2018年11月13日，全球家庭互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)在上海正式召開(kāi)，中國(guó)工程院 院士 丁文華在會(huì)上發(fā)表演講，針對(duì)4K/UHD時(shí)代的家庭網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求提出了自己的看法。
 

視頻已經(jīng)成為流量主體，傳播信息正從信息向內(nèi)容過(guò)渡

丁文華院士表示，視頻消費(fèi)已經(jīng)成為我國(guó)社會(huì)生活的核心需求，截止至2018年6月，我國(guó)網(wǎng)絡(luò)視頻用戶(hù)數(shù)已經(jīng)占全網(wǎng)民人數(shù)76%。

2020年，視頻流量將占全球固定互聯(lián)網(wǎng)寬帶比例將接近四分之三，視頻流量占全球移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)帶寬比例也將達(dá)到三分之二。傳播信息的對(duì)象正在由信息向內(nèi)容過(guò)渡，信息更注重形式簡(jiǎn)單、注重傳達(dá)的單一模式，而內(nèi)容則更追求質(zhì)量，強(qiáng)調(diào)體驗(yàn)。

從內(nèi)容質(zhì)量和用戶(hù)體驗(yàn)來(lái)看，互聯(lián)網(wǎng)的視頻主要以HLS、DASH為主，基于“Best Effort”機(jī)制，質(zhì)量和體驗(yàn)易產(chǎn)生波動(dòng)，內(nèi)容質(zhì)量和體驗(yàn)的提升依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的不斷擴(kuò)展。

而廣播電視基于為用戶(hù)提供穩(wěn)定視聽(tīng)質(zhì)量，從SD->HD->UHD，音頻從Mono->Stereo->Surround->3D Audio，技術(shù)逐級(jí)發(fā)展，更為穩(wěn)定，但傳統(tǒng)廣電感受更為單一，形式上需要突破，從單向廣播向雙向互動(dòng)演進(jìn)，從屏幕觀(guān)看向沉浸式體驗(yàn)演進(jìn)。

 

視頻體驗(yàn)逐步升級(jí)，碼率要求進(jìn)一步提升

同時(shí)4K本身也在進(jìn)一步拓展自身的內(nèi)容質(zhì)量，例如高分辨率，HDR高動(dòng)態(tài)范圍，寬色域，高位深，高幀率等等。同時(shí)4K收視體驗(yàn)進(jìn)一步提升，為用戶(hù)帶來(lái)沉浸式的體驗(yàn)，其中也包括向VR的演進(jìn)。針對(duì)于未來(lái)沉浸式體驗(yàn)的HMD，丁文華院士提出一些建議，未來(lái)的VR廣播既能提供片段式VR體驗(yàn)，也可將傳統(tǒng)2D/3D內(nèi)容直接投放至觀(guān)眾眼前，提供個(gè)性化內(nèi)容觀(guān)看體驗(yàn)，適合4K+VR HD混合節(jié)目模式，即主體為常規(guī)4K節(jié)目以保證敘事性完整，節(jié)目中穿插VR片段提供沉浸式體驗(yàn)。

從用戶(hù)體驗(yàn)的碼率來(lái)看，在SD向HD向UHD向4K100P以及8K的演進(jìn)過(guò)程中，編碼形式也在發(fā)生著變革，從MPEG2逐步向AVS+、AVS2、Dual Layer、AVS3演進(jìn)，碼率需求也從SD時(shí)代的3.2Mbps~4.8Mbps到4K視頻30Mbps~36Mbps，再到8K之后的84Mbps~100Mbps逐漸擴(kuò)大。

未來(lái)家庭網(wǎng)絡(luò)提出的5方面要求

這就給4K/UHD時(shí)代的家庭網(wǎng)絡(luò)需求提出了更高的要求，主要在5個(gè)方面，家庭網(wǎng)絡(luò)入戶(hù)帶寬達(dá)到50~100Mbps；有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)4K接入及雙向改造；機(jī)頂盒/電視支持有線(xiàn)/互聯(lián)網(wǎng)雙模業(yè)務(wù)，支持多屏聯(lián)動(dòng)機(jī)制；家庭內(nèi)部構(gòu)建支持4K視頻的高速分發(fā)網(wǎng)絡(luò)；公共區(qū)/家庭5G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)。

有線(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)接入要求，雙向網(wǎng)改造的創(chuàng)新點(diǎn)

 

從家庭網(wǎng)絡(luò)的接入情況來(lái)看。截至2018年6月末，三家基礎(chǔ)電信企業(yè)50Mbps及以上的固定互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶(hù)總數(shù)突破3億戶(hù)， 100Mbps及以上用戶(hù)突破2億戶(hù)，IPTV用戶(hù)數(shù)達(dá)到1.42億。城市推廣100M入戶(hù)，能夠支持包括8K和VR/4K的接入需求；農(nóng)村推廣50M入戶(hù)，能夠支持4K和VR/HD的接入需求。

有線(xiàn)頻點(diǎn)的要求也逐步提高，64QAM條件下4K/UHD單頻道碼率需要36Mbps，基本只有一個(gè)頻點(diǎn)。而256QAM（50Mbps/頻點(diǎn)）不僅可擴(kuò)展支持頻道數(shù)，同時(shí)也可以承載4K（100P）業(yè)務(wù)。

就目前有線(xiàn)網(wǎng)的雙向技術(shù)選擇上，目前主要是三大類(lèi)：

C-DOCSIS： GY/T 266-2012， 606~862MHz，32數(shù)據(jù)通道
HiNOC： GY/T 265-2012，750~1006MHz，32數(shù)據(jù)通道
C-Homeplug AV： GY/T 269-2013，7.6~30MHz（可選支持7.6~65MHz）

在廣電有線(xiàn)雙向網(wǎng)建設(shè)的要求上，每戶(hù)入戶(hù)帶寬應(yīng)達(dá)到50M~100Mbps，50Mbps帶寬可支撐4K（100P）節(jié)目Streaming形式點(diǎn)播，8K節(jié)目不作為頻道播出，只用來(lái)內(nèi)容分發(fā)，8K/4K VR在100Mbps情況下可以IP形式點(diǎn)播，積極嘗試IBB新型互動(dòng)業(yè)務(wù)。

家庭終端革新，多屏互動(dòng)需要持續(xù)推進(jìn)

在終端設(shè)備的要求上，機(jī)頂盒由傳統(tǒng)的廣電服務(wù)向支持多業(yè)務(wù)模式演進(jìn)，其中包括DVB、IPTV、OTT以及IBB。智能電視具備雙模接口，支持多類(lèi)型的業(yè)務(wù)。各類(lèi)智能移動(dòng)終端可與大屏聯(lián)動(dòng)，形成多屏互動(dòng)環(huán)境，主要協(xié)議DLNA / UPnP；DVB CSS: ETSI TS 103 286-2；ATSC 3.0 Companion Device，而我國(guó)多屏互動(dòng)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍有待完善。

家庭局域網(wǎng)有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)的演進(jìn)方向，LI-FI值得關(guān)注

家庭內(nèi)部高速傳輸網(wǎng)也將從無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)兩個(gè)角度出發(fā)，目前高速傳輸主要依賴(lài)于HDMI，目前HDMI是最通用的顯示設(shè)備接口，HDMI 2.1帶寬可達(dá)48Gbps，但傳輸距離一般不超過(guò)5米，面向家庭也不適用于家庭復(fù)雜環(huán)境。

從無(wú)線(xiàn)角度，WHDI可利用5G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)時(shí)視頻信號(hào)，3Gbps傳輸帶寬，傳輸距離超過(guò)30米，并可承載無(wú)壓縮1080P信號(hào)。

WGG傳輸速率達(dá)7Gbps，傳輸距離超過(guò)10米，可承載無(wú)壓縮4K 30P視頻。

從有線(xiàn)角度，HDBT使用6類(lèi)線(xiàn)，RJ45接頭，8Gbps傳輸帶寬，傳輸距離可達(dá)100米，可承載無(wú)壓縮4K 30P信號(hào)，計(jì)劃支持視覺(jué)無(wú)損壓縮4K 60P信號(hào) 。

SDVOE利用Ethernet承載信號(hào)，使用6類(lèi)線(xiàn)，RJ45接頭，10Gbps傳輸帶寬，傳輸距離可達(dá)100米，可承載無(wú)壓縮4K 30P信號(hào)，支持視覺(jué)無(wú)損壓縮4K 60P信號(hào)。

而基于LI-FI的高速家庭網(wǎng)絡(luò)是未來(lái)可期的一種技術(shù)，LI-FI能解決家庭多終端間4K、VR等內(nèi)容共享，目前可見(jiàn)光通信（VLC）傳輸速率已可達(dá)到50Gbps。

智能家庭網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的構(gòu)建，需要在家庭內(nèi)部構(gòu)建HIoT，并與外部公共網(wǎng)絡(luò)形成互聯(lián)互通，對(duì)家庭內(nèi)部、外部及跨域設(shè)備形成一體化管理。

最后，丁文華院士對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總結(jié)及三點(diǎn)建議：

1、4K/UHD時(shí)代即將來(lái)臨，4K內(nèi)容質(zhì)量和用戶(hù)體驗(yàn)的提升對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)提出全新的要求。

2、內(nèi)容提供、傳輸服務(wù)和家庭接收要統(tǒng)籌考量，既有多屏之間的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，又要提供高質(zhì)量及優(yōu)良體驗(yàn)的內(nèi)容和服務(wù)。

3、未來(lái)家庭網(wǎng)絡(luò)需要借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)，達(dá)到對(duì)于家庭內(nèi)外設(shè)備的智能管理，具體實(shí)現(xiàn)方法仍有待討論。