12月20—22日，由工信部、國家廣電總局、廣東省政府聯(lián)合主辦，深圳市政府、無線電監(jiān)測中心、中國無線電協(xié)會(huì)承辦的2022中國無線電大會(huì)正式啟動(dòng)，在21日舉行的“新技術(shù)、新視聽、新動(dòng)能”分論壇上，國家廣播電視總局廣播電視規(guī)劃院高級(jí)工程師高楊做了題為《激發(fā)廣播資源新活力 構(gòu)筑協(xié)同傳輸新網(wǎng)絡(luò)》的主旨報(bào)告，此文為DVBCN筆者依據(jù)線上直播結(jié)合個(gè)人理解而言。

今年的《國家“十四五”新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》提出，要推進(jìn)智慧廣電設(shè)施融合發(fā)展，強(qiáng)化平臺(tái)與互聯(lián)網(wǎng)等新型傳播渠道的融合互通支撐多元化內(nèi)容聚合、融媒體播出分發(fā)及跨網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容服務(wù)。

在廣電總局印發(fā)的《廣播電視和網(wǎng)絡(luò)視聽“十四五”科技發(fā)展規(guī)劃》中，提到了要加快智慧廣電傳播體系轉(zhuǎn)型，統(tǒng)籌有線、無線、衛(wèi)星、互聯(lián)網(wǎng)資源，構(gòu)建高速泛在、天地一體、集成互聯(lián)、智能協(xié)同、安全高效的新型廣電網(wǎng)絡(luò)，建成業(yè)務(wù)運(yùn)營智慧化、用戶服務(wù)精準(zhǔn)化的主流媒體融合傳播網(wǎng)、數(shù)字文化傳播網(wǎng) 、基礎(chǔ)戰(zhàn)略資源網(wǎng)，增強(qiáng)廣電網(wǎng)絡(luò)輻射力、傳播力。

上述文件可已看到，從國家戰(zhàn)略到具體的行業(yè)規(guī)劃都提出了對(duì)廣播資源的有效協(xié)同提出了新的要求。

地面數(shù)字電視的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展

為加快推動(dòng)地面電視數(shù)字化，進(jìn)一步提升廣播電視公共服務(wù)的質(zhì)量和水平，在2020年1月，廣電總局印發(fā)《全國地面數(shù)字電視廣播頻率規(guī)劃》。該《規(guī)劃》充分考慮挖掘廣播電視無線頻譜資源，是優(yōu)化頻譜資源的一項(xiàng)重大政策調(diào)整，為當(dāng)前和未來廣播電視融合發(fā)展預(yù)留了發(fā)展空間，對(duì)構(gòu)建新型地面數(shù)字電視傳輸覆蓋網(wǎng)具有重要指導(dǎo)意義。

同時(shí)為推進(jìn)5G加快發(fā)展，促進(jìn)無線電頻譜資源有效利用，根據(jù)《中華人民共和國無線電管理?xiàng)l例》，結(jié)合700MHz頻段廣播電視業(yè)務(wù)頻率使用有關(guān)情況，2020年3月，工信部發(fā)布通知，將702-798MHz頻段頻率使用規(guī)劃調(diào)整用于移動(dòng)通信系統(tǒng)，并將703-743/758-798MHz頻段規(guī)劃用于頻分雙工(FDD)工作方式的移動(dòng)通信系統(tǒng)。

此外，為推動(dòng)廣電5G建設(shè)，優(yōu)化廣播電視無線頻譜資源，依據(jù)《全國地面數(shù)字電視廣播頻率規(guī)劃》又制定了《全國地面數(shù)字電視遷移頻率指配方案》，并啟動(dòng)了700兆赫頻率遷移工程。這也是當(dāng)前全球規(guī)模最大、涉及臺(tái)站數(shù)量最多的地面數(shù)字電視700MHz頻率遷移工程，全國6900座無線電發(fā)射臺(tái)站參與了頻率遷移。在短短兩年時(shí)間，廣電上萬名技術(shù)人員全力以赴加快遷移，目前，該工程已順利進(jìn)入收尾驗(yàn)收階段，實(shí)現(xiàn)了無線模擬電視向地面數(shù)字電視、原覆蓋網(wǎng)頻率向新覆蓋網(wǎng)頻率的平穩(wěn)過渡。

我國第一代地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)為DTMB，是在2006年8月18日發(fā)布的，2007年8月1日正式成為我國強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，2011年12月6日又進(jìn)入了ITU標(biāo)準(zhǔn)——國際第一代地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)（ITU-R BT.1306-7建議書）。作為國際第一代地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)集合，共有四個(gè)主要的標(biāo)準(zhǔn)，包括美國的ATSC、歐洲的DVB-T、日本的ISDB-T、中國的DTMB，由于后發(fā)優(yōu)勢中國的DTMB在第一代地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)中是處于領(lǐng)先地位的。

第二代標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)方面，2009年DTMB演進(jìn)為DTMB-A，新的靈活幀結(jié)構(gòu)可支持多種業(yè)務(wù)，同時(shí)大幅降低了接收機(jī)的能耗，支持256APSK等高階調(diào)制，頻譜利用率也有提升，在8M帶寬的傳輸速率范圍為5.00-49.31Mbps。歐洲的DVB-T演進(jìn)版本DVB-T2優(yōu)于第一代4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，總體性能上DTMB-A可達(dá)到或超越DVB-T2；美國則演進(jìn)為ATSC3.0，基本特點(diǎn)為基于全I(xiàn)P的解決方案，支持廣播與寬帶業(yè)務(wù)的混合傳輸。

直播衛(wèi)星技術(shù)體系的新演進(jìn)

直播衛(wèi)星則是有效解決了有線電視未通達(dá)地區(qū)的收看廣播電視難的問題，為提高我國農(nóng)村廣播電視覆蓋質(zhì)量和水平做出了很大的貢獻(xiàn)，也為中央和省級(jí)主流媒體占領(lǐng)農(nóng)村宣傳思想陣地發(fā)揮了不可替代的作用，共為1.4億以上的用戶提供了廣播電視直播到戶的服務(wù)。

目前我國的廣播電視專用直播衛(wèi)星共2顆，二者使用的是Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器。其中，中星9定點(diǎn)為東經(jīng)92.2度，于2008年6月發(fā)射預(yù)計(jì)壽命17年，2025年到達(dá)未期，接替星為中星9C衛(wèi)星；中星9B定點(diǎn)為東經(jīng)101.4度，2021年9月發(fā)射，預(yù)計(jì)壽命15年，2036年到達(dá)壽命末期。直播衛(wèi)星不僅能提供廣播電視直播到戶，同時(shí)也作為傳輸衛(wèi)星的應(yīng)急備份信號(hào)源。

我國自主創(chuàng)新的標(biāo)準(zhǔn)ABS-S，是我國完全自主的衛(wèi)星信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，性能上與國外的DVB-S2是相當(dāng)?shù)模糠种笜?biāo)可更優(yōu)，復(fù)雜度更低適合我國更好開展產(chǎn)業(yè)化需要。其采用先進(jìn)的信道編碼方案、合理高效的傳輸幀結(jié)構(gòu)等技術(shù)，具有更低的載噪比門限要求和更強(qiáng)的節(jié)目傳輸能力。同時(shí)在適應(yīng)性上，ABS-S標(biāo)準(zhǔn)提供了14種不同的編碼調(diào)制方案，結(jié)合多種滾降系數(shù)選擇可最好地適應(yīng)不同的業(yè)務(wù)和應(yīng)用需求，充分發(fā)揮系統(tǒng)效率。

在安全性上，ABS-S采用專用技術(shù)體制，不兼容目前國內(nèi)外任何一種衛(wèi)星信號(hào)傳輸技術(shù)體制，因此機(jī)頂盒無法接收其他制式的廣播電視節(jié)目，可有效防止信號(hào)攻擊以及可對(duì)關(guān)鍵器件、設(shè)備進(jìn)行有效控制等安全措施與手段，以達(dá)到衛(wèi)星安全的目的。

國際5G廣播探索情況

對(duì)于5G廣播方面，廣播電視規(guī)劃院作為5G-MAG (Media Action Group) 的最早創(chuàng)始成員之一，與各成員單位也一直有著密切的合作。奧地利的廣播機(jī)構(gòu)等進(jìn)行了維也納試驗(yàn)（2020~2023），通過中功率發(fā)射機(jī)、核心網(wǎng)設(shè)備搭建了基于R-16的5G廣播網(wǎng)絡(luò)，第一階段進(jìn)行了5G廣播與DVB-T2、DAB+性能對(duì)比，也對(duì)音視頻直播、應(yīng)急廣播等潛在應(yīng)用場景進(jìn)行了評(píng)估，第二階段將探索5G廣播與5G通信協(xié)同應(yīng)用案例。

EBU（歐廣聯(lián)）已進(jìn)行了接近實(shí)戰(zhàn)的5G廣播新探索，在意大利的都靈進(jìn)行了現(xiàn)場生成音視頻信號(hào)傳輸?shù)搅巳諆?nèi)瓦的回傳總部，而后經(jīng)過編碼、打包通過CDN分發(fā)給了奧地利維也納、德國斯圖加特、法國巴黎等地的廣播運(yùn)營商，并通過R-16的5G廣播網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了無線電面廣播的信號(hào)覆蓋。

未來廣電多網(wǎng)協(xié)作如何實(shí)現(xiàn)？

關(guān)于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間能否實(shí)現(xiàn)協(xié)同傳輸以及如何協(xié)作的話題，高揚(yáng)首先提到了業(yè)務(wù)層方面的思考。由于5G與生俱來的大帶寬和低延時(shí)特性與音視頻內(nèi)容分發(fā)的需求天然契合的，廣播電視網(wǎng)絡(luò)可在網(wǎng)絡(luò)擁塞下保證服務(wù)質(zhì)量，依舊將是為電視大屏用戶提供極致視聽體驗(yàn)的重要手段。因此，業(yè)務(wù)層協(xié)同將通過打通渠道和內(nèi)容、大屏和小屏、專網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)支持多終端屏幕直播、點(diǎn)播等形式的節(jié)目內(nèi)容共享、無縫切換、功能互補(bǔ)等。

用戶通過廣播網(wǎng)觀看節(jié)目的過程中，可接入5G網(wǎng)絡(luò)的小屏終端可作為第二屏幕，提供包括但不限于多視角多音軌、伴隨信息等在內(nèi)的全媒體內(nèi)容；用戶觀看節(jié)目尚未完成時(shí)，切換網(wǎng)絡(luò)環(huán)境時(shí)，可實(shí)現(xiàn)跨屏斷點(diǎn)續(xù)看，體驗(yàn)到自然過渡和網(wǎng)絡(luò)無感。小屏端可通過短視頻輪播等方式向用戶推薦廣播網(wǎng)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)向大屏端的引流。

關(guān)鍵技術(shù)則先要實(shí)現(xiàn)突破同源內(nèi)容智能關(guān)聯(lián)，基于機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同模態(tài)的媒體內(nèi)容的智能感知，能做到標(biāo)識(shí)全媒體內(nèi)容的標(biāo)簽、實(shí)體、場景、時(shí)間等信息。并且可以基于節(jié)目內(nèi)容、元數(shù)據(jù)及關(guān)聯(lián)信息基于知識(shí)圖譜、多模態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)，構(gòu)建同源內(nèi)容多模態(tài)協(xié)同傳播的“全媒體節(jié)目單”。

關(guān)鍵技術(shù)還要解決關(guān)聯(lián)內(nèi)容封裝切片問題，基于直播視頻內(nèi)容的全媒體關(guān)聯(lián)內(nèi)容封裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)媒體數(shù)據(jù)單元靈活關(guān)聯(lián)組合。基于面向異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的封裝切片技術(shù)，在向用戶推送的過程中實(shí)現(xiàn)傳播渠道與媒體版本、媒體格式的匹配，實(shí)現(xiàn)全媒體內(nèi)容的混合傳輸和多終端關(guān)聯(lián)內(nèi)容同步呈現(xiàn)。

關(guān)鍵技術(shù)也要實(shí)現(xiàn)終端間數(shù)據(jù)互通，業(yè)務(wù)模式中的斷點(diǎn)續(xù)看和自動(dòng)呈現(xiàn)等功能，需要廣播電視機(jī)頂盒在工作狀態(tài)時(shí)與移動(dòng)終端有信令和數(shù)據(jù)的交互，可通過藍(lán)牙、WIFI或星閃等窄帶物聯(lián)協(xié)議實(shí)現(xiàn)終端本地交互。當(dāng)機(jī)頂盒具備廣域物聯(lián)接入等上行功能時(shí)，可考慮在云端協(xié)同。

其次，在網(wǎng)絡(luò)層方面，最簡單的方式是直接通過5G核心網(wǎng)訪問互聯(lián)網(wǎng)上的內(nèi)容資源，但其鏈路質(zhì)量(包括帶寬、時(shí)延和抖動(dòng))是無法保證的。目前多采用CDN使用戶就近獲取所需內(nèi)容，降低網(wǎng)絡(luò)擁塞，提升用戶體驗(yàn)。但目前CDN在網(wǎng)絡(luò)中的部署位置仍然靠上，因此需要邊緣計(jì)算MEC以推動(dòng)CDN架構(gòu)向網(wǎng)絡(luò)邊緣演進(jìn)。

在網(wǎng)絡(luò)邊緣提供有力的存儲(chǔ)和算力資源，使高帶寬內(nèi)容更加貼近用戶有效降低網(wǎng)絡(luò)回傳成本，從而大幅降低時(shí)延，進(jìn)一步提升用戶體驗(yàn)。但從MEC到數(shù)據(jù)中心還有一段高質(zhì)量的回傳鏈路依然占用承載資源，這部分可以利用高效廣播分發(fā)鏈路，通過引入廣播方式可大大降低內(nèi)容提供商CDN租用成本。

關(guān)鍵技術(shù)則要選擇好音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，廣播多使用MPEG2和AVS+視頻編碼和MPEG 1層II音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，而移動(dòng)端多使用AVC/HEVC視頻編碼和AAC音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。在面向移動(dòng)終端提供服務(wù)時(shí)，需考慮編碼標(biāo)準(zhǔn)的選擇。評(píng)估手機(jī)終端的解碼能力考慮廣播電視和互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)打通，評(píng)估保持廣播鏈路編碼方式不變情況下MEC平臺(tái)部署轉(zhuǎn)碼應(yīng)用的算力需求。

還要注意流媒體協(xié)議的選擇，通過使用流媒體技術(shù)，用戶無需將文件下載到本地即可播放，MEC平臺(tái)還需負(fù)責(zé)流媒體的切片分發(fā)。目前主流流媒體協(xié)議包括HLS、MPEG-DASH和最新的CMAF，網(wǎng)絡(luò)視聽平臺(tái)也有自研流媒體協(xié)議的情況。未來需要從終端支持度、MEC算力消耗和直播延遲等關(guān)鍵指標(biāo)角度開展不同流媒體協(xié)議的評(píng)估。

最后也要考量到廣播鏈路MEC節(jié)點(diǎn)的部署問題，目前MEC還在發(fā)展初期，主要以運(yùn)營商自建方式為主，MEC節(jié)點(diǎn)的部署與業(yè)務(wù)需求強(qiáng)相關(guān)，多采取循序推進(jìn)的方式。因此需要開展用戶流量模型分析，選取關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)建設(shè)“廣播鏈路MEC節(jié)點(diǎn)”，并與“通用CDN節(jié)點(diǎn)”協(xié)同開展直播業(yè)務(wù)試驗(yàn)，并能提出高效的內(nèi)容全局調(diào)度技術(shù)。