【導(dǎo)讀】為我們服務(wù)的主要內(nèi)容。，當(dāng)前廣播電視技術(shù)正面臨著一次革命。廣播電視從節(jié)目編播、制作、存儲(chǔ)到。傳輸、接收都在向數(shù)字化方向發(fā)展。數(shù)字廣播電視的高質(zhì)量節(jié)目、高頻譜利用。務(wù)的出現(xiàn)將成為廣播電視的發(fā)展趨勢。而即能保證價(jià)格低廉，又能提供高清晰。的數(shù)字化電視服務(wù)以及交互的互聯(lián)網(wǎng)通訊服務(wù)，才是用戶所希望得到的！后即能夠方便地享受到高質(zhì)量的數(shù)字化電視服務(wù)以及高速的互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)。享受這種全新服務(wù)所帶來的樂趣。500萬戶的速度增長，成為全世界第一有線電視大國。我國有線電視網(wǎng)絡(luò)總長度已達(dá)300多萬公里，其中國家光纜。重正在逐步提高。擬電視機(jī)必將淘汰，全部更換。規(guī)模為6000億元人民幣。用1000元計(jì)算，此項(xiàng)市場規(guī)模達(dá)3000億元人民幣。，3億用戶一年的基本收費(fèi)額可達(dá)1080億元人民幣。這部分的消費(fèi)，一般會(huì)與基本收費(fèi)持平，理暫行辦法”為標(biāo)志，中國有線電視進(jìn)入了高速、規(guī)范、法制的軌道。級(jí)干線和城域聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，并成為全球第一大有線電視網(wǎng)。目前中國有線電視體

　　

【正文】 DTV質(zhì)量的數(shù)字電視為宜。 表 按視頻比特率劃分的數(shù)字電視等級(jí) 第 20頁 等級(jí) 普及型 數(shù)字電視 專業(yè)級(jí) SDTV 廣播級(jí) SDTV HDTV 三．?dāng)?shù)字電視技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展現(xiàn)狀 數(shù)字電視是一個(gè)從節(jié)目采集、節(jié)目制作、節(jié)目傳輸、一直到用戶端接收機(jī)，都要以數(shù)字方式處理信號(hào)的端到端的系統(tǒng)。數(shù)字電視并不是常說的數(shù)字化電視接收機(jī)，而是指數(shù)字電視系統(tǒng)，是一個(gè)集合概念，是一個(gè)大系統(tǒng)的概念。顧名思義，就是以數(shù)字化的方式傳輸、處理數(shù)字化的節(jié)目源?，F(xiàn)在世界上有三個(gè)主要的標(biāo)準(zhǔn)體系： ATSC、 DVB和 ISDB，其實(shí)，無論是 DVB、 ATSC、 ISDB還是其他數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)，都是基于 MPEG2的傳送流（ Transport Streams， TS） 機(jī)制，數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)就是用來定義在不同傳輸介質(zhì)上如何實(shí)現(xiàn) TS流傳輸。在數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)中， TS流用于運(yùn)載 MPEG2視頻和音頻。同時(shí)， TS流可以運(yùn)載任何數(shù)據(jù)，因此被形象地稱為 “數(shù)據(jù)集裝箱 ”。 DVB采取市場驅(qū)動(dòng)的框架，因此初期的工作重點(diǎn)是廣播基礎(chǔ)設(shè)施。在大量的數(shù)字廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)取得成功后， DVB的工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到交互業(yè)務(wù)這一層次，代表性的成果是數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)和交互業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。由于看到廣播 計(jì)算機(jī)和消費(fèi)電子在家庭中的聚合， DVB又邁出了第三步，即建立多媒體家庭平臺(tái) (Multimedia Home Platform， MHP) 標(biāo)準(zhǔn)。 以下列出 DVB標(biāo)準(zhǔn)系列的主要部分： DVBS 數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng) DVBC 數(shù)字有線傳送系統(tǒng) DVBT 數(shù)字地面廣播系統(tǒng) DVBSI 業(yè)務(wù)信息系統(tǒng) DVBSUB 字幕系統(tǒng) DVBNIP DVB交互業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立協(xié)議 DVBPI 用于 CATV/SMATV前端和類似專業(yè)設(shè)備的 DVB接口 DVBIRDI 用于 DVB綜合解碼接收機(jī)（ IRD）的接口 DVBCI 用于條件接收及其它應(yīng)用的 DVB通用接口 DVBDATA 用于多媒體數(shù)據(jù)廣播的 DVB技術(shù)規(guī)范 1．信源編碼 自然界和生活中的圖象都是連續(xù)變化無間斷的模擬信號(hào)，而數(shù)字信號(hào)在時(shí)間、空間上都是離散的，要想進(jìn)行數(shù)字化傳輸，必須先轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號(hào)。簡單地講，其過程就是在符合抽樣定理的前提下，對模擬圖象中像素點(diǎn)的亮度、色度進(jìn)行采樣，然后將時(shí)間離散化的信號(hào)按一定的量化間隔量化，達(dá)成幅度離散化，最后以特定規(guī)則編碼，形成數(shù)字信號(hào)。但此時(shí)的信號(hào)碼率過高（數(shù)字復(fù)合 NTSC為 143Mbps， PAL為 177Mbps，數(shù)字分量 ITUR 601為 270Mbps），要經(jīng)過壓縮后方可傳輸。 目前的算法采用 MPEG（ Moving Picture Expert Group）組織制訂的編碼標(biāo)準(zhǔn)，這是一個(gè)通過消除冗余而壓縮碼率的標(biāo)準(zhǔn)族： 第 21頁 MPEG1： ISO/IEC 111721～ 111725是用于數(shù)字存儲(chǔ)媒體、最佳碼率為 音頻的編碼標(biāo)準(zhǔn)，生成分辨率為 352x200（ NTSC）、 352x288（ PAL）的 SIF視頻。需要指出的是， MPEG1并不局限于這種規(guī)格，事實(shí)上可以高達(dá) 4095x4095 60幀 /秒，但因?yàn)閴嚎s效率低會(huì)導(dǎo)致更高的碼率。同時(shí)， MPEG1規(guī)定只用于逐行掃描幀，而不直接提供隔行視頻應(yīng)用，如廣播電視 應(yīng)用。 MPEG2： ISO/IEC 138181～ 138189（ 8已終止），主要應(yīng)用于碼率 4Mbps以上（一般上限為 15Mbps或更高）的環(huán)境。與 MPEG1相比，在系統(tǒng)和傳輸方面更加詳細(xì)和完善。在編碼方面， MPEG2可以在場幀兩種方式中進(jìn)行自適應(yīng)處理，而 MPEG1主要是以幀處理為主；在圖象格式方面， MPEG2也要比 MPEG1豐富，除了 ITUR 601中的 4:2:0和 4:2:2以外，還有 62 525兩種制式和 2 30兩種幀頻，還可以處理 MPEG1的 SIF格式；在系統(tǒng)層 MPEG2規(guī)定了傳輸流 TS和節(jié)目流 PS兩種碼流，而 MPEG1只規(guī)定了節(jié)目流；在運(yùn)動(dòng)預(yù)測方面， MPEG2有幀預(yù)測、場預(yù)測、雙基預(yù)測和 16x8場補(bǔ)償方式，而 MPEG1只有幀預(yù)測。針對不同的應(yīng)用環(huán)境，為了規(guī)定設(shè)備的一致性， MPEG2引進(jìn)了 “型 Profile”和 “級(jí) Level”的概念。其中 “型 ”定義了碼流的分級(jí)能力和色度空間的分辨率， “級(jí) ”定義了圖象的分辨率和每一類的最高碼率。 MPEG3： 目標(biāo)是應(yīng)用于 HDTV，但由于這一功能可以利用 MPEG2的工具來完成，因此這個(gè)項(xiàng)目就被放棄了。 MPEG4： 1998年 11月正式批準(zhǔn)，它與 MPEG MPEG2的主要區(qū)別在于：后兩者的目標(biāo)是通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮而使數(shù)字化 AV素材的存儲(chǔ)和傳輸更為有效，因此是基于像素點(diǎn)（ “基于幀的視頻 ”和音頻）的處理，與內(nèi)容的交互局限于視頻幀的級(jí)別以及相關(guān)的音頻；而 MPEG4是針對 AV對象（ Object）的編碼方式，在空間和時(shí)間上有一定關(guān)系。 MPEG4是基于已有的、共存于編碼端和解碼端的數(shù)學(xué)模型，只要在信道中傳輸改變的參數(shù)和相關(guān)信息，即可在解碼端恢復(fù)出原 AV對象。它將支持逐行、隔行的掃描方式，從 8x8到 2048x2048之 間任意的亮度空間分辨率， 4:0:0、 4:2:0、 4:2:2的色度空間解析度。它將應(yīng)用于低速信道（ 64kbps、 64384kbps、 384kbps4Mbps）和互連網(wǎng)中來傳輸圖象，由于其自身的某些缺陷，無法替代 MPEG2的位置，而且這也不是當(dāng)初制訂它的初衷。 MPEG－ 7： 是 MPEG的一個(gè)新的工作項(xiàng)目，叫作 “多媒體內(nèi)容描述接口 ”。它將擴(kuò)展現(xiàn)有內(nèi)容識(shí)別專用解決方案的有限能力，特別還包括了更多的數(shù)據(jù)類型。換言之， MPEG－ 7將規(guī)定一個(gè)用于描述各種不同類型多媒體信息的描述符的標(biāo)準(zhǔn)集合。 MPEG－ 7的目的是便于用戶對感興趣的素材進(jìn)行快速高效的檢索，這些素材可以包括靜止圖象、圖形、 3D模型、音頻、語言、視頻、以及關(guān)于這些成分如何組成一個(gè)多媒體表述（即所謂環(huán)境 “context”，組合信息）。它將著重研究存儲(chǔ)（在線 online或離線方式）或數(shù)據(jù)流（例如廣播、互連網(wǎng)的推送模式 push）類型的應(yīng)用方案，可以在實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)的環(huán)境中工作。需要說明一點(diǎn)， MPEG 第 22頁 － 7不會(huì)替代 MPEG－ MPEG－ 2或 MPEG－ 4，事實(shí)上，它是打算為其它這些標(biāo)準(zhǔn)提供補(bǔ)充功能的：表達(dá)關(guān)于內(nèi)容的信息，而不是內(nèi)容本身； MPEG－ 7是關(guān)于數(shù) 據(jù)的數(shù)據(jù) “the bits about the bits”。 由以上內(nèi)容可以看出，只有 MPEG2是完全適合廣電行業(yè)的播出需要的。但是特別需要指出的是，雖然我們在談?wù)?MPEG2的編碼、復(fù)用規(guī)則，但實(shí)際上 MPEG2卻制訂的是解碼器的標(biāo)準(zhǔn)，它是一個(gè)開放性的標(biāo)準(zhǔn)，只給出規(guī)范，具體的實(shí)現(xiàn)算法是由生產(chǎn)廠家自行設(shè)計(jì)的，只要是符合規(guī)范的解碼器，無論是誰提供的前端都應(yīng)該能夠接收（前提是前端要符合規(guī)范）。 2．信道編碼和調(diào)制 信源編碼的目的是提高信源的效率，去除冗余成分；而信道編碼的目的是增加傳輸?shù)目煽啃裕蛘哒f整個(gè)系 統(tǒng)的抗干擾能力。 對信道編碼有以下要求： 透明，對所傳信息的內(nèi)容沒有任何限定 具有與信道相適應(yīng)的頻譜特征 有糾錯(cuò)能力 效率高 包含適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)信息 包含適當(dāng)?shù)男盘?hào)電平信息 包含幀同步信息 差錯(cuò)擴(kuò)散度低 為了在實(shí)際線路上傳送數(shù)字信號(hào)，要將符號(hào)序列轉(zhuǎn)換成可以傳送的信號(hào)波形，這個(gè)過程稱為調(diào)制。具體到 CATV的應(yīng)用環(huán)境， DVBC采用的是 RS編碼糾錯(cuò)、深度 I=12的卷積交織、 nQAM（正交幅度調(diào)制）方式。 3．條件接收 CA 條件接收：在發(fā)送端，包含視 頻、音頻、數(shù)據(jù)的碼流首先要在控制字的控制下記憶擾碼加密，將數(shù)據(jù)打亂，在解密端要用同樣的控制字控制同樣的電路進(jìn)行解密。控制字（ CW）也稱密鑰，通?？梢圆粩喔淖?，由編碼端加密后經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到 IRD的智能卡來解密產(chǎn)生密鑰，即控制字。與控制字有關(guān)的加密信息通常稱為授權(quán)控制信息（ ECM）。對解密端所收看的多種業(yè)務(wù)進(jìn)行授權(quán)的信息稱為授權(quán)管理信息（ EMM），也在加密后通過傳輸網(wǎng)絡(luò)送到 IRD的智能卡。授權(quán)管理信息的解密是唯一的，也就是說一個(gè)智能卡只能解與其有關(guān)的 EMM信息，解密后就可以得到用于解 ECM的所有信息。因此，解 密有三個(gè)條件： 保密的可編址的智能卡； 傳送來的加密的授權(quán)管理信息； 傳送來的加密的授權(quán)控制信息。 同時(shí)，智能卡本身有一個(gè)密鑰，如果傳送流包含可解密的信息，智能卡將使用這一密鑰將解出的控制字以加密的形式送到 IRD。而智能卡與前端也是一一對應(yīng)的，只有相應(yīng)的 CA系統(tǒng)的智能卡才能解密，而即便是同樣的 CA系統(tǒng)，在不同的地域使用，由于授權(quán)信息和控制信息的不同也無法使用，這樣確保了播出端對于收費(fèi)用戶的充分控制和管理。 4．新技術(shù)、新業(yè)務(wù) 數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)優(yōu)異的信道特性確保了節(jié)目的高質(zhì)量，使用戶觀 看到演 第 23頁 播室水平的節(jié)目質(zhì)量成為可能；也給了節(jié)目制作人員寬廣的空間，讓他們可以隨心所欲地處理圖象而不必?fù)?dān)心圖象質(zhì)量有所損傷；這使得廣電行業(yè)的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)進(jìn)一步得到擴(kuò)展。 除此之外，由于采用數(shù)字化傳輸方式，提高了信道的利用率。以 CATV采用 DVBC為例：現(xiàn)有 8MHz的模擬信道（實(shí)際上只利用 ），采用 64QAM進(jìn)行調(diào)制，可以達(dá)到 。 1) 數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng) 在蓬勃發(fā)展的數(shù)字電視系統(tǒng)中，從數(shù)字化的角度而言，數(shù)據(jù)與視頻內(nèi)容是同屬性的，傳輸流中的音視頻內(nèi)容完全可以用純粹的數(shù)據(jù)來代替，也就 是說，廣播電視系統(tǒng)與通訊系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)越來越體現(xiàn)出同一性，而不是特異性。因此也引出了一類新的業(yè)務(wù)，數(shù)字化數(shù)據(jù)廣播 DDB。 DDB（ Digital Data Broadcasting）所能提供的服務(wù)種類包括：遠(yuǎn)距離購物、游戲、軟件網(wǎng)頁下載、遠(yuǎn)距離工作、訪問互連網(wǎng)、遠(yuǎn)距離學(xué)習(xí)、視頻電話會(huì)議、股市期貨消息、電子報(bào)紙、天氣預(yù)報(bào)等，基本可以劃分為交互式和非交互式兩種，分別用于不同結(jié)構(gòu)的信道。這里需要說明的是，交互操作并不一定需要雙向的傳輸信道，因?yàn)榻换シ绞椒譃閮煞N：異地交互和本地交互。異地交互是指進(jìn)行操作是需要與遠(yuǎn)端的服務(wù)器協(xié)同工作，而本地交互是指把所需內(nèi)容存儲(chǔ)在本地媒體上，交互操作只在本地進(jìn)行，類似與網(wǎng)頁的離線瀏覽。因此，即便是單向的廣播信道也可以實(shí)現(xiàn)交互操作，或稱 “準(zhǔn)交互操作 ”。 目前關(guān)于數(shù)據(jù)廣播的標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾個(gè)： DSMCC（ Digital Storage MediaCommand and Control） ISO/IEC 138186(MPEG2 part6) 數(shù)字存儲(chǔ)媒體 命令與控制，是基于客戶 /服務(wù)器的結(jié)構(gòu)，支持客戶端從服務(wù)器下載數(shù)據(jù)或代碼的操作，也支持廣播式下載。被 DVB采用為其數(shù)據(jù)廣播的標(biāo)準(zhǔn)。 DSMCC（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體的命令和控制）是一種特殊的應(yīng)用協(xié)議， 用于提供在數(shù)字存儲(chǔ)媒體上管理 TS流所需的基本控制函數(shù)和操作。 此協(xié)議位于 OS層之上、應(yīng)用層之下，獨(dú)立于所管理的 DSM、所關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及所在的操作系統(tǒng)，也和 DSM是本地的還是遠(yuǎn)程的無關(guān)。 DSMCC是一個(gè)龐大的規(guī)范，數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)一般只選用相關(guān)的部分。 數(shù)據(jù)廣播可分為四種類型： 數(shù)據(jù)管道（ Data Piping） 所謂數(shù)據(jù)管道，即數(shù)據(jù)直接由 MPEG2 TS 包的負(fù)載攜帶， 數(shù)據(jù)分割、組裝和解釋方法都留給用戶去定義。利用數(shù)據(jù)管道， 可以在廣播網(wǎng)上 傳送簡單的異步端到端數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)流（ Data Streaming） 在數(shù)據(jù)流方式中，數(shù)據(jù)由 MPEG2 系統(tǒng)定義的 PES（節(jié)目基本流）攜帶。采用數(shù)據(jù)流，可以在廣播網(wǎng)上傳送面向流的端到端數(shù)據(jù)。傳送方式可以是異步的，也可以是同步的 (Synchronous) 或從同步的 (Synchronized)。這里，異步數(shù)據(jù)流是指無定時(shí)要求的數(shù)據(jù)流。同步數(shù)據(jù)流是指有定時(shí)要求的數(shù)據(jù)流。在接收端，時(shí)鐘可以重新產(chǎn)生，從而生成同步數(shù)據(jù)流。從同步數(shù)據(jù)流是指有定時(shí)要求的數(shù)據(jù)流，流中的數(shù)據(jù)可以和其他類型的數(shù)據(jù)流 （如視頻流和音頻流）同步回放。 多協(xié)議封裝（ Multiprotocol Encapsulation） 多協(xié)議封裝用來在廣播網(wǎng)上傳送通信協(xié)議數(shù)據(jù)報(bào)（ Datagram），例如 Intern 第 24頁 et接入業(yè)務(wù)中 IP 數(shù)據(jù)報(bào)在廣播網(wǎng)上的傳送即采用這種方式。實(shí)現(xiàn)方法是把數(shù)據(jù)報(bào)封裝