HEVC, ТУСУР и "Элекард": мультимедийное телевещание будет разрабатываться в Томске
В конце декабря 2012 г. Минобрнауки России поддержало совместный проект ТУСУРа и компании «Элекард». Что это значит и что это за проект? Давайте посмотрим!
В самом конце декабря 2012 г. Министерство образования и науки Правительства Российской Федерации поддержало совместный проект ТУСУРа и компании «Элекард» по предоставлению услуг мультимедийного вещания в сетях общего пользования Интернет, основанных на технологиях пиринговых сетей и адаптивной передаче потоков данных.
Что это такое и что всё это значит? Для выяснения этих вопросов я отправился прямо в компанию «Элекард» и погрузился в суть происходящего непосредственно с президентом компании – Андреем Поздняковым.
ПОДДЕРЖКА
Начнем с главного: что значит «поддержка Минобрнауки…»?
Министерство образования и науки РФ
Поддержка некоего проекта указанным министерством Правительства означает ясную перспективу получения государственного финансирования для реализации проекта. В данном случае, речь идет о выделении государевых денег в размере 120 миллионов рублей в виде субсидии Элекарду. Элекард должен вложить в разработку 240 миллионов, 120 заплатить ТУСУРу на выполнение разработок в рамках указанного проекта и еще не менее 120 млн вложить в разработку у себя, тогда часть, вложенная в ТУСУР, будет субсидирована. При общей стоимости проекта около 300 миллионов рублей – это почти половина. Финансирование будет осуществляться в течение трех лет. Кстати, 300 миллионов – это первый этап реализации проекта, полная версия будет «весить» как раз не менее «полуярда».
ПРОЕКТ
Второй вопрос: «что за проект-то почти на полмиллиарда»?! Двумя словами здесь обойтись сложно, но я попробую.
Существует телевидение. В мире существует много телевидения – около 5800 только открытых спутниковых каналов вещают на разных языках и диапазонах (включая закрытые - почти 12 000!!!). Плюс к ним еще местные каналы, локальные, региональные, отраслевые и т.д. и т.п. Суть идеи проста – «приземлить» телевизионный эфир и сделать его доступным по сети Интернет. Хотите смотреть канал телевидения университета Беркли? Не вопрос – получите его просто через Интернет от своего провайдера. Хотите иметь доступ к тому или иному набору телеканалов из Европы, России, Америки или Свазиленда? Не вопрос – получите! Хотите, находясь в Калифорнии, смотреть свой родной и любимый томский ТВ-2? Нет проблем – смотрите! Просто через Интернет.
В принципе, нет уже ничего удивительного в просмотре двигающихся картинок со звуком через Интернет. Уже много лет мы смотрим видео на «ютубе», доступны он-лайн трансляции многих телеканалов. И т.д. и т.п. Но тут речь идет о получении любого телевизионного канала куда угодно, где есть сеть Интернет. И масштабируемого на любое количество пользователей. Интересно, каким образом?
Проект системы мультимедийного вещания предполагает несколько основных функциональных блоков-частей:
- система подготовки данных – речь о кодировании эфирных трансляций в удобоваримый для транспортировки по сети вид. В базовом варианте проекта предполагается создание пяти кодирующих центров – Европейского, Ближнее-Восточного, Северо-Американского, Южно-Американского и Юго-Восточно-Азиатского.
- система раздачи данных – раздавать данные предполагается провайдерам услуг доступа к сети Интернет, они уже будут передавать информацию конечным пользователям под их запросы. Около 1000 раздающих серверов планируется «поставить на ноги».
- программные и, конечно, программно-аппаратные решения для получения и воспроизведения контента конечным пользователем (нами с вами). Речь о плеерах в PC, приставках к телевизорам, интегрированных решениях, решениям для Android-смартфонов и «таблеток», iPad'ов и Amazon Kindle.
- система контроля качества и функционирования – логично предположить, что контролировать придется множество узлов, параметров и подсистем. Нарушение в работе поставщика телевизионной трансляции вообще-то недопустимо.
- система сбора статистики – представляете, сколько, и каких данных можно получить, анализируя то, что, сколько и как смотрят несколько сотен миллионов или даже миллиардов пользователей?
И всё это здесь у нас в Томске?! Да - для тех, кто не в курсе: компания «Элекард» вообще является одним из лидеров в вопросах кодирования видео. И давно. Благодаря «Элекарду», как кузнице кадров, в Томске сложилась уникальная ситуация с насыщенностью общего спектра ИТ-компаний, теми, которые специализируются на работе с видео.
Конечно, это оказывает влияние и на подготовку студентов профильных вузов – ТУСУРа, ТГУ, Политеха. Поэтому проект и совместный – предполагается, что система кодирования и раздачи трансляций будет создаваться как раз в лабораториях ТУСУРа, а алгоритмы кодирования – в ТГУ.
А работы там много – как традиционными средствами обеспечить заданные возможности? Никак. Это не реально - если не использовать новый стандарт сжатия видеоинформации – HEVC/h.265.
ТЕХНОЛОГИЯ
Именно с использованием преимуществ HEVC и будет работать проектируемая система. Стандарт позволит упаковывать кадры видео еще в два раза более плотно, чем используемый сейчас AVC, без потери качества. Как это возможно и сколько можно уже сжимать и сжимать несжимаемое?! Оказывается, можно.
Мне даже показали, как: «предсказание» изменений участка кадра позволяет уменьшить объемы кодируемой и хранимой в сжатом виде информации. Таким образом, резервы по-прежнему есть, и сжать еще более плотно можно.
Ок, а как вы будете передавать такой объем информации потребителям? Это же убьет сеть нагрузкой!
Ну, во-первых, объем данных для передачи становится меньше за счет использования нового стандарта сжатия видео. А во-вторых, планируется использовать несколько нестандартный способ передачи контента до потребителя. Кстати, реализацией этой части проекта в основном и будет заниматься ТУСУР.
От центров системы передачи данных заказанные пакеты телевизионных трансляций будут получать региональные и местные провайдеры доступа к сети. Дальнейшая же трансляция до нас с вами (до потребителя) будет осуществляться с использованием технологии р2р. То есть, каждый пользовательский компьютер, уже получивший некоторое количество информации, становится ретранслятором и начинает раздавать информацию тем компьютерам, которые эту информацию еще не получили.
Эфирные пакеты планируется разбивать на «кирпичики» по 10 секунд, и передача этих "кирпичиков" с использованием технологии р2р будет распределять нагрузку по всей сети. Тем самым существенно снизится нагрузка на передающие центры оператора связи, и система не потребует от оператора значительных затрат на обеспечение таких трансляций. То есть, такой проект может быть реализован буквально уже завтра - при имеющихся передающих мощностях компаний-провайдеров на местах.
Собственно, для реализации проекта требуется решение нескольких глобальных задач: надо довести до завершения работы по сертификации стандарта HEVC, разработать технологию р2р-трансляции, создать плееры и кодеры, создать и обкатать центры кодирования и передачи телепрограмм.
На первый этап проекта – с обкаткой прототипа системы в масштабах всего мира - планируется потратить три года, а в рамках Томска обкатка начнется уже через несколько месяцев. Начало разработки – январь 2013 г.
Участники – «Элекард» и ТУСУР. Перспективы – всё мировое телевидение на вашем компьютере. И всё мировое телевидение везде в мире - на системе, созданной вот здесь, в Томске. Вот это по-настоящему круто!
Текст: Дмитрий Корнев
Фото: Томский Обзор