خدمة البث المتعدد للوسائط المتعددة

خدمات البث المتعدد للوسائط المتعددة ( MBMS ) هي مواصفة واجهة من نقطة إلى عدة نقاط لشبكات الجيل الثالث (3GPP) الخلوية الحالية ، وهي مصممة لتوفير توصيل فعال لخدمات البث والإرسال المتعدد ، سواء داخل الخلية الواحدة أو داخل الشبكة الأساسية . بالنسبة للبث عبر خلايا متعددة، تحدد هذه المواصفة الإرسال عبر تكوينات شبكة أحادية التردد . يُشار إلى هذه المواصفة باسم خدمات البث المتعدد للوسائط المتعددة المتطورة ( eMBMS ) عند توصيل عمليات الإرسال عبر شبكة LTE (التطور طويل الأمد) . تُعرف eMBMS أيضًا باسم بث LTE . ^{[ 1 ]}

تشمل التطبيقات المستهدفة البث التلفزيوني والإذاعي عبر الهاتف المحمول ، وخدمات بث الفيديو المباشر، بالإضافة إلى تسليم الملفات والتنبيهات الطارئة.

لا تزال هناك تساؤلات حول ما إذا كانت هذه التقنية أداة لتحسين أداء المشغل أم أنها تُمكّنه من توليد إيرادات جديدة. وقد نُشرت عدة دراسات في هذا المجال تُشير إلى كلٍ من وفورات التكاليف والإيرادات الجديدة. ^{[ 2 ]}

في عام 2013، ^{[ 3 ]} أعلنت شركة فيريزون أنها ستطلق خدمات eMBMS في عام 2014، عبر شبكات LTE الخاصة بها على مستوى الولايات المتحدة . وأعلنت شركة AT&T لاحقًا عن خطط لاستخدام  تراخيص النطاق الترددي 700 ميجاهرتز (النطاقين D وE السفليين) التي حصلت عليها في عام 2011 من شركة كوالكوم لخدمة بث LTE. ^{[ 4 ]}

تتنافس العديد من شركات الاتصالات الكبرى حول العالم على نشر هذه التقنية واختبارها. ومن أبرزها شركة فيريزون في الولايات المتحدة، ^{[ 5 ]} وشركتا كي تي وريلاينس ^{[ 6 ]} في آسيا ، ومؤخراً شركتا إي إي ^{[ 7 ]} وفودافون في أوروبا . ^{[ 8 ]}

في يناير 2014، أطلقت شركة Kt الكورية أول خدمة بث LTE تجارية. ^{[ 9 ]} يتضمن الحل خدمة eMBMS Bearer التي طورتها Kt داخليًا، وأجهزة سامسونج المحمولة المزودة ببرنامج ENENSYS Expway الوسيط كخدمة مستخدم eMBMS.

في فبراير 2014، عرضت شركة فيريزون إمكانات بث LTE خلال مباراة سوبر بول XLVIII ، باستخدام هواتف سامسونج جالاكسي نوت 3 المزودة بخدمة eMBMS للمستخدم من ENENSYS Expway. ^{[ 10 ]}

في يوليو 2014، عرضت نوكيا استخدام تقنية البث عبر شبكة LTE كبديل للتلفزيون الرقمي التقليدي. ^{[ 11 ]} ولا يزال هذا الاستخدام مثيرًا للجدل، إذ تشكك بعض الدراسات في قدرة تقنية البث عبر شبكة LTE على تلبية هذا الغرض بكفاءة في نسختها الحالية. ^{[ 12 ]}

وفي يوليو 2014 أيضاً، قامت كل من BBC Research & Development و EE بعرض تقنية البث LTE خلال دورة ألعاب الكومنولث العشرين في غلاسكو ، اسكتلندا، باستخدام معدات من هواوي وكوالكوم. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

في أغسطس 2014، نجحت شركتا إريكسون وبولكومتل في اختبار تقنية البث LTE من خلال بث المباراة الافتتاحية لبطولة العالم للكرة الطائرة 2014 لمئات الضيوف في الملعب الوطني في وارسو ببولندا في 30 أغسطس. ^{[ 15 ]}

في يونيو 2015، قامت BBC Research & Development و EE بعرض بث LTE خلال نهائي كأس الاتحاد الإنجليزي في المملكة المتحدة ^{[ 16 ] [ 17 ]}

في سبتمبر 2015، قامت شركة فيريزون بعرض نظام eMBMS من خلال بث سباقات إندي كار . ^{[ 18 ]}

في أكتوبر 2015، أطلقت شركة فيريزون خدمة Go90 eMBMS تجاريًا. توفر Go90 خدمات البث حسب الطلب والبث التلفزيوني المباشر، بنظامي البث الأحادي والبث العام، وتدعم أكثر من 10 أجهزة محمولة مختلفة تدعم البث عبر شبكة LTE. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} توقفت فيريزون عن تشغيل خدمة Go90 في 31 يوليو 2018. ^{[ 22 ]}

في فبراير 2016، عرضت شركة أكاماي من خلال ENENSYS Expway إمكانية توصيل بث الفيديو عبر شبكات LTE مع التبديل المباشر أثناء التشغيل من البث الأحادي إلى البث العام، وذلك في المؤتمر العالمي للجوال 2016. ^{[ 23 ]}

في أبريل 2016، أطلقت شركات فيريزون وتيلسترا وكي تي وإي إي تحالف البث LTE. ^{[ 24 ]}

حتى يناير 2019، حددت الرابطة العالمية لموردي خدمات الهاتف المحمول 41 شركة اتصالات استثمرت في نظام إدارة المحتوى المحسن (eMBMS) (بما في ذلك الشركات التي تدرس/تختبر/تجرب، أو تنشر أو تجرّب، والشركات التي نشرت أو أطلقت نظام eMBMS). وأفادت خمس شركات اتصالات أنها نشرت نظام eMBMS أو أطلقت نوعًا من الخدمات التجارية باستخدام هذا النظام. ^{[ 1 ]}

يتزايد نطاق الشرائح المتاحة التي تدعم تقنية eMBMS بشكل مطرد، حيث تم إصدار ثلاثة معالجات/منصات للهواتف المحمولة منذ مارس 2018. وقد حددت إدارة الخدمات العامة 69 شريحة تدعم تقنية eMBMS، وهناك ما لا يقل عن 59 جهازًا تدعم هذه التقنية (في بعض الحالات بعد ترقيات خاصة بمشغلي الشبكات). ^{[ 25 ]}

تشمل التقنيات المنافسة الرئيسية لتقنية البث متعدد الوسائط (MBMS) كلاً من DVB-H / DVB-T و DVB-SH و DMB وESM- DAB و MediaFLO . مع ذلك، ونظرًا لندرة الطيف الترددي وتكلفة إنشاء بنية تحتية جديدة للبث، قد لا تكون بعض هذه التقنيات مجدية. وقد تم نشر MediaFLO تجاريًا في الولايات المتحدة من قبل شركة Verizon Wireless من خلال شراكتها مع MediaFLO USA, Inc. (التابعة لشركة Qualcomm)، إلا أن الخدمة توقفت في أوائل عام 2011. ^{[ 26 ]} وتجري تجارب DMB وDVB-H منذ أكثر من عام، كما حدث خلال بطولة كرة القدم 2006 في ألمانيا.

تُعدّ تقنية CMB الخاصة بشركة هواوي بمثابة مقدمة لخدمة البث المتعدد للوسائط المتعددة (Multimedia Broadcast Multicast Service). وقد تمّ تحديد مواصفاتها في معيار 3GPP R6، وهي تستخدم البنية التحتية الحالية لشبكة UMTS . وتؤكد هواوي أن تقنية CMB تعتمد على البنية التحتية الحالية لشبكة UMTS وبروتوكول تطبيقات البث المباشر.

تُعدّ الخدمات التي تبثّ مقاطع فيديو فردية للمستخدمين عبر اتصالات بيانات أحادية البثّ هي المنافسة الأبرز. ورغم أنها أقل كفاءة في بعض الحالات، لا سيما في الحالة التقليدية حيث يشاهد الجميع البثّ نفسه في الوقت نفسه، إلا أن سهولة استخدام البثّ الفردي قد استحوذت على الغالبية العظمى من سوق بثّ الوسائط عبر الأجهزة المحمولة.

تنقسم ميزة MBMS إلى خدمة حامل MBMS وخدمة مستخدم MBMS، وقد صُممت لتقديمها عبر كلٍ من UTRAN (مثل WCDMA وTD-CDMA وTD-SCDMA) و LTE (حيث يُشار إليها غالبًا باسم eMBMS). تتضمن خدمة حامل MBMS وضعَي الإرسال الأحادي والبث. تتيح خاصية التشغيل عند الطلب (MOOD) في MBMS التبديل الديناميكي بين الإرسال الأحادي والبث عبر LTE، بناءً على مُحفزات مُحددة. تستخدم خدمة حامل MBMS عناوين IP متعددة البث لتدفقات IP. تتمثل ميزة خدمة حامل MBMS مقارنةً بخدمات حامل الإرسال الأحادي (التفاعلية، والبث المباشر، وما إلى ذلك) في مشاركة موارد الإرسال في الشبكات الأساسية واللاسلكية . ^{[ 27 ]} يتم تكرار تدفق حزمة MBMS واحد بواسطة GGSN و SGSN وRNCs. قد تستخدم MBMS مخطط عد متقدم لتحديد ما إذا كان استخدام صفر أو قناة راديو مخصصة واحدة أو أكثر (أي أحادية البث) يؤدي إلى استخدام أكثر كفاءة للنظام من استخدام قناة راديو مشتركة واحدة (أي البث).

• توفر شبكة UTRAN MBMS سرعات تصل إلى 256  كيلوبت/ثانية لكل خدمة حاملة MBMS، وما بين 800  كيلوبت/ثانية و1.7  ميجابت/ثانية لكل خلية/نطاق. وتعتمد السعة الفعلية للخلية على إمكانيات جهاز المستخدم .
• توفر خدمة GERAN MBMS سرعات تتراوح بين 32  كيلوبت/ثانية و128  كيلوبت/ثانية. ويمكن استخدام ما يصل إلى 4 فترات زمنية لشبكة GSM لحامل MBMS واحد في اتجاه التنزيل. ويعتمد معدل نقل البيانات الفعلي لكل فترة زمنية على أبعاد الشبكة.

تُعد خدمة مستخدم MBMS في الأساس طبقة خدمة MBMS، وتوفر طريقتين مختلفتين لتسليم البيانات:

• يمكن استخدام طريقة البث المباشر للبث المتواصل مثل خدمات التلفزيون عبر الهاتف المحمول. ويمكن استخدام رمز تصحيح الأخطاء الأمامية (FEC) على مستوى التطبيق لزيادة موثوقية البث.
• طريقة تسليم التنزيل مخصصة لخدمات "التنزيل والتشغيل". قد تُقدم خدمة إصلاح الملفات كتعويض عن عدم موثوقية التسليم.

تم توحيد معايير MBMS في مجموعات مختلفة من 3GPP (مشروع شراكة الجيل الثالث)، وتوجد معايير المرحلة الأولى في إصدار UMTS 6. وبما أن الإصدار 6 قد تم تجميده وظيفيًا بحلول الربع الثالث من عام 2004، فمن المتوقع أن تكون تطبيقات الشبكة العملية متاحة بحلول نهاية عام 2007، ومن المقدر أن تكون أولى المحطات الطرفية المتنقلة الوظيفية التي تدعم MBMS متاحة أيضًا بحلول نهاية عام 2007.

تم توحيد معايير eMBMS في مجموعات مختلفة من 3GPP كجزء من إصدار LTE 9. يدعم إصدار LTE من MBMS، المعروف باسم شبكة البث المتعدد أحادي التردد (MBSFN)، خدمات البث فقط، ويعتمد على شكل موجة OFDM لشبكة أحادية التردد (SFN)، وبالتالي فهو يعمل بشكل مشابه لحلول البث الأخرى مثل DVB-H وDVB-SH وDVB-NGH. في الإصدار 14، حسّنت 3GPP مواصفات eMBMS بهدف جعل هذه التقنية أكثر جاذبية للنشر من قبل المشغلين وهيئات البث. يشمل عمل 3GPP على الجيل التالي من التقنية في الإصدار 16 دراسة حول البث القائم على LTE على شبكات الجيل الخامس ، ^{[ 28 ]} وواجهات برمجة تطبيقات MBMS للخدمات بالغة الأهمية وخدمات مستخدمي MBMS لإنترنت الأشياء. ^{[ 1 ]}

خدمة حامل MBMS (طبقة التوزيع):

• 3GPP TS 22.146 خدمة البث/الإرسال المتعدد للوسائط المتعددة (MBMS)؛ المرحلة 1
• 3GPP TS 23.246 خدمة البث/الإرسال المتعدد للوسائط المتعددة (MBMS)؛ وصف البنية والوظائف
• 3GPP TS 25.346 إدخال خدمة البث/الإرسال المتعدد للوسائط المتعددة (MBMS) في شبكة الوصول الراديوي (RAN)؛ المرحلة 2
• 3GPP TS 25.992 خدمة البث المتعدد للوسائط المتعددة (MBMS)؛ متطلبات UTRAN/GERAN
• 3GPP TS 36.300 الوصول الراديوي الأرضي العالمي المتطور (E-UTRA) وشبكة الوصول الراديوي الأرضي العالمي المتطور (E-UTRAN)؛ وصف عام؛ المرحلة 2 (انظر الفصل 15 لـ eMBMS)
• 3GPP TS 36.440 الجوانب والمبادئ العامة للواجهات التي تدعم خدمة البث المتعدد للوسائط المتعددة (MBMS) ضمن شبكة E-UTRAN
• 3GPP TS 43.246 خدمة البث/الإرسال المتعدد للوسائط المتعددة (MBMS) في GERAN؛ المرحلة 2
• أداء قناة التحكم المشتركة للبث المتعدد الوسائط (MBMS) وفقًا للمعيار 3GPP TR 25.803

خدمة مستخدم MBMS (طبقة الخدمة):

• خدمات مستخدمي خدمة البث/الإرسال المتعدد للوسائط المتعددة (MBMS) وفقًا للمعيار 3GPP TS 22.246 ؛ المرحلة 1
• 3GPP TS 26.346 خدمة البث/الإرسال المتعدد للوسائط المتعددة (MBMS)؛ البروتوكولات وبرامج الترميز
• إرشادات خدمة المستخدم لخدمة البث/الإرسال المتعدد للوسائط المتعددة (MBMS) 3GPP TR 26.946
• 3GPP TS 33.246 أمن الجيل الثالث؛ أمن خدمة البث المتعدد الوسائط (MBMS)
• 3GPP TS 32.273 إدارة الاتصالات؛ إدارة الرسوم؛ رسوم خدمة البث المتعدد الوسائط (MBMS)

• تقنية LTE
• التلفزيون المحمول
• TDtv
• خدمة البث والبث المتعدد (BCMCS)، وهي خدمة من نقطة إلى نقاط متعددة محددة لأنظمة 3GPP2