Jak działa #MobileTV i dlaczego ma to ostatecznie znaczenie
Na powszechne przyjęcie telewizji mobilnej nie trzeba było długo czekać. Telefony kompatybilne z telewizją pojawiły się w Korei Południowej w 2002 roku. W pierwotnej wersji sygnały telewizyjne były przesyłane za pośrednictwem standardowych sieci telefonii komórkowej. Oznaczało to płacenie za oglądanie minutami i przerażające rachunki za telefon.
W 2003 roku Samsung i Vodafone wprowadziły na rynek w Korei Południowej i Japonii telefony komórkowe, które mogły bezpłatnie odbierać lokalne programy telewizji analogowej. Film był nierówny, a bateria telefonu bardzo szybko się rozładowywała.
Prawdziwa „rewolucja telewizji mobilnej” dopiero się zaczyna. Firmy telekomunikacyjne wprowadzają na rynek wysokiej jakości telefony komórkowe wyposażone w telewizję cyfrową, jednocześnie budując sieci nadawcze w celu dostarczania treści. W tym artykule omówiono niektóre opracowywane typy telewizorów mobilnych i telefonów komórkowych odbierających sygnał.
Podstawowe pojęcia telewizji mobilnej
Podstawowa idea telefonu telewizyjnego jest dość prosta: jest to telefon komórkowy, który pełni funkcję odbiornika telewizyjnego. Jeśli kiedykolwiek czytałeś Jak działa telewizja, wiesz, że sygnał telewizyjny to po prostu sygnał radiowy. Telefony komórkowe stale odbierają sygnały radiowe. Jest to jedna z ich głównych funkcji.
Podczas wykonywania połączeń wideo możesz odbierać sygnały bezprzewodowe w zakresie częstotliwości przydzielonym dla Twojego telewizora. Dzieje się to równolegle z pasmami częstotliwości zarezerwowanymi dla mobilnych danych głosowych. Na przykład w USA wideotelefony dostrojone są do częstotliwości 2110–2170 MHz dla połączeń i 54–60 MHz do odbioru drugiego kanału telewizyjnego.
Sprzęt do wideotelefonu nie jest magiczny. To po prostu zwykły odbiornik, który odbiera dźwięk i obrazy z fal radiowych i wyświetla je na ekranie. Tylko. Ale co, jeśli chcesz odbierać sygnał na urządzeniu przenośnym? Teraz to prawdziwy ból głowy.
Przesyłanie strumieniowe wideo w sieciach komórkowych zużywa dużo przepustowości. Wczesne sieci GSM „2G” miały maksymalną prędkość transmisji 10–14 kilobitów na sekundę (Kb/s). Spróbuj obejrzeć program przy tej prędkości. Pojawi się pokaz slajdów. Nawet sieci „2,5G” o szybkości 30–100 Kb/s generują niestabilny i niemożliwy do oglądania obraz.
Po drugie, ilość danych jest ogromna. Połączenia głosowe wymagają niewiele miejsca. Transmisja na żywo? Niewiele. Spróbuj wysłać tysiące jednoczesnych strumieni za pośrednictwem infrastruktury zbudowanej do połączeń głosowych. Przeciążenie sieci. Ona zamarza.
I nie zapomnij o bateriach. Przetwarzanie wideo wyczerpuje baterię szybciej, niż można powiedzieć „tryb oszczędzania energii”. Wczesne urządzenia działały raczej minuty niż godziny.
W jaki sposób 3G rozwiązuje problem wąskiego gardła przepustowości?
Technologia nie tylko się rozwinęła; to prawdziwy przełom. Na scenę wchodzi sieć „3G”.
Te połączenia szerokopasmowe zapewniają prędkość transmisji danych od 144 Kb/s do 2 Mb/s. Nagle Twoje wideo na żywo nie wygląda już jak podejrzana prezentacja programu PowerPoint. Jednak sama prędkość nie wystarczy, aby zapobiec załamaniu się sieci pod presją popytu. Tutaj na ratunek przychodzi multicasting.
Większość danych mobilnych korzysta z transmisji pojedynczej. Poproś o transmisję na żywo. Serwer wyśle Ci unikalną kopię specjalnie dla Ciebie. Jeśli ten sam mecz obejrzy 10 000 osób, sieć wyemituje 10 000 egzemplarzy. To nieskuteczne. Cóż za marnotrawstwo podejścia.
Multicast zmienia zasady gry. Umożliwia wielu abonentom korzystanie z jednego strumienia transmisyjnego. Jeden sygnał. Tysiące widzów. Sieć pozostaje spokojna. Obciążenie jest zmniejszone.
Dzielenie czasu: Oszczędność energii
Szybkość i przepustowość to tylko połowa sukcesu. Druga strona to zabezpieczenie telefonu przed zniszczeniem w kieszeni.
Producenci wdrożyli podział czasu, aby rozwiązać problem zużycia energii. Zamiast ciągłego wysyłania wideo, dane są przesyłane w regularnych odstępach czasu. Odbiornik otrzymuje porcje danych. Potem się wyłącza. Zasypia. Budzi się na czas, aby odebrać następny pakiet.
Technologia ta znacznie zmniejsza zużycie energii. Możesz oglądać programy bez obawy, że wyczerpie się bateria przed końcem napisów końcowych.
Czy jesteś gotowy na telewizję mobilną?
Być może uda Ci się teraz zapisać. Usługi obejmują MobiTV, Sprint TV i SmartVideo. Ale tylko jeśli masz odpowiedni sprzęt. W przeciwnym razie stawiasz na chwiejnym fundamencie.
Standardy nadawania i transmisji telewizji mobilnej są wciąż w powijakach. Protokoły się zmieniają. Zawodnicy walczą o dominację. Użytkownicy nie mają innego wyjścia, jak poczekać na jeden standard, który nie jest przywiązany do jednego operatora ani jednego modelu telefonu.
„Standardy transmisji telewizji mobilnej i metod nadawania są wciąż w powijakach.”
Dawno minęły czasy pokazów slajdów. Pokonaliśmy koszmar rozładowywania baterii. Jednak gotowy produkt nie jest jeszcze gotowy. Infrastruktura jest w budowie. Metody te są testowane.
Co stanie się dalej? Jak możemy skalować dostarczanie tych transmisji?
Wi-Fi i WiMAX: strumieniowanie sieciowe
Aby oglądać transmisje na żywo, nie trzeba już być przywiązanym do konkretnej wieży telewizyjnej. Infrastruktura się zmienia. Możesz także odbierać przekaz na żywo na swoim telefonie za pośrednictwem satelity, ale wieże naziemne i sieci Wi-Fi są teraz również realną opcją. Każda metoda ma swoją własną podstawę techniczną.
Jak naprawdę działa transmisja Wi-Fi
Zasadniczo to podejście traktuje telewizję jak każdy inny strumień danych. Jest rozpowszechniany za pośrednictwem Internetu. Jeśli Twój smartfon ma możliwość transmisji danych i jest podłączony do hotspotu Wi-Fi lub obszaru zasięgu WiMAX, wszystko powinno działać. Sygnał nie odbija się od anteny na orbicie. Transmisja odbywa się za pośrednictwem istniejących szerokopasmowych kanałów komunikacyjnych.
Sling Media trochę komplikuje sprawę. Ich urządzenie Slingbox nie odbiera sygnałów bezpośrednio ze stacji nadawczych. Przechwytuje sygnał, który już dociera do Twojego domowego telewizora. Sprzęt następnie „przesuwa” ten sygnał. Jest wysyłany do odbiornika mobilnego za pośrednictwem domowego łącza internetowego. Może to być laptop lub telefon komórkowy z dostępem do Internetu. Zasadniczo używasz sygnału domowego i transmitujesz go do innej lokalizacji.
Technologie naziemne: stara fizyka, nowe technologie
Metody lądowe całkowicie ignorują Internet. Wykorzystują analogowe lub cyfrowe sygnały telewizyjne transmitowane drogą radiową. Wysyłane są ze stacji naziemnych. Wymagania sprzętowe są prostsze niż wcześniej. Wystarczy telefon z anteną telewizyjną. Dodaj analogowy lub cyfrowy tuner telewizyjny, aby uzyskać bezpośredni odbiór sygnału. Nie jest wymagany plan transmisji danych. Tylko fizyka.
Krajobraz telewizji mobilnej nie jest bynajmniej monolityczny. Była to chaotyczna mieszanka sygnałów analogowych, cyfrowych programów naziemnych i wczesnych programów 3G. O czas antenowy konkurują takie standardy, jak T-DMB (Terrestrial Digital Multimedia Broadcast), zastrzeżona technologia Qualcomm MediaFLO, MBMS i DVB-H. Wszystkie opierały się w dużym stopniu na infrastrukturze 3G, ale ich podstawowa architektura znacznie się różniła.
Weźmy jako przykład DVB-H. Digital Video Broadcasting to skrót od Handheld (urządzenie przenośne). Nie powstał od zera. Jest to odmiana naziemnego standardu DVB wykorzystywanego do dostarczania bezpłatnej telewizji cyfrowej do europejskich gospodarstw domowych. Cel jest prosty: sprawić, by streaming w domu działał na kieszonkowym ekranie.
Projekt sygnałów
W tym właśnie tkwi magia multipleksowania z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDM). Może to brzmieć jak żargon, ale jest to sprytny sposób kompresji danych. Zamiast transmitować pojedynczy sygnał, OFDM rozdziela strumień danych na wiele kanałów w tym samym zakresie widmowym.
Dla odbiornika wygląda to na mylące, ale system moduluje różne sygnały na różnych częstotliwościach. Telefon określa, których sygnałów słuchać, a które ignorować. Następnie zbiera odpowiednie informacje z różnych źródeł.
„OFDM umożliwia dostawcom przesyłanie wielu sygnałów w tym samym paśmie, dzięki czemu odbiorcy mogą decydować, których sygnałów słuchać, a które ignorować”.
Producent treści rozpoczyna łańcuch. Nagrywa obraz i dźwięk na żywo. Film jest kodowany przy użyciu H.264. Dźwięk jest kodowany przy użyciu AAC. Koder wysyła strumień do serwera przesyłania strumieniowego 3G. Następnie serwer wysyła dane do wielu wież transmisyjnych. Wieże te obejmują określony obszar.
Zużycie energii stało się głównym problemem we wczesnych telewizorach mobilnych. DVB-H rozwiązuje ten problem dzięki Time Slicing. Zmniejsza to zużycie energii poprzez uśpienie odbiornika pomiędzy pakietami danych. Jaka jest typowa maksymalna szybkość transferu dla tego systemu? 15 Mbit/s. Ta prędkość jest wystarczająco duża, aby zapewnić płynne odtwarzanie wideo, ale nie tak duża, aby wyczerpała baterię w ciągu 20 minut.
Transmisje satelitarne
Nie każdy chce ufać wieżom naziemnym. Niektóre standardy wykorzystują transmisję satelitarną do transmisji telewizji na żywo do telefonów komórkowych. Trasy dostaw były różne. Możesz połączyć się bezpośrednio z telefonem z satelity. Możesz najpierw skontaktować się ze stacją bazową, a następnie przesłać sygnał do telefonu. Możesz też użyć obu metod jednocześnie.
Jest to jeden ze sposobów uniknięcia przeciążenia częstotliwości w sieciach naziemnych. Ale to stwarza również własne problemy sprzętowe.
Dwie różne architektury, MBSAT i S-DMB, wykorzystują dostarczanie hybrydowe w celu rozwiązania problemów z mobilnością. Przyjrzyjmy się, jak faktycznie działa S-DMB.
Serwer treści przesyła sygnał na żywo do kodera. Zazwyczaj format MPEG-4 jest używany w przypadku wideo, a AAC w przypadku dźwięku. Zakodowany strumień przesyłany jest bezpośrednio do satelity S-DMB. Satelita pracuje w paśmie Ku w zakresie częstotliwości 13,824–13,883 GHz.
Tutaj robi się ciekawie. Satelity geostacjonarne potrafią więcej niż tylko komunikują się z telefonem komórkowym. Jednocześnie przekazują sygnały w dwóch różnych kierunkach.
Sygnał jest najpierw przesyłany do naziemnego wzmacniacza na częstotliwościach 12,214–12,239 GHz. Po drugie, jest przesyłany bezpośrednio do Twojego telefonu w paśmie S (dokładnie 2,630-2,655 GHz).
Po co instalować wieże naziemne? Ponieważ satelity mają problemy z linią wzroku. Sygnały satelitarne mogą być blokowane w miastach otoczonych wysokimi budynkami lub w głębokich tunelach metra. Przekaźniki naziemne wypełniają te luki. Pełnią rolę lokalnych wzmacniaczy.
System dokładnie koordynuje te podwójne transmisje. Jeśli idziesz ulicą i jesteś w zasięgu zarówno wieży satelitarnej, jak i naziemnej, Twój telefon odbierze oba sygnały. Razem tworzą mocniejsze i stabilniejsze połączenie. Ta metoda podwójnego odbioru umożliwia systemowi S-DMB obsługę szybkości transmisji danych 128 Kb/s. To w zupełności wystarczy, aby uzyskać wysokiej jakości telewizję mobilną, pod warunkiem, że sprzęt jest w stanie obsłużyć dekodowanie.
Globalne wdrożenie i wyczucie czasu na rynku
Chociaż transmisje Wi-Fi są wszechobecne, dedykowane systemy telewizji mobilnej wymagają dedykowanej infrastruktury. S-DMB nie pozostał długo koncepcją teoretyczną. Usługa została uruchomiona w Korei Południowej w połowie 2005 roku. Było to jedno z pierwszych tak dużych wdrożeń tego typu.
DVB-H (Digital Video Broadcasting Handheld) miał natomiast nieco inną chronologię. Pierwsze komercyjne wprowadzenie na rynek miało miejsce we Włoszech w czerwcu 2006 r. Od tego czasu na całym świecie przeprowadza się testy, aby sprawdzić, jak dobrze standardy działają w różnych warunkach.
Technologia jest gotowa. Infrastruktura jest rozwijana. Ale co ze sprzętem? To kolejna granica.
Odbiór telewizji mobilnej
Sprzęt dostarczający sygnał
Zasadniczo masz do czynienia z odbiornikiem radiowym. To jest tuner telewizyjny. Nie ma znaczenia, czy oglądasz na nieporęcznym urządzeniu stacjonarnym, czy małym urządzeniu przenośnym, podstawowa technologia się nie zmieniła. Odbiera sygnały o częstotliwości radiowej i przekształca je w coś, co można zobaczyć.
Producenci treści transmitują te sygnały w określonych zakresach częstotliwości. Podobnie jak dostrojenie radia AM/FM do stacji, tuner blokuje się na określonej częstotliwości kanału. Odbiera fale radiowe z anteny, a następnie wyodrębnia dane wideo i audio.
Tuner wysyła te surowe sygnały do procesora audio/wideo. Sprzęt ten dekoduje i formatuje dane, aby elektronika wyświetlacza mogła faktycznie uformować obraz.
Jest to wieloetapowy proces konwersji. Najpierw odbierany jest sygnał, następnie procesor go przetwarza, a na koniec obraz zostaje wyświetlony na ekranie. Zrozumienie tego łańcucha może wyjaśnić, dlaczego niektóre urządzenia zużywają baterię szybciej niż inne.
Analogowa rzeczywistość i cyfrowa wydajność
Weźmy pod uwagę Toshibę V401T. To jeden z niewielu wideofonów analogowych dostępnych na rynku. Odbiera dokładnie taki sam sygnał, jak tradycyjny telewizor z uszami królika. Za oglądanie nie jest pobierana żadna miesięczna opłata. Brak subskrypcji. Tylko otwarte fale radiowe.
Wyposażenie wewnętrzne jest prymitywne, ale funkcjonalne. Wbudowany tuner analogowy i antena. Ekran to 2,2-calowy wyświetlacz QVGA o rozdzielczości 320×240. Obsługuje 30 klatek na sekundę. Jest to standardowa płynność ruchu.
Ale jest problem. Na jednym ładowaniu można oglądać tylko przez około 1 godzinę.
Dlaczego tak szybko się rozładował? Ponieważ digitalizacja sygnałów analogowych w celu wyświetlenia ich na ekranie cyfrowym wymaga energii. Twój telefon musi konwertować przychodzące fale radiowe na dane cyfrowe zrozumiałe dla wyświetlacza. Jest to zadanie energochłonne. Odbiorniki cyfrowe radzą sobie z tym problemem skuteczniej. Telefon analogowy? Szybko zużywa swój ładunek.
Recenzja Nokia N92 DVB-H: telewizja mobilna roku 2006
Czas pracy na jednym ładowaniu to około 4 godziny. To całkiem dobry wynik jak na odbiornik DVB-H wypuszczony na rynek w połowie 2006 roku. Sprzęt obejmuje antenę telewizyjną i tuner cyfrowy. Odbiera sygnały z zakresu 470–702 MHz. Wyobraź sobie odbiornik telewizji cyfrowej, który mieści się w Twojej kieszeni.
Procesor zapewnia częstotliwość odświeżania 30 klatek na sekundę. Ekran ma przekątną 2,8 cala i rozdzielczość QVGA. Dostępnych 16 milionów kolorów. Główną cechą jest tutaj obrotowy ekran. Obróć go, przełącz do trybu poziomego lub pozostaw w trybie pionowym. Urządzenie dostosowuje się do sposobu, w jaki wolisz oglądać.
Dostępny jest także elektroniczny przewodnik po usługach, który wyświetla przewodnik po programach i inne informacje. Można nagrać do 30 minut programów telewizyjnych. Zapisz je i zagraj później. Nieźle jak na telefon komórkowy z tamtych czasów.
Przyszłość mobilnej rozrywki
Samsung wprowadził na rynek koreański model SCH-B250 w marcu 2006 roku. To coś więcej niż tylko telefon. To jest telefon z telewizją satelitarną. Urządzenie posiada wbudowany odbiornik S-DMB oraz własną antenę. Otrzymujesz wysokiej jakości ekran QVGA. Domyślnie jest zorientowany poziomo. Obróć go, a przejdzie w tryb portretowy. Zrób to, trzymając telefon pionowo.
Z boku znajduje się wyjście wideo. Podłącz do dużego wyświetlacza i wysyłaj zawartość S-DMB. Żywotność baterii pozwala na oglądanie telewizji aż do 3 godzin. To dość znaczący czas.
Obecnie podaż jest ograniczona. Brakuje telefonów komórkowych z telewizją. Powód jest prosty. Systemy dostarczania treści nie są jeszcze powszechnie stosowane. Czekamy na infrastrukturę. Ale zmiany już nadchodzą. Spodziewaj się zmian w ciągu najbliższych 6–18 miesięcy. Wraz ze wzrostem poziomu dostarczania treści wzrośnie także funkcjonalność po stronie odbiorcy.
Udoskonalenia sprzętowe ekranu
Na początku 2006 roku wprowadzono LG V9000, amplituner T-DMB z wirtualnym dźwiękiem przestrzennym. To nie był tylko telefon. To było mini kino. Mniej więcej w tym samym czasie firma LG wprowadziła prototyp SB130. To urządzenie S-DMB umożliwiało wstrzymywanie telewizji na żywo. Nagrał do 1 godziny programów wykorzystując pamięć wewnętrzną. Cechy te symbolizują zmianę. Telefony komórkowe z funkcją telewizyjną nie są już tylko nowością. Ich celem jest zapewnienie komfortu oglądania. Zabawa w drodze do pracy nie jest już kwestią drugorzędną.
Prawdopodobnie w przyszłości pojawią się większe rozmiary ekranów. Wraz ze wzrostem dostępności treści telewizji mobilnej powinny także rosnąć rozmiary ekranów. Analitycy przewidują pojawienie się urządzeń z dwoma wyświetlaczami. Na jednym ekranie będą wyświetlane rozmowy i strony internetowe, a na drugim będzie można przesyłać strumieniowo wideo. Ta zmiana sprzętu jest konieczna. Funkcje wysokiej klasy, takie jak odbiór HDTV, wymagają większej mocy. Aby je wspierać, konieczne jest zwiększenie żywotności baterii.
Reklama i rzeczywistość podwójnych ekranów
Wysokiej klasy telefony wideo otworzyły nowe kanały reklamowe. Firmy lubią osadzać łącza internetowe w swoich programach. Użytkownicy mogą je kliknąć, aby kupić przedmioty podczas oglądania programu. Ta funkcja może wymagać dwóch ekranów. Wyświetlaj reklamy na jednym ekranie, a produkt na innym. To bezpośrednia droga od treści do handlu.
Bariery DRM i koszty licencji
Entuzjazm nadal jest duży. Istnieją jednak bariery zarówno pod względem sprzętu, jak i treści. Dostawcy usług muszą uzyskać licencje na programy od głównych sieci. Opłaty te zwiększają koszt subskrypcji. Zarządzanie prawami cyfrowymi (DRM) to kolejny ból głowy. Firmy potrzebują rozwiązań ograniczających zachowania użytkowników. Należy chronić prawa autorskie do treści znajdujących się w Twoim telefonie komórkowym.
Pamiętasz całe zamieszanie wokół DRM dla telewizji cyfrowej, płyt DVD, CD i plików MP3? Tutaj też wszystko jest pomieszane. Użytkownicy sprzeciwiają się ograniczeniom. Usługodawca walczy z naruszeniami praw autorskich. To napięta równowaga. Być może wszyscy po prostu dogadają się w kontekście telewizji mobilnej. Najprawdopodobniej nie.
Dodatkowe informacje o technologiach mobilnych
Powiązane artykuły
- Jak działają telefony komórkowe
- Quiz o telefonach komórkowych
- 10 popularnych telefonów komórkowych
- 5 nowych technologii telefonicznych
- System zarządzania prawami cyfrowymi
- Jak działa telewizja cyfrowa
- Jak działa radio
- Jak działa telewizja satelitarna?
- Jak działa Slingbox
- Jak działają smartfony
- Jak działa telewizja
Linki zewnętrzne
- BetaNews: Microsoft dołącza do konsorcjum DVB-H
- DVB-H: telewizja mobilna na całym świecie
- Telekomunikacja ABC: Telewizja mobilna
- Texas Instruments: Firma Texas Instruments udostępnia telewizję cyfrową na żywo w telefonie komórkowym – 21 października 2004 r
Źródła
- „3GSM 2006: Wypróbuj telefon wideo LG z obsługą DVB-H”. Przegląd technologii
— Baig, Edward K. „Zmiana kanałów w telefonie za pomocą MobiTV” — witryna internetowa USA Today. 11 lutego 2004 - DVB-H: telewizja mobilna na całym świecie
— Hesseldahl, Arik. „Telefon komórkowy, który pozwala oglądać telewizję” Forbes.com. 29 lipca 2003 - „Kochanie, co masz dziś wieczorem na telefonie?” Wiadomości ZDNet. 6 lutego 2006
- Kharif, Olga. „Wideofony są gotowe na czas największej oglądalności”. Tydzień Biznesu w Internecie. 1 grudnia 2004
- „Telewizja mobilna”. ABC telekomunikacji
- Telewizja mobilna
- „MobiTV współpracuje z IPWireless”. CNET News.com. 8 lutego 2006
- „Poradnik dotyczący podziału ortogonalnego podziału częstotliwości (OFDM).”. raport falowy
- „Orange testuje rozwiązanie oparte na MBMS w niesparowanym widmie 3G w Wielkiej Brytanii”. Bezprzewodowe IP
- Słownik magazynu PC
- Qualcomm MediaFLO
- „Telefon z telewizją cyfrową Sanyo”. MobileBurn
- „Usługa satelitarna DMB”. SK Telekom
- Sundgot, Jorgen. „Wprowadzono telefon obrotowy LG V9000 z funkcją telewizji.” świat infoSync. 17 lutego 2006
- Williams, Martin. „Zabierz do miasta swój satelitarny telefon wideo”. PCWorld.com. 19 października 2005
- Williams, Martin. „Telefony Samsunga mają teraz możliwość odbioru sygnałów telewizyjnych”. PCWorld.com. 12 czerwca 2003
