: архив : архив журнала "625" : 2002 : #4

Внедрение цифрового наземного вещания в России и ряде стран Европы
Николай Мамаев

Телевидение с каждым годом играет все большую роль в информационном пространстве ведущих стран мира, в том числе и России. С 1997 г. в Европе начался процесс широкомасштабного внедрения цифрового телевизионного вещания, что повлекло дальнейшее расширение рынка спроса на телевизионные приемники различного класса.

Только в 2000 г. мировое производство телевизоров достигло 130 млн. штук. Россия не могла оставаться в стороне от этого процесса, и именно поэтому в декабре 2000 г. правительством РФ была одобрена "Концепция развития рынка телекоммуникационных услуг".

В России и странах Европы приняты для внедрения цифрового наземного телерадиовещания стандарты DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial) и DAB-T (Digital Audio Broadcasting) в отличие от американского ATSC (Advanced Television System Committee).

Такое решение позволяет:

• согласовать распределительные сети страны с европейскими технологиями распределения сигналов цифрового телерадиовещания по кабельным, спутниковым и радиорелейным системам;
• эффективно использовать радиочастотный спектр, отведенный для этих систем;
• согласовать частотные присвоения в России с международными.

Переход от аналогового к цифровому телерадиовещанию предполагается реализовать поэтапно.

Первый этап (2000...2001 гг.) предусматривает исследование вопросов электромагнитной совместимости различных систем, разработку методик контроля и измерения основных параметров цифровых сигналов; запланированы эксперименты в трех опытных зонах - Нижнем Новгороде, Москве и Санкт-Петербурге.

Второй этап (2002…2005 гг.) включает организацию серийного производства оборудования, развертывание радиопередающих цифровых станций в административных центрах РФ, а также подготовку кадров в учебных заведениях различного уровня (ВУЗах, техникумах, учебных центрах).

В период 2006…2015 гг. планируется развертывание региональных передающих сетей наземного цифрового телерадиовещания по всей территории страны, создание региональных сервисных центров по эксплуатационному обслуживанию оборудования и ускорение роста производства цифровой телевизионной аппаратуры [1].

В 2001 г. завершены комплексные испытания технических средств цифрового наземного телевидения в опытной зоне г. Нижний Новгород.

Преимущества цифрового телевещания по сравнению с аналоговым особенно ярко проявились при работе приемников при движении транспортных средств (автомобиль, автобус, поезд). Цифровые сигналы передавались по 50 каналу, аналоговые - по 49 и 51 каналам. Установлено, что на расстоянии более 12 км от телевизионной башни возможен устойчивый прием только по 50 каналу. Отмечается, что цифровой канал практически не создавал помех смежным 49 и 51 аналоговым каналам. В случае приема на стационарную антенну с коэффициентом усиления 10 дБ радиус зоны обслуживания для цифрового передатчика мощностью 0,5 кВт составляет 30…40 км [2].

Измерения подтвердили, что необходимое качество приема при цифровом вещании достигается при меньшей средней мощности передатчика [2].

Компании "Модуль Телеком", "Ростелеком" и "Телеком" совместно разработали аппаратуру передачи сигналов цифрового телевидения, позволяющую уплотнять стволы аналоговых и цифровых радиорелейных линий (РРЛ) четырьмя цифровыми телевизионными программами, передавать интерактивное телевидение, радиовещание и многоканальную телефонию. Замена аналоговых сигналов в РРЛ позволит как бы утроить их протяженность, доведя ее до 600 тыс. километростволов.

С апреля 2001 г. в Санкт-Петербурге действует опытная зона цифрового телевизионного вещания, в которой проводятся комплексные испытания отечественных технических средств наземного и кабельного телевидения. Целью испытаний является:

• определение границ зоны обслуживания;
• оценка качества приема телевизионных сигналов при различных параметрах модуляции;
• проверка степени влияния аналоговых и цифровых сигналов друг на друга, особенно в случае работы в смежных каналах.

Особое внимание уделяется проверке взаимовлияния этих сигналов в современных кабельных сетях Санкт-Петербурга, которые выполнены преимущественно на отечественном оборудовании и могут работать в интерактивном режиме.

В опытной зоне г. Москвы и Московской области испытания были начаты в феврале 2002 г., при этом особое внимание должно быть уделено проверке устойчивости приема цифровых сигналов в подвижных средствах, в том числе и при движении в туннелях.

Ниже приводятся основные параметры разрабатываемых в России образцов телевизионных приемников различного класса и их стоимости: специальных приставок к имеющимся у населения аналоговым приемникам, гибридных аналого-цифровых и мультимедийных телевизоров. Приведены также некоторые сведения по внедрению цифрового наземного телевидения в Великобритании, Германии и Финляндии.

Гибридные российские телевизоры TV/DVB-T

В западных странах прием сигналов DVB-T реализуется либо на специальные цифровые приемники, либо с помощью приставки STB (set-to-box) к имеющимся телевизорам. Стоимость самых простых и массовых моделей приставок STB составляет не менее $200, кроме того, эти приставки могут сопрягаться не со всеми моделями телевизоров российского производства (во всяком случае, с моделями телевизоров, выпускавшимися до 1995 г., сопряжение вряд ли возможно). По этим причинам в России в настоящее время принята концепция создания гибридного телевизора в следующих вариантах:

• базовый вариант "DVB Ready TV" без дополнительных плат;
• вариант с платой для приема программ цифрового телевидения TV/DVB;
• вариант с дополнительными платами для работы в интерактивных режимах, в том числе с подключением к сети Интернет.

Базовый вариант телевизора будет позволять устанавливать дополнительные платы для приема сигналов цифрового телевидения и подключения к сети Интернет. Стоимость его будет не выше современного аналогового телевизора. Цена дополнительных цифровых плат каждого вида, предположительно, не более $100 [2, 3, 4].

По мере развертывания в России цифрового телевизионного вещания и телекоммуникационных интерактивных сетей и, в первую очередь, доступа в Интернет, в ранее выпущенные (базовые) модели будут устанавливаться дополнительные платы соответствующего назначения.

Телевизор с дополнительными платами будет универсальным устройством и сможет:

• принимать программы обычного телевизионного вещания в стандарте SECAM;
• обеспечивать прием передач цифрового телевещания в стандарте DVB-T;
• работать в информационных сетях в интерактивном режиме.

С этой целью в шасси серийно выпускаемого аналогового гибридного телевизионного приемника предусматривается установка через разъем (аппаратный интерфейс) дополнительных плат-модемов:

• платы для приема программ цифрового телевидения (плата DVB);
• платы для подключения к сети Интернет;
• платы расширения для построения локальной домашней аудиовидеосети на основе универсальной шины 1394 последовательного формата, разработанного Институтом инженеров по электронике и радиоэлектронике (ИИЭР).

Разработку аналого-цифрового телевизора TV-DVB/T ведут АО "Московский научно-исследовательский телевизионный институт" (МНИТИ), ЗАО "Завод им. Козицкого", НПО "Научный центр". Срок окончания разработки - IV квартал 2001 г.

Предложенный специалистами МНИТИ упрощенный вариант гибридного аналого-цифрового телевизора включает базовую модель

DVB-T Ready [8]. В ней предусматривается установка цифровой платы DVB-T. Преимущество этого варианта заключается в том, что телевизионный приемник создается на базе серийно освоенных моделей на ряде заводов России и Белоруссии.

По мнению специалистов, стоимость гибридного телевизора в таком варианте не будет отличаться от стоимости обычного аналогового приемника (порядка $180).

При крупносерийном производстве цена цифровой платы DVB-T (при условии унификации ее программно-аппаратного интерфейса) может быть в пределах $100…120.

Общая стоимость аналого-цифрового телевизионного приемника с диагональю экрана 54 см не превысит $300. Планируется в конце 2001 г....начале 2002 г. на телевизионных заводах "Квант" (Новгород) и им. Козицкого (Санкт-Петербург) начать серийное производство унифицированных телевизионных приемников "Квант" и "Радуга".

Цифровой мультимедийный телевизор нового поколения на основе плазменной панели с диагональю 100 см разрабатывается в АО "МНИТИ".

Данный телевизор позволяет реализовать:

• мультисистемный прием программ аналогового и цифрового (DVB) телевидения, в том числе в режиме multiprogramm с обзорным выводом на экран 16 различных программ;
• воспроизведение оптических дисков формата CD, CD-ROM, Video-CD, Photo-GD, DVD-Video;
• многоканальный стереозвук с возможностью декодирования цифрового звука Dolby Digital (режим "Домашний театр");
• возможность подключения к компьютерным сетям, в том числе к сети Интернет;
• полный Интернет-сервис, включая прием и отправление сообщений по электронной почте;
• возможность подключения внешних аудио- и видеоустройств со стереозвуком.

Сроки завершения этой разработки пока не определены.

Следует отметить также законченную в начале 2001 г. разработку образцов цифровой приставки "Эльф" к имеющимся в эксплуатации аналоговым телевизионным приемникам. По-видимому, эта приставка будет наиболее популярной среди населения России, учитывая, что в настоящее время в эксплуатации находится 85 млн. аналоговых телевизоров и то, что ее стоимость сравнительно невысока.

Внедрение стандарта DVB-T в Великобритании [5]

В Великобритании наземное цифровое телевизионное вещание вот уже более четырех лет ведется по государственным каналам ВВС1 и ВВС2. Широко распространено в стране интерактивное телевидение (практически, имеется в каждом доме), позволяющее совершать покупки, пользоваться услугами банков и страховых компаний, применяющееся для опроса общественного мнения и для многих других целей.

В настоящее время в стране насчитывается 17 передающих центров цифрового наземного ТВ-вещания сети NTL (National Telecommunications Ltd), 13 региональных воспроизводящих телецентров (RPOS - reginal playout centres).

Цифровая сеть наземных передатчиков Великобритании включает 80 передающих станций УВЧ-диапазона. В стране формируется шесть программных пакетов, каждый из которых рассчитан на поток 24 Мбит/с. Три пакета - ВВС (охват 90%), D3&4 (охват 89%) и SDN (охват 88%) - бесплатные. В каждом из этих пакетов - четыре и более каналов. Три пакета - On-B (86%), On-C (77%) и On-D (79%) - платные, каждый из которых предоставляет по двенадцать базовых каналов. Все цифровые передающие станции используют модуляторы фирмы Tandberg.

Внедрение цифрового наземного вещания в Германии [6]

В Германии с 1 января 2001 г. для государственных студий вводится специальный налог на вещание, часть которого пойдет на создание сети наземного цифрового телевещания DVB-T. Завершение перехода от аналогового к цифровому наземному вещанию планируется в 2011 г.

По мнению германских специалистов, наибольшее распространение цифровое телевидение в первые годы получит на мобильных объектах: в автобусах, поездах, автомобилях.

Для выбора основных параметров системы DVB-T были проведены экспериментальные исследования по приему цифровых ТВ-сигналов в девяти городах Северной Германии (земля Шлезвиг-Гольштейн): Нибуль, Фленсбург, Шлезвиг, Киль, Любек, Айдерштедт, Куксхавен, Гамбург, Эутин.

Испытания проводились как для одночастотной региональной распределительной сети (SFN - Single Frequency Network), так и для многочастотной (MFN - Multi Frequency Network).

По радиоканалу с шириной полосы 8 МГц при аналоговом методе передавалась одна телевизионная программа, а при цифровом - четыре, скорость общего цифрового потока составляла 13,27 Мбит/с. Испытания показали, что мощность передатчиков для цифрового сигнала с четырьмя программами может быть уменьшена, в среднем, в пять раз (7 дБ) по сравнению с аналоговым методом передачи. Эксплуатационные издержки на одну программу цифрового телевидения составят не более 25% от аналогового.

По результатам испытаний были выбраны следующие параметры системы цифрового телевидения:

• число несущих - около 8000 (режим 8 К);
• модуляция - 16 КАМ;
• относительная длительность защитного интервала - 1/4 (224 мкс);
• скорость кодирования - R=2/3.

Подводя итоги вышесказанному, следует вывод о том, что экспериментально доказаны следующие преимущества системы DVB-T (цифровой) по сравнению с PAL (аналоговой):

• возможность передачи в радиоканале четырех программ вместо одной;
• существенное уменьшение эксплуатационных расходов на одну программу;
• заметное сокращение мощности передатчиков;
• возможность приема сигналов на комнатную антенну и в движущихся транспортных средствах.

Внедрение цифрового вещания в Финляндии [7]

Особенностью схемы распределения телевизионных программ в Финляндии является широкое применение радиорелейных линий связи. Это обстоятельство вызывает необходимость проверки и настройки приемо-передающих трактов РРЛ для передачи в полосе 30…36 МГц многопрограммного транспортного цифрового потока со скоростью до 32 Мбит/с. Работы в цифровом стандарте DVB-T в Финляндии начались в январе 1999 г.

Уже в декабре 2000 г. телекомпания YLE, представляющая первый государственный канал в Хельсинки, начала цифровое вещание по четырем каналам.

Одновременно фирма Qualitron вела разработку двух цифровых передвижных двенадцатикамерных телевизионных станций (ПТС), одна из которых работала весной 2000 г. при трансляции международных лыжных соревнований из г. Лахти.

Технические параметры стандарта цифрового телевидения DVB-T, принятого в Финляндии:

• ширина полосы радиоканала - 8 МГц;
• модуляция - COFDM 64 КАМ каждой несущей;
• защитный интервал - 1/8 (112 мкс);
• число несущих - около 8000 (система 8 К);
• суммарная скорость транспортного потока - 20...30 Мбит/с.

В Финляндии, в основном, используется одночастотная сеть.

До 2007 г. планируется совместная работа цифровых и аналоговых телевизионных каналов, после чего аналоговая сеть будет ликвидирована.

Работы по внедрению наземного цифрового вещания активно ведутся в Испании, Голландии, Франции, Италии, Дании, а в Швеции с 1 апреля 1999 г. началось вещание по системе DVB-T. И это несмотря на то, что в странах Европы, в том числе и в перечисленных выше, имеются современные широкоразветвленные кабельные сети распределения телевизионных программ.

Учитывая огромные размеры нашей страны и большой процент территорий с низкой плотностью населения можно предположить, что в России цифровое наземное телевизионное вещание позволит обеспечить наибольший охват территории страны.

Литература

1. Павлов В.И. О перспективных направлениях развития передающих сетей радиотелевизионного вещания в спутниковой связи. Третья международная конференция. Москва, Сокольники, февраль 2001 г. Тезисы доклада, с. 12...13.

2. Кукк К.И. Первый опыт испытаний российского оборудования цифрового телерадиовещания в г. Нижний Новгород. Материалы Международного конгресса НАТ, Москва, октябрь 2000 г., с. 15...17.

3. Ануфриев И.К., Быструшкин К.Н., Соколов В.М. Гибридные телевизоры TVIDVB/T: путь формирования в России парка приемников DVB-T отечественного производства. Москва, Сокольники, февраль 2001 г. Тезисы доклада, с. 20...21.

4. Сычевский Е.И. Анализ результатов комплексных испытаний технических средств цифрового телевидения в опытных зонах гг. Н. Новгород и С.-Петербург. Тезисы доклада на НТК "Интерактивное цифровое телевидение и инфокоммуникации". АООТ "Телеком". 24.10.2001 г.

5. Мейсон А. Стандарт DVB-T и его внедрение в Великобритании. Техника кино и телевидения (ТКТ), 2001 г., №4, с. 14...17.

6. Василевский Ю.А. Внедрение цифрового наземного вещания в Германии и его стоимость. ТКТ, 2001, №10, с. 18-21.

7. Кинцис Ю.О. Финляндия переходит на цифровое вещание. ТКТ, 2001 г., №3, с. 24...29.

8. Ануфриев И., Быструшкин К. Концепция эволюционного внедрения цифрового телевидения в России. "625", 2001 г., №9, с. 68...70.