丁文华:满足4K/UHD的未来家庭网络环境

2018-11-13 10:00:19 来源: 众视AsiaOTT 热度:

2018年11月13日,全球家庭互联网大会在上海正式召开,中国工程院 院士 丁文华在会上发表演讲,针对4K/UHD时代的家庭网络环境的要求提出了自己的看法。
 



视频已经成为流量主体,传播信息正从信息向内容过渡

丁文华院士表示,视频消费已经成为我国社会生活的核心需求,截止至2018年6月,我国网络视频用户数已经占全网民人数76%。

2020年,视频流量将占全球固定互联网宽带比例将接近四分之三,视频流量占全球移动互联网带宽比例也将达到三分之二。传播信息的对象正在由信息向内容过渡,信息更注重形式简单、注重传达的单一模式,而内容则更追求质量,强调体验。

从内容质量和用户体验来看,互联网的视频主要以HLS、DASH为主,基于“Best Effort”机制,质量和体验易产生波动,内容质量和体验的提升依赖于网络带宽资源的不断扩展。

而广播电视基于为用户提供稳定视听质量,从SD->HD->UHD,音频从Mono->Stereo->Surround->3D Audio,技术逐级发展,更为稳定,但传统广电感受更为单一,形式上需要突破,从单向广播向双向互动演进,从屏幕观看向沉浸式体验演进。

 


视频体验逐步升级,码率要求进一步提升

同时4K本身也在进一步拓展自身的内容质量,例如高分辨率,HDR高动态范围,宽色域,高位深,高帧率等等。同时4K收视体验进一步提升,为用户带来沉浸式的体验,其中也包括向VR的演进。针对于未来沉浸式体验的HMD,丁文华院士提出一些建议,未来的VR广播既能提供片段式VR体验,也可将传统2D/3D内容直接投放至观众眼前,提供个性化内容观看体验,适合4K+VR HD混合节目模式,即主体为常规4K节目以保证叙事性完整,节目中穿插VR片段提供沉浸式体验。

从用户体验的码率来看,在SD向HD向UHD向4K100P以及8K的演进过程中,编码形式也在发生着变革,从MPEG2逐步向AVS+、AVS2、Dual Layer、AVS3演进,码率需求也从SD时代的3.2Mbps~4.8Mbps到4K视频30Mbps~36Mbps,再到8K之后的84Mbps~100Mbps逐渐扩大。

未来家庭网络提出的5方面要求

这就给4K/UHD时代的家庭网络需求提出了更高的要求,主要在5个方面,家庭网络入户带宽达到50~100Mbps;有线网络4K接入及双向改造;机顶盒/电视支持有线/互联网双模业务,支持多屏联动机制;家庭内部构建支持4K视频的高速分发网络;公共区/家庭5G无线网关。

有线家庭网络接入要求,双向网改造的创新点

 

从家庭网络的接入情况来看。截至2018年6月末,三家基础电信企业50Mbps及以上的固定互联网宽带接入用户总数突破3亿户, 100Mbps及以上用户突破2亿户,IPTV用户数达到1.42亿。城市推广100M入户,能够支持包括8K和VR/4K的接入需求;农村推广50M入户,能够支持4K和VR/HD的接入需求。

有线频点的要求也逐步提高,64QAM条件下4K/UHD单频道码率需要36Mbps,基本只有一个频点。而256QAM(50Mbps/频点)不仅可扩展支持频道数,同时也可以承载4K(100P)业务。

就目前有线网的双向技术选择上,目前主要是三大类:

C-DOCSIS: GY/T 266-2012, 606~862MHz,32数据通道
HiNOC: GY/T 265-2012,750~1006MHz,32数据通道
C-Homeplug AV: GY/T 269-2013,7.6~30MHz(可选支持7.6~65MHz)

在广电有线双向网建设的要求上,每户入户带宽应达到50M~100Mbps,50Mbps带宽可支撑4K(100P)节目Streaming形式点播,8K节目不作为频道播出,只用来内容分发,8K/4K VR在100Mbps情况下可以IP形式点播,积极尝试IBB新型互动业务。

家庭终端革新,多屏互动需要持续推进

在终端设备的要求上,机顶盒由传统的广电服务向支持多业务模式演进,其中包括DVB、IPTV、OTT以及IBB。智能电视具备双模接口,支持多类型的业务。各类智能移动终端可与大屏联动,形成多屏互动环境,主要协议DLNA / UPnP;DVB CSS: ETSI TS 103 286-2;ATSC 3.0 Companion Device,而我国多屏互动的相关技术标准仍有待完善。

家庭局域网有线、无线的演进方向,LI-FI值得关注

家庭内部高速传输网也将从无线和有线两个角度出发,目前高速传输主要依赖于HDMI,目前HDMI是最通用的显示设备接口,HDMI 2.1带宽可达48Gbps,但传输距离一般不超过5米,面向家庭也不适用于家庭复杂环境。

从无线角度,WHDI可利用5G无线网络传输实时视频信号,3Gbps传输带宽,传输距离超过30米,并可承载无压缩1080P信号。

WGG传输速率达7Gbps,传输距离超过10米,可承载无压缩4K 30P视频。

从有线角度,HDBT使用6类线,RJ45接头,8Gbps传输带宽,传输距离可达100米,可承载无压缩4K 30P信号,计划支持视觉无损压缩4K 60P信号 。

SDVOE利用Ethernet承载信号,使用6类线,RJ45接头,10Gbps传输带宽,传输距离可达100米,可承载无压缩4K 30P信号,支持视觉无损压缩4K 60P信号。

而基于LI-FI的高速家庭网络是未来可期的一种技术,LI-FI能解决家庭多终端间4K、VR等内容共享,目前可见光通信(VLC)传输速率已可达到50Gbps。

智能家庭网络环境的构建,需要在家庭内部构建HIoT,并与外部公共网络形成互联互通,对家庭内部、外部及跨域设备形成一体化管理。

最后,丁文华院士对家庭网络建设的总结及三点建议:

1、4K/UHD时代即将来临,4K内容质量和用户体验的提升对家庭网络提出全新的要求。

2、内容提供、传输服务和家庭接收要统筹考量,既有多屏之间的联动机制,又要提供高质量及优良体验的内容和服务。

3、未来家庭网络需要借助物联网、云计算等技术,达到对于家庭内外设备的智能管理,具体实现方法仍有待讨论。

责任编辑:王旭

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