杜百川：广电必须要改变分散投入运营的根本方式

2018年11月13日，全球家庭互联网大会在上海正式召开，国家广播电视总局科技委副主任杜百川在会上发表演讲，提醒行业从业者们，广播的技术环境将发生深刻的变化。
 

首先，杜百川副主任表示，节目制作播出的方式将发生根本的改变，根据央视总台的超高清技术发展规划，4K超高清电视技术体系将分为三个阶段：

2018年为第一阶段，2019年1月-2020年6月为第二阶段，2020年7月-2021年12月为第三阶段。当下的目标是将总台现有的电视演播室、制作岛、播出及总控机房等技术平台全面升级为4K超高清电视系统，建设54套4K制作系统、680套4K便携式摄像机和1000套4K后期制作工作站；

建设适配总台4K节目制播的主备4K信号调度和交换系统、云数据中心、网络传输交换系统、节目生产管理系统、媒体资产管理系统、广告管理系统和大数据应用系统；

搭建15套4K频道播出系统和4K互动电视平台，实现总台电视节目全4K超高清电视制作和播出，并在全网分发。

国际电联：ITU-R BT.2020“用于节目制作与国际交换的超高清晰度电视系统参数值”；ITU-R BT.2100 “用于节目制作与国际交换的高动态范围电视图像参数值”；ITU-R BS.2051 “用于节目制作的先进声音系统”
 

 

建设系统的标准，我国将采用GY/T 307-2017“超高清晰度电视系统节目制作和交换参数值”； GY/T 315-2018“高动态范围电视节目制作和交换参数值”； GY/T 316-2018“用于节目制作的先进声音系统”。

演播室向IP架构过渡

主要基于2022-1/-2/-3/-4：MPEG2 TS over IP；2022-5/-6：SDI over IP标准；两者和核心是要将视频、音频和辅助数据打在一个IP包，要得到某个元素要取整个流。而另一个标准则是SMPTE2110，将信号的每一个部分都作为一个独立的流，视频、音频和辅助数据可以独立路由交换，要某一个信号只要取该信号本身。

 

高速率的视频传输推动HDMI升级到2.1，前不久HDMI Forum正式推出HDMI 2.1，其支持更多和更高速率。支持压缩和非压缩信号，10比特或更高比特更高帧率的BT.2020色域，同时还支持12,14和16彩色。

其支持动态 HDR(Dynamic HDR)，支持HDR的逐帧处理。使用传输速率达到48Gbps的电缆，具有低EMI，仍然使用现有A，C，D接插头，包含以太网通道，与现有设备反向兼容。支持增强音频回传通道eARC(enhanced Audio Return Channel)，使用eACR可以简化电视和音响或条形音箱的连接，单线连接完成将像Dolby Atmos, DTS:X 3D音频格式的播放。支持游戏可变刷新率VRR (Variable Refresh Rate)，3D图形处理器可以不受固定的输出或帧率的限制，在静止和运动场景之间的图像处理更加灵活，减少游戏卡顿。

同时，互联网的广播方式也将发生根本改变：

下一代互联网自主技术体系和产业生态正在形成，2017年7月通过Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification [RFC 8200 ]，2017年11月中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》《计划》指出，加快推进IPv6规模部署，是全球互联网演变升级的必然趋势，是技术产业创新发展的重大契机，是网络安全能力强化的迫切需要。《计划》还提出，要用5到10年时间，形成下一代互联网自主技术体系和产业生态，建成全球最大规模的IPv6商业应用网络，实现下一代互联网在经济社会各领域深度融合应用。

由下一代互联网国家工程中心牵头发起的“雪人计划”已在全球完成25台IPv6根服务器架设。中国部署了其中的4台，包括1台主根和3台辅根。

“雪人计划”提出之前，全世界只有13台根服务器。其中只有1个主根服务器，其余12个均为辅根服务器。主根服务器在美国，而辅根服务器有9个在美国，剩下3个分别位于英国、瑞典和日本。

随着IPv4向IPv6的演进，给寻址模式带来变化，单播地址(Unicast Address)：指派给单一接口，包只发送给该地址；任波地址(Anycast Address)：相同的地址指派给不止一个接口(位于不同节点)，任播地址的包路由到最近的接口(指路由距离)；组播地址(Multicast Address)：一组接口(位于不同节点)组成组播组，一个组播地址识别一组接口，包发送到组播地址/一组后，复制到组中的所有接口。

其中过渡方案有多重，包括：

双栈——网络中的节点能够同时处理IPv4和IPv6流量， 当双栈网络中的一个节点接收流量时，它被编程为优选IPv6 over IPv4流量，双栈节点也能够处理仅IPv4流量。双栈网络是最贵解决方案之一。

隧道——在现有IPv4基础设施之上，通过将IPv6封装在IPv4中，用IPv4传送在IPv6网络之间路由IPv6数据包。

转换——协议转换(NAT-PT)曾是提供IPv6转换服务的第一种方法，只是将IPv6数据包简单地转换为IPv4数据包，有一定冲突，可作为最后的手段，双栈和隧道技术优于转换技术。

其中，需要注意的是组播ABR的架构，杜百川副主任表示，IP网络直播视频时最大的问题是如何解决大容量视频的并发问题，尤其在直播春节晚会，足球世界杯的时候，组播ABR技术结合CDN网络解决这一难题，通过组播传送所有观众请求的流，意味着运营商只要从原始服务器提供单个流就可以，减轻自身网络带宽压力。

组播ABR能够大幅度平滑流量，并且相比单播ABR，对于用户数量的增加，成本上升更为缓慢，能够减少尽可能多的成本。另一方面，基于CMAF的IP流延迟几乎可以控制在秒内，这就足以与现有IPTV的传输质量相匹配。
用户的体验方式正在发生改变

传统的广播电视用户体验依赖于节目源端，传输和接收的任务在于尽量保持源端的质量和体验。但新一代电视的用户体验将来自广播和接收的多个方面，主要体现在：

综合的接收方式：广播、点播、直播和交互；
与互联网和移动的结合：辅助信息，多屏和社交电视；
虚拟和增强：使用复杂的光学系统和多种传感器在接收端引入虚拟环境，大幅度增强现实和产生浸入式体验。

3GPP在今年3月，对VR媒体业务技术规范业务和系统方面的技术进行了报告， 内容包括AR/VR/MR定义，简介，视频系统（光学系统和视频处理，拍摄、拼接、投射、打包、编码、包装、解包、解码、呈现和显示），音频系统（录制、制作格式、存储格式、分发格式、呈现系统、基于通道/对象/声场的制作流程），业务架构用例，VR使用场景（活动广播/组播，流媒体，3GPP360度场景内容分发，HMD直播，社交电视/VR，影院VR，学习应用，VR视频电话，用户生成VR，虚拟世界通信，HMD以前的内容消费等），音频质量评测，视频质量评测，延时和同步，差距分析，建议目标和VR用例备选方案。

国际电联2018年4月分布报告Report ITU-R BT.2420-0 (04/2018) “广播中先进浸入式音视频系统使用场景和现状集”报告中浸入式“immersive”的定义：报告中“沉浸式”一词被认为是包括可以提供受众或使受众以一种能够对内容呈现进行任何形式的控制或交互的任何格式或媒体或平台。

ITU-R展示的VR相关广播用户场景：

1.无限座位VR广播（Infinite Seat VR Broadcast）是一种拍摄实时VR内容的方法。在拍摄现场，在特定的座位/观察位置安置全方位的摄像机和麦克风环，每个音频和视频拍摄装置都可以提供独特的体验，与活动现场的独特座位相对应。无限座位可以通过附加音频元素（例如评论员语音）或视觉元素（例如玩家统计）以及诸如动作重放之类的技术或来自不同有利位置的剪辑来进一步增强体验。每个观众都可以单独选不同座位，而每个座位的方向由用户的旋转（垂摇，横摇和纵摇）来定义。

2.线性叙事电影VR广播（Linear Narrative Cinematic VR Broadcast）

在线性叙事电影VR广播期间，消费者从场景中的固定点（3DoF或3DoF +）观看VR电影，可以自由地转动和移动头部观察场景中的细节，并且通过聆听和观看演员来跟随故事。

ITU-R有关的电视用户场景：
3.自由看点电视（Free Viewpoint Television）是一种视觉媒体，允许用户通过自由改变他们的看点来观看三维记录的场景。 通过改变广播场景的有利位置，再现的声音场景和音频元素将相应自适应。

4.HMD为基础的传统内容消费（HMD-based Legacy Content Consumption）

4.1个人VR电视（Private VR Television）是在虚拟环境中向观看者呈现传统的2D电视节目素材。 2D电视节目素材在虚拟环境中直接呈现在用户面前的虚拟线幕上。 虚拟场景可以使音频和视频适应用户头部运动。

4.2富VR电视（Enriched VR Television）是将电视节目呈现在3D虚拟环境内的虚拟2D线幕上， 360°场景覆盖球形环境的背景。

5.支持视力受损的受众成员，VR / AR技术可以为视力受损的观众提供改进的广播内容体验。VR / AR眼可用于帮助视障人士识别物体，为视觉受损的消费者提供对广播内容的特定增强，显著改进的体验。

其中的技术难点在于：

1、当屏幕不到源图像的两倍，就会会出现混叠。目前高质量的缩放算法现在可以去除混叠实现非常高的图像质量。

2、由于屏幕是用数百块模块拼接而成，校准必须非常准确。

3、如果LED的PWM调光系统性能不好，会产生灰度电平不一致。在非常暗的区会受到LED点亮的变化、绑扎线串扰等因素的影响。

4、色彩再现的另一个问题是在低亮度下的一致性。LED芯片和驱动适于广告或控制室，但要实现影院质量还有工作要做。

5、由于RGB像素的设计，正面和离轴有不同特性，这是由于封装中LED芯片的发光模式不同、位置变化以及有平面，半球和抛物面等不同的封装方法。

6、时序性失真，LED显示器每16行或每32行同时从左到右扫描， 然后再下一行，直到完整图像显示，随人眼扫视速度和方向不同，产生时序性失真。

7、音响布置。

广电的业务范围也发生了巨大的变化

杜百川副主任以Comcast为例，表示Comcast如何使用AI改进和重塑电视业务，通过对媒体视频和分析、深度学习数据科学、Voice&NLP以推荐和搜索，对智能电视、智能家庭与智能家庭网的形式进行改进。

 

运营商同时正在针对物联网时代的到来发生着改变，华数智慧城市，通过基础建设项目、城市管理项目、智慧民生服务项目、智慧产业项目、智慧生态监测项目等形式推动了运营商业务范围的变革。

广电要改变分散投入运营的根本方式

杜百川副主任表示，分散投入经营的方式必须发生根本改变。广电必须进入互联网和移动领域进行有效竞争。BAT和三大电信运营商在云、大数据和AI都有大规模投入。广电要进入互联网和移动进行有效竞争，靠分散投入是不可能的。云、大数据和AI的本质都具有泛数据性和非分散性发展的特点。有线电视行业正在迎来全面整合的大好时机。广电的节目制作、融媒体中心、物联网以及云、大数据和人工智能建设如何统筹规划、集中力量已经提上议事日程。广电分散投入，各自经营的方式必须发生根本改变！