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2020年将在美国40个大型区域市场推出基于ATSC3.0标准的下一代电视，将为数百万消费者带来新的交互式和更高质量的视频服务。而美国广播公司在其中的机遇和挑战将是什么？
ATSC3.0背景与最新动态
| ATSC3.0过去4年征程
过去数年，在OTT业态的冲击下，包括NBC、ABC、FOX、CBS等在内的美国主流电视台都受到了越来越多的冲击。这些广播电视台除了亲自投入到流媒体浪潮发展出Hulu、CBS Access、Disney+、HBO Max这样的业务之外，也越来越多地意识到广播电视技术本身创新的重要性。因此，美国电视业者也步欧洲同行的HBBTV技术之后，推动广播技术和IP技术的融合发展下一代电视技术。这就是ATSC3.0。
ATSC3.0采用了HEVC视频编解码器、杜比AC-4音频编码器、OFDM高级调制等先进技术；尤其关键的是ATSC3.0实现了OTA（over the air ）与OTT（因特网）的混合业务支持，并这两种交付路径上使用Dash提供了统一广播和OTT的公共层，以及混合服务，而无需重新创建整个流生态系统。从业务角度看，ATSC3.0电视标准专注于传输高画质无线电视广播，可实现沉浸式音频、更深入的室内接收、分区节目/广告、移动接收、车载（移动）服务、高级应急广播以及更多本地化内容和交互式内容服务。从ATSC1.0到3.0的转变是市场驱动下的电视台自发升级转变。以下是过去4年来该技术标准的部分重大事件。
——2016年4月，包括NAB（美国广播协会）、美国消费者技术协会、美国主流公共电视台在内的机构均已向FCC（美国联邦通信委员会）提出ATSC3.0同播应用申请。
——2017年2月，FCC针对ATSC3.0部署事宜发布了拟议规则制定公告，建议允许广播商灵活采纳基于ATSC3.0标准的传输，并就相关规定征求意见。2017年11月，FCC以3比2的票数投票通过上述规则，正式授权广播电视台使用ATSC3.0传输标准。作为ATSC 3.0支持者和投资者的Sinclair广播集团当时立即宣布了要让该标准实现全国铺展的野心。在过去两年里，ATSC 3.0逐渐从一个广播电视行业流行词正式转型为一项商用技术。
——2018年1月，ATSC委员会在NAB展会上正式发布了ATSC3.0标准。
——2019年4月12日，美国已建议国际电信联盟(ITU)采用ATSC3.0数字广播标准，供世界各国使用。该提案是全球接受ATSC3.0标准评估过程中的第一个重要步骤。
——2019年6月，NAB-CTA赞助的ATSC3.0试验性现场测试在克利夫兰取得成功。同样是在该月，SK电讯公司与美国辛克莱广播集团，基于ATSC 3.0的广播网络和SK电讯的5G网络相结合，也成功展示了下一代电视广播。
——2019年10月中，在纽约的NAB展会上，包括Fox、NBC、Telemundo等在内的广播业者发起了一个合作宣言，宣布2020年将在美国全国范围推出ATSC3.0。Univision、Tegna和Nexstar Media也承诺将合力推广这一新电视标准。
一些美国广播公司已经基于ATSC3.0播出了节目。按照外媒预测，到2020年底，预计美国广播公司将从40个大型区域市场开始采用ATSC 3.0商业应用。与此同时，美国第一台配备下一代电视功能的消费类电视接收器将于2020年晚些时候进入零售店，而包括三星、LG、索尼在内的厂商将推出20款支持这一标准的电视机。预计2021年ATSC3.0将覆盖70%以上的美国人口；而在未来十年内，美国所有的广播电视台都将转换到ATSC3.0。而韩国则早在2016年中就为其超高清电视广播选择了ATSC3.0标准，并在2017年就开始试商用，并在2018年平昌冬奥会获得应用。
| 最新动态：FCC推动ATSC3.0分布式传输系统应用
按照近年4月初消息，FCC已经通过了一份拟议规则制定公告(Notice of ProposedRulemaking，NPRM)，就拟议中的技术规则变更征求意见，以促进美国下一代电视广播标准ATSC3.0的使用。这些提议的规则将允许广播公司在其网络部署ATSC3.0时，更灵活地使用分布式传输系统（DTS，distributed transmission systems），而不是使用单一的广播塔。DTS使用位于电视台服务区域周围的两个或两个以上的发射站（每个发射站使用相同的RF信道，并通过同步管理自干扰）。DTS可以使广播信号服务于原先难以覆盖的观众，改善室内和移动接收，更有效地利用电视频谱。
美国的公共电视台和全国广播业者协会（NAB）请愿FCC改变其DTS规则。目前的DTS规则是在十多年前美国电视数字化转换过渡期间采用的，它限制了这些较小的传输站点与广播公司授权服务区的边界之间的距离（以防止干扰）。随着该提议规则获得接受，FCC就是否及如何容许DTS信号溢出电视台的授权服务区域外并超出现时容许的“最低限量”征询意见。FCC还征询对其他频谱用户（如电视转换器和低功率电视台）潜在影响的意见，以及是否修改与A类和LPTV许可方相关的DTS规则。最后，FCC邀请各界人士就上述修订建议是否及在多大程度上也适用于以ATSC1.0广播的电视台发表意见。
按照前述的进程，FCC预计2020年将是ATSC3.0的重要一年，因此考虑修改某些规则，以帮助ATSC3.0更容易地过渡。此前美国国家广播公司协会和美国公共电视台都请求FCC考虑修改其DTS规则。从这份通告和意见征求来看，随着ATSC3.0的商用加速，其发展进程已经朝着进一步的技术部署细节发展，并关注产业周边关联影响。
ATSC3.0的挑战与机遇
即使不考虑冠状病毒爆发可能导致之前设定的实施时间表被推迟，但要使所有电视台保持一致以确保ATSC3.0的规模应用，本来就不是一件简单的事情。尽管主要的广播组织都支持该标准并同意合作以确保其成功推出，但采用该技术是自愿的，而不是强制性的，这意味着基于现有ATSC1.0规范的电视信号传输没有国家规定的截止日期。FCC还规定了一个为期五年的同播时段，在此期间广播公司必须继续发送ATSC 1.0信号（这类似中国的高标清同播政策）。再加上没有分配额外的频谱来容纳ATSC3.0服务的现实，这意味着广播公司在开发新服务时必须在规定的严格限制内工作。
| 机遇：定向广告与移动服务
Synamedia是积极推动下一代电视推出的技术公司之一。Synamedia VideoNetwork产品管理副总裁Elke Hungenaert表示，ATSC 3.0是将广播与IP交付结合起来的一个重大进步，“ATSC 3.0是一种基于广播和IP的混合传输标准，是世界上第一个基于IP的电视标准。这意味着它可以在传统的空中广播信号的同时携带互联网内容和服务，”她说，“由于是基于IP的传输，ATSC 3.0是一种新的和有竞争力的宽带管道。鉴于电视无线传输塔遍布美国各地，它提供了一种新的宽带网络，可以在全美各地提供基于IP的服务，因为它利用了目前在宽带网络中广泛使用的统一协议。”
该平台完全基于自适应比特率技术，以确保一致的体验质量。Hungenaert表示，这意味着ATSC3.0可以提供同步的低延迟实况视频，例如体育赛事。至关重要的是，ATSC 3.0将使广播公司能够提供交互式定向的广告，这是确保未来无线传输的关键要素。
除了直接向电视广播之外，另一个可能的用例是使用该技术为移动设备提供电视服务，而汽车行业是一个明显的目标市场。尽管这一广播技术提供了可扩展性（delivers scalability），但上述移动应用将要求ATSC 3.0接收器在设备中得到更广泛的部署，这可能会遇到移动行业参与者的行业阻力（该行业热衷于鼓励使用移动数据或开发自己的流媒体服务）。5G也可以被视为ATSC3.0在汽车领域的竞争对手，但Hungenaert相信移动技术和ATSC3.0更有可能是互补的。她说：“ATSC 3.0带来的本质是多播（一对多），因此适合直播。在ATSC3.0上带来实时信号可能有一个优势，而5G实际上是关于单播流（一对一）的。也许但这两项技术存在一些竞争，但主要是相辅相成的。”
除了在线性和非线性服务之间提供互补性并支持移动分发之外，ATSC3.0还可以使广播公司提供具备杜比Atmos音质的4K UHD HDR电视，而且该技术还允许广播公司利用其频谱来实现IP数据广播，例如，IP数据广播可以用于物联网领域或面向汽车提供数据。
然而，尽管这些用例是可能的，但大多数广播电台在初期阶段很可能会专注于提供核心要素：在传输高质量广播信号时提供有效的流媒体服务，另外最有可能的是提供个性化定向广告。其次，我们也希望看到广播公司开展大量本地化的新闻和应急信息示警服务，由此增强他们的本地属性。
| MVPDs转发协作
频道共享协议。为了克服可能阻碍下一代电视成功部署的挑战，广播电台运营商正在组建合作伙伴关系。这一产业协涉及许多因素。Hungenaert指出，对于存在多个活跃参与者的市场，必须制定频道共享协议（channel-sharing agreements）。她说：“其中一个问题是，电视台将如何支付基础设施、电力和冷却设备的费用，以及谁真正拥有这些设备，由谁来操作，由谁来支付人员的费用。”笔者目前还不是完全理解所谓channel-sharing概念，但结合上下文Hungenaert提及议题，这与4G/5G基站共享应该有着同样的理念。
下游转发协作。除了空中广播之外，大多数美国人赖以接收电视信号的众多有线电视运营商将重新传输新的电视信号。因此，电视台与这些MVPDs的转发协作将也是下一代电视成功的关键之一。
Hungenaert说：“我们正与合作伙伴一起提供一种涵盖广播电台和有线电视运营商端到端的解决方案。”“美国的电视台可以通过空中广播接收，但很多当地的新闻和电视都是通过有线订阅渠道来接收的。”这本身就带来挑战，特别是如果广播基础设施由多个合作伙伴共享的话。有线电缆转发协议可能会指定电视台必须使用的带宽，因此在同一条通道中传输更多的信号——即使这要归功于一个超级高效的编解码器——可能意味着转发协议本身就被违反了。
终端支撑。ATSC3.0的成功部署还要求能够接收其信号的电视机广泛可用。领先的电视制造商已经在某种程度上提供设备，今年1月在拉斯维加斯举行的消费电子展(Consumer Electronics Show)上推出了大约20款不同型号的电视机。然而，目前与该技术兼容的大多数设备都是高端型号。为了推广该技术，有必要在中低端电视机中获得更广泛地支撑。
难怪Hungenaert认为“非技术”问题“可能比技术问题更具挑战性”。然而，广播公司也有机会利用这项技术重新定义广播可以做什么。亨格纳尔特认为，，“这取决于广播公司是否能证明，ATSC 3.0不仅能在大电视屏幕上带来新事物，也能给其他屏幕带来新事物”他认为，这项技术可能会“在若干年内推广开来”。
| 一些前沿技术
编码效率与带宽优化。Synamedia在ATSC3.0的工作涉及压缩技术和多播（multicasting）方面的创新，以及DRM服务。该公司一直积极参与这项技术的开发，并参与早期实施工作，如亚利桑那州凤凰城试验。Hungenaert说：“高效的编码可以让你释放尽更多的频谱用于新的应用，比如定向广告，或者把无线付费电视频道和免费的公共电视结合起来。”
对于Synamedia来说，这不仅涉及对ATSC3.0信号进行高效的HEVC/H.265编码，而且还为传统的ATSC1.0提供了对原有MPEG-2编码的进一步改进。考虑到五年的同步广播期间，这非常重要的。只有广泛地为消费者带来有价值的服务，下一代电视才能获得吸引力，而这意味着优化带宽的使用。在ATSC 3.0信号可用的6 mhz频谱范围内，广播公司可以使用H.265和自适应比特率编码提供五种HD服务。为了最大限度地提高效率，Synamedia利用了以软件为中心的压缩和统计复用（statistical multiplexing）的能力。Hungenaert说：“我们不仅对传统编解码器和下一代编解码器进行优化，也对DASH领域进行必要的处理。”
图为：ATSC3.0广播与宽带的混合工作流
内容安全性。ATSC3.0目前代表了广播技术所能达到的前沿。与最新版本的欧洲广播标准DVB-T2不同，该技术放弃了MPEG传输流技术，转而采用完全基于IP的视频分发方法。对于Synamedia来说，这意味着以DRM的形式提供内容安全性，而不是以广播为核心的条件访问形式。因为并不是所有的电视机都会连接到开发互联网，这意味着必须不依赖回传通道进行DRM部署。
云化基础架构。Synamedia还帮助电台能够利用这一过渡，从基于设备的基础架构迁移到完全虚拟化或基于云的容器化基础架构。这种模式非常适合广播公司必须共享频谱的环境，使它们能够将基础设施视为一种运营成本，而不是资本支出。
虚拟化还可以应用于有线网络的后续分配。“有较小的MVPD具有用于ATSC 1.0的物理接收器。我们可以提供一个虚拟的接收点。站点可以购买特定可用性区域的信号，而不必购买带有必要的内部部署要求和较高成本的新型ATSC 3.0接收器，而我们可以按照他们想要的格式向他们的用户接入网（原文为“plant”）传送相关服务。”Hungenaert说。
这尤其有吸引力，因为许多较小的运营商将没有足够的带宽或胃口来支持广泛的ATSC 3.0服务。将ATSC 3.O应用缩小为H.264编码和HD质量这样的基本服务，而不是强迫电视运营商投资于有形基础设施来实现完整的服务，将具有相当大的吸引力，并将有助于吸引更多MVPD加入到加入下一代电视潮流中。
在云计算广泛应用与互联网及5G领域的背景下，该技术又延申至下一代电视技术领域，加上前述与5G基站共享同样理念的的channel-sharing；这似乎验证了TMT日益趋同的技术格局。
