W jaki sposób urządzenia transmisyjne HFC dostosowują się do obecnego zapotrzebowania na treści programów telewizyjnych w wysokiej i ultrawysokiej rozdzielczości?

Sposób, w jaki sprzęt transmisyjny HFC (hybrydowy koncentryczny kabel światłowodowy) dostosowuje się do obecnych wymagań dotyczących treści wideo w wysokiej rozdzielczości (HD) i ultrawysokiej rozdzielczości (UHD) w programach telewizyjnych, wiąże się z wieloma aspektami technicznymi. W miarę ciągłego poprawiania się jakości wideo sprzęt transmisyjny HFC należy unowocześnić pod względem przepustowości, kompresji danych, stabilności transmisji itp., aby zapewnić wydajną transmisję strumieni wideo o wysokiej rozdzielczości (HD) i ultrawysokiej rozdzielczości (UHD). .

Wzrost zawartości wideo HD i UHD spowodował wzrost wymagań dotyczących przepustowości. Formaty wideo o ultrawysokiej rozdzielczości, takie jak 4K i 8K, zwykle wymagają wyższych szybkości transmisji danych, znacznie przekraczających wymagania tradycyjnego wideo SD (standardowa rozdzielczość) i HD (wysoka rozdzielczość). Sieci HFC odpowiadają na wymagania dotyczące przepustowości w następujący sposób:
Sieci HFC zapewniają więcej kanałów transmisyjnych poprzez zwiększenie pasma częstotliwości kabli koncentrycznych. Na przykład sygnały nośne o wyższej częstotliwości (takie jak powyżej 1 GHz) są wykorzystywane w celu zwiększenia całkowitej przepustowości sieci.
Aby zwiększyć ilość danych przesyłanych na kanał, stosuje się bardziej wydajne techniki modulacji (takie jak modulacja QAM). Na przykład metody modulacji wyższego rzędu, takie jak 256-QAM lub 1024-QAM, mogą przesyłać więcej danych w tym samym paśmie częstotliwości, aby spełnić potrzeby wideo HD i UHD.
W niektórych sieciach HFC światłowód jest nie tylko dostarczany do węzłów dystrybucyjnych, ale może być nawet bezpośrednio podłączony do użytkowników, co znacznie poprawia przepustowość i dodatkowo wspiera stabilną transmisję wideo HD i UHD.

Wymagania dotyczące przepustowości dla wideo HD i UHD są niezwykle duże, szczególnie w przypadku transmisji treści 4K i 8K. Aby skutecznie sprostać temu wyzwaniu, sprzęt HFC wykorzystuje zaawansowane technologie kodowania i kompresji wideo w celu optymalizacji transmisji wideo:
H.265 (High Efficiency Video Coding, HEVC) to bardziej wydajny standard kompresji wideo niż tradycyjny H.264, który umożliwia przesyłanie obrazów o wyższej jakości przy tych samych warunkach przepustowości. Dzięki technologii HEVC sieci HFC mogą kompresować zawartość wideo HD, zmniejszać wymaganą przepustowość i poprawiać wydajność transmisji.
Wraz ze stopniową popularyzacją technologii kodowania AV1 zapewnia ona lepszą wydajność kompresji niż H.265. AV1 jest szeroko stosowany w kompresji treści wideo UHD, co pozwala na osiągnięcie wysokiej jakości transmisji wideo w warunkach wyjątkowo małej przepustowości.
Treści wideo HD i UHD wymagają wyjątkowo wysokiej jakości sygnału, aby zapewnić wyraźny obraz bez zacięć. Sprzęt transmisyjny HFC dokonał wielu optymalizacji technicznych w celu poprawy jakości sygnału:
W sieciach HFC zwykle wykorzystuje się sprzęt taki jak wzmacniacze światłowodowe i wzmacniacze kabla koncentrycznego, aby zapewnić, że sygnał nie zostanie utracony ani osłabiony podczas transmisji na duże odległości, zapewniając wysokiej jakości transmisję treści wideo HD.
Aby uniknąć pogorszenia jakości wideo spowodowanego zakłóceniami, systemy HFC wykorzystują zaawansowane technologie tłumienia zakłóceń, takie jak automatyczna kontrola wzmocnienia (AGC) i monitorowanie bitowej stopy błędów (BER), aby zapewnić stabilność sygnałów wideo.
Zwiększając głębokość dostępu światłowodowego i ograniczając użycie kabli koncentrycznych, pomaga to poprawić stabilność transmisji wideo, szczególnie w przypadku transmisji wideo HD o wysokich wymaganiach dotyczących przepustowości.
Treści wideo HD i UHD mają niezwykle wysokie wymagania dotyczące opóźnień, szczególnie w przypadku treści na żywo i interaktywnych, gdzie nadmierne opóźnienia będą miały wpływ na wygodę użytkownika. Systemy HFC zmniejszają opóźnienia poprzez:
Zmniejszenie opóźnień podczas transmisji sygnału poprzez optymalizację architektury i ścieżki sygnałowej sieci HFC. Na przykład zastosowanie wydajniejszych routerów i przełączników sieciowych w celu zapewnienia szybszej transmisji sygnału ze źródła do terminala.
W przypadku wdrożeń na dużą skalę sieci HFC mogą przyjąć architekturę rozproszoną, aby zmniejszyć opóźnienia, umieszczając węzły dystrybucyjne bliżej użytkowników, poprawiając w ten sposób efektywność transmisji wideo w wysokiej rozdzielczości i treści na żywo.
W miarę bogacenia się treści wideo i ciągłego rozwoju technologii sprzęt transmisyjny HFC musi obsługiwać wiele protokołów transmisji wideo, aby był kompatybilny z różnymi formatami i rozdzielczościami wideo:
Wraz z rozwojem wideo OTT (Over-The-Top) i IPTV, Urządzenia transmisyjne HFC musi obsługiwać strumieniowe przesyłanie wideo w oparciu o protokół IP, aby zapewnić użytkownikom możliwość oglądania filmów HD i UHD w różnych formatach.
Te protokoły strumieniowego przesyłania wideo są szczególnie ważne w przypadku dynamicznego adaptacyjnego przesyłania strumieniowego wideo i niestabilnych warunków sieciowych. Systemy HFC mogą obsługiwać te protokoły, aby zapewnić użytkownikom płynniejsze oglądanie.
Wraz z popularyzacją nowych technologii wideo, takich jak wideo 8K i rzeczywistość wirtualna (VR), sprzęt transmisyjny HFC będzie w dalszym ciągu musiał sprostać większym wymaganiom w zakresie przepustowości. W przyszłości systemy HFC mogą być głęboko zintegrowane z technologiami takimi jak sieci 5G i światłowód do domu (FTTH), aby zapewnić rozwiązania o większej przepustowości i niższych opóźnieniach, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na treści wideo.

Sprzęt transmisyjny HFC z powodzeniem dostosował się do potrzeb transmisji treści wideo HD i UHD dzięki postępowi technologicznemu w zakresie zwiększania przepustowości, technologii kompresji wideo, wzmacniania sygnału i tłumienia zakłóceń. W miarę ciągłego poprawiania się jakości obrazu i wzrostu wymagań sieci aktualizacje techniczne i optymalizacje systemów HFC będą w dalszym ciągu napędzać ich zastosowania w nadawaniu, dostępie szerokopasmowym i nadzorze wideo, zapewniając użytkownikom wyższą jakość i stabilniejszą jakość dźwięku. doświadczenie wizualne.