互联网传输巴西世界杯8K超高清电视直播的技术简析

2014-04-24 08:54:45来源:DVBCN数字电视中文网 作者:DVBCN主编 李远东热度:
笔者注:本文题目及文中的“互联网”,指的是Internet或“国际互联网”,而非“互连网”或侠义的互联网。而且,这还不是现有的Internet,而是基于SDN(软件定义网络)互联的下一代Internet。
 
此前,日本NHK已完成以互联网为传输媒介的数次大型国际体育赛事的8K超高清电视直播试验,但都是基于已有的技术。能否采用最新的技术?这就是本文所重点关注的。
 
2014年的巴西世界杯是第20届世界杯足球赛,将于2014年6月12日至7月13日在巴西境内12座城市中的12座球场内举行。
 
届时,NHK、NTT以及下一代网络的部分科研组织(如RNP、Internet2、SINET4)将会联合起来,以互联网为传输媒介,对巴西世界杯进行8K超高清电视直播。所属的相关研究项目为《网络虚拟化技术的研究与发展》。基于笔者的理解,下文简要介绍其中将要用到的关键技术。
 
 
1、技术简析
 
笔者对上图的简要理解(不当之处,请大家指正,欢迎大家参与讨论):
 
1)今年的巴西世界杯期间,8K超高清电视互联网直播的信号,源于巴西的圣保罗、里约热内卢两座城市,最终的接收点在日本的东京(可能还有美国的西雅图)。在传输过程中,上图特意提到将经过美国的迈阿密、纽约、西雅图,并将形成两张传输网络。至于为何特意提到要经过美国的3个地方、为何要形成两张网络,下文的适当地方会提及。
 
2)笔者对8K超高清电视互联网直播的信源端的简要分析:
 
(1)信源编码:对8K摄像机(笔者注:这里的8K,特指的是“8K超高清电视”。严格说来,4K、8K与4K超高清电视、8K超高清电视并不是一回事儿)输出的信号进行H.264编码。至于为何他们将不会采用H.265编码,值得大家深思和讨论。
 
(2)信道编码:
 
①封装:对被压缩的8K超高清电视直播信号进行IP格式封装。笔者心生疑问:按照IPv4协议、还是IPv6协议、还是同时两种协议进行封装?大家也可以详细探讨这个问题。
 
笔者认为,从上图看来,巴西世界杯的8K超高清电视直播将通过SDN网络传输,所以,如果采用IPv6协议进行封装,即使从巴西到日本的互联网中有些或全部都还是IPv4网络,也可以利用开放的SDN北向接口以及创新的流表技术,在SDN转发设备上灵活地生成并加载各种过渡或隧道技术(至于最终采用哪种过渡或隧道技术,可通过前期的试验来确定)。
 
②FEC(前向纠错):为保证8K超高清电视直播信号在互联网上的高可靠传输,将对封装后的信号进行基于LDGM(低密度发生器矩阵)的FEC技术。
 
经过信道编码之后,巴西世界杯的8K超高清电视直播信号的传输码流将达到320Mbps。笔者感概:在“尽力而为”的互联网上进行这么大码率的视频的超长距离的高可靠传输,LDGM-FEC技术、SDN的应用等可谓“功不可没”。
 
(3)传输网络:
 
从上图看来,巴西世界杯的8K超高清电视直播信号将会有两条传输路径,互为动态热备(笔者理解:①所谓“动态”,意即SDN对网络的可编程、自主灵活可控性;②图中说成“虚拟多径传输”可能是借鉴了地面数字电视网络单频组网SFN中利用(无线)多径来提高接收性能的思想,才有如此一说,意在强调这样可以提高8K超高清电视直播信号的IP网络传输性能):
 
①传输路径一:巴西(圣保罗、里约热内卢)→迈阿密→西雅图→东京;
 
②传输路径二:巴西(圣保罗、里约热内卢)→迈阿密→纽约→东京。
 
之所以将要要经过迈阿密、纽约、西雅图,笔者理解是因为此次8K超高清电视直播的传输将基于SDN这种技术体制,要经过迈阿密、纽约、西雅图用于下一代网络研究的SDN试验网络(笔者注:这里的SDN应该可能是广义的SDN,而不是某一种SDN)。
 
笔者感概:从这里再次可以看出,SDN仅是某一个或大或小的局域范围内的。如何把众多的SDN网络进行互联和统一管理是个大问题。大家后续可以再深入跟踪和研究一下巴西世界杯的8K超高清电视互联网直播是如何实现这一点的。
 
(4)接收端:接收端的处理是发射端的反过程,此处不再赘述。只是大家可能注意到了采用的是SDI接口,而非HDMI 2.0接口。
 
2、笔者总结
 
笔者认为:今年的巴西世界杯,如果采用互联网进行8K超高清电视的直播成功的话,将是全球广播电视历史上(OTT TV也具有广播电视的一些核心属性)的又一个新的里程碑!然而,很值得我们注意的是,巴西世界杯的8K超高清电视的互联网直播所采用的技术体制将不再是CDN或CDN+P2P,而是SDN。笔者相信,此次直播将会有较高的可靠性,主要是因为采用了基于SDN的动态(自主灵活可控)路由机制、基于SDN动态路由的虚拟/冗余路由机制、LDGM-FEC技术等。至于为何没有采用SDN+CDN或SDN+(CDN+P2P)机制,可能一是因为这种体制更适于向大众的多个超高清电视终端进行分发(而这里不是),二是由于SDN目前本来就存在较多问题(标准派系多、厂商设备较混乱、互联互通困难、统一管理困难等),加之CDN的一些顽疾(没有国际标准、技术体系混乱、互联互通困难等)而且目前绝大多数在用的CDN都支持不了8K超高清视频的直播,如果目前两相结合,用于巴西世界杯8K超高清电视互联网直播,那可能面临的不是N+N的技术难度,而是将会面临着N×N的技术难度。
 
显然,相关的应用场景可能/可以还有很多,比如:(1)在A地的音乐大厅里举行的新年音乐盛会,以8K超高清直播的方式,传输到其他多个地方的剧院,让人们即使不去现场,也能最大程度地感觉到自己彷佛就是在现场;(2)超高清远程医疗、超高清远程教育、超高清视频会议等。
 
大家由此也可以打开自己巨大的想象空间......让思绪“飞”吧!

责任编辑:饶军

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