Цифровое вещание с интеграцией услуг ( ISDB ; японский :統合デジタル放送サービス, Tōgō dejitaru hōsō sābisu ) — японский стандарт вещания для цифрового телевидения (DTV) и цифрового радио .
ISDB заменяет как аналоговую телевизионную систему NTSC-J , так и ранее использовавшуюся аналоговую систему HDTV MUSE Hi-vision в Японии. Улучшенная версия ISDB-T ( ISDB-T International ) вскоре заменит стандарты вещания NTSC , PAL-M и PAL-N в Южной Америке и на Филиппинах . Услуги цифрового наземного телевизионного вещания (DTTB) с использованием ISDB-T начались в Японии в декабре 2003 года, и с тех пор многие страны перешли на ISDB вместо других стандартов цифрового вещания.
В настоящее время разрабатывается более новая и «продвинутая» версия стандарта ISDB (которая в конечном итоге позволит вести наземное вещание в разрешении до 8K и мобильное вещание в разрешении 1080p через кодек VVC , включая HDR и HFR ). [1] [2] [3]
ISDB поддерживается японской организацией ARIB . Стандарты можно получить бесплатно на веб-сайте японской организации DiBEG и ARIB.
Основными стандартами ISDB являются ISDB-S (спутниковое телевидение), ISDB-T (наземное), ISDB-C (кабельное) и мобильное вещание в диапазоне 2,6 ГГц, все они основаны на стандартах MPEG-2 , MPEG-4 или HEVC для мультиплексирование со структурой транспортного потока и кодированием видео и аудио (MPEG-2, H.264 или HEVC) и поддерживают UHD , телевидение высокой четкости ( HDTV ) и телевидение стандартной четкости. ISDB-T и ISDB-Tsb предназначены для мобильного приема в телевизионных диапазонах. 1seg — это название компонента ISDB-T, который позволяет зрителям смотреть телеканалы через мобильные телефоны , портативные компьютеры и транспортные средства .
Эта концепция была названа в честь ее сходства с ISDN , поскольку обе они позволяют передавать несколько каналов данных вместе (процесс, называемый мультиплексированием). Этот стандарт вещания также во многом похож на другую систему цифрового радио , Eureka 147 , которая называет каждую группу станций передатчика ансамблем ; это очень похоже на стандарт многоканального цифрового телевидения DVB-T . ISDB-T работает с неиспользуемыми телеканалами - подход, который использовался другими странами для телевидения, но никогда раньше для радио.
Различные варианты ISDB различаются главным образом используемыми модуляциями из-за требований разных частотных диапазонов. В диапазоне 12 ГГц ISDB-S используется модуляция PSK , в диапазоне 2,6 ГГц для цифрового звукового вещания используется CDM , а в ISDB-T (в диапазоне ОВЧ и/или УВЧ ) используется COFDM с PSK / QAM .
Помимо передачи аудио и видео, ISDB также определяет соединения для передачи данных (трансляцию данных) с Интернетом как обратный канал по нескольким средам ( 10/100 Ethernet, модем телефонной линии, мобильный телефон, беспроводная локальная сеть (IEEE 802.11) и т. д.) и с разные протоколы. Этот компонент используется, например, для интерактивных интерфейсов, таких как широковещательная передача данных ( ARIB STD-B24 ) и электронные программы передач (EPG).
Спецификация ISDB описывает множество (сетевых) интерфейсов, но, что наиболее важно, общий интерфейс для системы условного доступа (CAS). Хотя у ISDB есть примеры внедрения различных видов систем CAS, в Японии используется система CAS под названием «B-CAS». ARIB STD-B25 определяет систему общего алгоритма скремблирования (CSA), называемую MULTI2, необходимую для (де) скремблирования телевидения.
Системой ISDB CAS в Японии управляет компания B-CAS ; Карта CAS называется картой B-CAS . Японский сигнал ISDB всегда шифруется системой B-CAS, даже если это бесплатная телевизионная программа. Вот почему ее обычно называют «системой оплаты за просмотр без комиссии». [ необходима ссылка ] Интерфейс для мобильного приема находится в стадии рассмотрения. [ нужна цитата ]
ISDB поддерживает RMP (управление и защита прав). Поскольку все системы цифрового телевидения (DTV) передают цифровой контент, DVD -рекордер или устройство записи высокой четкости (HD) могут легко копировать контент без потерь.Крупнейшие киностудии США запросили защиту от копирования; это было основной причиной введения мандата RMP. Контент имеет три режима: «копировать один раз», «копировать бесплатно» и «не копировать никогда». В режиме «однократного копирования» программа может быть сохранена на записывающем устройстве с жестким диском, но не может быть скопирована в дальнейшем; только перемещено на другой носитель, защищенный от копирования, и эта операция перемещения пометит контент как «копию одного поколения», что призвано навсегда предотвратить дальнейшее копирование. Программы «Не копировать никогда» могут быть только со сдвигом по времени и не могут храниться постоянно. В 2006 году [21] японское правительство рассматривает возможность использования механизма защиты контента цифровой передачи (DTCP) «Шифрование плюс отсутствие утверждений», позволяющего делать несколько копий цифрового контента между совместимыми устройствами. [21]
Существует два типа приемников ISDB: телевизор и телеприставка . Соотношение сторон телевизора, принимающего ISDB, составляет 16:9; Телевизоры, соответствующие этим спецификациям, называются Hi-Vision TV . Существует четыре типа телевизоров: электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), плазменная панель дисплея (PDP), органический светодиод (OLED) и жидкокристаллический дисплей (ЖК-дисплей), причем ЖК-дисплей является самым популярным телевизором Hi-Vision на японском рынке. настоящее время.
Доля ЖК-дисплеев, по данным JEITA в ноябре 2004 г., составляла около 60%. В то время как телевизоры PDP занимают рынок высокого класса с устройствами размером более 50 дюймов (1270 мм), доли телевизоров PDP и ЭЛТ составляют около 20% каждый. ЭЛТ-наборы считаются бюджетным вариантом для Hi-Vision. STB иногда называют цифровым тюнером. [ нужна цитата ]
Типичные приемники ISDB среднего и высокого класса, продаваемые в Японии, имеют несколько интерфейсов:
Все телевещательные компании в Японии зашифрованы с помощью Copy-Once , что позволяет пользователям записывать на цифровой носитель (например, D-VHS , DVD или HDD), но не позволяет перезаписывать на другой цифровой носитель. С другой стороны, технология «Copy-Once» не запрещает все виды дубляжа. Возможна перезапись на аналоговый носитель (например, стандартный VHS), а при записи на жесткий диск пользователи могут «перемещать» содержимое на D-VHS, но не копировать. Напротив, цифровое вещание 1seg , предназначенное для мобильного приема с низкой пропускной способностью и занимающее 1/13 цифрового канала, передается «в открытом виде» и не несет информации о защите от копирования.
Многие пользователи также обеспокоены недавними новостями о серьезной защите в будущем. В ISDB существуют режимы, которые не позволяют выводить сигнал через аналоговый разъем (например, D-разъем, компонентный , композитный или S-Video ). Уже есть планы ограничить аналоговый выход (аналогично Blu-ray и HD DVD ) по причинам «защиты авторских прав», в результате чего все продаваемые в настоящее время STB-тюнеры, ЖК-/плазменные телевизоры (без входов HDMI), VHS и D будут иметь только аналоговый выход. - Системы VHS и DVD-плееры непригодны для использования. Все эти более ограничивающие технологии защиты от копирования начнут действовать после прекращения аналогового вещания (когда у зрителей не будет никакого выбора). В настоящее время не объявлено о каких-либо схемах финансовой помощи, что вынуждает зрителей без соответствующих устройств покупать новые телевизоры или приставки, принимающие передачи ISDB. Хотя это и неясно, говорят, что также планируется защитить все программы с помощью функции «Не копировать».
Защиту от копирования трансляций ISDB можно обойти с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения. [22]
Бразильский стандарт ISDB-Tb не реализует этот механизм защиты от копирования. Для других стран есть несколько примеров внедрения системы CAS (например, Verimatrix) по выбору операторов.
Карта B-CAS необходима для декодирования телевизионных передач в Японии. Эти карты бесплатно прилагаются к каждому цифровому телевизору или тюнеру. Чтобы использовать эту карту, конечный пользователь должен согласиться с заявлением, написанным на регистрационной карте. Хотя для просмотра телевидения карта должна быть вставлена, если конечный пользователь отказывается принять положения/условия, содержащиеся в заявлении, он не сможет смотреть цифровое вещание. По сути, пользователей «заставляют» согласиться с утверждением. Хотя регистрация не требуется, рекомендуется пользоваться интерактивными программами. На незарегистрированных картах B-CAS в углу экрана отображается водяной знак , предлагающий пользователю зарегистрироваться. Однако многие зрители обеспокоены утечкой личной информации, а также полномочиями/правами, которые имеют телеканалы на доступ к личной информации почти каждого гражданина Японии. В случае утери или уничтожения новая карта B-CAS с тем же номером может быть выдана за плату в размере 2000 иен . [23]
Типичная японская служба вещания состоит из следующих частей:
В некоторых странах есть примеры предоставления более 10 услуг SDTV с кодированием H.264.
Япония начала цифровое вещание с использованием стандарта DVB-S от PerfecTV в октябре 1996 года и DirecTV в декабре 1997 года со спутниками связи. Тем не менее, DVB-S не удовлетворял требованиям японских вещательных компаний, таких как NHK , ключевых коммерческих радиовещательных станций, таких как Nippon Television , TBS , Fuji Television , TV Asahi , TV Tokyo и WOWOW (платное ТВ-вещание только для фильмов). В результате ARIB разработал новый стандарт вещания под названием ISDB-S. Требования заключались в возможности телевидения высокой четкости, интерактивных услугах, доступе к сети и эффективном использовании частот, а также в других технических требованиях. Стандарт DVB-S позволяет передавать битовый поток со скоростью примерно 34 Мбит/с с помощью спутникового транспондера, что означает, что транспондер может передавать один канал HDTV. К сожалению, на вещательном спутнике NHK было всего четыре свободных транспондера, что заставило ARIB и NHK работать над ISDB-S: новый стандарт мог передавать со скоростью 51 Мбит/с с помощью одного транспондера, а это означает, что ISDB-S в 1,5 раза эффективнее. чем DVB-S, и что один транспондер может передавать два канала HDTV вместе с другим независимым звуком и данными. Цифровое спутниковое вещание (BS digital) было начато компанией NHK и последовало за коммерческими радиовещательными станциями 1 декабря 2000 года. Сегодня SKY PerfecTV! (преемник Skyport TV и Sky D), CS burn, Platone, EP, DirecTV, J Sky B и PerfecTV!, приняли систему ISDB-S для использования на широкополосном спутнике связи с углом обзора 110 градусов (восточная долгота). .
В этой таблице представлена сводная информация о ISDB-S (спутниковое цифровое вещание).
Спецификация частоты и канала японских спутников, использующих ISDB-S
ISDB-S3 — это спецификация спутникового цифрового вещания, поддерживающая звук 4K, 8K, HDR, HFR и 22.2. [24]
ISDB-C — это спецификация кабельного цифрового вещания. Техническая спецификация J.83/C разработана JCTEA. ISDB-C идентичен DVB-C, но имеет другую полосу пропускания канала 6 МГц (вместо 8 МГц) и коэффициент спада. [25]
HDTV было изобретено в Лаборатории научно-технических исследований NHK (Лаборатории научно-технических исследований Японской радиовещательной корпорации). Исследования HDTV начались еще в 1960-х годах, хотя стандарт был предложен ITU-R (CCIR) только в 1973 году. [26]
К 1980-м годам были разработаны, среди прочего, телекамера высокой четкости, электронно-лучевая трубка, видеомагнитофон и монтажное оборудование. В 1982 году компания NHK разработала MUSE (кодирование с множественной выборкой суб-Найквиста), первую систему сжатия и передачи видео высокой четкости. В MUSE использовалось сжатие цифрового видео, но для передачи использовалась частотная модуляция после преобразования цифрового сигнала цифро-аналоговым преобразователем.
В 1987 году NHK продемонстрировала MUSE в Вашингтоне, округ Колумбия, а также NAB. Демонстрация произвела большое впечатление в США, что привело к развитию системы наземного цифрового телевидения ATSC . В Европе также была разработана система цифрового телевидения под названием DVB . Япония начала исследования и разработки полностью цифровой системы в 1980-х годах, что привело к созданию ISDB. Япония начала наземное цифровое вещание с использованием стандарта ISDB-T от NHK и коммерческих радиовещательных станций 1 декабря 2003 года.
ISDB-T характеризуется следующими особенностями:
ISDB-T был принят для коммерческого вещания в Японии в декабре 2003 года. В настоящее время его рынок охватывает около 100 миллионов телевизоров. К концу апреля 2005 года у ISDB-T было 10 миллионов абонентов. Наряду с широким распространением ISDB-T цена на приемники снижается. Цена ISDB-T STB в нижней части рынка по состоянию на 19 апреля 2006 года составляла 19 800 йен. [27] К ноябрю 2007 года на японском рынке можно было найти лишь несколько старых, недорогих моделей STB (средняя цена U). $180), демонстрируя тенденцию к замене оборудованием среднего и высокого класса, таким как видеорегистраторы и телевизоры со встроенными тюнерами. В ноябре 2009 года розничная сеть AEON представила STB за 40 долларов США, [28] за которым последовал целый ряд недорогих тюнеров. Веб-страница Dibeg подтверждает эту тенденцию, показывая низкую значимость рынка цифровых тюнеров STB в Японии. [29]
Бразилия , которая использовала систему аналогового телевидения (PAL-M), немного отличавшуюся от других стран, выбрала ISDB-T в качестве основы для своего формата DTV , назвав его ISDB-Tb или внутри SBTVD ( Sistema Brasileiro de Televisão Digital-Terrestre ). Японская группа DiBEG вобрала в себя достижения Бразилии — видеокодек MPEG4 вместо MPEG2 ISDB-T и мощное промежуточное программное обеспечение взаимодействия под названием Ginga — и переименовала стандарт в « ISDB-T International ». [30] Помимо Аргентины, Бразилии, Перу, Чили и Эквадора [31] , которые выбрали ISDB-Tb, есть и другие страны Южной Америки, в основном из МЕРКОСУР , такие как Венесуэла, [32] которые выбрали ISDB-Tb, что обеспечивает экономия от масштаба и общий рынок выгоды от регионального производства в Южной Америке вместо импорта готовых STB, как в случае с другими стандартами. Кроме того, в ходе обширных испытаний, проведенных Бразильской ассоциацией радио- и телевещателей (ABERT), Бразильским обществом телевизионных инженеров (SET) и Университетом Пресбитериана Маккензи, было подтверждено недостаточное качество приема в помещении, представленное ATSC, а также между DVB-T и ISDB. -T, последний продемонстрировал превосходные характеристики приема в помещении и гибкость для доступа к цифровым услугам и телевизионным программам через стационарные, мобильные или портативные приемники с впечатляющим качеством. [33]
Группа ABERT-SET в Бразилии провела сравнительные испытания систем цифрового телевидения под руководством фонда CPqD . Сравнительные испытания проводились под руководством рабочей группы SET и ABERT . Группа ABERT/SET выбрала ISDB-T как лучший выбор в системах модуляции цифрового вещания среди ATSC, DVB-T и ISDB-T. [ нужна ссылка ] Другое исследование показало, что ISDB-T и DVB-T работают одинаково, и что оба уступают DVB-T2 . [34]
ISDB-T был выделен как наиболее гибкий из всех для удовлетворения потребностей в мобильности и портативности. Это наиболее эффективно для мобильного и портативного приема. 29 июня 2006 года Бразилия объявила SBTVD на базе ISDB-T в качестве выбранного стандарта для передачи цифрового телевидения, который должен быть полностью внедрен к 2016 году. К ноябрю 2007 года (за месяц до запуска DTTV) несколько поставщиков начали анонсировать Zapper STB новый японско-бразильский стандарт SBTVD-T, на тот момент без интерактивности.
Как и в 2019 году, внедрение в Бразилии прошло успешно: наземные аналоговые услуги (PAL-M) были прекращены на большей части территории страны (в некоторых менее населенных регионах отключение аналогового сигнала было отложено до 2023 года).
Здесь в хронологическом порядке перечислены другие страны, принявшие стандарт ISDB-T.
Структура сегмента
ARIB разработал сегментную структуру под названием BST-OFDM (см. рисунок). ISDB-T делит полосу частот одного канала на тринадцать сегментов. Вещательная компания может выбрать, какую комбинацию сегментов использовать; такой выбор структуры сегментов обеспечивает гибкость обслуживания. Например, ISDB-T может передавать как LDTV , так и HDTV, используя один телеканал, или переключаться на 3 SDTV, причем переключение можно выполнить в любое время. ISDB-T также может одновременно менять схему модуляции.
На рисунке выше показан спектр 13-сегментной структуры ISDB-T.
( s0 обычно используется для 1 сегмента , s1 – s12 используются для одного HDTV или трех SDTV )
Спецификация японского наземного цифрового вещания с использованием ISDB-T.
ISDB-Tsb — это спецификация наземного цифрового звукового радиовещания . Техническая спецификация такая же, как у ISDB-T. ISDB-Tsb поддерживает кодированную передачу сигналов OFDM .
ISDB-Tmm ( наземная мобильная мультимедиа ) использовала подходящее количество сегментов для каждой станции с кодированием видео MPEG-4 AVC/ H.264 . Благодаря нескольким каналам ISDB-Tmm обслуживает выделенные каналы, такие как спортивные, киноканалы, музыкальные каналы и другие, со звуком качества компакт-диска , что обеспечивает лучшее качество вещания по сравнению с 1seg . Эта служба использовала диапазон УКВ 207,5–222 МГц, который начал использоваться после перехода Японии на цифровое телевидение в июле 2011 года.
Министерство внутренних дел и коммуникаций Японии выдало дочерней компании NTT Docomo лицензию mmbi, Inc. на использование метода ISDB-Tmm 9 сентября 2010 года. [46] [47] [48] Метод MediaFLO , предлагаемый с KDDI , не был лицензирован. [49]
Служба вещания ISDB-Tmm компании mmbi, Inc. получила название モバキャス ( произносится как мобакьясу ), буквально короткая форма мобильного вещания 14 июля 2011 года, а с 4 октября 2011 года она называлась NOTTV. Министр внутренних дел и коммуникаций утвердил начало работы NOTTV 13 октября 2011 года. [50] Планирование услуги с ежемесячной абонентской платой в размере 420 иен для юга равнины Канто , Айти , Осаки , Киото и некоторых других префектур с 1 апреля 2012 года. План развертывания был следующим: чтобы охватить примерно 73% домохозяйств к концу 2012 года, примерно 91% к концу 2014 года, а в 2016 году будет установлено 125 станций или ретрансляторов для покрытия городов по всей стране. [51] [52] Смартфоны и планшеты Android с возможностью приема ISDB-Tmm также продавались в основном NTT DoCoMo , хотя отдельный тюнер (TV BoX производства Huawei ; или StationTV производства Pixela ) можно было приобрести и для iPhone и iPad. как смартфоны и планшеты Android, продаваемые KDDI и SoftBank Mobile , для приема трансляций ISDB-Tmm.
Из-за продолжающейся убыточности NOTTV компания mmbi, Inc. закрыла услугу 30 июня 2016 г. [53]
МобаХо! — это название службы, использующей спецификации мобильного спутникового цифрового аудиовещания. МобаХо! начал свою работу 20 октября 2004 г. Завершился 31 марта 2009 г.
ARIB и JCTEA разработали следующие стандарты. Некоторая часть стандартов расположена на страницах ITU-R и ITU-T .
Общая категория
Технология передачи
{{cite web}}
: CS1 maint: archived copy as title (link){{cite web}}
: CS1 maint: archived copy as title (link){{cite web}}
: CS1 maint: archived copy as title (link)