создается, предпринятый
переход существенно упростил процессы конфигурации и обслуживания
системы.
MPEG-2/DVB-PSI/SI
Важность служебной информации (Service Information – SI) DVB для
работы системы невозможно переоценить, поскольку именно этот структурный
элемент спецификации DVB обеспечивает функциональные характеристики
всей системы. Именно SI позволяет зрителям находить свои каналы
и принимать передачи с повременной оплатой за просмотр. Благодаря
SI оказывается множество разнообразных видов услуг, предоставляемых
многими различными источниками, причем наглядно и легкодоступно
для зрителей – из меню на экранах.
Суть в том, что цифровой телевизионный сигнал в формате MPEG-2
собирается в пакеты, которые несут различные виды полезной информации:
звук, видео, телетекст и т.п. – так называемые элементарные транспортные
потоки (Elementary Transport Streams). Пакет представляет собой
определенное число байтов с кодом Рида-Соломона для исправления
ошибок в месте приема. Такое первоначальное кодирование необходимо
для высокой производительности и надежности линий связи в условиях
помех. На уровне MPEG-2 каналы несут также простые данные, что позволяет
приемникам декодировать состоящие из пакетов потоки и заново компоновать
нормальный телесигнал. Такая информация помещается в различные типы
пакетов и называется PSI (Programme Specific Information – информация
о программе).
Структура пакета MPEG-2
Для предоставления более сложных услуг спецификация DVB предусматривает
дополнительные данные. Они связывают программы каналов с другой
информацией, предоставляют информацию для настройки частот многоспутниковых
систем, позволяют хронометрировать события, предоставляют дополнительные
сведения и программы передач и многое другое. Эта информация помещается
в DVB-SI или в пакеты служебной информации (Service Information
packets). Если пакеты MPEG-2 PSI являются сырьем (raw material),
то DVB-SI предоставляет функции маркетинга, логистики и управления
продуктом.
SI несет в себе:
- частоты для настройки и рабочие параметры;
- используемые скорости передачи данных;
- уточнение маршрутов;
- услуги, сетевую информацию;
- информацию о меняющихся эпизодах программы или событиях;
- информацию санкционированного доступа;
- программу передач;
- служебную информацию;
- информацию о категории программы и канала.
Объединенный сигнал
MPEG-2 со встроенным PSI/SI
Каждому пакету, несет ли он звуковую и визуальную информацию либо
информацию PSI/SI, присваивается идентификационный номер пакета
(packet identification number – PID). После этого пакеты можно в
определенных пределах объединять и передавать в любом порядке и
из любого источника. Для того, чтобы правильно декодировать и собирать
информацию, приемникам необходимо лишь, условно говоря, читать инструкции.
Именно их и несут в себе PSI/SI. Каждый пакет обладает PID, а PSI/SI
организованы в "таблицы", которые предоставляют идентификационные
номера пакетов (PID) для оказания различных услуг.
Структура MPEG-2 PSI
Несмотря на то, что информация PSI/SI собрана в таблицы, зависящие
от регионов, она передается в назначенных пакетах. Поскольку отдельные
таблицы содержат динамически меняющуюся информацию (например, относящуюся
к эпизодам программы или событиям с платным просмотром и деталям
программ передач – programme guide), эта информация иногда занимает
небольшую часть полосы пропускания. Например, Telenor передает таблицу
времени и даты (Time and Date Table) каждую секунду.
Некоторые номера пакетов (PID) назначаются динамически, некоторые
закреплены для различных целей, а на некоторые "имеются ссылки"
из других частей информации PSI/SI.
Таблицы PSI/SI
В таблице 1 представлены потоки данных PSI/SI. Информация телепрограммы
(Programme Specific Information) определяется спецификацией MPEG-2
и относится к элементарным потокам видео, звука и т.п., тогда как
SI-информация (служебная) определяется DVB. Более подробно это изложено
в соответствующих документах ETSI, EN 300 468, Digital Video Broadcasting
(DVB), Specification for Service Information (SI) in DVB-Systems.
Таблица 1. MPEG-2 DVB PSI/SI
PSI является обязательной частью, тогда как приведенный в таблице
список SI представляет пример возможного практического варианта
для экономически эффективной коммерческой системы.
Великолепная концепция
Любая необычная и долговременная концепция мирового масштаба стремиться
достичь желаемого наиболее простым способом. В основе этих концепций
всегда лежит совокупность деталей инженерной практики. Поэтому пора
переключить направление: выбрать подход снизу-вверх и рассмотреть,
как код PSI/SI вписывается в простую иерархическую структуру.
Уровень PSI
PSI имеет дело с элементарными потоками, образующими эпизоды программы
или услуги (service event). Это может быть одна телепрограмма, высокоскоростные
пакеты из Интернета либо эпизод платной программы.
Информация, находящаяся в Таблице структуры программ (Programme
Map Table – PMT), сообщает каждому приемнику, где найти пакеты,
несущие соответствующие элементарные потоки.
Другими словами, Таблица доступа к программам (Programme Association
Table – PAT) связывает услуги или программы вместе. Например, все
каналы MTV могут быть связаны в PAT в пакет программ (bouquet).
Следующий более высокий уровень в иерархии PSI – это Сетевая информационная
таблица (Network Information Table). Как и полагается, она связывает
услуги и пакеты программ в объединенные каналы и, следовательно,
в транспондеры. Для Telenor, к примеру, NIT содержит детали характеристик
всех транспондеров THOR2, THOR3 и Int.707 и каналов всех 80 с лишним
каналов системы. Чтобы воздействовать на многоспутниковую систему
со многими транспондерами, NIT может также передаваться в SI. Таким
образом каждая из шести станций "земля-спутник" фирмы
Telenor может добавлять информацию NIT во все каналы транспондеров.
Какой бы из каналов не выбирался, можно немедленно получить подробные
сведения о всех остальных каналах системы.
Первый уровень SI
Связанные с DVB усовершенствования в MPEG-2 позволяют таблицам SI
нести информацию, которую ранее называли "служебной" в
противоположность "техническому" содержанию PSI. Эта информация
состоит из множества отдельных элементов и включает:
- информацию об эпизодах программы – событиях;
- временную информацию об эпизодах программы и т.п.;
- служебную цифровую информацию общего назначения (управление "буферами",
состав
пакетов;
- информацию о линиях связи;
- географические данные;
- начальные или другие страницы телетекста;
- радио, телевидение и т.п.;
- информацию о языке и многое другое.
Столь детальная информация первоначально выражается в закодированном
виде. Порой код напоминает староанглийский язык (Anglo-Saxon) и
вставляется непосредственно в то, что называют служебными дескрипторами.
Дескрипторы – это основные "кирпичи" системы
DVB-SI. Однако,
самый низкий уровень кода (не считая шестнадцатеричного) – это полубайт
(4 бита). В таблице 2, взятой из EN 300 468, приведены некоторые
примеры полубайтов и того, что они представляют. Это лишь малая
часть таблицы, относящейся к фактическому содержанию передаваемых
элементарных потоков.
Таблица 2. Назначение
полубайтов - содержание первого и второго уровней
Второй уровень SI
Следующий снизу вверх уровень – дескриптор. Дескрипторы бывают разными
по содержанию (от простого кода до полубайтов и настоящего текста)
и являются битами, которые вставляются в действительные таблицы
SI. Пример в таблице 3 приводит дескриптор содержания и показывает,
как включаются полубайты. Поле "дескриптор содержания..."
позволяет вставлять текстовое описание потока. Например, "еще
одна мыльная опера" для видеопотока или Tajikistani, если описывается
звуковой поток.
Таблица 3. Дескриптор содержания
Третий уровень SI
Высший иерархический уровень SI – это таблица, как это было описано
ранее. Дескрипторы вставляются в таблицы SI в соответствии с правилами,
показанными в таблице 4. Важное значение имеет то, что дескрипторы
могут передаваться в нескольких таблицах. Это придает системе чрезвычайно
высокую гибкость и сложность, в особенности если некоторые из этих
таблиц указывают на другие таблицы; такая возможность хорошо развита.
Таблица 4. Возможные
положения дескрипторов
Единая система
Используя предоставляемые механизмом DVB PSI/SI средства, компания
Telenor имеет возможность эксплуатировать совершенную многофункциональную
систему телевещания из различных мест.
Пользователям в странах Скандинавии, Северной, Центральной и Восточной
Европы, где ведется вещание, доступны:
- телевидение по подписке;
- платный просмотр кинофильмов и спортивных программ;
- каналы с местными и региональными программами;
- многоязычные субтитры;
- услуги телетекста.
И все это с общей системы с общей программой передач Electronic
Programme Guide и централизованным управлением и техобслуживанием.
Материал поступает по каналу
"земля-спутник" оттуда, где
лучше качество услуги.
Развитие функциональных возможностей является лишь вопросом времени.
Уроки
Описанные здесь достижения дались нелегко, было извлечено немало
поучительных уроков. Среди многих практических проблем, вызвавших
некоторые затруднения в начале процесса реализации, были:
- координация и управление информацией PSI/SI;
- 57 вариантов вставки и извлечения звукового сигнала AES/EBU;
- характеристики звукового канала;
- несколько стандартов цифрового телевидения для представления услуг
в мультиплексированный канал MPEG-2: 140 Мбит/с, 270 Мбит/с, мультиплексированный
MPEG-2, аналоговый;
- стандарты интерфейсов цифрового телевидения, некоторые фирменные;
- подключение входов к мультиплексированным каналам и коммутация.
Координация информации PSI/SI/CA
Вероятно, следует сказать еще несколько слов о координации информации
PSI/SI. Чрезвычайно важно установить систему управления для подготовки
параметров и конфигурирования PSI/SI, в частности, управления санкционированным
доступом. Проблемы, потребовавшие от Telenor особого внимания:
- назначение PID;
- координация NIT;
- совместимость TDT с IRDs;
- EIT/TOT;
- включение ECM.
Распространение DVB
Распространению DVB на большей части нашей планеты не существует
никаких существенных препятствий. Стандарт превосходно документирован,
основателен и богат функциональными возможностями.
В Европе превосходство DVB неоспоримо. Анализ имеющегося опыта
(подсчет списков каналов и некоторые основанные на знаниях предположения)
показывает, что DVB выходит вперед по сравнению с другими технологиями
цифрового телевидения.
Иерархическая и гибкая структура стандарта предоставляет все необходимое
для услуг и сейчас и в будущем. Он обладает органической способностью
для интеграции других средств массовой информации, высокоскоростных
услуг Интернет, интерактивного телевидения и т.п. Стандарт имеет
развитые средства технического и административного управления сетями,
обеспечивающими распределенную работу крупных систем. Эта особенность
упрощает и удешевляет развитие услуг, позволяет добавлять новые,
возможно развивающиеся услуги к существующей системе, которая уже
располагает критической массой подписчиков и инфраструктурой поддержки.
Существует твердое убеждение, что сегодня MPEG-2 DVB-S достиг такого
решающего уровня функциональных возможностей и распространенности,
который гарантирует его существование в качестве мирового стандарта
для телевидения будущего.
Заключение
Воплощение DVB в виде цифрового телевидения MPEG 2 отличается тем,
что ему присуща гибкость, позволяющая добавлять новые и пока еще
неизвестные услуги по мере их появления в будущем. В настоящее время
большинство из нас лишь пытается разобраться в самых простых основах
этой изумительной технологии. Нам еще только предстоит воплотить
все возможности использования системы MPEG-2 DVB. Еще раз стоит
отметить, что она:
- работает;
- предоставляет широчайший диапазон возможностей;
- обещает появление новых функций;
- предлагает множество вариантов передачи;
- является телевидением будущего.
|
«625»
«Звукорежиссер»
«ТТК»
