浅谈有线数字电视传输技术.pdf

口浅谈有线数字电视传输技术攀钢有线电视台易维善主题内容：文章介绍了我国数字电视的发展和进程情况，还介绍了数字电视的技术优势、传输技术、传输方式，以及有线数字电视下行频道的划分情况关键词：数字电视、同步卫星、模数转换1 我国有线数字电视的发展情况：目前我国数字电视技术的发展与先进国家基本保持同步，1 9 9 5 年中央电视台开始用数字电视播出加密频道，用卫星向有线台传送四套加密电视节目，各省台1 9 9 6 年开始用数字压缩技术进行卫星传送，每个转发器同时传送5 套节目，1 9 9 8 年国家建立了直播卫星广播试验平台，通过卫星上的四个转发器把中央电视台和各省电视台的节目全部集中在一起向全国传送在数字电视机方面，我国经两年的研究，依靠自己的科技力量，1 9 9 8 年成功的研制出我国第一台H D T V 样机，并在北京进行了开路演示，为5 0 周年国庆庆典活动作出了播出试验，效果良好2 我国有线电视数字化进程情况：我国已明确制定了全国向数字化迈进的三步计划1 、2 0 0 5 年为第一阶段，这是全面启动和抓住推进阶段，卫星全部实现数字化传输，省级以上有线电视台网基本实现数字化，现有的模拟电视采用机顶盒兼容接收数字电视信号；2 0 0 3 年要完成地面数字H D T V 电视标准的制定，在省会城市开播数字电视，基本实现数字化的有线电视本地网络达到5 0 个左右，用户数量达到1 ( 3 0 万户规模，2 0 0 5 年要达到3 0 0 个以上，用户规模达到3 0 0 万户。

2 、第二阶段，2 0 1 0 年在节目制作、播出及卫星、有线电视传输地面电视基本实现数1 9 8C C N S 2 0 0 4 中国电视传媒与网络发展高峰会议B 技术与应用口字化，数字电视接收机用户基本达到普及3 、2 0 1 5 年为完成模拟向数字过渡阶段，阶时全面实现数字化，逐步停止模拟电视信号的播出数字化进程已列入国家“十五”计划的十二项重点项目中，为顺利实现模数过渡提供了可靠保证3 数字电视的技术优势：1 、能充分合理地利用各种类型的频率资源，解决频率资源紧缺，目前5 5 0 M H z 内只能传送5 0 套模拟电视节目，如果利用数字信号的可复用特征，可在8 M H z 一个普通频道内传送6 ～8 套标准的清晰度数字信号节目，有效地利用了有线电视网络的频道资源2 、大幅度提高了节日的传输质量和抗干扰能力，对于增加的频道资源可发展旅游、妇女、保健、教育、广告等专业性较强的频道，更好地为观众进行定位，满足不同层次观众的不同需求3 、大大提高了传输设备的功能和性能，由于模拟电视的传输非常容易受到各种原因的不同干扰，要想提高图像质量的难度很大，影响用户的正常收看，对于一些过去生产而无增补频道的用户电视机讲，更是意见多，而采用数字传输有线电视信号则不存在这些，只要数字的传输误码率不超过技术规定的极限，有线网络中的噪声，交互调等干扰都不会被显示出来，它不会对电视图像和伴音产生直接干扰，解决了图像质量问题。

4 、数字电视技术的传输有利于实现多种技术的触合，由于它采用了和D V D 同样的编码方式，通过机顶盒、有线电视数字用户即可收看到清晰度达到D V D 档次的高质量电视节目5 、数字传输技术有利于多种多功能有线综合新业务的开展，并能高水平高效益的管理好有线电视用户，达到科学有效的收费管理，建立起来的有线电视数字平台有一个先进的加密系统，它能随时跟踪数字用户的收视情况，还能进行加密控制收看状态，及收费管理情况，实现对用户的良好管理6 、采用数字技术，与计算机配合可实现设备的自动控制和调整，能避免系统的非线性失真的影响，数字设备输出信号稳定可靠，压缩后的数字信号经数字调制后，可进行开路广播，在设计的服务区( 地面广播) 观众将以极大差错接收，收看到的图像和伴音信号非常接近演播室信号的质量，能与计算机“融合”而构成一类多媒体计算机系统，成为未来“国家信息基础设施的重要组成”容易实现信号的存储，而且储存时间与信号特性无关4 数字电视的传输技术：4 ．1 模拟信号与数字信号4 ．1 ．1 模拟信号( A n a l o gS i g n a l ) 是用信号的某一参量( 连续波的振幅、频率、相位，脉冲波的振幅、宽度、位置) 的连续变化来表示消息，而且直接与消息相对应的信号。

其特点之中国电视传媒与网络发展高峰会议C 舀N S 2 0 0 419 9口一一是函数的取值为无限多个、信号函数的定义域和值都是连续的其二是传递的信息包含在信号的波形之中( 比例关系) 4 ．1 ．2 数字信号( D i g i t a lS i g n a l ) 的某一参量只能取有限个数值，而且常常不直接与消息相对应的信号，即指当驮载荷消息的参量( 如电信号的幅度、频率、相位等) 的改变在时间上和取值上都是离散信号主要特点之一是函数取值为有限多个，信号函数的定义域和值域都是离散的其二是待传递的信息包含在码元的不同组盒之中( 对应关系) 码元代表数字信号基本单元的一个数字脉冲，’其最小宽度是一个单位间隔码元携带的信息量n 由码元取的离散值个数N 耒决定一个码元携带的信息量n = L 0 9 2 ( N ) [ b i t 】4 ．2 数字电视技术的含义：数字电视指的是用数字信号来表示图像信息从广义上讲，数字电视是用数字方式来摄取、记录、处理、传输、接收和显示电视信号如何以数字化的方式来传输、处理节目源，它的方式是从节目源的采集开始，到制作、传输，直到终端的数字用户，都是以数字方式来处理信号的端到端的系统。

而模拟信号转变成数字信号的过程是在符合抽样定理的前提下，对模拟图像中像素点的亮度、色度进行采样，然后将时间离散化的信号按一定的量化间隔量化，达成幅度离散化，最后以特定规则编码，形成数字信号简单的讲模拟信号数字化的过程就是取样( S a m p l i n g ) 一量化( Q u a n t i z a t i o n ) 和编码( C o d i n g ) 的过程在取样的过程中取样的频率必须大于信号带宽的两倍，才能从取样中完全恢复信号对P A L 制电视信号进行数字化取样的频率常采用彩色副载波的二倍或四倍，如四倍彩色副载波为1 7 ．7 2 M H z 取样频率必须与副载波连锁，这样能避免因差拍而产生的干扰，减少了复原图像的噪声通过取样把模拟信号变为时间上离散的脉冲信号，这些脉冲信号的幅度仍然是模拟的，故还应对模拟幅度进行离散化处理，才能用数码来表示其幅值这种对幅值进行分级，并按每级进行舍零取整的过程叫作量化编码是指把量化后的信号、转换成数字编码脉冲假如把n 个比特的二进制码来表示已量化的取样值那么每一个二进制数字字节就对应一个量化值，再经过排列后得到由二值脉冲组成的数字信息流如果把这一串数字信息流在D ／A 转换中，通过相反的过程重新组成原来的取样值，再通过低过滤波器恢复原有信号。

通过A ／D 变换而获得脉冲串等于取样频率与量化比特数的乘积，被称为传输数字信号的数码率比如P A L 制信号经编码后，设取样频率为四倍副载波，即1 7 ．7 2 M H z ，量化比特数为8 ，则编码后的数码率就是1 7 ．7 2×8 = 1 4 1 ．7 6 M b p s 如果量化采用1 0 b i t 或1 2 b i t ，则数码率分别为1 7 7 ．2 M b p s 和2 1 2 ．“M b p s 从中发现取样频率越高，量化比特数越大，数码率就越高，所需传输的设施的带宽则越宽4 _ 3 数字电视的准确概念：数字电视是从信源开始，将图像的每一个象素、伴音的每个音节，都用二进制数码编码成多位数码，再经高效的信源压缩编码和前向纠错、交织与调制等信道编码后，以非常高的比特进行数码流的发射、传输和接收在接收端的显像管和扬声器的输入端，得到高2 0 0C C N S 2 0 0 4 中国电视传媒与网络发展高峰会议B 技术与应用口质量的模拟图像信号和具有环绕立体声或丽音效果的模拟声音信号4 ．4 数字电视的几种传输方式目前数字电视有三种传输方式，它们是地面传输、有线电视传输和卫星三大传输方式。

有线数字电视下行频道的五个频段：频段包括频道频率范围M H z备注AZ 1 一Z 71 1 1 —1 6 7z l 禁用、Z 2 一z 4 避用D S 6 一D S l 21 6 7 ——2 2 3z 5 一z 6 可能受固定通信业务干扰BZ 8 一Z 3 72 2 3 ——4 6 3Z 2 1 避用、Z 1 5 、Z 2 2 - - Z 2 7 可能受到通信业务干扰，Z 3 5 - - Z 3 7 使用双向数据下行CD S l 3 一4 7 0 ——5 5 6D S 2 4DZ 3 8 一Z 4 25 5 6 —6 0 6Z 3 8 - - Z 4 2 优用于双向数据下行，D S 2 5 ——6 0 6 —8 5 8D S 4 9 - - D S 5 6 可能受无线电固定移动通信业务干扰D S 5 6ED S 5 7 ——8 6 2 —9 5 8D S 5 7 - - D S 6 8 可能受无线C D M A 直放站干扰D S 6 8D S 6 2 - - D S 6 3 可能受数字干扰，D S 6 8 可能受数字基站干扰4 ．4 ．I 地面传榆地面数字电视广播网络主要通过发射无线电波( 开路发射) 来覆盖电视用户，用户可用接收无线电视机来收看电视节目。

这种方式属数字电视最基本的传输网络，应用较为普遍4 ．4 ．2 有线电视传输随着广播电视技术的飞快发展和设备的不断更新加上用光纤传输电视信号的技术己得到广泛应用，从光纤主干线到小区光纤到栋幢已经形成了一整套技术，由于有线电视拥有大量的用户，它能以一个地区、一个城市、一个企业形成一个体系，联网也非常方便，非常容易实现电视用户端机顶盒与电视机相连，这种传输方式以光纤为主干、同轴电缆为分配网的星、树形光纤，同轴电缆混合网得到了普遍的利用，逐渐演变成为脱离地面广播系统而独立存在的有线电视广播网络，它有无限的发展前途，有线数字电视下行频道划分见表中4 ．4 ．3 卫星传榆方式卫星数字电视传输方式与地面传输和有线电视网络传输方式不同，它是把数字电视节目利用地面卫星发射站，用微波发送到离地面3 ．8 万公里高度的同步卫星上，同步卫星用微波转发回地面，用户可通过卫星接收无线和卫星制式机顶盒收视卫星数字电视节目，卫星数字电视广播信道是微波信道，传输功率是其主要矛盾中国电视传媒与网络发展高蜂会议b ' 艺N $ 2 0 0 42 0 1口 5 如何实现模数平移工作有线电视系统网络要由模拟传输整体平移到数字传输，从技术上首先考虑需涉及到网络的改造，技术平台设备的更新等项系统工程才能过渡到数字化传输系统。

目前国内各大台网的带宽均在5 5 0 M 1 4 z 、7 5 0 M H z 、8 6 2 M H z 三种，网络约传送4 0 套左右节目和部分数据节目，从国家广电规定的—U 下行频点分割情况看，除去过渡频段，如果考虑到个别干扰严重的增补频道，c a b l em o d e m 要使用的频道，还有些无线开路频道不能使用的外，网络中实际能使用的频道会进一步减少因此，频道资源非常紧张攀钢有线电视系统为了达到在2 0 0 8 年实现数字化目标，首先在网络改造方面先行一步，其整体方案是主支干线采用一、二级光纤网，设一个中心机房和若干个分机房，光工作站设在各小区中心位置光工作站后面不设放大器，R F 信号经分配后直接进入集线器，集线器以星形方式覆射到每一个用户，目前已完成2 万户的改造工作，实现了宽带上网、视频点播等项业务，在今后两年内将完成网内近6 万户的改造工作，介时攀钢网络将实现质的飞跃，顺利完成网络化的技术改造工作，实现模拟向数字传输过渡的第一步，今后将在这张网上构建数字传输和服务平台，面向市场，开展多功能的接入服务工作，在数字化网络建设的同时也将对中心前端、分前端的设备进行数字化演变，。