Передача видео в формате Ultra HD (UHD/4K) через спутниковый канал — сложная техническая задача из-за огромного объема данных (битрейт до 100 Мбит/с для несжатого сигнала). Реализация требует оптимизации всех этапов: кодирования, модуляции и управления каналом.
Телевидение сверхвысокой чёткости (англ. Ultra High Definition Television, UHDTV) — разновидность телевизионных стандартов, обеспечивающих чёткость изображения, многократно превышающую как телевидение стандартной, так и высокой чёткости. Другие названия — Ultra HD и Ultra High Definition Video (UHDV). Включает в себя два цифровых стандарта — 4K UHDTV (2160p) и 8K UHDTV (4320p), принятых Международным союзом электросвязи в соответствии с Рекомендацией МСЭ-Р BT.2020.
Для сравнения трансляция HD (730p/1080i/1,6Gbps) требует в 5 раз большей полосы пропускания, чем вещание в стандартном разрешении SD (576i 270 Mbps), даже если используется более эффективное кодирование (H.264/MPEG-4/AVC). Для запуска каналов 4K UHDTV (12Gbps) требуется еще большая полоса пропускания примерно в 8 раз больше чем для HD, поскольку эффективность, обеспечиваемая еще более эффективным кодированием (H.265/HEVC), перевешивается значительно более высоким разрешением. Если для канала HD может потребоваться в среднем до 5 Мбит/с при передаче через спутниковый канал, то для того же канала в UHD может потребоваться до 20 Мбит/с.
Экономически эффективная передача такого видео через спутниковые каналы возможна благодаря комбинации:
-
Эффективных кодеков (HEVC/AV1);
-
Продвинутых стандартов (DVB-S2X);
1. Требования к передаче UHD
-
Разрешение: 3840×2160 пикселей (8.3 млн пикселей против 2 млн в Full HD).
-
Битрейт:
-
Без сжатия: 12–18 Гбит/с (для 60 кадр/с, 10-бит цвет).
-
Со сжатием: 15–50 Мбит/с (в зависимости от кодека и качества).
-
-
Цветовые форматы: HDR (HLG, HDR10), широкий цветовой охват (BT.2020).
-
Задержка: < 1 сек для live-вещания.
2. Технологии для сокращения битрейта
Кодеки сжатия (критичны для спутниковой передачи):
-
HEVC (H.265):
-
Снижает битрейт на 50% по сравнению с H.264 при том же качестве.
-
Поддержка 4K@60fps, HDR.
-
-
AV1 / VVC (H.266):
-
Еще на 30–50% эффективнее HEVC.
-
Требуют мощных декодеров .
-
3. Состав спутникового оборудования
| Компонент | Характеристики для UHD |
|---|---|
| Модулятор | Поддержка DVB-S2X, HEVC |
| Усилитель (HPA) | Линейность (OIP3 > 50 дБм), стабильность в Ka-диапазоне |
| Антенна | Минимум 60–90 см (Ku), 1.2 м (Ka) для 4K |
| LNB/LNA | Низкий шум (0.5 дБ), устойчивость к перегрузкам |
| Приемник (IRD) | Декодер HEVC/HDR, HDMI 2.0+ |
