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  • ATSC3.0介绍及相关资料

    2019-08-13 10:15:21
    有中文有英文,很基础。A322-2018-Physical-Layer-Protocol;A327-2018-Physical-Layer-RP;ATSC3.0标准物理层介绍;ATSC 30物理层技术介绍与讨论
  • ATSC3.0链路层协议

    2016-08-24 11:13:32
    ATSC3.0标准之链路层协议
  • ATSC 3.0 物理层协议

    2016-08-24 11:12:21
    ATSC 3.0标准之物理层协议
  • ATSC 3.0标准制定按原计划顺利进行,已开始其“启动的倒计时”,可望于2016年秋在美国启动下一代地面数字电视广播。届时,地面广播业者不仅可用发送系统增强其传统的广播功能,可在家内实现4K-UHDTV节目源固定接收的...
    ATSC 3.0标准制定按原计划顺利进行,已开始其“启动的倒计时”,可望于2016年秋在美国启动下一代地面数字电视广播。届时,地面广播业者不仅可用发送系统增强其传统的广播功能,可在家内实现4K-UHDTV节目源固定接收的崭新免费服务,还将升级为无线互联网网站,以保证手持设备移动接收的崭新免费服务。今天推出的文章较详细地介绍了美国地面数字电视广播从ATSC 1.0向ATSC 3.0标准的过渡。
    

    美国地面数字电视广播
    从ATSC 1.0向ATSC 3.0标准的过渡
    徐孟侠


    1  ATSC 3.0标准制定的进展顺利

    2016年4月初,高级电视系统委员会(AdvanceTelevision Systems Committee,ATSC)发布ATSC 3.0第1个标准和11个草案标准;5月初,又发布音频的草案标准(见表1)。与此同时,2016年3月的IEEE BT(广播技术)分刊则刊登了ATSC 3.0专辑,总共23篇论文。

    表1  ATSC 3.0标准和草案标准概况
     

    5月25日,ATSC副主席(负责标准制定)JerryWhitaker发表专论称:ATSC 3.0系列标准(20个)的主干已完成,约半数专家组暂停活动。预计2016年7至8月,成为标准的总数可达10个,而2016年底前,ATSC 3.0可完成全部标准制定。ATSC 3.0标准和草案概况如表1所示。

    2  ATSC近期的活动

    1) 2016年2月初,ATSC理事会主席RichardFriedel(FOX网络副总裁)说:在ATSC 1.0向ATSC 3.0过渡初期,可推广“接收小棒 (sticks)”。

    [注1] ATSC理事会(Board of Directors)理事由成员单位民主选举产生,任期2或3年(每年更换部分理事),理事会主席也由成员单位从理事中民主选举产生,任期1年,每年初更换。

    [注2]FOX公司隶属媒体大亨默多克的新闻集团,在美国5大地面电视广播集团中居第4位。


    由于笔记本PC、平板PC和手机等配上接收小棒和天线后,即可接收ATSC 3.0空中信号。而接收小棒则只需解决该标准的“自引导程序”和传输部分的物理层处理,其余的处理则全部由接收端的设备自行解决(增添新应用软件)。

    3月初,R. Friedel在备忘录中介绍ATSC3.0在NAB展览会的演示,将有ATSC 3.0空中广播信号演示其发送和接收的实况广播,并强调接收端设备将采用芯片样片。他认为ATSC 3.0正在迈向下一代地面数字电视广播的现实,不仅是标准的文件制定,还是其工程和市场实施。

    5月31日报道:在11日会议上,某公司现场演示手机插上“接收小棒”后,收看Sinclair广播集团的空中ATSC 3.0信号(在华盛顿和Baltimore两地组成单频网)。

    2) 2016年3月23—25日,ATSC在Maryland州Baltimore市(华盛顿东北毗邻)近郊区HuntValley,举行“第2届对接节日(Plug-Fest)”,由Sinclair广播集团(SGB)和OneMedia(SGB为主)承办。而其第1届则于2015年10月下旬在上海举行,由中国上海数字电视国家研究中心(NERC-DTV)承办。

    参加ATSC 3.0调制器和解调器互联互通第2届测试的单位共8个,即Avateq(加)、DekTec (荷)、Enensys(法)、ETRI(韩)、LG电子(韩,其美国分公司为Zenith)、NERC(中)、Pro -Television(丹)和TeamCast(法)。

    据测试协调人Lahlan Michael(S32-2主席,Sony美国分公司)介绍,3天内共完成212项测试,除在个别实施中发现一些次要问题,大多数问题已获得解决。

    这次测试的另一项重要新内容,是把SBG在Baltimore和华盛顿两地组建的ATSC 3.0单频网(SFN)空中信号(2个发射塔间的距离150 km,调制器由One-Media提供),也通过天线和电缆引入测试实验室,进行互联互通测试,并获得令人满意的结果。

    3) 2016年4月16-21日,在“拉斯维加斯会议中心(LVCC)”举行美国广播业者协会(NAB)年会和展览会期间,除年会报告和讨论外,ATSC还安排“ATSC 3.0专门展区”(除实况广播外,还展出各类发送端设备)及“ATSC 3.0消费者体验”展区,着重展示接收端的各类设备,除4K-UHDTV大屏幕显示可从空中收看2套ATSC 3.0节目源外,特别演示各种个性化交互式功能,如可由用户自选的分类广告和各种互联网功能。

    而空中广播的2个频道ATSC 3.0信号分别由FutureCast联盟(由LG电子、其美国分公司Zenith和GateAir组成)和SGB提供。两者临时动用会场南侧约15 km处的“黑山发射塔”,共发送2套ATSC 3.0空中广播信号,并在展览会场的大屏幕上实况接收演示4K-UHDTV,包括高动态范围(HDR)的特殊演示。

    4) 2016年5月10-11日,ATSC在华盛顿举行为期2天的第2届ATSC 3.0“训练营(Boot-Camp)”活动和“广播电视会议”。而2015年5月下旬在同一地点举行上一届相同活动。其中,10日的“训练营”活动是讲解标准中的关键技术,而11日则是广播业者负责人共同探讨如何启动ATSC 1.0到ATSC 3.0的过渡,其主题就是“启动的倒计时”(从5月11日起开始倒计时)。

    5月31日,ATSC网站发布FCC委员Mike O’Rielly在11日“广播电视会议”上的主旨发言全文(详见后文第4节)。笔者关注的“训练营”大批报告和“启动的倒计时”是否有确切目标日期和日程表,都没有信息发布。

    3  NAB主席4月的谈话

    美国广播业者协会(NAB)主席Gordon Smith(兼总裁,曾担任2届Oregon州参议员)在接受采访时谈及:

    1) 2016年4月13日,NAB联合美国公众电视广播系统协会(APTS)、消费技术协会(CTA,原消费电子协会CEA)和高级告警和响应网络联盟(AWRN)等,共同签署向联邦通信委员会(FCC)递交的“请求书”,希望FCC批准广播业者自愿实施下一代电视广播标准ATSC 3.0,并优先批准其“自引导程序”和“物理层传输系统”两大部分标准。

    [注3]ATSC 3.0不作为强制性(mandatory)标准,也不设置强制性的过渡日程表。优先推广“接收小棒”,以尽快启动和满足移动接收之需求(前文中第2节)。

    2) 美国广播业者的地面电视台采纳ATSC3.0标准、技术上升级为互联网网站后,可实现:

    (1) 在以移动接收设备为主、基于IP的无线互联网网站所提供的服务中,可充分发挥广播业者在拥有视频节目源方面的优势。

    [注4]笔者参加2003年4月NAB年会时,有幸与美国居首位的哥伦比亚广播公司(CBS)原副总裁Joseph Flaherty交谈。他在回答笔者提问时说:位于好莱坞的哥伦比亚电影公司是CBS的下属机构。从“经济收益”来说,其制作的电影片(得奥斯卡奖最多)仅占约10%,而其余约90%节目源则是电视节目。

    (2)美国电视台将仍然保持其70年来的传统优势:一是免费收看(主要靠广告费收入维持运行);二是充分服务于各地的多个社区(电视的本地性)。

    G. Smith说:“……没有人愿意做本地内容的实况广播和有生命力的本地化”。“没有其他媒体工业界如此贡献于本地的各个社区,不是Google、不是Apple、不是Pandora、也不是有线电视或卫星直播电视。”“对所有提供的服务,从来就没有向各个社区发出过1张交费账单。”

    [注5]以CBS为例,J. Flaherty明确对笔者说:当然要把广告费“向下拆分”给各地的分支机构或代理机构,成为他们的主要收入来源,目前他们每天只有少量本地节目和自己的广告费收入。英国广播公司 (BBC) 和日本广播协会 (NHK) 则分别可从英国或日本的议会获得国家财政补贴(高达其决算近40 %)。美国的例外是PBS(公众广播系统,位居五大广播集团的末位)是非盈利广播集团,其节目中没有商业性广告(有公益性广告)。其年度财政近40 %由某著名大学董事会补贴,其余大部来自各基金会和个人捐助。

    [注6]社区在美国农村地区为小乡镇,属于基本行政单位(有镇议长、镇长和警长),有镇议会会所(公共活动场所)、医疗所、小学(幼儿园)、百货店、教堂和加油站(含汽车修理、小餐厅或酒吧及“汽车旅馆”),它相当于中国农村的自然村。

    而FCC电视频谱的频率规划是按照地理域的“经济划分地区(Partial Economic Area, PEA)”进行的。美国全国共有416个PEA。与墨西哥毗邻地区共有6个PEA(西班牙语的需求突出);而夏威夷(日语和华语的需求突出)和阿拉斯加地区虽然都是州级地区,可能分别只属于1个PEA。而美国PEA的地理域大致与中国的地市级地区(共335个)相当;每个PEA下面会有多个社区。电视发射台和发射站则依地形而相应的有中小功率转发器和小功率“空隙填充器”。

    4  FCC主席TomWheeler的谈话要点及700 MHz频段拍卖等活动

    1) 2016年4月13日,FCC(联邦通信委员会)主席TomWheeler在参观NAB展览会预展时的谈话中,高度赞扬大批工程师们为制定ATSC 3.0新标准所做出的贡献,他承诺尽快处置NAB等的“请求书”。

    4月26日,FCC媒体局发布公开通告,征求对该“请求书”的评论意见。后者需依据5月26日发布的文档第16-142号,并在6月27日前提交。预计FCC将在7月(下述拍卖活动结束后)对该“请求书”做出决定。

    2) 2016年6月初,FCC主持700 MHz电视频谱的新一轮拍卖和其余电视频谱的“有奖励的反向拍卖”,还要启动为期36个月的地面电视频谱之“重新包装计划”。

    [注7]美国FCC主持的上一轮大规模电视频谱拍卖是在2007年6月底完成的,供拍卖的700 MHz频段总共有108 MHz(18个6 MHz频道,频道总数约占54个中的1/3);共卖出约60%(每个PEA平均10个频道)。2007年7月,FCC通报,由拍卖已使国库有92.4亿美元的收入(已扣除拍卖费用)。2009年上半年,FCC实施“代金卷项目”(国会批准和总统签字后生效),家庭用户可通过电子邮件申请,次日即可收到快件,附有2张代金卷,每张40美元,用户只要支付税款等少量费用,即可获得2台基本型机顶盒。2009年7月,FCC通报,代金卷项目共支出近22.4亿美元(预算24亿美元未用完)。而国会最近又批准17.5亿美元预算,用于地面电视频谱的“重新包装计划”,国库还有52.5亿美元的余额收入。因此可望其国会近期还可批准新一轮“代金卷项目”(如24亿美元预算),支持ATSC 1.0到ATSC 3.0的过渡,而老一轮频谱拍卖后的国库纯收入还剩余28.5亿美元(约190亿人民币)。由此可见,美国FCC把地面电视频谱“盘活”,充分发挥“数字红利”的作用,并赢得老百姓、国会两党、政府、广播业者和设备制造界等多方面的支持和满意。

    (1)FCC的新一轮频谱拍卖计划:2016年6月进行,共拍卖700 MHz频段的126 MHz电视频谱(图1);其中有10个“成对的频道块”,每个2×5 MHz(图1的AA,BB等,两者不是相邻的),合计100 MHz(占126 MHz的79%)。而新一轮拍卖是否会使美国国库又一次获得90亿美元的收入呢?

     
    图1  FCC第2届拍卖的700MHz频段之频谱

    图1中,左侧第21~29频道不属于拍卖内容;#的带宽待查;拍卖内容从“低端”的A开始,其中第37频道和左右两侧各3 MHz,以及I,J后面的11 MHz频道;还有“高端”A~J,合计123 MHz;另有3 MHz不明、待查。

    [注8]1)2007年6月,FCC上一轮拍卖的买主(以Verizon,AT&T和T-Mobile等电信界为代表)的频道许可证已到期,才可能把频谱重新组合(如图1)后进行拍卖。2)2016年6月,新一轮拍卖中不纳入拍卖的仅有图1中的第1~29频道,合计29个频道。而总频道数约54个扣去29个,还有约25个频道。而新一轮拍卖的126 MHz相当21个6 MHz频道。因此,每个PEA(特别是人口密集的大城市)预留约4个6 MHz 频道,可为36个月内“重新包装”进行频道调整使用(需调整2~4次)。3)把6 MHz频道带宽改为5 MHz带宽,可能是电信界提出的需求。而FCC是对“成对的频道块(2×5 MHz)”(图1中共10对)进行拍卖。4)可充分发挥ATSC3.0“频道跨接”新技术之优点,如图1中AA,BB,…,JJ等10个“成对的频道块”不是相邻的,可把2套ATSC 3.0节目源均匀分散在2个频道内传输。如果接收环境对其中1个频道不利(如门限值上升),现在其恶化后果均匀分散到2套节目源。因而,对于每套节目而言,可实现2个频道的信噪比平均,可减轻其恶化2.25 dB。这项技术的不利因素是,接收端设备需同时使用2只5 MHz频道带宽的解调器,但增加的成本有限。5)“频道跨接”这项新技术原则上也适用于每个广播业者,因为他们一般都同时拥有2个频道的许可证(如2×6 MHz)。特别是对于开展移动接收和深入室内固定接收等手持设备等各类崭新服务,可提供全新的机遇(包括未来的8K-UHDTV地面广播)。

    (2)“有奖励的反向拍卖”和“频谱重新包装计划”是:原第一轮拍卖后,没有卖出的频道占40%(仍在第二轮拍卖126 MHz内),平均每个PEA有8个频道(许可证总数3 000个),它们都需在“重新包装”时腾空(每个PEA经过2~4次的频道调整),而挪动到第1~29频道内空白处(700 MHz频段低端、或UHF低端、甚至VHF频段)。

    FCC奖励的政策大致是:挪动得越向低端(频道号码数字下降),可获得的补贴也越多,如从VHF高端向低端挪动,可获得75%的补贴上限。全部补贴则由国库17.5亿美元预算支付。而第一轮的“反向拍卖”已于6月3日完成(详情有待发布)。

    3) ATSC快讯在6月1日报道,FCC委员Mike O’Rielly于5月11日在ATSC会议的主旨发言题目是“委员O’Rielly提倡灵活的FCC处置,来支持有奖励的驱动方案,以促进创新。”其主体内容如下:

    (1)各种激动人心的可能性:从NAB展览会了解ATSC 3.0如何工作和目前状态,特别是它“向消费者和工业界提供各种激动人心的可能性”。

    (2)观众拥有各种新可选项:“对于美国观众(甚至FCC委员)而言……技术是难以弄懂的;但多种可选项的优点(如清晰度提高、音频质量提高、应急告警系统、各种交互式功能等)是可以弄清的,并应该受到欢迎。”通过集成电路的摩尔定律说明电视技术的飞跃发展,2009年用ATSC 1.0替代已有70年历史的NTSC,而在7年后的ATSC 3.0与ATSC 1.0相比,又有一次技术的飞跃。今后还会有ATSC 4.0……

    (3)联邦通信委员会(FCC)的作用:“目前是一个重要时刻,需要把一些原则和目标结合起来,以便指导如何处置4月的‘请求书’和FCC今后的活动。此处先给出初步的设想。”“必须考虑如何最佳实现技术的发展和创新,以实现技术的新陈代谢。”“FCC应该摆脱任何过度的循规蹈矩、支持某种灵活的处理方法,以增强ATSC和整个广播工业界进行实验,并寻找可工作的、自愿的、有效益驱动的各种实施方案,以促进创新和解决所出现的各种困难技术问题。在技术上作强制性规定不是必需的。”

    (4)实现未来的创新:ATSC 3.0必须具有这方面的功能。而FCC则需要修订所有阻碍实现这方面的任何过时的规章制度。

    (5)尽量缩小过渡时的混乱现象:“这对于消费者和广播业者都是非常重要的。”在ATSC 1.0和ATSC 3.0两种信号并存期间,各电视台的工程师们有大量工作要做。

    (6)有关专利的政策问题:“参与ATSC 3.0系列标准制定的一大批优秀人员们的辛勤努力,才获得这次最伟大的技术进步。”“很多公司为此付出巨大的资金投入。”“但是不得不想到,在ATSC 3.0推进过程中,必须防止对某些次要部分的专利或许可证持有者不得不做出让步。”

    (7)协调的时间表:“有人建议FCC延迟频谱有奖励的反向拍卖和频谱重新包装计划……但FCC主席和频谱拍卖小组最近已明确表示不会推迟。”“反向拍卖刚刚开始,而频谱重新包装计划还有大量工作有待落实。”

    [注9] 1)FCC在2007年老一轮700 MHz拍卖获得成功经验后,全力推进新一轮拍卖(2016年6月起),充分利用数字红利,可使国库再一次有新收入,用以弥补美国财政赤字。2)鼓励广播业者与电信界在无线互联网领域竞争。3)更有利于ATSC 1.0到ATSC 3.0的过渡。4)而消费者则是最大的和最终的受益者。

    (8)在ATSC最终确定和采纳ATSC 3.0为标准之前,还有很多事情要做。在未来几个月中,大家都需要有更好的设想,究竟会发生些什么,以及究竟哪些考虑是广播业者和FCC可能应该想到的。全力以赴工作,并负责任采纳今后任何可能出现的关注意见或新想法。

    5  对ATSC3.0标准在美国“启动的倒计时”之讨论

    5.1  广播业者启动ATSC 1.0到ATSC 3.0过渡时的频道安排

    NAB主席G. Smith说,持有2个频道许可证的各地广播业者可先关闭其中1个频道的ATSC 1.0、转为ATSC 3.0发送(前者的节目源仍可在后者中播出,占用后者信息容量的约20%)。然后将有ATSC 1.0和ATSC 3.0两种空中信号“同播”时期,当用户的90%~95%都可接收ATSC 3.0信号时,再把第2频道也由ATSC 1.0转为ATSC 3.0信号,完成过渡。

    而NAB“请求书”已获得FCC委员M. O’Rielly的充分支持。

    假设每个PEA在第1~29频道的总数29个中有7~10个频道不纳入“重新包装计划”;那么持有这些许可证的当地广播业者可考虑把这个频道的ATSC 1.0关闭,转为ATSC 3.0。而全部416个PEA共将有3 500个电视台站属于这种情况。

    而这些电视台站可划分为两大类:1)各大广播集团在各地的分支和代理机构,由于后者的ATSC 3.0节目源大部分是由总部提供的,各总部都面临一个崭新的问题,即在启动ATSC 3.0初期究竟采用何种“有效益的业务运营模式”,既受广大用户欢迎,又有广告费收入。2)各地的分支和代理机构,则面临增添设备所需的投资如何解决,原有的极少量本地节目源如何实现ATSC 3.0播出(是否开展某些新服务)。3)特别是需通盘计划好另外一个频道何时也关闭ATSC 1.0,转成ATSC 3.0,完成过渡。4)完全自主运营的地面广播业者则面临决策所需解决的问题可能会更多些。但不管怎样,地面广播业者都面临共同问题,即在提供崭新ATSC 3.0服务的同时,如何面对市场而做到“经济上的良性循环”,不断盈利,不断投资,不断壮大运营范围(传统广播领域和崭新的无线互联网领域)。

    5.2  4K-UHDTV节目源制作系统方面

    ATSC 3.0的技术亮点之一是能够提供4K-UHDTV崭新节目源的免费收看服务。而其节目制作系统的巨头日本Sony公司拥有全套成熟技术产品(包括体育比赛的现场节目多视角拍摄和播出工作站等)。该公司显然将在2016年里约热内卢奥运会大显身手。

    此外,Sony美国分公司积极参与ATSC 3.0标准的制定。担任“物理层”S32专家组主席的Luke Fay由于对ATSC 3.0的突出贡献,荣获2015年度ATSC的Lechner创新大奖。而主持2届“对接节日”的协调人Lahlan Michael也是该公司的。

    5.3  ATSC 3.0在美国的实验性广播情况

    4月的NAB展览会上,SGB(辛克莱广播集团)和FutureCast都已演示其各自的ATSC3.0发送之4K-UHDTV实况广播,这可看成是2016年里约热内卢奥运会实况转播的预演。

    而3月下旬,SGB已在巴尔的摩尔和华盛顿两地组建SFN发送ATSC 3.0试验信号,并已通过互联互通测试。而FutureCast联盟从2014年7月起,在大城市Cleveland进行为期9个月的现场测试(与当地某电视台合作)。此外,NAB展览会上已展出大量成熟的发送端设备产品……

    5.4  ATSC 3.0接收端产品概况

    ATSC 3.0接收端各类产品的巨头是韩国的LG电子(其美国分公司Zenith)和Samsung(三星)。除电视机和机顶盒外,还有前文提及的接收小棒。此外,还应该有一批公司产品。

    而5月11日的会议上,ATSC把2016年度的Lechner创新大奖授予Zenith的Madeleine Noland(第一位获得此奖的女性),以表彰她在担任S34(应用和表示层)等专家组主席和副主席多方面工作中对ATSC 3.0的杰出贡献。

    此外,Samsung接收端的各类产品(芯片样片)一直与SGB合作进行多次演示。Zenith负责人说,ATSC 3.0与ATSC 1.0不同的是,后者的产品实现落后于标准的制定,而前者则两者同步进行。

    5.5  探讨ATSC 3.0在美国“倒计时的启动”

    由于未获得5月11日会议的具体内容,以下内容供参考。

    1)“倒计时的启动”应该有一个明确的目标日期和日程表。笔者猜测的可能日期首先是最近的和最有价值的2016年里约热内卢奥运会,启动目标日期可能是8月1日,但其日程表似乎过于紧张。

    其次,利用2016年美国大选的后续2个重要时间节点:11月8日,全国有选举权的老百姓对总统候选人投票,对435位众议员投票,对本州的2位参议员投票;12月7日,“选举人团”依据老百姓投票结果,选举总统和副总统。但前者是关键,因而启动目标日期可能是11月1日。

    2)SGB已可在华盛顿和Baltimore两地发送ATSC 3.0信号,因此,8月的奥运会仍然有可能实现。如果不成,可在奥运会期间,ATSC组织SGB等在国会两院(参议院和众议院)和白宫(总统和政府官员)进行ATSC 3.0的4K-UHDTV固定接收和720p-HDTV版移动接收之实况转播和各种功能的演示,以争取美国立法机构和政府官员的普遍支持。

    3)除了FCC需要尽快处置NAB“请求书”以外,还需等待FCC向美国国会递交新一轮“代金卷项目”。在ATSC 3.0启动初期,消费者即可获得国库财政的补贴。

    4)最不乐观的估计则是整体延迟到2016年圣诞节前或2017年初。

    5.6  韩国从ATSC1.0向ATSC 3.0过渡的进展

    除LG电子/美国分公司Zenith和三星(Samsun)两大公司积极参与ATSC 3.0标准制定以外,其负责DTTB标准制定的ETRI(电子电信研究院)不仅积极参与ATSC 3.0标准制定(是分层复用LDM技术的提出者),还提供ATSC 3.0调制器和解调器,参与2届“对接节日”,获得优秀结果。此外,ETRI还积极参与ATSC组织的各种ATSC 3.0演示活动。

    特别在2015年10月,FutureCast已同韩国广播业者合作,在首尔进行ATSC 3.0空中广播信号的现场测试,着重解决IP数据包的各种链接方式,包括卫星转发。此外,韩国广播公司(KBS)、韩国文化广播公司(MBC)和首尔广播公司(SBS)已同ETRI等组成联盟,共同在韩国于2017年2月启动ATSC 3.0,以迎接2018年2月的平昌冬季奥运会。

    韩国由于国家小,很可能在2018年底基本完成ATSC 1.0到ATSC 3.0的过渡,成为第一个全部实现ATSC 3.0新标准的国家。

    但不管美国和韩国启动ATSC 3.0标准的进展如何,终究将带动欧洲各国(如法国、北欧国家、西班牙)和日本(NHK和Sony、Panasonic)也迅速跟上,于2017年底左右启动各自的ATSC 3.0修订版。

    6  结束语

    下一代地面广播电视标准ATSC 3.0的制定进展顺利,有望在2016年底前完成全部标准。与此同时,美国可望于2016年秋启动ATSC 3.0的崭新服务,韩国已计划于2017年2月启动。

    届时,美国地面电视台将升级为互联网网站,服务于无线的移动接收设备。观众可享受免费的720p-HDTV崭新服务,而传统的屋顶天线家庭接收,又可免费享受4K-UHDTV崭新服务。

    因而,空中的互联网除传统的电信网络外,将新添DTTB互联网网站,两者相辅相成,又相互竞争。但DTTB网站可保留其传统优势:一是免费的服务;二是本地节目内容的实况广播和有生命力的本地化(服务于特定社区)。

    中国早在2006年3月批准AVS视频编码为国家标准,2006年8月又批准地面数字电视广播为国家标准,但地面数字电视在中国发展迟缓。面对ATSC 3.0标准(及其欧、日的修订版)未来2~3年内的“全球浪潮”,中国如何应对,值得关注。

    文献引用格式:徐孟侠. 美国地面数字电视广播从ATSC 1.0向ATSC 3.0标准的过渡[J].电视技术,2016,40(8):87-92. DOI:10.16280/j.videoe.2016.08.017.
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  • ATSC】 为什么选择ATSC 3.0

    千次阅读 2017-01-18 14:28:48
    美国下一代数字电视标准ATSC 3.0制定工作已接近尾声。日前,美国高级电视系统委员会(ATSC)副主席Dave Siegler在ATSC官网撰文介绍了这一下一代广播系统的优越性。 2017年的广播电视还在依靠ATSC 1.0标准。这是一...
    美国下一代数字电视标准ATSC 3.0制定工作已接近尾声。日前,美国高级电视系统委员会(ATSC)副主席Dave Siegler在ATSC官网撰文介绍了这一下一代广播系统的优越性。
    

    2017年的广播电视还在依靠ATSC 1.0标准。这是一个2000年代初期的先进标准,而那时的产业还刚开始向数字电视(DTV)过渡。毫无疑问,数字电视是革命性的,可实现子频道、多路广播、高清视频以及其他可以提升观影体验的功能。然而,正如翻盖式手机、模拟录像机、拨号调制解调器等许多那时的其他技术一样,基于ATSC 1.0标准的数字电视现在看起来已经过时了,其性能已经透支,尤其是在世界其他领域飞速变革的对比之下。

    在智能手机、Wi-Fi、平板以及物联网构成的现代数字时代,基于ATSC 1.0的广播电视已然被抛诸身后。ATSC 1.0无法满足消费者对于更高分辨率、更高画质、更优质音响、更个性化和更具互动性的服务以及更稳定应急能力的渴求,也无法提供媒体公司需要的精确的收视率,或者使用视频压缩领域的最新技术。

    点播的世界

    如今的宽带产业已经转向“任意时间、任意地点”的内容传输模式,消费者会使用手机、平板或电脑轻松获取视频。广播商也需要有所改变,否则就可能面临被淘汰的命运。在过去几年中,数百名工程师投入到新的广播标准研发工作之中,致力于研制出灵活、互通、具备可延展性的稳定的广播服务平台。他们研发出了ATSC 3.0标准体系。这是一次无线广播与宽带的结合,也将会为众多新的机会打开大门。

    由于ATSC 3.0脱胎于当下MPEG-2视频压缩应用并支持H.265(HEVC)Main 10 Profile编码(压缩效率提升最高50%以上),因此可以让广播商在6Mhz RF频段内实现高达25Mbps的数据传输。这对于ATSC 1.0的19.39Mbps而言是一次巨大的飞跃。广播商可以自由地应用4K超高清、HDR、增强型HD、广色域、可伸缩编码甚至3D技术。

    当然,向ATSC 3.0的迁移不仅仅意味着传输更好的图像质量和更多的声道,还关系到定制化服务。新标准的音频功能在定制化中扮演着重要的角色。除了声音本身的方位感、距离感增强外,带有元数据的声道和对象(或称“要素”)的使用也支持解码器渲染,将声音放置在观众音响系统可支持的最精确的位置。这一适应性同时支持固定和移动设备,广播商可将其应用于不同的设备、设置和音响环境。

    与此同时,该标准支持基于对象的音频(object-based audio),广播商可利用这一性能为观众提供选择和控制音频声道的权限。例如,在全美汽车竞赛协会(NASCAR)的比赛中,观众可以选择最喜爱车手的后勤维修音频声道,也可以对其他音频声道进行调节,降低人群和背景噪音。总而言之,观众既可以控制音频内容,也可以控制混响。

    更加个性化

    ATSC 3.0也引入了对于个性化数字内容传输和交互而言至关重要的应用环境。在使用电脑和移动设备时,消费者已经对互动功能习以为常,例如投票、购物等,但对于广播电视这样的单向服务而言是不可能实现的。ATSC 3.0建立在久经考验的互联网技术之上,可以让广播商提供定制的、动态的体验,包括动态广告置入、个性化图形以及第二屏应用同步等功能。这样,观众可以使用他们想要的功能,广告商也可以实现定向广告投放和更精确的收视率监测。

    新标准提升的性能为广播商提供了更有效的工具,可以更好地服务于听力和视力受损的人群。例如,即便在视频传输失败的情况下,ATSC 3.0仍支持稳健的音频和隐藏字幕传输。音频质量的整体提升增强了音频的清晰度,分音轨的音量调节等新功能则可进一步提升对话和旁白的清晰度。除了隐藏字幕和视频描述外,新标准还包含隐藏手语和对话框的设置。

    ATSC 3.0还给广播商带来了在危急时刻成为实用消息源的机会。在电网和蜂窝网络瘫痪的情况下,广播站可以发挥地理定向的一对多应急警报能力,成为本地应急信息的传播源,包括提供多语种紧急通知等。除了播报警示音,提示匍匐前进,或者将听众引导到别处外,广播商还可以通过富媒体显示天气雷达、飓风风场、疏散路线、避难地点以及其他信息。通过这些功能,广播商可以在紧急情况下更好地为公众提供服务。

    混合传输

    由于ATSC 3.0支持广播宽带混合传输,广播商可以开发应用新的内容传输模式。他们既可以通过线性广播,也可以通过流媒体传输实时内容。他们还可以发送非实时内容,进行本地缓存并可在任意时间调用观看。新的标准可将互联网作为反向信道,与用户之间形成一个闭环。在数据传输方面,尤其是移动设备上,广播商始终具备高效传输的优势,并且有能力将一个信号传送给数百万用户。未来,有关数据传输的服务将拥有无限可能。

    上面所说的功能或内容传输模式,没有一个是固定在ATSC 3.0标准内的。该标准被设计为一个可实现这些功能和模式的平台。如何利用这一平台来提升电视观影体验、扩大覆盖面、处理好技术和商业的需求,完全取决于广播商自己。

    为何广播商要作出这样的改变?为何他们需要ATSC 3.0?为何选在现在应用新标准?因为产业已经改变了。无论广播商是否参与其中,产业都将继续前行。由于技术的改变,商业模式、用户行为、娱乐生态也永久地改变了。ATSC 3.0为广播商提供了一条值得考虑的出路,让未来变得更开放和光明。下一代广播系统让他们将传统的广播工作流与数字内容创作相结合,并且能在多个平台上更有效地实现内容变现。ATSC 3.0为广播商提供了保持存在感的机会,让他们可以在未来的媒体与娱乐中成为有意义的参与者。
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  • 高级电视系统委员会是为数字电视制定一系列标准的协会,ATSC数字电视标准包括高清晰数字电视、标准数字电视、数据广播、多声道环绕音频以及卫星数字广播标准。
  • 希望中国的广播公司多多参与最新电视标准...近期,不少韩国的广播公司都宣称他们将在2017年二月开始播出ATSC3.0标准OTA(空中转送)的广播节目,此消息来自于两大广播公司的广播网——SBS和MBC,以及LGElectronics、ETRI...

    1. 希望中国的广播公司多多参与最新电视标准化的研究

    近期,不少韩国的广播公司都宣称他们将在2017年二月开始播出ATSC3.0标准OTA(空中转送)的广播节目,此消息来自于两大广播公司的广播网——SBS和MBC,以及LGElectronics、ETRI(theElectronicsandTelecommunicationsResearchInstitute)和几家设备供应商。他们宣布了在国内进行直播式的、端到端的ATSC3.0电视节目的首次成功,这可能给出了一个最肯定的结论——下一代的广播标准ATSC3.0将在未来的12个月内全部设立完毕。

      

      4K广播实验证实了ATSC3.0将于明年二月在韩国首次拉开全球范围的超高清广播服务的序幕。

      据LG所说,首次进行端到端的4K超高清广播是历史性的一步,因为在这之前的演练(包括几次美国于2014年和2015年进行的“预见未来”系列的测试)都仅仅使用提前录制好的材料直接导入到发射器中。而这次试验性广播立足于将一台摄像机输出的直播流,通过IP实时传输技术,从SBS的网络工作站(Mokdong的两个工作站之一)向广播公司设立的GwanakMountain发射机站进行传送。采用OTA技术,通过53号频道传送的IP数据包在接收端只需要使用一根天线来接收信号,并且通过由LGElectronics研发的、支持4K超高清分辨率、ATSC3.0标准的接收机进行解码即可。在韩国的广播网中,IP数据包的分发采用下一代IP技术——基于DASH(DynamicAdaptiveStreamingoverHTTP,动态自适应流媒体)格式和ROUTE(Real-TimeObjectDeliveryOverUnidirectionalTransport,单向转送实时目标分发)的IP分发协议。

      SBS在广播设备和系统的融合上做了大量的协调工作,包括支持4K的流媒体服务器、基于ROUTE的HEVC(HighEfficiencyVideoCoding)编码器、基于ROUTE的多工器、信令服务器以及ATSC3.0的管理系统,所有这些设备和系统都被用在这次演练中。而MBC文化广播公司参与了广播电视信号的传输接口以及接收端质量的检测试验。本次演练所需的ATSC3.0信令服务器由DigiCap公司提供,HEVC实时编码器由MediaExcel公司提供。

      ATSC3.0作为一个全球性的行业标准,由美国高级制式委员会研发,目前在业界受到热捧,因为它将成为世界上第一个基于IP技术进行传播的广播系统,而且它将宽带信号结合原来的广播节目信号一起进行传输也是前所未有的一次创新。ATSC标准的20项元素中的大部分元素目前都已经进入“候选标准”(CandidateStandard)状态——这是一个标准的标准化进程中众多步骤的最后一步。

      ATSC是北美六个国家使用的广播标准,包括加拿大和墨西哥,而韩国的电子通信研究院(ETRI)被视为开发ATSC3.0标准的领军单位。大量的ATSC3.0标准的测试都在美国进行,包括前面提到的“预见未来”系列测试以及在2014年、2015年和2016年美国CES消费电子展,由美国SinclairBroadcastGroup公司和Techicolor公司共同进行的测试,注意力主要聚焦于ATSC3.0在传输4KHDR节目内容上的能力。一位LG的发言人解释说,“去年的‘预见未来’是为了展示LG在物理层技术上的表现能力而设计的。测试的结果是,最后LG提出的好几项元素都被收纳进了系统物理层的设计中,而且现在它们都已经被纳入‘候选标准’阶段。”

      韩国的Samsung,作为世界上最大的消费电子类产品制造商,也参与了ATSC3.0标准的研发和测试。他们联合了Sinclair和新兴的创业公司ONEMedia在过去一年中进行了不少ATSC3.0在无线传输能力上的测试。

      SBS的技术总监Young-SooPark博士说,“这次试验的成功突出了韩国预计在2017年2月实现使用ATSC3.0技术发送地面UHD电视广告节目服务的潜力。韩国广播公司在ATSC3.0标准的开发中起到了十分重要的作用,这一事实为韩国的一些设备制造商进军美国市场提供了一个绝好的契机。”

      不仅如此,伴随着此次广播试验的成功,SBS和MBC声称他们计划与LG和ETRI合作,希望能将ATSC3.0的一些新能力完全发挥出来,比如首次实现的广播信号和宽带信号的结合。LG高级标准研发实验室的执行副总裁K.Y.Kwak博士说,“我们会继续发展一些技术,加速ATSC3.0的商业化,使它成为下一代地面广播的成功推动者。”  

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    构建实时流应用程序需要很多工作。不仅实时直播的流程很复杂,而且提供帮助“简化”流程的公司数量也会产生相反的效果。

    让我们看一下选择平台构建实时流应用程序时应考虑的一些关键功能。

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    WebRTC React Native 实战

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    HTTP3能给应用带来什么好处?这里有一份最新评测数据

    HTTP / 3的主要优点是提高了性能,特别是在同时获取多个对象时的性能。使用HTTP / 2,TCP连接中的任何中断(数据包丢失)都会阻塞所有流(行头阻塞)。因为HTTP / 3是基于UDP的,所以如果丢弃数据包,只会中断一个流,而不会中断所有流。

    https://blog.cloudflare.com/http-3-vs-http-2/

    这就是端到端加密的应该有的样子

    Jitsi 在其 SFU中 添加了 E2EE。通过一个不错的演示视频进行。

    https://jitsi.org/blog/e2ee/

    利用Docker挂载Nginx-rtmp(服务器直播流分发)+FFmpeg(推流)+Vue.js结合Video.js(播放器流播放)来实现实时网络直播

    众所周知,在视频直播领域,有不同的商家提供各种的商业解决方案,其中比较靠谱的服务商有阿里云直播,腾讯云直播,以及又拍云和网易云的有偿直播服务,服务包括软硬件设备,摄像机,编码器,流媒体服务器等。但是其高昂的费用以及较高的准入门槛让许多个人和小型企业望而却步,本文要讲解的是如何使用nginx-rtmp搭建直播服务器,配合FFmpeg推流,在网页端vue.js作为载体利用video.js作为流播放器,打造一套可用的在线视频直播方案。

    https://juejin.im/post/5e9d154af265da47f318c185

    Revisit CDN(内容分发网络)

    随着在线视频观看量的增加,用户对高质量观看体验的期望也越来越高。特约编辑Adrian Pennington 指出CDN供应商在协助用户绕过网络拥塞上起到了关键作用…

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    本次演讲来自SMPTE 2019,演讲者是Julien Berry和Pierre Vincent。本次演讲的内容是使用前置音响的固体电影屏幕如何工作,目的是解决音响折中问题。

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    大促下的智能运维挑战:阿里如何抗住“双11猫晚”?

    2019 双 11 猫晚在全球近 190 个国家和地区播出,海外重保是首要任务,如何提升海外用户观看猫晚的体验?本文将详解双 11 猫晚国际化的技术挑战和技术策略。

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    图像

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    资源推荐

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    本视频来自SMPTE 2019,是关于加强基础知识的技术会议入门教程。该视频由多个独立的部分组成,每个部分由不同的演讲者介绍。

    https://mp.weixin.qq.com/s/JF7BA7ms_Q213hZVizfSTg

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