Базовые принципы интернет телевидения

В истории российского интернет 2007 останется годом появления многочисленных проектов интернет телевещания, однако, лишь некоторым из них суждена яркая и долгая жизнь, а также коммерческий успех. В настоящей статье хотелось бы проанализировать полученный опыт, как техническую и экономическую его сторону, так и творческий аспект с тем, чтобы выделить наиболее значительные тенденции таких проектов. При этом автор опирался на свой собственный опыт руководителя канала научно-образовательного интернет телевидения и исследований в области характеристик аудиовизуального трафика в глобальной сети, а также на многочисленные контакты с ведущими российскими и зарубежными специалистами в области интернет телевещания.

Начать хотелось бы с определения самого понятия интернет телевидения. Под интернет телевещанием понимаются такие системы, в которых сигнал, несущий аудиовизуальную информацию, распространяется по сетям протокола TCP/IP. В свою очередь, среди подобных систем можно также выделить два основных подвида: IPTV и, собственно, Интернет ТВ. IPTV предполагает распространение телевизионного сигнала внутри сети одного оператора связи, в связи с чем облегчаются настройки сети и достигается более высокая скорость передачи телевизионного изображения и, следовательно, его качество, а также упрощаются задачи биллинга. Отличительной чертой IPTV является просмотр телевизионных программ на экране обычного телевизионного приемника, для чего на месте приема должно быть установлено специальное устройство – TV Box, декодирующее приемный сетевой сигнал. В настоящее время все построенные и стоящиеся цифровые кабельные сети используют данный стандарт.

Интернет ТВ предполагает распространение сигнала без ограничений в глобальной сети, при этом достаточно трудно внести какие либо общие настройки и значительно улучшить передачу телевизионного изображения. Кроме того, видео трафик достаточно сильно загружает существующие магистральные сети и, с ростом качества передаваемого видео, такие нагрузки могут стать критическими. Как правило, прием видео сюжетов Интернет ТВ осуществляется на компьютерные мониторы.

Подавляющее большинство существующих сегодня эфирных каналов и кабельных сетей телевидения вещают в аналоговом формате, исключение – спутниковое телевидение, давно перешедшее на цифровые стандарты. Цифровая передача аудиовизуальной информации предполагает проводить все телевизионные операции при помощи последовательности нулей и единиц.

Ниже приведена общая для всех систем интернет телевещания принципиальная схема:

 

Рис. 1. Принципиальная схема интернет телевещания

Идущий из студии или предварительно записанный телевизионный сигнал сначала поступает на соответствующий интерфейс сервера кодирования видео и аудио. Специальная программа кодировщик (кодек) преобразует аналоговую информацию в цифровую, при этом сжимая ее в соответствии со стандартами MPEG2 или MPEG4. Перечислим также основные типы протоколов сжатия для аудиовизуального ряда, это H.261, H.263 от ITU-T (International Telecommunication Union) и MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 (Moving Pictures Experts Group) от ISO/IEC (International Organization for Standardization / International Engineering Consortium). Имеются также объединенные стандарты H.262/MPEG-2 и H.264/MPEG-4.

Однако закодированная информация не приспособлена для передачи по пакетным сетям, ярким представителем которых является сеть протокола TCP/IP. Поэтому полученные в результате кодирования данные должны быть разбиты на отдельные пакеты и к этим пакетам необходимо добавить заголовки, определяющие их поведение в сети.

Закодированная информация с телевизионными передачами может быть сохранена и в дальнейшем быть использована для организации трансляции. Для хранения цифровых аудиовизуальных данных разработаны специальные типы файлов. В настоящее время существует целый ряд конкретных реализаций общей схемы интернет телевещания. Здесь бы хотелось перечислить наиболее распространенные из них:

Существует два основных типа доставки аудиовизуальной информации:

Потоковое видео используется в первую очередь для доставки видео в рамках прямых трансляций или эфирно-кабельного телевидения. Оно предполагает постоянный поток видео данных от сервера видео трансляции. Если скорость такого потока (иначе битрейт) постоянно превышает доступную ширину канала в используемой сети, то полученное изображение не будет отличаться от того, что передает сервер трансляции. Если же пропускной способности сети не достаточно, то картинка будет временами исчезать или вообще не отражаться.

В условиях ограниченности скорости подключения используется прогрессивный способ доставки видео. Он предполагает выделение внутри исходного видео файла небольших по объему независимых фрагментов, которые могут воспроизводиться на приемной стороне по мере их передачи, не дожидаясь пока будет скачан весь файл. При небольшой скорости подключения к сети показ будет происходить отрывками, со значительными перерывами между ними. Если же канал широкий, то показ будет идти не только непрерывно, но и файл будет скачен в опережающем режиме, до завершения трансляции, так что сеть будет незагруженной значительное количество времени. Этот способ интернет видео трансляций используется преимущественно для организации видеоархивов, работающих в режиме видео по требованию.

Важнейшая особенность интернет телевещания это многоадресная (мультикастинговая) доставка видео контента. В отсутствии этой опции при прямой трансляции каждый пользователь будет получать свою картинку отдельно, а это десятки килобайт в секунду даже для изображения низкого качества. Такой режим работы быстро переполняет магистральные каналы, подобно тому, как коммутируемый выход в Интернет перегружал телефонные сети. Мультикастинговая рассылка предполагает передачу единого потока видеоданных на тех участках маршрута, которые совпадают для нескольких пользователей. В тех точках, где происходит разветвление маршрута, пакеты дублируются. Внедрение принципа мультикастинговой рассылки позволяет перейти от оплаты по трафику к абонентской или повременной оплате, что является неотъемлемой частью Интернет телевидения.

Следующий вопрос, возникающий при организации Интернет-телевидения, состоит в выборе параметров телевещания. Таких параметров несколько, к ним относятся: скорость аудиовизуального потока в Кбит/с, размер изображения, тип протокола сжатия и частота смены кадров. Разрешение видеоизображения, характеризует возможность различать близко расположенные линии в получаемом изображении, измеряется в количестве точек (pixels) по вертикали и диагонали. Например, протокол H.263 предусматривает передачу видео изображений в следующих форматах: SQCIF (128x96), QCIF (176x144), CIF (352x288), 4CIF (704x576), and 16CIF (1408x1152), CIF это Common Intermediate Format.

Естественно, что различные типы вещания предполагают разные скорости аудиовизульных потоков и для IPTV (кабельного ТВ) они гораздо выше. Скорость потока зависит во многом от типа применяемого оборудования, для передачи стандартной телевизионной картинки (720x576) она варьируется от 3 до 6 Mbps (Мегабит в секунду), хотя может достигать и 1,5 Mbps. Для телевидения высокой четности (1920x1080) необходима доступная полоса в районе 10 Mbps, хотя лидирующие производители достигли 4 Mbps.

При вещании на глобальную сеть параметры видео потоков гораздо скромнее. Так, применяемая нашим партнером, русскоязычной компанией МаксТВ, Флорида, США схема вещания предполагает скорость пока не превышающую 700 Kbps (Килобит в секунду). Эта схема предполагает подключение пользователей из стран с развитой сетевой инфраструктурой (США, Канада, страны ЕС, Австралия). Для вещания в странах СНГ необходимо использовать более скромные параметры потоков (идеально CIF, 225 Kbps), не превышающие 300 Kbps. Следует отметить, что применение новых кодеков позволяет добиться приемлемого качества вещания даже на этих скоростях.

При помощи технологий интернет телевидения возможно оказание ряда новых, инновационных услуг

В течение ближайшего года в Самаре, как и многих других крупных городах России, ожидается бум широкополосных интернет подключений и появление множества безлимитных тарифов, причем этот процесс уже начался. Это означает, что потребуется дополнительное информационное наполнение региональных сетей, желательно мультимедийное, генерирующее значительные объемы трафика, что открывает новые направления в медиа бизнесе.

На мой взгляд, каждый из крупных медиа холдингов, должен в ближайшее время создать интернет подразделение, производящее мультимедийный контент на базе существующих журналистских коллективов. Приблизительная стоимость создания такого подразделения составит от полутора до двух миллионов рублей, включая подготовку кадров и затраты на персонал в течение первого года проекта. Основная проблема – кадровая, готовых специалистов найти очень трудно, а если учесть, что они должны закрывать разные области: администрирование серверов, веб-программирование и редактирование видео, трудно разрешаемая.

Основным источником дохода телевизионных компаний в России служат доходы от рекламы, в то время как в большинстве стран с развитой рыночной экономикой и устоявшимся правовым полем основной источник финансирования это средства зрителей.

Доходы от рекламы зависят от числа зрителей и ее эффективности. К сожалению, существующие проекты интернет телевидения пока не могут обеспечить ни того, ни другого. Отсутствие же значительных доходов сказывается на качестве предлагаемых программ. Выход из этого замкнутого круга видится в предложении ряда новых, нестандартных услуг.

Прежде всего, это касается рынка прямых трансляций, который совсем не развит из-за недостатка технических возможностей по предоставлению услуг. Прямые трансляции могут быть двух типов:

Необходимо также поработать на рынке продажи контента. Здесь также несколько направлений для деятельности, основные из них работа с юридическими и частными лицами (оптовый и розничный рынки). Прежде всего, необходимо попробовать договориться о сотрудничестве с крупными компаниями интернет вещания об организации трансляционного потока для включения его в программные пакеты, например, специализированный пакет для русскоязычной диаспоры. Особо стоят сотовые компании, разворачивающие сети 3G и мобильное телевидение стандарта DVB-H.

Рядовые интернет пользователи, хотя и избалованы огромным количеством бесплатного наполнения, иногда готовы заплатить за оперативную и полную информацию, особенно если она носит эксклюзивный характер. Тем более что современные технологии предлагают целый ряд простых платежных систем, начиная с сервиса на базе SMS. При определенном формате запроса со счета снимаются деньги, и ему высылается пароль. Возможны также варианты оплаты по web money, кредитным картам и т.д. Эта услуга может быть популярна для пользователей за границей, при условии предоставления им видео повышенного качества.

Однако при запуске проекта интернет телевещания следует всегда помнить, что первые доходы компания получит не сразу, а до текущей самоокупаемости расходов пройдет не менее года со дня запуска проекта. Поэтому на первоначальном этапе расходы должны быть максимально минимизированы, в том числе и на техническое оснащение компании. Идеально начало проекта интернет телевидения в рамках крупных медиа холдингов, включающих газеты, радиостанции, другие средства массой информации. В них уже есть журналистские коллективы, службы рекламы, часть инфраструктуры.

Как оказалось, программная политика в области интернет телевещания должна сильно отличаться от обычного эфирного телевидения. Если IPTV ориентировано на просмотр с программ на экране обычного телевизора, то интернет телевидение смотрят, как правило, на компьютерных мониторах, что изменяет поведение зрителя.

Уютное расположение на диване способствует длительному просмотру телевизионных программ, в то время как сидение перед компьютерным монитором требует динамического развития событий. Общепринято, что сюжеты интернет телевещания не должны превышать пяти минут. Отсюда вывод, новостные выпуски любой тематики есть наиболее приемлемый формат передачи, также подходят отдельные номера развлекательных программ, любые динамические сюжеты.

Важнейшее условие успешного проекта интернет телевещания – это оперативность подачи информации, используя мобильные технологии возможно добиться практически мгновенного получения мультимедийной информации с места события. При этом следует помнить о том, что интернет телевидение не может пока позволить себе дорогих сюжетов, связанных с работой больших съемочных групп, желательно, чтобы всю техническую работу на месте выполнял журналист при помощи мобильно телефона и простой видеокамеры.

Изменения в политику интернет телевидения придут с новым поколением ТВ боксов, позволяющих навигацию в интернет и, следовательно, просмотр на обычных телевизорах.

В этой части работы хотелось бы рассмотреть вопрос о размещении основных серверов, оказывающих услуги интернет телевещания. Для этого сначала выделим основные компоненты подобных проектов. К ним можно отнести:

Сразу же встает вопрос, а где размещать сервера услуг? Ясно, что часть из них требуется инсталлировать непосредственно в программно-аппаратном комплексе вещания. Для этого необходимо подведение широкополосного, желательного оптоволоконного канала связи. Минимальные требования к каналу это его пропускная способность в 2 Mbps (Megabit per second). Но это только минимальная цифра для проведения прямых трансляций. Система видео по требованию и прокси ретрансляторы требуют стартовой десяти мегабитной полосы.

В связи с этим, часть серверов системы интернет телевидения может размещаться в специализированных дата центрах, где предоставляются все необходимые телекоммуникационные услуги: высокая скорость подключения, место в стойке для размещения оборудования, бесперебойное питание.

Предоставление услуг интернет телевидения требует получения ряда лицензий. После консультаций с юристами удалось установить минимальный набор необходимой документации. В него входят:

Если получение первых трех лицензий не вызывает особого труда, то последняя лицензия даже без эфирной компоненты достаточна сложна в получении.

Автор:

Знаете ли Вы, что абстракция через спецификацию - это прием программирования, позволяющий абстрагироваться от процесса вычислений описанных в теле процедуры, до уровня знания того, что данная процедура делает. Это достигается путем задания спецификации, описывающей эффект ее работы, после чего смысл обращения к данной процедуре становится ясным через анализ этой спецификации, а не самого тела процедуры. Мы пользуемся абстракцией через спецификацию всякий раз, когда связываем с процедурой некий комментарий, достаточно информативный для того, чтобы иметь возможность работать без анализа тела процедуры. Абстракция через спецификацию позволяет абстрагироваться от процесса вычислений описанных в теле процедуры, до уровня знания того, что данная процедура делает. Это достигается путем задания спецификации, описывающей эффект ее работы, после чего смысл обращения к данной процедуре становится ясным через анализ этой спецификации, а не самого тела процедуры. Мы пользуемся абстракцией через спецификацию всякий раз, когда связываем с процедурой некий комментарий, достаточно информативный для того, чтобы иметь возможность работать без анализа тела процедуры.