Запуск операторами связи услуг телевидения высокой четкости налагает определенные требования как на сетевую инфраструктуру, так и на оборудование для кодирования, хранения, передачи и приема видеосигнала. Попытаемся разобраться, каковы эти требования и как их можно удовлетворить.

Технические условия

Услуги HDTV существенно ужесточают требования к сетям передачи данных, по которым передается телевизионный контент. Прежде всего, речь идет о пропускной способности сети и алгоритмах сжатия видео.

Сергей Крюков, менеджер по продажам московского офиса Cisco Systems, отмечает, что при кодировании HD-сигнала в формате MPEG-2 (который используется, например, для записи на диски Blu-Ray и межстудийного обмена) требуется полоса 15–20 Мбит/с — вместо 3,5–5,0 Мбит/с для видео стандартного разрешение (SD). Ясно, что предоставлять пользователю услуги HDTV в таком формате — слишком ресурсоемкая задача. Правда, передача HD-сигнала в формате MPEG-2 может быть актуальной для профессиональных целей, поскольку редактирование отснятого материала и вставка рекламы в основном осуществляются в этом формате.

Обычно для передачи HD-сигнала используется формат MPEG-4, который обеспечивает сжатие до 5–8 Мбит/с, что почти вдвое больше, чем в SD/MPEG-2, и в четыре раза больше, чем в SD/MPEG-4. Требуемый режим компрессии налагает дополнительные ограничения на пропускную способность «последней мили», из-за чего, например, не все абоненты, подключенные по технологии ADSL, могут получить доступ к HDTV.

Менее очевидное условие — серьезные требования к коэффициенту ошибок. Как отмечает Вячеслав Пушин, руководитель отдела интеграции решений мультимедиа Alcatel-Lucent в СНГ, при использовании кодированного в MPEG-4 телевидения высокой четкости расстояние между полными кадрами является значительно большим, чем в случае применения кодированного в MPEG-2 сигнала SD. А потому артефакты, появляющиеся в результате ошибок передачи, оказываются более заметными и дольше присутствуют на экране абонента.

Кроме того, передача видео по IP-сетям представляет собой широковещательную передачу (multicast). Таким образом, при организации услуг HDTV перед оператором встают две основные задачи: поддержка кодирования, хранения, передачи и приема сигнала в формате HD/MPEG-4, а также поддержка передачи по сети большого числа ресурсоемких широковещательных потоков с сохранением качества сервиса и контроля над ним. Что же для этого нужно?

Необходимое оборудование

Во-первых, оператору требуется оборудование доступа, способное обеспечить требуемую полосу пропускания на «последней миле». Значит, необходим переход на самые современные технологии доступа, такие как ADSL2+ или разные варианты FTTx — PON, Ethernet, VDSL. Во-вторых, требуется современное абонентское оборудование. Не секрет, что большая часть развернутых в операторских сетях абонентских устройств (Set-Top-Box) разработаны достаточно давно и не поддерживают прогрессивные форматы кодирования (MPEG-4 или VC-1) и само телевидение высокой четкости. В-третьих, при вещании в формате HDTV существенно увеличивается задержка, связанная с переключением каналов. Если при использовании SDTV/MPEG-2 задержка переключения составляет не более 1 с (что всего лишь субъективно некомфортно для абонента), то в HDTV/MPEG-4 она может достигать нескольких секунд (что уже неприемлемо). ПО Middleware должно обеспечивать уменьшение задержки переключения до приемлемых величин, подчеркивает Вячеслав Пушин.

Специалисты российского представительства Nortel указывают, что телеприемники абонентов тоже должны соответствовать стандарту HDTV. Международная организация Consumer Electronics Association (CEA) поддерживает использование двух основных форматов телевидения высокой четкости: 720 строк с прогрессивной разверткой (720p) и 1080 строк с чересстрочной разверткой (1080i). Типичными вариантами разрешающей способности экранов HDTV являются режимы 1280х720p и 1920х1080i.

Стандарт предусматривает использование мониторов с соотношением длины сторон 16x9. Однако на рынке имеется большое количество моделей телевизоров, поддерживающих HDTV, с экранами 4х3. В этом случае изображение масштабируется, а в верхней и нижней частях экрана образуются черные полосы. В принципе, HDTV-формат 1920x1080 может масштабироваться и отображаться на телеэкранах с разрешением 1366x768, 1280x960, 1024x768 или 852x480, но тогда качество картинки снижается.

Производители готовы

Ведущие производители телекоммуникационного оборудования предлагают развитые продукты и услуги для развертывания систем HDTV в операторских сетях.

Так, Alcatel-Lucent выпускает разнообразные устройства доступа, способные довести сигнал HDTV до абонента: это узлы доступа xDSL 7302 ISAM/7330 FTTN, оборудование PON — 7342 FTTU, широкий спектр Ethernet-коммутаторов, решения для построения ядра сети. В партнерстве с Microsoft компания поставляет наиболее прогрессивное решение IPTV Middleware — Microsoft Mediaroom. Это ПО обеспечивает гарантированную доставку сервисов HDTV абонентам и имеет встроенные механизмы уменьшения требований к сети оператора (перезапрос потерянных пакетов). К тому же эти механизмы повышают потребительские свойства продукта, обеспечивая мгновенное переключение каналов высокой четкости на экранах телевизоров.

Кроме того, Alcatel-Lucent предлагает оборудование и услуги для интеграции компонентов головных телевизионных станций своих технологических партнеров. Дальнейшее развитие своих решений в сфере HDTV Alcatel-Lucent видит в развитии спектра пользовательских услуг и расширении экосистемы партнеров.

Еще один характерный пример — Cisco Sistems, которая позиционирует себя как одну из немногих компаний, способных предложить всеобъемлющее решение для построения инфраструктуры HDTV. Действительно, благодаря приобретению Scientific Atlanta корпорация получила опыт внедрения видеосервисов в большинстве стандартов вещания. Вдобавок Cisco является признанным лидером разработки мультисервисных сетевых решений.

Задачи кодирования, хранения, передачи и приема сигнала с HD-качеством в формате MPEG-4 Cisco предлагает решать посредством профессиональных спутниковых приемников серии D98xx HD MPEG-4 (и MPEG-2), кодеров D90xx и мультиплексоров Digital Content Manager (DCM). Корпорация также готова предоставить систему управления и мониторинга Rosa, систему Content Delivery System (CDS) для оказания услуг видео по запросу и разнообразные пользовательские приставки (STB), ориентированные на работу с видеосигналами HD и SD.

Помимо телевизионных сервисов в сети оператора, как правило, оказываются и другие виды услуг, генерирующих дополнительный трафик (доступ к Internet, телефония, деловые и развлекательные приложения). Для обеспечения полного ассортимента услуг оператор должен развернуть решение, которое не имеет ограничений при поддержке большого числа широковещательных потоков без ущерба для других услуг, может полноценно реализовать QoS, легко масштабируется, имеет расширенный функционал контроля и управления видеотрафиком. Этим задачам соответствует сетевое оборудование Cisco.

Маршрутизирующая платформа Cisco 7600 является решением компании, предназначенным для развертывания мультисервисных сетей. Специально для работы с видеоприложениями на платформе реализованы такие функции, как сетевой контроль над нагрузкой, порождаемой трафиком видео по запросу (VOD CAC), управление нагрузкой сервисов широковещательного видео (Multicast CAC), разные типы протоколов маршрутизации для широковещательных потоков и др.

Недавно Cisco анонсировала выпуск платформы — ASR9000, которая при совместном использовании с Cisco 7600 дает возможность не только создавать сети для надежной контролируемой передачи видео, но и масштабировать такие сети до терабитных значений. Новая платформа позволяет интегрировать в себя компоненты видеорешений, которые сейчас, как правило, находятся за пределами сети передачи данных (серверы видео по запросу, системы измерения качества передаваемого видеосигнала и т.д.).

Одним из основных компонентов линейки Cisco для провайдеров HDTV следует считать и специализированный сервер Visual Quality of Experience (VQE), который выполняет такие жизненно-важные функции, как поддержка быстрого переключения каналов и восстановление потерянных пакетов. Этот сервер позволяет буферизировать вещательные потоки, с тем чтобы по запросу от пользовательских приставок повторять трансляцию потерянных пакетов или выполнять дополнительную рассылку информации, нужной для функции быстрого переключения каналов. Естественно, поддержка VQE должна быть интегрирована и в пользовательскую приставку.

В заключение отметим, что предложения в данном рыночном сегменте не ограничиваются продукцией Alcatel-Lucent и Cisco. Большинство крупных телекоммуникационных производителей готовы предоставить операторам связи те или иные специализированные решения для внедрения HDTV.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями