数字电视 走向何方—一论下一代数字电视的前进方向


王典荫1 刘心松 2
1,四川省广播电影电视局发射传输中心,四川省 成都市 610017
2,电子科技大学8010研究室,四川省 成都市 610054)

****摘 要:本文阐述了“做大做强”的经济学原理,并从“价值工程论”提出了下一代数字电视的技术选择原则。还提出走出模拟技术和“专网”概念,融入国民经济信息化主流技术,是下一代数字电视迈出的第一步。

****关键词:做大做强 价值工程论 下一代数字电视 演进

****1 前言——为什么要“做大做强”
****某些产品和服务必须有一定的规模经济性。因为在服务和产品相同时,市场竞争最有效的手段是低边际成本(对于信息服务应当是低平均成本),而边际成本的最低点出现在规模生产的最小有效经济规模(MES,Minimum Efficient Scale)。对应的产量出现在长期平均成本曲线的最低点或边际成本曲线最小值的拐点上。在现代工业社会中,最小有效经济规模MES一般都对应着一个巨大的产量,例如彩电为100万台/年,轿 车为30万辆/年,原油加工为250万吨/年等等。没有达到最小有效经济规模的企业,最终将由于边际成本偏高而被市场淘汰。例如上世纪80年代中期,我国有众多的彩电生产企业,到了90年代中后期,只剩下少数几家达到最小有效经济规模的厂家。最小有效经济规模其本质是源于社会化大生产条件下的大规模生产和专业化分工以及这一基础上的技术进步。规模经济的运行规律为,在一定的生产规模基础上,随着规模的扩大,由于生产的不可分性,单位产品分摊的固定成本有所下降;由于规模扩大,设备的利用率和效率提高,单位产品分摊的固定资本转移价值相应减少;当推行规模经济时可采用大型高效和自动化设备,有利于提高劳动生产率,而且经济效率的提高幅度要高于规模扩大的幅度。这就是“做大做强”的经济学原理。

****规模经济的运行规律表明了规模经济存在的根本原因在于生产活动的不可任意分割性。这种带有不可分割的生产活动的规模是受到产业生产技术特征和技术进步制约的。没有技术进步,没有分工协作和管理的体制创新,单有生产批量的扩大是达不到规模经济的。规模经济的发展源泉是技术进步,因为技术进步可以最有效地重新配置资源,降低边际成本,为“做大做强”创造基础条件。

****如何用技术进步和制度创新来带动规模经济,或者讲如何用技术进步和制度创新来使广电做大做强,是考虑下一代数字电视的构建的中心任务之一。

2 “做大做强”的重要一步——技术选择原则
数字电视走向下一代,第一步需要考虑的技术选择原则应为:

****1)以用户的功能需求为出发点,以满足用户的需求为归宿点。因为用户需求的本质是功能,产品或其它功能载体仅仅是需求的表象。提供功能载体的一方,贡献给社会的本质是功能,产品或其功能载体不过是贡献给社会的表象。例如,老百姓需要的少花钱看好电视,无论什么方式的电视,都应当满足其基本功能需求。

****2)凡是具有所需功能的物品都具有可替代性。对产品的分析首先不是分析它的结构,而是分析它的功能。在分析功能的基础上再去研究它的结构。这样,容易摆脱现有结构对思想的束缚,为广泛联系和吸收科学技术的新成就创造有利条件。采用某种结构不是目的,目的是获得所需的功能。结构是实现其某种功能的手段,而手段是可以广泛选择的。这对我们重新审视西方各国现有数字电视体制是有用的。

****3)最小成本法则。具有所需功能的物品其成本往往不同,以最小的代价获得所需的足够的功能是最合理的。

****4)可靠地实现必要的功能。满足用户必不可少的需求功能必须充分保证。相对于必要功能则为不必要功能,不必要功能即不是用户所需功能,而是生产者凭主观猜测附加给产品的功能。在不必要功能中有无用功能、重复功能、过剩功能等。所有不必要功能都会增加不必要的费用,因此,应予以剔除。这就是“扁平化”概念的基础。

****5)以最低的寿命周期费用可靠地实现其必要的功能。所谓寿命周期费用是指产品或系统从设计、制造到使用寿命结束为止这一整个周期用于该产品上或系统的全部费用。在分析产品费用时,要考虑降低产品的生产费用,还要考虑降低产品的使用费用。这是使产品具有更好竞争能力,也是节约社会资源的重要途径。例如,现代信息网采用的都是电脑化的产品,技术寿命相当短,仅为2~5年时间,设备折旧费极高,以保持技术先进性使技术寿命延长是必要的。

****以上思路的依据源自于“价值工程理论”,它实际上反映了资源要素的稀缺对社会经济系统选择任何一种技术有着共同制约的因素。这里比较强调了需求制约因素,即由市场需求牵引技术进步。由“需求决定供给”,希望下一代数字电视的技术选择一开始就落在坚实的物质基础上。这是相对而言的,因为美国在上世纪九十年推出“数字新经济”以来,以“供给决定需求”,虚拟经济和泡沫经济让美国尝到了“新经济”下第一场经济危机的苦头,而且带来了全球信息业严重程度的萧条。因此,市场需求是技术选择的重要制约因素,但并不是全部因素。追求技术进步而牵引市场需求也是存在的重要模式,否则我们很难从信息革命的“跟潮者”跃升为信息革命的“领潮者”。掌握两者的度和量,是立于不败之地的抉择。按照调查统计数据,市场牵引模式应占其中60~80%,而技术牵引模式为40%~20%为宜,本文的第一部分主要谈市场牵引模式下对于下一代数字电视可以进行的技术选择,文章的第二部分将着力于下一代数字电视的技术选择如何让广电“做活”,从“跟潮者”变为“领潮者”。这事关我们如何拥有明天,科技创新实力是我们新的崛 起的开端。

****一种可能对社会经济发展产生长远影响的技术,将是一种技术效果波及国家乃至全球的宏观技术,将引起现有体系和结构的重大改变。从全球产业技术革命的历史来看,一次新的产业技术革命,往往都建立在旧技术,旧的管理模式以及旧的投资的废墟之上。不彻底的中庸和改良,不可能引起社会生产潜力的变化,知识储备本质的变化以及实现潜力的组织方面的本质变化。例如,数字电话对于模拟电话,数字电话是在新技术、新投资基础上重建的,取得了巨大的市场;而希望建立在数字电话基础上的综合业务数字网ISDN都没有找到自己的光明前程。

****3 有线数字电视走向下一代演进策略之构想
****我们在这里提出一个有线数字电视走向下一代的演进策略,用扁平化的“数字简单到家”来替代现行的数字电视技术体制。其措施为:
·扬弃为话路传输设计的电信传输体制;
·替代为电视从模拟向数字过渡而设计的DVB-C格式;
·融入国民经济信息化的主流技术。

****这样我们可以在这个新的基础上构建远比现行模拟和数字电视至极至简的下一代数字电视系统。使数字电视摆脱旧的技术体制的包袱,突出了数字电视的核心竞争力,使数字电视引发一次新的经济革命成为可能。
这也是我们在上一节所提出的技术选择原则的体现,尽管其基础还是工业经济时代的经济学,但它可以落实在低成本和高性能的坚实的物质基础之上,让人们体验技术进步带来经济条件的跃升。这一代数字电视给人们复杂、昂贵、纷繁沉重之感将一扫而空,简洁、清新之气将扑面而来。这样的数字革命才有可能给数字电视带来一个百花盛开的春天。

****3.1 下一代数字电视告别数字电话传输体制
****现代电信传送网是按分层分割的思想规划建设的。它是以提供实时电话业务为基本手段。电信业百年来的历史,俱是如此。随着数据业务的发展,传统的以电话业务为基础的电信网已不能适应新的发展形势,电信业的发展到了十字路口,开发下一代可持续发展的网络已成为历史的必然。广电沿用电信网作为数字电视的长距离传送网也将面临继往开来、与时俱进的抉择。因此,扬弃为话路设计的电信传输体制,避免分层分割的结构,纷繁重叠的协议变换,是下一代数字电视的首要选择。采用ITU-T Y130的下一代网络或数字电视直传的扁平化结构是理性的选择。这也是突出核心竞争力之举,广电的核心竞争力是广播电视,它不可能是数字电话业务。在剔除了无用功能、重复功能、过剩功能等不必要功能之后,可以轻装前进。

****两年前,四川广电与前锋数字公司合作,按上述思路进行了扁平化实践。其结论为,经济和技术收益是巨大的,但对于数字电视的革命,这只是跨出第一步。

****3.2 对西方现行数字电视体制的思考——下一代数字电视将扬弃DVB-C
****西方国家在制定最初的有线数字电视标准时,沿袭了模拟电视的频分多路(FDM)体制。与之相反,其它的主流有线通信和数据系统,却在数字业务发展的初期,就扬弃了这种体制。例如,数字电话一开始就告别了的基群,超群等频分多路体制,而代之以时分复用的数字群路;IP技术与频分多路从来不沾边,一开始便采用包复用的格式,产生这种现象的原因是:

·频分多路需要大量模拟信道处理技术,成本高、调整复杂、体积庞大,难以数字化,多个信道的处理成本远高于时分复用的数字技术。
·频分多路信道间的交扰、互调以及频道间保护问题对资源利用不充分。
·频道间信息交换成本高。

****这些原因造成了在有线数字通信和互联网领域,彻底扬弃了在电域中使用频分多路体制,而是在新的条件下,在光域中使用频分多路体制(DWDM),只剩下有线数字电视还在孤零零地沿用模拟时代的遗产,成了“最后的贵族”。
为什么会产生这种现象?究其原因有三:

·西方国家在制定有线数字电视技术标准时,低成本处理宽带数字电视信号的成本,尤其是进入家庭实际成本,还难以为人接受。
·希望在HFC网上组建数字电视系统,犹如上世纪80年代末希望在数字电话上组建全业务数字网一样。
·希望模拟电视业务平滑过渡到数字电视业务。

****因此,我们有理由讲,DVB-C是为电视从模拟到数字过渡而制定的技术制度-它必须加入进化的行列。因为DVB-C并没有实现真正意义的数字化,它还拖着一条可以不拖的模拟技术尾巴。
近十年的国内外实践也说明了这种不彻底的技术进步存在着许多问题。

·这种体制造成了技术协调成本过高,DVB-C进入家庭以后,对于接收电视而言,必须进行一次模/数的协议变换,即必须进行射频、中频及解调处理,对于“数字到家”的方式,这些程序是多余的。而数字电话和以太网,要么将业务直接到家,要么数字到家,比DVB-C简单得多。
·对于数字、通信等可扩展业务,必须进行数字对数字、数字对模拟的重重叠叠的协议变换,例如DOCSIS协议。成本过高,大大降低了数字电视进行扩展业务的竞争能力。
·HFC的双向改造面临许多技术困难,应用前景令人堪忧,虽然有许多重大的技术改进,但突破性的技术进步目前还太少。

****因此,抛开纷繁重叠的协议转换,尽力按照“最小成本法则”降低技术协调成本,用“数字简单到家”的方式来构建“下一代数字电视”。这是对数字电视未来的重要抉择之一。
“数字简单到家”的方式包含的主要方面为:
·数字电视和其它数据业务信号由网关或节点交换机直接经由网线送到家庭。
·电视终端只保留了网络接口和视频数据解压和D/A变换。射频调谐器、中放等模拟部分完全取消。

****3.3 融入国民经济信息化主流技术的理由
****独立为数字视频分配设计的DVB系统,为了提高分配系统的效率,采用了各种主流数字通信系统中最长的数据帧结构。如果仅仅用于数字视频分配,这种设计是无可厚非的。但是,设计者强调了它的“潜在通信能力”,但又没有为这种“潜在通信能力”进行独立的设计,而是进行协议变换,交由主流的通信协议去推行。例如IP、ATM、数字电话,其IP是基础。这就产生了如下两个问题。

·反复的协议变换大幅度地增加了数字电视执行非广播业务的边际成本,明显地削弱了数字电视进行扩展业务的市场竞争能力。
·过长的数字帧结构不利于执行对端到端延时有严格要求的实时业务,例如数字电话和智能交通系统(ITS),DVB的时延比IP至少大至25倍,这是十分不利的。
因此,
·将现行的DVB协议演进为广电、计算机,通信三个主要方面都能接受的协议;
·走出数字电视“专网”的局限;
·用“融合”的方式尽量避免反复的协议转换,使数字电视可以成为以“可交互视频”为核心竞争力的“公网”。

****所以,以互联网流媒体联盟ISMA所选择的唯一标准MPEG-4有可能成为交互媒体的新标准,这也是电子科大8010研究室在实施的解决方案中主要采用的技术。

这种方案的优势在于:
·数字电视融入我国国民经济信息化的第三阶段的主流技术;
·为“数字简单到家”创造了条件,不再存在重叠反复的协议变换,也没有FDM造成的模数变换的种种问题;
·突出了数字电视的核心竞争力;
·大幅度地降低了建造网络和接收终端的成本;
·数字电视网至少可以和其它任何一种信息网一样,以同等条件从事各种信息业务技术壁垒不复存在,可以将不同业务、不同网络之间的技术协调成本降到最低;
·为未来的可持续发展奠定了基础。

****4 下一代数字电视机
****如果我们用上述的概念来设计一台标准的电视机,我们可将传统的电视机大为简化,成本也大幅度降低。
新的电视机没有射频调谐器,没有中放,没有PAL制解码等版上一大片元器件,只保留了显示器及其驱动部分,更无须为数字电视接收背上一只机顶盒。

****所有的数字电视功能将集成在一块单一的芯片上,这包括网络接口、MPEG音频/视频、RISC CPU、2D图像和系统界面。在新的电视机中,这一切无需统调。为生产线节省了大量的统调费用。

****电视机的显示部分+一块芯片=下一代电视机。从技术上和成本上颠覆了人们对数字电视价格高昂,技术复杂而收效不大的概念。

****需要说明的是,这种“下一代电视机”事实已经演进成一种网络计算机。自然,“电视机的显示部分”也将可能包含基于VGA的可升级可变换的格式。这种“网络计算机”由于具有相对强大的数字图像处理能力,也许可能在未来,提供给高清电视播出一种新的可能选择:由电视台以较低码率播出节目内容,而由电视机“上变换”为高清电视节目。

****但这还不是问题的全部。当我们从个人电脑的角度来审视新的数字电视功能时。增加新的数字电视功能的边际成本几乎为零。这就为数字电视以零边际成本进军互联网以及多媒体领域打好了技术基础。由于数字电视与主流数据业务的技术壁垒已不复存在,这也为广播电视以最低成本从事增值业务创造了极为有利的条件。

****5 下一次“起居室革命”
****广播电视技术的出现,在世界范围内,不仅仅引发了一次“媒体革命”,而且还在数十亿计的普通家庭中,引发了一场“起居室革命”,它把过去百万富翁、达官贵人才能享有的服务,带入了寻常百姓家。

****下一代数字电视,经过正本清源、继往开来、与时俱进的技术进步后,又一次可以以低成本、高质量、广泛的业务和服务进入家庭,有望再一次掀起数字化时代的“起居室革命”。

****例如,我们可以将数字电视的推广与目前电脑家电化的浪潮结合,例如可以个性化选择的准系统(Barebone)就是一种方案。它内部采用了All-in-one的高度整合设计,体积仅为一般个人电脑的1/6~1/4。我们除了可以在上面集成希望的数字电视功能外,还可以将DVD/VCD播放、CD/MP3播放、CD-R、PICTURE CD,录像,上网,个人电脑,视频通信等集成在一块,成为真正的“家庭媒体中心”或者是“家用服务器”、“家用网关”。以不超两年前29″电视机的价格,把过去林林总总一大堆消费类家电、电脑以及通信工具集成在一起,具备了希望的“三网融合”功能。与个人电脑不同之处在于,电脑以个人在书房的个性化享有为主。而“家庭媒体中心”是家人在起居室的共享为主。这是值得广电工作者庆幸的事,经过了一次次电视电脑分分合合的争论,电视机依然牢固地占据着起居室的中心位置。

****6 结束语
****信息化通过降低技术系统和社会系统的协调成本,使实体经济实现更优的资源配置。技术进步可以作为先进生产力改变生产要素的投入结构。信息化技术的创新活动打破了经济均衡,从而成为了推动经济发展的主要动力。这是信息化的技术系统必须实现和演进的目标。

****当数字电视摆脱了“专网”的束缚,走出了模拟技术的阴影,以至极至简的姿态重亮相,我们将以前所未有的低边际成本获得广电“做大做强”的基础。