Системы автоматизированной вставки региональной рекламы. Региональное вещание в мультиплексах Что такое сплайсинг ртрс мультиплекс

Представлен анализ методов организации вещания Первого мультиплекса в стандарте DVB-T2 со вставкой регионального контента в различных вариантах построения одночастотных сетей SFN цифрового наземного вещания Российской Федерации. Отмечаются проблемы импортозамещения технологии распределенной модификации программ с использованием реплейсера, поскольку компания Enensys Technologies владеет Российским патентом на способ вещания DVB-T2 со вставкой регионального контента и устройство, используемое в этом способе. Недостатком применяемых в РФ технических решений по реализации задачи доставки региональной версии Первого мультиплекса является необходимость вещания совмещенных потоков T2-MI в различных регионах с едиными параметрами, устанавливаемыми в федеральном центре мультиплексирования (ФЦФМ). Единые параметры, устанавливаемые в ФЦФМ, приводят к ряду проблем, связанных с различными условиями вещания по территориальному расположению передатчиков, по виду и интенсивности воздействия помех, а также благодаря различным климатическим и географическим условиям вещания на территории РФ. Стандарт вещания DVB-T2 позволяет обеспечить широкий выбор параметров создаваемых сетей SFN для их адаптации к условиям работы. Необходим выбор защитного интервала под конкретную топологию размещения передатчиков. Для обеспечения синхронной работы передатчиков одночастотной сети устанавливается метка времени исходя из результирующих временных задержек информационного сигнала. От вида и интенсивности помех, географических условий вещания зависит выбор шаблона распределенных в кадре несущих, вид модуляции скорость кодирования. Отсутствие возможностей выбирать оптимальные параметры в каждом из регионов приводит в совокупности к проблемам обеспечения необходимых запасов устойчивости работы сетей SFN, оцениваемых коэффициентом битовых ошибок, что может приводить к нарушению нормальной работы сетей (техническим остановкам и техническому браку) и недоиспользованию возможностей создаваемых сетей по скорости передачи информации.

Несколько лет назад рынок региональной телевизионный рекламы был не слишком интересен рекламодателю. Однако в последние годы ситуация изменилась к лучшему - появилась централизованная система продаж региональной телевизионной рекламы, кроме того, эфир федеральных каналов ныне забит под завязку. А вот рекламный потенциал регионов (в том числе региональных рекламных вставок в эфир федеральных каналов) выглядит весьма перспективным, особенно учитывая, что именно на развитие бизнеса в регионах направлены усилия многих серьезных компаний.

К сожалению, используемые сейчас в России технологии по вставке региональных рекламных блоков далеки от совершенства - реализация вставки ручная, в лучшем случае для включения регионального блока используется система анализа наличия логотипа телеканала. По разным причинам эти технологии не удовлетворяют современным требованиям и не устраивают тех рекламодателей, которые хотят приобрести инструмент контроля за выходом в эфир своих рекламных материалов и возможность получения отчетов от региональных операторов, а также возможность сбора статистики просмотра рекламы.

Решения, которые работают

Технологии, отвечающие всем этим требованиям, давно существуют и широко используются в Европе и США. Оборот рынка региональной вставки рекламы исчисляется миллиардами долларов. Кроме того, технологии автоматизированной вставки рекламы позволяют исключить перекрывание рекламными вставками фрагментов телефильмов, программ и новостных выпусков - практики, которая до сих пор имеет место быть в эфире многих региональных операторов. Однако переход к системам автоматизированных вставки рекламы в России затруднен в силу ряда причин, о которых будет сказано ниже.

Система реализации вставки регионального контента (региональный оператор по договоренности с каналом может вставлять не только рекламу, но и свои какие-либо программы) состоит из следующих основных компонентов:

Система формирования управляющей информации - по заданному расписанию (если разрешенные для замены интервалы времени четко заданы и неизменны) или по управляющему сигналу оператора прямого эфира (в случае, если на ТВ канале передаются ток-шоу и выход рекламного блока зависит от развивающихся в студии событий) формируются командные сигналы, которые будут обработаны оборудованием, установленным у регионального оператора. Физически может быть реализована как самим ТВ каналом, так и неким оператором рекламы, обслуживающий выход рекламы на нескольких ТВ каналах.
Канал передачи управляющей информации - в силу того, что территория России огромна, наиболее эффективным способом передачи управляющей информации одновременно всем региональным операторам является использование спутникового вещания. Использование наземных средств коммуникаций сопряжено с рядом трудностей: негарантированное время распространения управляющей информации, которая должна быть синхронизирована с основным сигналом с точностью до кадра (Интернет, VPN, модемная связь); дороговизна реализации для большого масштаба системы (выделенные каналы, радиорелейная сеть и т.п.).
Система врезки регионального контента - установленная у регионального оператора аппаратура, принимает управляющую информацию и обеспечивает врезку местного контента в основной сигнал ТВ канала. Врезка может осуществляться как в аналоговый сигнал, так и в цифровой (если у оператора развернуты DVB-C/T/H или IPTV сети). Аппаратура может обеспечивать врезку в несколько ТВ каналов.

Информацию, управляющую временем врезки региональных блоков можно передавать несколькими способами. Рассмотрим два из них: с использованием стандартов SCTE-104, SCTE-35 и SCTE-30 (для краткости назовем этот вариант «цифровым ») и с использованием VBI - Vertical Blanking Interval (интервала времени обратного хода луча, для краткости назовем его «аналоговым »).

При «цифровом » способе передачи управляющей информации используются дополнительный PID (назовем его DPI PID), который передается одновременно с основным ТВ сигналом в цифровом транспортном потоке, подымаемом на спутник. Этот PID формируется специализированными MPEG кодерами , которые кодируют сам ТВ канал. Кодер формирует DPI PID на основе стандарта SCTE-35, позволяющем четко идентифицировать каждую программу; каждое событие врезки; определить точное время начала и конца врезки; каждого оператора, для которого нужно выполнять врезку, а также обеспечить конфиденциальность и безопасность от несанкционированного использования (ведь не секрет, что для разного рода пиратов автоматически вырезать рекламу из эфира - голубая мечта). Сигнал для вставки управляющего DPI PIDа передается от системы автоматизации эфира по протоколу SCTE-104 (в примере на картинке преобразование сигналов от системы автоматизации в команды SCTE-104 эфира происходит в DPI-сервере). Данные команды могут быть интегрированы DPI-сервером в SDI-сигнал (стандарт SMPTE 2010) либо передаваться по TCP/IP протоколу непосредственно на кодер. Трафик, генерируемый управляющим DPI PIDом, имеет «всплески» только перед событием врезки и занимает незначительную полосу канала передачи.

На стороне регионального оператора спутниковые ресиверы передают спутниковый поток ТВ программ, содержащий управляющую информацию, на устройство цифровой врезки (сплайсер) . Второй вход сплайсера подключен к локальному серверу врезки , содержащему местные видеоролики или программы. Сплайсер , приняв управляющий сигнал (SCTE-35), содержащий время, а точнее сказать ID фрейма, начала врезки локального контента и продолжительность врезки, начинает «общаться» с сервером врезки по протоколу, описанном в стандарте SCTE-30. Данный протокол позволяет синхронизировать время начала вещания сервером врезки местного ролика/программы и момент переключения сплайсером с программы, вещаемой со спутника на местный ролик/программу, а также момент возврата к вещанию программы со спутника. Выходной цифровой сигнал со сплайсера (по ASI или по IP), содержащий программы с врезками, а так же программы, в которых врезка не производилась, подается в головную станцию регионального оператора. Далее этот сигнал может быть доставлен абонентам как в цифровом виде (DVB-C/T/H, IPTV), так и в аналоговом. В последнем случае потребуется применение декодеров сигнала из цифрового формата в аналоговый и последующая модуляция им ВЧ сигнала (для приема обычным телевизором).

При «аналоговом » способе технология передачи управляющей информации для врезки, основана на использовании интервала времени обратного хода луча (VBI - Vertical Blanking Interval). Специальным кодером телетекста в заданные строки обратного хода луча исходного изображения вставляется кодированная управляющая информация. Номера строк, на которых передается управляющая информация, в целях безопасности могут меняться.

Далее изображение кодируется MPEG кодером и вся информация из VBI выделяется в отдельные DVB таблицы, используемые для передачи телетекста и субтитров. На приемной стороне профессиональный спутниковый приемник способен самостоятельно обработать информацию из таблиц для телетекста или субтитров и вывести управляющий сигнал на врезку в виде GPI (General Purpose Interface), а проще говоря, замыкания контактов, которые могут использоваться как сигнал к началу вещания (в аналоговом виде) местного ролика/программы и переключения с аналогового выхода приемника на аналоговый выход видеосервера. Синхронизация переключения аналогового видеосигнала на сегодняшний день является достаточно тривиальной задачей. Соответственно, если региональный оператор осуществляет вещание в цифровом виде, то ему потребуется последующее кодирование результирующего аналогового сигнала, содержащего местную врезку.

Помимо перечисленных методов передачи управляющей информации можно еще отметить потенциальную возможность использования технологии watermarks («водяные знаки»), использование выделенных на изображении пикселов для кодирования управляющей информации, а также упомянутый выше способ, основанный на анализе наличия логотипа ТВ канала на изображении.

Проблемы

Российские операторы спутникового вещания негативно относятся к включению в формируемый ими цифровой поток дополнительной информации для управления региональной врезкой, несмотря на то, что дополнительный трафик минимален и имеет лишь короткие всплески. Связано это с экономией трафика и нежеланием вещателя передавать на спутник какую-либо дополнительной информацию, ведь на счету каждый байт. Получается, что формировать и обрабатывать управляющую информацию можно уже сегодня, но позиция, занятая вещателями, пока не внушает оптимизма. Это заставляет искать новые пути для передачи управляющего сигнала. Проведенные исследования перспектив передачи управляющего сигнала по наземным сетям показали, что, к сожалению, при их использовании часто возникают проблемы с синхронизацией - для аналогового вещания существуют жесткие требования к частоте смены кадров (24 кадра в секунду), в цифровом формате все еще сложнее. Кроме того - никто не даст гарантии, что эта технология будет принята участниками рынка.

Другой проблемой является то, что MPEG кодеры обычно располагаются на стороне спутникового оператора. ТВ программу он получает обычно в виде SDI-сигнала (некомпрессированный цифровой сигнал) и для того, чтобы владелец канала или рекламный оператор имели доступ к управлению кодером (на вставку управляющей информации) необходимо помимо дополнительного физического канала связи со спутниковым оператором еще и договоренность, что спутниковый оператор такой доступ предоставит (в частности, обеспечить передачу SCTE-104 на кодеры).

*** ПРИМЕЧАНИЕ : данная статья была написана когда реализаций передачи SCTE-35 в России не было. По состоянию на 2014 год, указанную сигнализацию можно найти в спутниковых потоках каналов Рен-ТВ, СТС, Перец, Домашний.

Европейцы смогли договориться

В Европе передача управляющих сигналов с использованием VBI и SCTE-35 широко используется, налажен диалог между владельцами каналов, спутниковыми и кабельными операторами, рекламораспространителями. Рынок активно развивается. К примеру, голландская компания Mediachoice, с которой «Дейта Плюс» активно сотрудничает в плане разработки технологической базы, является оператором вставки региональной рекламы на большей части территории Евросоюза, это является основным направлением ее деятельности.

В Европе работа по вставке региональной рекламы в сетку вещания каналов производится по двум схемам: либо межнациональный рекламный оператор покупает время (таймслоты) для вставки рекламы непосредственно у владельца канала или у кабельного оператора и сам вставляет рекламу, локализованную под определенную территорию, сам занимается переговорами с рекламодателем, либо региональный оператор самостоятельно производит вставку рекламы, используя выделенное каналом время. Обе схемы вполне жизнеспособны в российских условиях.

Новые возможности для участников рынка

Главное преимущество при использовании технологий автоматизированной вставки рекламы получаемое рекламодателем - возможность получения отчетов о выходе его рекламы в эфир. Также, благодаря автоматизации, сводится на нет влияние человеческого фактора - ведь в используемой сегодня схеме необходимо участие человека, который должен вовремя нажать на кнопку, чтобы запустить местный ролик/программу - а в телевещании все решают миллисекунды. Но даже это не главная проблема: человек, нажимающий кнопку, в своих отчетах может указать, что он ее нажимал, а на самом деле этого могло и не быть. Автоматизированная система же предоставит полный отчет о том, что, как долго и когда было показано, а если и не было показано, то по каким причинам - вот как раз за это рекламодатель и готов платить деньги рекламному или региональному оператору.

Владелец ТВ канала будет уверен, что его программы будут просмотрены и что региональный оператор не выйдет за рамки выделенных ему для врезки интервалов времени вещания.

Спутниковый оператор тоже в накладе может не остаться - за предоставление возможности передавать управляющую информацию он может взимать некую плату.

Есть ли компромисс, который устроит всех?

Резюмируя, можно говорить о том, что рынок вставки региональной рекламы в России имеет большой потенциал, но, увы, пока не может реализовать все возможности, предлагаемые автоматизированными системами вставки рекламы - несмотря на то, что преимущества для всех участников рынка очевидны. Рынок нуждается в организации диалога и проведении специализированных форумов, участвовать в которых должны как распространители рекламного контента, так и рекламодатели, заинтересованные в размещении своей рекламной информации в региональных сетях вещания, и федеральные вещатели, от которых зависит главное - как будет решен вопрос о передачи управляющей информации.

Ключевые слова

СТАНДАРТ DVB-T2 / МУЛЬТИПЛЕКС / ФЕДЕРАЛЬНАЯ ЦЕЛЕВАЯ ПРОГРАММА / РЕГИОНАЛЬНЫЙ КОНТЕНТ / МАГИСТРАЛЬНАЯ СЕТЬ / РЕГИОНАЛЬНАЯ СЕТЬ / РЕПЛЕЙСЕР / СЕТЬ SFN / СИНХРОНИЗАЦИЯ / ЗАЩИТНЫЙ ИНТЕРВАЛ / МОДУЛЯЦИЯ / КОДИРОВАНИЕ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы - Карякин Владимир Леонидович, Карякин Дмитрий Владимирович, Морозова Людмила Александровна

Представлен анализ методов организации вещания Первого мультиплекса в стандарте DVB-T2 со вставкой регионального контента в различных вариантах построения одночастотных сетей SFN цифрового наземного вещания Российской Федерации. Отмечаются проблемы импортозамещения технологии распределенной модификации программ с использованием реплейсера , поскольку компания Enensys Technologies владеет Российским патентом на способ вещания DVB-T2 со вставкой регионального контента и устройство, используемое в этом способе. Недостатком применяемых в РФ технических решений по реализации задачи доставки региональной версии Первого мультиплекса является необходимость вещания совмещенных потоков T2-MI в различных регионах с едиными параметрами, устанавливаемыми в федеральном центре мультиплексирования (ФЦФМ). Единые параметры, устанавливаемые в ФЦФМ, приводят к ряду проблем, связанных с различными условиями вещания по территориальному расположению передатчиков, по виду и интенсивности воздействия помех, а также благодаря различным климатическим и географическим условиям вещания на территории РФ. Стандарт вещания DVB-T2 позволяет обеспечить широкий выбор параметров создаваемых сетей SFN для их адаптации к условиям работы. Необходим выбор защитного интервала под конкретную топологию размещения передатчиков. Для обеспечения синхронной работы передатчиков одночастотной сети устанавливается метка времени исходя из результирующих временных задержек информационного сигнала. От вида и интенсивности помех, географических условий вещания зависит выбор шаблона распределенных в кадре несущих, вид модуляции скорость кодирования . Отсутствие возможностей выбирать оптимальные параметры в каждом из регионов приводит в совокупности к проблемам обеспечения необходимых запасов устойчивости работы сетей SFN , оцениваемых коэффициентом битовых ошибок, что может приводить к нарушению нормальной работы сетей (техническим остановкам и техническому браку) и недоиспользованию возможностей создаваемых сетей по скорости передачи информации.

Текст научной работы на тему «Методы ТВ вещания в стандарте DVB-T2 со вставкой регионального контента»

МЕТОДЫ ТВ ВЕЩАНИЯ В СТАНДАРТЕ DVB-T2 СО ВСТАВКОЙ РЕГИОНАЛЬНОГО КОНТЕНТА

Карякин Владимир Леонидович,

д.т.н., профессор кафедры "Радиосвязи, радиовещания и телевидения" Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики (ПГУТИ), Самара, Россия, [email protected]

Карякин Дмитрий Владимирович,

к.т.н., старший системный инженер Российского представительства Juniper Networks, Москва, Россия, [email protected]

Морозова Людмила Александровна,

к.т.н, доцент кафедры экономики и организации производства ПГУТИ, Самара, Россия, [email protected]

Ключевые слова: стандарт DVB-T2, мультиплекс, федеральная целевая программа, региональный контент, магистральная сеть, региональная сеть, реплейсер, сеть SFN, синхронизация, защитный интервал, модуляция, кодирование.

Для цитирования:

Карякин В.Л., Карякин Д.В., Морозова Л.А. Методы ТВ вещания в стандарте DVB-T2 со вставкой регионального контента // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2016. - Том 10. - №4. - С. 41-46.

Karyakin V.L., Karyakin D.V., Morozova L.A. Methods of TV broadcasting in the standard DVB-T2 with inserts regional content. T-Comm. 2016. Vol. 10. No.4, рр. 41-46. (in Russian)

1 Введение

Сеть цифрового наземного телерадиовещания Российской Федерации в стандарте DVB-T2 предназначена для охвата населения Российской Федерации цифровым вешанием пакета телсради о программ первого мультиплекса в соответствии с Федеральной целевой программой .

Перечень и порядок следования телерадиопрограмм, входящих в состав первого мультиплекса определен Указом Президента Российской Федерации , При этом обязательные общедоступные ТВ программы, входящие в состав первого мультиплекса, в каждом из регионов подлежат модификации в соответствии с требованиями вещательных организаций.

Вопрос выбора архитектуры распределительной сети цифрового вещания имеет особо важное значение, так как от выбора варианта этой архитектуры напрямую зависит и схема построения одночастотных сетей SFN (Single Frequency Network) цифрового вещания в каждом из регионов, качество и стоимость услуг связи, оказываемых ФГУ11 «Российская телевизионная и радиовещательная сеть» (РТРС) вещателям.

Одним из важных критериев качества услуг связи является вероятность технического брака и технических остановок, т.е. вероятность нарушений нормальной работы сети цифрового телевизионного вещания. Необходимым условием высокого качества услуг цифрового радиотелевизионного вешания является обеспечение определённого запаса устойчивости сетей SFN по числу битовых ошибок при приеме программ Первого мультиплекса в зоне обслуживания .

В отличие от DVB-T стандарт вещания DVB-T2 обладает большей гибкостью создаваемых одночастотных сетей SFN и имеет в своем составе ряд особенностей, позволяющих более эффективно осуществлять региональную модификацию телерадиопрограмм, особенно при использовании спутниковой доставки сигналов до передающих станций.

Целью настоящей работы является анализ методов организации вещания Первого мультиплекса в стандарте DVB-T2 си вставкой регионального контента в различных вариантах построения сети цифрового наземного вещания Российской Федерации.

Сеть цифрового наземного вешания Российской Федерации состоит из 82 региональных сетей, в центре каждой из которых расположен региональный центр формирования мультиплексов (РЦФМ).

Федеральная версия первого мультиплекса и ее временные дубли для обеспечения вещания в 5 вещательных зонах Российской Федерации Л, Б, В, Г и М должна доставляться до всех РЦФМ по спутниковым линиям связи. Передача сигнала Первого мультиплекса по спутниковым линиям связи производится в зашифрованном виде.

Для сравнения различных вариантов построения сети принято, что в каждом регионе, за исключением Москвы, Московской области, Сапкг-Петербурга и Ленинградской области, будут модифицироваться три телерадиоканала: «Россия 1», «Радио России» и «Россия 24» ,

2. Состав системы программного замещения сети

цифрового эфирного телерадиовещания Российской

Федерации стандарта DVB-T2

Система программного замещения сети цифрового эфирного телерадиовещания стандарта DVB-T2 имеет структуру.

состоящую из федерального комплекса программного замещения (ФКПЗ) и регионального комплекса программного замещения (РКПЗ).

В состав ФКПЗ (рис. 1) входит не только оборудование федерального центра формирования мультиплексов (ФЦФМ), но и часть оборудования федеральных вещательных компаний, в частности, оборудование аппаратно-студийного комплекса (АСК), в котором осуществляется генерации управляющих ейгнапов для системы замещения.

дек ■ у л-* ФЦФМ

; f Каналы \ доставки)

Федеральный вещатель 1 i Федеральный вещатель 2 \ Федеральный вещатель N:

Рис. I. Схема федерального комплекса ирограммного замещения

В состав регионального комплекса программного замещения входит оборудование регионального цен-фа формирования мультиплекса РЦФМ и оборудование АСК региональных вещательных компаний. Кроме того, в состав РКПЗ может входить дополнительное оборудование , размещенное непосредственно на радиотелевизионных передающих станциях (РТПС) данного региона, в частности, оборудование вставки регионального контента - реплейсер (рис. 2).

АСК ц РЦФМ

Г Каналы \

Региональный вещатель i | fc-нИ дмтввки)

: Региональный вешатепь 2

| Репин «альный вещатель NÎ

Рис. 2. Схема регионального комплекса программного замещения

3. Схемы построения сети цифрового наземного эфирного вещания

Обобщенная схема сети распространения первого мультиплекса приведена на рис. 3.

Здесь введены следующие сокращения: ФЦФМ - федеральный центр формирования мультиплекса; РЦФМ - региональный ценгр формирования мультиплекса; ФАСК -федеральный аппаратно-студийпый комплекс; PACK -региональный аппаратно-студийный комплекс; ФНМС -федеральная наземная магистральная сеть; РНРС - региональная наземная распределительная сеть; ПЗССС - периферийная земная станция спутниковой связи; ПдУ DVB-S2 -передающее устройство стандарта DVB-S2; ПдУ DVB-T2 -передающее устройство стандарта DVB-T2; ПрУ - приемное устройство стандарта DVB-T2.

Ниже рассмотрены различные варианты формирования региональной версии Первого мультиплекса телерадиовещания и проведен сравнительный анализ этих вариантов с точки зрения технических и финансовых ресурсов, которые потребует реализация каждого из них.

T-Comm Том 10. #4-2016

Т-Сотт Том 10. #4-2016

Использование данного варианта не было предусмотрено системными проектами на сеть цифрового наземного вещания a peí ионах Российской Федерации, однако, в настоящее время рекомендовано }