Wyczekiwanie na MPEG-4

Istniejące dzisiaj ograniczenia w kodowaniu i pojemności łącza abonenckiego nie pozwalają na jednoczesne przesyłanie większej liczby kanałów telewizyjnych. W większości istniejących rozwiązań użytkownik końcowy otrzymuje jedynie dwa lub trzy kanały telewizyjne, mimo że oferta TV obejmuje wiele programów dostępnych w ramach telewizyjnej emisji rozsiewczej.

Ta sytuacja zmieni się po upowszechnieniu kodowania MPEG-4 w wersjach AVC/H.264, pozwalających na korzystanie z niższych przepływności kanałowych (więcej programów w tym samym pasmie). W ubiegłorocznej ekspertyzie Instytut Łączności wyraźnie stwierdza, że "standard MPEG-2 staje się już standardem przestarzałym, natomiast MPEG-4 w wersji AVC/H.264 ma nowoczesne rozwiązania do transmisji obrazu". Czeka nas więc kolejna rewolucja, zwłaszcza że uruchomienie seryjnej produkcji dekoderów AVC/H.264 spółka RWT Radom planuje dopiero w połowie 2006 r.

Nowe systemy kompresji, takie jak WM9 (Windows Media 9) lub H.264 pozwalają na uzyskanie ponad dwukrotnie większej wydajności, niż w standardzie MPEG-2. Zaprezentowany przez grupę MPEG w grudniu 1999 r. format MPEG-4 oferuje dotąd najwyższą wydajność kodowania, a na ukończeniu znajdują się całkowicie sprzętowe wersje kodeków H.264 oraz MPEG-4 AVC (Audio Video Codec). Z niecierpliwością czekają na nie operatorzy, wstrzymując się nieraz z szerszą ofertą trójusługi w swej sieci (kodeki są potrzebne po obydwu stronach łącza transmisyjnego).

Dane kodowane za pomocą MPEG-4 są skalowane w szerokim zakresie, zarówno w strumieniu audio, jak i wideo: dźwięk jest przetwarzany w zakresie 2-24 kb/s, natomiast obraz od 5 kb/s do 10 Mb/s. Dzięki tak dużej zmienności multimedialną treść można efektywnie adaptować do wielu środowisk, także do kodowania w bezprzewodowych rozwiązaniach UMTS. Generalną zasadą jest jednak uzyskanie obrazu o jakości nie gorszej niż w powszechnie dostępnej telewizji analogowej, przy jak najmniejszej szerokości zajmowanego pasma. Im szersze pasmo, tym jakość usługi jest wyższa.

Jaka infrastruktura?

Sieci szerokopasmowe są obszarem inwestowania operatorów telekomunikacyjnych, telewizji kablowej oraz innych dostawców infrastruktury sieciowej. Wprowadzenie usługi potrójnej stanowi wyzwanie zwłaszcza dla operatorów tradycyjnej telefonii, ze względu na spadek zysków w realizacji usług głosowych. Spadek ten zmusza telekomy do poszukiwania nowych obszarów, dzięki którym będą oni mogli zatrzymać swych klientów. A rozwój technologii dostępowych, liberalizacja przepisów w sektorze telekomunikacji oraz zapowiadana przenaszalność numeru zwiększają presję na wdrażanie trójusługi.

Ważnym elementem infrastruktury, pozwalającym na funkcjonowanie usługi potrójnej, jest przepływność ostatniego odcinka sieci dostępowej (nie mniej niż 10 Mb/s), którą można uzyskać w trzech technologiach jako: rozwiązania miedziane xDSL (ADSL2+, VDSL, VDSL2), w optycznej sieci pasywnej PON (do 32 terminali w wiązce) lub poprzez sieci ethernetowe (do 100 Mb/s).

Od ADSL do VDSL2. Powszechnie stosowane rozwiązania miedziane ADSL (6-9 Mb/s) nie są wystarczające do realizacji wszystkich funkcji triple play. Zadowalające rezultaty uzyskuje się dopiero w technologii dostępowej ADSL2 (24 Mb/s), jednak docelowym rozwiązaniem jest opracowany przez ITU w maju ubiegłego roku standard VDSL2 (ITU-T G.993.2). Zapewnia on ponad 10-krotnie większą szybkość transportu danych w kierunku abonenta (do 100 Mb/s) i dopiero ta wersja w nieskrępowany sposób w pełni zapewni korzystanie z potrójnej usługi oferowanej przez dostawców. Dla operatorów telekomunikacji specyfikacja ta stanowi długo oczekiwane ogniwo, łączące optyczne sieci metropolitalne o dużych szybkościach (nie mniej niż 10 Gb/s) z abonentami, którzy potrzebują informacji transmitowanych w czasie rzeczywistym. Wszystko za pośrednictwem już istniejących linii telefonicznych.

Pasywny PON. Uzyskanie wysokich przepływności ostatniej mili, sięgających nawet 100 Mb/s, nie sprawia większych trudności w sieciach światłowodowych FTTH (Fiber To The Home) z pasywnym rozdziałem kanałów optycznych klasy PON (Passive Optical Network). Mimo że jest to najtańsza wersja rozprowadzania sygnałów optycznych, nadal nie są to rozwiązania powszechnie stosowane. O ile koszt łączy jest niewielki i porównywalny z miedzią, osprzęt potrzebny do agregowania kanałów z siecią ATM podnosi koszt rozwiązania. Nie dość, że zwykle wymagają one inwestycji związanych z położeniem nowej sieci oraz instalacji pośredniczących węzłów rozdzielczych, to tworzenie gwiaździstej struktury dostępowej dla konkretnej lokalizacji nie zawsze jest uzasadnione ekonomicznie. Maksymalna liczba terminali w tym rozwiązaniu nie może bowiem przekraczać 32 odbiorców, a przy mniejszej liczbie nie jest opłacalna. Sieci lokalne według tego standardu mogą jednak współdziałać z tradycyjnymi rozwiązaniami transportowymi ATM, z sieciami nowej generacji NGN z protokołem IP oraz rozwiązaniami optycznymi określanymi jako FTTP (Fiber To the Premise).

Dynamiczny Ethernet. Ethernetowe rozwiązanie szerokopasmowego dostępu 100 Mb/s za pomocą skrętki miedzianej lub włókna światłowodowego - stanowiące element lokalnej sieci LAN włączonej do metropolitalnego pierścienia - jest postrzegane jako przyszłościowy kierunek w propagowaniu usługi potrójnej. Mimo że hybrydowy sposób łączenia abonenta z optyczną siecią pierścieniową nie jest najtańszym wariantem tworzenia infrastruktury dostępowej, stosowana teraz technologia 100Base-BX (włókno) redukuje o ok. 50% koszty instalacyjne. Daje również łatwość dołączenia w przyszłości kolejnych uczestników usługi oraz pozwala na szybkie przechodzenie (upgrade) do wyższych przepływności w technologii 1 GbE. Sieć z agregowaniem łączy ATM może być zastąpiona wydajnym rutowaniem ethernetowym IP, zdolnym do zapewnienia wymaganego poziomu QoS dla wielu aplikacji trójusługi jednocześnie.

Uzyskanie odpowiedniej przepływności ostatniej mili nie gwarantuje jeszcze poprawności działania tych usług. Jest oczywiste, że w miarę przesuwania się w kierunku rdzenia sieci szkieletowej wymagania na przepływność rosną. I chociaż nie są one wprost proporcjonalne do liczby obsługiwanych uczestników (multicastowa obsługa radykalnie zmniejsza potrzebną przepływność w szkielecie), to wymagania na przepustowość rdzenia sieci są olbrzymie, sięgające setek Gb/s. Od spełnienia tego warunku w zasadniczy sposób zależy jakość potrójnej usługi.

W sieciach szkieletowych IP do realizacji trójusługi jest potrzebne multicastowe rutowanie pakietów, niezbędne w dystrybucji sygnału TV przez infrastrukturę z protokołem IP (TVoIP), i dopiero ta cecha pozwala usługodawcom świadczyć usługi telewizyjne w czasie rzeczywistym. Zwykle urządzenia sieciowe mają już wbudowane procedury bezpieczeństwa na poziomie klienta i usług, dając dostawcom narzędzia do automatycznego filtrowania antyspoofingowego, zapobiegające kradzieży transmitowanych treści medialnych.