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日本信息通信技术研究院成功完成非压缩8K视频流媒体组播试验

一、引言
 
最近,NICT(National Institute of Information and Communications Technology,日本国立信息通信技术研究院)联合行业企业、政府以及学术机构,成功地完成了全球首个非压缩8K超高清晰度视频的长距离传输试验(基于组播/多播视频流媒体技术)。此次技术试验充分利用了JGN-X的升级版100Gbit/s虚拟化网络(发展现状如图1所示),是此前基于100 Gbit/s电路的非压缩8K超高清晰度视频流媒体传输试验的具有重大建设性意义的一次技术试验。此外,日本国立信息通信技术研究院NICT也于2015年2月6日在Grand Front Osaka(大阪前线)的Knowledge Capital (知识之都)进行了该项目的公开展示。
1  JGN-X网络的发展现状
摘自さっぽろ雪まつり8K非圧縮映像100Gbps回線上、IPマルチキャスト伝送実験に成功一文中的图3
 
二、背景及概述
 
JGN-X是由日本国立信息通信技术研究院NICT为了研发下一代网络而建立并运营的测试床网络。相比于上次基于100 Gbit/s电路的非压缩8K超高清晰度视频流媒体传输试验,此次成功完成的全球首个非压缩8K超高清晰度视频的长距离传输试验(基于组播/多播视频流媒体技术)取得了以下两大新的突破:
 
(1)使用JGN-X的100 Gbit/s核心虚拟电路网络,日本国立信息通信技术研究院NICT建立了横跨东京、大阪以及北陆的非压缩8K/4K超高清晰度电视视频流媒体组播传输网络系统。在此次成功完成的试验(由NICT与KAIT(Kanagawa Institute of Technology,日本神奈川工科大学)及其他机构/组织合作进行)之中,8K/4K超高清晰度电视视频拍摄于Sapporo Snow Festival(札幌冰雪节)的现场以及周边区域,精确地验证了该新型网络对于高清晰度电视视频(传输码率为30 Mbit/s)、4K超高清晰度电视视频以及非压缩的8K超高清晰度电视视频(传输码率为24 Gbit/s)的组播流媒体传输性能。
 
(2)为了使得JGN-X的100 Gbit/s核心虚拟电路网络能够稳定地运行,日本国立信息通信技术研究院NICT还开发并部署了一个选择性的高精度网络分析与监测系统——2014年,NICT成功地完成了10 Gbit/s选定带宽的高精度网络分析试验;而在2015年所完成的试验之中,则成功地实现了对于高精度网络分析与监测系统架构的改进、增强与完善,建立了最高选定带宽为40 Gbit/s的高精度网络分析与监测系统——从而可以对10 Gbit/s链路的超大数据流(比如未经信源编码的8K超高清晰度电视流媒体及其控制分组数据包)进行高度精确的监测,在系统/网络故障诊断阶段进行详尽周密的分析。
 
此外,日本的MIC(Ministry of Internal Affairs and Communications,总务省通信部)及泰国的NBTC(National Broadcasting and Telecommunications Commission,国家电视广播与通信委员会)在曼谷合作进行的4K超高清电视视频国际链路传输试验在2015年2月6日的Next-generation TV and Ultra-high-speed Network Seminar(下一代电视与超高速网络研讨会)上成功完成。
 
三、未来展望:构建新一代网络及超大量数据分布式处理平台
 
总的说来,此次试验主要获得了以下三大技术成果:
 
(1)成功地运用流媒体组播技术实现了8K超高清晰度电视的长距离传输;
 
(2)在100 Gbit/s电路网络上,传输多路24 Gbit/s流媒体视频,同时运行可选(从10 Gbit/s到40 Gbit/s)的高精度流量监测系统;
 
(3)运用JGN-X的升级版网络,创建了一个大容量的广域覆盖网络,为在未来建立超大量的分布式数据处理平台奠定了坚实的基础。
 
100 Gbit/s电路网络组播技术将会使得面向多个接收地点的大型数据传输在带宽利用方面以及路由选择方面变得更为高效。通过为JGN-X用户提供100 Gbit/s电路网络的先进/高级运营功能,日本国立信息通信技术研究院NICT将会继续进行相关的研发活动,以期最终实现可满足社交型大数据处理以及其他各类新兴需求的New Generation Network(新一代网络)的构建。
 
四、附录
 
1、试验网络概述
 
1)非压缩8K超高清电视流媒体组播以及选择性的高精度网络分析
 
相关组网如图2所示:
构建于JGN-X网络之上的非压缩8K超高清电视流媒体组播网络
编译自さっぽろ雪まつり8K非圧縮映像100Gbps回線上、IPマルチキャスト伝送実験に成功一文中的图1
 
(1)基于超高速宽带网络的非压缩8K超高清电视流媒体组播
 
①全球范围内,首个在广域网络内的10 Gbit/s流媒体组播试验;
 
②在接收终端侧,具有8K超高清电视流媒体选择功能:
 
a)相关目标是:面向具有足够质量与品质的商业电视广播,研发具有高速率、大带宽组播能力以及高度精准分析功能的100 Gbit/s电路网络;
 
b)对组播功能的适当配置(面向多个大带宽组播媒体流的Join/Leave(加入/离开)消息进行适当配置)方式进行评估。
 
(2)基于并行处理的高带宽(数据)监测
 
①对基于10 Gbit/s集群架构的40 Gbit/s处理系统进行评估;
 
②对80 Gbit/s带宽(数据)进行检测。
 
2)对于8K超高清电视内容的选择性使用
 
关于此方面的内容,如图3所示:
此次试验之中,对于8K超高清电视内容的选择性使用
编译自さっぽろ雪まつり8K非圧縮映像100Gbps回線上、IPマルチキャスト伝送実験に成功一文中的图2
 
(1)基于组播协议传输/分发三种类型的8K超高清电视流
 
①为每一路视频节目创建多个组播组;
 
②在接收终端侧,通过组播join/leave(加入/离开)消息来完成视频节目的交换,成功地验证了系统对于超高速带宽组播的控制能力。
 
(2)将8K超高清晰度电视视频转换为/下变换为4K超高清晰度电视视频(即实现了“一个信源,多种用途”)。
 
(3)StarBED3对于视频的处理流程与8K超高清晰度视频服务器的相同。
 
2、此次试验的参与方
 
1)此次网络传输试验的组织方
 
此次网络传输试验,由日本国立信息通信技术研究院NICT主导与组织。
 
2)此次网络传输试验的合作组织
 
一下组织/机构参与了此次网络传输试验(排名不分先后):
 
Asahi广播公司(ABC)、Sky・A公司、GAORA公司、Hokkaido电视广播有限公司(HTB)、NTT公司、NTT通信公司、NTT信息通信技术公司、KDDI公司、Hokkaido通信网络有限公司(HOTnet)、KYOWA EXEO公司、OBIS公司(OBIS)、Fatware公司、信息服务国际电通有限公司(ISID)、Cisco系统G.K、Juniper网络公司、NEC公司、Ixia通信K.K.、PFU有限公司、Sharp公司、ASTRODESIGN公司、Purelogic公司、Trans新技术公司、数字研究与咨询公司、Napatech Japan K.K.、GLEAN公司、Sumitomo电子行业公司、IKEGAMI TSUSHINKI公司、Nac图像技术公司、Kanagawa技术研究院、Nara科学与技术研究院、Kurashiki科学及艺术大学、冲绳县名户市、冲绳群岛Ginoza Village、冲绳群岛北部Union-wide市政事务厅、Specified NPO NDA、关西网络项目组(CKP)以及奈良市旅游信息中心。
 
参考文献:
 
[1] NICT. “さっぽろ雪まつり”の8K非圧縮映像100Gbps回線上、IPマルチキャスト伝送実験に成功[EB/OL]. http://www.nict.go.jp/press/2015/02/05-1.html, 2015-03-27.

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