電視傳媒的強勢回擊
——數字科技使廣播電視再次受到大眾青睞

王 席/編譯

電視傳媒的強勢回擊
——數字科技使廣播電視再次受到大眾青睞

王 席/編譯

●廣播電視的技術革新總是出奇的慢，慢到讓人們覺得它已經是不折不扣的夕陽產業。最近，美國高級電視系統委員會(ATSC)正在制定一項當今最為雄心勃勃的計劃，他們希望提供這樣一種服務：觀眾可以在任何時間任何地點觀看自己喜愛的新聞或娛樂節目。這不是一件容易的事，但卻給電視業帶來了東山再起的希望。

我們真的還需要電視嗎？

像大多數20世紀中葉長大的人一樣，周末晚上和家人一起坐在黑白電視機前看節目，對我來說是一段很美好的回憶。曾幾何時，廣播電視在人們的生活中扮演著重要的角色。

1960年，美國有超過四分之三的家庭擁有電視機。而這僅僅是蘇格蘭發明家約翰·L·貝爾德(John L.Baird)第一次成功發送活動畫面圖像后的第35年：在當時的實驗中，貝爾德在實驗室通過信號將畫面發送到了隔壁房間。在20世紀的70至90年代，觀眾平均每天看3個小時的電視，大部分的節目是通過電波傳送的。

進入21世紀以后，廣播電視領域發生了巨大的變化，其所受到的影響比其他任何娛樂行業更深刻。

現在，盡管所有的美國家庭都可以接收到廣播電視信號，但只有少于20%的家庭把看電視作為主要的娛樂方式。更多的家庭擁有網絡連接和移動手機，其數目甚至多于擁有高清電視的家庭數。

很大一部分的電視觀眾并不滿足電視臺的節目安排，他們中的部分人會選擇購買付費電視節目、衛星電視服務，或上網看電影、玩藍牙設備，下載游戲到平板電腦和智能手機上，在YouTube上觀看視頻，并在Facebook上分享和在Twitter上討論。

隨著現代娛樂媒體服務的多樣化，難免有人會質疑：我們真的還需要廣播電視嗎？

電視仍然是一種選擇

擺在我們面前的這個問題變得越來越急迫。不管怎么說，全世界數以千計的廣播電視臺享有使用電磁波段的權利。隨著人們對移動數據需求的激增和對廣播電視興趣的減弱，電信公司據此辯稱他們可以更好地使用這些被占用的電磁波段，并希望政府收回部分廣播信號通道或拍賣相應的波段。

有史以來，美國最大一次信號頻譜的重新分配發生在2009年，當時有18個廣播信號通道被用于全數字廣播，占先前所有廣播信號使用頻率總量的四分之一。但電信公司仍渴望獲得更多的電磁波段，廣播電視行業再次成了被攻擊的對象。

目前，美國聯邦通信委員會正在制定一項收回更多電磁波段的計劃，即通過鼓勵性拍賣，或電視臺選擇關閉或降低頻段，抑或共享信號通道，以換取政府對其放棄波段使用權的資金補償。如果這項計劃成功推行，歐洲及其他頻譜資源緊張的國家也會效而仿之。

廣播電視將不會再像從前那樣成為無法匹敵的娛樂界巨人。很多時候我們可能已經忘記，或者只是忽略了這樣一個事實：廣播電視向人們提供了一個極具吸引力，甚至頗受偏愛的服務方式；更不可否認的是，廣播電視將信息傳播給大量人群時使用的是一種最直接的方式，無論是颶風信息或是奧林匹克運動會開幕式信息。廣播信號有著比有線信號、寬帶信號或者移動信號更大的覆蓋面積，你只需買一臺電視機和天線，便可觀看免費的基礎電視節目。

如果想繼續參與競爭，廣播電視亟需更新其技術。今天，大部分廣播公司仍在使用上世紀90年代首次推出的數字傳輸標準，對于那時的人們來說，如果想看電視，必需在一個指定的時間和地點。而如今，用戶的個人偏好在改變：人們希望可以在任何時間任何地點看到自己喜愛的新聞或娛樂節目。

時間表：廣播電視的第一個世紀

標準，關鍵是標準

值得欣慰的是，廣播電視領域的工程師們正在制作和完成新一代可以顛覆整個廣播電視行業的數字工具。設想一下，我們在觀看世界杯的同時，可以實時分享最喜歡球員的個人統計數據；或者在從多倫多出發到墨西哥城的旅行中，隨時隨地用智能手機查看當地免費的實時新聞。要實現這樣的功能，廣播電視行業需要作出一定的調整以適應新的標準，最好從現在開始。只有新的標準才能使廣播電視節目提供更便宜、更可靠、更耀眼和更具互動性，而且比以往任何時候更具個性化。

對于廣播電視行業來說，改變從來都不是那么容易的。相比于其他高科技產業，計算機或手機產業，廣播電視行業中的技術革新是出了名的蝸牛速度。這并非緣于其工程師或執行官的錯誤，而是緣于其大量繁瑣的規定——廣播電視工作還必需遵守這些規定。

在全球大部分地區，公眾普遍將無線電波段視為一種公共資源，如同是地下水和森林一樣，正因于此，美國政府在無線電通信早期與廣播公司達成了這樣的協議：廣播電視可以免費使用部分頻譜波段，作為回報，它必須履行一定的公共服務義務。

除了使用文明用語，保證至少有一個免費的電視節目，廣播電視行業還得遵守唯一的技術傳輸標準。通過使所有的電視廣播站使用相同的協議來發送和接收信號，管理者可以確保消費者購買的電視機在全國任何一個地方都可以使用，并且短時間內不會被淘汰。但是，不足之處在于需要花費大量時間來達成共識。而當彩色圖片、數字影音，或手機等其他創新技術引起消費者關注的時候，廣播行業卻仍在緩慢地研究或制定新的標準。

例如，美國花了22年的時間完成從模擬信號到數字信號傳輸標準的轉變。在20世紀80年代，這項工作所面臨的挑戰不僅僅是從多達20余個的系統中選擇和建立一個信號標準并將其完善。前期工作花了9年時間，更長時間的拖延則是由于舊的模擬信號接收器與新的數字信號傳輸之間無法兼容。之后直到2009年的十幾年間，廣播電視一直在相互獨立的無線電頻率（RF）上同時傳輸模擬信號與數字信號，并期待著最后一位老奶奶更換她的電視機或買一個數模轉換器。

廣播技術的下一個變革需要更快地推進，當然它已經在向著終點前進。在現有數字標準基礎上，全球已有很多標準制定組織在研究和開發新的技術。新技術的引用將使數字廣播更靈活，比如可以為智能手機或智能電視提供新的服務和功能，同時保證老的接收器和調協器像往常一樣繼續接收和轉換傳輸信號。但廣播電視也將能夠提供針對智能手機和智能電視應用的新特性和新服務。

在參照亞洲和歐洲標準制定組織的類似計劃之后，美國高級電視系統委員會（ATSC）在2009年發布了在原有數字電視標準(DTV)基礎上的提高版本，建立了廣播電視信號的移動接收等相關標準[這正是我們所熟知的移動數字電視標準 (MDTV)]，由此開啟了由新技術驅動的廣播電視變革的序幕，它使得在手機、筆記本、平板電腦及在火車、公交和汽車上收看電視節目成為可能。

除了移動數字電視，ATSC同時在致力于拓展數字電視的新功能，相關工作被稱為2.0(ATSC 2.0)。新的標準將使廣播電視滿足所有現代媒體用戶對電視、平板和口袋式媒體播放器所期盼的新用途，甚至還包含一些人們還不知道但他們想要的一些新特性。

最新標準，整裝待發

根據ATSC2.0所制定的眾多高性能標準，新的接收器可以本地存儲和剪輯電視節目，從而在需要的時候回放相應的節目。觀眾也可以訂閱其他免費或付費的電視頻道，選擇自己喜歡的個性化屏幕、電視節目和廣告。至少廣播電視有一個讓其成功的制勝法寶：ATSC 2.0將利用與網絡相連的電視的優勢，可以在線整合網上內容，例如，網絡投票系統和社交網絡服務可以融合入傳播中的電視節目中；觀眾可以實時地給“與星共舞（Dancing with the stars）”一類的比賽游戲類節目投票，或者在觀看新聞節目的同時，在電視、平板電腦或者手機上閱讀相關的本地新聞。

為了弄清楚ATSC2.0如何實現上述的新功能與新特性，我們需要首先了解現有的數字電視標準的內容。

當ATSC在1995年完成對新標準的制定時，大多數手機只擁有可以顯示文字的小屏幕和長長的天線，其重量類似于一罐可樂，想在這樣一個設備上看電視的想法，就如同在口袋大小的個人電腦上上網一樣不切實際，ATSC為此將重點放在了如何使大型固定電視的收視效果最佳化上，把數字電視高清晰畫面——而非穩健的信號修復方案——作為攻堅的首要目標。相對移動接收器來說，固定電視通常會有更少的信號失真和變異。

一個數字電視信號有6兆赫茲的帶寬，每秒可以傳播略多于19兆比特的信息。未經處理的高清晰視頻流每秒大約有一千兆的數據量，這就意味著在傳輸高清節目之前，其數據至少需要壓縮49%，例如50比特需壓縮為1比特。

在數據壓縮之后，廣播電視傳輸設備的終端調用算法將數據一起打包，其中包括視頻數據、音頻數據及相關的輔助數據 （例如隱藏式字幕和節目收視率等信息）。隨后傳輸方的處理設備將這些獨立的數據包組合成單一的數據流，隨后使用隨機存儲、音頻視頻交錯格式以及糾錯碼對視頻進行壓縮。

添加糾錯位的數據流可保證電視節目有較好的接收效果。廣播信號會受到各種各樣的干擾：雨水和樹葉使信號強度減弱，空氣狀況使信號變形，高樓建筑使信號反射產生多個原有信號的延遲拷貝。這些破壞和干擾使得接收器很難重新構建原始數據流，最終導致圖像被破壞、凍結。而最后添加的糾錯碼則可以提高從被破壞的數據中重建原始數據的可能性。

然而，要想連續地傳輸清晰圖片，即便是對固定的接收器來說，單一的糾錯碼也是無法達到要求的。在添加糾錯碼但未發送數據之前，間隔離散時間段的數據流中會加入訓練序列一起打包。訓練序列是一段接收器已經知道的隨機數據段。通過將這段已知的數據序列和收到信號中的序列相比較，接收器可以估計出無線電通道的環境改變量并調整其算法以便可以更準確地修復信號損傷，例如信號多路徑、散射和功率衰減等損傷。

經過這些處理后，為廣播信號傳輸所做的準備就快要完成了。最后，數字比特流被編碼為無線電頻波而傳播出去。美國高級電視系統委員會的數字電視系統通過調制流程完成對數據的編碼，該編碼流程即為通常所熟知的8電平殘留帶寬，常被稱為8-VSB。此方法將二進制數據映射到有八個不同振幅級別的波段上。

值得注意的是，8-VSB，即8電平殘留帶寬，和被其他主流數字電視標準所采用的調制方法的工作原理有所不同，其他標準包括中國地面數字電視傳輸標準(DTMB)、日本綜合服務數字電視傳輸標準(ISDB)和歐洲使用的數字視頻傳輸標準(DVB)。這些標準都以一種被稱為正交頻分復用(OFDM)的調制技術為基礎，使用其不同的變化版本，將比特流變換成幾千個在空間鄰近但互不相同的頻率載波段，每個頻率的數據速率則相對較低。復頻小帶寬載波可以更好地降低由信號變形所產生的影響，而這一正交分頻復用特性則可更好地適用于移動電視。

8電平殘留帶寬8-VSB只使用單一帶寬載波，其優勢在于可以傳輸更多的數據。不要忘記，美國高級電視系統委員會曾為實現對固定接收器的高數據速率傳輸而優化其系統。現在先進的標準，例如移動數字電視和美國高級電視系統委員會2.0，將會在其基礎上添加更多值得期待的新特性。

也許對于完善數字標準來說，最大的技術挑戰是在有限的頻譜波段范圍內工作。移動信號的接收、電視節目的點播、網絡內容的集成，為實現這些高性能的特性廣播信號需要發送比標準數字電視更多的數據信息。在完全沒有可能獲得更多頻率波段的情況下，電視臺必須將增強的信號在有限的寬帶范圍內發送，也就是在已使用的無線電通道內發送。

一個可能的解決方案是使用更好的數據壓縮算法，從而減少主程序中要發送的比特數總量。廣播信號則可使用這些釋放的比特位來存放其他的附加信息。新的接收器也將能夠檢測并利用這些輔助數據，而舊的接收器只會簡單地忽略那些無法識別的信息流。

對于移動廣播電視來說，最大的挑戰是克服惡劣的接收條件所帶來的困難。除了典型的信號干擾之外，傳輸到移動接收方的信號傳輸會受到多普勒效應影響，而一個不斷變化的無線電環境也會使信號衰變惡化。美國高級電視系統委員會所提出的移動數字電視標準使用穩建的糾錯碼來解決這個問題。此標準中還添加了一段附加的、空間排列更緊密的訓練序列用于幫助接收器調整并適應變化的無線電頻率條件，該訓練序列為一段已知的數據段。這段額外的更長的序列被用在信號微調修復過程中以保證清晰的圖片接收效果。

挑戰從來都有，回擊已經開始

在美國高級電視系統委員會2.0所制定的標準中，其關鍵在于對廣播電視交互性創新理念的支持，該交互性是指實時電視節目與數據在接收端本地保存或在線檢索之間的關系。結合了廣播電視與互聯網寬帶的用戶體驗將成為廣播電視行業在當今互聯時代里仍可繼續保持競爭性的主要因素。對于新型廣播電視的使用會像一鍵式網上購物一樣簡單，也會像觀看在印第安納波利斯舉行的賽車比賽一樣精彩。

根據美國高級電視系統委員會2.0所制定的協議，在廣播電視數據流中插入許多被稱為觸發器的小比特序列就可以實現上文所提到的新特性。觸發器可以做很多事情。例如它可以宣布與互動內容相關的可用信息，告訴用戶節目內容是來自本地還是網絡，并可以提醒用戶播出時間。觸發器也可以管理更復雜的應用，例如由廣播電視數據流中傳送或者由因特網上下載的對象。這些腳本對象就像是簡單的電腦程序，可以控制時間，顯示內容以及獲取為建立個性化的互動場景所需要的各種數據。

像美國高級電視系統委員會2.0這樣的高級數字標準也許是廣播電視行業在未來幾十年振興發展的關鍵。但是滿足像現在的電視觀眾那樣長久地坐在電視機前不動的技術將無法適應新的要求。為了在不久的將來能夠提供真正具有革命意義的服務，廣播電視需要對其系統做出全面而徹底的分析和完善。隨著接收器的智能化，顯示器的放大和縮小，以及數據打包、標記和調制技術的提高，現有的數字標準將無法有效地支持這些服務。值得期待的是，美國高級電視系統委員會及其他標準制定組織已經開始研究和制定第三代傳輸標準，它將與今天的接收器兼容。

除了工程師，對于律師、說客、監管機構和決策者而言在前進的道路上也都面臨著具大的挑戰。現在我們還沒有辦法回答由廣播電視標準的根本改變所帶來的問題。電視臺如何執行從舊標準到新標準的過渡，從而避免仍使用舊系統的用戶的怨言，成為最關鍵的問題。廣播電視同時使用新舊技術可能并不現實，因為在未來的無線波段問題上廣播電視臺可能擁有比今天更少的話語權。

盡管困難重重，但制定一個超現實的全新標準仍是一份極具誘惑力的工作。在全球任何地方都可以使用的、既適用于電視機又適用于移動平板電視的單一數字標準已經成為幾代電視人的夢想。除了使環球旅行者可以更容易地在移動設備上看電視之外，一個通用的標準可以在很大程度上提高經濟效益規模，降低電視及其接收器的價格，其價格甚至有可能比今天還低。

也許這樣一個全球范圍內的協議在最后被證明過于美好，但世界各地的很多廣播電視都在認真地考慮這個想法。

2011年4月，來自歐洲、巴西、加拿大、美國、中國、日本和韓國的13家廣播電視機構組建了名為“探索廣播電視的未來(FOBTV)”的組織，旨在通過全球范圍內的合作共同建立下一代廣播系統。目前該組織已經吸引了40多個新成員，既包括產品設備供應商也包括電子產品制造商。

多個群體之間可能還沒有一個統一的技術解決方案。但當這些創始人們簽定初始諒解備忘錄時，至少有一件事是統一的，大家都普遍認為“這是一個對地面廣播電視產業有決定性意義的時刻”。

這一文件首次以“傳媒巨頭的回擊”為名出現在印刷品中。

[資料來源：IEEE Spectrum]

[責任編輯：粒 灰]

本文作者：林恩·克勞迪（Lynn Claudy），NBA高級技術副主席。