技术引领超高清国产化新时代

　　文/董兵

　　由清华科技园及公司核心团队于2000年创立的北京数码视讯科技股份有限公司（以下简称“数码视讯”）成立至今已有24个年头，2010年在深交所挂牌上市，是广电上市企业。数码视讯生于广电，扎根广电，从标清时代到超高清时代，一直提供领先的产品和技术，助力行业升级转型。数码视讯上市以后，秉持稳健发展多方位布局的发展理念，截至目前，累计服务超过50亿用户，遍及全球120多个国家和地区，已成为行业当之无愧的领军企业。

　　在国内市场方面，数码视讯已服务于国内20多家国家级客户，全部省级客户及逾200家市级客户，并全程参与和服务70周年国庆庆典、建党百年庆典、两会直播、央视春晚、北京冬奥等重大活动，也为中宣部学习强国平台提供了前端的信源服务保障，是唯一参与全部4K上星频道和8K频道开播的厂商。近年来，公司一直专注媒体处理、媒体传输、媒体安全和媒体调度，为行业提供专业、安全的视频解决方案和服务，在不断加强产品研发的过程当中，积累丰富的技术经验，切实推动行业的发展。

　　布局超高清产业发展

　　在超高清产业发展上，数码视讯基于长期技术积累，一直以连接为核心理念，站在产业链角度布局。主要做了以下三方面工作。

　　第一，积极参与超高清标准的制定。公司专注于视频相关算法的研究，包括编解码算法、安全算法等等，深度参与国产编码算法AVS系列、数字安全国密算法、高动态范围视频技术、“百城千屏”超高清视音频传播系统技术标准等的制定和落地，覆盖产业链各个环节。

　　第二，实现产业链全面产品覆盖。数码视讯一方面配合电视台进行4K内容采集、IP化制播，以及4K频道上星工作；另一方面配合运营商进行4K的落地、安全传输及终端分发呈现。

　　第三，用技术助力场景创新。国家广播电视总局党组书记、局长曹淑敏曾提出“广电因技术而生，因技术而兴”。数码视讯自成立以来，坚持技术自主创新，自主创新就代表着自主可控国产化。数码视讯坚信，只有凭借产品竞争力，立足国产化才是长远之计。

　　数码视讯把国产化分为三个层次，分别是软件国产化、算法国产化和硬件国产化。依托于公司强大的自主研发能力，当外部计算条件具备时，就可以实现全面的国产化，如AVS2编码器，使用自有算法库，搭载国产服务器，使用国产操作系统；当外部条件不具备时，如在超高清高性能处理领域，保持算法和软件的源代码级自主研发，未来一旦有国产标准、国产硬件，就可以快速实现，保证自主可控。

　　用技术赋能场景创新

　　随着超高清和5G的到来，数码视讯以编码和传输作为双核心，打造5G轻量化便携移动制播技术体系，支持丰富的压缩标准和多种异构网络下的聚合传输，实现在各种网络情况下的高质量和安全传输。

　　在这个过程中，数码视讯研发两代公网传输技术。第一代传输技术是典型的弱网传输技术，适用于在4G和初代5G移动通信网络，尤其是快速移动的场景。数码视讯采用自研算法，使用多个信道聚合传输，在网络带宽不足时，可以自动降低码率，适应网络变化，达到可靠安全传输的效果。最典型的应用就是在北京冬奥会举办的时候，全球首次在每小时350公里的高铁上实现超高清信号的5G稳定回传。

　　第二代技术是面向低延时带宽和高精度传输，这也是随着通信技术的发展而来的。它适用于未来高带宽的承载网络中，将公网拟合成局域网，通过算法与软件的调优，降低延时，增大带宽，可以达到Gbps的级别，通过高精度的时间同步机制，实现数据时间关系高度还原，保证数据传输的时间精准度。

　　这个技术也应用到今年春晚的竖屏制作过程中。数码视讯配合中央广播电视总台（以下简称“总台”），首次在游走机位使用JPEG-XS+5G-A便携背负系统，实现浅压缩信号无线移动回传，最终达到100ms内的端到端极低延时稳定回传，在业内首次实现舞台内无线机位与有线讯道机位的无缝混切、实时同步制作。此外，数码视讯在上述基础上持续研发、应用新技术，目前已形成一整套便携移动制播系统，以直播背包为核心，结合云上媒体服务 和云下端到端系统，打造云边端协同工作的轻量化、便携化场景方案，并衍生5G远程制作、时政快传、便携导播切换、马拉松直播等应用场景，不断用科技赋能场景创新。

　　推进超高清技术IP化

　　超高清和IP化是两个紧密相关的概念，超高清促进制播IP化进程，IP化发展也使得超高清信号打破地域限制。

　　目前，IP化制播实现ST2110无压缩和JP

　　EG-XS浅压缩的并行发展，原来都是在局域网传输，现在制作域的浅压缩信号已经开始在公网、专线上传输，这就为超高清业务云化提供必要条件。在过去几年我们已经开始与亚马逊云合作进行浅压缩的互通测试。国际上，EBU（欧洲广播联盟）、AIMS（IP媒体解决方案联)等组织也建立了联合标准组，制定IP化相关标准及未来发展方向。数码视讯基带化IP产品从2018年开始参与国际厂商之间的互通测试，是全球最早一批产品化，并且是国内唯一全程持续参与互通测试的厂商。

　　早在2004年，数码视讯在广电运营商数字化改革过程中就开始做IP化研发，提供IP化平台及网络和终端相关的产品和方案。从那个时候起，设备就在IP化环境下设计和打磨，具有丰富的IP产品网络经验。

　　在浅压缩IP化方面，以总台为代表的前沿客户都在探索和实践。JPEG-XS是国内外业界的共同选择。它的目的不是为了压缩提升效能，轻量低延时才是它的突出特点，在占用少量资源，不影响传输效率的情况下，大幅节省带宽、存储。JTNM在2022年增加JPEG-XS的互通测试，数码视讯也参与其中，与其他厂商实现全互通。当时参与的厂商还不多。其中，编解码核都是公司自研的，未来一旦有新的国内标准诞生，产品可以快速地升级及利旧，大幅降低客户拥有总成本。

　　同时，VSF（视频服务论坛）的技术建议TR10也正在制定过程中，未来有可能成为ProAV领域的SMPTE标准。IP化技术从专业广播向通用媒体方向演进，技术体系越来越融合，数码视讯的相关产品也会在初期就参与标准的验证和互通+测试，继续为国际标准制定贡献自己的一份力量。

　　数码视讯已基于SMPTE ST2110无压缩标准、JPEG-XS浅压缩标准形成包含传输、画分、调度等整套系统，并且在嵌入式通用硬件平台上实现软件定义功能，不同功能可以灵活配置，甚至可以通过软件升级支持未来标准，实现设备的高可重用性，降低设备的拥有总成本。

　　加强技术研发和保护

　　播出编码是超高清直播中较早国产化的环节。数码视讯基于AVS2国标编码，自研算法库，搭载国产化服务器，实现从标准算法到硬件的全面国产化。数码视讯成立后的首款产品就是编码器，持续研发投入，编码技术获得国家科学技术进步二等奖，并且形成非常完备的编码产品体系，为用户提供国产化高质量的播出编码解决方案。特别是池化编码方案已被总台采用。该方案采用全IP编码，支持ST2110无压缩、JPEG-XS浅压缩信号输入，编码采用池化设计，以编码任务为监测、调度切换单元，同时结合N+M备份策略，保证在各种异常情况时调度的正确执行和恢复，并且通过专用切换运维监测等手段，保证系统的安全可靠运行。这也体现数码视讯在视频技术领域的全面布局和创新能力。

　　同时，在国家广播电视总局及总局无线局指导下，数码视讯基于数码视讯在码流处理、射频信号处理等方面的长期技术积累，陆续完成码流保护开关、调制器、中频切换器等核心产品研发，并在无线局地球站及各省级地球站进行实际应用，推动4K上星环节的国产化进程，并且配套质量监测、码流分析、节目监测等运维辅助系统，保障安全播出。

　　在广电运营商落地覆盖环节，数码视讯早在高清时代，就已经帮运营商实现整体性国产化。在4K落地方面，公司支持4K卫星接收解码+编码，以及4K卫星接收+转码的方案，帮助运营商快速将4K节目落地。

　　2018年总台首个4K频道开播的时候，数码视讯第一时间为首批参与4K频道传输的网络公司提供30余台4K H.265编码器，有力地帮助首个4K频道快速开播。当时稳定成熟的H.265编码器还是比较少的。

　　在传输分发环节一下子多出这么多4K节目，对现网的平台和网络都有很大压力。有一个选择是可以做直播IP化，相比DVB直播有很多优势，也可以释放很多频点来开展其他业务，IP终端也比较成熟。在网络层面，具备条件的地区可选择光纤到户（FTTH）方案；而针对一些老旧城区，C-Docsis接入网方案亦展现出其独特优势。

　　在4K内容安全环节，数码视讯形成DRM版权保护和数字确权方案，构建4K卫星及有线电视相关CAS/DCAS系统，具备依托于互联网4G、5G等公共网络传输技术，以及涉及应用安全的下一代防火墙。数码视讯已构建一套覆盖整个产业的产品和解决方案，实现全方位、立体化保护。

　　数码视讯的技术积累与创新成果，得益于持续的研发投入和区位优势。未来，数码视讯将依托北京总部，同时以各地产业园、超高清研发基地、研究所为核心，继续砥砺前行，以技术引领超高清国产化新时代发展。

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　　（作者董兵系北京数码视讯科技股份有限公司副总裁）

　　责任编辑：苗权誉

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