【正文】 采用 數(shù)字 信號(hào)傳輸電視圖像、伴音、附加功能等信號(hào) 信源編 /解碼 因?yàn)樾盘?hào)數(shù)據(jù)量不大。須具有良好的數(shù)據(jù)編碼壓縮技術(shù) 復(fù)用 無(wú)復(fù)用器 ，視頻、音頻信號(hào)分別傳輸 將編碼后的視頻、音頻、輔助數(shù)據(jù)信號(hào)分別打包后復(fù)合成單路串行的比特流 信源編 /解碼調(diào)制解調(diào) 調(diào)制方式一般采用調(diào)頻或調(diào)幅 有壓縮及復(fù)用，通過(guò)糾錯(cuò)、均衡來(lái)提高信號(hào)抗干擾能力，采用 QAM調(diào)制方式。傳輸效率會(huì)進(jìn)一步提高 特點(diǎn) 信號(hào)數(shù)據(jù)量少，技術(shù)成熟，價(jià)格便宜 信號(hào)不易在傳輸中失真，清晰度高，占用頻帶窄。 與模擬電視相比，數(shù)字電視有如下特點(diǎn)： ⑴數(shù)字信號(hào)傳輸噪聲沒(méi)有積累。數(shù)字信號(hào)是一連串的“ 0”和“ 1”脈沖序列，在傳輸過(guò)程中，侵入的噪聲可以通過(guò)再生的方法去除。再生是基帶數(shù)字傳輸抗干擾的重要手段。所以，我們收看數(shù)字有線電視時(shí)，主觀感覺(jué)最為明顯的是畫(huà)面清潔，沒(méi)有雜波、雪花。模擬信號(hào) C/N=43dB 時(shí)可以得到 4 分的收看質(zhì)量。事實(shí)上，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)字信號(hào)的功率電平就是以比模擬電平低 10dB來(lái)傳輸?shù)摹? ⑶ 有較好的收視穩(wěn)定性。數(shù)字電視收看質(zhì)量的劣化有“斷崖效應(yīng)”，只要有圖像，質(zhì)量就是好的，無(wú)噪點(diǎn)，穩(wěn)定。相對(duì)于模擬信號(hào)，給收看者以穩(wěn)定的感覺(jué)。 由于采用壓縮率非常高的 MPEG2 壓縮方法，使碼率降低很多，加上采用高效率的調(diào)制方式，可以在一個(gè) 8Mhz的帶寬里傳送 6 套以上質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)清晰度（ SDTV）的節(jié)目。 ⑸ 可以在現(xiàn)行傳輸體制下傳輸高清晰度電視（ HDTV）。容易大量使用軟件，實(shí)現(xiàn)智能化操作。 怎樣實(shí)現(xiàn)模擬電視數(shù)字化 用離散數(shù)字來(lái)表示連續(xù)的模擬信號(hào)問(wèn)題。但觀測(cè)氣溫不必每分每秒都測(cè)量，隔一定時(shí)間測(cè)一點(diǎn)畫(huà)在坐標(biāo)圖上，連一條線，就表示了氣溫的變化。這種間隔測(cè)量的方式，叫做在連續(xù)變化的模擬量上的取樣。 取樣間隔多大合適？ 首先的原則是能基本如實(shí)的代表原來(lái)的連續(xù)模 擬量。 取樣的結(jié)果，僅是把模擬信號(hào)進(jìn)行時(shí)間上的離散。必須在幅度值上也進(jìn)行離散處理，才能實(shí)現(xiàn)不僅時(shí)間上離散，幅度值上也離散。這與我們買鞋是一個(gè)道理。 量化取多少個(gè)等級(jí)合適？ 等級(jí)多了好，但要付出的代價(jià)大。取樣、量化只是在時(shí)間和幅度上把信號(hào)的表示做到了離散化，還不是數(shù)字化。為什么要用“ 0”和“ 1”，不用 0— 9，就是因?yàn)椤?0”和“ 1”最容易用電量來(lái)表示。 這有如條碼，條碼只有黑、白兩種條，但它們不同的組合可以編出無(wú)數(shù)的碼，可以分別代表多種商品。把量化后的信號(hào)，用“ 0”和“ 1”組成的碼來(lái)表示，叫做編碼。總的是，模擬數(shù)字化三個(gè)過(guò)程：取樣、量化和編碼 。電視亮度信號(hào)的最高頻率是 6Mhz，每個(gè)色差信號(hào)大最高頻率為兩個(gè) 。量化等級(jí)取 256，需要 8 位二進(jìn)制編碼。傳送這么高的速率，對(duì)我們現(xiàn)在一個(gè)頻道 8Mhz的帶寬，實(shí)在是大得了不得。所以，要想使數(shù)字化節(jié)目真正能付之使用，必須對(duì)碼率進(jìn)行壓縮。 、壓縮的可能性 數(shù)字電視信號(hào)之所以可以壓縮，是因?yàn)殡娨曅盘?hào)存在著冗余。就是一幅畫(huà)面內(nèi)，各象素之間有很強(qiáng)的相關(guān)性。這樣一來(lái)就節(jié)約了大量信息，去除了冗余。相鄰兩幀圖像的內(nèi)容也大體相似。再次，是人的視覺(jué)冗余。這就是信號(hào)壓縮的可能性。它針對(duì)圖像上述幾種冗余的特點(diǎn)，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)估值、離散余弦變換（ DCT）、自適應(yīng)量化和熵編碼等技術(shù)（實(shí)際是一些算法），實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)碼率的壓縮。而且壓縮比可變，由 VCD 到 HDTV 等級(jí)都可以。因?yàn)橄噜彽膸g，圖象大量的數(shù)據(jù)是相同的，不必都全部傳輸，僅傳遞相鄰幀的變化部分就可以了，這樣就可以壓縮了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。自適應(yīng)量化是針對(duì) DCT而言，因?yàn)槿搜鄣囊曈X(jué)對(duì)圖象細(xì)節(jié)不敏感，故表示圖象細(xì)節(jié)的高頻部分可以壓縮。實(shí)際上是基于視覺(jué)冗余。給使用概率大的事件分配短字碼，給使用概率小的事件分配長(zhǎng)字碼，最大限度的提高編碼效率。 每一套節(jié)目有視頻碼流、音頻碼流，這些與模擬信號(hào)一一對(duì)應(yīng)的碼流稱為基本流 ES。在每個(gè)包前加上包頭，就構(gòu)成了打包的基本流 PES。復(fù)用的方法是時(shí)分復(fù)用。復(fù)用后，根據(jù)需要可以形成節(jié)目流 PS 和傳輸流TS。 PS碼流： 包的長(zhǎng)度可變，抗誤碼能力低，適用于相對(duì)誤碼低的環(huán)境，如存儲(chǔ)、制作 DVD等 TS碼流 包的長(zhǎng)度固定， 188字節(jié)，抗誤碼能力較高可用于相對(duì)較差的信道環(huán)境，如傳輸?shù)? HFC網(wǎng)上傳輸?shù)模? 模擬電視連續(xù)的電信號(hào)數(shù)字化后，變成了完全由“ 0”、“ 1”組成的脈沖串（經(jīng)過(guò) MPEG2 編碼形成由 MPEG2包組成的傳輸流）。它要占用從 0 開(kāi)始的無(wú)限帶寬。就是說(shuō)，每套電視節(jié)目先調(diào)制到一個(gè)指定的高頻率載波上（采用殘留邊帶調(diào)幅方式），每一個(gè)高頻率載運(yùn)一套節(jié)目，占用不同頻率的載頻，混合送到 HFC網(wǎng)絡(luò)上傳輸。每套節(jié)目占用的頻帶寬度都是 8Mhz。 數(shù)字化后的基帶，不符合目前 HFC 的傳輸體制，沒(méi)有辦法讓數(shù)字電視信號(hào)以基帶的形式上網(wǎng)與現(xiàn)有的模擬電視信號(hào)兼容傳輸。為了使數(shù)字基帶信號(hào)適應(yīng)HFC 網(wǎng)絡(luò)的要求，與模擬的頻帶信號(hào)在 HFC 中兼容傳輸，就需要對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)做適當(dāng)處理，我們稱這種做法叫信道編碼。 信道編碼是在前端完成的。二是把 MPEG2 碼流中的連“ 0”、連“ 1”信號(hào)攪亂。隨機(jī)化的方法，是采用偽隨機(jī)碼（ PRBS）對(duì)輸入的 MPEG2 碼流進(jìn)行隨機(jī)化處理。這樣連“ 0”、連“ 1”的現(xiàn)象就被消滅了。 RS 編碼是為了糾錯(cuò)的。模擬傳輸時(shí)，失真的表現(xiàn)是漸變的。數(shù)字電視中的一切劣化集中表現(xiàn)為碼錯(cuò)誤 —— 誤碼。所以數(shù)字傳輸要集中力量解決誤碼問(wèn)題，采用有效的措施，糾正傳輸誤碼。具體的說(shuō)，在輸入誤碼率 10E4 的情況下，糾正錯(cuò)誤碼，達(dá)到 10E12?？梢?jiàn)其糾錯(cuò)能力之強(qiáng)。模擬電視信號(hào)數(shù)字化、壓縮即信源編碼，解決了用數(shù)字比特代表連續(xù)的模擬信號(hào)和速率對(duì)網(wǎng)絡(luò)的適配。具體說(shuō)，前端的主要功能是： ⑴組織節(jié)目。向用戶提供多套數(shù)，高質(zhì)量的節(jié)目是數(shù)字電視的生命所在。前端的組織作用，就是要把這些不同的節(jié)目進(jìn)行數(shù)字化，壓縮編碼等過(guò)程，統(tǒng)一為 MPEG2 傳輸流（ MPEG2 TS）和 ASI接口格式。 在有線電視 HFC網(wǎng)中，數(shù)字電視也應(yīng)當(dāng)按每 8Mhz帶寬一個(gè)頻道來(lái)傳輸。完成這個(gè)任務(wù)的設(shè)備是一個(gè)多輸入口，多輸出口的數(shù)字切換矩陣，也稱路由器。 ⑶系統(tǒng)管理。因而可靠的授權(quán)管理是數(shù)字有線電視必備的功能。 有條件接收系統(tǒng) CAS；對(duì)節(jié)目和數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾、加密，對(duì)用戶進(jìn)行授權(quán)管理，實(shí)現(xiàn)有償服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) NMS：對(duì)前端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行集中管理，包括規(guī)劃、參數(shù)設(shè)置、檢測(cè)報(bào)警等。 ⑷復(fù)用。而每個(gè)頻道不但載運(yùn)不只一套節(jié)目，還必須載運(yùn)引導(dǎo)接收機(jī)正確工作的節(jié)目專用信息 PSI、業(yè)務(wù)信息 SI、電子節(jié)目指南 EPG 以及授權(quán)管理信息 ECM、 EMM 等。 ⑸進(jìn)行信道編碼和調(diào)制，實(shí)現(xiàn)與有線網(wǎng)絡(luò)的傳輸適配。 省廣播電視 SDH骨干網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)字電視節(jié)目 DS3數(shù)據(jù)流 利用適配器轉(zhuǎn)換為 MPEG2編碼的TS流。由長(zhǎng)度為188 字節(jié)的傳輸包組成。在傳輸鏈路里，這些 MPEG2 傳輸包一個(gè)包一個(gè)包的串行傳輸。 在整個(gè)數(shù)字有線電視系統(tǒng)中，設(shè)備與設(shè)備間，設(shè)備與線路間的傳輸接口，被規(guī)定為 ASI（異步串行接口）。 ASI物理接插形式，用得最多的是 BNC卡口。 模擬視音頻節(jié)目，經(jīng)編碼器完成數(shù)字化、壓縮形成MPEG2 格式。 SDH 傳送的數(shù)字電視節(jié)目，已經(jīng)是MPEG2 傳輸流。把它納入數(shù)字有線電視，只需在 SDH 輸出與數(shù)字有線電視的輸入之間加一個(gè)適配器完成 DS3到 ASI 的轉(zhuǎn)換就可以了。它是由視頻服務(wù)器