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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(八):有线电视网络运营商进行全IP视频转换的发展策略

图1之中融合了可能的频谱迁移路线图以及本文所讨论的相关内容。其中罗列了八大演进步骤,提出了逐步发展服务以及分阶段部署新兴技术的策略(但是仍然显得比较粗糙)。显然,在绝大多数的应用场景之中,直接进行视频传输系统的切割是不切实际的。首要的重点在于,在引入关键技术组件的同时,产生合理数量的排列,以据此建立有用的时间表。下文将着重描述图1中所述的极大实施步骤。

包括4K超高清晰度电视、IPTV、双向光节点“下沉”部署以及DOCSIS 3.1等在内的频谱迁移示例
资料来源:编译自参考文献[1]
 
1)第一步:高清晰度电视与标准清晰度电视同播
 
一般而言,有线电视网络运营商在推出某套电视节目的高清晰度版本时,也会在现网中保留其标准清晰度版本,直到用户端的转换全部结束。而且,同播窗口将会存在很长一段时间。这样就降低了系统效率,而且还占用了大量宝贵的底层物理频谱资源。
 
作为演进的第一阶段。Comcast Cable安排了300套标准清晰度广播电视节目(需要25个6 MHz物理频道)、150套高清晰度广播电视节目(需要60个6 MHz物理频道)、12个VoD(视频点播)物理信道、16个DOCSIS 3.0物理信道。可见,很明显,有线电视双向HFC网络750 MHz系统的容量基本上被用完了。所有的物理频谱均被用于承载相关的业务。
 
2)第二步:部署MPEG-4以及DOCSIS 3.1技术
 
在把标准清晰度电视转换为高清晰度电视的过程中,如果采取比传统MPEG-2技术的编码效率高一倍的MPEG-4技术,就可以“释放”出大量的底层物理频谱资源,此时,就为下一代双向有线电视网络DOCSIS 3.1技术的大规模部署奠定了坚实的基础。
 
经过数字化甚至全数字化转换,从传统有线广播电视系统中“释放”出的频谱就可被DOCSIS 3.1双向接入系统使用,以提供千兆(Gbit/s)数据接入服务。
 
但是,需要注意的是,DOCSIS 3.1双向接入系统可以更为有效地使用底层物理频谱资源(单个频道的物理带宽也是6 MHz)。DOCSIS 3.1系统可被部署于图1中所示的各个发展阶段。
 
3)第三步:部署Cloud DVR(网络/云数字电视视频录制)服务
 
Cloud DVR是刚兴起的一种服务业态,代表着有线电视网络运营商IP视频服务的进一步深入提供。对于Cloud DVR服务所可能产生的影响,可以综合利用现有DVR业务的“海”量历史数据、人们的视频消费行为以及内容类型等进行精准的数学分析。
 
对此,可以按照如下的技术参数规划Cloud DVR服务系统:最初的采用率为33%;视频业务的渗透率为60%;pbh(peak busy hour,峰值时间)使用率为70%;平均每户家庭的时移电视有1.5个节目流;Cloud DVR视频服务的并发率为33%。
 
此外,Comcast Cable还假定所有现有的DVR(需要采取本地大容量存储设备)用户都转换成为Cloud DVR用户。同样地,这样的转换最终将会出现于图1之中的某个演进阶段,而且将是分阶段进行的。
 
4)第四步:部署IP VoD(视频点播)以及IPTV服务
 
此阶段,将对传统基于射频的视频点播VoD系统转换为基于IP传输的系统。同样地,这一转换也将是分阶段进行的,不能一蹴而就。但是在上文的图1之中,仅显示了对用户具有相同吸引力的全QAM(正交幅度调制)以及全IP应用场景。这就意味着,由于部署了信源编码效率更高的MPEG-4技术,IP视频点播的效率就可得到较大程度的提升。
 
此外,此处值得一提的是,以上文图1为指导的IPTV系统(采取IP多播/组播技术)将对DOCSIS系统的物理频道数量提出较高的要求。
 
为了继续使用750 MHz双向有线电视网络HFC系统,在此阶段,有线电视网络运营商可以逐渐地减小网络中传输的标准清晰度有线广播电视数量——平均的降幅可达16%。从而,对于现有压缩技术的有效使用就会得到更大程度的保证。当然,降低一半也是有可能的——如果需要减小相关投资的话。
 
5)第五步:进一步地深入部署DOCSIS 3.1技术
 
按照相关的能力需求,在此阶段,可部署采用了两个全OFDM(正交频分复用)块的DOCSIS 3.1系统。并全面替换DOCSIS 3.0系统。同样地,这一转换也将是分阶段进行的,不能一蹴而就。
 
6)第六步:部署4K超高清电视广播服务
 
在这一步,采取经典广播方式提供4K超高清电视服务,而且与全高清晰度电视进行同播。信源编码采用先进的H.265/HEVC(高效率视频编码)技术。
 
7)第七步:部署4K超高清IP电视服务
 
在此阶段,以4K超高清IP电视服务(包括线性电视与视频点播两大业态)来代替4K超高清电视广播服务。信源编码采用先进的H.265/HEVC技术。
 
8)第八步:把双向光节点进一步“下沉”部署
 
在此阶段,可以大规模地部署“N+0”的双向有线电视网络架构。作为一种指导性意见,建议届时的服务组规模不宜超过128户家庭用户。
 
9)终极状态
 
双向有线电视网络全部采取“N+0”架构,传统QAM技术体制正式全面地退出有线电视网络的历史舞台。
 
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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