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DVB《IP网络传送4K超高清电视》标准的现状与展望

在于201511月发布了《the definition of the DVB UHD-1 Phase 2 Commercial Requirements for broadcast(对于DVB超高清电视广播第二阶段标准商用需求的定义)》[1]之后不久,欧洲数字电视标准组织DVB决定:4K超高清电视业务的商用需求也应该涵括采取DVB-DASHDVB制定的以全球统一的流媒体传送协议MPEG-DASH传送电视广播节目的标准协议)在IP网络上传送4K超高清电视信号[2]

 

上述决定就意味着,必须要对现有的DVB-DASH标准进行相应的修订与升级。这是由于,目前的DVB-DASH标准仅能最高支持DVB超高清电视广播第一阶段标准的商用需求。

 

目前,DVB正在修订DVB-DASH标准以使其适应/满足DVB超高清电视广播第二阶段标准的商用需求。除此之外,DVB也正在执行一个新计划,该最新项目的名称为“ABR MulticastABR多播。码率可变的多播传输),其目标在于使得最终能通过任何IP网络以可扩展/可伸缩的方式来自适应流媒体组播传输实时电视广播节目。目前,DVB“ABR Multicast”项目尚处于DVB商务部的需求征集阶段。图1对欧洲数字电视标准组织DVB现有或规划中的4K/8K超高清电视传输技术标准项目的情况进行了简要总结。

 

UHD图1

1  DVB4K/8K超高清电视传输技术标准制定计划[1]

 

4K/8K超高清电视节目内容可以通过包括地面数字电视广播网络、电视直播卫星、有线数字电视广播网络、IPTV网络分发/传输,而且从理论上而言,也可以通过IP网络来传输。此处的“IP网络,既包括可管可控、QoS(服务质量)有保障的IP网络,还包括不可管控的IP网络(也就是业界通常所说的OTT网络或者公共互联网)。

 

而当通过IP网络来传输4K/8K超高清电视节目内容时,欧洲数字电视标准组织DVB认为,宜采取基于MPEG-DASH的自适应流媒体传送协议,其可为智能电视。智能机顶盒等接收终端准备多种传输码率,以应对IP网络可能出现的质量不佳的情况。

 

那么,从标准化的角度而言,现有基于DVB TS 101 154标准的TS(传输流)与基于DVB TS 103 285标准的DVB-DASH将有何区别呢?DVB之所以正在修订DVB-DASH标准以使其适应/满足DVB超高清电视广播第二阶段标准的商用需求,主要目的在于把最新的HDR(高动态范围)、WCG(宽色域)、HFR(高帧率)以及NGA(下一代音频)等技术进步纳入其中(采取单播的传输方式)。从而,面向各种TS(传输流)应用所研发出来的一些软件工具集可能就并不是相关的。

 

在部署了DVB-DASH协议的IP网络环境之中,现在,符合4K/8K超高清电视广播第二阶段标准的接收端设备,与符合4K/8K超高清电视广播第一阶段标准的接收端设备的后向兼容,可以以多种方式来实现——这是由于,两种不同格式中,相同超高清电视节目内容的副本可以以单播的形式来传送和呈现。对于HFR(高帧率)的超清电视内容,以同样的方式,可以采取3840×2160100帧每秒的格式,也可以采取3840×216050帧每秒的格式。这种后向兼容的方式,有利于简化数字电视网络运营商的4K/8K超高清电视业务部署,但是随之而来的是,信源编码成本、音视频数据存储成本、组网成本的上升。

 

单播的另一大特点是:对于数据传输带宽有限的4K/8K超高清电视广播IP传输网络,单播方式可以解决早期的、支持不同HDR(高动态范围)标准(比如HDR 10Dolby VisionHLG等)的智能电视机的相关问题。而在将来,随着数据带宽的扩展,网络运营商可以灵活部署智能电视机顶盒来解决问题。这种智能数字电视机顶盒,将可支持组播(采取TS传输流标准)、单播(采取DVB-DASH标准),甚至最终支持“ABR Multicast”标准以及更加标准化的HDR技术。

 

DVB-DASH标准将给数字电视广播市场带来哪些益处?就此,DVB认为,其将可为数字电视网络运营商提供一种标准的方式来通过任何IP网络来传输/分发码率可变(ABR)的4K/8K超高清电视内容。现状是:数字电视网络运营商为了抢占OTT市场,面向不同品牌的智能电视均推出了自己专有的APP(应用)——这种方式仅适用于VoD(视频点播),但很难扩展用于4K/8K超高清电视节目内容的实时直播。

 

另一方面,符合DVB超高清电视广播第二阶段标准的4K超高清电视接收终端,除了对TS传输流进行解码,也可支持将使用相同技术(WCGHDRHFRNGA)的DVB-DASH。图2给出了把经典广播与DVB超高清电视广播第二阶段标准相融合的解决方案。

 

UHD图2

欧洲数字电视标准组织DVB制定的4K超高清电视节目的广播/宽带融合传输解决方案[1]

 

2中,4K超高清电视节目直播信号可以通过经典广播网络传送至用户端的4K超清机顶盒,也可以通过可管可控、有QoS保障的IP网络或者公共IP网络(即OTT方式)俩传送。此外,4K超高清电视节目点播信号则可采取DVB-DASH协议通过IP网络传送至用户端的4K超高清电视机顶盒。于是,有了上文图2中所示的传输机制,数字电视网络运营商就可以灵活采取不同方式来传输节目内容,从而可提高4K超高清电视内容的传输/分发效率——比如,对于某个时间段很流行的节目(热门内容),就用广播网络传送,而对于冷门内容,就用IP单播网络传送。

 

展望将来,如果欧洲数字电视标准组织DVB完成了4K超高清电视广播第二阶段标准的制定工作(其中包括TS传输流规范、DVB-DASH自适应流媒体传送规范),DVB就实现了把包括广播、组播、单播在内的所有不同网络传输模式进行无缝融合的目标。甚至,目前,DVB正在积极准备对于“ABR组播技术的标准化研究工作。

 

DVB商务部已经在20166月批准了《UHD-1 Phase 2 UHD ABR Commercial Requirements4K超高清电视传输第二阶段标准的商用需求)》。DVB-DASH技术标准有望于2016年年底正式完成。

 

 

参考文献

 

[1] 李远东. DVB“4K超高清电视第二阶段NGA的标准化现状及展望[EB/OL].

http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=10044, 2016-06-02.

 

[2] Thierry Fautier. More DASH: Next Phase of DVB-UHDTV Over IP[EB/OL].

https://www.dvb.org/resources/public/scene/dvb-scene48.pdf, 2016-08-22.

 


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