筆者近兩年多來跟蹤發達國家研發及試驗超高畫質電視的動態,從2012年第3期起,陸續發表了8篇拙文。今年7月,又獲悉DVB Projec指導委員會第77次會議決定,在地面無線電視臺網、有線電視網和衛星直播網上發展超高畫質電視。這條報導消除了筆者原先的誤判,因而搜集了有關報導和論述,其中以有關地面無線電視臺網發展超高畫質電視者為重點,歸納整理成文,陳述了對發展地面無線超高畫質電視的三點重大意義,供國內有關部門和人士借鑑參考。
地面無線超高畫質電視的演示和試播實例
EBU和DVB
9月11日,外媒Broadband TV News發表《EBU將演示採用HEVC和DVB-DASH的應索提供超高畫質電視》一文顯示:
(1)EBU為了突出地顯示寬帶分送對廣電機構的越來越高的重要性,將演示新近制定的DVB-DASH規範和業已存在的HEVC標準的組合效果。演示項目之一是證明,如何能夠在一個完全開放式的工作流程中,利用HEVC型編解碼器,把應索提供內容的服務提升到超高畫質電視層級上。HEVC的最大優點是編碼效率高,降低對帶寬的需求,從而降低存儲及流式傳播音像內容的費用,並且使用戶得以用較少的網際網路信息流量享受較高品質的視像。
(2)演示項目之二是,在採用DVB-DASH和HEVC的情況下,在一臺與網際網路連接的電視機上呈現實時傳播的端到端傳播效果。
dvb.org網站在2014年6月17日報導:6月17~20日舉行於新加坡的BroadcastAsia展覽會上,「DVB計劃」演示了經由一個8 MHz射頻信道,按DVB-T2格式播出超高畫質電視節目,使用一臺55英寸超高畫質電視機演示固定接收,並且使用7英寸手持電視機、平板電腦和智能型手機各一個演示移動接收,觀眾反映良好。這條報導中提及,24個國家已經採用DVB-T2格式。
英國
6月間,TVTechnology和Broadband TV News相繼發表有關BBC準備在今年的巴西世界盃足球賽上,試驗超高畫質電視現場轉播三場比賽的報導,其要點是:
(1)BBC開始在它分別設置於倫敦、格拉斯哥和曼徹斯特的地面無線發射臺,閉門試驗2014年世界盃的4K級超高畫質電視現場轉播。這項試驗由BBC研發部與在英國和愛爾蘭共和國境內提供信息傳輸網服務(包括地面無線電視網服務)的Arqiva公司合作從事,採用了HEVC和BBC應用於地面無線高畫質電視的DVB-T2調製格式。同時按照DVB-DASH規範,試驗用流式傳播方式實施現場轉播。在一些研發單位裡設置超高畫質電視機以觀察試驗效果。
(2)這項試驗的目的是判斷,有無可能研發一種傳統型地面無線電視網和寬帶網際網路混合提供超高畫質電視服務的模式,為此須在試驗中測定在地面無線電視網和寬帶網際網路上採用HEVC編碼格式分送超高畫質電視內容的可行性,並測定在IP網絡上按照MPEG-DASH規範傳輸自適應比特率的媒體時能否始終保持服務品質一致。
英國媒體ibeconects.com在6月27日,發布題為《BBC把超高畫質電視廣播延伸到大英國協運動會上》的報導指出:BBC研發部將在舉行于格拉斯哥的2014年大英國協運動會的部分賽場上,實施地面無線超高畫質電視現場轉播,在格拉斯哥科學中心內向公眾演示。同時將演示經由全球資訊網傳播的超高畫質電視現場轉播的效果。
法國
2014年5月24日,BroadbandTV News發表題為《CSA同意在地面無線電視網上實施4K級超高畫質電視首次試播》的報導,其要點是:
(1)法國傳媒監管機構CSA(音像傳媒高級監理會)已經同意法國高清論壇的申請,在巴黎經由地面無線電視網,採用DVB-T2和HEVC格式,實施4K級超高畫質電視的首次試播。
(2)地面無線電視網TNT目前把一部分頻道用於播出MPEG-2和DVB-T格式的標清電視節目,把另一部分頻道用於播出MPEG-4和1080i格式的高畫質電視節目。CSA已經決定,在2015年底停止標清電視播送,並且統一採用MPEG-4格式,以增加高畫質電視頻道數目,到2020年底全面完成向DVB-T2和HEVC的轉換。CSA預期,從2018年起經由地面無線電視網,開辦正規播出的超高畫質電視。
6月2日,Informitv News發表題為「超高畫質電視開始了」的報導,其要點是:從5月25日~6月8日,為法國公開網球賽舉辦了世界首次經由地面無線電視網的超高畫質電視現場轉播。採用HEVC編解碼器和每秒50幀的幀頻,由兩家法國地面無線電視網TDF和TNT中已採用DVB-T2格式的那些發射臺播出,在電視臺和法國網球協會的辦公樓內用4K級超高畫質電視機收看。這一現場轉播也通過直播衛星和全球資訊網同時實施。TDF副臺長認為:「超高的顯像清晰度令人目瞪口呆,能夠在法國首次呈現這項新興的技術,我們感到很興奮」。
德國
8月23日,BroadbandTV News發表了題為《德國地面發射機網Media Broadcast將在柏林開始DVB-T2/HEVC試驗》的報導,其要點是:
(1)Media Broadcast將在2014年秋季到2016年夏季之間,在柏林從事把DVB-T2與HEVC結合的技術試驗,以檢核整個系統並確定合適的參數值。幾家公營和商業性廣電機構將參與這場試驗。
(2)Media Broadcast希望在2016年中開始,在德國大城市裡實現第一批DVB-T2格式的正規播送,然後在2019年中在全德國範圍內完成DVB-T格式向DVB-T2格式的轉換。公營廣電機構希望繼續按免費(不在收視許可證費之外另行收費)方式運營DVB-T2格式的地面無線電視,而商業性電視臺網則打算主要提供加密收費的服務。因此在這次試驗中列入了對一些加密方案的試驗項目。
(3)在巴伐利亞州內,除了按計劃在慕尼黑從事DVB-T2格式試驗,還增加由德國廣播技術研究所(IRT)主持的廣播技術和移動通信技術匯合的試驗,為期兩年,目的是驗證制訂一項LTE 5G標準的可行性。
美國
4月2日,美國一媒體發表題為《FUTURECAST的下一代地面電視廣播系統將播送面向移動接收的ATSC 3.0格式地面無線電視》的文章,其要點是:
(1)在NAB2014上,首次公開演示了通過一個商標名稱為FUTURECAST的通用地面無線電視廣播系統,實現4K級超高畫質電視信號和移動電視信號的地面無線播送。這種系統的設計目標是最佳地組合原先分別面向固定、便攜和移動三種接收器具的地面無線電視廣播功能的下一代地面無線電視廣播系統。
(2)FUTURECAST系統能夠在一個6 MHz射頻信道內播出一套4K級超高畫質電視信號和兩股移動電視信息流,並且實現優良的頻譜利用效率和優化的室內接收效果,從而對美國先進電視制式委員會(ATSC)為下一代地面無線電視制定的ATSC 3.0版標準的核心部位(物理層)提供最佳實施方案。廣電機構由於能夠憑藉這個系統靈活地組合各個參數,從而可以把幾種不同的服務組合於一個射頻信道內,同時適應室內手持器具接收、高速移動接收以及最佳的家庭娛樂接收。
(3)LG公司總裁兼技術總監Skott Ahn說:「FUTURECAST的設計目標是充分滿足廣電機構對ATSC3.0標準中的物理層的要求,並促進迅速向下一代地面無線電視前進;它是使整個系統的互相聯結的各個方面獲得優化並且幫助加速推進ATSC標準的一個完整方案」。GatesAir公司產品總監Rich Redmond說:「FUTURECAST的研發者響應廣電機構在迅速向下一代廣電標準前進方面的緊迫感,儘快完成了FUTURECAST的研發。它將給予廣電機構為支持新穎運營模式、為在21世紀內有效地應對競爭所需要的技術突破,而且在設計中預留了餘地,準備適應拓展功能以支撐超越ATSC3.0標準的未來地面無線電視系統的需求」。
日本
Informitv News在6月2日發表的《超高畫質電視開始了》一文中也提到:
(1)日本「下一代電視廣播促進論壇」( NexTV-F)從當天起,在日本國內每天用6個小時開辦正規播出的4K級超高畫質電視服務,通過地面無線電視網、有線電視網和全球資訊網同時播出。
(2))NexTV-F還將參與日本有關各方為在巴西舉行的2014年世界盃足球賽舉辦的三場比賽的超高畫質電視現場轉播。國際足聯電視轉播部主任Niclas Ericson把這項舉動稱讚為「體育比賽廣播新時代的拂曉」。
Broadband TV News在5月29日報導:設於日本大阪的商業性關西電視臺在上周於大阪舉行的宣傳4K級超高畫質電視活動中,實施了在ISDB-T型地面無線電視發送中播出4K級超高畫質電視節目的試驗,編解碼採用了HEVC格式。
發展地面無線超高畫質電視的重大意義
意義1:摧毀有關傳統型電視必將很快消亡的讕言
詆毀傳統型電視是理應予以淘汰的過時老傳媒的基本「論據」是:固守老掉了牙的舊技術,耗費這麼大量的寶貴頻譜資源,卻僅僅傳播這麼少量的信息,所以必須讓位。
的確,中波、短波語音廣播和米波、分米波地面無線電視的基本工作過程——
(1)將聲音或形象轉化為音頻或視頻電信號;
(2)由它們對射頻載波施加調製;
(3)使射頻載波經由發射天線轉化為無線電波;
(4)由接收天線把無線電波還原為射頻電信號;
(5)由接收機裡的解調器恢復出音頻或視頻電信號;
(6)由揚聲器或顯示器重放出原始的聲音或形象。
依循了義大利人馬可尼在1896年6月2日為其莫爾斯信號傳遞設備申請專利權的說明書中所闡述的系統原理,確實是夠老的了。出生於1920年代的廣播電視在1990年代中期開始模擬-數字轉換時,已經活了70多歲,如今竟然接近100歲!
老而不死的原因很簡單。任何生物在出生以後,只可能按著祖先留下的遺傳因子中的密碼,遵循生老病死的鐵律,絕無可能長生不老,但任何人工製成品卻可以由製造它的人持續地加以改進,適應新的社會需求,從而延續其生命。
在1990年中期,由於美國政府許可把一部分原先應用於太空探索和軍事裝備的老一代數位化信息通信科技解密以後轉為民用,從而引發了信息通信科技持續地獲得創新性突破之前,守在模擬制式框架內的廣播電視技術確實不曾有過技術體制方面的突破,僅在拓展所用頻帶、提高無線電波覆蓋效能、改善音像傳播效能等方面獲得過不少進展,雖然有些進展是劃時代的,例如,彩色電視取代黑白電視。不過,同一時期內的電信科技不是也處於類似狀態中嗎?
通信科技數位化開闢了新天地,同樣,廣播電視科技數位化也開闢了新天地。當然,以上引述的對傳統型地面無線電視的大幅度改善是否能夠完全兌現它們的鼓吹者的期許,有待依據歐美廣電產業的社會實踐加以檢驗。
意義2:抵制移動通信產業覬覦地面無線電視所用頻帶
從1990年代後期開始,由於移動通信產業的發展,一些發達國家的國會和政府強制地面無線電視臺網交出部分所用頻帶,以拍賣方式將它們轉移給移動通信產業使用,而移動通信產業在其上下遊產業的支持下,慾壑難填,要求越來越高,廣電產業被迫起而抗爭。歐美廣電產業還採取努力利用新興技術提高社會服務功能、拓展社會服務空間,以證明保留歷來由國際規章和國內法律劃分給地面無線電視臺網專用或主用的分米波範圍內那些頻帶的必要性和合理性。將在2015年11月2~27日舉行的世界無線通信大會(WRC 2015)上必有一番激烈爭論。
歐美廣電產業把WRC 2015視為生死攸關的重大事件,EBU在今年8月末要求歐盟委員會向WRC 2015表明,必須確保廣電機構使用所需頻帶的權利,強調了地面無線電視網必要的升級所需要的頻帶。由於正值歐盟委員會換屆,有待新任委員們調查研究以後給予答覆。
意義3:為保證國家安全所必需
美國國會《1999年國防授權法案》中要求,美國國防部部長每年5月提交形勢評估報告,並且將刪除了保密部分之後的「公眾版」公開發布,於是美國國防部其後逐年提向國會交「關於中華人民共和國軍事力量的報告」。2004年和2005年那兩份報告中的基本論調是:渲染我國、我軍「把美國、美軍視為假想敵,打算先發制人」,把我軍的積極防禦戰略歪曲成進攻性的,而且著重於發展打信息戰的能力,目標是損壞或摧毀美方的信息系統,削弱美軍的指揮能力和作戰能力。其次,臆測我軍正在發展突然襲擊能力和協同作戰能力,以打贏在現代高科技條件下的局部戰爭,而且推論我軍不僅可能在臺海動武,還可能在南海、衝繩等地區為實現國家目標而使用武力。再次,誇大我軍開展現代化戰爭的各方面戰鬥力,渲染最嚴重的是我國的反衛星武器。說得活龍活現的判斷是:在開始攻擊之前,中國最可能採取的是使用中國本土的、香港的和其他地區的傳播媒體,發動一場密集的宣傳活動,還可能破壞關鍵性的基礎設施,諸如電力網以及軍用的和民用的通信網;更可能採用僅僅使受攻擊的衛星暫時失靈的手段,以避免引發逐步升級的軍事對抗,留出轉圜餘地。
美國國防部這種報告的2006年-2014年各版中,有關信息戰、網絡戰、反衛星武器這些章節是年年老調重彈,花樣持續翻新。筆者以往依據多位軍事專家的評論而認為:美國國防部這些形勢評估報告中強加於我國、我軍頭上的那些「打贏在現代高科技條件下的局部戰爭」的軍事力量,卻是美軍已經或即將掌握的,其本意是借「中國威脅論」誘導公眾輿論,促使美國國會批准逐年遞增的國防預算,其背景是龐大軍工集團及其相關壟斷產業集團謀求的利益,對之保持警惕就是。
看到習近平總書記有關網絡安全和信息化戰爭的兩次講話以後,提高了認識。習總書記擔任中央網絡安全和信息化領導小組組長以後,在2014年2月27日領導小組成立會上講話時指出:「網絡安全和信息化是事關國家安全和國家發展、事關廣大人民群眾工作生活的重大戰略問題,要從國際國內大勢出發,總體布局,統籌各方」;接著在8月末主持中央政治局集體學習時強調:「面對世界新軍事革命的挑戰,應推進軍事創新並適應信息化戰爭」。
信息戰的主戰場可能是在網際網路上展開,而「更可能採用僅僅使受攻擊的衛星暫時失靈的手段」這句話給予的啟發是,信息戰的火苗有可能首先點燃於通信衛星和直播衛星上。對於孤懸於印度洋東部赤道上方的這兩類衛星很難確保它們毫髮無損,紮實的應對措施是建設全自動化、較低功率、多點密布的,米波和分米波地面無線廣電傳播覆蓋網。
總之,採用多種有利於增強地面無線廣電傳播覆蓋網的效能和安全性的技術手段,並確保其所需的無線電頻帶,是為保證我國政治安全、經濟安全、文化安全和信息安全所絕對必需的!
原文刊載於《有線電視技術》2014年10期,原題為《對歐洲廣電機構在地面無線電視臺網上發展超高畫質電視的舉措的評論》