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日本8K超高清晰度电视广播系统的发展现状与展望(六):8K超高清晰度有线数字电视广播技术

1、日本有线电视网络的定位问题
 
在地面无线电视广播正式开播两年之后,1955年,在日本群马县伊香保温泉,日本首个有线电视网络传输系统诞生——当时是以社区共用无线电视接收天线的有线电视系统来解决无线电视信号接收质量差的问题,定位是为小范围的用户提供地面无线电视节目的重传服务。现如今,随着相关技术的巨大进步,日本的有线电视网络除了提供卫星与地面电视节目重传服务之外,还提供独家的有线电视节目传输服务。
 
2、日本现代有线电视网络的核心技术参数
 
目前,日本现代有线电视传输网络系统大多使用90~770 MHz之间的频段,每个基本物理信道的带宽大小为6 MHz,采取64 QAM(正交调幅)调制(一种数字信号调制技术。按一定的顺序传输具有不同幅度信息以及不同相位信息的64个不同的符号)技术或者256 QAM数字调制技术同时承载数套数字电视节目——①采用64 QAM数字调制技术时,每个6 MHz物理信道的数字传输容量为29 Mbps(笔者注:这一数值的来源为:日本有线电视网络前端滤波器所采取的滚降系数为0.24,则采用64 QAM调制时,单个6 MHz物理信道的数字传输容量就为6 MHz×[6 bps/Hz÷(1+0.24)≈29 Mbps]);②采用256 QAM数字调制技术时,每个6 MHz物理信道的数字传输容量为38Mbps(笔者注:这一数值的来源为:日本有线电视网络前端滤波器所采取的滚降系数为0.24,则采用64 QAM调制时,单个6 MHz物理信道的数字传输容量就为6 MHz×[8 bps/Hz÷(1+0.24)≈38.71 Mbps])。
 
3、日本NHK科学与技术研究实验室所研发的8K超高清晰度有线数字电视广播系统
 
一套8K超高清晰度电视节目的数据量是一套全高清晰度电视节目的16倍,因此,即使采取最新的、最先进/高级的信源编码技术,也无法仅用一个物理带宽为6 MHz的基本信道传输一套8K超高清晰度电视节目。于是,日本NHK科学与技术研究实验室所研发的8K超高清晰度有线数字电视广播系统之中,采用多个物理带宽为6 MHz的基本信道来传输一套8K超高清晰度电视节目(相关系统如图1所示)。数次相关的相关试验结果表明,一套8K超高清晰度电视节目的传输码率为100 Mbps(与一套8K超高清晰度卫星电视节目的传输码率相对应),可以采用三个物理带宽为6 MHz的基本信道的绑定来进行传输。(笔者注:对于以多个基本物理频道的捆绑来传输4K/8K超高清晰度电视节目的具体技术,可进一步详细查阅上海情报服务平台新近所发布的《超高清晰度有线广播电视技术调研总结》一文,链接为:http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=8461。)
 
日本NHK科学与技术研究实验室所研发的8K超高清晰度有线数字电视广播系统
 
资料来源:编译自参考文献[1]
 
上述的方案主要具有以下的三大核心技术特点:首先,可以结合/捆绑使用具有不同传输容量能力的基本物理频道来传输8K超高清晰度有线电视节目;其次,可以捆绑使用现有基本物理频道中未被使用完的传输容量能力来传输8K超高清晰度有线电视节目,而且相关系统可以与现有的有线数字电视广播系统相兼容;再次,为了能在用户终端侧播放8K超高清晰度有线电视节目,并同时使用平板电脑或者PC浏览网页及数据内容,8K超高清晰度有线电视节目需要以文件的形式进行传输。8K超高清晰度有线电视节目传输系统可以传输IP(互联网协议)数据分组/包——由于这些数据分组/包是变长的,于是就有可能把各个数据分组/包组合成与传统MPEG-2 TS(传输流)数据分组等长(188字节)的数据包,以便于进行网络传输。
 
(笔者注: 8K超高清晰度有线数字电视广播系统是日本NHK科学与技术研究实验室根据日本有线数字电视广播网络的制式(采取ISDB-C标准)来研发的。为了进一步地提高传输系统的容量能力,日本NHK科学与技术研究实验室也正在研究基于欧洲数字电视标准制定组织DVB所研发的下一代有线数字电视广播系统DVB-C2的8K超高清晰度有线数字电视广播系统,对此,可进一步地详细查阅上海情报服务平台新近所发布的《日本将采用增强版DVB-C2网络传输4K/8K超高清电视信号》一文,链接为:http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=8481。)
 
48K超高清晰度有线数字电视广播系统的标准化工作
 
针对上述的8K超高清晰度有线数字电视广播系统,日本内务及通信产业省(日本总务省)信息与通信审议会发布了相关的技术规范——《有线电视网络传输超高清晰度电视广播节目的技术需求》。
 
58K超高清晰度有线数字电视广播系统未来发展展望
 
为了实现8K超高清晰度有线数字电视广播的商用,并逐步地扩大相关服务的人口覆盖率,日本NHK科学与技术研究实验室将会在相关技术的研发与标准化方面继续努力。
 
参考文献:
[1]NHK, 8Kスーパーハイビジョンケーブルデジタルテレビジョン放送システム [EB/OL].
http://www.nhk.or.jp/strl/onepoint/8kcable.html, 2015-05-23.

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