4K关键技术及在有线电视前端的播出分析与研究

2018-03-29刘亮谭任宇湖南省有线电视网络集团股份有限公司

传播力研究 2018年29期

刘亮谭任宇湖南省有线电视网络(集团)股份有限公司

随着互联网OTT和IPTV业务的规模不断扩大，为有线电视的经销商带来了非常大的挑战和压力。在这种情况下，各大运营商与视频企业强强联合，开辟了4K技术有线电视播出的相关业务，使有线电视网络广播式、高宽带等优势得以充分的发挥。在4K技术出现之后，为有线电视的播出提供了巨大的发展空间，同时也引领着广大民众进入全方位生活智能新时代。

一、4K关键技术

(一)HEVC编码技术

新时代下，有线电视的数据量非常大，传统的数据源压缩编码形式已不能满足其发展需求。而4K技术中的HEVC编码技术可以完美解决这一问题。HEVC编码技术主要体现在两方面：其一是H.265编码方式。该编码方式主要JCT-VC协作小组以相关协议而制定的新型编码压缩方式。它包含着从320×240的QBGA到7680×4329的UHDTV和1080p。同时还根据动态范围、色域、噪声电平等对图像质量进行改进。H.265编码是以往编码压缩的 2 倍，码率下降了 50%。J：COM及KDDI编码方式。这种编码方式是一种新型的压缩图像技术，它可以在现有的有线电视中传送8K和4K的图像，并以50%比例进行压缩。确保电视网络持续应用，减少相关投入。

(二)4K传输技术

4K传输技术主要是将单路或者是多路的封包流和MPEG-2传输流输入预处理器中，对相关业务进行分割，使之形成逻辑数据流，利用物理层管道输入系统中。在此过程中，利用BCH+LDPC纠错编码，BCH属于循环线性编码，具有强大的纠错功能，同时LDPC属于奇偶低密度校验编码，将两者融合在一起可以达到无误码的理想状态接收。此外，在传输过程中，利用的是高阶调制手段，一个调制符号中可以携带大量的数据比特。其数据传输频谱效率最小在40Mbit，最大在56Mbit，可以在8MHz的宽带环境中实现4K传输模式的有线电视播出。

(三)4K显示技术

现阶段，有线电视显示技术主要有三种，分别为OLED技术、LED技术、LCD技术等，这三种技术普遍存在寿命短、价格高、屏幕尺寸小等缺点。而4K显示技术相比这三种技术要有很大的优势。主要表现在两方面：其一是单一补偿。这种方式主要是通过图像处理器渲染和追踪补偿正在进行播放的影像。将4个像素点插入原来的像素点中，将图形的分辨率提升到4K。其二是联合补偿。这种方式主要是将整个画面划分为200万个区间，同时运算每个相邻的区间中的纵横两方向4个维度色彩，随后插入像素，使像素与现实的画面高度匹配，从而提升图像精度。

二、4K关键技术在有线电视前端的播出形式

(一)单播

单播形式是现阶段有线电视网络中最为常用的一种传输方式。这种传输方式的特点主要是在服务器和客户端之间建立点到点的连接，其中点到点主要是指每一个客户端都需要从服务器上接收远程数据流。当客户端发出相关请求之后，服务器会根据请求内容发送单播流。具体过程为：有线电视用户通过4K传输技术发送一个请求数据包时，在每一个接收端与发送端之间利用传输技术中的频道绑定模块建立一个单独的数据信息通信信道，然后进行数据传输。在单播过程中，发送端发送出的每一个数据包，只能由相应的接收端进行接收。当有大量的数据进行传输时，4K技术中HEVC编码技术会将其进行压缩拆分，从而保证数据传输的通畅性。

(二)广播

广播的特点主要是一对所有。这种通讯模式下，每一个客户端在发送出信号之后，主机都会无条件的复制，并进行转发。接收端在接收到信息之后，不用刻意选择路径。它能够通过交换机或者是路由器将发送端发出的各种数据包发送到分支链路上。同时处于子网络中的全部终端都能够接收到数据包。在利用4K技术对其进行传播时，首先HEVC编码会将其发送端发送出来的数据包编码进行压缩，压缩之后，进行传输。其次，在传输过程中，为了防止广播风暴的产生，利用三层交换机或者是路由器对网络进行隔离，以此来控制广播的传播范围，使其能够在本地子网内顺利有效的传播。

(三)多播

多播形式也被称为组播，其主要特点是由一个或者是多个发送端对数据包进行发送，由多个接收端进行接收。这种传播模式下，接收端可以接受发送端的所有数据，但是与广播不同，多播形式是由交换机或者是路由器向有需求的主机有选择的发送复制数据包。这既能够将复制的数据信息发送给多个加入组的主机，又能够不影响其他主机的通讯。同时终端数据包与有线电视网络好利用4K技术中的地址寻址技术对发送端的数据包进行接收。然后利用4K传输技术进行组播播放。这样可以大大节省发送端的成本，且使网络负载降低。