淺談數字電視基本知識

董強生

山東廣播電視臺 山東 濟南250000

0 引言

隨著科技的發展和技術的進步,電視領域發生了一系列的變化,電視數字化的進程明顯加快,2020年已經全面關停模擬電視無線發射,數字信號已經全面取代模擬信號,電視會議、數字電視及高清晰度電視等新技術正迅速走進我們的生活。電視系統的全面數字化使節目制作、傳輸直到播出帶來了革命性的變化。數字廣播電視的雙向化和數字化,廣播電視和互聯網的融合,預示著一個全新信息化時代的到來。本文就數字電視的概念,分類及標準做了簡單的闡述。

1 數字電視的概念

1.1 數字電視定義 數字電視(DTV)是數字電視系統的簡稱,是音頻、視頻和數據信號從信源編碼、信道編碼和調制、接收和處理等均采用數字技術的電視系統。

數字電視系統的電視信號從編輯、發送、傳輸到接收等整個過程,都以數字信號的形式進行處理。只在現行電視廣播系統演播室或電視廣播系統的某些部分,采用數字處理技術、器材和設備,來改善性能或增加功能,不是真正意義上的數字電視系統。

1.1.1 數字電視分類 按掃描標準、圖像格式和圖像質量分類:標準清晰度電視(SDTV)和高清晰度電視(HDTV)。

按傳輸途徑和方式分類:衛星數字電視、有線數字電視和地面數字電視。

按服務方式分類:面向公眾的數字電視廣播和只服務于付費用戶的條件接收數字電視。

1.1.2 數字電視特點

(1)信噪比可不隨數字信號處理次數的增加而逐次下降。

(2)圖像可更清晰,音質可更高。

(3)頻譜資源得以充分利用,便于增加節目數量和服務形態。

(4)便于開展條件(CA)業務。

(5)便于開展增值業務。

(6)易于存儲和復制。

(7)便于數字處理和計算機處理。

(8)便于控制和管理。

(9)具有可擴展性、可分級性和互操作性。

(10)便于與計算機網絡和電信網絡實現三網融合(3C融合)。

1.2 數字電視系統的組成 數字電視系統主要有前端、傳輸和分配網絡和接收顯示終端三部分組成,前端包括信源處理、信號處理和傳輸處理;傳輸與分配網絡包括衛星、有線寬帶網絡、地面無線發射和各級光纖/微波網絡;接收顯示終端包括機頂盒加顯示器、數字電視一體機和計算機接收卡和顯示器。

2 數字電視的標準

目前國際電工委員會(IEC)和國際電信聯盟(ITU)的地面數字電視傳輸標準主要有歐洲的DVB-T、美國的ATSC和日本的ISDB-T[1]。通過數字電視的三種傳輸途徑來闡述標準。

2.1 衛星數字電視傳輸標準 衛星數字電視傳輸標準在全球范圍內幾乎均采用DVB-S技術,DVB-S采用四相相移鍵控(QPSK,Quater nary phase-shift Keying)調制方式;日本的衛星數字電視采用ARIB STD-B20標準,調制方式為8PSK(八相相移鍵控);我國的衛星數字標準是國家質量技術監督局1999.3 .23發布的GB-T 17700-1999《衛星數字電視廣播信道編碼調制》國家標準,于1999 年10 月1 日實施,該標準與ITU-R BO.1211,即DVB-S的幀結構、信道編碼和調制方式等效。

2.2 有線數字電視標準 有線數字電視傳輸標準在全球范圍內幾乎均采用DVB-C技術,DVB-C采用多電平正交幅度調制(QAM Quadrature Amplitude Modulation),日本的有線數字電視采用了ITU-T J.83C標準,調制方式為QAM;我國的有線數字電視標準是國家電影電視總局2001.0 5.2 4發布的GY/T 170-2001《有線數字電視廣播信道編碼與調制規范》,該標準等效采用國際電信聯盟ITU-T J.83建議書,并參考了國際電工委員會IEC60728-9。

2.3 地面數字電視標準 地面數字電視標準在全球范圍內主要有歐洲、北美和日本三種標準,美國的地面數字電視采用ATSC(Advanced Television Systems Committee),ATSC視頻編碼采用了MPEG-2標準,音頻編碼采用了5.1 聲道Dolby AC-3。歐洲地面數字電視標準采用了DVB-T 技術,DVB-T采用編碼正交頻分復用(COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing)調制方式,視頻編碼采用MPEG-2標準的第2部分,音頻編碼采用MPEG-1層2和Dolby AC-3;日本的地面數字電視標準采用了ISDB-T(地面綜合業務數字廣播),調制方式為BST-OFDM(頻帶分段傳輸正交頻分復用),視頻編碼采用MPEG-2標準,音頻編碼采用MPEG-2 AAC(先進音頻編碼)標準。我國的地面數字電視標準采用國家質量監督檢驗總局2006年8月30日發布、2007年8月1日實施的GB20600-2006《數字電視地面廣播傳輸系統幀結構、信道編碼和調制》[2]。

2.4 三種數字電視標準的比較 無論哪一種制式,它們的視頻壓縮技術都采用了MPEG-2標準,但是由于美國和歐洲等在模擬電視的制式的差別,為了兼容性,它們的視頻采樣格式也存在差別,主要體現在行和列的分辨率及場頻等,在數字電視信號的傳輸中,衛星傳輸一般采用QPSK 調制技術,電纜傳輸一般采用QAM 調制技術,但地面傳輸采用的技術則在不同的制式中存在很大差別,如美國的ATSC采用的是VSB調制技術,而歐洲的DVB和日本的ISDB則使用OFDM調制技術。ATSC系統能較好地支持固定接收,發射機數字化改造和接收機成本較低;DVB-T 為多載波調制,具有抗回波發射能力,能較好地支持固定接收和移動接收,既能用于多頻網(MSN),也能用于單頻網(SFN);ISDB-T的一個很大的特點是同時適用于便攜終端移動接收。

3 數字電視現狀及發展

3.1 數字電視的現狀 數字電視作為新型的電視技術,在國內外都得到了廣泛的認可和應用,為人們的生活和社會的發展帶來便利,隨著我國2020年全面關停模擬電視信號無線發射,預示著模擬電視和數字電視共同存在的時期結束,全面進入數字電視時代。

3.2 數字電視的發展 數字電視是未來發展的方向,數字電視較以往的模擬電視有了明顯的優勢,已成為當今電視行業的主力軍,深受群眾的喜愛,這樣的現狀為數字電視帶來更大的發展空間,為了隨著電視技術和網絡技術的發展,高清數字電視、手機電視和衛星直播電視都會走進百姓的生活,我們必須順應時代發展的要求,在高速發展的時期進一步做好電視數字化的改造。