23 апреля 2014

В.В. Бутенко: вопросы цифрового вещания и особенности регулирования

_GAN5695kСтатья Генерального директора ФГУП НИИР В.В. Бутенко на тему «Вопросы цифрового вещания и особенности регулирования», опубликованная в журнале «Вестник связи» в апреле 2014 г. (скачать pdf)

По планам Минкомсвязи, к 2018 г. Интернет должен стать таким же доступным, как электричество, и 80 % населения будут иметь возможность подключиться к нему на скорости 100 Мбит/с. Строительство мобильных сетей 4-ого поколения позволит быстрее преодолеть «цифровое неравенство» между регионами, а число пользователей этих сетей в течение предстоящих пяти лет увеличится на 30 — 40 млн. ФГУП «РТРС» к концу 2013 г. обеспечило доступ к первому мультиплексу эфирного цифрового ТВ для 72,8 % россиян. К началу 2014 г. предприятие построило 1508 объектов в крупных городах и приграничных районах страны. Создана сеть второго мультиплекса, состоящая из 4956 объектов. По прогнозу Digital TV Research, к 2018 г. российский спутниковый оператор «Триколор» станет вторым в Европе, при этом сейчас он занимает первое место по числу пользователей, подключенных к бесплатному пакету каналов. ОАО «Ростелеком» планирует к 2018 г. охватить сетями оптического доступа 33 млн. домохозяйств (в настоящий момент охвачено 18 млн.), перейдя от точечного покрытия к ковровому, и обеспечить скорости до 1 Гбит/с. По прогнозам экспертов J&P, число абонентов проводного ШПД в частном и корпоративном сегментах к 2016 г. составит 37,5 млн. и 1,57 млн. соответственно. Таким образом, проникновение услуг в частном секторе вырастет с 48 до 68 %, а в корпоративном — с 66 до 74 % . В ряде стран форсируются разработки новых технологий передачи 5G.

 

Все перечисленные технологии требуют гармонизации на основе комплексного подхода к дальнейшему развитию телерадиовещания и связанных с ним инфокоммуникационных служб с учетом специфических особенностей нашей страны и ее регионов. Основная цель — перспективная универсальная многофункциональная услуга связи.

 

Тенденции развития современного телерадиовещания

 

В эпоху построения информационного общества телерадиовещание стало важнейшим средством массовой информации, влияющим на духовное развитие общества, экономический рост, социальную стабильность и эволюцию институтов гражданского общества. В рамках создания в Российской Федерации единого информационного пространства развитие телерадиовещания необходимо рассматривать с точки зрения обеспечения конституционных прав и свобод человека, доступа к массовой информации, использования духовного и культурного наследия, исторических традиций, соблюдения норм общественной жизни и защиты нравственных ценностей.

За последние 10 — 15 лет произошли принципиальные изменения в сфере производства и распространения электронных средств массовой информации и систем массовых коммуникаций. В первую очередь, они коснулись телерадиовещания. В основном это связано с переходом от аналоговых методов обработки сигнала к цифровым, с разработкой систем сжатия, кодирования и мультиплексирования цифровых потоков, появлением мультимедийных сред, интерактивных услуг, развитием сети Интернет и мобильной связи.

Основным инструментом, обеспечивающим достижение указанных целей, является реализация ФЦП «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009 — 2015 гг.», которая предусматривает развитие информационного пространства, повышение эффективности функционирования на основе цифровых технологий, обеспечение населения многоканальным вещанием с гарантированным предоставлением общероссийских обязательных общедоступных ТВ каналов.

Развитие систем телерадиовещания можно охарактеризовать технологическим совершенствованием существующих алгоритмов обработки и передачи сигналов, конвергенцией телекоммуникационных и компьютерных технологий, предоставлением абонентам индивидуальных услуг, миниатюризацией приемных устройств с одновременным приданием им многофункциональности и многостандартности.

Предварительное обобщение и анализ совокупности собранных материалов позволили выделить специфические блоки вопросов, требующих решения до 2025 г.:

  • методы и алгоритмы обработки контента, в первую очередь, сжатия информации;
  • технические требования к системам цифрового ТВ-вещания для различных сред передачи, включая вопросы выделения спектра;
  • особенности использования Интернета и IP-сетей для организации доставки линейных и нелинейных сервисов;
  • конвергентные системы и способы доставки ТВ-контента, в основе которых лежит объединение традиционных систем ЦТВ с системами подвижной сотовой связи и передачи по сети Интернет.

В процессе разработки принципов регулирования ЦТВ необходимо учитывать:

  • традиционные и альтернативные способы доставки ТВ-контента;
  • использование систем телевидения высокой, сверхвысокой и ультравысокой четкости;
  • построение и применение систем трехмерного и многомерного ТВ-вещания, наружного ТВ;
  • организация «нелинейных» ТВ-сервисов;
  • использование спутниковых систем связи и непосредственного спутникового вещания для передачи программ радиовещания, мультимедиа, оповещения, навигации, интерактивности и других информационных услуг.

Особо следует уделить внимание международным документам (глобальным и региональным стандартам, рекомендациям, техническим требованиям), определяющим пути построения и эксплуатации систем ЦТВ, мультимедийного и интернет-вещания. Результаты их анализа показывают, что практически по всем современным и перспективным технологиям формирования и доставки контента существуют действующие рекомендации и стандарты таких общепризнанных организаций, как ИСО, МСЭ, ETSI. Это позволяет обобщить накопленный опыт построения сетей формирования и вещания в различных средах и заблаговременно сформировать национальную нормативную базу с опережением сроков внедрения конкретных систем.

Технические и технологические возможности известных сегодня систем формирования и доставки телевизионного контента существенным образом опережают экономические возможности их внедрения в масштабах всей страны.

Анализ современного технологического состояния отрасли свидетельствует о распространении широкополосного доступа к программам звукового вещания, телевидения, мультимедиа. В этой связи традиционные системы предоставления контента теряют свое доминирующее положение, хотя еще сохраняют лидирующие позиции.

Прогресс цифровых технологий позволяет создавать оборудование с исключительно высокими характеристиками и предлагать пользователю разнообразные услуги. Учитывая ограниченные возможности государственного финансирования, приоритет в развитии систем и услуг будет, видимо, за частными компаниями, которые могут более оперативно вводить новые сервисы в пределах замкнутых групп своих подписчиков.

Важным фактором, который нельзя не учитывать, является стремительный рост числа пользователей сети Интернет, отнесенный к общей численности населения Земли. Если сейчас это соотношение составляет около 0,3, то к 2020 г. прогнозируется на уровне 0,66. В этой связи следует ожидать развития интернет-технологий и сервисов на основе IP-протоколов. Среди причин опережающего развития нелинейных сервисов сети Интернет:

  • пользовательские предпочтения выбора индивидуально привлекательных услуг «в любое время, в любом месте»;
  • востребованность социальных сетей;
  • аналоговое ТВ не предоставляло услуг, которые могли бы сопрягаться с современными цифровыми абонентскими устройствами, а цифровое ТВ только начинает внедряться, причем в минимальном варианте, без должной рекламы и информирования населения.

Аналогичная динамика наблюдается и в секторе предоставления услуг широкополосного радиодоступа, мобильной связи. На рубеже 2009 – 2010 гг. число абонентов мобильной и фиксированной связи сравнялось, после чего наметился опережающий прирост мобильных абонентов. Прогноз мирового производства телевизоров с возможностью выхода в Интернет с 2012 г. по 2020 г. фиксирует потенциальный рост в 8 – 9 раз.

Нет нужды перечислять все перспективные технологии доставки телевизионного и мультимедийного контента. Они претерпевают существенные изменения и по числу абонентов, и по производству оборудования. Это именно те реалии, которые будут доминировать в отрасли после 2020 г. и, несомненно, должны учитываться в перспективных планах развития.

Исходя из текущего положения дел, попытаемся «заглянуть» в отдаленные 2020 – 2025 гг. С большой долей вероятности можно предположить, что самые передовые сегодня системы цифрового вещания и доставки контента к тому времени естественным образом устареют, и на рынке появятся их аналоги следующих поколений, например:

  • системы цифрового вещания DVB третьего поколения;
  • кодеки с алгоритмами высокоэффективного видеокодирования (HEVC — High Efficiency Video Coding);
  • системы мобильной связи пятого поколения 5G (по данным международных организаций, скорости передачи данных в них возрастут в 10 – 100 раз; потребляемый трафик увеличится в 1000 раз, количество подключенных устройств — в 10 – 100 раз, время автономной работы абонентских терминалов – в 10 раз; а системные затраты на эксплуатацию и энергопотребление сохранятся на уровне 4G);
  • высокоскоростные мощные облачные информационные системы, обеспечивающие существенное увеличение объемов, скорости формирования и передачи информации и переход от обработки цифровых массивов к обработке цифровых образов.

 

Вопросы государственного регулирования

 

Для эффективного государственного регулирования в области цифрового ТВ-вещания, прежде всего, должны быть разработаны:

  • Концепция развития отрасли на долгосрочный период (например, до 2025 г.);
  • Комплексный план по ее реализации с разбивкой его на основные этапы и указанием организаций (исполнителей), ответственных за их выполнение.

Далее на основании Концепции и Плана должен быть разработан необходимый и достаточный для развития отрасли перечень подзаконных нормативных актов:

  • нормативных правовых актов (например, требований к функционированию, параметрам, построению, правил эксплуатации и т. д.);
  • нормативных технических актов (национальных отраслевых стандартов).

На базе этого перечня с учетом этапов Комплексного плана должны быть разработаны соответствующие нормативные акты.

Среди основных принципов государственной политики в области отраслевой науки на долгосрочную перспективу следует отметить необходимость того, что:

  • средства государственного воздействия на развитие отрасли должны определяться политическими условиями, уровнем экономического, социального развития, историческими традициями, национальными особенностями и другими факторами;
  • переход России к современным рыночным условиям требует пересмотра системы государственного регулирования отрасли, замены административных мер воздействия (технического регулирования) на экономические;
  • основами процесса развития должны стать социальная потребность, техническая возможность и финансовая целесообразность;
  • развитие отрасли должно осуществляться при строгом соблюдении требований законодательства Российской Федерации, касающихся разработки нормативной базы, деятельности органов государственной власти, осуществляющих регулирование отрасли, а также других участников данного процесса;
  • государственная политика регулирования должна быть гармонизирована с международной практикой управления.

Основными механизмами государственного регулирования должны быть стимулирование отечественных разработок, обеспечение технологической нейтральности регулирования и конкурентоспособности российских производителей, конверсия и перераспределение радиочастотного спектра.

 

Вопросы регулирования в области ЦТВ

 

Для реализации модели правового регулирования телерадиовещания необходимо принятие срочных мер государственного регулирования отношений между субъектами рынка (вещателями, операторами связи, провайдерами, абонентами и пользователями), а также обеспечение экономически взвешенных и обоснованных действий его участников.

При этом для эффективного перехода к перспективным технологиям в области ЦТВ необходимо обеспечить:

  • внесение изменений в федеральные законы в части использования актуальных и перспективных технологий телерадиовещания (терминология, правила присоединения, лицензирования, оказания услуг и т. д.);
  • разработку нормативной правовой базы в области использования перспективных технологий (систем мобильного телерадиовещания в формате LTE-Advanced, интерактивных сетей цифрового кабельного вещания, конвергентных сетей ЦТВ, телевидения высокой и сверхвысокой четкости, видеоинформационных систем и т. д.);
  • разработку частотно-территориальных планов для сетей ЦТВ третьего, четвертого и других мультиплексов;
  • завершение формирования пакета национальных стандартов для цифрового формирующего, передающего и приемного оборудования, основанных на перспективных телевизионных и мультимедийных технологиях;
  • определение принципов тарифной политики для операторов связи, оказывающих услуги в области телевидения высокой четкости, объемного телевидения, «нелинейных» телевизионных сервисов и т. д.;
  • упрощение административных процедур предоставления права на использование радиочастотного спектра;
  • упрощение административных процедур при доступе операторов связи к инфраструктуре транспортных коммуникаций.

Под техническим регулированием понимается установление стандартов на средства, сети и услуги ЦТВ и контроль над их соблюдением, основанный на законодательстве и (или) условиях лицензионных договоров.

Переход на цифровое телерадиовещание сопровождается появлением на рынке новых участников. К их числу относятся: операторы услуг мультиплексирования; производители цифрового оборудования (в том числе ТВ-приставок); разработчики интерфейсов прикладных программ (API), систем условного доступа (CAS), электронных программ передач (EPG) и т. д.

Задача регулятора — не допустить доминирующего положения какого-либо поставщика и исключить дискриминацию третьей стороны в отношении доступа к той и иной услуге.

Новая техническая база требует регулирования использования цифрового оборудования формирующих, передающих и приемных трактов цифрового вещания путем организации процесса сертификации данного оборудования.

Важным аспектом технического регулирования на этапе цифровизации является распределение радиочастотного спектра. Переход на цифровые технологии телерадиовещания и прекращение вещания в аналоговом формате сопровождается освобождением радиочастотных каналов и появлением так называемого «цифрового дивиденда». Регулирование распределения частот должно способствовать развитию всех видов цифрового телевизионного эфирного наземного вещания (стационарного, портативного и мобильного).

Будущее развитие этого процессауже заложено, в том числе, специалистами ФГУП НИИР в рамках МСЭ-Р. В частности, дан старт телевидению ультравысокой четкости ТУВЧ (Ultra High Definition Television), которое включает два цифровых формата — 4K (2160х3840) и 8K (4320х7680). Разрешающая способность последнего в 16 раз выше, чем ТВЧ. При этом не только значительно повышается качество изображения на больших экранах, но и создается эффект присутствия и участия зрителя в демонстрируемой сцене. При этом не требуется специальных очков и сложных экранов, глаза не устают. Необходимо иметь одну камеру и обычный плоский экран.

Особо следует подчеркнуть, что решения по ТУВЧ (Рекомендация МСЭ BT.2020) принципиально изменили представления о требованиях к ШПД, поскольку речь идет о потоках видеоданных, объем которых оценивается уже не единицами, а десятками ГГц. Внедрению ТУВЧ способствует принятие нового стандарта высокоэффективного кодирования изображений HEVC МСЭ-Т H.265/ISO/IEC 23008-2. Потребуется лишь половина скорости передачи в битах по сравнению с предыдущим стандартом AVC. Новый стандарт охватит весь спектр ИКТ – от мобильных устройств до телевидения сверхвысокой четкости.

Новый формат приемной стороны коренным образом поднял ее значимость в ТВ-вещании и связанных с ним инфокоммуникационных службах.

Начало перехода к массовой экранизации предусматривает дополнение домашнего просмотра ТВ-программ, мобильного приема в покое и движении «наружным» телевидением посредством множества различных экранов видеоинформационных систем. В перспективе они будут вездесущими и в значительной мере заменят традиционные афиши, плакаты, другие уходящие в прошлое средства представления визуальной информации. Контент ВИС – фрагменты ТВ-программ, специальные программы, новости, реклама, безопасность и др. Объединение миллионов интерактивных экранов ВИС с многомиллиардным парком мобильных терминалов позволит значительно увеличить трафик мобильных и других средств связи. На интерактивные ВИС получены международный и российские патенты.

Для эффективного развития телерадиовещания необходимо в 2014 — 2015 гг. разработать «Комплексный подход к развитию многофункционального цифрового ТВ-вещания на 2016 — 2025 гг.» на основе стартовых положений.

 

Цифровой дивиденд и частотный ресурс

Понятие цифрового дивиденда появилось в результате внедрения ЦТВ, обеспечивающего многопрограммное вещание в стандартном телевизионном канале шириной 8 МГц. Простой подсчет показал, что в этом случае требуется меньше частотного ресурса. При этом рассматривалось вещание только в стандартном разрешении и не учитывалось дальнейшее развитие цифровых технологий, в том числе появление большеразмерных экранов. После перехода от аналогового ТВ-вещания к цифровому, благодаря высвобождению частотного ресурса, появляется возможность повысить качество изображения, запустить дополнительные программы и услуги, либо использовать часть спектра для других применений. Таким образом, у администраций связи появилась возможность рассмотреть варианты будущего использования высвобождающегося частотного ресурса, получившая название «цифровой дивиденд».

Для реализации цифрового дивиденда определена полоса 694 — 862 МГц (790 — 862 МГц – дивиденд 1, 694 — 790 МГц – дивиденд 2). В качестве основного бенефициара в случае высвобождения спектра в полосах частот 694 — 862 МГц для других радиослужб рассматривается наземная подвижная служба, а именно сети подвижной связи 4-го поколения — LTE. Это обусловлено все возрастающими потребностями подвижной связи в дополнительном радиочастотном спектре.

В то же время развитие цифровых технологий в ТВ вызвало появление таких видов вещания, как телевидение высокой четкости, сверхвысокой четкости и в перспективе 3D-телевидение, которые требуют гораздо больших объемов и скоростей передачи информации, а, следовательно, и частотного ресурса. Мы приближаемся к ситуации, существовавшей в аналоговом вещании, когда в 8 МГц передавалась одна программа, т. е. требования к объему частотного ресурса для телевидения тоже возрастают.

Какова ситуация с использованием цифровых дивидендов в настоящее время?

Полоса 790 — 862 МГц. В РФ было принято решение не использовать ее для телевидения, а развивать в ней LTE. Значительная часть этой полосы занята средствами ВРНС. Некоторые страны продолжают использовать ее целиком или частично для ТВ (Украина, Литва, Латвия и Китай).

Полоса 694 — 790 МГц. Принятие решения по перспективному ее использованию зависит от ряда факторов политического, организационно-технического и экономического характера. В настоящее время в этой полосе работают станции радиовещательной службы (аналоговое и цифровое ТВ), а также РЭС воздушной радионавигационной службы. Поэтому развитие сетей подвижной связи возможно только на условиях вывода из нее РЭС этих служб или разработки условий совместной работы с РЭC подвижной связи.

На заседании Правительственной комиссии по развитию телерадиовещания (25 февраля этого года) был принят ряд решений, влияющих на текущее и перспективное использование полосы частот 694 — 790 МГц. В частности, решено не определять сроки отключения аналогового эфирного вещания (ранее планировался 2018 г.), что не позволяет увеличить частотный ресурс для строящихся и проектируемых цифровых сетей, испытывающих сейчас острый дефицит свободных частотных каналов, тем более, для использования LTE. Международные, организационно-технические и экономические факторы, определяющие особенности действующего и перспективного использования 694 — 790 МГц, заключаются в следующем. Перспективное использование полосы частот 694 — 790 МГц для внедрения систем IMT и мобильного беспроводного доступа на международном уровне еще не определено. Для обоснования принятия решения проводятся исследования, которые должны завершиться к началу работы ВКР-15.

Администрация связи (АС) РФ окончательно не определилась с перспективным (в среднесрочной и долгосрочной перспективе) использованием полосы 694 — 790 МГц сетями ЦТВ или системами IMT, включая LTE и мобильный беспроводный доступ. Открытым остается и вопрос выбора конкретного частотного плана для систем IMT.

Если на ВКР-2015 будет принято решение о распределении полосы 694 — 790 МГц для подвижной службы (в дополнение к вещательной и воздушной радионавигационной службам), каждая страна будет определять порядок и условия использования этой полосы в своем государстве. Если сопредельные страны запланируют различное ее использование (телевидение или LTE), потребуется  разработка нового ЧТП для ЦТВ  и согласование его с пользователями других служб и приграничными странами. Для России необходимо также выработать общую политику в целях минимизации потерь частотного ресурса в приграничных районах (в координационных зонах). Благодаря высокой энергетике ТВ-передатчики приграничных государств могут создавать помехи приемникам 4-го поколения в соседних государствах в радиусе до 300 км. Китай, например, заявляет, что у него в этом диапазоне будет ТВ, и развертывает в приграничных районах мощные цифровые станции. Для каждой такой ситуации потребуется разработка отдельных приграничных соглашений.

Подлежит более глубокому анализу тот факт, что потери России в плане Женева-06 (вследствие исключения полос 694 — 790 и 790 — 862 МГц) будут значительно больше, чем у сопредельных АС, поскольку  в процессе международной координации Россия старалась получить больше каналов в верхней части диапазона УВЧ для защиты РЭС других своих служб, не зарегистрированных в МСЭ.

Пока не решенными до конца в практическом плане и экономически затратными остаются проблемы обеспечения ЭМС РЭС подвижной связи с РЭС ТВ-вещания, работающими на частотах ниже 790 МГц. Только после обеспечения ЭМС с РЭС ТВ-вещания могут быть рассмотрены условия и сроки использования подвижной связи в полосе 694 — 790 МГц. Перераспределение полосы для развертывания на первичной основе сетей мобильной связи 4-го поколения существенно затруднит дальнейшее развитие наземного эфирного ЦТВ. При рассмотрении возможности перераспределения полосы радиочастот 694 – 790 МГц для подвижной связи необходимо провести анализ эффективности использования операторами уже распределенных полос частот, включая 790 — 862 МГц, а также востребованности услуг связи, оказываемых с помощью сетей LTE. Распределение дополнительных частот для подвижной службы в полосе 694 – 790 МГц целесообразно в случае эффективного использования всех, уже распределенных полос частот.

Как показал экономический анализ, средние ежегодные совокупные налоговые поступления в бюджет от эфирного ЦТВ в полосе 694 – 790 МГц могут составить порядка 26 млрд. руб., тогда как от LTE ожидаютсяпорядка 20 млрд. При этом удельные совокупные доходы от эфирного ЦТВ на 1 МГц в полосе 694 – 790 МГц составляют 1,3825 млрд. руб., а от LTE- 1,0575 млрд.

Однако из анализа текущего состояния и основных тенденций развития инфокоммуникационного сектора РФ следует, что подвижная связь является более динамичной подотраслью, с более высокими, на уровне 20 — 30 %,  показателями ежегодного роста доходов (за счет VAS-услуг и увеличивающегося трафика). Тогда как совокупные доходы от эфирного ЦТВ в среднем растут на 10 % в год. Поэтому следует ожидать, что в течение ближайших 5 лет технологии подвижной связи, использующие частотный ресурс в полосе 694 – 790 МГц, по совокупному доходу (налоговым поступлениям в бюджет) опередят эфирное ЦТВ.

Анализ международных, организационно-технических и экономических аспектов перспективного использования полосы частот 694 — 790 МГц не приводит к однозначно убедительным доводам в пользу ЦТВ или LTE. Более того, не вполне корректно сравнивать радиотехнологии, имеющие различную социальную нагрузку.

Следует признать наличие дефицита частотного ресурса для развития обеих радиотехнологий и вследствие этого осознать необходимость скорейшего завершения мероприятий конверсии во всех частотных диапазонах, перспективных для внедрения ЦТВ и LTE. При этом ключевые вопросы конверсии должны решаться под жестким контролем регулятора, а не отдаваться на откуп заинтересованным операторам ЦТВ или LTE. Только при достижении тех же пропорций в распределении частотного ресурса между военным и гражданским использованием, как это сделано в европейских странах, можно полностью ориентироваться на международный опыт внедрения LTEи ЦТВ.

В противном случае перераспределение ограниченного частотного ресурса между перспективными радиотехнологиями неизменно будет приводить к новым проблемам ЭМС и частотного регулирования, к потере паритета в использовании спектра в приграничных регионах. Совокупные экономические потери государства при этом будут значительно выше затрат на конверсию радиочастотного спектра.

Опубликовать в Facebook
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal

© 2015 ФГУП Научно-исследовательский институт радио