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数字广播电视的发展历程

时间:2020-06-18 08:53 作者:admin 分享到:
        广播电视网是国家信息基础设施的重要组成部分,是覆盖了千家万户的最普 及、最便捷的大众信息载体工具。从早期的黑白电视时代,到之后为了使人们有更 好的视觉感官体验而发明的彩色电视,广播电视网历经了一个漫长的发展过程。广播电视的拍摄、编辑、传输、接收、组网等过程也在这种发展中逐步形成了详细而 系统的技术规范。随着人们对电视高质量音视频需求的不断提高以及信号处理技 术和半导体技术的不断突破发展,数字电视以及支撑其业务实现的数字广播电视 网应运而生。
        数字广播电视的定义可以描述为如下过程:首先,模拟的电视信号在发射端经 过抽样、量化、编码被处理成二进制数字信号;之后,系统对这些数字信号进行音视频处理、储存、记录、传输。在实现了系统准确同 步以及基于正确信道估计 的信号均衡的条件下,数字电视接收端通过上述过程的逆过程就可以完成对数字信号的接收、处理和显示。
        与传统的模拟广播电视相比,数字广播电视在图像质量、数据处理速率、传输 效率等方面有着明显的优势 。具体地,数字技术能够被广泛采用其原因至少包含以下4 个方面。
        (1) 数字信号在抗干扰性和几乎无误差、完美的图像和声音的广播上 ,其性能要优于模拟信号。数字信号是以" O" 、" 1" 电 平的形式表现数据的,这样系统在传输过程中受到的噪声干扰只要 不超过既定的噪声容限值,就不会产生失真。再加上信道纠错编码技术-   RS 编码、奇偶校验编码等,基本上可以实现数据的无损传输。
         ( 2) 数字信号的比特流可以在一个传输频道内复接、交织,因而可使辅助信号或数据信号与视音频信号一起被发射、传输、存储或处理,使原来的广播电视频道具有拓展综合信息广播的能力,增加了广播电视节目的多样性。
       ( 3 ) 对数字化的信号数据的操作可以做到更加高效灵活。例如:利用数字压缩编码技术可以大量的去除数字信号的冗余性,极大地提高频谱利用率、增加系统可靠性、降低运行费用;可以把现有的发展非常成熟的数字加密、储存技术结合各种压缩编码标准后,直接应用到数字广播电视系统之中。
        ( 4) 数字化的广播电视系统的数据具有了很好的网络适应性 ,使传统的广播电视网同互联网和电信网的互联互通成为可能 ,为向未来 三网融合的大趋势发展打下了坚实的基础。
至于为什么要使用数字广播电视 ,可以归结为以下 5 点:
         ( 1) 图像传输质量较高、距离远。
        模拟电视图像信号在传输过程中,要受到传输信道特性(幅频特性、微分增益、微分相位特性)和噪声干扰等的影响,质量不高,而且经过多次转换传输,以及通道特性和噪声干扰等影响积累,会导致图像质量的进一步下降。数字电视信号在传   输过程中,经过多次中继(或复制)后不会发生干扰和噪声的积累,同时可采用纠 错编码技术,接收端接收到的图像质量较好 ,基本与发送端发送的图 像质量一致, 另外,其传输距离不受任何限制。
       ( 2 ) 频道资源利用率高。
        模拟电视的频谱资源有限,一 套模拟电视节目要占用 36MHz 带宽的卫星转发器,占用 8 MHz 的地面电视广播和有线电视频带。而数字电视采用压缩编码技术, 在 36MHz 的卫星转发器中传送 5 套 SDTV 节目,显示清晰度约 400 线,可在一个8MHz 频道内传送 4 套以上的SDTV节目。
       ( 3) 提供全新的业务,实现高速数据传输。
       在数字电视通信中可以互不干扰地同时 传送文字、数据、语音、静止图像等多种数字信息。数字电视网可与电脑网、电信网互连互通 ,不仅使信息源更为丰富, 还可以增加用户与各种信息源之间的交互性 ,实现用户 自由点播节目、电子商务、网上购物、网上教学、网上医疗、网上游戏等多种高速数据业务。
       ( 4 ) 信号稳定可靠,设备维护、使用简单。
       模拟电视信号数字化后,信 号以二进制码的形式出现,它只有" O"  和" 1" 两种状态,二进制数字信号不受电源波动、器件非线性的影响,所以信号能保持稳定、可  靠。处理数字信号可采用大规模集成电路,可降低设备的功耗  ,减少体积,提高设备的可靠性。同时数字化设备不需调节,维护简单,使用方便。
       ( 5 ) 节省发送功率,覆盖范围广。
       数字电视发射设备在相同覆盖服务区所需平均功率,比模拟电视发射设备的峰值功率要低一个数量级,比如模拟 MMD S 接收电平最低为 56db , 而数字 MMDS 在 64QAM 调制下接收电平仅为 39db , 所以数字电视发射设备的覆盖范围比模拟电视相同功率的发射设备的覆盖范围大几倍。
        按照信号传输方式的不同,数字广播电视可以分成地面数字电视、有线数字电 视、卫星数字电视3 种:
       ( 1 ) 地面数字电视广播信号通过地表面波信号传送。地面电视广播网络可以通过电视台制高点的天线发射无线电波覆盖电视用户,用户通过接收天线和电视机接收电视节目。数字化后的地面数字电视将大大 节省无线频谱资源,支持移动便携接收,极大地拓宽了电视的收视领域 。目前我国的地面数字电 视的网络覆盖率已经达到了91%, 地面数字电视工程在全国 100 多个城市已经展开实施。
        ( 2) 有线数字电视网络是通过光纤 、同轴电缆及其他器件组成的电 视传输网络,将电视节目从本地发射台通过电 缆直接传输到用户家中 。由千是在一个封闭的有线电视网络传输数字电视信号,它的抗干扰性极佳,该网络也因此多部署服务 千人口稠密的城市区域 ,是三网融合的参与主体。
        ( 3 ) 卫星数字电视广播是由设置在赤道上空的地球同步卫 星接收地面电视台通过卫星地面站发射的电视信号,然后转发到地球上的指定 区域,由地面设备 接收信号来供用户收看。卫星数字电视广播着重解决大面积人烟稀少的边远地区的信号覆盖问题。
       近 10 年以来,光纤传输技术、计算机技术、数字技术快的速 发展为数字广播电视带来了翻天覆地的变化 。光纤/同轴电缆混合( HFC ) 系统凭 借其高带宽、大容量、低成本、抗干扰性强等优势,已经使得数字广播电视 光纤化成为一种主要的趋势。计算机网络技术的快速发展更是让数字电视网络成为一个性能强大的高带宽 网络。目前,已经具备了一定的技术底蕴的数字广播电视系统正面临着单向传 送视频信号到双向承载多业务的挑战,并且要求在未来10 年内实现向下一代广播。

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