Долгое время передача телевизионного сигнала была сферой деятельности операторов кабельного, спутникового и эфирного телевидения. Эти компании развивались по своим законам, и бурные события последних лет, происходившие в телекоммуникационной отрасли, практически не касались телевидения и средств доставки телевизионного сигнала до абонента. Но сейчас ситуация меняется.

Жизнь современных операторов связи можно представить фразой из молодежного лексикона: "Как в сказке – чем дальше, тем страшней". Причем несладко живется практически всем – и операторам традиционной телефонии, у которых бурно развивающиеся сотовые и IP-операторы "уводят" трафик, а значит, и доходы, и самим провайдерам сотовой и IP-связи, радость жизни которым омрачает жесточайшая конкуренция со стороны коллег по цеху.

При этом большой парадокс состоит в том, что из-за сильного падения тарифов на голосовую связь за последние десять лет, вызванного демонополизацией рынков связи в передовых странах, бурным развитием технологий широкополосных сетей, появлением и развитием IP-телефонии, телекоммуникационный рынок в целом потерял очень много: далеко не все из тех денег, которые новоиспеченные конкуренты отобрали у классических операторов, они смогли заработать. Развитие телекоммуникаций вплотную приближается к точке минимизации стоимости базовых услуг (просто передачи трафика) и соответственно минимизации прибыли операторов от этой доли бизнеса.

Таким образом, встает вопрос о том, каким образом можно повысить доходы игроков телекоммуникационной отрасли, при том что стоимость одной минуты телефонного разговора и одного мегабайта переданного трафика неуклонно стремится к нулю. Как повысить доходность с каждого абонента, тот самый пресловутый ARPU? Выход из сложившейся ситуации, по большому счету, один – это введение новых услуг, которые были бы интересны пользователю и за которые он мог бы платить дополнительные деньги. Абстрактные мегабайты веб-трафика и электронной почты уже не так интересны для пользователей и не так доходны для операторов.

Вот здесь-то и возникла идея предоставлять видеоуслуги в сетях широкополосного доступа. Собственно, эти самые видеоуслуги можно условно разделить на три больших подвида: услуги трансляции телеканалов, видео по требованию и видеоконференцсвязи.

С видеоконференциями все более или менее очевидно. Перевод систем видеоконференций из сетей с коммутацией каналов (ISDN) в сети IP произошел безболезненно и незаметно. Самым главным результатом этого перевода стало то, что системы видеоконференцсвязи стали доступнее и, если угодно, "ближе к народу". Можно предположить, что и это не конечная точка развития и активное внедрение систем IP-телефонии на базе протокола SIP модифицирует видеоконференцсвязь так, что она наконец-то станет а) персональной и б) массовой. Уже сейчас персональный SIP-видеотелефон со встроенным цветным экраном и видеокамерой можно купить за три-четыре сотни долларов. Традиционные системы видеоконференций останутся в прошлом. Уж больно нелепой в нынешнее время кажется схема работы, когда для проведения сеанса видеоконференцсвязи все участники должны собраться в каком-то отдельном помещении и дружно смотреть на один видеоэкран. Однако это тема отдельной статьи, а мы вернемся к таким видеоприложениям, как вещание телеканалов в IP-сетях и организация услуг "видео по требованию".

Готовы ли IP-технологии к передаче видео?
IP-сети у большинства рядовых пользователей ассоциируются с интернетом и очень популярной некогда интерпретацией аббревиатуры WWW – World Wide Web. Какое уж тут, казалось бы, видео? Однако так же, как современные услуги IP-телефонии выросли из бесплатных софтфонов, едва-едва работающих в интернете (некоторые могут помнить активно использовавшиеся на заре пакетной телефонии приложения CoolTalk, NetMeeting, Net2Phone), так и видеоуслуги – Video over IP – прошли свой путь становления.

Главное, что позволяет уже сейчас разворачивать работающие сети видеосервисов, – это развитые технологии построения мультисервисных IP-сетей. Благодаря поддержке в сети Multicast и IGMP версии 2 можно значительно сократить нагрузку на ядро сети, создаваемую видеоуслугами, за счет многоадресной рассылки сигнала. В этом случае, даже если у какого-то отдельного телеканала большое количество зрителей, его поток в ядре сети существует в единственном экземпляре.

Кроме того, мы видим интенсивное развитие и внедрение сетей широкополосного IP-доступа, например xDSL, которые даже в виде устаревшего ADSL позволяют организовать до абонента канал достаточной полосы пропускания для того, чтобы предоставить ему доступ к высококачественному телевидению. А ведь сегодня уже в массовом порядке строятся сети VDSL и ADSL 2+, которые в сторону абонента поддерживают скорости передачи по телефонным медным проводам до 25, а то и до 50 Мбит/с. При такой пропускной способности есть возможность передавать несколько видеопотоков вещательного качества или предоставлять контент в формате HDTV (High Definition TV). В случае же использования сети Metro Ethernet абонент имеет возможность получить "полновесные" 100 Мбит/с, которых хватит на трансляцию нескольких потоков HDTV, высокоскоростную работу в интернете и большое количество одновременных телефонных разговоров.

Другое направление прогресса – развитие систем цифрового кодирования видеосигнала. Индустрия ожидает принятия стандарта MPEG4, который по сравнению с MPEG2 позволит вдвое-втрое сократить требуемую полосу пропускания. Впрочем, развитие и практическое внедрение новых технологий передачи данных идет столь интенсивно, что к тому моменту, когда MPEG4 будет-таки принят как стандарт, сети вполне будут справляться и с многопотоковым MPEG2-вещанием. Они уже решают эту задачу весьма и весьма успешно.

Надо отметить, что если еще несколько лет назад миры телевещания и телекоммуникаций практически не пересекались и на стыке их работали лишь некоторые энтузиасты, то сейчас динамичность развития телекоммуникаций привела к высокой степени конвергенции этих двух отраслей. На рынок передачи вещания пришли производители телекоммуникационного оборудования – Alcatel, Cisco, а разработчики систем телевещания, такие как Tandberg Television, Minerva, Harmonic, в свою очередь, стали изготавливать оборудование и программные комплексы для работы в IP-сетях. Крупнейшие интеграторы, скажем Siemens, анонсировали свои решения в области IP.

Причем ввиду того что IP-вещание – это технология, построенная на синтезе двух различных отраслей, первопроходцы рынка для разработки решений вынуждены были пользоваться уже принятыми отраслевыми стандартами. Разработка внутрифирменных протоколов потребовала бы их поддержки на слишком многих этапах и слишком большим количеством участников рынка. Таким образом, компоненты сети IP-вещания можно построить на оборудовании и программном обеспечении разных производителей.

А вот о том, как строится подобная сеть и из каких компонентов она состоит, мы сейчас и поговорим.

В прямом эфире
Самое простое приложение, которое приходит на ум в контексте IP-вещания, – это ретрансляция телеканалов, принятых со спутника или из эфира, к абоненту, подключенному к оператору по IP. Технологически организация подобной услуги не представляет сложности, и ее разбить можно на несколько этапов. Для начала сигнал нужно принять спутниковым или эфирным приемником (в качестве последнего может выступать VHS-видеомагнитофон высокого класса). Если этот сигнал зашифрован системой условного кодирования, то его необходимо раскодировать, иначе говоря, дескремблировать.

Цифровой ресивер, принимающий сигнал со спутника, обычно имеет цифровой интерфейс DVB ASI, сами телепрограммы вещаются в MPEG2, а для ретрансляции сигнала в IP-сеть необходимо MPEG2 просто "перезавернуть" из DVB в IP. Эту операцию выполняет стример, который демультиплексирует многопрограммный поток MPEG2 MPTS на однопрограммные потоки SPTS и каждому такому потоку присваивает отдельный Multicast-адрес. Эта операция довольно тривиальна, поскольку фактически представляет собой только смену транспортной "обертки" для MPEG-потока.

Для IP-трансляции аналогового сигнала используется дополнительный кодер, преобразующий аналоговый видеосигнал в DVB ASI в формате MPEG2.

Ну и, конечно же, трансляции совершенно необходимо защитить от несанкционированного просмотра. Эту задачу выполняет система условного доступа (Conditional Access System, CAS), которая шифрует ТВ-программы и обеспечивает их раскодирование на стороне абонента, если ему разрешен просмотр этой программы. Чтобы понять, что это такое, достаточно вспомнить карточки НТВ+. Похожие системы используются и в IP-вещании. Работают они по разным принципам, и сравнению различных систем кодирования можно посвятить целую статью, и даже не одну. Наиболее хорошо известны и представлены на российском рынке системы NDS и Irdeto Access.

Можно отметить, что подобный комплекс под названием IP Headend в значительной степени состоит из тех же компонентов, что и головная станция классического кабельного оператора. Различаются же они конечным мультиплексором. Спутниковые антенны и приемники, кодеры и декодеры сигнала – все это то же самое оборудование, которое использует в своей работе любая компания, занимающаяся трансляцией ТВ-сигнала по коаксиальным кабельным сетям. И производители оборудования здесь практически те же – Tandberg Television, Harmonic, Scopus, Optibase, Minerva.

"Мы хотим сегодня, мы хотим сейчас"
Другая значительная область видеуслуг, которая в случае использования IP расцвечивается новыми красками, – это услуги по запросу. Если трансляция платных каналов – привычное дело и есть масса возможностей получить подобные услуги от кабельных операторов, операторов спутникового ТВ или MMDS, то видео по запросу и музыка по запросу – это те услуги, которых не предоставляет обычное эфирное телевидение и которые крайне редко предлагают кабельные и спутниковые операторы.

Сложности организации подобных услуг в классических сетях понятны и известны – это сложности организации обратного канала связи. Причем если в кабельных сетях данная проблема худо-бедно решается, то в спутниковых и эфирных сетях организация обратного канала – задача непростая, дорогая и часто реализуемая не совсем очевидными обходными путями (по телефону, через интернет, с помощью SMS). Даже кабельным сетям с существующим обратным каналом необходима модернизация – установка шлюзов между серверами видео по запросу и головной станцией. Да и видео по требованию получается не совсем то, которое хотелось бы иметь. Абоненту придется настроиться на отдельный канал и дождаться начала трансляции фильма. Это не совсем видео по требованию. Это называется Near Video on Demand, "почти видео по требованию", и более похоже на поход в кинотеатр. А надо бы, чтоб было похоже на видеопрокат.

В IP-сетях обратный канал есть с самого момента их появления. Его не нужно организовывать отдельно и для этого не требуется специальное оборудование. Все, что для этого необходимо, это установить в сети сервер видео по запросу (VoD) и предоставить пользователю возможность с ним взаимодействовать, заказывать фильмы и обеспечить тарификацию. Кроме того, IP-сети позволяют строить распределенные VoD-сети. Нет никакого смысла пропускать весь трафик видео по требованию через ядро сети, ведь можно вынести серверы как можно ближе к пользователю, скажем, в дома и таким образом снизить общую нагрузку на сеть.

Среди производителей серверов VoD в России наиболее известны такие компании, как Kasenna, N-Cube, BitBand.

Новые возможности
Однако наибольший интерес представляют те возможности IP-вещания, которые в принципе не реализуемы в классических вещательных системах. И этих возможностей великое множество.

Абсолютное большинство серверов видео по запросу помимо собственно предоставления материалов по запросу еще позволяют осуществлять и запись multicast-каналов. В результате становится возможной организация таких услуг, как Timeshifted TV – постановка телеканала на "паузу" с возможностью продолжения его просмотра по прошествии какого-то времени или Personal Video Recorder – функций записи телепрограмм по расписанию. Скажем, во время спортивного матча у телезрителя возникает необходимость отлучиться от телеэкрана. И как обидно по возвращении узнать, что пропустил гол или какой-то интересный момент! Вот тут-то и могут пригодиться подобные услуги. Однако реализуются они путем добавления в абонентское устройство дополнительного компонента – жесткого диска, что приводит к значительному удорожанию абонентской части. В случае же использования Video over IP услуга полностью обеспечивается на стороне оператора и обновления абонентской части не требуется.

А как насчет работы с электронной почтой на экране телевизора? Или построения различных информационных сервисов – справочников, локальных новостных лент, курсов валют. Все это становится возможным благодаря IP-технологиям точно так же, как стало возможным в самой большой IP-сети – интернете.

А как же этим управлять?
Предположим, что у нас есть видеосервер и сотня фильмов на нем, есть вещаемые в сети телеканалы. Прекрасно, но как все это превратить в услугу, которую можно продавать пользователю? Как организовать взаимодействие пользователя с системой, чтобы он мог выбирать фильмы для просмотра, изучая электронную программу телепередач (EPG), а самое главное – как развернуть эти замечательные новые услуги? Для решения такой задачи существует отдельный класс программного обеспечения, называемый middleware. Наиболее близко и адекватно это понятие можно перевести, пожалуй, как система обслуживания абонентов.

Основное предназначение подобных решений становится ясно из названия. Middleware – это программная прослойка между конечными потребителями услуг, администраторами комплекса и техническими средствами. Графический интерфейс пользователя позволяет выбирать фильмы для просмотра, заказывать услуги Personal Video Recording, ставить телеканалы на "паузу" и обеспечивает взаимодействие с системами условного доступа, видеосерверами и прочими компонентами системы для того, чтобы заказанные пользователем услуги стали доступны. Естественно, эти же системы предоставляют интерфейс администратора, посредством которого происходит управление комплексом, формируются пакеты каналов, описываются фильмы, доступные для просмотра по запросу, прикрепляются к этим фильмам фрагменты для предварительного просмотра и т.п. И, наконец, самое главное, middleware интегрирован с биллинговой системой оператора, что позволяет производить тарификацию услуг.

Таким образом, именно система обслуживания абонентов превращает груды железа и мегабайты видеотрафика в коммерческую услугу. Долгое время в списке подобных решений нельзя было найти российских разработок, но сейчас в одном ряду с продуктами Orca, Minerva, Alcatel, Myrio и других компаний появился и российский middleware, разработка компании CTI – IPSoft iVision.

Абонентская сторона
Итак, с тем, что необходимо сделать и построить оператору связи, чтобы предоставить клиентам услуги видео поверх собственной IP-сети, мы разобрались. А что же нужно поставить у абонента для того, чтобы он мог подобные услуги потреблять?

Помимо IP-канала с достаточной полосой пропускания – а это порядка 5 Мбит/с – при предоставлении абоненту видеоконтента необходимого качества нужна приставка, IP Set Top Box (IP-STB) – абонентское устройство, имеющее вход Ethernet 100BaseT и ТВ-выход. Внешне она очень похожа на декодеры, используемые спутниковыми и кабельными операторами, разве что размером заметно меньше.

IP-STB представляет собой маленький, но вполне функциональный компьютер, работающий под управлением операционной системы Linux или Windows CE, на котором запущен веб-браузер, обычно с возможностью выполнения Java-кода.

Все взаимодействие с системой осуществляется по протоколу HTTP или HTTPS, и поэтому можно сказать, что система обслуживания абонентов является веб-приложением с интерфейсом на языках HTML, Java или Macromedia Flash, оптимизированным для просмотра на экране телевизора. Подобная формулировка позволяет лучше понять, почему мы говорим об IP-вещании как о технологии с огромными возможностями. Оператор может модифицировать систему так, чтобы добавить в нее возможность интерактивных услуг – чатов, форумов, различных голосований. В конце концов, это всего лишь веб-приложение.

В мире насчитывается свыше двух десятков производителей IP-STB. Из наиболее известных в России можно отметить устройства AmiNET производства компании Amino. Кроме того, встречаются абонентские приставки Kreatel, i3micro, Pace и некоторые другие.

Именно IP-STB в последнее время представляют собой передовую в борьбе за пользователя. Производители и крупные операторы понимают, что только дешевое абонентское устройство может сделать этот рынок массовым. Цены на IP-STB за последний год снизились до пары сотен долларов, при этом значительно увеличилась их функциональность. Некоторые модели оснащаются Ethernet-коммутаторами, совмещают в себе функции IP-телефонного шлюза и могут одновременно декодировать два потока MPEG2, то есть показывать на разных телевизорах разные каналы.

Попутные сложности
Конечно же, стоит учесть, что внедрение услуг Video over IP должно сопровождаться модернизацией сети передачи данных оператора. Это похоже на историю с обеспечением качества IP-телефонии, только в определенных смыслах сложнее. Ведь выпадение нескольких голосовых пакетов в разговоре выльется в паузу длительностью в доли секунды. А вот потеря того же количества видеопакетов вызовет "рассыпание" изображения на экране. Оператору нужно не только реализовать достаточную полосу пропускания, но еще и внедрить механизмы обеспечения качества сервиса, приоритизацию трафика по его типу.

Однако самые большие сложности лежат в области бизнес-моделей. Занимаясь телевидением, телекоммуникационные операторы вторгаются на совершенно новую для себя территорию, и здесь необходимо понять самое главное – то, что ключом к успеху в этом бизнесе является контент. Уходя от продажи мегабайтов, операторы приходят к продаже телепередач и кинофильмов, и у них появляются совершенно новые конкуренты – видеопрокаты, вездесущие пираты и, наконец, федеральные телеканалы.

Но если с пиратами и салонами видеопроката все более или менее понятно, то почему же каналы? Дело в том, что в России по сравнению с другими странами очень хорошее телевидение. Наши телеканалы делают хорошие передачи, снимают хорошие документальные фильмы, показывают хорошие голливудские фильмы. И все это совершенно бесплатно. Мало где в мире по бесплатному телевидению показывают блокбастеры вроде "Терминатора" или "Титаника", как это делается в нашей стране. На этом фоне платному телевидению чрезвычайно тяжело развиваться. Большинству зрителей достаточно тех каналов, которые он может смотреть бесплатно, и платить деньги за возможность переключаться между сотнями каналов, которые он почти наверняка не будет смотреть, им не очень-то хочется.

Именно поэтому, на мой взгляд, большая часть проектов платного телевидения в России находится на грани или за гранью убыточности. Выход для тех, кто решает вступить на поле IP-вещания, – в правильном совмещении и пакетировании традиционных и новых услуг.

До новых встреч
Завершая статью, хотелось бы отметить, что если еще пару лет назад рассуждения о подобных "чудесах" IP-коммуникаций велись в нашей стране только теоретически, то сейчас уже несколько коммерческих проектов находится в стадии разработки, что лишний раз доказывает: это не очередная лабораторная игрушка для инженеров-энтузиастов, а достаточно зрелая технология.

Возможности организации услуг для пользователей на экране телевизора, предоставляемые IP-технологиями, впечатляющи, и по моим предположениям, именно в 2005 году IP-видеовещание заявит о себе в полный голос, а "Сетевой", надеюсь, будет следить за развитием этого нового для России направления IP-коммуникаций.