高清數(shù)字電視的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)及發(fā)展趨勢分析

曹 震

（遼寧省廣播電視錦州醫(yī)巫閭山轉(zhuǎn)播臺，遼寧 錦州121000）

我國數(shù)字電視技術(shù)起步較晚，但隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展速度較快，當(dāng)前我國全面普及高清數(shù)字電視，有效地替代了傳統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)字電視。數(shù)字電視技術(shù)融多種技術(shù)為一體，提升了節(jié)目的畫面質(zhì)感和清晰度，而且具有較強的抗干擾能力，數(shù)據(jù)傳輸效率較高，并具有較好的兼容性，這也使高清數(shù)字電視技術(shù)自應(yīng)用以來深受用戶的青睞。因此通過對高清數(shù)字電視傳輸技術(shù)的分析，積極促進技術(shù)的發(fā)展和優(yōu)化，從而為電視用戶帶來更高質(zhì)量的數(shù)字電視節(jié)目。

1 高清數(shù)字電視的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)概述

高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)集多種先進技術(shù)于一身，并以地面、衛(wèi)星和有線三大數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。在地面網(wǎng)絡(luò)中，電視臺借助于發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射無線電視信息，實現(xiàn)對電視用戶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，用戶通過接收信號收看電視節(jié)目。地面網(wǎng)絡(luò)作為高清數(shù)字電視信息傳輸?shù)淖罨灸Ｊ?，隨著光纖寬帶傳輸技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，采用樹形光纖數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)進行電視廣播數(shù)據(jù)的傳輸，而且樹形光纖與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在不斷發(fā)展過程中，能夠脫離地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)單獨存在，發(fā)展成為具有獨立性的有線網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳播特點更具獨特性，這也使其擁有更多的電視用戶。相較于地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)，有線傳輸頻率與其存在差異性，實現(xiàn)了一城一網(wǎng)或是一地一網(wǎng)的傳輸，并借助電視用戶端口有效連接起有線機頂盒和電視。而衛(wèi)星電視傳輸技術(shù)是通過集中電視節(jié)目內(nèi)容，借助衛(wèi)星地面發(fā)射站的相關(guān)設(shè)備，并利用微波將數(shù)據(jù)傳輸至同步衛(wèi)星上，通過同步衛(wèi)星發(fā)送至地面，從而使用戶能夠接收到實時的高精數(shù)字電視節(jié)目。我國高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)傳輸方面起步較晚，但近年來發(fā)展速度較快，具體以雙絞線、同軸電纜和電纜作為傳輸媒介，這幾種媒介具有較好的經(jīng)濟性、適用性和擴展性，后期維護更加便捷。當(dāng)前我國無線傳輸技術(shù)也取得較快的發(fā)展，這也為高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)傳輸提供了重要的技術(shù)保障。

2 高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的優(yōu)越性

2.1 傳播效率更高

廣播電視行業(yè)在先進技術(shù)支持下，近年來用戶能夠收看的電視節(jié)目越來越多。特別是高清數(shù)字電視傳輸技術(shù)的應(yīng)用，相較于傳統(tǒng)電視節(jié)目少和用戶體驗差的問題，高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)借助于自身的優(yōu)勢，增加了電視節(jié)目的數(shù)量，在傳輸過程中通過壓縮電視數(shù)據(jù)和信號，使用戶觀看到更多的電視節(jié)目，用戶能夠獲得良好的體驗。而且高清數(shù)字電視用戶能夠進行點播和選擇，自主觀看自己喜歡的電視節(jié)目。

2.2 畫質(zhì)更加清晰

當(dāng)前人們對于電視、手機等的畫質(zhì)和音質(zhì)要求不斷提高，畫質(zhì)和音質(zhì)是選擇的重要標(biāo)準(zhǔn)。由于高清數(shù)字電視在數(shù)據(jù)傳輸過程中具有較強的抗干擾能力，可以進一步提高畫質(zhì)的清晰度，音質(zhì)也沒有雜音，能夠更好地滿足用戶的不同需求，這也是高清數(shù)字電視自發(fā)展以來備受用戶青睞的主要原因。

2.3 高清數(shù)字電視兼容性強

在高清數(shù)字電視的安裝和運用過程中，在非數(shù)字電視機上安裝一個機頂盒即可以接收和觀看數(shù)字電視節(jié)目，具有較強的兼容性。通過購買高清數(shù)字電視還能夠獲得更多種類的服務(wù)，為用戶帶來良好的觀看體驗。

3 高清數(shù)字電視的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)分析

3.1 電視信號的傳輸

借助數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞竭M行高精電視信號傳輸，實現(xiàn)了電視節(jié)目整個過程的數(shù)字化。而且對于高清數(shù)字電視而言，對其視頻分辨率標(biāo)準(zhǔn)、音頻數(shù)字格式、屏幕寬高等都有明確的規(guī)定。在當(dāng)前許多電視節(jié)目制作、編輯和存儲過程中也實現(xiàn)了全部高清化。在具體制作電視節(jié)目過程中，利用高清攝像機拍攝圖像，并由電視臺進行編輯處理，形成高清的HD-SDI 信號。這些高清信號需要經(jīng)過壓縮處理后才能傳輸至用戶液晶電視上并顯示出來。而且高清的HD-SDI 信號要與衛(wèi)星或是有線網(wǎng)絡(luò)傳輸相適應(yīng)，需要利用編碼器設(shè)備針對信號實施編碼壓縮處理。具體使用的編碼器通常會采取兩種技術(shù)方案，一種是借助于ASIC 芯片，具有高效率和編碼質(zhì)量好的優(yōu)點，但芯片開放性不足，更新速度慢，不便于加入新功能模塊，芯片穩(wěn)定性有待提高。高清電視信息編碼完成后，借助于有線網(wǎng)絡(luò)或是衛(wèi)星進行無損傳輸，并針對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流進行處理，利用同軸電纜將其送達用戶，用戶借助機頂盒接收器和高分辨率的電視機即可以收看到高清電視節(jié)目。

3.2 高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)在有線網(wǎng)絡(luò)中的處理技術(shù)

由于采用全數(shù)字化格式的電視數(shù)據(jù)，這也使其在有線網(wǎng)絡(luò)中的處理更具便捷性。當(dāng)前高清電視節(jié)目從提供商至運營商通常通過兩種方式實現(xiàn)，即利用SDH 地面?zhèn)鬟f模式和衛(wèi)星覆蓋模式。高清電視節(jié)目經(jīng)過編碼處理，有線前端通過對以傳輸流格式傳輸?shù)母咔骞?jié)目進行接收，并利用加擾、插入和VOD 等系統(tǒng)對信號進行點播和時移處理，并利用QAM 調(diào)制后送至有線網(wǎng)絡(luò)，完成向電視用戶的傳輸。通常情況下我國有線數(shù)字電視前端系統(tǒng)播出的高清節(jié)目采用MPEG-2 編碼格式，而且針對每個QAM頻點可以放置兩套節(jié)目。

3.3 高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)在傳輸中的轉(zhuǎn)碼技術(shù)

當(dāng)前各電視開展VOD 業(yè)務(wù)，同時進一步增加了高清節(jié)目，這也使有線電視頻點資源呈現(xiàn)出緊張的狀況。由于傳統(tǒng)MPEG-2 高清節(jié)目存在頻譜利用率低和帶寬占用大的問題，因此宜重視轉(zhuǎn)碼技術(shù)的應(yīng)用，將MPEG-2 格式轉(zhuǎn)化為H.264 格式。由于在編碼格式不同的情況下，宏模板大小各異，在轉(zhuǎn)化MPEG-2 格式的碼流過程中存在較大的難度。當(dāng)前市場上的轉(zhuǎn)化方案有幾種，可以借助于英特爾的CPU 和軟件進行轉(zhuǎn)碼，也可以借助于碼流控制或是通過ASIC 芯片完全解碼后再編碼。

4 高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

4.1 高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前高清數(shù)學(xué)電視的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在應(yīng)用過程中一般以DVB 標(biāo)準(zhǔn)為主，覆蓋面十分廣泛，通過控制頻率和中轉(zhuǎn)發(fā)器的傳輸速度，能夠保證多種電視節(jié)目的復(fù)用。利用DVB 標(biāo)準(zhǔn)開展的相關(guān)業(yè)務(wù)，部分通用接口能夠有效地減少干擾，保證高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)的正常傳輸。同時將DVB 標(biāo)準(zhǔn)與SDH 等數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)進行連接，可以進一步拓寬DVB 標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展廣度，建立與我國實際情況相符合的DVB 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)準(zhǔn)。相較于傳統(tǒng)電視技術(shù)，高清數(shù)字電視傳輸具有較多的優(yōu)勢，能夠有效滿足用戶多方面的需求。但高清數(shù)字電視在發(fā)展過程中仍存在較大的挑戰(zhàn)，其需要依托網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行數(shù)據(jù)傳輸，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也有效帶動了高清數(shù)字電視的發(fā)展。互聯(lián)網(wǎng)也具有高清數(shù)字電視中存在的信息和數(shù)據(jù)，而且互聯(lián)網(wǎng)還不受時空束縛，這也給高清數(shù)字電視的發(fā)展帶來了較大的挑戰(zhàn)。高清數(shù)字電視與互聯(lián)網(wǎng)之間存在較強的共通性，這也對高清數(shù)字電視資源的安全性帶來較大的風(fēng)險，影響用戶的正常使用，因此在高清數(shù)字電視發(fā)展過程中，安全是較為關(guān)鍵的一項內(nèi)容，需要加大重視力度。

4.2 高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.2.1 向3D 視覺效果方向發(fā)展

近年來科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，影視技術(shù)有了全新的突破，這也使用戶對影像視覺效果的要求不斷提高。隨著人們藝術(shù)審美要求的提升，傳統(tǒng)平面動態(tài)圖像已無法滿足人們對真實場景的需求，在這種情況下，3D 技術(shù)的應(yīng)用有效彌補了傳統(tǒng)平面動態(tài)圖像的不足。通過推進高清數(shù)字電視的傳輸技術(shù)向3D 視覺效果方面的發(fā)展，可以為人們帶來視覺上的享受，在家通過觀看電視節(jié)目即可以體驗到3D 視覺效果。

4.2.2 4K 傳輸與最新應(yīng)用

近年來人們對3D 電視關(guān)注度提升，通過應(yīng)用4K 技術(shù)可以有效地提高HD 高清信號的分辨率和像素點。而且4K 視頻數(shù)據(jù)量的改進也對視頻信號傳輸能力提出了更高的要求。隨著壓縮技術(shù)的發(fā)展，4K 技術(shù)取得了一定的成效，但在實際發(fā)展過程中仍需要重視信號傳輸，并要考慮選擇何種方式傳輸，從而保證傳輸信號的高清度。

4.2.3 實現(xiàn)高階調(diào)制技術(shù)的推廣

廣播電視行業(yè)的迅速發(fā)展也帶來了一些問題，這其中最常見的問題即是頻譜使用頻率問題。針對這種情況，需要重視發(fā)揮高階調(diào)制技術(shù)的優(yōu)勢，全面提高頻譜使用效率。但當(dāng)前我國高階調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用仍處于初始階段，許多內(nèi)容需要進一步完善，特別是針對覆蓋范圍有限和無法滿足廣泛用戶需求的問題。但在實踐操作過程中，當(dāng)擴大覆蓋范圍時，必然會導(dǎo)致抗干擾能力的下降。因此在數(shù)字傳輸技術(shù)發(fā)展過程中，還需要重視與先進技術(shù)的有效結(jié)合，不斷優(yōu)化和改善頻譜使用效果，全面提高頻譜使用率確保擴大覆蓋范圍。這樣才能進一步提高頻譜使用效率，為高清數(shù)字電視的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)快速發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

4.2.4 實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、電信網(wǎng)的三網(wǎng)聯(lián)合

在當(dāng)前數(shù)字電視發(fā)展過程中，三網(wǎng)融合已成為數(shù)字傳輸技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。特別是隨著DTMB 標(biāo)準(zhǔn)的推廣和應(yīng)用，這也使我國數(shù)字電視技術(shù)進入了一個全新的發(fā)展階段。但當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、有線和無線數(shù)字傳輸技術(shù)的整體發(fā)展仍處于較低水平，在實際應(yīng)用過程中會出現(xiàn)許多問題，對廣播電視傳輸技術(shù)的應(yīng)用效能帶來較大的影響，無法更好地滿足人們的需求。通過三網(wǎng)聯(lián)合的實現(xiàn)，可以實現(xiàn)優(yōu)勢互補，有效對彼此之間的不足進行彌補，積極推進數(shù)字電視傳輸技術(shù)的優(yōu)化和創(chuàng)新，進一步解決技術(shù)應(yīng)用中存在的問題，將高清數(shù)字電視數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的優(yōu)勢更好地凸顯出來。

5 結(jié)束語

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的新形勢下，高清數(shù)字電視的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)取得了較快發(fā)展，并成為廣播電視行業(yè)發(fā)展過程中不可或缺的重要技術(shù)之一。目前高清數(shù)字電視傳輸技術(shù)雖然有較大的發(fā)展空間，但在實際發(fā)展中仍然面臨較大的挑戰(zhàn)。高清數(shù)字電視傳輸技術(shù)的發(fā)展可以有效地滿足人們的需求，同時也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。隨著人們對廣播電視視覺畫面要求的提高，數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)也得以發(fā)展和進步，通過在高清數(shù)字電視傳輸技術(shù)應(yīng)用過程中不斷地提升技術(shù)水平，可以為我國高清數(shù)字電視的發(fā)展起到重要的助力支持。