4K超高清，化“险”为“益”

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概述

4K超高清内容的出现为运营商带来了新机遇，同时也带来了成本、兼容性和合规性等方面的挑战。妥善经营4K业务需要克服种种困难，其中之一就是进行产业升级，达到MovieLabs的标准。运营商若想把握新机遇，则需要考虑设备分辨率、加密级别、带宽和扩展性对现有商业模式的影响。继续满足现有客户的需求，同时保持灵活的服务交付能力是成功实行4K超高清策略的关键。

本文探讨了4K超高清内容带来的机遇和挑战，以及运营商如何善用4K超高清内容获得最大收益。

第一章

4K超高清概述

4K和超高清——有何区别？

4K是数字电影倡导联盟（DCI）为4K电影播放提出的分辨率行业标准。“超高清”标准Rec.2020的最初目标是为了在消费者设备（如电视、平板电脑、手机等）上观看优质4K内容而定义的新的分辨率标准。后来，超高清标准也同时支持8K分辨率，主要适用于大型商用目的的显示器。

除高分辨率之外，超高清标准还包括较大程度提高帧频、增强色彩、扩展动态范围，使其达到Rec.2020国际规范中规定的标准，提高画面质感，极大地提升消费者观看体验。 即使在慢动作模式下，高帧频也能实现优美流畅的播放/回放。动态范围将使消费者清晰地感知明暗画面的对比，无限接近现实世界的对比度。超高清不仅仅是显示明亮的色彩，更是还原现实世界中的真实色彩。

对4K和超高清内容的区分有助于理解这些新标准如何影响运营商的商业模式和安全基础设施。

MovieLabs

研究表明，如果电影公司将电影作品提前（或者同时）发布在电视或其他消费者设备上，一些地区的盗版趋势便会降低。因此，电影公司在寻找一种安全地将4K电影资源尽快投放给大众的方法。高价值内容的大规模发行不仅需要防盗版保护措施，更要求快速识别盗版行为并进行精准打击。

MovieLabs是由六家好莱坞电影公司创立的合资公司。这六家公司建立了两套制作和发行4K内容的规范。其中一套名为《MovieLabs下一代视频规范》， 记录了这些公司制作4K内容时使用的标准。

另一套规范的设计初衷是帮助运营商实现从电影公司获得4K超高清内容的最佳安全实践。它是一套广泛的指导方针，将Irdeto等供应商多年来为保护电视内容而提供的服务规范化、体系化。这套规范名为《MovieLabs增强内容保护规范》，旨在确保各级发行的最高安全性，在内容遭到黑客攻击时将损害降至最低。它提出了三方面要求：

一

DRM系统要求

传统条件接收系统（ C A ）和数字版权管理 （DRM）系统常用的端到端安全技术和实践，包括可更新的内容保护技术、攻击防御、选择性视 频输出、链路保护、撤销未经授权的消费者和设备的权限等高级功能。

二

平台要求

符合当今可抵御黑客攻击标准的、具备基于硬件可信根（HROT）和128位AES加密的安全芯片组；安全的计算环境；内容经安全媒体通道传输。安全媒体通道确保在机顶盒（STB）或显示设备上运行的应用程序无法在任何针对内容的多阶段处理的过程中直接访问解密后的内容。

三

系统性要求

系统性要求适用于从媒体内容制作到在设备或物理介质（如蓝光光盘）“下载观看”的端到端发行链。系统性要求涉及到诸如发行链中各方面参与者的认证、添加水印及相关的检测和防盗版服务，以确保发生违规事件时，可迅速识别并拒绝未经授权的网关设备和消费者的访问。此外，在发布内容之前，必须与互联网服务提供商（ISP） 制定流程和协议，确保盗版事件得到迅速处理。

第二章

4K超高清带来的商业影响

带宽和许可费用

实现超高清所需的带宽是阻碍超高清广泛推广的因素之一。目前用于流式传输高清内容的视频编码标准成本过高，不适用于流式传输超高清内容。一种名为HEVC/H.265的全新视频压缩标准应运而生，它能够改善数据压缩效果，同时减少超高清流式传输的带宽要求。

HEVC标准存在的其中一个问题是，拥有、发行或播放使用该标准的内容会发生许可费用。上述费用将以单位或者甚至百分比为单位影响设备制造商、内容开发者和运营商的收入。内容发行商的收入中相当大一部分将用于HEVC的许可费用支出。有人猜测，这部分许可成本将促使各公司用户寻求与HEVC存在竞争关系的其他标准。

即使采用了HEVC提供的优化压缩之后，传输一个直播4K超高清内容仍将占用几乎整个卫星转发器上的可用带宽。

迁移成本

通过增加带宽、采用新压缩技术将使运营商能够传输超高清内容。然而希望遵守MovieLabs标准的运营商需要对现有基础设施进行更大的改进。对于多数运营商而言，改进包括以下方面：

改用采用了硬件信任根（HROT）的安全芯片组。

将广播加密更新至16字节AES或等效的安全算法和密钥强度。

在平台级别创建并认证安全计算环境和安全内容通道。

在运营商前端CAS、安全媒体通道输出和链路保护控制逻辑启用《内容使用规则》（CURs）的高鲁棒性的信令。

迁移至DASH，降低各设备和浏览器间OTT多DRM支持的存储和传输成本。

添加可以和安全内容通道与CA系统平滑集成的取证水印。

添加水印检测和附加防盗版响应功能。

为新超高清设备的4K超高清和高动态范围添加安全和信令元数据支持。

运营商商业模式的风险

现有设备分辨率和安全标准

为达到MovieLabs 的安全要求，必须使用HDCP 2.2标准对输出的4K内容进行保护。但是许多（甚至标有4K的）电视和设备仍在运行HDCP 1.X标准。运营商现有客户的大多数设备仍在使用HDCP 1.X标准，这使得运营商需要做出选择：是继续向现有客户提供常规内容，还是提供只能在支持新标准的设备上观看的4K内容？答案显而易见：运营商需要兼顾两头。但是这很难实现。

MovieLabs未指明运营商可能希望将4K内容转换至2K或模拟屏幕的情形。运营商如果将4K内容以较低质量输出至较低分辨率的屏幕，可能会损害4K内容的权利。在现有模拟电视基数较大的地区，运营商需 要先将早期发行的优质4K超高清内容转换至低分辨率和低画质，再将其输送至模拟输出。灵活适应该发行模式需要一整套内容使用规则的安全信令，以遵守 MovieLabs规范中的输出和链路保护规定。解决方案供应商若声称遵守MovieLabs规范但未执行与之匹配的信号支持，则构成对运营商的误导，严重妨碍运营商提 具有竞争力的服务，限制其商业模式的未来发展。

OTT扩展

OTT供应商超高清内容的传输目前仅限于点播和Catch-up TV业务，因为直播内容很难进行流式传输。流式传输直播超高清内容的难点在于：1. 保持画质，2. 不断扩展，以服务更多用户。

当内容以15-40Mbp的速率（具体速率取决于帧频和高动态范围的级别）流式传输时，将为用户带来具有竞争力的4K超高清或超高清优质体验。为保持该吞吐量，OTT供应商需要拥有一个专用网络，或者在该地区拥有一个巨大的内容交付网络（CDN）， 且该内容交付网络拥有众多网络节点（POP），能 够向消费者家里提供足够的带宽。因此，目前在传输直播内容方面，电视台比OTT供应商具有显著的网络优势。

第三章

引4K，建伟绩

久经考验，向下兼容

涉足超高清服务的一个保守策略是， 从不受MovieLabs规范限制的4K内容做起。超高清帧频4K体育赛事的直播、广播、点播超高清内容的输不受现 有播放技术的分辨率和安全级别的限制。这样只需要在前端升级压缩编码能力，并向不兼容HEVC的设备提供解压缩编码支持。

运营商可能希望就采用相对不严格的安全性标准发行较低分辨率和画质的4K内容的权利与内容所有者（ 如电影公司）进行谈判。可以轻松地降低4K分辨率以兼容2K或模拟显示器。即使在较低的分辨率下， 运营商可根据消费者订阅级别，将超高清所固有的高帧频、真实色彩和动态范围特质提供给消费者。随后，可通过符合现有显示技术安全级别的家庭网关、 和OTT服务来发行更改后的内容。

此外，MovieLabs要求的取证水印和防盗版响应功能可随时安全启用，不会干扰运营商的现有内容和发行模式。有效的4K策略还可以最大化运营商现有内容的销售量和“下载观看”选项。通过逐步实施策略及平台升级，运营商可以采取渐进的方式来将4K集成到现有商业模式中，而无需进行可能威胁现有业务的大规模投资。

灵活输出

根据MovieLabs的规定，向消费者显示器传输或导出早期发行的4K内容时，需执行128比特加密和HDCP2.2链路保护。这意味着升级CA/DRM解决方案来使用带有输出安全信令及链路导出选项的HROT和安全媒体通道的安全芯片组。但是，未受保护的超高清、高清或标准画质内容仍可在不同的安全及分辨率级别输出。

为实现这种灵活性，运营商需要一种可以根据内容、 服务或屏幕类型的任意组合来管理分辨率和安全输出设置。使用元数据来校准具有输出要求的内容类型的安全信令功能可以实现这一点。随后，安全芯片组可以验证并执行输出设置，以达到所需的MovieLabs安全媒体通道要求。

第四章

结论

数字内容保护市场是一个不断变化的市场，通过不断发展来应对新的威胁，同时为运营商赢得更多的机遇。若想了解4K超高清所有潜在的商业和技术影响，需要对整个付费媒体环境进行深入的分析。事实上，市场作为一个整体仍在适应规模转型带来的影 响。

无论这个市场如何发展，运营商都需要找到一个可靠的合作伙伴来帮助其达到获取优质4K 超高清内容的安全标准，该合作伙伴需同时支持灵活的CA和DRM解决方案，使运营商利用现有内容提供更多的服务。 找到合适的合作伙伴后，运营商将能够探索新商业模式和营收机会，同时从其所有内容中获利。同样重要的是，可靠的合作伙伴必须能够通过成熟的防盗版和违规响应服务等形式保证运营安全，从而在发生盗版行为时向运营商提供支持。

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