Jak #MobileTV funguje a proč na tom nakonec záleží
Rozšíření mobilní televize na sebe nenechalo dlouho čekat. Televizní kompatibilní telefony se objevily v Jižní Koreji již v roce 2002. V původní verzi byly televizní signály přenášeny přes standardní mobilní telefonní sítě. To znamenalo platit za zhlédnutí po minutách a děsivé telefonní účty.
V roce 2003 Samsung a Vodafone uvedly na trh mobilní telefony v Jižní Koreji a Japonsku, které mohly přijímat místní analogové televizní vysílání zdarma. Video bylo trhané a baterie telefonu se velmi rychle vybíjela.
Skutečná „revoluce mobilní televize“ právě začíná. Telekomunikační společnosti zavádějí vysoce kvalitní mobilní telefony vybavené digitální televizí a zároveň budují vysílací sítě pro poskytování obsahu. Tento článek zkoumá některé typy mobilních televizí a mobilních telefonů, které přijímají signál, které jsou vyvíjeny.
Základní pojmy mobilní televize
Základní myšlenka televizního telefonu je poměrně jednoduchá: je to mobilní telefon, který funguje jako televizní přijímač. Pokud jste někdy četli Jak funguje televize, víte, že televizní signál je pouze rádiový signál. Mobilní telefony neustále přijímají rádiové signály. To je jedna z jejich hlavních funkcí.
Při videohovorech můžete přijímat bezdrátové signály ve frekvenčním rozsahu přiděleném vašemu televizoru. K tomu dochází paralelně s frekvenčními pásmy vyhrazenými pro mobilní hlasová data. Například v USA jsou videotelefony naladěny na frekvence 2110–2170 MHz pro hovory a 54–60 MHz pro příjem TV kanálu 2.
Hardware vašeho videotelefonu není kouzelný. Je to prostě obyčejný přijímač, který přijímá zvuk a obraz z rádiových vln a zobrazuje je na obrazovce. Jen. Co když ale chcete přijímat signál na kapesním zařízení? Teď je to skutečná bolest hlavy.
Streamování videa přes mobilní sítě spotřebovává hodně šířky pásma. Dřívější „2G“ sítě GSM měly maximální přenosovou rychlost 10–14 kilobitů za sekundu (Kbps). Zkuste se dívat na pořad v takové rychlosti. Zobrazí se prezentace. Dokonce i sítě „2,5G“ s rychlostmi 30–100 Kbps produkují trhaný a nesledovatelný obraz.
Za druhé, objem dat je obrovský. Hlasové hovory vyžadují málo místa. Živé vysílání? Nic moc. Zkuste posílat tisíce simultánních streamů přes infrastrukturu vytvořenou pro hlasové hovory. Přetížení sítě. Zamrzne.
A nezapomeňte na baterie. Zpracování videa vybíjí baterii rychleji, než byste řekli „režim úspory energie“. První zařízení trvala spíše minuty než hodiny.
Jak 3G řeší problém úzkého hrdla šířky pásma?
Technologie nejen pokročila; toto je skutečný průlom. Na scénu přichází síť “3G”.
Tato širokopásmová připojení poskytují datové rychlosti od 144 Kbps do 2 Mbps. Najednou vaše živé video již nevypadá jako stinná prezentace v PowerPointu. Samotná hrubá rychlost však nestačí k tomu, aby zabránila kolapsu sítě pod tlakem poptávky. Zde přichází na pomoc multicasting.
Většina mobilních dat využívá „unicast“. Požádejte o živé vysílání. Server vám zašle unikátní kopii přímo pro vás. Pokud bude stejnou hru sledovat 10 000 lidí, bude síť vysílat 10 000 kopií. Je to neúčinné. Jak marnotratný přístup.
Multicast je změna hry. Umožňuje více předplatitelům používat jeden přenosový tok. Jeden signál. Tisíce diváků. Síť zůstává klidná. Sníží se zatížení.
Time Slicing: Úspora energie
Rychlost a šířka pásma jsou jen polovinou úspěchu. Druhá strana má zabránit zničení telefonu v kapse.
Výrobci zavedli sdílení času, aby vyřešili problém spotřeby energie. Místo nepřetržitého odesílání videa jsou data odesílána v pravidelných intervalech. Přijímač přijímá bloky dat. Potom se vypne. Usne. Probudí se včas, aby přijal další paket.
Tato technologie výrazně snižuje spotřebu energie. Můžete sledovat programy, aniž byste se museli obávat vybití baterie před koncem kreditů.
Jste připraveni na mobilní televizi?
Možná se teď budete moci přihlásit k odběru. Služby zahrnují MobiTV, Sprint TV a SmartVideo. Ale pouze v případě, že máte odpovídající vybavení. Jinak sázíte na vratké základy.
Vysílací a přenosové standardy pro mobilní televizi jsou stále v plenkách. Protokoly se mění. Konkurenti bojují o dominanci. Uživatelům nezbývá nic jiného, než čekat na jednotný standard, který není vázán na jednoho operátora nebo jeden model telefonu.
“Standardy pro přenos mobilní televize a metody vysílání jsou stále v plenkách.”
Pryč jsou dny prezentací. Překonali jsme noční můru vybití baterie. Hotový produkt však ještě není hotový. Infrastruktura je ve výstavbě. Tyto metody se testují.
co bude dál? Jak můžeme rozšířit poskytování těchto vysílání?
WiFi a WiMAX: Streamování ze sítě
Pro sledování přímých přenosů již není potřeba být vázán na konkrétní televizní věž. Infrastruktura se mění. Živé přenosy můžete přijímat také na telefonu přes satelit, ale schůdnou možností jsou nyní také pozemní věže a WiFi sítě. Každá metoda má svůj vlastní technický základ.
Jak WiFi vysílání skutečně funguje
Tento přístup v podstatě zachází s televizí jako s jakýmkoli jiným datovým tokem. Je distribuován prostřednictvím internetu. Pokud má váš smartphone datové možnosti a je připojen k WiFi hotspotu nebo oblasti pokrytí WiMAX, mělo by vám vše fungovat. Signál se neodráží od paraboly na oběžné dráze. Přenáší se přes stávající širokopásmové komunikační kanály.
Sling Media to trochu komplikuje. Jejich zařízení Slingbox nepřijímá signály přímo z vysílacích stanic. Zachycuje signál, který již přichází do vaší domácí televize. Zařízení pak tento signál „pohne“. Odesílá se do mobilního přijímače prostřednictvím vašeho domácího internetového připojení. Může to být notebook nebo mobilní telefon s přístupem k internetu. V podstatě používáte svůj domácí signál a vysíláte jej na jiné místo.
Pozemní technologie: stará fyzika, nové technologie
Pozemní metody zcela ignorují internet. Používají analogové nebo digitální televizní signály přenášené vzduchem. Jsou odesílány z pozemních stanic. Hardwarové požadavky jsou jednodušší než dříve. Vše, co potřebujete, je telefon s televizní anténou. Přidejte analogový nebo digitální TV tuner pro přímý příjem signálu. Není vyžadován žádný datový plán. Pouze fyzika.
Krajina mobilní televize není v žádném případě monolitická. Byl to chaotický mix analogových signálů, digitálního pozemního vysílání a raného 3G vysílání. O vysílací čas soutěží standardy jako T-DMB (Terrestrial Digital Multimedia Broadcast), proprietární technologie MediaFLO společnosti Qualcomm, MBMS a DVB-H. Všechny z nich silně spoléhaly na infrastrukturu 3G, ale jejich základní architektura se výrazně lišila.
Vezměme si jako příklad DVB-H. Digital Video Broadcasting je zkratka pro Handheld (přenosné zařízení). Nebyl vytvořen od nuly. Jde o variaci pozemního standardu DVB používaného k poskytování bezplatné digitální televize evropským domácnostem. Cíl je jednoduchý: zajistit, aby domácí streamování fungovalo na obrazovce kapesní velikosti.
Design za signály
V tom spočívá kouzlo ortogonálního multiplexování s frekvenčním dělením (OFDM). Může to znít jako žargon, ale je to chytrý způsob, jak komprimovat data. Namísto přenosu jediného signálu OFDM distribuuje datový tok přes více kanálů ve stejném spektrálním rozsahu.
Pro přijímač to vypadá zmateně, ale systém moduluje různé signály na různých frekvencích. Telefon určuje, které signály poslouchat a které ignorovat. Následně shromažďuje relevantní informace z různých zdrojů.
“OFDM umožňuje poskytovatelům přenášet více signálů v rámci stejné šířky pásma, takže přijímače se mohou rozhodnout, které signály budou poslouchat a které ignorovat.”
Producent obsahu spustí řetězec. Nahrává živé video a zvuk. Video je kódováno pomocí H.264. Zvuk je kódován pomocí AAC. Kodér odešle stream na 3G streamovací server. Server poté odešle data do více přenosových věží. Tyto věže pokrývají určitou oblast.
Spotřeba energie se stala hlavním problémem u prvních mobilních televizí. DVB-H řeší tento problém pomocí Time Slicing. To snižuje spotřebu energie přepnutím přijímače do režimu spánku mezi datovými pakety. Jaká je typická maximální přenosová rychlost pro tento systém? 15 Mbit/s. Tato rychlost je dostatečně vysoká pro plynulé přehrávání videa, ale ne tak rychlá, aby vybila baterii za 20 minut.
Satelitní vysílání
Ne každý chce věřit pozemním věžím. Některé standardy používají satelitní vysílání k přenosu živého televizního vysílání do mobilních telefonů. Doručovací trasy byly různé. K telefonu se můžete připojit přímo ze satelitu. Nejprve můžete kontaktovat základnovou stanici a poté přenést signál do telefonu. Nebo můžete použít obě metody současně.
To je jeden ze způsobů, jak se vyhnout přetížení frekvence na pozemních sítích. To ale také vytváří své vlastní hardwarové problémy.
Dvě různé architektury, MBSAT a S-DMB, se při řešení problémů s mobilitou spoléhají na hybridní dodávky. Pojďme se podívat, jak S-DMB vlastně funguje.
Server obsahu přenáší živý signál do kodéru. Pro video se obvykle používá MPEG-4 a pro zvuk AAC. Kódovaný stream je odeslán přímo na satelit S-DMB. Satelit pracuje ve frekvenčním pásmu Ku 13,824–13,883 GHz.
Tady to začíná být zajímavé. Geostacionární satelity umí více než jen komunikovat s vaším mobilním telefonem. Současně přenášejí signály ve dvou různých směrech.
Signál je nejprve přenášen do pozemního opakovače na frekvencích 12,214–12,239 GHz. Za druhé je přenášen přímo do vašeho telefonu v pásmu S (konkrétně 2,630-2,655 GHz).
Proč instalovat nadzemní věže? Protože satelity mají problémy s přímou viditelností. Satelitní signály mohou být blokovány ve městech obklopených vysokými budovami nebo v hlubokých tunelech metra. Tyto mezery vyplňují pozemní opakovače. Fungují jako lokální zesilovače.
Systém pečlivě koordinuje tato dvojitá vysílání. Pokud jdete po ulici a jste v dosahu satelitu i pozemní věže, váš telefon bude přijímat oba signály. Společně vytvářejí pevnější a stabilnější spojení. Tato metoda duálního příjmu umožňuje systému S-DMB podporovat datovou rychlost 128 Kbps. To je pro kvalitní mobilní televizi více než dostačující za předpokladu, že hardware zvládne dekódování.
Globální zavádění a načasování trhu
Zatímco WiFi vysílání je všudypřítomné, vyhrazené mobilní televizní systémy vyžadují vyhrazenou infrastrukturu. S-DMB nezůstalo dlouho teoretickým konceptem. Služba byla spuštěna v Jižní Koreji v polovině roku 2005. Jednalo se o jedno z prvních velkých nasazení svého druhu.
Na druhou stranu DVB-H (Digital Video Broadcasting Handheld) mělo trochu jinou chronologii. První komerční uvedení na trh proběhlo v Itálii v červnu 2006. Od té doby probíhají testy po celém světě, aby se ověřilo, jak dobře normy fungují v různých podmínkách.
Technologie je připravena. Infrastruktura se rozvíjí. Ale co hardware? Toto je další hranice.
Příjem mobilní televize
Zařízení poskytující signál
V podstatě máte co do činění s rádiovým přijímačem. Toto je TV tuner. Nezáleží na tom, zda se díváte na rozměrném stolním zařízení nebo malém přenosném zařízení, základní technologie se nezměnila. Zachycuje vysokofrekvenční signály a převádí je na něco, co lze vidět.
Producenti obsahu přenášejí tyto signály ve specifických frekvenčních rozsazích. Stejně jako naladíte AM/FM rádio na stanici, tuner se uzamkne na konkrétní frekvenci kanálu. Snímá rádiové vlny z antény a poté extrahuje obrazová a zvuková data.
Tuner posílá tyto nezpracované signály do audio/video procesoru. Toto zařízení dekóduje a formátuje data tak, aby elektronika displeje mohla skutečně tvořit obraz.
Jedná se o vícestupňový proces konverze. Nejprve je přijat signál, poté jej procesor přeloží a nakonec se obraz zobrazí na obrazovce. Pochopení tohoto řetězce může vysvětlit, proč některá zařízení vybíjejí baterii rychleji než jiná.
Analogová realita a digitální efektivita
Zvažte Toshiba V401T. Jedná se o jeden z mála analogových videotelefonů na trhu. Přijímá přesně stejný signál jako tradiční televizor s králičím uchem. Za prohlížení se neplatí žádný měsíční poplatek. Žádné předplatné. Pouze otevřené rádiové vlny.
Vnitřní vybavení je primitivní, ale funkční. Vestavěný analogový tuner a anténa. Displej je 2,2palcový QVGA s rozlišením 320 x 240. Je schopen 30 snímků za sekundu. To je standardní plynulost pohybu.
Ale je tu problém. Na jedno nabití můžete sledovat pouze asi 1 hodinu.
Proč se to tak rychle vybilo? Protože digitalizace analogových signálů pro zobrazení na digitální obrazovce vyžaduje energii. Váš telefon musí převádět příchozí rádiové vlny na digitální data, kterým displej rozumí. Jedná se o energeticky náročný úkol. Digitální přijímače se s tímto problémem vypořádají efektivněji. Analogový telefon? Rychle spotřebuje svůj náboj.
Recenze Nokia N92 DVB-H: Mobilní televize z roku 2006
Provozní doba na jedno nabití je cca 4 hodiny. To je docela dobrý údaj pro DVB-H přijímač uvedený na trh v polovině roku 2006. Hardware obsahuje televizní anténu a digitální tuner. Přijímá signály v rozsahu 470–702 MHz. Představte si digitální televizní přijímač, který se vám vejde do kapsy.
Procesor poskytuje snímkovou frekvenci 30 snímků za sekundu. Displej má úhlopříčku 2,8 palce a rozlišení QVGA. K dispozici je 16 milionů barev. Hlavním prvkem je zde otočná obrazovka. Otočte jej, přepněte do režimu na šířku nebo jej nechte v režimu na výšku. Zařízení se přizpůsobí tomu, jak preferujete sledování.
K dispozici je také Elektronický servisní průvodce, který zobrazuje programového průvodce a další informace. Můžete nahrát až 30 minut televizních programů. Uložte si je a hrajte později. Na tehdejší mobilní telefon to není špatné.
Budoucnost mobilní zábavy
Samsung uvedl SCH-B250 na korejský trh v březnu 2006. Je to víc než jen telefon. Jedná se o telefon se satelitní TV. Zařízení je vybaveno vestavěným S-DMB přijímačem a vlastní anténou. Získáte vysoce kvalitní QVGA obrazovku. Ve výchozím nastavení je orientován vodorovně. Otočte jej a přepne se do režimu na výšku. Udělejte to a držte telefon svisle.
Na boční straně je video výstup. Připojte se k velkému displeji a zobrazujte obsah S-DMB. Výdrž baterie vám umožní sledovat televizi až 3 hodiny. To je docela významná doba.
V současné době je nabídka omezená. Mobilních televizí je nedostatek. Důvod je prostý. Systémy pro doručování obsahu se zatím příliš nepoužívají. Čekáme na infrastrukturu. Ale změna už je na cestě. Očekávejte změny během příštích 6-18 měsíců. Se zvyšujícím se poskytováním obsahu se zvýší i funkčnost na straně příjemce.
Vylepšení hardwaru obrazovky
Na začátku roku 2006 byl představen LG V9000, T-DMB přijímač s virtuálním prostorovým zvukem. Nebyl to jen telefon. Bylo to minikino. Zhruba ve stejnou dobu LG představilo prototyp SB130. Toto zařízení S-DMB umožňovalo pozastavení živého televizního vysílání. Pomocí interní paměti zaznamenal až 1 hodinu programů. Tyto rysy symbolizují změnu. Mobilní telefony s televizními možnostmi již nejsou jen novinkou. Jejich cílem je poskytnout pohodlný zážitek ze sledování. Bavit se cestou do práce už není samozřejmostí.
Větší velikosti obrazovky budou pravděpodobně následovat. S rostoucí dostupností obsahu mobilní televize by měly růst i velikosti obrazovek. Analytici předpovídají vznik zařízení se dvěma displeji. Jedna obrazovka bude zobrazovat hovory a webové stránky, zatímco druhá bude věnována streamování videa. Tato hardwarová změna je nezbytná. Špičkové funkce, jako je příjem HDTV, vyžadují více energie. Pro jejich podporu je nutné zvýšit výdrž baterie.
Reklama a realita dvou obrazovek
Špičkové videotelefony otevřely nové reklamní kanály. Společnosti rády vkládají webové odkazy do svých programů. Uživatelé na ně mohou kliknout a zakoupit položky při sledování pořadu. Tato funkce může vyžadovat dvě obrazovky. Zobrazte reklamu na jedné obrazovce a prohlédněte si produkt na druhé. Toto je přímá cesta od obsahu k obchodu.
DRM bariéry a licenční náklady
Nadšení je stále velké. Existují však bariéry jak v hardwaru, tak v obsahu. Poskytovatelé služeb musí získat licence programu od hlavních sítí. Tyto poplatky zvyšují cenu vašeho předplatného. Další bolestí hlavy je správa digitálních práv (DRM). Společnosti potřebují řešení, která omezují chování uživatelů. Je nutné chránit autorská práva obsahu umístěného ve vašem mobilním telefonu.
Pamatujete si všechen ten povyk kolem DRM pro digitální TV, DVD, CD a MP3? I zde je vše zmatené. Uživatelé namítají omezení. Poskytovatel služby bojuje s porušováním autorských práv. Je to napjatá bilance. Snad si všichni budou rozumět jen v rámci mobilní televize. S největší pravděpodobností ne.
Další informace o mobilních technologiích
Související články
- Jak fungují mobilní telefony
- Kvíz o mobilních telefonech
- 10 populárních mobilních telefonů
- 5 nových telefonních technologií
- Systém správy digitálních práv
- Jak funguje digitální televize
- Jak funguje rádio
- Jak funguje satelitní TV?
- Jak funguje Slingbox
- Jak fungují chytré telefony
- Jak funguje televize
Externí odkazy
- BetaNews: Microsoft se připojuje ke konsorciu DVB-H
- DVB-H: Mobilní televize po celém světě
- Telecom ABC: Mobilní televize
- Texas Instruments: Texas Instruments přináší živou digitální televizi do vašeho mobilního telefonu – 21. října 2004
Zdroje
- “3GSM 2006: Vyzkoušejte videotelefon LG s podporou DVB-H.” Technology Digest
- Baig, Edward K. “Změna kanálů na vašem telefonu s MobiTV” Webová stránka USA Today. 11. února 2004
- DVB-H: Mobilní televize po celém světě
- Hesseldahl, Arik. „Mobilní telefon, který vám umožní sledovat televizi“ Forbes.com. 29. července 2003
- “Miláčku, co máš dnes večer na telefonu?” Zprávy ZDNet. 6. února 2006
- Kharife, Olga. “Videotelefony jsou připraveny na hlavní vysílací čas.” Business Week online. 1. prosince 2004
- “Mobilní televize.” Telecom ABC
- Mobilní TV
- “MobiTV spolupracuje s IPWireless.” CNET News.com. 8. února 2006
- “Výukový program s ortogonálním dělením podle frekvence (OFDM).” vlnová zpráva
- “Orange testuje řešení založené na MBMS v nepárovém spektru 3G ve Spojeném království.” IPWireless
- Slovník PC Magazine
- Qualcomm MediaFLO
- “Digitální televizní telefon Sanyo”. MobileBurn
- “Satelitní služba DMB”. SK Telecom
- Sundgot, Jorgene. “Představen otočný telefon LG V9000 s funkcí televize.” svět infoSync. 17. února 2006
- Williamsi, Martine. “Vezmi si svůj satelitní videotelefon do města.” PCWorld.com. 19. října 2005
- Williamsi, Martine. “Telefony Samsung mají nyní schopnost přijímat televizní signály.” PCWorld.com. 12. června 2003
