Основные принципы и перспективы развития мобильного телевещания

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Федеральное агентство связи

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики»

Кафедра МЭС и ОС

Реферат

"Основные принципы и перспективы развития мобильного телевещания"

Выполнила: студентка 3 курса

группы ММ-12 Кулагина Ксения

Проверил: Кураш Ф.И.

Новосибирск

2013

Введение

Мобильные телефоны уже давно стали незаменимым атрибутом в жизни большинства людей. Сейчас это многофункциональные устройства, служащие заменой сразу нескольким различным девайсам. Одной из самых перспективных VAS-услуг считается мобильное телевидение, активное развитие которого связывают с появлением мобильных терминалов со специальными функциями.

На сегодняшний день существует два основных подхода к концепции мобильного телевещания. Такие компании, как Huawei, делают ставку на IP-трансляцию телесигнала через сотовые сети. Для этого на мобильный терминал загружается специальная программа, с помощью которой можно управлять телевещанием - аналогия с дистанционным пультом обычного телевизора напрашивается сама собой. Преимущество IP-телевидения заключается в его высокой интерактивности. Например, абоненты смогут формировать свою собственную программу передач, выставлять им оценки и получать дополнительные услуги.

Nokia и Sony Ericsson делают ставку на новый формат вещания - DVB-H. Но для просмотра телепрограмм в этом формате необходим специальный телефон с ТВ-тюнером. Видеокартинка и звук будут транслироваться не через сотовую сеть, а со специального передатчика, размещенного на телебашне. Это интересный способ доставки цифрового контента сразу большому количеству пользователей с минимальными затратами на модернизацию инфраструктуры. Дело в том, что сама сотовая сеть при этом загружается по минимуму - она задействуется как интерактивная составляющая обратной связи. Эта технология прекрасно подходит для создания дополнительных телеканалов. Она позволяет обеспечить передачу телепрограмм в прямом эфире и видео по требованию («виртуальный видеомагнитофон»), а также адаптирует трансляцию с учетом требований каждого отдельного абонента.

Существует два принципиально разных подхода к построению системы мобильного телевидения: доставка телевизионного контента непосредственно на мобильное устройство по сети оператора сотовой подвижной связи (GPRS/EDGE/EV-DO/UMTS и т.п.) или посредством выделенной сети на отдельный приемник. Этот приемник может быть как внешним устройством, так и интегрированным в мобильный телефон, смартфон или медиа-плеер.

В первом случае мы достигаем большей интерактивности и получаем в свое распоряжение широкие возможности по таргетированию как контента, так и рекламы. Расплатой за это будет высокая нагрузка на сеть, что делает услугу более дорогой для конечного пользователя. Тем не менее, опыт по развитию мобильного ТВ на базе GPRS/EDGE был успешно реализован

GPRS (англ. General Packet Radio Service -- «пакетная радиосвязь общего пользования») -- надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную передачу данных. GPRS позволяет пользователю сети сотовой связи производить обмен данными с другими устройствами в сети GSM и с внешними сетями, в том числе Интернет. GPRS предполагает тарификацию по объёму переданной/полученной информации, а не по времени, проведённому онлайн. Служба передачи данных GPRS надстраивается над существующей сетью GSM. На структурном уровне систему GPRS можно разделить на две части: подсистему базовых станций (BSS) и опорную сеть GPRS (GPRS Core Network). В BSS входят все базовые станции и контроллеры, которые поддерживают пакетную передачу данных. Для этого BSC (Base Station Controller) дополняется блоком управления пакетами -- PCU (Packet Controller Unit), а BTS (Base Tranceiver Station) -- кодирующим устройством GSM в форматы, используемые протоколами TCP/IP.

При использовании GPRS информация собирается в пакеты и передаётся через неиспользуемые в данный момент голосовые каналы. Такая технология предполагает более эффективное использование ресурсов сети GSM. При этом, что именно является приоритетом передачи -- голосовой трафик или передача данных -- выбирается оператором связи. Федеральная тройка в России использует безусловный приоритет голосового трафика перед данными, поэтому скорость передачи зависит не только от возможностей оборудования, но и от загрузки сети. Возможность использования сразу нескольких каналов обеспечивает достаточно высокие скорости передачи данных, теоретический максимум при всех занятых таймслотах TDMA составляет 171,2 кбит/c. Существуют различные классы GPRS, различающиеся скоростью передачи данных и возможностью совмещения передачи данных с одновременным голосовым вызовом.

Передача данных разделяется по направлениям «вниз» (downlink; DL) -- от сети к абоненту, и «вверх» (uplink, UL) -- от абонента к сети. Мобильные терминалы разделяются на классы по количеству одновременно используемых таймслотов для передачи и приёма данных

Абоненту, подключенному к GPRS, предоставляется виртуальный канал, который на время передачи пакета становится реальным, а в остальное время используется для передачи пакетов других пользователей. Поскольку один канал могут использовать несколько абонентов, возможно возникновение очереди на передачу пакетов, и, как следствие, задержка связи. Например, современная версия программного обеспечения контроллеров базовых станций допускает одновременное использование одного таймслота шестнадцатью абонентами в разное время и до 5 (из 8) таймслотов на частоте, итого - до 80 абонентов, пользующихся GPRS на одном канале связи (средняя максимальная скорость при этом 21,4*5/80 = 1,3 кбит/с на абонента). Другой крайний случай - пакетирование таймслотов в один непрерывный с вытеснением голосовых абонентов на другие частоты (при наличии таковых и с учётом приоритета). При этом телефон, работающий в режиме GPRS, принимает все пакеты на одной частоте и не тратит времени на переключения. В этом случае скорость передачи данных достигает максимально возможной, как и описано выше, 4+2 таймслота (class 10) или 4+4 (class 12).

Технология GPRS использует GMSK-модуляцию. В зависимости от качества радиосигнала, данные, пересылаемые по радиоэфиру, кодируются по одной из 4-х кодовых схем (CS1--CS4). Каждая кодовая схема характеризуется избыточностью кодирования и помехоустойчивостью, и выбирается автоматически в зависимости от качества радиосигнала. По той же схеме и используя то же самое оборудование, работает и технология EDGE. Но внутри таймслота EDGE используется другая, более плотная, упаковка информации (модуляция 8PSK).

С развитием различных технологий стали появляться более скоростные методы, такие как EDGE, а позже - EVDO. EDGE (EGPRS) (англ. Enhanced Data rates for GSM Evolution) -- цифровая технология беспроводной передачи данных для мобильной связи, которая функционирует как надстройка над 2G и 2.5G (GPRS)-сетями. Эта технология работает в TDMA- и GSM-сетях. Для поддержки EDGE в сети GSM требуются определённые модификации и усовершенствования. EDGE был впервые представлен в 2003 году в Северной Америке.

EVDO -- это фаза развития стaндарта мобильной связи CDMA2000 1x, и относится ко второму поколению мобильной связи. EVDO -- сокращение от Evolution Data Only. Данная технология была создана с целью усовершенствования передачи данных с использованием адаптивной модуляции, позволившей увеличить пропускную способность канала.

Технология EVDV (Evolution Data/Voice) была предназначена для усовершенствования как голосового сервиса, так и передачи данных, однако это направление развития не получило.

В прямом канале используется технология временного разделения абонентов TDMA (как и в GSM). Технология временного разделения наилучшим образом подходит для пакетной передачи данных. При этом в прямом канале в стандарте EVDO используются 16 таймслотов длительностью по 1,67 мс каждый, в которых и передаётся абонентская информация. То есть в какой-то момент времени передаётся информация одного абонента. Это позволяет выделить полную мощность передатчика для каждого конкретного абонента. Нет необходимости контроля мощности в прямом канале. Соответственно в прямом канале нет источников интерференции внутри соты, присутствуют помехи только от соседних сот.

В зависимости от типа передаваемой информации используется адаптивная модуляция. От типа модуляции, применяемой в прямом канале, зависит скорость передачи данных, система оценивает размер кодируемого пакета, состояние радиоинтерфейса и назначает в соответствии с этим вид модуляции QPSK, 8-PSK или 16-QAM.

Для передачи пакетов большого объёма скорость передачи данных абонента достигает 2,4 Mбит/с. При этом он занимает всего лишь один таймслот. Вся остальная емкость доступна для других абонентов (и с другими скоростями, находящимися на разных дистанциях от Базовой Станции). То есть система управляет скоростью передачи и никогда не выделит больше ресурсов абоненту, находящемуся в худших условиях.

мобильный телевещание модуляция канал

Скорость передачи данных (если бы 1 абонент занял все 600 таймслотов в секунду)

Параллельно с внедрением высокоскоростных способов соединения, появляются различные стандарты телевещания, каждый из которых выводит мобильное телевидение на новый уровень развития. Одним из первых стал стандарт Terrestrial-DMB, разработанный на основе технологии DAB. Изначально цифровое радиовещание DAB планировалось для доставки радиосигнала магнитолы. Пробы внедрить его для мобильного вещания не увенчались успехом, так как качество приема было на низком уровне.

Цифровое Мультимедийное Вещание (DMB)- это цифровой радио передача, технология разработана в Южной Корее в рамках национального проекта для передачи мультимедийных телевизор, радио и рассылки данных на мобильные устройства таких как мобильные телефоны, ноутбуки. Это технология, которую иногда называют мобильное ТВ не следует путать с Digital Audio Broadcasting , которая была разработан в качестве научно-исследовательского проекта. DMB был создан в Южной Корее в качестве следующего поколения цифровых технологий и должен был заменить FM-радио. Первые в мире официальные услуги " мобильное ТВ " начались в Южной Корее в Мае 2005 года, хотя испытания были доступны гораздо раньше. Он может работать и через спутниковые (S-DMB) или наземных (T-DMB) передачи. DMB имеет также некоторое сходство с основными конкурирующими мобильного ТВ стандарта, DVB-H. T-DMB сделан для земных передач на группы III (УКВ) и L (UHF) частот. DMB недоступен в Соединенных Штатах, потому что частоты телевизионного вещания (VHF каналов от 7 до 13). США придерживается ATSC-М/Ч бесплатное вещание на мобильные телефоны, и «Qualcomm» с собственным MediaFLO.

T-DMB использует MPEG-4 Part 10 (H.264) для видео и MPEG-4 Part 3 BSAC или HЕ-AAC v2 для аудио. Аудио и видео инкапсулируется в MPEG transport stream (MPEG-TS). DMB имеет несколько применимых устройств, такие как мобильный телефон, портативный телевизор, КПК и телематика устройства для автомобилей. Digital Multimedia Broadcast (DMB) обеспечивает мобильные телевизионные услуги, применяя стандарт Eureka-147 Digital Audio Broadcast (DAB) с дополнительным исправлением ошибок

Затем появился стандарт Satellite-DMB, который схож по названию с T-DMB, однако различен по механизму действия. T-DMB использует наземную сеть в III частотном диапазоне и/или L- диапазоне, в то время как S- DMB - спутниковую сеть в L-диапазоне. Принцип его работы основан на принятии мобильным телефоном сигнала непосредственно со спутника.

Данный стандарт до сих пор популярен в Японии и Южной Корее. Не менее примечательными считаются также стандарты ATSC и T-ISDB, применение которых делает мобильное телевидение наиболее интерактивным. Стандарт Integrated Services Digital Broadcasting (ISDB-T), разработанный в Японии как стандарт цифрового эфирного телевидения, обеспечивает некоторые режимы работы, которые подходят для того, чтобы организовать телевизионное вещание на переносные устройства.

И, наконец, одним из самых удобных и популярных считается Digital Video Broadcast-Hendhald (DVB-H). Несколько лет назад он был утвержден как основной стандарт мобильного телевещания на территории Европы. Разработки DVB-H велись на основе стандарта европейского цифрового телевещания DVB-T. Главная отличительная особенность DVB-H - полная адаптация под мобильные устройства, в связи с чем, мобильное телевидение стало принимать сигналы при помощи отдельных пакетов данных с последующим их воспроизведением из буфера обмена.

DVB-H (англ. Digital Video Broadcasting - Handheld) -- европейский стандарт мобильного телевидения, один из семейства стандартов DVB. Стандарт DVB-H позволяет передавать цифровой видеосигнал на мобильные устройства, такие как КПК, мобильный телефон или портативный телевизор. Формально, этот стандарт (EN 302 304) был принят в ноябре 2004 года ETSI.

DVB-H является логическим продолжением стандарта DVB-T с поддержкой дополнительных возможностей, отвечающих требованиям для переносных мобильных устройств с автономным питанием.

Для уменьшения расхода питания батарей переносных устройств используется технология квантования времени time slicing, с помощью которой IP датаграммы передаются небольшими наборами пакетов во временных интервалах. Каждый из таких наборов может достигать до двух мегабит данных, включая корректирующий код, в котором на каждые 191 бит полезных данных приходится 64 бита корректирующего кода, защищенного кодом Рида-Соломона. Принимающее устройство включается только в те интервалы времени, в которые происходит передача наборов данных, соответствующих выбранному каналу, на который настроено принимающее устройство. В течение этого короткого интервала времени данные, передающиеся с высокой скоростью, могут быть помещены в буфер принимающего устройства, который может содержать как загруженные данные, так и проигрываемое потоковое видео.

Степень экономии заряда батареи питания принимающего устройства зависит от соотношения времени его работы в состоянии приема и состояния ожидания. При трансляции десяти и более сервисов степень экономии питания принимающего устройства может достигать 90%.

В стандарте DVB-SH был доработан прием радиосервисов, что может быть рассмотрено как эволюция DVB-H.

DVB-H разработан для работы в следующих частотах:

VHF-III (170--230 МГц (или часть этого диапазона));

UHF-IV/V (470--862 МГц (или часть этого диапазона));

L (1.452-1.492 ГГц).

Ожидается, что в стандартах DVB-SH и DVB-H2, которые появятся в ближайшем будущем, список поддерживаемых частот будет расширен.

DVB-H может существовать в одном мультиплексе с DVB-T.

Стандарты DVB-H

Основной DVB-H стандарт:

ETSI EN 302 304, DVB-H -- Transmission System for Handheld Terminals

Технические отчеты DVB, касающиеся DVB-H :

ETSI TR 102 377, Implementation Guidelines for DVB-H Services (построение сервисов, основанных на DVB-H)

ETSI TR 102 377, Validation Task Force Report (результаты экспериментов с целью подтверждения спецификаций DVB-H)

Перечисленные выше документы разработаны и опубликованы организацией ETSI.

Документация DVB-H, построенная на основе других стандартов DVB:

ETSI EN 301 192, Digital Video Broadcasting (DVB); DVB specifications for data broadcasting (определение различных понятий, относящихся к передаче данных в системе DVB)

ETSI EN 300 468, Digital Video Broadcasting (DVB); Specifications for Service Information (SI) in DVB systems (стандарты, касающиеся метаданных в системе DVB)

ETSI EN 300 744, Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television (спецификации DVB-T)

Все существующие стандарты отличны не только по механизму действия. Различные бизнес-модели, такие как интерактивное и вещательное мобильное телевидение, также играют немаловажную роль. Все вышеперечисленные стандарты относятся к категории вещательного телевидения. Они всего лишь транслируют сигнал и не имеют обратной связи с потребителем. Однако такая бизнес-модель имеет неоспоримое преимущество - качество приема информации не зависит от количества пользователей, которые одновременно пользуются данным сервисом. Интерактивное телевидение дает возможность абоненту самостоятельно составлять список интересующих его программ, а также участвовать в различных интерактивных голосованиях и акциях. Мобильное телевидение, благодаря развитию различных технологий, уверенно идет вверх и доказывает свою состоятельность. С каждым годом любимые передачи и фильмы на дисплее мобильного телефона становиться проще и доступнее смотреть. Поэтому уже можно с уверенностью сказать, что мобильное ТВ становится одной из самых популярных и востребованных направлений среди других VAS-услуг. Воспользоваться данной услугой можно у мегафон, мтс, билайн и spb tv.

История полноценного развития мобильного телевидения за рубежом берет свое начало в 2005 году в Южной Корее, когда вещателям было выдано шесть лицензий на эфирное мобильное вещание и одна - на спутниковое. Были реализованы обе бизнес-модели - как с бесплатным доступом, когда вещатель зарабатывает на рекламе, так и с платным. Общее число подписчиков превышает 10 млн. При этом почти в половине случаев это автомобильные версии ТВ-приемников, существенная часть которых устновлена в такси. Но, несмотря на то, что пример Кореи интересен, он недостаточно показателен. Мобильное ТВ в Корее успешно развивается, прежде всего, благодаря активной поддержке правительства. Кроме того, считается, что жители Кореи, в отличие от европейцев, тратят в среднем больше времени на дорогу до работы и в целом более склонны, как и японцы, к новинкам мобильных технологий.

Хотя именно на успешный пример государственной поддержки мобильного ТВ в Корее ссылалась Еврокомиссия в июле 2007 года, когда высказалась о необходимости принятия единого, общего для всей Западной Европы стандарта и сделала выбор в пользу DVB-H. В прошлом году, как мы уже отмечали, DVB-H стал официальным «евростандартом». Дополнительным аргументом в пользу единого стандарта было и то, что при перемещении в пределах Евросоюза жители смогут пользоваться одним устройством для приема мобильного ТВ, так же, как сейчас пользуются мобильной связью в роуминге.

По данным dvb-h.org на сегодняшний день в мире насчитывается свыше 80 проектов мобильного телевидения в стандарте DVB-H. Распределение по стадии развития и географии приведено в таблице 1.

Таблица 1

Как мы видим - более половины проектов DVB-H сосредоточено в Европе, а 10 из них уже находятся в стадии коммерческой эксплуатации. Наиболее коммерчески-успешным кейсом считается Италия, где услуга предоставляется с лета 2006 года, и количество абонентов на сегодня превысило 600 тысяч, хотя для 38 миллионной страны со 100% проникновением мобильной связи цифры не самые впечатляющие. Услугу коммерчески предоставляют три мобильных оператора - Telecom Italia Mobile, Vodafone Italy и 3 Italia. Еще один проект в Турине находится в стадии тестирования. В таблице 2 сведены некоторые данные о проектах, доступные в открытых источниках.

Таблица 2

Заключение

За каким стандартом будущее - покажет время. В городах и мегаполисах с развитой сетевой инфраструктурой цифровое телевидение пойдет, скорее всего, по пути внедрения IP-телевидения. Для удаленных регионов больше подойдет эфирное телевидение - DVB-T. Технологически трансляция ТВ через сотовые сети уже реализована, такие услуги предоставляет ряд операторов сотовой связи стандартов UMTS и CDMA2000. Насколько эта услуга будет пользоваться популярностью у абонентов, покажет время. На самом деле, не имеет значения, каким именно образом организована трансляция ТВ-сигнала: с помощью индивидуального, широко- или многоадресного вещания - для них важна сама возможность просмотра множества телеканалов. Главное для зрителя - качественное изображение и простой, удобный интерфейс взаимодействия с системой.

Размещено на Allbest.ru