2018年11月13日，全球家庭互聯(lián)網(wǎng)大會在上海正式召開，中國工程院 院士 丁文華在會上發(fā)表演講，針對4K/UHD時代的家庭網(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)容過渡

丁文華院士表示，視頻消費已經(jīng)成為我國社會生活的核心需求，截止至2018年6月，我國網(wǎng)絡(luò)視頻用戶數(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互聯(lián)網(wǎng)帶寬比例也將達到三分之二。傳播信息的對象正在由信息向內(nèi)容過渡，信息更注重形式簡單、注重傳達的單一模式，而內(nèi)容則更追求質(zhì)量，強調(diào)體驗。

從內(nèi)容質(zhì)量和用戶體驗來看，互聯(lián)網(wǎng)的視頻主要以HLS、DASH為主，基于“Best Effort”機制，質(zhì)量和體驗易產(chǎn)生波動，內(nèi)容質(zhì)量和體驗的提升依賴于網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的不斷擴展。

而廣播電視基于為用戶提供穩(wěn)定視聽質(zhì)量，從SD->HD->UHD，音頻從Mono->Stereo->Surround->3D Audio，技術(shù)逐級發(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演進，從屏幕觀看向沉浸式體驗演進。

 

視頻體驗逐步升級，碼率要求進一步提升

同時4K本身也在進一步拓展自身的內(nèi)容質(zhì)量，例如高分辨率，HDR高動態(tài)范圍，寬色域，高位深，高幀率等等。同時4K收視體驗進一步提升，為用戶帶來沉浸式的體驗，其中也包括向VR的演進。針對于未來沉浸式體驗的HMD，丁文華院士提出一些建議，未來的VR廣播既能提供片段式VR體驗，也可將傳統(tǒng)2D/3D內(nèi)容直接投放至觀眾眼前，提供個性化內(nèi)容觀看體驗，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。

從用戶體驗的碼率來看，在SD向HD向UHD向4K100P以及8K的演進過程中，編碼形式也在發(fā)生著變革，從MPEG2逐步向AVS+、AVS2、Dual Layer、AVS3演進，碼率需求也從SD時代的3.2Mbps~4.8Mbps到4K視頻30Mbps~36Mbps，再到8K之后的84Mbps~100Mbps逐漸擴大。

未來家庭網(wǎng)絡(luò)提出的5方面要求

這就給4K/UHD時代的家庭網(wǎng)絡(luò)需求提出了更高的要求，主要在5個方面，家庭網(wǎng)絡(luò)入戶帶寬達到50~100Mbps；有線網(wǎng)絡(luò)4K接入及雙向改造；機頂盒/電視支持有線/互聯(lián)網(wǎng)雙模業(yè)務(wù)，支持多屏聯(lián)動機制；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無線網(wǎng)關(guān)。

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

 

從家庭網(wǎng)絡(luò)的接入情況來看。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)寬帶接入用戶總數(shù)突破3億戶， 100Mbps及以上用戶突破2億戶，IPTV用戶數(shù)達到1.42億。城市推廣100M入戶，能夠支持包括8K和VR/4K的接入需求；農(nóng)村推廣50M入戶，能夠支持4K和VR/HD的接入需求。

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

就目前有線網(wǎng)的雙向技術(shù)選擇上，目前主要是三大類：

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）

在廣電有線雙向網(wǎng)建設(shè)的要求上，每戶入戶帶寬應(yīng)達到50M~100Mbps，50Mbps帶寬可支撐4K（100P）節(jié)目Streaming形式點播，8K節(jié)目不作為頻道播出，只用來內(nèi)容分發(fā)，8K/4K VR在100Mbps情況下可以IP形式點播，積極嘗試IBB新型互動業(yè)務(wù)。

家庭終端革新，多屏互動需要持續(xù)推進

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

家庭局域網(wǎng)有線、無線的演進方向，LI-FI值得關(guān)注

家庭內(nèi)部高速傳輸網(wǎng)也將從無線和有線兩個角度出發(fā)，目前高速傳輸主要依賴于HDMI，目前HDMI是最通用的顯示設(shè)備接口，HDMI 2.1帶寬可達48Gbps，但傳輸距離一般不超過5米，面向家庭也不適用于家庭復(fù)雜環(huán)境。

從無線角度，WHDI可利用5G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸實時視頻信號，3Gbps傳輸帶寬，傳輸距離超過30米，并可承載無壓縮1080P信號。

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

從有線角度，HDBT使用6類線，RJ45接頭，8Gbps傳輸帶寬，傳輸距離可達100米，可承載無壓縮4K 30P信號，計劃支持視覺無損壓縮4K 60P信號 。

SDVOE利用Ethernet承載信號，使用6類線，RJ45接頭，10Gbps傳輸帶寬，傳輸距離可達100米，可承載無壓縮4K 30P信號，支持視覺無損壓縮4K 60P信號。

而基于LI-FI的高速家庭網(wǎng)絡(luò)是未來可期的一種技術(shù)，LI-FI能解決家庭多終端間4K、VR等內(nèi)容共享，目前可見光通信（VLC）傳輸速率已可達到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，丁文華院士對家庭網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總結(jié)及三點建議：

1、4K/UHD時代即將來臨，4K內(nèi)容質(zhì)量和用戶體驗的提升對家庭網(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)動機制，又要提供高質(zhì)量及優(yōu)良體驗的內(nèi)容和服務(wù)。

3、未來家庭網(wǎng)絡(luò)需要借助物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)，達到對于家庭內(nèi)外設(shè)備的智能管理，具體實現(xiàn)方法仍有待討論。