Публикации

МНИТИ: «75 лет электронному телевидению в России и первому отечественному электронному телевизору ТК-1»

«Новые технологии – новые возможности для вещательных компаний»

В этом году отечественное телевидение отмечает сразу две юбилейные даты: 75 лет первой передачи электронного телевидения в СССР в Москве в марте 1938 года и 75 лет рождения отечественной телевизионной отрасли - выпуска первого телевизора с электронно-лучевой трубкой ТК-1 Заводом им. Козицкого в Ленинграде. Несмотря на небольшой объем выпуска телевизоров ТК-1 (2000 шт.), его значение как первого промышленного электронного телевизионного приемника в СССР чрезвычайно велико. На экспозиции института на NATEXPO-2013 демонстрируется действующий макет этого знаменитого телевизора.

Таким образом, двойной юбилей одновременно знаменует начало массового электронного телевидения в России и рождение отечественной телевизионной отрасли по производству телевизоров.

Поворотным моментом в истории отечественного телевидения стало создание в 1950 году Московского научно-исследовательского института, который вот уже более 60 лет определяет пути развития телевизоров в нашей стране.

На производство первого миллиона советских телевизоров отечественным заводам-изготовителям в 50-е годы понадобилось восемь лет, на выпуск второго миллиона в 60-е - полтора года, а в 80-е годы миллион телевизоров выпускался за пять-шесть недель. Всего в СССР до 1991 г., по разным оценкам, было изготовлено 140-160 миллионов телевизоров.

Благодаря разработке и внедрению под руководством МНИТИ унифицированных моделей цветных телевизоров в серийное производство, в конце 80-х годов телевизионная отрасль бывшего СССР стала флагманом отечественной радиоэлектроники. Годовой выпуск телевизоров достигал 11 млн. штук. По этому показателю СССР занимал 4-е место в мире после США, Японии и Китая. Это позволило полностью обеспечить потребности населения в современных цветных телевизорах, разработанных и изготовленных на отечественной элементной базе.

В настоящее время в телевидении происходит настоящая технологическая революция, связанная с переходом на цифровые форматы вещания и телевидение высокой и ультравысокой четкости.

Как и 60 лет назад, ведущая научно-исследовательская организация Минпромторга России в области цифрового телевидения ЗАО «МНИТИ» в авангарде этого процесса, возглавляя разработку и реализацию «Дорожной карты» развития отрасли до 2025 года.

Выбор МНИТИ в качестве головной организации был не случаен, так как в соответствии с мировой практикой научно-исследовательские подразделения промышленности и ведущих мировых компаний являются инициатором и локомотивом технического прогресса современной радиоэлектроники, разрабатывают стандарты и участвуют в подготовке концепций («дорожных карт») развития телекоммуникационного оборудования и вещательных технологий. В условиях все более ужесточающейся конкуренции на мировом рынке и с учетом вступления России в ВТО наличие долгосрочной технической концепции развития телевизионных технологий становится жизненно важным для отечественной промышленности.

В 2012 году МНИТИ стал членом международной ассоциации «Будущее телевидения» (FOBTV) и теперь представители института участвуют в разработке международных «дорожных карт» развития технологий цифрового телевидения до 2025 года. Появилась возможность еще на этапе их разработки готовить соответствующие рекомендации для российских специалистов. Значение этого фактора в условиях глобализации экономики и унификации международных стандартов трудно переоценить.

Наряду с научными исследованиями, с целью создания опережающего научно-технического задела МНИТИ проводит ряд НИОКР по перспективным направлениям развития телевизионных технологий. В том числе в области цифрового трехмерного 3D телевидения, телевидения высокой и ультравысокой четкости 4К, интерактивного и Smart телевидения.

Сегодня, когда мир стоит на пороге завершения перехода от аналогового телевидения к цифровому, вклад России в подготовку и реализацию этой принципиально новой технологии является общепризнанным. Весь мир признает выдающуюся роль России в международной стандартизации цифрового телевизионного вещания. А это значит, что, как и 75 лет назад, российские ученые и инженеры по-прежнему находятся на передовых рубежах науки и техники и определяют ее развитие на долгие годы.

Юбилейная экспозиция ЗАО «МНИТИ» на NATEXPO- 2013 подводит черту под Эпохой аналогового телевидения идает стартЭпохе цифрового телевизионного вещания.

 

«Новые технологии – новые возможности для российских вещательных компаний»

 

С учетом огромной роли, которую играет телевидение в современном обществе, прогнозирование путей его развития является чрезвычайно актуальной задачей.

Как показывает многолетний опыт проведения конгрессов НАТ, практически все прогнозы будущего телевидения основываются, главным образом, на анализе тенденций развития технологий сжатия и кодирования сигналов звука и изображения, радиочастотных методов модуляции и технологии доведения телевизионного сигнала до абонента по сетям эфирного и кабельного телевидения. (С недавних пор – еще и по сети Интернет).

Сегодня прогресс в развитии приемной телевизионной техники, и, в частности, появление технологии Smart TV («умных» телевизоров) может потребовать существенно пересмотреть сами основы традиционной концепции телевизионного вещания уже в самое ближайшее время. Потому что развитие технологий привело к тому, что параметры современных серийных и, особенно, перспективных телевизоров, начинают значительно превосходить возможности вещательных компаний в части обеспечения качества изображения. Технологии Smart TV и стремительное развитие облачных технологий позволяет владельцам «умных» телевизоров сформировать свое личное информационное пространство и получать практически неограниченные объемы персонифицированной информации. В этих условиях прием аналоговых и цифровых телевизионных программ по каналам эфирного и кабельного телевидения становится всего лишь одним из способов получения информации, причем все менее значимым. Поэтому, с точки зрения ЗАО «МНИТИ», все дальнейшие прогнозы развития телевизионного вещания в России необходимо строить с учетом технологической «дорожной карты» развития телевизоров.

По единодушному мнению экспертов, ведущей тенденцией развития телевидения на ближайшие годы является переход к телевидению ультравысокой четкости UHDTV (4К) и внедрение нового поколения высокоэффективных кодеков HEVC (H.265), которые позволяют более чем в 2 раза улучшить эффективность использования радиочастотного спектра. Что, в свою очередь, создает предпосылки для внедрения в 3-ем и последующих мультиплексах эфирного цифрового вещания систем стереоскопического 3D телевидения, как это предусмотрено ФЦП «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации в 2009-2015 годах».

На стенде ЗАО «МНИТИ» (В46) на выставке NATEXPO-2013 демонстрируются новейшие достижения института и его партнеров в этих направлениях телевизионной техники:

  • Технология вещания программ региональной телекомпании по технологии Smart TV;
  • Экспериментальная трансляция программ совместимой системы 2D/3D стереоскопического цифрового телевидения DVB-T2;
  • Российские технологии UHDTV (4К) и HEVC (H.265).

С точки зрения ЗАО «МНИТИ», знакомство с результатами этих работ широкого круга российских специалистов, в том числе представителей вещательных компаниях и провайдеров информационных услуг, будет способствовать дальнейшему прогрессу российского телевидения.

 

1) Вещание программ региональной телекомпании по технологии Smart TV

С переходом российского эфирного телевидения на цифровой формат вещания актуальной становится проблема функционирования региональных телекомпаний, которые не войдут в состав 3-го цифрового мультиплекса. Одним из путей ее решения является переход на новые технологические платформы, в том числе в кабельные сети и вещание в сети Интернет. Сторонники этой точки зрения исходят из того, что региональные каналы стеснены в ресурсах, производят мало контента, поэтому в сегменте эфирного телевидения им будет сложно конкурировать с крупными телеканалами, особенно после перехода на цифровое ТВ. В этом случае интернет-вещание поможет им найти свою нишу.

Кроме того, интернет-телевидение позволяет экспериментировать с форматом и не столь дорого в производстве по сравнению с эфирным вещанием. По данным НАТ, сегодня стоимость распространения одного канала в аналоге в городах “100 тысяч плюс” по тарифам РТРС составляет 600 млн рублей в год, а спутникового распространения — 35-40 млн рублей по орбитам, но это в аналоге. С переходом на цифровое эфирное телевизионное вещание стоимость «входного билета» еще больше возрастет. Инвестиции на организацию трансляции телевизионных программ в сети Интернет будет, как минимум, на один-два порядка ниже и поэтому вполне посильна для бюджета даже средним и малым региональным компаниям.

Результаты исследований, проведенных в ЗАО «МНИТИ», показали, что наряду с IPTV перспективной платформой для организации трансляции в Интернет программ региональных телевизионных компаний является платформа Smart TV - «умных» телевизоров.

Успех этой технологии во многом предрешен тем фактом, что Smart-телевизоры появились в нужное время и в нужном месте. Сегодня для этого появились все необходимые предпосылки:

  • Широкое распространение общедоступных безлимитных высокоскоростных сетей Интернет, в том числе беспроводных сетейWi-Fi
  • Массовый социальный запрос со стороны населения на Интернет-сервисы, включая общение в социальных сетях (Facebook,Twitter, «В контакте»)
  • Прогресс электронных технологий, позволивший массово выпускать мощные и недорогие цифровые процессоры, являющиеся программно-аппаратной платформой для построенияSmartтелевизоров
  • Всеобщее распространение технологий домашних беспроводных сетейDLNAи массовый выпуск цифровой аппаратуры с поддержкой протоколов этой сети.

Появление Smart-телевизоров является закономерным этапом в эволюции телевизоров на плоских панелях (жидкокристаллических LCD и плазменных PDP), в которых для повышения качества изображения применяются все более мощные цифровые процессоры и все более совершенные алгоритмы цифровой обработки сигналов изображения и звука. С переходом на технологии изготовления цифровых процессоров 65 нм и менее их вычислительная мощность возросла настолько, что теперь без проблем поддерживается декодирование не только всех аналоговых и цифровых стандартов телевизионных сигналов, но и великое множество мультимедийных и компьютерных стандартов кодирования. Включая популярные AVI, MKV, MOV, DivX, xvid, WM9 и др. Smart-телевизор без привлечения дополнительных внешних устройств может быть использован не только как медиа-плеер, но и для навигации по сети Интернет.

Ключевой технологией Smart-телевизоров, принципиально отличающей их от телевизионных «ящиков» предыдущих поколений, все же является их возможность выхода в сеть Интернет.

Согласно результатам маркетингового анализа тенденций развития широколосного доступа в России, проведенного экспертами компании J'son&Partners Consulting, число абонентов проводного ШПД к 2016 году составит 37,5 млн и 1,57 млн абонентов в частном и корпоративном сегментах соответственно. Таким образом, за четыре года с 2013 по 2016 гг. проникновение услуг вырастет с 48% до 68% в частном сегменте и с 66% до 74% в корпоративном. (http://www.advertology.ru/article118232.htm)

При этом, хотя наибольшая доля абонентов «домашнего» ШПД находится в городах-миллионниках, потенциал малых городов в России с точки зрения организации Интернет вещания остается большим, так как даже сегодня на них приходится до 28% абонентской базы.

То есть, уровень проникновения Интернет к 2016 году составит 37.5 млн. домохозяйств из 54 млн. домохозяйств в России, т.е. 70%!

Не будет преувеличением утверждение, что уровень проникновения сетей Интернет ввиду конкуренции между компаниями будет и дальше быстро расти, проникая в самые «медвежьи уголки» России. Скорее всего, к моменту завершения аналогового эфирного телевизионного вещания в 2018 году, там, где будет прием цифрового эфирного телевидения, там же с высокой вероятностью будет доступен и Интернет. А это значит, что у подавляющего числа зрителей появится потенциальная возможность принимать программы регионального телевидения не только по сетям 3-его и последующих цифровых мультиплексов DVB-T2, но и с помощью «умных» телевизоров на Smart TV платформе в сети Интернет.

 

Стремительно растет парк телевизоров с поддержкой технологии Smart TV.

Прогноз количества телевизоров в мире с возможностью подключения к сети Интернет

 

Сегодня более половины выпускаемых телевизоров поддерживают ее по умолчанию. В следующем году вообще подавляющая часть продаваемых цифровых телевизоров, а также Blu Ray Disc проигрывателей будет изготовлена в варианте Smart TV. Проблема наличия у населения абонентского парка Smart TV с учетом все более короткого «времени жизни» современной телевизионной аппаратуры и ее интенсивной смены будет решена буквально за несколько лет.

Бизнес модель Smart TV предельно проста и прозрачна – в условиях ожесточившейся конкуренции на глобальных рынках ее активно продвигают сами производители телевизионной аппаратуры. Потому что наличие мощного ресурса собственных магазинов приложений контента Smart TV стало важнейшим фактором конкурентной борьбы производителей приемной телевизионной аппаратуры.

В России к массовому выпуску Smart телевизоров с 2011 года приступили все ведущие заводы-изготовители, расположенные на территории РФ: ООО «Самсунг Электроникс Рус Калуга», ООО «ЛГ Электроникс Рус компани» (г.Дорохово), ООО «TPV CIS» (г.Всеволожск, Ленинградской обл.) , выпускающие свыше 85% телевизоров продаваемых на российском рынке под торговыми марками Samsung, LG, Sony, Philips, Sharp. При этом доля Smart телевизоров в их производственных программах стремительно растет: если в 2011 году было продано 0.5 млн.шт. «умных» телевизоров, то в 2012 году на эти модели пришлось уже более 1.2 млн.шт. Начиная с 2014 года, по прогнозам экспертов, практически все из 8-10 млн.шт. продаваемых в России телевизоров, будут выполнены в концепции Smart телевизора. Ожидается, что приемный парк телевизоров у населения России в ближайшие несколько лет будет качественно обновлен за счет нового поколения цифровых Smart телевизоров, предоставляющих телезрителям принципиально новые информационные интерактивные сервисы.

Итак, развитие телекоммуникационных технологий объективно создают все необходимые предпосылки к началу вещания региональных компаний на платформе Smart TV:

  • Создается необходимая инфраструктура доступа массового зрителя к серверам Smart TV;
  • У населения быстро формируется парк приемных устройств с поддержкой платформы Smart TV (помимо телевизоров это и системы домашних театров, DVD и Blu Ray Disc проигрыватели и т.д.);
  • Современные зрители активно формируют социальный запрос на телевизионные технологии с интерактивным доступом к информационному контенту. Платформа Smart TV полностью удовлетворяет этим требованиям, что еще больше способствует росту популярности этой технологии.
  • Настоятельная потребность у региональных компаний перехода с аналогового телевизионного вещания на новые технологические платформы до 1 июля 2018 года.

Таким образом, объективно существуют предпосылки к старту проектов создания порталов для вещания региональных телекомпаний на платформе на Smart TV.

ЗАО «МНИТИ» по контракту с Минпромторгом России в рамках ФЦП «Развитие электронно-компонентной базы на 2008-2015 годы» разработана технология создания информационных порталов на платформе Smart TV. Институт готов выступить технологическим партнером региональных телевизионных компаний в разработке, запуске и технической поддержке вещания их программ на телевизоры Smart TV.

 

В рамах этого проекта для максимального удобства зрителей ЗАО «МНИТИ» предлагает не только изготовить соответствующий сервер, но и разработает пользовательский интерфейс для Smart телевизоров, выполненный на основе так называемых «виджетов». То есть специальных готовых программ, вызов которых с пульта ДУ на экран телевизора в виде иконок (пиктограмм) активирует одну из предварительно заданных функций Интернет-сервисов. Примером «виджета» являются иконки социальных сетей Twitter и YouTube, активация которых автоматически запускает работу соответствующих программ управления в телевизоре.

Принцип использования виджетов в Smart TV

 

В данном случае виджетом будет логотип региональной телекомпании. При этом просмотр телепрограммы возможен с полным функционалом «виртуального видеомагнитофона», включая функции «пауза», «перемотка вперед/назад», а также ускоренное воспроизведение в обе стороны. Более того, помимо организации вещания в режиме реального времени, технология Smart TV позволяет организовать архив телепередач доступных зрителям телекомпании.

 

PS Подробнее о технологии Smart TV:

  1. Константин Быструшкин ««Умные телевизоры» начинают и выигрывают», Connect, №1 за 2012 г.,
  2. К.Н. Быструшкин, «Роль и место телевидения в современном цифровом мире», «Электросвязь» №11 за 2012 г. (http://www.elsv.ru/files/actual/317.pdf)

2) Экспериментальная трансляция программ совместимой системы 2D/3D стереоскопического цифрового телевидения DVB-T2

ФЦП «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации в 2009-2015 годах» предусматривает внедрения в 3-ем и последующих мультиплексах эфирного цифрового телевещания стереоскопического 3D телевидения. Совместно с переходом к телевидению высокой четкости HDTV трансляция телепрограмм в 3D формате позволит значительно повысить привлекательность эфирного цифрового телевидения. Особенно при трансляции спортивных соревнований, 3D кинофильмов и т.д. Разработка технологии 3D цифрового телевидения является одним из ведущих направлений исследований FOBTV по созданию 3-его поколения цифрового телевидения.

ЗАО «МНИТИ» совместно с парнерами (ЗАО «Элекард Девайсез» и ОАО «Триаксес Вижн» (г.Томск)) разработана концепция построения российской системы эфирного цифрового стереоскопического цифрового телевидения 2D/3D DVB-T2 совместимая с имеющимися у населения аналоговыми и цифровыми телевизорами DVB-T2. Обеспечение возможности просмотра программ 3D телевидения на обычных телевизорах в виде плоского изображения обеспечивается представлением стереоскопического телевизионного сигнала двумя компонентами: сигналом изображения и дополнительным сигналом глубины, передаваемых в составе общего цифрового потока.

Преимущества предлагаемой системы стереоскопического цифрового телевизионного вещания 2D/3D DVB-T2 телевидения:

        совместимость – предлагаемый формат передачи данных 2D + Depth позволит воспроизводить программы 3D как на обычных телевизорах (в варианте 2D), так и на очковых, и на безочковых (автостереоскопических) 3D телевизорах;

        универсальность – использование технологии DVB-T2 позволит передавать в составе одного мультиплекса как программы со стандартным, так и со стереоскопическим изображением;

        реализуемость – практически все необходимое для реализации вещательное и приемное оборудование может быть разработано российскими компаниями.

Эта разработка в период с 15 по 24 мая 2012 года демонстрировалась на 23-й Международной выставке изобретений и новых технологий - «ITEX-2012», проходившей в Малайзии (г. Куала–Лумпур).

Международное жюри наградило экспозицию «Проект российской совместимой системы стереоскопического цифрового телевидения 2D/3D DVB-T» в номинации «Лучшее изобретение на выставке ITEX – 2012» Золотой медалью имени Николы Тесла Международной федерации изобретателей.

На экспозиции ЗАО «МНИТИ» на NATEXPO-2013 будет демонстрироваться экспериментальная трансляция программ совместимой системы 2D/3D DVB-T2 цифрового телевидения с приемом этих программ на обычные (2D) и 3D телевизоры:

  • прием 2D – на аналоговый цветной телевизор с помощью цифровой приставки DVB-T2 и на LCD цифровой телевизор DVB-T2;
  • прием 3D – при помощи цифровой приставки 2D/3D DVB-T2 со встроенным декодером 2D/3D с отображением на очковых (телевизор LCD 50") и безочковых 3D (телевизор LCD 50") телевизорах.

 

3) Российские технологии UHDTV (4К) и HEVC (H.265)

Результаты исследований экспертов DVB Forum и FOBTV, в которых представители вещательного сообщества и крупнейших производителей приемной и передающей аппаратуры совместно разрабатывают дорожные карты телевидения завтрашнего дня, показали, что следующий этап эволюции и телевизоров и телевизионного вещания будет связан с переходом от HDTV к телевидению ультравысокой четкости UHDTV (4К), появлению высокоэффективных алгоритмов сжатия видеоизображения Н.265 и широкому внедрению безочкового 3D телевидения.

Внедрение формата 4K с удвоенным числом элементов изображения по вертикали и горизонтали (2160х3840 пикселей) по сравнению с HDTV (1080х1920) стало возможным благодаря впечатляющему прогрессу дисплейных технологий. К производству телевизоров 4К с размером экрана от 55 до 85 дюймов приступили все ведущие производители телевизоров. В том числе входящие в АРПАТ ООО «Самсунг Электроникс Рус Калуга» и ООО «TPV CIS» (г. Всеволожск Ленинградской обл.)

Рост парка телевизоров 4К у населения создаст объективные предпосылки к переходу от вещания в формате телевидения высокой четкости HDTV к телевидению ультра высокой четкости UHDTV. До недавнего времени организация такого вещания виду огромного объема данных, необходимых для передачи видеосигнала 4К по каналам спутникового DVB-S/S2, кабельного DVB-C/C2 и, тем более, эфирного DVB-T/T2 цифрового телевидения, казалась принципиально невозможной. Однако ситуация должна радикально измениться с принятием в начале 2013 года нового стандарта сжатия H.265 HEVC, имеющего вдвое большую эффективность по сравнению с широко используемым сейчас MPEG-4 AVC/Н.264.

С его помощью можно обеспечить передачу нескольких программ 4К в одном частотном канале цифрового телевидения второго поколения DVB-S2, DVB-C2 и DVB-T2.

На стенде ЗАО «МНИТИ» будут демонстрироваться достижения российских компаний – членов Ассоциации разработчиков и производителей аппаратуры телерадиовещания (АРПАТ) в разработке и освоении этих технологий:

  • 4K UHTV LCD телевизор с размером экрана 65 дюймов производства ООО «TPV CIS»;
  • Кодер и декодер HEVC (H.265), разработанный ЗАО «Элекард Девайсез» (г.Томск).

 

Выводы

Российская телевизионная отрасль, возглавляемая ведущей научной организацией Минпромторга России в области цифрового телевидения ЗАО «МНИТИ», обладает высоким научно-техническим и производственным потенциалом. Созданный российскими компаниями опережающий научно-технический и производственный задел позволяет им проводить научные разработки и изготавливать конкурентоспособную аппаратуру цифрового телевидения на самом современном уровне.

Необходимо отметить, что если цифровые передатчики DVB-T2 и другое оборудование широко используется при построении сетей цифрового вещания в России, то научный потенциал промышленности в ходе реализации ФЦП «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009-2015 годы» оказался пока практически невостребованным.

Экспозиция ЗАО «МНИТИ» на выставке NATEXPO-2013 наглядно свидетельствует, что разработанные институтом и его партнерами новые телевизионные технологии открывают принципиально новые возможности для российских вещательных компаний. Поэтому хочется выразить надежду, что выставка XVII Международный Конгресс НАТ и выставка NATEXPO-2013 станут мощным импульсом к широкому взаимовыгодному сотрудничеству российской промышленности и вещателей в интересах развития цифрового телевидения в России.