Сегодня методы цифровой обработки телевизионного сигнала достигли своей зрелости и используются всюду, открыв новые возможности в целом ряде секторов телекоммуникаций и мультимедиа. За всеми новшествами, которые сегодня предлагает технология цифровой обработки, стоят технические решения, основанные на стандарте сжатия телевизионного сигнала MPEG-2 и его передаче с использованием рекомендаций DVB. Эти решения объединяют технологические новшества с огромными возможностями соответствующих им аппаратных комплексов.

С начала 80-х годов эксперты по цифровой обработке сигналов и эксперты по передаче телевизионных изображений объединились с целью создания стандарта, который позволил бы им снизить стоимость передачи телевизионного сигнала при сохранении требуемого качества. Качества такого же, как и при передаче аналогового телевизионного сигнала. Показателем прогресса в этих исследованиях стала возможность обработки телевизионного сигнала SDI 4:2:2 со скоростью 270 Мбит/с и его сжатие, при котором скорость передачи составила от 34 до 8 Мбит/c. Затем эта скорость преобразовывалась в скорости, пригодные для передачи через SDH и PDH сети. Результаты этих разработок привели к тому, что в 1994 году Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETSI — European Telecommunication Standards Institute) был принят стандарт передачи телевизионных изображений по телекоммуникационным сетям (ETSI 300-174).

Кодек ETSI

Компания Thomson Broadcast Systems является пионером в области изучения этой технологии. Начиная с 1990 года, она разработала полный диапазон ETSI-кодеков. Доказательством того, что Thomson Broadcast Systems является лидером в этой области, является то, что на данный момент более 1500 единиц ETSI-кодеков используются крупнейшими вещательными и телекоммуникационными операторами передачи данных во всем мире.

Разработки, в которых Thomson Broadcast Systems принимала активное участие, продолжались, и вот уже Группой экспертов по движущимся изображениям (MPEG — Moving Picture Expert Group) разработан стандарт сжатия движущихся изображений, который позволяет сжимать поток телевизионного сигнала приблизительно в 50 раз, т.е. уменьшить объем информации, необходимой для передачи изображения путем сокращения содержащейся в составе сигнала информационной избыточности. Стандарт сжатия MPEG-2 стал основой для рекомендаций, разработанных рабочей группой DVB (Digital Video Broadcasting working party), которая определила синтаксис для передачи компрессированных сигналов и различной сервисной информации и стандартизировала передачу цифрованных телевизионных программ и различных мультимедийных приложений через существующие каналы связи.

Вместе с другими производителями и операторами Thomson Broadcast Systems входит в рабочую группу, занимающуюся реализацией проекта DVB, и является одним из наиболее активных ее членов. Thomson Broadcast Systems — один из всемирно известных интеграторов телевизионного оборудования и систем кодирования и мультиплексирования сигналов по стандарту MPEG-2/DVB. Благодаря опыту, полученному ранее при разработках ETSI технологий, Thomson — один из немногих производителей оборудования, имеющих свое собственное второе поколение микросхем (chipset), предназначенных для компрессии. Находясь в тесном сотрудничестве с другими производителями и вещателями, также работающими над DVB проектом, Thomson Broadcast Systems является одним из наиболее активных участников этой тесной команды. На сегодняшний день Thomson — ведущий поставщик оборудования, в состав которого входят и системы кодирования и мультиплексирования телевизионных сигналов. Компания гарантирует высочайшее качество “производства” потока MPEG-2 и большую гибкость при проектировании систем. Последнее очень важно при индивидуальном подходе к каждому из заказчиков. И, плюс ко “всем этим прелестям”, Thomson — единственная компания, производящая весь спектр оборудования для формирования, передачи и приема телевизионного сигнала в различных средах, будь то эфир, кабельное или спутниковое телевидение.

Являясь главной и неотъемлемой частью революции, происходящей сейчас в мире телевизионных технологий, Thomson Broadcast Systems организовала группу DVB-RC (Return Channel — обратный канал). В основные функции этой группы входит разработка рекомендаций, необходимых для успешного взаимодействия между собой кабельных головных станций и индивидуальных средств, выполняющих роль интерфейса между миром мультимедиа и конечным пользователем: декодерами и модемами.

В этом случае основным гарантом взаимодействия между всеми узлами сети выступает новое второе поколение сетевых адаптеров (Interactive Network Adapter), в основе которых лежит ATM-технология.

К тому, что было сказано чуть выше, следует добавить: область, которую охватывают DVB-рекомендации, очень обширна и многообразна, и комплексы компрессии и передачи сигнала реализуются и в организации DVB-S спутникового вещания, и в организации DVB-C кабельном, а теперь и в DVB-T эфирном вещании.

Адаптеры ATM-сетей

За основу передачи через спутник взят способ передачи цифровых программных пакетов. Впервые DVB/MPEG-2 рекомендации и вообще цифровые системы нашли свое применение в DVB-S спутниковом вещании. Спутниковая система реализовала возможность передачи максимального количества цифровых ТВ каналов в полосе одного аналогового канала.

Проект, реализованный по этому принципу в 1995 году в США, получил название Direc TV. Поставку и интеграцию оборудования для этого проекта осуществляла компания Thomson Broadcast Systems. Оборудование поддерживает стандарт передачи телевизионного сигнала MPEG-2 DSS. Проект Direc TV — первая спутниковая система в Северной Америке, осуществляющая поставку развлекательных программ по принципу “direct-to-home” и использующая методы цифровой передачи. Цифровая спутниковая система поставки телевизионных программ была разработана, чтобы предложить потребителям большой выбор ТВ программ c максимально возможным качеством изображения и звука.

Приобретя колоссальный опыт за время реализации проекта Direc TV, корпорация Thomson Broadcast Systems занялась разработкой первого поколения DVB/MPEG-2 оборудования, которое включает в себя кодеры, мультиплексоры, модуляторы, а также составляющие системы компрессии сигнала, обеспечивающие ее “горячий резерв”. Управление работой такого вещательного комплекса в значительной степени обеспечивается очень мощным программным обеспечением, которое позволяет менять конфигурацию системы, следит за появлением сигнализации об аварии, в случае которой обеспечивает “безболезненный переход” на резервное оборудование. Кроме того, программное обеспечение допускает взаимодействие с системой автоматизации эфира и с системой условного доступа.

В качестве примера здесь можно упомянуть о французском телеканале TPS (Television Par Satellite): цифровое вещание телеканала занимает семь транспондеров. Более того, корпорация Thomson Broadcast Systems и телеканал TPS совместно реализовали статистическое мультиплексирование. Система статистического мультиплексирования позволяет, не изменяя общую скорость группы кодеров, автоматически изменять скорости передачи информации любого, подстраивая ее под степень сложности передаваемого видеоизображения. Исходя из того, что общая максимальная скорость передачи информации в битах для группы кодеров определена в начале запуска системы оператором, каждый кодер из группы автоматически изменяет скорость передачи информации до того момента, пока не будет достигнуто оптимизированное качество изображения. В марте 1998 года организацией ССЕТ проводились исследования. Они показали, что в систему компрессии из шести кодеров, при постоянной общей скорости передачи информации, заданной в начале работы оператором, одна или две программы могут быть добавлены без заметных потерь качества изображения. При этом должно соблюдаться условие, чтобы не более 30% всех кодируемых на данный момент программ были спортивного характера, т.е. имели динамичные, быстро сменяющиеся планы. Это жизненно важное усовершенствование позволяет увеличить мощность системы на 25%, не снижая качества изображения!

В наших ближайших публикациях мы подробнее остановимся на принципах работы оборудования DVB, выпускаемого компанией Thomson Broadcast Systems, и расскажем о последних проектах, реализованных компанией в Европе, США и Азии.