Развитием стандарта DVB-T, который, в принципе, обеспечивает высококачественный прием на переносные телевизионные приемники, явилась система цифрового телевещания для мобильных терминалов DVB-H. Работа по стандартизации системы была начата осенью 2002 г. С 2003 г. во многих странах начались полевые испытания системы DVB-H. В июне 2004 года консорциум DVB вносит поправки в стандарт DVB-T, касающийся спецификации DVB-H (DVB-Handled). Стандарт утверждён в окончательной редакции ETSI в январе 2009 года и признан в Европе основным для трансляции ТВ-программ и их мобильного приёма. При этом радиосигналы DVB-H в каналах наземного телевизионного вещания передаются параллельно сигналам DVB-T.
Необходимость создания версии Н стандарта DVB-T для малогабаритных терминалов вызвана тем, что при использовании их в транспортной сети DVB-T возникает ряд специфических проблем. Во-первых, для мобильных устройств крайне важное значение имеет величина потребляемой от аккумуляторных батарей мощности. Поэтому желательно, чтобы при приеме цифрового сигнала была возможность периодически отключать питание мобильного приемника. Во-вторых, так как мобильный приемник по определению все время находится в движении, необходимо максимально упростить процесс его перехода от одной ячейки одночастотной сети SFN к другой (nроцедура Handover - перенастройка на работу с новой сотой). В третьих, несмотря на принципиальную возможность приема программ DVB-T на приемники, установленные на подвижных объектах, для этой системы существуют достаточно жесткие ограничения по их максимальной скорости (приблизительно до 300 км/час). Поэтому технологию DVB-Т проблематично использовать в качестве транспортной среды для передачи на землю сигналов с вертолетов и самолетов. Наконец, мобильные устройства в процессе работы подвергаются значительно большему, чем стационарные приемники, воздействию различных радиопомех. Следовательно, они должны обеспечить повышенную надежность приема в сложной электромагнитной обстановке.
С технической точки зрения мобильное телевидение на первый взгляд мало чем отличается от обычного цифрового. Радиопередатчик излучает модулированный сигнал, а мобильный приемник принимает его, декодирует и отображает видеоконтент на экране. Но в случае с мобильным телевидением было бы просто неразумно ограничиться такой простой схемой, поскольку эта область радиовещания обладает огромным потенциалом в смысле платных услуг. Функционирование системы DVB-H целесообразно комбинировать с технологиями мобильной телефонии. А поскольку сотовый телефон уже подключен к определенной сети сотовой связи, то информация о нем, а точнее о его владельце, в полной мере содержится в базе данных оператора сети сотовой связи. Кроме того, эта же сеть одновременно является каналом обратной связи, который может служить средством как авторизации абонента, так и реализации интерактивных услуг.
Обобщенная функциональная схема системы мобильного телевидения DVB-H для абонентов сотовых сетей представлена на рисунке.
Вещатель, располагающий передающими средствами и контентом, осуществляет трансляцию пакета программ в эфир. Абонент (телезритель) может либо получать этот пакет бесплатно, и в этом случае ему необходимо только соответствующее приемное устройство, либо за плату. В последнем случае необходимо участие в процессе вещания оператора сети сотовой связи, а также наличие в приемном терминале абонентских элементов системы условного доступа. Если абонент желает смотреть программы мобильного телевидения, то он отправляет запрос на получение права доступа к контенту и может смотреть его только после положительного ответа от системы. В зависимости от схемы оплаты (подписка, авансовая оплата за просмотр или по факту) производится тарификация.
Структурная схема системы мобильного телевещания для абонентов сетей GSМ/GPRS и UМTS на основе технологии DVB-H показана на рисунке.
ВСР (Broadcast Content Provider) - оператор контента мобильного вещания; ISP(Internet Service Provider) - оператор сети Интернет; BCP/ISP - платформа согласования функций доменов ВСР и ISP для обеспечения мобильного вещания.
Система DVB-H базируется на хорошо отработанных технических решениях наземного телевидения системы DVB-T, что обеспечивает их частичную совместимость. В то же время в DVB-H введен ряд добавлений на физическом уровне и заметно изменен канальный уровень. Основным отличием DVB-H от базовой системы DVB-Т является введение в схему приемника временного стробирования сигнала, что позволило уменьшить энергопотребление входных цепей на 95%, а также введение дополнительной прямой коррекции ошибок, реализуемой в модуле МРЕ-FЕС (Multi Protocol Encapsulation - Forward Error Correction—упреждающая коррекция ошибок). С учетом требования повысить помехозащищенность мобильного приемника в системе DVB-H по сравнению с DVB-Т число проверочных символов кода Рида-Соломона в одном пакете транспортного потока (255, 191) увеличено с 16 до 64. Таким образом, каждые 191 бит из 255 бит в пакете DVB-H являются информационными, а 64 бита - проверочными. Для реализации режима временного стробирования сигнала в процессе его передачи в кодере и декодере используется буферная память.
На физическом уровне система DVB-H максимально приближена к DVB-T. Важнейшим новшеством, расширяющим возможности системы DVB-H, является добавление к режимам 2k и 8k модуляции СOFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex — кодированное ортогональное мультиплексирование с частотным разделением) еще одного режима 4k. Это дало дополнительную степень свободы в плане обмена максимальной скорости передвижения мобильного приемника на радиус охвата одной соты.
Чем меньшее количество ортогональных несущих используется при СOFDM-модуляции, тем больший частотный интервал образуется между соседними несущими, и, соответственно, тем выше допустимая скорость движения приемного устройства, при которой прием не срывается из-за Доплеровского смещения частот.
Вторым дополнением на физическом уровне стала возможность более глубокого перемежения данных в режимах СOFDM-модуляции 4k и 2k. Для режима модуляции 4k перемежение выполняется с глубиной в два СОFDМ-символа, а для режима 2k - с глубиной в четыре COFDM-символа. При активизации этой опции совместная трансляция одной и той же программы системами DVB-T и DVB-H невозможна. В общем случае абонентские терминалы DVB-H способны принимать сигналы обычной системы наземного телевидения DVB-Т с OFDM модуляцией 2k или 8k. Примечательно, что помимо сигналов вещательного телевидения, кодированных способами МPEG-2 и МPEG-4, по сети DVB-H можно одновременно передавать и любые цифровые данные, упакованные в стандартные IР-пакеты при помощи IР/DVВ-Н - инкапсулятора, что в значительной степени расширяет возможности мобильного вещания. Фактически приемник DVB-H становится гибридом мобильного телевизора и портативного компьютера с радиодоступом в сеть Интернет.
Разработчики системы DVB-H высказывают предпочтение частотам в диапазоне 470 ... 650 МГц. Это близкий к оптимальному диапазон для любых беспроводных радиоуслуг. Данные частоты достаточно низкие для того, чтобы получить приемлемую дальность распространения сигнала, и достаточно высокие в смысле минимизации индустриальных помех. Для разработчиков приемников, совмещенных с мобильными телефонами, этот диапазон удобен тем, что при работе в нем обеспечивается минимально возможная интерференция в случае приема сигналов DVB-H и передачей сигналов GSМ/UМTS.
Система DVB-H отличается повышенной эффективностью использования спектра. Так как воспроизведение сигналов DVB-T осуществляется телевизорами с экранами больших размеров, для обеспечения высокого качества (разрешения) изображения в одном стандартном частотном радиоканале с номинальной полосой частот 8 МГц передается не более 5 ... 6 телевизионных программ со средними значениями скорости цифрового потока 4 ... 5 Мбит/с на одну программу. Экраны же мобильных ручных терминалов значительно меньше (3...10 см по диагонали), поэтому разрешающую способность воспроизводимых телевизионных изображений можно снизить в несколько раз. На практике в одном радиоканале системы DVB-H может передаваться от 30 до 80 телевизионных программ со скоростями цифрового потока 128 ... 384 кбит/с на одну программу.
Mобильное телевидение необходимо рассматривать с двух положений: "каким способом передается" (т. е. модуляция, канальное кодирование, транспорт) и "что передается" (т. е. протоколы, контент и т. п.).
DVB-H — это "каким способом передается", т. е. технология передачи. Спецификация DVB-H включает в себя описание режимов модуляции, которые необходимо использовать, как размещать данные в транспортные потоки и т. п.
"Что передается", т. е. сама информационная архитектура, называется DVB-IPDC (IP datacast — передача данных по сетям DVB при помощи IP). Спецификация IPDC была разработана группой консорциума DVB, которая называется DVB-CBMS (CBMS — Convergence of Broadcast and Mobile Services). Спецификация IPDC определяет, как должна быть организована информация: что доставляется , как доставляется, как защищено.
Несмотря на ряд технологических преимуществ и на активные законодательные инициативы в ряде стран Евросоюза, на сегодняшний день технология DVB-H так и не получила широкого распространения. Наиболее активно коммерческое вещание в стандарте DVB-H осуществлялось в Швейцарии, Финляндии, Франции, Нидерландах, Италии. На выставке NAB в апреле 2012 года Питер Зиберт из европейского офиса проектов DVB сказал, что DVB-H не увенчался успехом, потому что было доступно очень мало устройств, главным образом потому, что производители контента не будут их субсидировать. Фатальной проблемой, похоже, является отсутствие бизнес-модели для мобильного ТВ. Очень немногие были готовы платить за услуги. Даже при бесплатном сигнале мобильного телевидения ежедневное использование часто составляло всего несколько минут.
В конце 2009 года в России мобильное ТВ DVB-H на территории Москвы предложили дочерние компании АФК "Система", "Вымпелкома" и "Скартела" (бренд Yota). Тогда эти проекты не стали коммерческими и не вышли за пределы столицы. Эксперты инвестиционной компании "Финам" считали в то время, что потенциал у DVB-H в России невелик. Он будет ограничен высокой стоимостью (абонентская плата) и отсутствием мобильных устройств с поддержкой DVB-H.
В 2007 году была сформирована исследовательская миссия для изучения вариантов потенциального преемника DVB-H2 для DVB-H, но позже проект был отложен. В ноябре 2009 года группа DVB выступила с «призывом к технологиям» для новой системы (DVB-NGH - портативное устройство нового поколения) для обновления и замены стандарта DVB-H для цифрового вещания на мобильные устройства. Новый стандарт ETSI опубликован в 2013 году.
Что же касается стандарта DVB-H, который не получил развития как массовое мобильное телевидение. Все же некоторые технологии при его разработке применяются и в дальнейшем. Например, DVB-IPDC. IPDC на базе сети вещания DVB-H первоначально был разработан, как ряд спецификаций для работы на физическом уровне DVB-H, но в конечном итоге был использован на более высоких уровнях во всех системах цифрового телевизионного вещания, включая DVB-SH.
Подписывайтесь на канал, ставьте лайки, не пропустите новую статью или видео.