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【中国电视大会】张翰:5G超高清应用经验分享

2019年11月21日 来源:中广互联独家
导语: 北京数码视讯科技股份有限公司产品总监张翰指出,在5G网络的建设中,基站空口侧的数据量相比4G基站成几十倍增长,5G建网的大部分资金花在基站的回传网络建设。广电的HFC网络早已铺设 下去,利用广电网络做5G回传天然的节省成本;同时,由于5G的频段相对较高,覆盖范围、绕射能力有限,在一些密集城区覆盖、室内覆盖等场景中,广电网的5G回传方案优势更加明显。

  11月21-22日,第五届“世界电视日”中国电视大会在北京悠唐皇冠假日酒店隆重开幕。在21日下午的“广电5G发展研讨会”中,北京数码视讯科技股份有限公司产品总监张翰以《5G超高清应用经验分享》为主题,发表了精彩演讲。他指出,在5G网络的建设中,基站空口侧的数据量相比4G基站成几十倍增长,5G建网的大部分资金花在基站的回传网络建设。广电的HFC网络早已铺设 下去,利用广电网络做5G回传天然的节省成本;同时,由于5G的频段相对较高,覆盖范围、绕射能力有限,在一些密集城区覆盖、室内覆盖等场景中,广电网的5G回传方案优势更加明显。


图为:北京数码视讯科技股份有限公司产品总监张翰

  以下为演讲精粹:

  目前正值超高清产业爆发的当口,今年又是5G元年,6月6日,工信部正式向包括中国广电在内颁发了4张5G牌照。 5G网络大带宽、低延时特性使得超高清视频应用有了更广阔的空间,大大加速了产业发展。 从广电的角度来说,超高清是必然的趋势,广电也是超高清发展中非常重要的一环。广电要发展超高清,在做好有线这张网上的业务的同时,也要结合、借助5G这个通用的网络,有线无线融合发展。

  2013年底我国发放了4G商用牌照,此时我国高清节目已经播出了五六年,意味着 4G网络建设初期就已经有大量的高清视频传输。 而5G情况不同,尽管电视机可以支持4K,但整个产业链 从2K迁移到4K的时间并不长,目前也仅有全国范围的一个超高清频道和广东省内的一个超高清频道。超高清遇见的难题是首先解决内容制作上的传输问题,5G的高带宽可以解决大码率的传输问题,促进整个采集制作播出环节超高清视频应用的快速发展。。而5G面临的难度是路修好了,跑什么业务能发挥这条新路的特点。目前看也只有超高清能跑满5G带宽,所以我们说5G和超高清是天生一对,二者相互促进发展。

  我国的超高清产业在几年前就已经在孕育发展,并已经形成终端先行、宽带网络建设稳步推进,行业应用初步兴起的态势。然而真正具备里程碑意义的还要从央视总台在去年十一开播的我国首个超高清频道算起。随后在短短一年的时间里,我国的超高清发展瞬间提速。

  首先,去年十一总台开播了我国首个4K超高清频道,标志着我国超高清时代的全面到来。数码视讯也是为总台提供了自主研发的4K AVS2编码器,用在国干和卫星链路传输。在内容制作侧,传统的演播室内的超高清内容制作现在已经有成熟的解决方案,反而难点在于移动环境下的现场直播。 针对实时性强的现场直播场景,利用无线网络做快速传输已经广泛用在节目制作中。 在超高清环境下,对网络高带宽和低时延的要求更高,我们配合央视总台完成了4K+5G的方案验证,取得了很好的效果,并成功用在央视春晚和两会等转播中。

  2018年12月,总台成立5G媒体实验室验证4K+5G,最终验证方案可行,经过专家的主观质量平台,当时的网络环境下使用40-60M的码率传输能满足播出要求。在总台的超高清+5G的实验中,我们和总台、华为一起在5G的12个试点完成了实验验证,从南到北,在不同的环境下完成测试验证。基于上述测试验证,数码视讯配合总台做超高清5G背包,解决了超高清节目在移动环境下编码回传的难题。这是我们第一代背包,尺寸是编码器的一半,可以移动直播,采用双电池供电,一个给设备,一个给CPE,当时测试使用的华为的CPE一代,有功耗要求。整体算上设备、电池‘、线缆、拉杆箱大概9公斤,便携性还有待提升。总台客户也给我们提出了进一步的要求。

  这是第二代4K+5G背包,从功能上5G聚合传输、4K视频算法都有进一步提升,并在重量、尺寸、体积上大幅降低, 便携性更好。整体背包重量不到4公斤,女同事可以轻松的背着去拍摄采集。同时在5G传输上,使用了5G手机与5G基站通信,减轻了由CPE带来的重量和功耗。信道聚合可以通过不同的5G运营商通道分别传输,在接收端做数据层面的聚合,只要同一个数据包在其中任何一个运营商的5G通道中完整传输就可以正常使用,极限情况下如果所有通道都丢了,背包会启动重传机制,来保障节目的稳定传输。在本次70周年国庆庆典直播活动中,我们就是采用上述技术最终做到了零失误的背包传输。4G时代, 市场上已经有成熟的4G背包,4G背包的本质上是个传输背包,重点是传输。由于4G的上行带宽有限,能在移动环境传输就可以了,对于画面质量并没有太高要求,所以4G背包常用在记者采访、小片段的拍摄,不能承担整个节目、赛事的制作传输要求;而在5G时代,网络的提升幅度很大,上行带宽可以做到100Mbps,背包的重点是画面质量,也就是编码质量,可以传输大码率的4K码流,这也使得4K+5G背包可以承担节目制作级的编码回传、以及大型赛事、晚会的现场直播。数码视讯优势就是在视频算法、压缩、加密和分发的技术上,所以在4K+5G背包也是率先研发出来,基本目前国内全部的4K+5G、8k+5G 上的大型直播活动都参与了。

  今年的70周年国庆直播,除了能在电视上看,还能再电影院看4K国庆直播。在全国70家影院同步播出。这是我国历史上首次将4K超高清信号通过卫星传输引入院线。通过中央广播电视总台回传的4K超高清信号,身临其境地感受新中国成立70周年庆祝直播的震撼场面。我国的超高清起步略晚于国外,但是发展速度要快于国外的。去年十一4K频道刚上星开播,今年8K+5G技术就已经得到验证并于6月上海的世界移动通信大会上做了亮相展示。

  这是北京协同中心主导设计、集成建造的全球首台8K+5G转播车,并对在北京赛区的男篮世界杯进行了赛事转播,数百名观众可在五棵松篮球公园的户外大屏现场观看,通过5G实时传输的8K比赛的电视信号,这也是我国8K+5G技术在国际重大赛事中的首次示范应用。这台8K+5G转播车集成了业内顶尖的技术和设备,数码视讯提供包含8K IP矩阵、8K编解码器在内的一整套8K编解码系统。

  2022年的北京冬奥会,确定了会有8K信号实时传送回来显示,使用的是我国自主的AVS3编码标准。数码视讯也是参与到其中,将提供自研编码库的8K设备。数码视讯通过AI技术,对传统高标清视频做技术处理,使其在指标上符合超高清的标准,主观上也达到超高清的效果,使得老片翻新成为可能,挽救了大量的经典IP的同时,缓解了现阶段内容匮乏的窘境。

  在总台4K频道开播后,广电运营商率先进行了落地传输,在此环节数码视讯第一时间4k卫星接收解码+H.265编码以及4K卫星接收+H.265转码两种方案,让更多人享受超高清节目的震撼体验。我国的超高清频道未来3年 20-30个,包括央视和地方频道,明年的东京奥运会和2022年北京冬奥会都已经确定了会采用8K直播方式,都会加速超高清节目的制作和传输。 在传输方面主要的传输通道包括卫星、地面、有线、互联网、5G,5G传输目前已经经历大半年的测试验证,互联网也早已具备传输条件,地面的DTMB-A的标准传输超高清也已得到验证,卫星通道目前已经在传4K频道。有线电视网络通过IP化改造也能传,接下来我会重点分享下广电有线网络公司发展4K节目的一些经验和见解。

  对于新增用户,运营商可直接发支持4K节目的新机顶盒。对于老用户如果想要接收4K节目,可以通过增加Dongle的方式,使原有机顶盒增加4K解码能力,从而降低终端更换成本。随着4K、高清节目的不断增多,预计50套付费节目高清化之后,未来省网节目典型数量为150套标清,110套高清,30套4K 和1到2套8K。 未来平台和网络都是要DVB+IP共存演进,这个广电运营商很长一个时间段面临的场景。

  超高清视频的安全保护主要涉及对链路保护的CA、对内容保护的DRM和版权追溯的数字水印。 因此数码科技作为行业内的安全专家,全程参与了CA、DRM和数字水印的标注制定,提出了3、2、1的立体安全保障策略,为超高清的发展保驾护航。经过几年的反复论证,目前可以说结论已经很明确了,全IP是解决有线网络超高清压力的最优路线。无论是基于同轴的改造方案还是基于光纤的改造方案,在性能上都能达到超高清传输的要求,应对4K包括8K都没有任何问题,那么剩下唯一需要考虑的就是如何更经济的实现。目前看结论也很清晰,新建网络使用FTTH方案成本低,效果好,已有同轴网络的地方使用DOCSIS方案,性价比和效果最优。在这因为时间关系就不展开讨论了,数码视讯有业内最成熟的全IP改造方案,已经开始大范围的应用,有兴趣的来宾和朋友们可以后续联系、了解。

  这个IP化不同阶段的业务情况及频点适用情况,采用我们的全IP方案可以过渡到宽带500M/1000M。IP直播 150套高清、30套4K、1-2套8K,以及DVB直播上 150套标清、110套高清,8套4K的直播节目。

  在5G网络的建设中,基站空口侧的数据量相比4G基站成几十倍增长,5G建网的大部分资金花在基站的回传网络建设。广电的HFC网络早已铺设 下去,利用广电网络做5G回传天然的节省成本;同时,由于5G的频段相对较高,覆盖范围、绕射能力有限,在一些密集城区覆盖、室内覆盖等场景中,广电网的5G回传方案优势更加明显。

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【责任编辑: 苗梦佳 】

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