Изменения в сфере радиовещания и совершенствование технологии передачи звука на расстоянии

Изменения в сфере радиовещания и совершенствование технологии передачи звука на расстоянии.

Звук сегодня является действительно неотъемлемым элементом мультимедийных домашних страниц в интернете. Современные звуковые технологии в интернете ориентированы на решение самых разнообразных задач - от вещательной передачи звуковых фрагментов в реальном масштабе времени до традиционных систем с растянутой во времени загрузкой файлов и последующим их воспроизведением, причем применяются для этого самые различные форматы передачи звукоданных.

Сегодня в распоряжении пользователей целый ряд стандартных форматов звуковых файлов 1 WAV от waveform - форма сигнала, или просто wave-файлы. Это наиболее распространенный формат звукоданных в компьютерах на платформе IBM Windows.

При наличии соответствующего программного обеспечения можно воспроизводить WAV-файлы на персональных компьютерах платформы Macintosh и других системах 2 AU Sparc-аудио является одним из самых старых звуковых форматов для Интернет, и средства его воспроизведения разработаны практически для всех компьютерных платформ 3 AIFF Audio Interchange Format - формат обмена звуковой информацией, особенно распространенный на платформе Macintosh.

Он широко применяется в мультимедиа-приложениях, но не является общепринятым в Web 4 MIDI Musical Instrument Digital Interface - интерфейс электронных музыкальных инструментов. Данный формат представляет не оцифрованный звук, а ноты и другую информацию, с помощью которой можно затем синтезировать музыку. Формат MIDI имеет широкую поддержку и позволяет получить компактные файлы, но в Интернет полезен лишь для ограниченного класса приложений 5 MPEG - Moution Picture Enhancing Group стандартизованное в ИСО стандарты 11172-3 и 13818-3 семейство форматов различного уровня сложности с гибкими возможностями сжатия аудио- и видеоданных.

В то же время MPEG еще не настолько распространен, как многие привыкли считать, и разработка и стандартизация MPEG еще не завершена сейчас готовится новый стандарт MPEG-4 . И, несмотря на хорошее качество и высокую эффективность передачи, аппаратно-программные средства кодирования и декодирования MPEG пока не так уж распространены.

Звуковые файлы форматов AU и WAV воспроизводятся вспомогательными приложениями и интегрируемыми модулями, но собственная поддержка данных форматов в пользовательских программах-браузерах навигаторах по Интернет, наиболее распространенных сегодня - Netscape 3.0 и Internet Explorer 3.0 отсутствует. Качество воспроизведения формата WAV не настолько хорошее, как можно было бы ожидать от файлов такого размера. MIDI-файлы могут аппаратно воспроизводиться звуковыми картами персональных компьютеров такими, например, как SoundBlaster и по качеству напоминают мелодии, издаваемые простым электромузыкальным клавишным инструментом.

Если необходим звук профессионального качества при высоком уровне уплотнения, то единственным выбором является формат MPEG. Он дает приемлемые результаты и в тех случаях, когда очень хорошее качество необязательно, однако такой недостаток программного обеспечения для его воспроизведения, как реализация только в виде вспомогательных приложений, а не интегрируемых модулей или собственных средств браузеров, нередко заставляет отдавать предпочтение другим форматам Мировые Информационные ресурсы курс лекций Под ред. Выдрина А.Л СПб 2007 С. 34-51 Хотя в общем случае при загрузке и воспроизведении звуковых файлов через Интернет следует придерживаться стандартных форматов, один патентованный формат заслуживает особого упоминания.

Это RapidTransit фирмы FastMan. В нем используется схема адаптивного уплотнения волнового сигнала.

Например, 30-секундный музыкальный фрагмент Hootie and the Blowfish такого же качества, какое достигается воспроизведением записи с компакт-диска, в неуплотненном виде занимает объем 2,69 Мбайт, а после сжатия в формате RapidTransit - всего 90 Кбайт. Патентованные форматы предлагают то, чего не хватает многим стандартным форматам цифрового звука, а именно возможности организации непрерывного потока данных т.е. передачи в реальном масштабе времени. Потоковые звукоданные не требуют дискового пространства и допускают произвольный доступ к любому месту звукового файла.

Между тем у поточных звукоданных есть несколько потенциальных недостатков. Во-первых, чтобы в достаточной мере сжать звукоданные для поточновой передачи, приходится жертвовать качеством звукопередачи. Во-вторых, сами протоколы Интернет не приспособлены к непрерывному поточному обмену. Каждый, кому в течение какого-то времени приходилось работать с Интернет, без сомнения, сталкивался с периодически возникающими задержками. Впервые практическая передача звука через интернет в непрерывном поточном режиме была реализована в разработках фирмы Progressive Networks.

На ее узле RealAudio для пересылки непрерывных звукоданных вспомогательному приложению браузера, интегрируемому модулю Netscape Shockwave Xtra или элементу управления ActiveX используется специальный программный сервер. Благодаря наличию средств воспроизведения на всех основных компьютерных платформах RealAudio является сегодня наиболее распространенным форматом непрерывной передачи звукоданных в интернете, его используют большинство крупных звуковых служб и звуковых серверов.

В настоящее время, несмотря на значительную конкуренцию и архитектурные ограничения, формат RealAudio доминирует на рынке звуковых средств. Основное достижение компании Progresive Networks состоит в том, что она разработала расширение языка HTML для прослушивания звуковых файлов с помощью системы RealAudio, состоящей из сервера, где хранятся звуковые файлы в гипертекстовом формате, и проигрывателя, встраиваемого в программу просмотра.

Щелчком мыши по значку звуковой связи на Web-странице пользователь инициирует непрерывную передачу пакетов информации с сервера по сети интернет. Проигрыватель системы RealAudio вместе со звуковой картой персонального компьютера превращает этот поток данных в звук. Специалисты предсказывают дальнейшее повышение качества звука по мере совершенствования ЭВМ. В настоящий момент при пересылке звукоданных через модемы на скорости 14,4 Кбит с обеспечивается качество звучания, как у радиоприемников с амплитудной модуляцией АМ-качество. Однако при увеличении скорости передачи до 28,8 Кбит с можно добиться качества звучания радиоприемников с частотной модуляцией ЧМ-качество. В общем, перспектива получения качественного звука с помощью микросхем обработки цифровых сигналов, расположенных на звуковой плате или в модеме, выглядит весьма привлекательно.

На фоне отвлеченных споров о будущем интернета, о протоколах и стандартах, призванных обеспечить внедрение новейших технологий, отрадно наблюдать, как одна из них - передача звукоданных - развивается практически. Причем в данном случае понятно назначение информации и известны ее потребители.

Разработанные звуковые технологии масштабируемы, опираются на уже существующие стандарты и готовы к переносу в более скоростные сети, как только те станут реальностью. Тогда по сети будут передаваться звуковые потоки с качеством CD и без всяких перерывов.

Появилось несколько возможных способов применения звуковых потоков в Интернет. Почти очевидным стало перенесение систем радиовещания из обычного радиоэфира в цифровые сети. Тысячи радиостанций установили у себя потоковые серверы и начали передавать свои обычные живые программы в Интернет. История радиовещания насчитывает не один десяток лет, и здесь уже давно произошло разделение по жанровому признаку. Одни радиостанции передают только новости, комментарии, интервью, а другие - только различную музыку.

Немало радиостанций работают в смешанном режиме, т. е. регулярно передают новости, а между ними - тематические программы. И наконец, радиостанции так называемого иновещания используют особенный формат, учитывающий условия распространения радиоволн и поясное время в местах приема. В принципе руководство радиостанций стремится обеспечить качество приема через Интернет, по крайней мере, не хуже, чем с помощью радиоволн.

Это означает, что речь желательно передавать в полосе частот до 5-6 кГц, а музыку - до 10-12 кГц, причем в стереофоническом режиме, т. е. передавать два канала одновременно. Однако скорости передачи звуковых потоков в Интернет для большинства потенциальных слушателей все еще ограничены, и приходится идти на некоторые компромиссы. Усовершенствование алгоритмов кодирования позволило получить вполне удовлетворительное качество звука при умеренной скорости передачи. С учетом реального положения дел сложился ряд значений скоростей, применяемых для радиовещания через Интернет.

Хотя новостные и тематические передачи неплохо звучат при скорости потока всего 8 Кбит с, многие радиостанции используют скорость 16 Кбит с. При такой скорости хорошо воспроизводится и музыка, а для стереофонической передачи музыкальные радиостанции используют скорость потока 20 Кбит с. Качество воспроизведения такого сигнала уже можно признать отличным. 1.3. Развитие телекоммуникаций и систем сотовой связи в первые годы XX столетия.

За 10 лет реформирования российской экономики в отрасли телекоммуникаций произошли существенные изменения к лучшему. Она превратилась в одну из наиболее динамично развивающихся и обладающих потенциалом долгосрочного экономического роста отраслей. По оценкам министерства по связи и информатизации, для того, чтобы обеспечить 1 экономического роста в современной России, необходимо достичь 3 роста в телекоммуникационной индустрии. В этом случае телекоммуникации не только будут способствовать развитию общества и укреплению безопасности страны, но и станут важнейшим источником стабильного экономического роста Мильчакова Н. Телекоммуникации в России структурные реформы и повышение капитализации компаний Вопросы экономики М 2001 7 С. 17-29 Экономические показатели развития отрасли. В настоящее время уровень телефонной плотности в России составляет немногим более 20 телефонов на 100 жителей, что значительно ниже соответствующих показателей в большинстве индустриально развитых стран.

Несмотря на высокие темпы внедрения современных технологий, процент охвата населения РФ новыми видами связи, такими как сотовая связь, пейджинг, Интернет остается низким.

В России на конец 2000г. число пользователей сети Интернет составляло менее 3 млн. человек. В 1999 - 2000 гг. значительно упростились механизмы лицензирования, сертификации и выделения частотного ресурса новым операторам связи. В результате число альтернативных операторов, предоставляющих услуги связи, увеличилось.

Практически все традиционные операторы проводной связи также оказывают услуги сотовой и пейджинговой связи и предоставляют доступ в Интернет. Отечественный рынок услуг связи остаётся достаточно замкнутым. С одной стороны это обусловлено огромными масштабами территории страны, благодаря которым формируются основные доходы операторов связи. С другой, Россия пока находится вне мирового рынка международного трафика, что до сих пор было следствием недостаточно высокого уровня цифровизации магистральных каналов и более низкого качества связи по сравнению с мировыми стандартами.

Однако к началу XXI столетия качество междугородной связи в стране существенно улучшилось, и её роль в международном транзите телекоммуникационных услуг стала возрастать. Поскольку Россия только начинает осваивать мировой телекоммуникационный рынок, до участия наших операторов в международных слияниях и поглощениях дело ещё не дошло. Однако стремление к глобализации по-российски уже начинает проявляться в том, что правительство с 2000 г. приступило к реализации не знающего аналогов в мире плана объединения 87 региональных операторов- монополистов в 7 крупных межрегиональных компаний.

Ведущая роль в его осуществлении принадлежит крупнейшему государственному телекоммуникационному холдингу - ОАО Связьинвест См. об этом Адрианов В. Россия в мировом процессе развития средств связи, компьютеризации и информатизации Экономист М 2006 8 - С.10-18 Россия имеет потенциальные возможности по развитию процесса компьютеризации и информатизации, а также интеграции в мировое информационное пространство, обладает уникальным сочетанием благоприятных факторов для широкого развития услуг в области заказных разработок и информационных систем.

В настоящее время во многих странах ведется интенсивное внедрение сотовых сетей связи общего пользования. Такие сети предназначены для обеспечения подвижных и стационарных объектов телефонной связью и передачей данных.

Подвижными объектами признаются либо наземные транспортные средства, либо непосредственно человек, находящийся в движении и имеющий портативную абонентскую станцию подвижный абонент. Возможность передачи данных подвижному абоненту резко расширяет его возможности, поскольку кроме телефонных сообщений он может принимать телексные и факсимильные сообщения, различного рода графическую информацию планы местности, графики движения и т.п медицинскую информацию и многое другое. Особое значение сотовые сети приобретают в связи с активным внедрением во все сферы человеческойдеятельности персональных компьютеров, разнообразных баз данных, сетей ЭВМ. Доступ к ним позволит подвижному абоненту оперативно и надежно получить необходимую информацию.

Соответственно возрастет и роль систем связи, повысятся требования к качеству передачи информации, пропускной способности, надежности работы. Увеличение объема информации потребует сокращения времени доставки и получения абонентом необходимой информации.

Именно поэтому уже сейчас наблюдается устойчивый рост мобильных средств радиосвязи автомобильных и портативных радиотелефонов, которые дают возможность сотруднику той или иной службы вне рабочего места оперативно решать производственные вопросы. Используемые системы радиосвязи с подвижными объектами можно разделить на следующие классы - ведомственные системы подвижной связи ВСПС - сотовые системы подвижной связи ССПС - системы персонального радиовызова СПРВ . Исторически впервые в эксплуатации появились ВСПС, так как в условиях ограничений на использование радиосвязи возможность ее применения для связи с подвижными абонентами предоставлялась государственным, ведомственным или крупным частным организациям милиция, пожарная охрана, такси и т.п Для вызова подвижного абонента внутри ограниченной зоны обслуживания стали использоваться СПРВ. Появившиеся сравнительно недавно ССПС являются принципиально новым видом систем связи, так как они построены в соответствии с сотовым принципом распределения частот по территории обслуживания и предназначены для обеспечения радиосвязью большого числа подвижных абонентов с выходом на телефонную сеть общего пользования.

Если ВСПС создавались и создаются в интересах узкого круга абонентов, то ССПС за рубежом стали использоваться в интересах широких кругов населения.

Свое название сотовая система связи получила в соответствии с сотовым принципом организации связи, согласно которому зона обслуживания территория города или региона делится на большое число малых рабочих зон или сот в виде шестиугольников.

В центре каждой рабочей зоны расположена базовая станция, осуществляющая связь по радиоканалам с многими абонентскими станциями, установленными на подвижных объектах, находящихся в ее рабочей зоне. Базовые станции соединены проводными телефонными линиями связи с центральной станцией данного региона, которая обеспечивает соединение подвижных абонентов с любыми абонентами телефонной сети общего пользования с помощью коммутационных устройств.

При перемещении подвижного абонента из одной зоны в другую производится автоматическое переключение канала радиосвязи на новую базовую станцию, тем самым осуществляется эстафетная передача подвижного абонента от передающей к последующей базовой станции. Управление и контроль за работой базовых и абонентских станций осуществляется центральной станцией, в памяти ЭВМ которой сосредоточены как статические, так и динамические данные о подвижных объектах и состоянии сети в целом.

Стремительный рост объемов передаваемой информации требует значительного сокращения времени доставки и обработки абонентом необходимой информации. Это одна из причин быстрого роста мобильных средств связи на базе сотовых систем. Внедрение сотовых систем означает появление принципиально нового вида связи - массовой радиотелесвязи, т.е. нового вида услуг. Уже сейчас сотовый радиотелефон признается многими зарубежными экспертами первичным терминалом, которым абонент пользуется как в стационарном состоянии дома, на службе, так и в движении.

Широкое внедрение портативных сотовых радиотелефонов в перспективе позволит обеспечить каждого человека персональным телефоном со своим индивидуальным номером. Создание систем массовой радиотелесвязи с большим числом подвижных абонентов, большой пропускной способностью и высоким качеством приема сообщений возможно только при использовании сотового принципа построения системы связи. Этим и объясняется повышенный интерес к сотовым сетям.

Телекоммуникации становятся одним из ключевых факторов развития России в XXI веке. Создание российской информационно-телекоммуникационной инфраструктуры следует рассматривать как важнейший фактор подъёма национальной экономики, роста деловой и интеллектуальной активности общества, укрепления авторитета страны в глобальном масштабе. Опережающее развитие телекоммуникаций - необходимое условие развития инфраструктуры бизнеса, формирования благоприятных условий для привлечения иностранных инвестиций, решения вопросов занятости населения.

В перспективе российская индустрия средств связи, которая сейчас способна производить лишь отдельные виды телекоммуникационного оборудования, используемого в мире, должна полностью обеспечить внутренние потребности в средствах связи для различных сетей телекоммуникаций. Глава 2.