有線電視技術(shù)監(jiān)測的重點指標分析

帕孜來提·吐爾遜

【摘要】隨著有線電視數(shù)字化的推進和國家對有線數(shù)字電視技術(shù)的大力支持，我國傳統(tǒng)的有線模擬電視終將被取代，監(jiān)控工作也將向數(shù)字化領(lǐng)域轉(zhuǎn)化。本文介紹了有線數(shù)字電視的優(yōu)勢，對我國兩種電視技術(shù)監(jiān)控工作中的關(guān)鍵指標進行了描述和探討，對有線電視傳輸流的監(jiān)控要點進行了總結(jié)，分析了有線數(shù)字電視平均信號電平、載波噪聲比、調(diào)制差錯率和誤碼率之間的內(nèi)在關(guān)系。

【關(guān)鍵詞】內(nèi)在關(guān)系;技術(shù)監(jiān)測;指標分析;監(jiān)測要點

中圖分類號：TN94? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.07..004

同有線模擬信號對比，有線數(shù)字信號有著極大的優(yōu)勢。隨著大眾對有線數(shù)字技術(shù)關(guān)注度的提升，本技術(shù)也越來越成熟，中國廣電總局隨之發(fā)布了有線模擬信號向有線數(shù)字信號過渡的時間表。目前我國數(shù)字有線電視的整體改造工作已基本完成，技術(shù)層面的工作已能滿足人們的日常需求，因而數(shù)字有線電視的發(fā)展重點逐漸轉(zhuǎn)移到服務(wù)層面。所以，為確保有線電視數(shù)字的穩(wěn)定、安全和高效運行，有必要建立一套科學(xué)、完善的有線電視監(jiān)控系統(tǒng)，以確保人們能夠正常地享受數(shù)字有線電視帶來的視覺服務(wù)。

1. 有線數(shù)字電視

簡而言之，有線數(shù)字電視就是在制作、接收和播放電視信號的全過程中使用數(shù)學(xué)技術(shù)。到目前為止，有線數(shù)字電視已走進千家萬戶。大多數(shù)電視用戶通過數(shù)字電視機頂盒或有線電視網(wǎng)絡(luò)接收信號。該系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：數(shù)據(jù)廣播、前端源、SI / PSI產(chǎn)生、復(fù)用干擾、用戶管理、網(wǎng)絡(luò)管理、條件接入和傳輸?shù)茸酉到y(tǒng)及用戶終端。其中最重要的是前端信號源子系統(tǒng)，主要由衛(wèi)星信號、存儲廣播、SDH / DWM / IP網(wǎng)絡(luò)、模擬信號源等部分組成。

2. 監(jiān)測有線模擬電視信號的要點

監(jiān)測有線電視的模擬信號時，通常需要監(jiān)控信號電平質(zhì)量、頻道之間的載波噪聲比、頻道內(nèi)的幅頻特性、V / A電平差、頻道間隔離度等技術(shù)指標。與監(jiān)測有線模擬電視信號不同的是，監(jiān)測有線數(shù)字電視信號并不需要關(guān)注所有指標，而主要關(guān)注信號電平、載波噪聲比和非線性失真等更重要的指標，從而降低監(jiān)測難度提升效率。

2.1 信號電平

在通信過程中，信號通常是從信號源傳輸?shù)浇邮战K端的。接收終端對信號源進行解析還原接收的節(jié)目，因此，接收終端設(shè)備必須具備較好的抗干擾能力以防止信號在傳輸中發(fā)生失真。信號電平是電視模擬信號接收器中一個必不可少的指標。但是信號電平只會受接收端的信號電壓和參考電壓分貝比影響，參考電壓一般為1mV。信號電平主要影響有線模擬電視的圖像質(zhì)量。通常來說，在信號電平在58dBμV范圍內(nèi)時，接收到的畫面有很大幾率會產(chǎn)生雪花，或者接收到的畫面沒有顏色。但是如果信號電平超過836dBμV，又會發(fā)生非線性失真導(dǎo)致接收到的聲音與畫面錯位，更糟糕的是信號無法被正常接收。因此，應(yīng)將信號電平控制在合適范圍內(nèi)，以確保有線電視可以正常運行。

2.2 載噪比

載波噪聲比（CNR）也是影響有線模擬信號的一個重要指標。影響它的主要因素是系統(tǒng)中某一固定點上圖像或者聲音的載波級和噪聲級之間分貝比。載波噪聲比（CNR）是能夠充分反映早期噪聲對信號影響的因素之一。此外，載波噪聲比對電視用戶接收到的圖像質(zhì)量也有很大的影響。圖像質(zhì)量隨載波噪聲比的增大而提高，隨載波噪聲比的減小而降低。如果信號電平在正確的范圍內(nèi)，但用戶接收到的圖像有雪花，這可能是由于信噪比低。因此，為了保證有線數(shù)字電視輸出的圖像質(zhì)量，信噪比應(yīng)高于基本值。在我國的相關(guān)規(guī)定中，載噪比需要保持大于43db。

2.3 非線性失真

系統(tǒng)中存在的許多非線性器件或者電路，是致使有線電視系統(tǒng)產(chǎn)生非線性失真的主要原因。例如：調(diào)制器、放大器等，這些器件或電路的存在很大程度上會對信號傳輸質(zhì)量造成影響。因此，我們在進行有線數(shù)字電視監(jiān)控的時候，必須對產(chǎn)生非線性失真的原因展開分析。

3. 有線數(shù)字電視信號射頻監(jiān)測要點

科技的發(fā)展和技術(shù)的進步將有限數(shù)字電視步步推進市場是經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢。我國的有線電視模擬信號終將被有線電視數(shù)字化所取代，并消失在公眾的視線中。所以，為保證電視用戶的需求，監(jiān)控有線數(shù)字的電視信號成為監(jiān)控工作的主要內(nèi)容之一。日常工作中，要從以下四個指標對有限數(shù)字的電視信號進行監(jiān)測，分別是：平均信號電平、載噪比、調(diào)制錯誤率、誤碼率和電視信號傳輸流。

3.1 平均信號天平

平均電平是指射頻信號在有效帶寬內(nèi)的平均平方根。由于有線數(shù)字電視采用QAM的調(diào)制方法，不存在圖像載波中心頻率。8MHz頻段的頻譜形狀一般比較平坦，沒有峰值。我們國家的有線數(shù)字電視基本都采用QAM64來進行調(diào)制，有線模擬電視退出市場之前，數(shù)字/模擬信號需要在HFC網(wǎng)絡(luò)進行同時傳輸。為了保證兩個不同的信號在同一網(wǎng)絡(luò)上傳輸時不會相互干擾，必須保證平均信號電平之差在一定的范圍內(nèi)波動，這是因為，首先，數(shù)字電視的抗干擾效果遠遠高于模擬電視，對C/N的要求要遠遠低于模擬電視信號;其次，數(shù)字信號的峰值/平均比很高。例如，DVB-C信號在64QAM調(diào)制模式下的峰值/平均比大于-10dBμV。通常為了減少兩種信號間的相互干擾及其他頻道干擾，設(shè)置模擬電視的平均信號電平高于數(shù)字電視的平均信號電平。具體可參考GY/T221-2006的相關(guān)標準，數(shù)字電視的平均信號電平范圍為50dBμV～75dBμV之間，在數(shù)字相鄰頻道間調(diào)整電氣平均信號時調(diào)整值要不超過3dBμV，相鄰模擬頻道和數(shù)字頻道間的電氣平均信號差是-10dB～0dB。

3.2 調(diào)制誤差率

因為數(shù)字電視信號具有較強的抗干擾能力，所以通常情況下小的干擾不會對數(shù)字信號產(chǎn)生影響，當(dāng)信號接收連續(xù)干擾并逐漸增加和錯誤代碼的數(shù)量超過糾錯碼的糾錯能力，就不會有代碼從而導(dǎo)致圖像馬賽克。我們可以用星座圖來對信號傳輸過程中的損傷進行觀察，當(dāng)調(diào)制錯誤率略有降低且星座位于星座的平方范圍內(nèi)時，誤碼率不受影響;當(dāng)調(diào)制誤碼率嚴重降低，星座沖擊點超過平方時，誤碼率增大。

誤碼率（BER）是指傳輸過程中的總比特數(shù)和數(shù)字信號中誤碼率之比。在傳輸過程中有線數(shù)字信號無法避免地會產(chǎn)生誤差，例如傳輸時候受到外部干擾，或由于電子元器件的電氣性能不理想從而導(dǎo)致傳輸網(wǎng)絡(luò)中的失真干擾等。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，誤碼率可以表明信號在傳輸中是否受到影響和影響的程度，因此誤碼率也是技術(shù)檢測工作的重點之一。

3.3 載波噪聲比（CNR）監(jiān)測

有線數(shù)字信號是一種調(diào)制傳輸系統(tǒng)，類似于有線模擬信號，載波噪聲比（CNR）用于測量信號質(zhì)量情況。載波噪聲比可以充分顯示有線數(shù)字信號對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的重點要求。載波噪聲比越高，信號質(zhì)量則越好。否則，信號質(zhì)量就會變差。不同于有線模擬信號中載波噪聲比低于43db所造成的“雪花干擾”，當(dāng)載波噪聲比較低時，有線數(shù)字信號傳送到接收端，會使用戶接收到馬賽克畫面，甚至可能發(fā)生圖像干擾或?qū)е陆獯a失敗。

載波噪聲比（CNR）與誤碼率（BER）密切相關(guān)。有線數(shù)字的電視信號中，傳送到用戶接收終端的載波噪聲比和信噪比的數(shù)學(xué)關(guān)系式如下：S/N=C/N+0.44（db）

根據(jù)國家的相關(guān)要求，在64QAM情況下，數(shù)字電視運行的射頻信號和噪聲功率比需要大于或等于26dB。

3.4 電視信號傳輸流監(jiān)測

對于有線數(shù)字電視的監(jiān)控工作，監(jiān)測射頻層不能準確判斷電視用戶接收的信號是否有問題，必須對傳輸流進行監(jiān)控。etsitr101-290描述了傳輸流監(jiān)控中的三個優(yōu)先級，依據(jù)MPEG-2和DVB標準，判斷用戶接收到的最終數(shù)字信號是否有問題。

Tr101-290共有三個優(yōu)先級，它主要是用來描述DVB系統(tǒng)的測量標準。該標準的作用是監(jiān)控傳輸過程中的碼流是否符合mepg-2和DVB的標準。Tr101-290中所包含的很多參數(shù)，能夠為有線數(shù)字電視故障點分析提供幫助。以下各段將說明TR101-290的三個優(yōu)先級。

第一優(yōu)先級中含有正確解碼所需要的參數(shù)，例如：同步丟失錯誤、程序相關(guān)表錯誤、包識別錯誤、同步字節(jié)錯誤、連續(xù)計數(shù)錯誤與程序比較錯誤等;

第二優(yōu)先級中含有同步后可以保證連續(xù)工作的參數(shù)與需要進行實時監(jiān)測的參數(shù)，例如：循環(huán)冗余校驗錯誤、數(shù)據(jù)傳輸錯誤、程序參考時鐘抖動錯誤、程序參考時鐘間隔錯誤、條件訪問錯誤和廣播時間標記錯誤等;

第三優(yōu)先級是關(guān)于應(yīng)用的相關(guān)參數(shù)，例如：網(wǎng)絡(luò)信息表的錯誤、事件信息表的錯誤、非指定PID的錯誤、緩沖區(qū)錯誤、TDT錯誤、數(shù)據(jù)延遲錯誤和空緩沖區(qū)錯誤等。

在對數(shù)字電視進行監(jiān)控時，挑選恰當(dāng)?shù)膬?yōu)先級與參數(shù)是監(jiān)控的基礎(chǔ)。特別是，第一優(yōu)先級和第二優(yōu)先級參數(shù)決定了傳輸流是否能夠正確解碼，以及是否會影響視頻和音頻播放效果，而第三優(yōu)先級參數(shù)則對運行至關(guān)重要。

4. 結(jié)語

本研究先討論有線數(shù)字電視的發(fā)展及優(yōu)勢，然后對目前我國的兩種電視技術(shù)在監(jiān)控工作中的關(guān)鍵指標進行了比較和討論，最后著重強調(diào)了對有線數(shù)字電視傳輸流的監(jiān)控。眾所周知，隨科技的進步和有線數(shù)字電視技術(shù)的逐步發(fā)展，我國有線電視的監(jiān)控工作也發(fā)生了顯著變化，所以在監(jiān)控時就需要分析數(shù)字電視原理結(jié)合實際來進行監(jiān)控，為確保電視用戶的實際需求得到滿足，我們需要重點監(jiān)控數(shù)字電視運行中的信號技術(shù)和信號頻率。

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