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面向4K超高清电视的全IP有线电视网络八大演进阶段(七):IP视频很具有发展前景的新兴技术

通过双向有线电视网络DOCSIS 3.0系统或者未来的DOCSIS 3.1系统传输IP视频,采用了诸如多播/组播及宽带IP数据复用技术,从而,相比于传统的广播型QAM数字电视视频传输系统,大幅地提高了效率。
 
采取统计复用技术,传统的广播型QAM数字电视视频传输系统之中,每个物理频道(信道带宽为6 MHz)可以承载大致40 Mbps的视频数据容量,从而就可以传输多套的数字电视节目。在实施信道绑定技术的DOCSIS 3.0系统或者未来具有更丰富物理频谱资源的DOCSIS 3.1系统之中,可以采取可变的自适应编码码率来传输IP视频内容。例如,如果采取绑定了16个物理信道的DOCSIS 3.0系统来传输IPTV视频节目,那么,相关的系统容量就可以达到640 Mbps(笔者注:16个频道×40 Mbps/频道=640 Mbps)。
 
多个技术报告对于更宽物理频谱以及自然IP数据流量复用的增量效率进行了分析。物理信道绑定,加之MPEG-4或者H.265/HEVC(高效率视频编码)压缩技术的采用,每个物理信道就能传输更多套数的数字电视节目,进一步地减小了平均带宽用量。很多独立的数字电视视频流运行于具有更大系统容量的双向有线电视网络之中,从而产生了有效的自平均性。
 
除了采取传统的单载波QAM调制传输机制,基于对于此前相关技术分析报告的研究以及相关的仿真结果,康卡斯特有线对用户接入带宽数值进行了80%的扩展,并在信道绑定的DOCSIS 3.0系统中,采取VBR(可变码率)技术传输IP视频内容。
 
此外,IP视频多播/组播也能大幅提高IPTV的系统效率:与传统/经典的电视广播方式所不同的是,IPTV系统仅在用户发起相关请求的时候才开始传输,如果同一个服务组内有其他用户也希望观看相同的电视节目内容,就可以进行复制而不必单独从前端传输,从而就节省了接入网络的带宽资源。
 
目前,视频内容传输方式的发展趋势是单播/定向,主要包括:(1)时移观看;(2)“第二屏”观看;(3)更小的服务组规模;(4)智能个性化广告;(5)点播视频内容越来越丰富。
 
然而,相关实践表明,即使对于较小规模的服务组(在一天中的黄金时间段),最受欢迎的电视节目与频道通过IP多播/组播网络的传输效率是最高的,但是相关的电视频道数量是很小的——仅为排名前20~30位的电视频道。而在IPTV传输系统之中,由于是以流媒体方式传输电视节目,就不再存在“电视频道”的概念,而是具有其它层的粒度,并具有动态灵活性的潜力。
 
图1所示为对于现有IPTV内容及用户对IP多播/组播的类型分析示例。但值得一提的是,相关分析是基于MPEG-2视频压缩编码技术。而目前,信源编码效率更高的MPEG-4技术已经很成熟,并将有望成为IPTV系统的主流视频压缩技术。

1  IP视频多播/组播技术的效率
资料来源:编译自参考文献[1]
 
不管如何,确定IP视频传输系统容量需求的最大原则是:在电视收视的黄金时间段,到底有多少套电视节目最受用户的欢迎。而其他的工作则是简单地进行系统扩容。一般而言,电视用户只需要观看高质量的视频内容,而不会在意承载视频内容的是传统的广播电视网络还是IPTV网络。
 
参考文献:
 [1] Dr. Robert L. Howald. 4K Reasons to Accelerate to All-IP[C]. 2015 Spring Technical Forum Proceedings. NY:NCTA, 2015-05-05.
 
本文作者为上海情报服务平台兼职情报分析员

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