劉亮 譚任宇 湖南省有線電視網(wǎng)絡(集團)股份有限公司

隨著互聯(lián)網(wǎng)OTT和IPTV業(yè)務的規(guī)模不斷擴大，為有線電視的經(jīng)銷商帶來了非常大的挑戰(zhàn)和壓力。在這種情況下，各大運營商與視頻企業(yè)強強聯(lián)合，開辟了4K技術有線電視播出的相關業(yè)務，使有線電視網(wǎng)絡廣播式、高寬帶等優(yōu)勢得以充分的發(fā)揮。在4K技術出現(xiàn)之后，為有線電視的播出提供了巨大的發(fā)展空間，同時也引領著廣大民眾進入全方位生活智能新時代。

一、4K關鍵技術

(一)HEVC編碼技術

新時代下，有線電視的數(shù)據(jù)量非常大，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)源壓縮編碼形式已不能滿足其發(fā)展需求。而4K技術中的HEVC編碼技術可以完美解決這一問題。HEVC編碼技術主要體現(xiàn)在兩方面：其一是H.265編碼方式。該編碼方式主要JCT-VC協(xié)作小組以相關協(xié)議而制定的新型編碼壓縮方式。它包含著從320×240的QBGA到7680×4329的UHDTV和1080p。同時還根據(jù)動態(tài)范圍、色域、噪聲電平等對圖像質量進行改進。H.265編碼是以往編碼壓縮的 2 倍，碼率下降了 50%。J：COM及KDDI編碼方式。這種編碼方式是一種新型的壓縮圖像技術，它可以在現(xiàn)有的有線電視中傳送8K和4K的圖像，并以50%比例進行壓縮。確保電視網(wǎng)絡持續(xù)應用，減少相關投入。

(二)4K傳輸技術

4K傳輸技術主要是將單路或者是多路的封包流和MPEG-2傳輸流輸入預處理器中，對相關業(yè)務進行分割，使之形成邏輯數(shù)據(jù)流，利用物理層管道輸入系統(tǒng)中。在此過程中，利用BCH+LDPC糾錯編碼，BCH屬于循環(huán)線性編碼，具有強大的糾錯功能，同時LDPC屬于奇偶低密度校驗編碼，將兩者融合在一起可以達到無誤碼的理想狀態(tài)接收。此外，在傳輸過程中，利用的是高階調制手段，一個調制符號中可以攜帶大量的數(shù)據(jù)比特。其數(shù)據(jù)傳輸頻譜效率最小在40Mbit，最大在56Mbit，可以在8MHz的寬帶環(huán)境中實現(xiàn)4K傳輸模式的有線電視播出。

(三)4K顯示技術

現(xiàn)階段，有線電視顯示技術主要有三種，分別為OLED技術、LED技術、LCD技術等，這三種技術普遍存在壽命短、價格高、屏幕尺寸小等缺點。而4K顯示技術相比這三種技術要有很大的優(yōu)勢。主要表現(xiàn)在兩方面：其一是單一補償。這種方式主要是通過圖像處理器渲染和追蹤補償正在進行播放的影像。將4個像素點插入原來的像素點中，將圖形的分辨率提升到4K。其二是聯(lián)合補償。這種方式 主要是將整個畫面劃分為200萬個區(qū)間，同時運算每個相鄰的區(qū)間中的縱橫兩方向4個維度色彩，隨后插入像素，使像素與現(xiàn)實的畫面高度匹配，從而提升圖像精度。

二、4K關鍵技術在有線電視前端的播出形式

(一)單播

單播形式是現(xiàn)階段有線電視網(wǎng)絡中最為常用的一種傳輸方式。這種傳輸方式的特點主要是在服務器和客戶端之間建立點到點的連接，其中點到點主要是指每一個客戶端都需要從服務器上接收遠程數(shù)據(jù)流。當客戶端發(fā)出相關請求之后，服務器會根據(jù)請求內容發(fā)送單播流。具體過程為：有線電視用戶通過4K傳輸技術發(fā)送一個請求數(shù)據(jù)包時，在每一個接收端與發(fā)送端之間利用傳輸技術中的頻道綁定模塊建立一個單獨的數(shù)據(jù)信息通信信道，然后進行數(shù)據(jù)傳輸。在單播過程中，發(fā)送端發(fā)送出的每一個數(shù)據(jù)包，只能由相應的接收端進行接收。當有大量的數(shù)據(jù)進行傳輸時，4K技術中HEVC編碼技術會將其進行壓縮拆分，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐〞承浴?/p>

(二)廣播

廣播的特點主要是一對所有。這種通訊模式下，每一個客戶端在發(fā)送出信號之后，主機都會無條件的復制，并進行轉發(fā)。接收端在接收到信息之后，不用刻意選擇路徑。它能夠通過交換機或者是路由器將發(fā)送端發(fā)出的各種數(shù)據(jù)包發(fā)送到分支鏈路上。同時處于子網(wǎng)絡中的全部終端都能夠接收到數(shù)據(jù)包。在利用4K技術對其進行傳播時，首先HEVC編碼會將其發(fā)送端發(fā)送出來的數(shù)據(jù)包編碼進行壓縮，壓縮之后，進行傳輸。其次，在傳輸過程中，為了防止廣播風暴的產生，利用三層交換機或者是路由器對網(wǎng)絡進行隔離，以此來控制廣播的傳播范圍，使其能夠在本地子網(wǎng)內順利有效的傳播。

(三)多播

多播形式也被稱為組播，其主要特點是由一個或者是多個發(fā)送端對數(shù)據(jù)包進行發(fā)送，由多個接收端進行接收。這種傳播模式下，接收端可以接受發(fā)送端的所有數(shù)據(jù)，但是與廣播不同，多播形式是由交換機或者是路由器向有需求的主機有選擇的發(fā)送復制數(shù)據(jù)包。這既能夠將復制的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給多個加入組的主機，又能夠不影響其他主機的通訊。同時終端數(shù)據(jù)包與有線電視網(wǎng)絡好利用4K技術中的地址尋址技術對發(fā)送端的數(shù)據(jù)包進行接收。然后利用4K傳輸技術進行組播播放。這樣可以大大節(jié)省發(fā)送端的成本，且使網(wǎng)絡負載降低。

三、結論

綜上所述，4K關鍵技術是對原有技術的延伸與創(chuàng)新，在有線電視播出中應用可以提高其各方面的質量。經(jīng)過上文分析可得，將4K關鍵技術應用到有線電視前端播出中，其形式主要有三種，其一是單播形式，其二是廣播形式，其三是組播形式，在應用過程中，可以大大改善原有播出形式的缺陷。