有线数字电视系统概述

 有线数字电视系统概述

数字化是一场全世界范围的新技术革命，是广播电视发展的必然趋势。广播电视数字化的实现是一个循序渐进的过程，2003年国家广电总局提出发展有线数字电视的步骤是先有线、后直播卫星、再地面无线的“三步走”战略。从有线数字电视的发展趋势来看，中国有线数字电视发展将经历三个阶段：有线电视机顶盒、标准清晰度有线数字电视（sdtv）和高清晰度有线数字电视（hdtv），这三者将在一个很长的时期内并存。

有线电视的数字化就是将模拟用户整体转换为数字电视用户，进而成为国家信息化、社会信息化、城市信息化、家庭信息化的重要标志。在模拟电视系统向数字电视广播系统转换的过程中，完成整体的转换包括有线数字电视广播、天线数字电视广播、地面数字电视广播三种传输系统全面实现全数字化、用户通过相应的数字接收装置可以完美接收全数字电视节目。由于国内目前是有线数字电视为主体的发展方向，中国数字电视的高速发展主要依靠有线数字电视系统。

根据传输方式不同，可将数字电视系统分为三类，即地面数字电视系统、天线数字电视系统和有线数字电视系统，如图10-1所示。

图10-1 三类电视广播系统框图

1.1  地面数字电视系统

地面电视是利用微波进行有线电视节目传输、覆盖的一种有线电视广播方式，即在发送端将有线电视信号由电视中心传送到地面发射台，射频调制后通过发射天线以空间电磁波的形式向周围空间辐射；在接收端，接收天线将空间电磁波变成感应电流，送入接收机中进行解调，变成原始的有线电视音视频输出。

地面数字电视技术和目前城镇主流的有线数字电视信号相比，地面数字电视信号覆盖面更广，可以向广大农村提供优质的服务。其无线传输的方式也将令收视更加便捷，可以满足新媒体业务的需求，能够支持固定、便携、步行或高速英设备的接收（包括车载、楼宇、便携的商业模式正在形成）。但同时，地面数字电视信号频道有限，并且是单向传输，不能实现目前有线电视网络的智能互动等功能。

我国地面数字电视标准规定了在uhf和vhf频段中，每8mhz数字电视频带内，数字电视地面广播传输系统信号的帧结构、信道编码和调制方式。标准适用于地面传输的数字多路电视、高清晰度电视固定和移动广播业务的帧结构、信道编码和调制系统。我国地面数字电视业务采用的技术必须符合dtmb标准。dtmb系统组成框图如图10-2所示。

图10-2 dtmb系统组成框图

1.2  天线数字电视系统

随着数字技术的发展和日趋成熟，模拟天线电视广播系统已经被数字天线广播系统所代替。我国天线电视系统采用欧洲广泛应用的dvb-s（数字天线广播系统标准）系统。

   天线数字电视广播的原理如图10-3所示，音视频信息以及数据信号经过mpeg-2数字编码压缩器（enc）进行编码压缩，数字电视信号由原来的200mbit/s以上的速率压缩到6mbit/s一下，多路被压缩的mpeg-2数据流被送入数字多路复用器（mux）进行混合，以获得更高速率的mpeg-2码流。依据节目制作的需要，可以将传输的有线电视节目进行加扰，加扰后的数据流送入qpsk数字调制器（mqp），调制后的有线电视信号经过上变频，达到c波段或ku波段所需的微波频率，通过天线进行发射。

图10-3 天线数字电视广播的原理图

1.3  有线数字电视系统

为适应数字电视广播和未来高清晰度电视广播的传输需求，并满足不断增长的数据业务对网络带宽的需求，有线电视系统的数字化已全面启动实施。国家广播电影电视总局在1997年将有线电视业务定位为基本业务、扩展业务、增值业务等三类业务，以推动有线电视系统的数字化。hfc网络结构的改造是数字化建设的主要方面，根据网络覆盖地域的实际情况，建设环形或星型结构的光纤骨干网，尽量将光节点下移，以缩小同轴电缆分配系统的用户规模；扩宽电缆分配系统的传输带宽，优化回传通道的设计，改善上行信道的传输特性。

数字有线电视系统与模拟有线电视的主要区别有两点：意识有线电视前端系统是融合了电视、计算机、数字通信等技术，含有数字电视播出、用户管理等硬件和软件的综合系统；二是用户端需要增加数字机顶盒以便开展各项业务。有线电视系统数字化的Zui直接好处是：

1）  提高频谱利用率，增加频道容量。

2）  有条件接收、加强网络管理。

3）  开发交互式业务、增加网络收益。

数字有线电视的传输标准目前已实施的有北美的有线电视数字视频标准传输和欧洲的dvb标准，我国有线数字电视系统采用dvb-c数字有线电视广播系统标准。有线数字电视系统中规定了有线网络内上行传输和下行传输的频率划分，或者表示为反向传输和正向的频率划分。上行信道的频段划分为高分割、中分割和低分割三种方式，高分割的上行频率范围为5~87mhz，中分割频率范围为5~65mhz，低分割频率范围为5~42mhz。我国采用中分割方式，频段划分标准如表10-1所示。

表10-1 有线电视系统的频段划分