有线数字电视讲座第一讲-数字电视广播系统-1概述

《中国有线电视》2004(01)C H I N A C A B L ET E L E V I S I O N·实用连载·有线数字电视讲座第一讲数字电视广播系统（1）数字电视广播系统概述□冯传岗，宋茜（泰州市广播电视局，江苏泰州225321）中图分类号:T N949.197文献标识码:B文章编号:1007-7022(2004)01-0077-07序言电视是一个技术媒体,是人类通信技术与信息技术迅猛发展的产物。

任何信息媒体都没有像电视这样依赖于技术,技术不仅是其得以存在的前提,更影响其传播的内容质量和方式,数字电视更是如此。

20世纪80年代欧洲率先提出数字电视的概念,随后,欧美国家的研发机构和企业在知识产权的经济利益趋动下,用了近8年时间,完成了数字电视技术的研发以及标准的制订,并先后于1998年和1999年分别开播了数字H D T V。

如今,人们越来越感到,发展数字电视的意义已经超出了数字电视本身,它将引发一场信息技术的革命,推动一个国家的产业换代,创造新的商业机会和就业机会,甚至导致资源和财富的重新分配,因而数字电视被各国视为新世纪的“战略技术”,美国已经宣布在2006年淘汰模拟电视,欧洲表示要在2010年实现数字电视的全面普及。

我国在数字电视领域一开始便与世界先进水平保持同步,是世界上第4个拥有自主知识产权数字H D T V收发系统的国家,我国彩电企业已掌握了H D T V的部分核心技术。

但这些核心技术的实现,还需要国内许多基础工业的协同配合,才可能实现真正意义上的国产化,如高分辨率显像管、芯片等元器件,又如摄像、广播、C A(C o n d i t i o n a lA c c e s s:条件接收信息)软件及硬件、节目准备、适应H D T V的宽带I C P (互联网内容服务供应商)等配套设施,都对我国彩电工业以外的行业提出了新的课题。

发展数字电视,绝非生产一种产品,不是一个企业、一个行业就能解决的事情,它需要广播电视(包括发送、传输、接收)、通信、计算机等领域以及科研、生产等部门的通力合作,需要较高的综合工业化水平和国家的强有力支持才能实现。

由于全国统一的数字电视标准方案仍在加紧试验,目前我国数字电视业正处在一个关键阶段,担负数字电视试点任务的北京、上海、深圳3地及国内有关科研院所和企业,不断推出与数字电视相关的新技术、新产品,并在有线电视网络、多媒体信息家电等领域进行有益的探索。

国家《广播电视“十五”规划》已明确了今后5至10年,我国以模拟技术为基础的传统广播电视技术体制将全面向以数字、网络技术为基础的新体制过渡,广播电视数字化、网络化进程将明显加快。

我国的基本国情和当前广播电视的实际告诉人们,推进广播电视数字化、网络化,必须从C A T V入手,这是因为:(1)广播电视的数字化和网络化是不可分割的统一整体,没有网络化,数字化的优势就难以发挥,没有数字化,网络化也不可能实现,只有两者结合,才能真正发挥其技术优势,才能产生良好的社会效益和经济效益。

(2)C A T V已成为我国广大人民群众接收广播电77视节目的重要方式,拥有庞大的网络和用户群。

(3)C A D T V(C a b l eD i g i t a lT e l e v i s i o n:有线数字电视)传输、演播室、C A S(C o n d i t i o n a lA c c e s s S y s t e m:条件接收系统)等标准已经颁布实施,为C A T V网络的数字化提供了良好的技术保证和建设目标。

(4)近年来,中央及省级电视台的数字化进程加快,数字电视节目制作、播出能力基本具备,为C AD T V入户奠定了基础。

(5)C A T V用户主要集中在城市,集中在经济发达地区,这些地区人民群众物质生活水平较高,同时也要求不断提高精神文化生活质量,而人民群众对精神文化生活需求的提高,为广播电视数字化、网络化提供了不竭的动力源泉。

(6)推进C A D T V发展,可以拉动中国信息产业和民族工业的发展,拉动数字电视和C A D T V-S T B (S e t-T o p B o x:机顶盒)等电子信息产品的消费,信息产业部门也希望与广播电视系统一起尽快进行C A D T V的传输。

目前,我国的数字电视时间表也基本确定:2000年和2001年是我国数字电视广播试验年,在北京、上海、深圳3个城市进行数字广播试验;2002年,具有独立知识产权的我国数字电视系统标准也基本确定; 2003年将在全国更大范围内进行数字电视商业广播试验;2005年全国1/4的电视台将发射和传输数字电视信号;2010年我国计划全面实现数字广播电视; 2015年停止模拟广播电视的播出,数字电视基本上成为我国电视播放主力。

2003年,国家广电总局关于数字电视“三步走”的战略明确了今后几年的广播电视数字化方向:第一步,在前两年C A D T V试验的基础上,2003年开始大力发展C A D T V。

第二步,2005年开始开展卫星直播业务。

第三步,2008年大力发展地面数字电视。

“三步走”的总体思路为:(1)战略上整体转换,大力推广S T B,将现有模拟用户整体转换为数字用户,为进一步开展数字电视业务打下基础。

(2)在开展业务上分层递进,先从基本业务开始,使用户端实现数字化。

(3)逐步增加付费、增值等新业务,从而引导消费,培育市场,为国民经济的发展不断注入活力。

(4)在实施步骤上以点带面,按照不同区域和不同运营模式,选择试点城市和网络,取得经验后,在全国推广。

数字电视的开发将促进我国彩电业的结构调整和产业升级,我国现有地面广播电视台和C A T V网络公司总数超过2000家,彩电总拥有量超过1亿多台,彩电及其相关产品的产值占我国信息产品制造业的30%～40%。

数字电视将成为我国经济新的增长点。

从模拟电视广播向数字电视广播的过渡,将带来上万亿元的市场。

据有关部门预测,2005年中国数字电视接收机和S T B的年销售量将从2003年的不到100万台增至1500万台,年产值可达600亿元。

到2010年,全球数字电视及其相关产业产值每年将达到3000亿美元。

我国有3.6亿个家庭,如果有15%的家庭购买数字电视,年销售额将在1000亿元以上。

在全世界每年1000亿美元的数字电视市场上,我国将可能占有150亿美元的市场份额。

到2008年,主要城市将普及数字H D T V的商用播出,北京奥运会将以数字H D T V向世界转播。

因此,我们编写了这套讲座,以期对C A T V工程技术人员有所帮助。

1数字电视是通信技术与信息技术迅猛发展的产物电视技术,经历着从黑白电视到彩色电视的发展过程。

今天,电视使用范围早已超越了广播娱乐界,并深深地扩展到文化教育、科研管理、工矿企业、医疗卫生、公安交通、军事宇航等各个重要部门。

随着信息时代和知识时代的到来,信息技术和数字技术得到了巨大的发展,电视技术在历经了从黑白电视到彩色电视的革命性转变后,自然而然地进入了从模拟电视到数字电视的第二次革命。

所谓数字电视,是将传统的模拟电视信号经过抽样、量化和编码转换成用二进制数代表的数字式信号,然后进行各种功能的处理、传输、存储和记录,也可以用电子计算机进行处理、监测和控制。

采用数字技术不仅使各种电视设备获得比原有模拟式设备更高的技术性能,而且还具有模拟技术不能实现的新功能,使电视技术进入崭新时代。

87冯传岗等:第一讲:数字电视广播系统《中国有线电视》2004年第01期传统的模拟电视最大的缺点是:逐级放大的传输方式容易产生噪声积累,通过长距离传输后信噪比恶化,图像清晰度受到损伤,图像对比度产生较大的畸变,相位失真造成色彩失真。

此外,模拟电视还存在稳定性较差、可靠性低、调整繁杂、不便集成、自动控制困难以及成本昂贵等缺点。

电视从黑白到彩色体制的转变,走的是一条体制兼容的技术发展路线,这种平滑的过渡方式有效地保护了公众的投资利益。

因而,人们在进一步提高画面清晰度的努力中,很自然地考虑到未来的H D T V (H i g hD e f i n i t i o nT e l e v i s i o n:高清晰度电视)和常规电视体制的兼容问题,即采用模拟技术来增加构成电视画面的扫描线数,提高图像清晰度(我国现有的P A L 制电视一幅画面由625行扫描线组成,日本和北美等国的N T S C制为525行扫描线),使电视最终与电影院的画面质量相媲美。

从20世纪70年代开始,日本研制了扫描线为1125行的电视系统,到了80年代,欧洲尤里卡计划研制出的1250行的电视系统,向大众展示了高清晰度电视画面的魅力,并成功地在洛杉矶和巴塞罗那奥运会中实现转播,大大激发了观众对高清晰度电视的兴趣。

以模拟方式实现的高清晰度电视在日本得到了较好的发展,到2001年,日本本土已拥有100万台模拟高清晰度电视接收机。

但好景不长,进入20世纪90年代后,以数字压缩技术为代表的图像编解码技术、数字通信技术得到迅速发展,出现了许多数字电视系统的不同实现方案。

同时,图像压缩和集成电路技术的实用化,使数字图像技术走向千家万户,V C D/D V D视盘机成为最大众化的数字图像技术产品。

数字电视系统为改善声音和图像质量提供了新的方式,同时也大大提高了传送信号的频率资源的利用率。

采用模拟技术也可以提高图像质量,但它却造成了频率资源的消耗(传送高清晰度信号要占用更多的频率带宽)。

数字电视系统能取代模拟系统的最重要特征是:信息的数字化。

我们知道,计算机和I n t e r n e t 的发展得益于公众信息的数字化。

人类认识外部世界,进行相互交流的信息主要来源于图像、声音和文字,而这类信息通过数字化,变成了由“0”和“1”构成的统一数字世界,所有的信息在数字世界里的传播、转换和处理变得非常容易。

因此,电视的数字化不仅仅带来画面质量的提高,更重要的是它提供了信息融合与共享的途径,数字电视的普及成为建设国家信息化基础设施的一个重要组成部分。

数字化使得广播电视网能够和电信网、计算机网相连接,这将成为数字电视未来的发展方向。

为实现这一目标,人们应该放弃与模拟电视体制的兼容性,去实现一种对于信息化意义更加深远,同时具备获得更高电视图像质量的数字电视系统。

电视数字化革命的必然性根源于它的相对优势。

(1)采用先进的图像压缩编码技术,因而每套节目占用的频带窄,可以充分利用频率资源。

例如,在C A T V中,原来的一个模拟电视频道可以用来传送6～8套具有标准清晰度的数字电视节目,对用户来说,这意味着可选择的节目将更加丰富,同时,大容量的节目、低廉的传输成本和广泛的收视将使网络运营费用大幅度降低。

(2)图像清晰度高,音频效果好,抗干扰能力强。