六大技术推进广播电视发展

  • 来源:传播与制作
  • 关键字:IP电视,广播电视,ATSC3.0
  • 发布时间:2015-05-26 15:56

  近年来,广播电视相关技术不断革新、发展迅速,催生出纷繁多样的业务类型,如传统广播电视、VOD视频点播、IP电视(IPTV)、网络视音频(WebTV)、互联网电视(OTT)以及各种智能终端上的视音频应用(APP)等,随之也推动了整个广播电视行业都呈现出创新、快速、多元发展的良好局面。

  广播电视行业的发展带动了信息传播技术的更新与发展。广播电视技术是一项综合性的技术,广播电视行业在不断的进行新技术的探究与尝试,引进新的技术,改善设备的性能,推进广播电视的改革。下面我们来看看这些新技术的进展。

  数字声音广播和数字电视技术

  数字化给广播电视的体验、功能、效率等带来一系列提升。随着广播电视技术的不断发展,在世界范围内,传统广播电视不断加快由模拟向数字的转换步伐,数字声音广播和数字电视技术近年来也有了一些新的进展,可以为人们提供质量更高、数量更多的广播频率和电视频道,同时功能也进一步丰富,支持更多新型业务应用,其中比较有代表性的有CDR、ATSC3.0等。

  CDR是我国自主知识产权的数字音频广播技术。自90年代以来,我国广播电视部门和科研院所在对HD Radio、DRM、DAB等一些国外数字广播先进技术进行研究的基础上,努力探索建立中国自己的数字广播技术,推进我国声音广播数字化进程。CDR是广播数字化的发展方向,迄今为止已申请几十项国家发明专利并研究制定了相关标准。ATSC是美国的数字电视国家标准,由美国高级电视系统委员会(Advanced Television Systems Committee)于1995年9月15日正式通过,原为取代北美洲最常用的NTSC制式。2013年3月,ATSC委员会在全球范围内征集下一代数字电视标准ATSC3.0的“物理层”提案。未来ATSC3.0标准将更多利用最新的压缩、传输等新技术,为用户带来更加高效的广播电视服务,在广播电视表现、功能和效率方面都带来一系列的提升,将支持每秒60帧、分辨率为3840×2160的超高清视频(UHDTV)。

  编码技术

  随着近几年编码技术的不断进步以及新一代编码技术的出现,使得新媒体技术系统和有线、无线等传统广播电视技术系统的编码效率大大提升,能够实现使用更小的带宽传输更多的节目内容。以HEVC/H.265、VP9等几种较具代表性的新一代编码技术为例,通过使用这些编码技术,能够在其他条件不变的情况下,使相关广播电视和新媒体技术系统的传输频道数量成倍增加。

  其中,高效率视频编码(HEVC/H.265)是一种新型视频压缩技术标准,是H.264/MPEG-4 AVC的继任者。HEVC/H.265被认为不仅能够有效提升视频节目图像质量,同时还能达到H.264/MPEG-4 AVC两倍的视频压缩率,等于同样画面质量下比特率减少了50%,可支持4K分辨率甚至到超高画质电视,最高分辨率可达到8K分辨率。第一版的HEVC/H.265视频压缩标准于2013年4月13日被接受为国际电信联盟(ITU-T)的建议书。

  存储和云技术

  随着广播电视和新媒体的发展,海量视音频节目内容的存储需求更加凸显,存储技术成为一项重要的、新的技术发展领域。近年来,在机械硬盘、固态硬盘、网络存储,以及云技术领域,都有新的技术进展。

  目前,主流机械硬盘最新的单碟最大容量已达到1TB,机械硬盘的读、写磁头在当前条件下已经做到最小。下一步,硬盘厂家将考虑利用叠瓦式磁记录技术(SMR)等技术提高机械硬盘单碟最大容量。预计采用SMR技术后单碟磁盘的容量可扩展至1.25TB,甚至最快在2014年就可能研制生产出单碟5TB的机械硬盘。

  固态硬盘(SSD)是一种永久性存储器的电脑存储设备。

  虽然SSD已不是使用“碟”(Disk)来记存数据,而是使用NAND Flash,但是人们依照命名习惯,仍然称为固态硬盘(Solid-State Disk)或固态驱动器(Solid-State Drive)。SSD用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。

  目前,全球互联网发展已进入新的阶段,用户平均接入带宽大幅度增加,这使得网络化存储成为可能。许多公司都推出了自己的网络存储业务,Google云端硬盘(Google Drive)和苹果的iCloud是这方面的典型代表。

  为了更好地适应网络化、分散式、大数据量存储的需要,以虚拟化、分布式为特征的云技术也应运产生且不断发展。分布式网络存储技术是将数据分散的存储于多台独立的机器设备上。分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构,利用多台存储服务器分担存储负荷,利用位置服务器定位存储信息,不但解决了传统集中式存储系统中单存储服务器的瓶颈问题,还提高了系统的可靠性、可用性和扩展性。

  网络传输和接入技术

  以光纤传输、无线宽带接入为代表的网络传输和接入技术的发展,极大地改变了信息的流动方式,是扩展视音频内容的服务范围、丰富服务内容、提升服务质量的强劲推力。随着网络技术的不断发展,网络带宽不断增加,网络传输质量不断提高,视音频内容在网络上传输、播放变得更加快捷、流畅。特别是移动网络技术的发展,使得用户可以随时随地通过移动网络访问和播放各种视音频节目内容。

  长期演进技术升级版(LTE-A)是基于长期演进技术(LTE)的演进版本,也是国际电信联盟正式定义的第四代国际移动通信(4G)技术标准之一。LTE-A采用了载波聚合、上/下行多天线增强、多点协作传输、中继、异构网干扰协调增强等关键技术,能大大提高无线通信系统的峰值数据速率、峰值谱效率、小区平均谱效率以及小区边界用户性能,同时也能提高整个网络的组网效率,这使得LTE-A系统成为未来几年内无线通信发展的主流。

  WirelessMAN-Advanced即IEEE802.16m标准,是WiMax的升级版,也是国际电信联盟正式定义的第四代国际移动通信(4G)技术标准之一。其优势包括:降低网络覆盖、改建链路成本;提高频谱效率;提高数据和VOIP容量;低时延QoS增强;功耗节省。目前的WirelessMAN-Advanced有5种网络数据规格,其中极低速率为16kb/s,低数率数据及低速多媒体为144kb/s,中速多媒体为2Mb/s,高速多媒体为30Mb/s超高速多媒体则达到了30Mb/s~1Gb/s。

  互联网协议和技术

  随着互联网协议和技术的不断进步,到今天,互联网音视频业务应用的用户体验已经大幅度提升,音视频内容已占据了互联网流量中的绝大部分。特别是IPv6、HTML5、HTTP2.0等互联网协议和技术的飞速发展,既为互联网音视频等新媒体的发展提供了有力支撑,同时也推动了广播电视的创新式发展。

  随着互联网的不断发展,网络技术正朝着越来越灵活、越来越易于扩展的方向发展,从最初的电路交换技术到软交换技术,再到近年发展出现的SD N/N FV技术,均是已更灵活、更易于扩展的方式来管理和部署网络,优化网络结构,提升网络效率,从而推动更低成本、更大规模、更高性能的网络建设。还有磁力链接技术、自适应流媒体技术、基于Web浏览器的实时通信技术(WebRTC)、对等互联网络技术(P2P)、对等流媒体协议(PPSP)等等。

  终端和显示技术

  现阶段,随着信息技术的发展,可承载广播电视和新媒体业务的终端设备种类越来越多,已由传统的收音机、电视机,扩展至智能电视机、机顶盒、外接电视棒、家庭影院电脑、游戏主机、平板电脑、智能手机,甚至可穿戴电子设备等。各种新型终端产品在性能更加强大、功能更加多样的同时,外观、体积、交互操作方式等方面较之传统的广播电视终端也有了较大提升。

  在电视棒、平板电脑和游戏主机方面,Chromecast、苹果iPad Air和iPad mini with Retina以及微软Xbox One分别是这些领域的典型代表。

  此外,终端显示技术与交互技术也发展很快。高清晰度电视(HDTV)的下一代技术——超高画质电视(UHDTV)引人关注。随着显示技术的进步、显示屏分辨率的提高,为了满足超高清等需求,终端设备的多媒体接口技术也在加快发展,努力增加终端多媒体接口可传输的最大带宽。如高清晰度多媒体接口(HDMI)、移动高画质连接技术(MHL)等。

  在终端显示技术方面,柔性屏幕技术也是一大发展方向。相较于传统屏幕,柔性屏幕优势明显,不仅在体积上更加轻薄,功耗上也低于原有器件,有助于提升设备的续航能力,同时基于其可弯曲、柔韧性佳的特性,其耐用程度也大大高于以往屏幕。

  广播电视技术离不开信息技术、电子技术、计算机技术、空间技术等的支持。广播电视的信息交流主要依靠现代化传播手段。在声音与图像方面,都需要先进的技术进行支持。随着大众的需求量不断扩大,广播电视行业的节目种类也越来越多,规模越来越大,层次越来越清晰,内容更加丰富多彩。有线传输与无线传输都保障着广播电视行业的飞速发展。数字化使得广播电视走向了一个新的时代,促使广播电视行业发生着深刻的变革。

  在广播电视中引进新技术,是推动改革的动力。

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