面向多屏的4G广播电视

2014-10-28 09:30:53来源:DVBCN数字电视中文网 热度:
当下,移动视频业务正迅猛发展。由于移动视频基于自适应流媒体单播,所以给运营商的网络容量与性能的提升带来巨大压力,而且当大量用户接入时,用户体验也得不到保障。在此背景下,具有统一标准的4G电视广播受到各方青睐,在2014年取得突破性发展,并正式开始商用发展,标志着电信业务与电视广播媒体业务合作甚至融合发展的新时代开始到来。
 
然而,另一方面,这也挑起了地面广电网络与移动通信业界有史以来最大的矛盾,如何解决?在可预见的未来,直播将仍是人们收看电视的主流方式,而时移、点播等的需求也会越来越大,这就促使了广播与宽带在业务层面的融合。另外,长远看,地面广播与移动宽带两类网络的优势互补是发展趋势。
 
2014年7月24日~8月3日期间,BBC联合英国最大的移动通信网络运营商EE,通过4G电视广播系统对英国联邦运动会进行了实时直播。这是英国电视广播历史上的又一个里程碑事件--首次通过4G移动通信网络以广播方式来进行大型体育赛事的电视直播。
 
EE表示,在英国,4G电视广播的普及将是必然要发生的事,4G电视广播技术成为主流也将只是时间问题。
 
2014年6月中旬,Vodafone在荷兰正式推出基于4G电视广播系统的移动电视商用服务,实时直播6个电视频道的内容,每月费用为7.95欧元,首月免费收看。
 
Telstra于2014年1月31日在墨尔本板球场进行了全球首次以4G电视广播对板球赛事进行实时直播的试验。
 
中国移动于2013年进行了基于TDD LTE现网的4G电视广播试验,并面向公众演示、展示。中国电信已经预商用4G电视广播业务,8月16日到28日期间于江苏南京举行的"2014夏季青年奥运会",中国电信对其进行了基于4G电视广播系统的实时直播。
 
Orange对2014年的法国网球公开赛进行了基于4G电视广播系统的实时直播。
 
Vodafone在2014年进行过欧洲首次以4G电视广播对英式足球赛事进行实时直播的试验,之后也对一次帆船比赛进行过4G电视直播。IRT于2014年在慕尼黑进行基于700MHz频段的4G电视广播试验,该项试验在目前仍处于运行状态。
 
Reliance于2014年在孟买进行4G电视广播试验。
 
2014年5月3日,KPN对Ajax足球比赛进行了基于4G电视广播系统的实时直播。
 
Smart曾于2013年进行基于2.1GHz频段的4G电视广播试验。
 
Meo目前正在进行4G电视广播试验。
 
Singtel从2014年下半年开始试验4G电视广播,目前仍在进行。
 
KT于2014年元月27日在全球范围内第一个商用4G电视广播业务。
 
Etisalat目前正在进行4G电视广播试验,并在进行相关的网络部署。
 
2014年7月末及8月初,EE联合BBC对英国联邦运动会进行了基于4G电视广播的实时直播与点播。3 UK曾在Maidenhead(梅登黑德)进行4G电视广播试验。
 
Verizon与AT&T目前正在进行4G电视广播试验,均计划于2015年正式商用4G电视广播业务。
 
另外,值得一提的是,上述仅是对顶级运营商部署4G电视广播的情况进行了统计,事实上,全球目前已经有将近30家大大小小的移动通信基础运营商正在部署4G电视广播系统。
 
我们从上述统计可以发现,4G电视广播可以部署于3.5GHz、2.6GHz、2.1GHz、1.8GHz等高频段,也可以部署于700MHz等低频段,于是我们可以发现,部署于700MHz频段时,就带来了与广电的地面数字电视相冲突的相关问题(甚至,现在国际上还有一股不小的力量在研究基于470~790MHz频段的4G电视广播系统)。实际上,目前,国际上移动通信界、广电界、政府监管部门、学术界对相关问题的讨论很热烈,争论也很激烈--从下文相关部分可对争论的激烈程度"窥一斑见全豹"。
 
基于UHF频段的4G电视广播是针对未来电视传输而主要由电信阵营提出和正在快速发展的一种全新的下一代媒体网络解决方案。该方案的设想是:传统的地面数字电视广播最终将会被基于470~790MHz频段的4G电视广播所代替;未来的广播接收机的形态将是内置LTE-A/B接收模块的包括电视机顶盒、智能电视机等产品形态在内的各种视听终端。
 
该方案中的相关网络架构如图1所示,所涉及到的主要技术是eMBMS(增强型多媒体广播多播服务)及其单频网SFN(其他还包括MPEG-DASH、CDN甚至软件定义网络SDN)。事实上,据笔者一直以来的观察,eMBMS与传统经典广播的竞争在2014年已经开始加速。高通与爱立信就曾在2013年向ATSC提交了基于eMBMS的ATSC 3.0物理层PHY的建议书。
 
eMBMS所具有的广播/组播能力在传输实时与非实时多媒体内容方面相较于传统的单播具有很大的优势,其利用新一代无线网络架构"天然"的广播品质,将相同的内容一次性地同时传输给很多个终端用户,从而具有更高的频谱效率、更低的每比特成本。
而且,对于是否要启用eMBMS,还可以实时、动态、自动地进行配置,这就使得无需为eMBMS单独配置网络资源,而是与4G的其他单播业务灵活共享--在部署了eMBMS的4G网络里面,载波等资源可以被灵活地分配给广播或单播业务所用。
 
一些移动通信运营商和芯片商、设备制造商等认为,由于具有先进的蜂窝传输技术,加之采用eMBMS,相较于现有的地面数字电视广播,4G电视广播可以更少的频谱达到与之相当的内容传输质量,因此,在实际部署中与一些特定应用方面,可以节省频谱资源。
 
目前国际上470~790MHz频段4G电视广播的相关研究与商用主要考虑了两种应用模式:一是在由多个移动通信基站所组成的单频网SFN中广播所有的电视节目;二是对一些很受欢迎的电视节目采用广播模式进行分发,而对其他电视节目则使用单播模式。
上述第一种模式曾由J rg Huschke、Joachim Sachs等人为美国ATSC与LTE所深入研究过,而且在加利福利亚州的一些城市作了实地场测,其结论是:最新的eMBMS技术在节约频谱方面拥有巨大潜力--若使用eMBMS来广播所有电视节目,则仅需84MHz宽度的频谱(而现在已部署的ATSC地面数字电视广播系统则占用了300MHz宽度的频谱)。
不过J rg Huschke等人所得出的上述结论仅适用于美韩,可能并不适用于欧洲和全球其他地区(尤其是部署了诸如DVB-T2、DTMB-A等的地方),欧广联最近的研究结论就证明了这一点。
 
瑞典皇家技术学院相关研究人员在2014年4月所发表的研究结论是:根据在大斯德哥尔摩地区的实际场测,目前看来,在城市地区,4G电视广播相比于现有地面数字电视广播系统具有大幅节约频谱资源的潜力,而在偏远地区则虽然也节省频谱但节省得很少,城郊结合部的频谱节省量则介于上述两类地区之间。在不远的将来,4G电视广播能有效地满足人们日益变化的电视业务消费的需求。
 
而据笔者观察,欧广联由于代表的是广电的利益,所以其研究结论有"一刀切"的嫌疑:4G电视广播在经济成本等方面远高于地面数字电视广播。
 
2014年7月29日,Nokia Networks宣布其成功试验德国全国范围内的4G电视广播,而且是全球首次基于700MHz频段的面向超大地域范围的4G电视广播试验,用10个4G基站同频覆盖了高达200平方公里的地域(采用单频网组网)。
 
相关试验的目的在于架起广播电视台与移动运营商之间的"桥梁",如果价格(网络租赁费用等)合适,前者也可能将会4G网络作为传输媒介。Nokia Networks的首席技术官Hossein Moiin评论说:"这种4G电视广播可以在欧洲取代传统的DVB地面数字电视广播。"
 
Nokia Networks还将通过试验证实4G电视广播系统除了面向智能手机与平板电脑,也能面向机顶盒(连接大屏幕传统电视机)与大屏幕智能电视机开展相关业务,以8Mbps码率支持高清电视广播,以2Mbps码率支持标清电视广播。
 
据悉,该项试验将会持续至少1~2年的时间,将来有可能采用450MHz频段或继续采用700MHz频段。除了德国,将来还有望在澳大利亚、瑞士等地应用相关系统。
 
以往其他大多数运营商的相关试验均是基于单个4G基站,而此次试验中则组建了由10个4G基站组成的单频网,技术难度更大,但对于大规模商用基于传统经典地面电视广播网络所使用的UHF频段的新兴4G电视广播业务在技术成熟度、社会效益、经济成本、经济效益等反面的验证能力更强。
 
总之,4G电视广播与传统经典的地面数字电视广播哪种方式在未来会更好,目前还没有到下定结论的阶段。接下来的相关研究尚需包括面向各种应用场景与用户需求的4G电视广播的性能、系统的最佳设计、以卫星电视传输作为补充覆盖的考量(需要相关技术的进步发展)。
 
实际上,基于470~790MHz频段的4G电视广播系统是目前国际上在研的主流的4种下一代媒体网络解决方案之一。
 
移动运营商与主流电视台等部署4G电视广播已是大势所趋。笔者认为,当下更为现实的发展途径很可能是移动运营商在高频段(部分会在低频段的700MHz)部署自己的4G广播系统(并与主流电视台、互联网电视集成播控平台、手机电视集成播控平台、主流视频网站广泛合作,灵活、大力开展4G时代的视频流量经营),广电先期通过UHF频段部署地面数字电视(不排除有线无线卫星融合网)、中期与移动运营商的4G广播系统实现初步融合、远期实现高级融合(需要新兴商业模式的推动、技术的进步、监管方式的融合),融合的路径将是:业务融合、技术融合、商业模式融合、监管融合、网络融合。更多相关内容及问题,可至"2014亚太OTT峰会"进一步讨论。
 

责任编辑:饶军

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