有线电视中数字电视前端设计

有线电视中数字电视前端设计

在有线电视中，技术上先进的数字电视系统必然会取代模拟电视系统。模拟电视传输质量不容易保证，频道数有限，难以提供高速信息服务，特别是很难提供大范围的条件接收和用户管理功能。采用数字方式，则可以有效地克服这些缺点。

数字电视系统的优点在于：

（1）大大提高现有电视节目的音像质量。数字电视采用数字传输和误码保护技术，在加工制作、复制、存储和传输交换过程中受噪波和失真的叠加影响少，接收端的信号质量可与发送端的原始信号质量相比拟。

（2）传输的节目多。数字电视采用先进的图像压缩编码技术，每套节目占用的频带窄，可以充分利用频谱资源。例如在有线电视中，传输1套模拟电视的8 MHz频道可以传输4~8套具有标准清晰度的数字电视（SDTV）节目。

（3）容易开展各种综合业务和交互式业务。电视系统全面数字化加强了广播电视、通信与计算机业务的一体化，原本是完全不同媒体的广播、电视、通信和计算机在全部数字化后，图像、声音、图文、数据等都以数字方式按一定规则被复接成数据流进行传送，可实现视频点播（VOD，NVOD）、高速上网、电视购物、电子游戏等增值服务。

（4）容易加密/加扰，开展信息安全/收费业务。条件接收系统（CA）是数字电视收费的技术保障系统。条件接收的基本目的是在电视系统中对用户进行授权控制及授权管理，从而实现收费系统的有偿服务。由于数字信号的易操作性，在前端对信号加密和加扰都比较容易实现。数字传输收费系统保密性高，信号质

量好，操作方便。

以上这些优点使得发展数字电视的意义已远远超出了数字电视本身。但数字电视是一个复杂的系统工程，在加快发展我国数字电视的同时，鉴于数字电视产业发展的自身规律和我国的特定国情，必须分阶段、分层次循序渐进地推进，逐步从模拟系统向数字系统过渡。

前端系统是有线电视网络的信息源、交换中心，是整个有线电视系统的核心。数字电视前端包含的内容更加广泛，是电视数字化的重要环节之一。数字电视前端包括许多关键性的数字设备和技术，如MPEG- 2压缩编码器、数字多路复用器、数字调制器等。数字电视集成了许多领域的新技术，如数字视频/音频技术、通信技术、条件接收技术、网络技术及微电子技术等。因此，数字电视前端的管理模式比模拟前端复杂，在进行数字电视前端设计之前，必须了解和掌握它的组成及设备功能。

2 有线电视中数字电视前端的组成

数字电视前端不同于传统的模拟电视前端，对应于一个频点（即8 MHz模拟电视频道）的数字电视前端组成如图1所示。

(1)信号源

我国从1996年开始通过卫星传输数字电视信号，目前，中央电视台的12

套节目和全国省市区电视台30几套节目都使用DVB-S数字电视技术标准。利用卫星的一个转发器传送多套数字压缩电视信号有SCPC（Single Channel Per Carrier，即单路单载波）方式和MCPC（Multiple Channel Per Carrier，即多路单载波）方式。SCPC方式的每个载波只传输1套广播电视信号，这样一个转发器内同时存在多个载波，其特点是各套节目可在不同地点上星。MCPC方式的每个载波可同时

传输多套广播电视信号，特点是1个转发器只有1个载波，频带和功率的利用率较高，多套节目要经复接后在同一地点上星。各省市区上星的数字压缩电视节目几乎都是采用SCPC方式，中央电视台8套数字压缩电视节目则采用MCPC方式在北京地球站上星。

(2)数字卫星接收机

数字电视传送有地面、有线、卫星3种系统，卫星数字化最快。由于目前的卫星已经可以将数字电视节目传送到各家各户，相应的国家标准也已颁布，可以说，卫星电视系统的数字过渡已经完成。数字卫星接收应选用带ASI标准基带数字信号传输接口的综合IRD（符合MPEG-2/DVB标准）数字卫星接收机，这就保证了与各种设备之间，以及与其他公司的设备之间的相互连接性。

(3) 数字多路复用器

复用是数字前端中的一个重要组成部分，它将所有接收到的信号以多个ASI 传输流的方式加到复用器的输入，再将所需要的节目从传输流中提取，然后再将提取的所有节目建立一个新的TS传输流，再加上附加信息以便引导机顶盒的正常接收和解码。复用处理可以重新组织与更新它所取得节目的服务信息（SI），它可实现在1个物理频道上传输4~8套数字电视节目。复用器可以通过前面板设置参数，单独使用，也可以由前端系统主控机通过以太网进行控制。再复用处理应该是易于操作的，也应该是非常可靠的，在对数字多路复用器选型时应考虑它的扩展是否灵活。

(4) QAM调制器

QAM调制器实际包括基于DVB-C标准的信道编码和QAM调制两部分功能。信道编码的目的是保证信号传输的可靠性；QAM调制是对经过信道编码的数字电视信