Авторы статьи "Гудбай, ТВ! или Полет мечты к телевидению будущего" А. Голышко и В. Шуб успешно "похоронили" телевидение и заменили в известной фразе телевидение на ШПД. Вернее, не телевидение вообще, а эфирный способ доставки видеоконтента до потребителя.
Цель статьи прозрачна – обосновать возможность отъема частотного ресурса у эфирного телевещания в пользу операторов широкополосного доступа. Аргументы: мы лучше знаем, что нужно потребителю и как дальше развиваться телевидению.
Для того чтобы доказать, что доставка телевидения до зрителя традиционными способами умерла и обязательно должна быть заменена на доставку с помощью ШПД, авторы пускаются в длительные рассуждения и анализ будущих путей развития ТВ, скромно не рассматривая невыгодные для себя моменты и иногда вольно обращаясь с фактами.
Авторы сделали ряд "открытий": например, что у эфирного телевидения нет будущего, что оно обязательно будет заменено на ШПД, что эффективность использования спектра для трансляции телевидения в сетях подвижной связи значительно выше, чем в цифровом эфирном вещании (ЦЭТВ) и т.д. Правда, под эффективностью понимается лишь возможность "максимально оперативно вернуть вложенные инвестиции". Разумеется, если лишить потребителей возможности пользоваться бесплатной эфирной доставкой видеоконтента, а заставить их платить за нее, то подобная оценка эффективности использования спектра неудивительна.
Международное регулирование использования спектра
Авторы весьма вольно трактуют результаты прошедшей Всемирной конференции радиосвязи (ВКР-15), утверждая, что на ВКР решено конвертировать второй "цифровой дивиденд" (694–790 МГц), т.е. заменить телевизионное вещание подвижной связью, что занятый эфирным ТВ-вещанием диапазон UHF (470–694 MГц) рекомендовано применять для общего покрытия сотовой связью и М2М и что самая серьезная часть решений ВКР-15 – это предлагаемый рефарминг диапазона 470–694 MГц.
Это прямое введение в заблуждение читателей, не знакомых с резолюциями ВКР-15. На самом деле в резолюциях этой конференции нет ни слова ни о рефарминге полосы 470–694 МГц, ни о каких-либо рекомендациях по использованию данной полосы подвижной связью в Регионе 1. Наоборот, есть подтверждение, что "полоса частот 470–862 МГц является согласованной полосой, которая используется для обеспечения наземных телевизионных радиовещательных служб во всемирном масштабе" (Резолюция СОМ 4/6 (ВКР-15)).
ВКР-15 рекомендовала только "рассмотреть использование спектра существующими службами и исследовать их потребности в спектре в пределах полосы частот 470–960 МГц в Регионе 1" и результаты исследований рассмотреть на ВКР-23 (Резолюции СОМ 4/6 (ВКР-15) и COM 6/2 (ВКР-15)).
Так что ВКР-15, вернее ВКР-12 (Резолюция COM 5/10 (ВКР-12)), распределив полосу 694–790 МГц подвижной службе в Регионе 1 наряду с существующим распределением для вещательной службы (телевидение), вовсе не принимала решение о замене одной службы на другую (рефарминге), как хотят представить авторы статьи, а просто разрешила по усмотрению администраций использовать в этой полосе частот IMT при соблюдении определенных условий, прежде всего по защите телевизионного вещания в тех странах, в которых остается работать телевидение.
Пользуясь выражением авторов, можно сказать, что, пожалуй, самая серьезная часть решений ВКР-2015 – это отказ рассматривать возможность распределения в Регионе 1 подвижной службе полосы 470–694 МГц, хотя повестка дня ВКР-15 (пункт 1.1) такое рассмотрение предусматривала. Вопрос отложен до 2023 г.
Ссылаясь на решение ВКР-15 (которого на самом деле нет), авторы пишут: "А для начала стоит конвертировать второй "цифровой дивиденд" (694–790 МГц)". Но, сказав "А", нужно говорить "Б". Что, операторы мобильной связи готовы потратить миллиарды, требующиеся для такой конвертации? Весьма сомнительно, особенно если учесть существующий опыт. Решение ГКРЧ от 8 сентября 2011 г., выделявшее полосу 791–862 МГц четырем операторам для развития сетей LTE, предусматривало "проведение операторами организационно-технических мероприятий по обеспечению возможности использования полос радиочастот 694–876 МГц или по их высвобождению, включая конверсию радиочастотного спектра". Частоты в этой полосе операторы получили, а на реальную конверсию (по оценкам концерна "Алмаз-Антей" – 64 млрд руб.) тратиться не захотели. А кто тогда должен нести эти расходы? Потребители?
О затратах, влияющих на эффективность использования спектра (даже в своей трактовке), авторы говорить не хотят.
Одностороннее вещание vs двусторонняя радиосвязь
Цифровое ТВ позволяет обеспечить высокое качество картинки при намного меньших вложениях в инфраструктуру в сравнении с конкурирующими технологиями наземной радиосвязи. В свете наметившегося в некоторых странах оттока пользователей из сетей платного вещания обратно к приему бесплатных программ наземного цифрового телевещания развитие этого наземного цифрового ТВ вызывает определенное беспокойство у операторов конкурирующих технологий связи – кабельного и спутникового ТВ, IPТV, ОТТ ТВ, а также в индустрии мобильной широкополосной связи. Операторы подвижной связи видят в наземном телевидении конкурента, ограничивающего возможности установления контроля над рынком мультимедийных услуг.
Цитируемая статья являет собой очередной пример работы в этом направлении. И хотя она носит полемический характер и претензий на серьезный анализ обсуждаемого вопроса в ней не просматривается, стоит остановиться на ряде спорных утверждений, которые являются скорее некими пожеланиями авторов, чем имеют отношение к объективному развитию технологий.
Вне зависимости от того, какие используются системы и стандарты, существуют два принципиально разных вида радиосвязи – одностороннее широковещание (односторонняя передача одного сигнала многим пользователям) и двусторонняя радиосвязь (двусторонняя или многосторонняя передача информации между двумя или более сторонами). В случае вещания требуемая пропускная способность канала не зависит от числа пользователей, все они могут получать общий сигнал. В случае двусторонней или многосторонней связи для организации каждого канала связи между любыми двумя сторонами необходимо задействовать отдельную часть общего ресурса полосы пропускания.
Поэтому в случае радиосвязи мы имеем систему с принципиальным ограничением количества активных абонентов: канал имеет конечную пропускную способность, а потребности абонентов ШПД возрастают как минимум пропорционально общему развитию техники и соответствующему совершенствованию технологий передачи. Следовательно, абоненты в сети связи по определению должны конкурировать друг с другом за возможность получения "в личное пользование" части полосы пропускания радиоканала. Поэтому, чтобы избежать перегрузки сети ШПД, число активных абонентов или качество получаемых ими услуг нужно как-то ограничивать, что чаще всего осуществляется экономическими методами – установлением достаточно высокой цены на услуги.
В отличие от систем ШПД телевизионное вещание (как и вещание вообще) не подвержено перегрузке сети и не нуждается в такой ограничительной политике. Вещание не требует наращивания инфраструктуры при росте числа абонентов в пределах уже достигнутой зоны охвата и способно работать без потери качества при любой "пиковой нагрузке", в том числе в чрезвычайных ситуациях – даже если все зрители включат все ТВ-приемники одновременно, сеть ТВ-вещания сохранит работоспособность и качество услуг.
Непонимание этого фундаментального различия технологий вещания и ШПД приводит авторов к целому ряду ошибочных заключений как в отношении эффективности использования частотного ресурса ТВ-вещанием, так и в отношении ниш, занимаемых технологиями вещания и технологиями связи, а также возможности замены вещания системами ШПД. Эта довольно распространенная ошибка обусловлена впечатлением от развития проводных систем ШПД, которые на сегодняшний день за счет всех сделанных более чем за 20 лет инвестиций действительно позволяют достигать впечатляющих скоростей передачи.
Однако следует учитывать, что системы беспроводной радиосвязи работают в условиях совместного использования общего для всех систем радиосвязи частотного спектра и сигналы различных абонентов являются источниками взаимных помех. Поэтому существуют достаточно жесткие ограничения на суммарную пропускную способность любой системы радиосвязи, обусловленные загруженностью спектра, текущим уровнем технологий и ограниченным по условиям окупаемости объемом инвестиций в развитие инфраструктуры. При этом с ростом пропускной способности затраты на дальнейшую модернизацию сети радиосвязи увеличиваются нелинейно, т.е. проблему в принципе нельзя решить только развитием сети за счет инвестиций разумного объема.
Поэтому попытка "пересадить" пользователей ТВ-вещания на беспроводной ШПД обречена – любые расчеты показывают, что доступный частотный ресурс недостаточен для решения этой задачи даже при относительно низкой типовой плотности населения, характерной для сельских районов, не говоря уже о городах. Прирезка 30–50 МГц для линии вниз мобильного ШПД за счет частот телевидения в полосе 694–790 МГц или даже распределение для мобильного ШПД всех частот ТВ-вещания здесь не поможет. Кроме того, стоимость инфраструктуры такой сети заведомо исключит возможность конкуренции с ТВ-вещанием по уровню цен даже в районах сверхнизкой плотности населения, где такая сеть могла бы теоретически предоставить необходимое качество услуг.
Можно долго рассуждать о привычках молодежи и ее приверженности интерактивным мультимедийным сервисам, но большая часть этих рассуждений основана на опыте того населения, у которого к настоящему времени хорошо развиты сети фиксированного ШПД, способствующие вырабатыванию таких привычек. Ведь типичную точку доступа Wi-Fi в домохозяйстве с радиусом обслуживания 10–15 м на конце проводной линии связи считать полноценным беспроводным ШПД все же не стоит. Не стоит и забывать о том, что помимо сверхширокополосных каналов связи любое интерактивное ТВ и любой мультимедийный сервис требуют на стороне оператора как минимум такой же по мощности инфраструктуры для формирования данных, что и на стороне пользователя для просмотра программ. При переводе основной массы абонентов на интерактивные платформы эту инфраструктуру придется пропорционально наращивать, и кто-то все это должен будет оплатить.
Может ли быть один сплошной ШПД?
Отдельно стоит остановиться на утверждениях авторов о якобы низкой спектральной эффективности ТВ-вещания. Спектральная эффективность одночастотных сетей цифрового ТВ-вещания системы DVB-T2 составляет 4–6 бит/с/Гц в зависимости от режима передачи, а спектральная эффективность LTE для макросот по прогнозам на 2020 г., согласно отчету МСЭ М.2078, составляет 2,25–3 бит/с/Гц. В пересчете на одного активного абонента спектральная эффективность цифрового ТВ-вещания при просмотре 100 абонентами каждого из четырех каналов высокой четкости в составе мультиплекса составит 100–150 бит/с/Гц на абонента и будет и дальше повышаться по мере роста числа зрителей. Для LTE, поскольку каждый абонент занимает часть пропускной способности радиоканала, при любом увеличении числа активных абонентов в зоне базовой станции спектральная эффективность теоретически составит те же самые 2,25–3 бит/с/Гц, а на практике будет постепенно снижаться из-за усложнения администрирования на всех уровнях системы. Этот несложный расчет хорошо иллюстрирует принципиальное различие систем вещания и беспроводного ШПД.
При этом теоретическое максимальное количество абонентов, которое может обслуживаться базовой станцией беспроводного ШПД при просмотре видео в стандарте высокой четкости с видеопотоком 8 Мбит/с ограничивается девятью абонентами при использовании оператором блока частот 10 МГц и трехсекторных антенн базовых станций. Соответственно, даже в случае увеличения в будущем общего объема спектра одного оператора связи для линии вниз, условно выделенного на данный вид услуг, до 100 МГц (что эквивалентно использованию всеми операторами подвижной связи полосы общей шириной около 700–800 МГц только для этих услуг*), базовая станция теоретически может обслужить не более 90 активных абонентов. Если принять среднюю плотность населения в сельской местности равной 200 человек на 1 кв. км и типовую зону охвата одной БС в сельской местности – 40 кв. км, в сетях трех операторов только 270 человек из 8 тыс. проживающих смогут получить нормальное обслуживание. И это весьма оптимистичная оценка, которая не учитывает целый ряд факторов, приводящих к дополнительному снижению скорости передачи данных в сетях подвижной связи при росте загруженности.
Нужно отметить, что понимание этих проблем есть, и в настоящее время мобильная индустрия делает определенные шаги в направлении внедрения технологий широковещания в сетях подвижной связи (LTE broadcast). Однако пока эта технология не слишком хорошо приживается на реальных сетях связи, недостаточно проработана и во многих отношениях уступает возможностям существующих систем наземного цифрового ТВ. Кроме того, развитие относительно низкомаржинальной (в условиях конкуренции с наземным, спутниковым и кабельным ТВ) услуги вещания в сетях LTE вынудит операторов задействовать значительные объемы ресурсов сетей и инфраструктуры. Практика показала, что это просто невыгодно операторам сотовой связи с коммерческой точки зрения. Поэтому конвергенция технологий вещания и связи объективно необходима.
Для передачи в сетях беспроводного ШПД (с использованием любых известных технологий) высококачественного видео для широких слоев населения даже в сельских районах необходимо построение сетей с намного более высокой плотностью маломощных базовых станций и соответствующей инфраструктурой опорной сети передачи данных. Из-за низкой платежеспособности сельского населения такие затраты не окупятся вообще никогда. В городах имеется больше инфраструктуры связи, но и плотность абонентов намного выше, поэтому перечисленные проблемы сохранятся, а также появятся дополнительные, например влияние застройки на условия радиосвязи.
Конечно, если можно было бы выделить подвижной связи, как шутливо говорят инженеры, "больше 2 ГГц спектра в диапазоне ниже 2 ГГц" и еще 10–15 ГГц сверху, экономически эффективно решить проблемы затрат энергии на излучение этих гигагерц с каждой базовой станции и ряд сопутствующих проблем, то замена систем телевидения и вообще всей связи подвижным ШПД могла бы стать возможной. Но на практике без революции в принципах и технологиях передачи данных по радиоканалам это произойти не может. Более того, при любом заданном уровне развития элементной базы и поколений технологий радиосвязи в целом фундаментальное соотношение сил между актуальными технологиями радиовещания и мобильного ШПД будет сохраняться.
Федеральная целевая программа по развитию телерадиовещания выполняет чрезвычайно важную функцию – она гарантирует общедоступный минимум услуг передачи высококачественного мультимедийного контента населению, стимулируя таким образом развитие других видов услуг (в том числе платных). Именно это конкурентное давление вызывает озабоченность развитием наземного цифрового ТВ со стороны операторов платного вещания, что выражается в попытках принизить его значимость.
Прогнозы и бритва Оккама
В конце второй части статьи авторы приводят потрясающий прогноз дальнейшего использования спектра, в котором весь спектр ("открытые для гражданских применений участки диапазона 450–4000 МГц") отдается мобильному ШПД (ничего не будет, будет один сплошной ШПД). Этот "прогноз" не учитывает особенностей ни международного, ни национального регулирования использования спектра. Для сведения авторов: в таблице распределения полос частот Российской Федерации в указанных полосах частот н е т "открытых для гражданских применений участков диапазона". Это полосы совместного использования РЭС гражданского и правительственного (военного, специального) назначения (категория СИ) и полосы использования РЭС только правительственного назначения (категория ПР). Это, в свою очередь, означает, что каждое частотное назначение проходит согласование с заинтересованными ведомствами. И если в данном месте на данной частоте согласовано использование РЭС с определенными техническими параметрами, имеющее линию передачи вниз (например ЦЭТВ), то далеко не факт, что будет также согласовано использование РЭС системы, включающей линии вверх (например IMT), где абонентский терминал как источник помехи может находиться в любой точке зоны покрытия сколь угодно близко от РЭС военного или специального назначения. Поэтому такое перекраивание использования спектра (конверсия) потребует миллиардов и миллиардов. А ради чего? И за чей счет?
Прогноз сделан якобы с использованием принципа бритвы Оккама. Более развернутая формулировка этого принципа гласит: "Не следует привлекать новые сущности без крайней необходимости". Отсюда вытекает: не следует привлекать подвижную связь (новую сущность) к выполнению несвойственной ей функции – эфирной трансляции телевидения, пытаясь вытеснить последнюю с рынка предоставления услуг. ЦЭТВ и так успешно выполняет свои функции и расширяет спектр и качество услуг, используя новые и перспективные технологии.
Ни в коем случае не следует насильственно ограничивать развитие каких бы то ни было систем связи, предоставляющих населению новые услуги, будь то телевидение в его традиционном понимании, ШПД или другие технологии, с тем чтобы потребитель имел возможность выбирать эти услуги по своему желанию. Наиболее эффективной системой связи будет система, использующая сильные стороны различных зарекомендовавших себя радиотехнологий. К ней и следует стремиться.
