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有线国网公司注册成功(4):广播、蜂窝、互联网协同覆盖
DVBCN数字电视中文网 | DVBCN主编 李远东 | 2014-05-06 15:44
本文是《有线电视国网注册成功(2):发展基于700MHz的4G多屏电视等》的继续。
 
目前,全球的广播电视正处于从模拟电视向数字电视转换的过渡阶段,可为人们提供较模拟电视时代更加丰富而且精彩的数字电视业务服务。但是,与此同时,新兴电视业态不断发展,人们的视频消费习惯正逐渐发生变化(以互联网为传输媒介、面向多屏的点播型电视;社交形态的电视等),传统电视业态受到越来越大的挑战。

 
注:该图片来源于网络
 

 
注:该图片来源于网络
 
面向小型可手持式接收终端的主要基于广播技术的移动电视(如DVB-H等)已经被证明市场发展失败、业务阻滞、在用户发展不利。主要原因除了支持的终端类型与数量少、缺乏商业模式(日本NTT DOCOMO以ISDB-Tmm标准发展的面向智能手机与平板电脑的移动电视由于有好的商业模式,发展较好)之外,最大的原因还在于受到来自Wi-Fi、4G等移动网络对视频承载的威胁。
 
比如阿朗在前天发布的一份报告中提及,YouTube、Netflix、Facebook Video已成为对人们影响力最大的移动APP。
 
在国内,估计4G移动视频会得到大幅发展。商务部研究院发布的《2014年消费市场发展报告》里面有提及,4G视频业务将成为发展重点。另外,随着移动虚拟运营商和移动转售业务的出现,可能会逐渐有视频网站、电视台、互联网电视集成播控平台等与移动虚拟运营商合作视频3G/4G定向流量等,这将会使上述威胁越来越大。
 
另外,地面数字电视广播也面临着满足用户未来需求方面的巨大挑战,如按需点播、移动(多屏)接收、超高清电视传输等。详细可查阅《有线电视国网注册成功(2):发展基于700MHz的4G多屏电视等》。
 
移动网络运营商MNO在视频业务方面也面临很大的挑战,详细可查阅《有线电视国网注册成功(2):发展基于700MHz的4G多屏电视等》。
 
目前,MNO面临的最大难题是“增量不增收”,而且两者之间的差距越来越大,估计其中的主要原因在于基于移动通信网络的移动电视/视频越来越受人们的欢迎(在“十二五”期间,随着信息产业与工业应用领域的进一步结合以及物联网时代的到来,我国通信业务需求仍将有大幅度增长,网络建设规模也将持续扩大。已有数据显示,随着智能多媒体移动终端的普及,预计到2015年,国内移动业务的需求量将达到目前的100~1000倍,其中移动视频业务将会占到业务总量的2/3)。
 
MNO由此面临的另一大难题是现有蜂窝移动通信系统进一步提高网络容量受到频谱资源和能耗的双重约束,因此如何以受限的频谱与能量大幅度提高网络容量是一个巨大的挑战。对于传统的移动通信基站而言,承载数据业务可以忍受一定的延时,视频业务则对延时抖动非常敏感。如果在承载近乎“洪水”般的移动视频时仍然采用传统的归一化服务方式,则势必会造成移动网络资源和能量的极大浪费。
 
 
所以全球的移动通信界都在研究探索通过3G、4G等移动通信网络传输视频内容的低成本方式。
 
其中一点就是重新指配广电在用的UHF部分频段。以ITU一区为例,明年的WRC15会议之后,MNO就将与广电共用694~790MHz频段:
 
 
由经典的信息理论可知:在高频谱效率的点对点链路中,对于给定的带宽,无线传输容量的提高需要指数倍地提高传输功率,即无线传输的频谱效率与能量效率是一对天然的矛盾。因此,要想在不牺牲频谱效率、甚至还需要提高频谱效率的前提下大幅度地提升能量效率,即能效与资源的联合优化,单靠移动通信物理层传输技术的提高是很难实现的。为此,就需要从系统和网络的角度寻找解决途径。在上诉的各方都面临挑战和危机的情况下,广播、超级蜂窝、互联网络的协同覆盖成为全球的发展趋势,主要有以下两种未来的应用场景:
 
1)场景一:传统的地面数字电视广播架构被替换为新型的移动通信架构
 
如下图所示:
 
 
在这种假设下,长远看来,传统的地面数字电视广播终将彻底被基于IP的移动通信基站广播(eMBMS)所代替,效率将会更高。
 
网络和信息服务技术的快速发展,使得访问形式服从幂律分布的点对点传输网络极易发生拥塞,难以满足用户需求,进而推动了数据广播/多播理论和技术的研究。在一对多的信息传播模式中,与单播技术相比,广播能够提供更高的数据传输效率,在数据广播、大文件分发、音视频点播等方面将得到广泛的应用。
 
2)场景二:以新型的移动通信架构为主导,地面数字电视广播网络起辅导作用。
 
如下图所示:
 

 
 
在这种融合型架构下,线性或非线性(此时的“线性或非线性”不能简单理解为“直播或点播”)广播内容通过低塔、低功率的移动通信基站与eMBMS技术及高塔、高功率的广播发射塔(覆盖范围为上图中的淡绿色部分。需要有较大的循环前缀来满足)共同灵活传输。
 
在这种假设下:(1)eMBMS的QoS还不能比肩传统的地面数字电视广播网络,尚需长期演进以满足广播需求;(2)有可接受的部署成本(如果融合进地面数字电视广播网络可以降低整体投资的话);(3)同时可以使地面电视的覆盖率提高;(4)无需SIM卡;(5)可扩展性高,可以无缝切换网络;(6)UHF频段仅用于下行(eMBMS),而对于需要双向的单播(如移动宽带接入等),则需要采用另外的频段。
 
这种融合型架构的更详细阐述,可查阅《有线电视国网注册成功(2):发展基于700MHz的4G多屏电视等》。
 
对于有望于2016年完成的美国ATSC 3.0标准,物理层方面,高通和爱立信提议了基于4G LTE的广播架构。
 
总结:
 
长期以来,地面广播与移动通信/宽带是两个相互分离的行业,从而逐渐产生越来越大的数字鸿沟。长远看来,前者面临的各种问题(如提供非线性服务、节能提效等)与后者面临的各种问题(如视频流量剧增等)使得两者非常有可能产生融合。
 
对于MNO而言,若将非实时业务按照实时业务的方式进行服务的,则在相同阻塞率的情况下需要大幅度地增加网络资源和能量。反之,针对趋同性的业务(比如热门电视节目、热门视频节目等)需求则可以通过引入多播或广播通道,或是将广播网络融合到通信网络中,将很多用户在一定时间内共同感兴趣的信息以广播或多播的方式分发下去,从而减少同一信息在无线网络中的传输次数,在减轻网络负载的同时可以大幅度地提高能量效率。
 
广播的未来图景是广播、超级蜂窝、互联网络的协同覆盖。
 
这种协同覆盖的网络通过控制覆盖与业务覆盖的适度分离,并在保证控制覆盖永远在线的前提下实现业务数据的按需覆盖、网络资源的按需匹配、服务机理的按需选择来实现能量的按需分配,从而实现以受限的频谱和能量资源满足未来无线通信对宽带大容量的迫切需求。
 
 
本系列文章汇总:
 
有线国网公司注册成功(1):国际国内有线电视现状
 
有线电视国网注册成功(2):发展基于700MHz的4G多屏电视等
 
有线国网公司注册成功(3):全国有线电视网Wi-Fi漫游平台
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