Использование РЧС для обеспечения дальнейшего развития цифрового телевизионного вещания

Внедрение наземного цифрового телевизионного вещания в России осуществляется в условиях продолжения работы аналоговых ТВ-станций, что существенно ограничивает доступный частотный ресурс. На часть этого ресурса претендуют также операторы подвижной связи. Вопрос перераспределения частотного спектра между вещательной и подвижной службами был один из наиболее острых на ВКР-15. Дополнительного, по сравнению с телевидением стандартной четкости, спектра требуют и новые, перспективные виды вещания, в том числе телевидение высокой и сверхвысокой четкости, нелинейное, мобильное телевидение, т.е. потребности в частотах для ТВ-вещания, вопреки существовавшим ранее прогнозам, не уменьшаются.

Авторы:
В.Г. Дотолев, начальник отдела ФГУП НИИР; v.dotolev@niir.ru
А.В. Лашкевич, начальник лаборатории НТЦ анализа ЭМС ФГУП НИИР; a.lashkevich@niir.ru

Внедрение наземного цифрового телевизионного вещания в России осуществляется в соответствии с ФЦП «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009–2015 гг.», действие которой постановлением правительства РФ от 29 августа 2015 г. № 911 [1] продлено до 2018 г. Программа предусматривает, в том числе, «обеспечение населения Российской Федерации  региональным  цифровым  эфирным  телерадиовещанием и развитие новых видов телевизионного вещания, включая телевидение высокой четкости и с элементами интерактивности». Аналоговое вещание при параллельном цифровом эфирном телерадиовещании сохраняется до конца 2018 г.

В дальнейшем, после выполнения ФЦП, как требует Указ Президента РФ от 11.08.2014 № 561 [2], необходимо «обеспечить к 2021 г. предоставление полос радиочастот для осуществления эфирного наземного телевизионного вещания с использованием позиций в мультиплексах, в том числе частотное планирование и проведение иных  необходимых  мероприятий  по  поэтапному  переводу эфирного цифрового наземного телевизионного вещания на стандарт высокой четкости (HDTV) в пределах радиочастот, выделенных для осуществления эфирной наземной трансляции телеканалов и радиоканалов». Анализируя текущее состояние и перспективы частотного  обеспечения  развития  телерадиовещания  в России, определим условия, необходимые для выполнения задач, поставленных президентом России [2].

План «Женева-06»

В разработанном на Всемирных конференциях радиосвязи 2004/2006 гг. плане «Женева-06» (GE06) для наземного цифрового телевизионного (НЦТВ) и звукового (НЦЗВ) радиовещания были выделены полосы частот  174–230 и 470–862 МГц [3]. Посмотрим, как эти полосы частот используются в нашей стране.

Национальная таблица радиочастот (ТРЧ) России, как известно, существенно милитаризована. Достаточно сказать, что из частотного ресурса общим объемом 515  МГц, отведенного Регламентом  радиосвязи для ТВ- и ОВЧ ЧМ-вещания, в ней только 4 МГц, т.е. менее 1%, отнесено к категории ГР (преимущественного использования  РЭС  гражданского  назначения).  Полосы  совместного  использования  РЭС  гражданского и правительственного назначения (СИ) – 69% частот, полосы ПР (преимущественного использования РЭС правительственного назначения) – 30% частот.

В полосах, предусмотренных планом GE06, в России, кроме вещательной службы (телевидение), в соответствии с ТРЧ работают РЭС других служб: фиксированной  и  подвижной,  воздушной  радионавигационной, воздушной и морской подвижной, службы космической эксплуатации, фиксированной и подвижной спутниковых служб, радиолокационные станции управления воздушным движением. Такое количество радиослужб в полосах СИ, а тем более ПР в существенной степени ограничивает  частотный  ресурс,  который  может  использоваться вещательной службой. В частности, наложенные  ограничения  фактически  исключили  возможность использования ТВ-вещанием полосы частот  790–862 МГц.

По состоянию на октябрь 2015 г. реализация ФЦП позволила  91,8%  населения  получить  возможность смотреть  10  ТВ-каналов  стандартного  разрешения I мультиплекса, а 64,9% населения – еще и 10 каналов II мультиплекса в свободном доступе (технически готово к вещанию 85,94%). Частоты для одночастотных сетей (ОЧС) I и II мультиплексов,  а  в  ряде  районов  и  III-го  подбирались  в условиях работы существующих аналоговых станций. Свободные частоты для стартовых мультиплексов изыскивались с большим трудом, иногда использовались частоты,  отличающиеся  от  плановых  частот  GE06, широко  применялись  частотные  каналы  из  полосы 694–790 МГц, в ряде случаев на частотные присвоения накладывались определенные ограничения со стороны силовых ведомств, РЭС которых работают в тех же полосах частот. В итоге доступный частотный ресурс для развертывания ОЧС последующих мультиплексов практически исчерпан и, возможно, появится только с широкомасштабным отключением аналогового вещания.

Однако отключение аналоговых станций – отнюдь не панацея. Как известно, на ВКР-07 и ВКР-12 рассматривалась возможность распределения полос 790–862 и 694–790 МГц (дивиденды 1 и 2) подвижной службе с учетом потребностей имеющейся вещательной службы. Концепция цифровых дивидендов появилась при простом арифметическом подсчете необходимого частотного ресурса для трансляции существующего количества ТВ-программ при переходе на цифровое вещание, когда в одном частотном канале стало возможно передавать несколько программ. Потребности в частотном ресурсе новых перспективных технологий ТВ-вещания никто не исследовал.

0001[1]

В соответствии с резолюцией 749 ВКР-07 полоса частот 790–862 МГц (дивиденд 1) распределена в Районе 1 для  подвижной  службы,  за  исключением  воздушной подвижной,  совместно  с  радиовещательной.  ВКР-12 резолюцией  232  распределила  также  полосу  частот 694–790 МГц (дивиденд 2) для совместного первичного использования подвижной службой (за исключением  воздушной подвижной). При этом сохранено распределение полос частот 694–790 и 790–862 МГц радиовещательной службе и другим службам, которым эта полоса частот также распределена на первичной основе.

 

Рисунок 1. Объем РЧС в полосе частот 470–862 МГц, необходимый для развития ТВ-вещания

В период между ВКР-12 и ВКР-15 были проведены исследования будущих потребностей ТВ-вещания в РЧС. Администрации связи определили перспективы будущего использования полосы частот 694–790 МГц для наземных вещательных служб. Однако однозначно определить потребности всех стран в использовании этой полосы для той или иной службы не удалось, хотя большинство стран СЕПТ и РСС предпочитают задействовать эту полосу или часть ее для радиовещательной службы.

На  вопросник  МСЭ  относительно  необходимого объема  частотного  спектра,  доступного  в  полосе  частот 470–862 МГц для развития перспективных систем ТВ-вещания стран Района радиосвязи 1, разные страны ответили по-разному (рис. 1) [4]. Помимо  ограничения  развития  наземного  ТВ-вещания, использование подвижной службой полос частот цифрового дивиденда, прежде всего 694−790 МГц, будет проблематичным и с точки зрения обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС).

Решения ВКР-15

Резолюцией СОМ 4/4 ВКР-15 установлены рамочные технические  и  регуляторные  условия  использования полосы  частот  694−790  МГц  в  Районе 1 подвижной службой. Вместе с тем единых условий и критериев возможного использования подвижной службы в полосе частот 470−694 МГц для всех стран Района 1 по многим вопросам согласовать не удалось. Конкретные условия использования полосы частот 694–790 МГц администрации связи, желающие внедрять подвижную службу в этой полосе частот, должны будут разработать на национальной основе, заключив при этом двусторонние соглашения с сопредельными странами.

Исследования МСЭ [4, 5] показали, что РЭС этих двух служб не могут функционировать совместно в одних и тех же полосах частот на одних и тех же территориях из-за взаимных помех. Требуемые территориальные разносы между этими РЭС достигают 200–300 км и более [5]. Решение об использовании данных полос частот на своей территории принимает каждая страна самостоятельно или по согласованию с сопредельными странами.

Если же какая-то страна примет решение о введении в данных полосах частот подвижной службы, ей придется решать следующие проблемы:

  • нехватка плановых частот для некоторых зон выделений (следствие неравномерного распределения каналов в плане GE06);
  • необходимость перевода уже построенных передающих станций в нижние полосы частот, что потребует значительных технических и финансовых затрат;
  • проведение непростой приграничной координации со странами, использующими эти полосы частот для НЦТВ в соответствии с планом GE06, так как из-за необходимости большого территориального разноса эти полосы частот будут потеряны как для вещательной, так и для подвижной службы в приграничных районах;
  • необходимость проводить большую работу по модификации плана  GE06  с  сопредельными странами,  которые  также  намерены  внедрять подвижную связь в означенных диапазонах, для обеспечения паритета использования спектра в нижележащих полосах в новой электромагнитной  обстановке.  Такая  модификация  затронет, естественно, и все окружающие страны, поэтому она выливается в мини-аналог РКР 04/06, а это означает необходимость определения новых технических параметров планирования, исключения или модификации ремарок к частотным  выделениям/присвоениям,  более  подробного расчета радиолиний и т.д.

Кроме того, в результате воздействия внеканальных и внутриканальных помех от сетей мобильной связи, которые работают внутри стандартизованного диапазона настройки ТВ-приемников (470–862 МГц) и способны приводить к потере чувствительности или перегрузке приемного устройства, вокруг базовых станций и абонентских терминалов мобильной связи образуются «серые зоны» [6]. Их размер, в зависимости от соотношения уровней сигналов программ ТВ-вещания и в сетях мобильной связи, доходит до нескольких сотен метров в  диаметре,  поэтому  прием  эфирных  ТВ-программ  в диапазоне УВЧ будет испытывать периодические помехи или станет вовсе невозможен. Потенциально при использовании мобильной связью полосы 694–790 МГц  помехи могут затронуть до 40% домохозяйств и до 12% домохозяйств, если применять дополнительные методы ограничения уровня помех, таких как установка внешних фильтров на вход ТВ-приемников и обязательное управление мощностью в терминалах мобильной связи.

В  Великобритании,  например,  на  уровне  государственной программы был заложен бюджет в 160 млн фунтов  стерлингов  для  модернизации  в  проблемных случаях абонентских приемных установок ТВ-вещания или  предоставления  альтернативных  путей  доставки ТВ-программ. Это было сделано при внедрении подвижной связи в полосе радиочастот 790–862 МГц (менее сложной с точки зрения обеспечения отсутствия помех ТВ-вещанию, чем полоса 694–790 МГц). В Германии эти затраты были возложены на операторов связи, использующих полосу частот 790–862 МГц.

Другим решением проблемы совместимости могут стать  полный  вывод  из  полосы  частот  ТВ-вещания линии вверх (передает абонентский терминал) и расположение базовых станций (линия вниз) на некотором удалении от мест приема наземного ТВ-вещания. Возможно также наложение более жестких ограничений  на  уровни  внеполосных  излучений  и  мощности передающих средств мобильной связи, что позволило бы снизить число затронутых помехами домохозяйств до 1–2%; однако их принятие требует международной  стандартизации. Производители оборудования для мобильной связи и ряд поддерживающих их стран (США, Канада, Франция, Швеция, Германия, Южная Корея, Объединенные  Арабские  Эмираты  и  др.)  оказывают заметное сопротивление любым усилиям в данном направлении, и этот вопрос также был одним из наиболее сложных на ВКР-15.

0001[1]Для России возникает еще и проблема защиты своего частотного ресурса в этих полосах частот с сопредельными странами, не участвующими в соглашении «Женева-06» (Монголия, Китай, Северная и Южные Корея, Япония, США). Поэтому, например, в настоящее время проводится совместная с КНР разработка частотного плана цифрового ТВ-вещания для полосы частот 470 –798 МГц в приграничных районах. Из рис. 2 видно, насколько плотно расположены станции КНР вдоль границы, что полностью исключает использование этой полосы частот для подвижной связи в приграничных районах России, где в основном и сосредоточено население этого региона.

 

Рисунок 2. Размещение станций цифрового ТВ для двух мультиплексов вдоль российско-китайской границы

После отключения аналогового вещания появятся свободные частоты, которые можно будет использовать как для одночастотных, так и для многочастотных сетей. Далеко не все они в плане GE06 записаны за Россией. Это означает, что в приграничных районах начнет действовать принцип «первым пришел – первым обслужен», и в этом случае страны, ускоренно развивающие свои вещательные сети в приграничных областях, такие как Китай, могут захватить значительную часть освобождающего спектра. Кстати, это относится и к странам – участникам GE06. Для сохранения частотного ресурса в приграничных областях необходимо предусмотреть активное  использование  высвобождающихся  частот цифровыми ТВ-станциями (например, региональным и местным вещанием).

По просьбе ведущих отраслевых организаций Евро-союза компания Aetha рассчитала затраты и выгоды от сценария, в котором трансляция ЦЭТВ прекращается и  потребители  обязаны  перейти  на  альтернативные платформы (комбинации спутникового, кабельного и IP-телевидения). Результаты исследования показывают, что, даже для самого агрессивного прогноза мобильного трафика, расходы на очистку спектра от ЦЭТВ (38,5 млрд евро) значительно (с коэффициентом почти четыре) перевешивают потенциальную ценность использования спектра для подвижной связи (10,3 млрд евро) [7]. По менее агрессивному прогнозу трафика, затраты  на очистку ЦЭТВ являются неизменными, но отдача от использования спектра для мобильных устройств будет близка к нулю.

Следует отметить, что стремление распределить подвижной службе частоты, отведенные для ТВ-вещания, не ограничивается двумя дивидендами. На ВКР-15 также был вынесен вопрос о возможности распределения подвижной  службе  и  полосы  частот  470–694  МГц.  В результате обсуждения эти предложения не были приняты, поскольку большинство стран выступили против развития в этой полосе частот подвижной службы. Исключение составляет ряд стран Северной Америки, уже имевших ранее распределение подвижной связи в частях полосы частот 470–694 МГц и получивших идентификацию данных полос для IMT, а также несколько стран Района 3. Было решено вернуться к рассмотрению существующего и перспективного использования полосы частот 470–694 МГц в Районе 1 с учетом анализа использования полосы частот 470–862 МГц на ВКР-23.

Дело  в  том,  что  выделение  частот  на  равной  первичной основе для мобильной связи имело бы значительные негативные последствия для ЦЭТВ. Учитывая предысторию вопроса о придании равного первичного статуса для мобильных услуг в полосах, распределенных для ЦЭТВ, можно утверждать, что предоставление мобильной службе статуса первичного распределения в полосе частот 470–694 МГц подорвет доверие инвесторов к будущему платформы ЦЭТВ. Это неизбежно приведет к отставанию платформы ЦЭТВ от других ТВ-платформ и даже чревато высоким риском для ее жизнеспособности – при том что выгоды, которые могли бы быть получены обществом в целом, очень малы.

Коммодитизация перспективных ТВ-услуг

Современный  период  развития  систем  связи  в  мире характеризуется уже не внедрением цифровых технологий передачи и обработки информации, а постепенным распространением этих технологий среди все более широких слоев населения, охватом все большего числа сфер человеческой деятельности. Однако, несмотря на быстрое развитие технологий, основанных на использовании широкополосного доступа к глобальной сети передачи данных, этим технологиям пока не удалось достичь возможностей, присущих ТВ-вещанию: простоты использования, гарантии качества услуг, доступности и масштабов охвата. На то есть объективные причины: ограничения возможностей по снижению стоимости развертывания и функционирования как проводных, так и беспроводных сетей передачи данных.

Главные  отличия  цифрового  эфирного  вещания  –  гарантированное  качество  услуг  и  общедоступность. Низкие затраты на строительство сетей, охватывающих бóльшие территории по сравнению с другими наземными технологиями, и отсутствие перегрузки сети при сколь угодно большом росте числа абонентов в пределах зоны обслуживания позволяют наземному ТВ-вещанию работать по модели бесплатного неограниченного доступа (Free View), гарантируя доставку информации для всех слоев населения.

Потребности в спектре ТВВЧ И ТВУВЧ

Актуальной задачей развития ТВ-вещания является переход на стандарт телевидения высокой четкости (ТВВЧ, или HDTV) с пространственным разрешением 1920×1080 элементов. Именно внедрение ТВВЧ, обеспечивающее заметное улучшение изображения по сравнению с системами аналогового ТВ-вещания, позволяет раскрыть потенциал цифровой системы вещания. При этом нужно учитывать, что телестудии и телеканалы в настоящее время осуществляют производство программ в формате высокой четкости, поскольку студийное и съемочное оборудование стандартной четкости давно не производится. Таким образом, в условиях широкого  распространения  ТВ-приемников  с  поддержкой ТВВЧ вещание стандартной четкости – это то звено в цепочке доставки ТВ-программ, в котором возникают значительные потери информации. Причем эти потери гораздо более существенные, чем те, что возникали раньше,  при  передаче  цифровых  ТВ-программ  стандартной  четкости  аналоговыми  системами  вещания, имевшими  подобное  разрешение.  Можно  уверенно прогнозировать, что передача ТВ-программ в стандарте ТВВЧ станет необходимым условием для сохранения зрительского интереса в условиях нарастающей конкуренции медиаплатформ, обеспечивающих доставку цифрового контента.

При  переходе  к  ТВВЧ  необходимость  сохранения параллельного  вещания  в  форматах  стандартной  и высокой четкости зависит от характеристик приемной аппаратуры, установленной у пользователей. Воспроизведение программ ТВВЧ в стандарте MPEG4 поддерживается большинством приемников DVB-T2, поэтому, если в стране (такой, например, как Россия) с самого начала использовалась система DVB-T2, фазу параллельного вещания можно полностью исключить или сократить до минимума. В случае использования стандартов сжатия, не реализованных в приемном оборудовании (например, HEVC/H.265), потребуется замена всего оборудования у пользователей, что вызвало бы необходимость параллельного вещания в форматах высокой и стандартной четкости в течение длительного периода времени. Это сведет на нет выигрыш от внедрения улучшенных стандартов сжатия – как с точки зрения эксплуатационных расходов, так и в отношении объемов использованного частотного ресурса. Указанные факторы  делают  предпочтительным  внедрение  формата ТВВЧ в стандарте сжатия H.264 при обеспечении достаточной пропускной способности для отсутствия видимых артефактов (8–12 Мбит/с).

Дальнейшее улучшение качества изображения позволит обеспечить внедрение стандарта телевидения ультравысокой четкости (ТВУВЧ), востребованность которого растет по мере распространения ТВ-приемников и дисплеев ТВУВЧ. Важной особенностью ТВУВЧ является эффект присутствия, поскольку изображение на экране становится субъективно не отличимым от реального. Кроме того, в ТВУВЧ за счет высокого разрешения при правильной постановке освещения в сцене можно создать эффект объемности изображения.

Анализ  развития  технологий  производства  ТВ-экранов показывает, что большие и сверхбольшие экраны станут доступны по стоимости для основной массы зрителей  к  концу  текущего  десятилетия.  Ожидается, что  распространение  больших  экранов  и  видеостен, обеспечивающих эффект присутствия, будет одним из важнейших факторов, формирующих лицо телевидения в ближайшие десятилетия.

Важно отметить, что осуществлять вещание в формате ТВУВЧ можно в рамках имеющихся технических решений  и  серийно  выпускаемого  оборудования;  в ряде стран уже действуют станции опытного вещания. Система наземного цифрового вещания DVB-T2 по-зволяет организовать передачу сигнала сверхвысокой четкости формата 4K со скоростью цифрового потока до 40–50 Мбит/c в стандартном наземном канале шириной 8 МГц. Все, что необходимо для внедрения такой системы, – распространение телевизоров и ТВ-приставок с поддержкой воспроизведения видеосигналов сверхвысокой четкости и наличие экранов соответствующего разрешения. По состоянию на 2015 г. большая часть новых моделей ТВ-приемников с экранами среднего и большого размера, выведенных основными производителями на рынок, имеет разрешение ТВУВЧ 4К.

Во многих странах, таких как Япония, Корея, Франция,  Испания,  Швеция,  Великобритания,  ведутся опытные работы по организации передач ТВУВЧ в наземном ТВ-вещании.

0001[1]

В табл. 1 приведены технические параметры передачи опытной станции ТВУВЧ в стандартном радиоканале шириной  8  МГц,  созданной  в  Испании,  из  которых следует,  что  пропускной  способности  стандартного наземного  телевизионного  радиочастотного  канала шириной 8 МГц достаточно для передачи программы ультравысокой четкости с использованием уже стандартизованных  решений,  поддерживаемых  серийно выпускаемым  в  настоящее  время  оборудованием.  В долгосрочной перспективе за счет улучшения алгоритмов сжатия появится возможность довести количество программ ТВУВЧ до двух программ в мультиплексе с пропускной способностью 40–50 Мбит/с. Для приема программ таких станций могут использоваться широко представленные на рынке ТВ-приемники ТВУВЧ, которые, как правило, поддерживают кодек H.265.

 

Таблица 1. Технические параметры передачи ТВУВЧ 4К

В Японии разрабатывается стандарт передачи изображений  сверхвысокой  четкости  8K  с  разрешением 7680х4320  пикселей  в  стандартном  наземном  радиоканале  ТВ-вещания  шириной  6  МГц  с  применением методов  модуляции,  предусматривающих  значительное  повышение  пропускной  способности  на  1  Гц  за счет использования MIMO с двойной поляризацией и многоуровневой позиционной модуляции 4096 КАМ. Опытные работы проводятся в Японии, в г. Хитойоси. По результатам предварительных испытаний был сделан вывод о возможности передачи программы ТВУВЧ 8K в стандартном наземном радиоканале.

Наряду с актуализацией внедрения ТВУВЧ ожидается, что в перспективе (до 2025 г.) будут постепенно улучшаться технические характеристики 3D-дисплеев и комфортность просмотра ТВ-программ, а в пределах пятидесяти лет планируется довести до стадии практического  применения  технологии  автостереоскопических экранов для ТВВЧ 3D, которые не требуют использования очков. Таким образом, постепенно начнет расти спрос на программы ТВ-вещания в трехмерном формате.

0001[1]

Таблица 2. Количество мультиплексов наземного ЦТВ после отключения аналогового вещания (2015–2025 гг.)


0001[1]

Таблица 3. Общие потребности в РЧС для развития наземного цифрового ТВ-вещания (2015–2025 годы) в России


0001[1]

Таблица 4. Потребности в РЧС для развития наземного цифрового ТВ-вещания в полосе 694–862 МГц (49–69 ТВ-канал)


Использование более совершенных систем маркировки отдельных сюжетов и программ ТВ-вещания, распространение интеллектуальных приемных устройств с функцией автоматической предварительной записи передач, а также интеграция с сетями передачи данных – все это позволит избавиться от главного недостатка ТВ-вещания – жестко заданной линейности просмотра с привязкой к времени передачи программ. В новом качестве ТВ-вещание станет органичной составляющей конвергентной  среды  доставки  цифрового  контента потребителю. При этом конкурентные преимущества платформы наземного вещания: дешевая массовая доставка контента большому числу пользователей на все типы приемников, в том числе портативные и мобильные, без риска перегрузки сети, – останутся актуальными и в условиях активного развития сетей проводной и беспроводной связи. Эволюция потребностей ТВ-вещания в радиочастотах от аналоговых систем стандартной четкости к цифровым системам высокой и сверхвысокой четкости представлена на рис. 3 [4]. 0001[1]

Системы  аналогового  вещания  транслируют  одну программу в радиоканале шириной 8 МГц. В этом же радиоканале с использованием системы DVB-T2 можно передать цифровой поток со скоростью ~33 Мбит/с. Программа  стандартной  четкости  (ТВСЧ)  требует 2,4 Мбит/с, высокой – 8–12 Мбит/с, 3D – 10–16 Мбит/с, ультравысокой четкости – от 24–32 Мбит/с и выше (для ТВСЧ/ТВУВЧ приведена предварительная оценка). При этом указанная справа пропускная способность мультиплекса DVB-T2 составляет 33 Мбит/с и может быть увеличена только при условии допустимости сокращения зоны обслуживания.Таким образом, потребности ТВ-вещания в РЧС на среднесрочную перспективу во многом определяются предполагаемыми  объемами  вещания  ТВ-программ, включенных в настоящее время в I и II федеральные мультиплексы, а также ТВ-программ, которые войдут в III, региональный, мультиплекс, в формате высокой четкости. В долгосрочной перспективе потребности ТВ-вещания в РЧС будут только повышаться.

Рисунок 3. Потребности различных стандартов вещания в РЧС

Оценки  доступного  количества  радиочастотных каналов  в  зависимости  от  ширины  полосы  радиочастот с учетом повторного использования частот легко получить  на  основании  плана  GE06,  который  предусматривает  строительство  одночастотных  сетей  для повышения эффективности использования РЧС. Для обеспечения охвата территории России приемом программ  одного  мультиплекса  цифрового  вещания  необходимо в среднем, при использовании ОЧС, около шести радиочастотных каналов, для многочастотных сетей – примерно девять каналов на мультиплекс. Эти цифры отражают конечный результат планирования с учетом всех факторов, осложняющих электромагнитную обстановку в регионах РФ.

Нужно понимать, что в отдельных районах с условиями электромагнитной обстановки хуже средних количество радиочастотных каналов будет меньше указанного. Дополнительные ограничения также накладывает необходимость обеспечения ЭМС с РЭС других первичных служб военного и специального назначения, так что не все из указанных каналов плана GE06 реально доступны для ТВ-вещания. При этом дальнейшее увеличение количества мультиплексов на мегагерц не может быть достигнуто без повышения уровня помех между ТВ-станциями, что приведет к необходимости умощнения ТВ-станций, увеличения их количества (строительства более плотных сетей). Это вызовет существенное увеличение расходов на строительство сетей ТВ-вещания и эксплуатационных расходов, что в условиях ограниченного объема рынка ТВ-рекламы и лимитированной поддержки государства приведет, на определенном этапе, к их нерентабельности и прекращению развития в принципе. Поэтому обеспечение качества и объемов доступного РЧС является важным элементом развития ТВ-вещания в России.

В табл. 2–4 дан пример расчета потребностей в РЧС для варианта полного перевода всех каналов в формат ТВВЧ и развертывания одного дополнительного местного мультиплекса с несплошным покрытием (5 федеральных, 2 региональных и 1 местный мультиплексы) [4]. Данный вариант основывается на Указе Президента Российской Федерации [2], в соответствии с которым планируются  мероприятия  по  поэтапному  переводу эфирного цифрового наземного вещания на стандарт ТВВЧ в пределах полос радиочастот, выделенных для осуществления эфирной наземной трансляции теле- и радиоканалов. Стоит отметить, что приведенный пример оценки не включает возможность внедрения ТВУВЧ в эфирном наземном цифровом вещании. Тем не менее внедрение ТВУВЧ на всех платформах доставки ТВ-вещания вполне реалистично и его следует ожидать в 2020–2030 гг.

Сегодня главным препятствием для запуска перспективных форматов ТВ-вещания представляется дефицит доступных радиочастотных каналов, что вызвано затянувшимся переходом от аналогового вещания к цифровому.  Дополнительным  фактором  нестабильности является обсуждаемая возможность перераспределения полосы радиочастот 694–790 МГц в пользу подвижной связи. Высокая конкуренция за РЧС между различными системами связи, включая те, что обеспечивают высокодоходные  коммерческие  услуги,  создает  реальную угрозу развитию других общественно значимых радио-служб. Например, регулирующие организации во всем мире все чаще начинают применять критерии так называемой эффективности использования РЧС, которая часто понимается упрощенно – как получение максимальной платы за пользование спектром или выручка от аукционов по продаже прав на полосы радиочастот. Такой подход указывает на ущербность общественно значимых систем связи и вещания, не генерирующих  таких высоких доходов, как исключительно коммерческие радиослужбы. Во многих странах это уже привело к существенному сокращению РЧС, доступного для развития систем наземного ТВ-вещания. В этих условиях вопрос о правилах игры на поле радиочастотного спектра перестает быть сугубо техническим, внутриотраслевым, а фактически выходит на общенациональный политический уровень.

Таким образом, как политические, так и регуляторные решения могут оказать значительное влияние на перспективы ТВ-вещания в целом. Поскольку развитие сетей вещания требует долгосрочного планирования и характеризуется  длительными  сроками  окупаемости инвестиций, предсказуемая и стабильная техническая политика в отношении условий использования РЧС, лицензирования и стандартизации является одним из ключевых факторов успешного развития телевещания на 2020–2030 гг.

Заключение.  Актуальными задачами развития цифрового вещания является  прекращение  вещания  аналоговых  станций и внедрение ТВ высокой четкости. Поскольку только телевидение в формате высокой четкости обеспечивает существенное улучшение качества передаваемых программ, запуск мультиплексов высокой четкости необходим для сохранения привлекательности и конкурентоспособности платформы цифрового ТВ-вещания в среднесрочной перспективе (2020–2025 гг.), а внедрение ТВУВЧ и других передовых технологий – в долгосрочной перспективе.

Для дальнейшего развития наземного цифрового ТВ-вещания следует:

  • сохранить необходимый радиочастотный ресурс в полосах радиочастот 174–230 и 470–790 МГц;
  • защитить сети ТВ-вещания от помех со стороны других радиослужб, прежде всего средств подвижной связи, в полосах частот 790–862 МГц;
  • провести мероприятия по конверсии РЧС;
  • при рассмотрении  перспектив  внедрения  сетей подвижной службы в полосе 694–790 МГц учитывать  возможности  создания  помех  ТВ-вещанию в полосах ниже 694 МГц.

Исследования,  проведенные  ФГУП  НИИР,  показывают, что с учетом развития новых технологий и предоставления новых услуг пользователям (включая телевидение высокой четкости), потребности вещателей в частотах для ЦНТВ не уменьшатся и могут быть удовлетворены только при дальнейшем использовании всей полосы частот 470–790 МГц цифровым телерадиовещанием на первичной основе. Тем не менее использование полос ТВ-вещания для предоставления услуг  ШПД  может  осуществляться  на  вторичной  основе  с применением  сертифицированного  отечественного оборудования, работающего по принципу когнитивного радио.

ЛИТЕРАТУРА
1.Постановление Правительства РФ от 29 августа 2015 г. N 911 «О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 3 декабря 2009 г. № 985». – URL: //base.garant.ru/71174682.
2.Указ Президента РФ от 11 августа 2014 г. N 561 «О гарантиях распространения телеканалов и радиоканалов на территории Российской     Федерации».– URL: //base.garant.ru/70713544.
3.Заключительные акты Региональной конференции радиосвязи по планированию цифровой наземной радиовещательной службы в частях Районов 1 и 3 в полосах частот 174−230 МГц и 470−862 МГц (РКР-06), МСЭ, Женева, 2006.
4.Отчет МСЭ-Р BT.2302 «Потребности в спектре для наземного телевизионного вещания в полосе частот УВЧ в Районе 1 и Исламской Республике Иран», МСЭ, Женева, 2014.
5.Отчет МСЭ-Р BT.2337 «Исследования совместного использования и совместимости между цифровым наземным телевизионным вещанием и применениями наземной широкополосной подвижной связи, включая IMT, в полосе частот 470-694/698 МГц», МСЭ, Женева, 2014.
6.Отчет МСЭ-Р BT.2339 «Исследования совместного использования и совместимости в совмещенном канале между цифровым наземным телевизионным вещанием  международной подвижной связью в полосе частот 694–790 МГц в зоне планирования Соглашения «Женева-06», МСЭ, Женева, 2014.
7.Future use of the 470–694 MHz band, Aetha Consulting Limited. −Кембридж, Великобритания, 31.10.2014.

 

Рубрики и ключевые слова