谈模拟电视与数字电视信号的传输

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[关键词]模拟;数字;信号

目前,我国的广播电视事业正在全力推进广播电视数字化,并以有线电视数字化为突破口,来大力发展我国的信息产业,使我国的有线电视尽快达到信息化和数字化时代。要求加快这项工程的实施。广电总局根据中央的要求,将我国数字化实施分为“三步走”的发展战略,即2003年为全面推进有线电视数字电视年;2005年开展数字卫星直播业务,开始地面数字电视实验,有线数字电视用户达到3 000万;2008年全面推广地面数字电视和高清晰电视,2015年将停止模拟电视的播出。因此,推进有线电视数字化,是科技发展的必然趋势,是国民经济和社会发展的必然要求,也是现代化生活的必然选择,具有重要意义。

一、模拟电视与数字电视

目前,世界上电视信号的传输都是模拟的,由于模拟电视传输方式无法处置噪声的积累和多径干扰,使得上下行信号的传输质量难以保证。因此,模拟信号的传输质量无法与数字电视比拟;模拟电视一个频道的带宽为8MHz,而数字电视在同样的频带上却能传输大量的节目,传输质量远比模拟的好得多,它能有效的处置噪声的干扰和积累以及多径干扰。不仅如此,在数字化后,它能扩大增值业务的服务内容,拓展服务领域,提高服务质量,数字化后的网络是一个能承载语言、文字、数据、图像,具有高速、准确,安全可靠的综合宽带智能网络,这都是模拟传输方式无法比拟的。

数字化后的电视传输效果能达到DVD服务标准,由于采用了数字压缩和解码技术,使得传送的信号质量清晰度更高,音响效果更悦耳,抗干扰能力更强,达到家庭影院的效果,除此以外还能开展视频点播,互动体育,电视游戏和信息资讯等多种业务,让无限精彩尽在有线数字电视。

数字化后有了强大的智能网管和用户网管功能,采取条件接收方式,达到自助收费,按频道收费,按用户所需收费的目的。为广播电视的滚动发展提供了强大的经济基础。条件接收系统能实现各项数字电视广播业务的受权管理和接收控制。它是一个综合性的系统,系统涉及了多种技术,包括系统管理技术,网络技术,加解扰技术,加解密技术,数字编码技术,数字复用技术,接收技术,智能卡技术等。同时也涉及用户管理,节目管理,收费管理等信息管理的多种应用技术。因此数字电视技术是一门发展起来的高新科技。

数字电视与模拟电视不一样,它不会受到外界噪波和多径波折射造成的干扰,而只会受到误码和损伤,因此误码率是数字电视最重要的技术指标,平时我们在收看数字电视节目时,时有马赛克出现在画面,轻则时间很短,重则会使整个画面丢失,在伴音方面出现有时不连贯等现象,这都是数字电视在传输中因误码损伤和数据传输率的质量出现了问题,造成了数字电视图像质量变差。

二、数字电视与模拟电视相比的优点

1.信号处理与传输的质量决定于信源。因为数字设备只输出1和0两个电平,恢复时不究大小,因而信号稳定,抗干扰强,非常适合远距离的数字传输。数字信号在多次处理和传输中进入杂波后,其杂波幅度不超过某额定电平,可以通过数字再生 清除;即使引入的杂波幅度超过了额定值,造成了误码,也可以引入信道的纠错编码技术,在接受端纠正过来。所以数字传输不会降低信噪比,避免了系统非线形失真的影响,大大提高了图像的质量。而在模拟系统中,非线形失真会造成图像明显损伤,如非线形产生的相位畸变会导致色调失真。而模拟信号在处理和传输中,每次都可以引入新的杂波,为了保证最终输出有足够的信噪比,就必须对各种处理设备提出较高信噪比的要求。换言之,在相同的覆盖面积下,数字电视大大节省了发射功率。模拟信号在传输过程中噪声逐步积累,而数字信号在传输过程中基本不产生新的噪声,信噪比基本不变。

2.易于实现信号的存储,而存储时间与信号的特性无关。大规模集成电路技术发展迅速,使半导体存储器可以存储多帧电视信号,从而完成用模拟技术不可能达到的处理功能。

3.数字电视采用数据压缩技术,便于实现计算机网或Internet、电视网、电信网走向融合,构成一类多媒体通信系统,成为未来国家信息基础设施的重要组成部分。三网走向融合是大势所趋,也是充分实现真正意义上的信息资源共享,避免重复建设的关键所在。

4.数字技术可以实现时分多路,充分利用信道容量,利用数字电视信号中的行、场消隐时间,实现文字多工广播(容易实现数字变换,为图、文、声、数据并茂的综合业务数字网开拓了广阔的应用领域)。

5.压缩后的数字电视信号经数字调制后,可进行多种形式的高质量广播。其服务区的观众将以极大概率实现“无差错接受”,收看到的电视声像质量非常接近演播室质量。数字电视还可实现高质量的移动接受。

6.具有开放性和兼容性。通过机顶盒或电缆调制解调器可以实现模拟接收和回传信号,改变了模拟体制下NTSC、PAL、SECAM制电视节目不能交换的特性。

7.可以合理地利用各种类型的频谱资源。以地面广播为例,数字电视可以启用模拟电视的“禁用频道”,而且在今后能够采用“单频率网络(SFN)”技术,例如1套电视节目仅占用同1个数字电视频道而覆盖全国。

8.在同步转移模式(STM)的通信网络中,可实现多种业务的“动态组合”。例如,在数字高清晰度电视节目中,经常会出现图像细节较少的时刻,这时由于压缩后的图像数据量较少,可插入其他业务(如电视节目指南、传真、电子游戏软件等),而不必插入大量没有意义的“填充比特”。

9.很容易实现密码措施,即加密/解密和加/干扰,便于专业应用(包括军用)以及数据广播业务的应用。特别是开展各类条件接收的收费业务,这是数字电视的重要增值点,也是数字电视得以快速滚动式发展的基础。

10.具有可扩展性、可分极性和互操作性,便于在各类通信信道特别是异步转移模式(ATM)的网络中传播,也便于与计算机网络联通。

11.改变人们接受电视的方式。如交互电视的产生为电视的应用开辟了新天地。交互电视/视频点播使人们在收看高清晰电视的同时,可以享受到“电视导演或电视编辑”的乐趣,可以足不出户地收看高清晰电影(当然是付费的)。

12.数字电视的出现还将极大地改变信息家电的市场结构。目前,模拟电视机除了产业结构不合理以外,重要的还是因其相对技术含量不高,导致在飞速发展的电子产品市场竞争中处于不利地位。而数字电视能够促进电视机扩大画面、提高分辨率及展宽屏面,并以全新型电视机的姿态提高销售价格。

三、有线电视数字机顶盒所支持的功能

有线电视数字机顶盒可以支持几乎所有的广播和交互式多媒体应用:数字电视广播接收、电子节目指南(EPG)、准视频点播(NVOD)、按次付费观看(PPV)、软件在线升级、数据广播、Internet接入、电子邮件、IP电话、视频点播等等。

电子节目指南给用户提供一个容易使用、界面友好、可以快速访问想看节目的一种方式,用户还可以通过该功能看到一个或多个频道甚至所有频道上近期将播放的节目。同时,EPG可提供分类功能,可以帮助用户浏览和选择各种类型的节目。

有线电视数字机顶盒可以通过内置的电缆调制解调器方便地实现Internet接入功能,用户可以通过机顶盒内置的浏览器上网,发送电子邮件,同时机顶盒也可以提供各种接口与PC相连,使用PC与Internet连接。

有线电视数字机顶盒的技术含量非常高,它集中反映了多媒体、计算机和通信技术的发展水平。一个完整的数字机顶盒由硬件平台和软件系统组成,可以将其分为4层,从底向上分别为:硬件、底层软件、中间件、应用软件。硬件提供机顶盒的硬件平台;底层软件提供操作系统内核以及各种硬件驱动程序;应用软件包括本机存储的应用和可下载的应用;中间件将应用软件与依赖于硬件的底层软件分隔开来,使应用不依赖于具体的硬件平台。

发展新一代数字广播电视网络、推进有线数字电视整体转换是科技发展的必然趋势,是促进国家信息化和国民经济发展的必然要求,就是要从占领社会主义先进文化传播的制高点和加强社会主义精神文明建设重要阵地的高度出发,运用高新技术提升传统媒体、发展新兴媒体,统筹有线、无线、播手段,构建传输的声音传到千家万卫星、互联网等各种传播手段,构建传输的声音传到千家万户,满足人民群众日益增长的精神文化和多种信息资讯的需求。