當(dāng)前高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

文丨楊錫鋒

（諸暨市廣播電視臺(tái)，浙江諸暨311800）

1 介紹高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)

高清數(shù)字電視一般采用歐洲的DVB-C標(biāo)準(zhǔn)，利用數(shù)字音頻壓縮技術(shù)傳遞信息，其中，高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)中，傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)。在傳輸網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中包含有地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)、有線傳輸網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星傳輸網(wǎng)絡(luò)這三個(gè)途徑。

地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)是高清數(shù)字方式傳輸?shù)碾娨晱V播網(wǎng)絡(luò)的最基本表達(dá)方式，因?yàn)檫@種地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)是利用電視臺(tái)地面設(shè)置的制高點(diǎn)天線，接受模擬信號(hào)然后再來(lái)發(fā)射無(wú)線電信號(hào)，可以廣泛地覆蓋所有的電視用戶，是每戶能夠接收無(wú)線信號(hào)來(lái)收看電視目。但是，在地面?zhèn)鬏斶^(guò)程中一些模擬電視傳輸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，會(huì)受到噪聲積累和干擾的影響，只能將接受信號(hào)的天線架到室外的制高點(diǎn)，這就提高了公用的天線系統(tǒng)在居民樓房中的使用。

隨著社會(huì)科技的進(jìn)步，使地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷進(jìn)步，并在光纜寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面和模擬電視廣播信號(hào)數(shù)據(jù)方面的發(fā)展下，將有線電視廣播網(wǎng)絡(luò)發(fā)展起來(lái)了。對(duì)有限電視廣播網(wǎng)絡(luò)與地面廣播網(wǎng)絡(luò)相比較，兩種廣播網(wǎng)絡(luò)在相同頻率下的傳播方式不同。其中，地面廣播網(wǎng)絡(luò)受限于無(wú)線發(fā)射頻點(diǎn)的許可，而有線廣播網(wǎng)絡(luò)有一定的優(yōu)勢(shì)，它能夠利用一個(gè)地區(qū)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的排列方式將信號(hào)聯(lián)系起來(lái)，具有很好的發(fā)展趨勢(shì)。

與地面和有線傳輸信號(hào)不同的是，衛(wèi)星傳輸網(wǎng)絡(luò)對(duì)高清數(shù)字電視的廣播有較大的優(yōu)勢(shì)，它可以將高清數(shù)字電視接收的節(jié)目信號(hào)進(jìn)行集中，運(yùn)用自身的傳輸方式進(jìn)行傳遞。即：首先將收集的信號(hào)整體采用微波方式傳遞到地面發(fā)射站；然后，地面發(fā)射站將信號(hào)傳遞到人造地球衛(wèi)星上，再利用人造衛(wèi)星作為中轉(zhuǎn)站將信號(hào)用微波信號(hào)形式傳送到地面；最后，高清數(shù)字信號(hào)電視通過(guò)小型的接收天線（衛(wèi)星制式的機(jī)頂盒）來(lái)接收來(lái)自人造衛(wèi)星上面的信號(hào)，來(lái)收看電視節(jié)目。

2 關(guān)于地面高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜齻€(gè)標(biāo)準(zhǔn)

目前，全球共有三套國(guó)際數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)。第一，1996年由美國(guó)高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì)(ATSC) 研發(fā)的，即：ATSC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)；第二，1997年由歐洲提出的，即：DVB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)；第三，1999年由日本提出的，即：ISDB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)這三種系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)講，使用受限于系統(tǒng)當(dāng)時(shí)的環(huán)境和硬件的支持能力；從其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)方面看，設(shè)計(jì)方向和技術(shù)水平均沒(méi)有體現(xiàn)出系統(tǒng)應(yīng)有的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2.1 美國(guó)的ATSC標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)ATSC系統(tǒng)是為了傳輸高質(zhì)量視頻和音頻以及輔助數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的，用于地面廣播系統(tǒng)。該系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)具有較高的頻譜效率和較低的功率峰均比，能夠可靠地傳輸數(shù)據(jù)，它由四個(gè)相對(duì)分開(kāi)的階級(jí)組成，并且每段階級(jí)界面之間傳輸?shù)漠?huà)面非常清晰。這個(gè)系統(tǒng)分為三層，第一層是圖像層，該層是由能夠確定圖像形式的幅型比、幀頻和像素陣列三個(gè)元素組成的；第二層是圖像的壓縮層，該層能夠傳輸大齡容量和實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)流MPEG-2 的主要標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行壓縮形成的；第三層是系統(tǒng)的復(fù)用層，它是把將特定不同的的數(shù)據(jù)信號(hào)容納到指定的壓縮包，然后再利用用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)來(lái)進(jìn)行壓縮；最后一層是傳輸層，該層的最主要作用是在傳輸過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和確定采用的信號(hào)編碼方案。這就是ATSC-DTV 標(biāo)準(zhǔn)在被FCC通過(guò)之前，美國(guó)在數(shù)字有線電視技術(shù)方面投入了大量資金的原因。美國(guó)的科技技術(shù)相較于其他國(guó)家一直處于領(lǐng)先地位，所以美國(guó)的數(shù)字有線電視采用的并不是該標(biāo)準(zhǔn)，而是與此標(biāo)準(zhǔn)相近其他標(biāo)準(zhǔn)。ATSC傳輸系統(tǒng)具較好的性能，對(duì)ATSC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)講具有很好的應(yīng)用前景。目前，許多有線數(shù)字電視系統(tǒng)工程行業(yè)已經(jīng)將美國(guó)有線電視行業(yè)的ATSC-DTV標(biāo)準(zhǔn)和部分電視系統(tǒng)現(xiàn)用標(biāo)準(zhǔn)作為數(shù)字信號(hào)優(yōu)先電視的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 歐洲的DVB標(biāo)準(zhǔn)

歐洲D(zhuǎn)VB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是歐洲數(shù)字電視廣播系列中數(shù)字地面電視廣播的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。其中，最復(fù)雜就是DVB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)能夠很好地接收室內(nèi)和移動(dòng)信號(hào)，并對(duì)一些導(dǎo)頻信號(hào)完成系統(tǒng)的同步、載波的恢復(fù)信道估計(jì)等要求。該系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)包括了四個(gè)系統(tǒng)。第一，DVB 傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)在地面、有線、衛(wèi)星、SMATV、MMDS 等所有的電視信號(hào)傳輸系統(tǒng)均有涉及。其中，DVB 傳輸系統(tǒng)包括了DVB-T 數(shù)字地面廣播系統(tǒng)、DVB-C 數(shù)字有線電視廣播系統(tǒng)以及DVB-S 數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)這三個(gè)DVB 標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，我國(guó)采用的DVB系統(tǒng)中DVB-S 數(shù)字衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。第二，DVB 基帶附加信息系統(tǒng)。對(duì)DVB 基帶附加信息系統(tǒng)來(lái)講，在視頻、音頻、圖行、數(shù)字、信號(hào)、標(biāo)注等方面的信號(hào)傳輸比較流行，并且在該DVB基帶附加信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將能夠運(yùn)用到字幕、圖形、標(biāo)注和固定格式的文章的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)分為廣播信號(hào)系統(tǒng)（DVBSI）、數(shù)字圖文信號(hào)系統(tǒng)（DVBTET）、字幕數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)（DVBSUB）三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。第三，DVB交互業(yè)務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是通過(guò)快速集成平臺(tái)在有線電視數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，并根據(jù)需要提供時(shí)移、VOD、廣播、網(wǎng)絡(luò)錄像等多個(gè)方面提供交互式的視頻業(yè)務(wù)。交互業(yè)務(wù)系統(tǒng)形成的主要因素有：與其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的交互式網(wǎng)絡(luò)相互兼容的獨(dú)立協(xié)議、交互式過(guò)程命令的傳送、信號(hào)回傳的控制等幾種因素。第四，DVB條件接收及接口標(biāo)準(zhǔn)。它不但是付費(fèi)電視的基本組成部分，還是保證高清數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)電視運(yùn)行良好的標(biāo)準(zhǔn)。

DVB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，有利于模擬電視和數(shù)字共存，在模擬電視混合傳輸信號(hào)方面，不需要經(jīng)過(guò)優(yōu)化就可以對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行屏蔽，在移動(dòng)接收上可以抵抗多晶失真的能力，具有較大優(yōu)勢(shì)。DVB 數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)與ATM和SDH等其他電信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的連接，能夠塔高DVB標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的適用領(lǐng)域，進(jìn)而達(dá)到DVB標(biāo)準(zhǔn)向電信網(wǎng)絡(luò)的過(guò)渡。DVB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)因其具有的靈活性使得在澳大利亞、拉丁美洲、香港等地區(qū)受到廣泛的應(yīng)用。

2.3 日本的ISDB標(biāo)準(zhǔn)

日本的ISDB系統(tǒng)是采用MPEG-2傳送比特的復(fù)用方案和OFDM調(diào)制的方式，在普通的信號(hào)傳輸?shù)郎习l(fā)送不同的信號(hào)。與此同時(shí)，并利用各種不同的信號(hào)傳輸?shù)缹?duì)接受器發(fā)送復(fù)用信號(hào)。ISDB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)具有較強(qiáng)的柔韌度、較大的擴(kuò)展范圍以及較廣的通用性等特點(diǎn)，能夠靈活地將電視節(jié)目和其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的信號(hào)集結(jié)起來(lái)，并為滿足不同業(yè)務(wù)上的需求提供了較好的使用條件。

3 高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的發(fā)展方向

目前，根據(jù)對(duì)高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)運(yùn)用的調(diào)查結(jié)果來(lái)講，美國(guó)的 ATSC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)被5個(gè)國(guó)家及地區(qū)采用過(guò)，但是有兩家已經(jīng)退出。歐洲的DVB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)有33個(gè)國(guó)家和地區(qū)正在使用。另外，隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)物質(zhì)文化生活水平的要求有所提高，因此大量單位企業(yè)要求對(duì)高清數(shù)字電視信號(hào)系統(tǒng)加大力度的進(jìn)行研究。其中，多載波技術(shù)（OFDM）是目前無(wú)線寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的方向，在高清數(shù)字電視傳輸方面不但被多個(gè)國(guó)家采用，并且該方向已經(jīng)成為一種新興的主流發(fā)展技術(shù)。

4 總結(jié)

數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)系統(tǒng)作為高清數(shù)字電視的主要核心，不但作為提高數(shù)字電視的清晰度和改善信號(hào)兼容性的核心技術(shù)，而且還確保了對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)系統(tǒng)的完全接收。高清數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)電視的發(fā)展，在一定程度上滿足了消費(fèi)者的使用條件，并能夠更進(jìn)一步的對(duì)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行完善。在提高對(duì)高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸技術(shù)方面的研究和加大資金投入的前提下，確保完全掌握高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)的傳輸。

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