广播电视网络培训

内部培训资料提纲有线电视网络技术综述数字电视技术基础接入网络技术基础IP网络技术基础广电网络常规器材基础12345第一章有线电视网络技术综述有线电视网络是一种采用同轴电缆、光缆或者微波等媒介进行传输，并在一定的用户中分配或交换声音、图像、数据及其它信号，能够为用户提供多套电视节目及各种信息服务的电视网络。利用光缆或同轴电缆来传送广播电视信号或本地播放的电视信号的网络。有线电视（CATV）网是高效廉价的综合网络，它具有频带宽，容量大，多功能、成本低、抗干扰能力强、支持多种业务（1.基本业务；2.扩展业务：专业频道、视频点播VOD、高速数据广播；3.增值业务：Internet宽带接入、IP电话、电视商务、视频会议）连接千家万户的优势，它的发展为信息高速公路的发展奠定了基础。（百度）数字化和网络化是广播电视的主要发展趋势。网络整合有效促进了网络规模效益的实现，网络整合不仅突破了有线网络本地分散发展的空间限制，同时也集中优势打造出了引领有线网络发展的骨干企业，为站在更高起点上加快有线网络数字化、双向化发展，推进网络产业化、集约化运营提供了基础和条件。(百度）1.1有线电视网络概念有线电视网线发展历程及发展趋势模拟电视：共用天线系统MATV、闭路电视系统CCTV、有线电视网CATV；数字电视；互动电视；NGB：高带宽带、双向交互、互联共享、可管可控。1.2有线电视网络的组成和特点有线电视网络是由信号源、前端系统、干线传输系统和用户分配系统四部分组成。信号原前端系统干线系统分配网络前端到分配网的传输线路（微波、光缆、同轴电缆及分光、放大器等设备）接收设备、自播节目设备、调制器、混合器、UPS等机房设备接收天线、卫星、微波、有线网等传送来的节目光收、放大器、分配分支器、电缆、用户终端信号源系统前端系统干线系统多路混合器多路混合器电视解调器卫星接收机电视解调器调频接收机频道处理器适配、解码器调频接收机光接收机放像机电视调制器电视调制器电视调制器电视调制器电视调制器电视调制器电视调制器调频调制器光发射机光发射机光发射机分配系统卫星接收机电视调制器多路混合器SDH光接收机1.2有线电视网络的组成和特点—模拟电视系统结构图卫星基带信号接收机跳线架视音分模拟调制器混合器放大器光收光分器下级网络EDFA掺铒光纤放大器光发1.2有线电视网络的组成和特点—数字电视系统结构图(1)1.2有线电视网络的组成及特征—互动电视系统结构图1.2有线电视网络的组成及特征—互动电视系统结构图(2)CMTS：电缆调制解调器终端系统1.2有线电视网络的组成及特征—NGB总体框架DOCSIS：主要支持在计算机网与有线电视网之间，以及有线电视前端（或HFC的光节点）与用户之间实现IP数据包的传输。BNG：宽带网络网关控制设备。1.2有线电视网络的组成及特征——指标及频谱划分波段频率范围业务R5-65上行业务X65-87过渡带FA87-108广播业务A110（111）-1000（958）模拟电视，数字电视，数据业务模拟电视主要指标系统输出电平、系统输出口频道间载波电平差、频道内幅度/频率特性、载波互调比、CTB、交扰调制比、载波交流声比、CSO；数字电视主要指标数字频道输出电平、频道间电平差、数字频道与模拟频道电平差、MER、BER、数字射频信号与噪声功率比、CSOCTBGY/T106-1999《有线电视广播系统技术规范》GY/T221-2006《有线数字电视系统要求和测量方法》1.2有线电视网络的组成及特征——有线电视指标传输方式：有线电视系统中传送PAL-D制电视广播信号系统技术参数：系统输出口电平：60-80dBuV任意间电平：≤10dBuV相邻间电平：≤3dBuV载噪比：≥43dBuV相邻频道间隔：8M特性阻抗：75欧光接收机输入光功率：-4±3光接收机输出电平：102±2干线放大器输入电平：72dBuV左右第二章有线电视基础数字电视的基本概念数字音视频压缩编码技术数字电视传输流信号的形成数字电视信号的传输2.12.22.32.42.1数字电视的基本概念——数字电视及数字电视系统数字电视：用数字信号来表示图像信息；数字电视系统：将活动的图像、音频及数据，通过数字技术进行压缩、编码、传输、储存。实时发送/广播或者经过记录媒体的传播，供观众接收/播放的视频系统；信道是传输信息的通道；带宽：是信道所传送信号的频率宽度。2.1数字电视的基本概念——数字信号的形成1、传输抽样值，即PAM（脉冲振幅调制模拟信号）2、传输抽样后的量化值（数字信号）3、传输抽样量化后的编码值，即PCM、DPCM等（二进制编码的数字信号）2.1数字电视的基本概念——数字电视编码编码1、信源编码：是指将信源中多余的信息除去，即降低冗余度，以提高传输的效率，即有效性编码1）去除冗余2）提高传输速率2、信道编码：为了对抗信道中的噪音和衰减，通过增加冗余，来提高抗干扰能力以及纠错能力，即可靠性编码1）添加冗余2）降低差错率：牺牲通信的有效性（信息传输速率）来提高可靠性调制：数字载波调制—ASK、FSK、PSK、QPSK、PAM2.1数字电视的基本概念——信源编码遵循标准视频信号信源编码遵循MPEG-2标准的第2部分（ISO/IEC13818-2）；音频信号信源编码有的采用MPEG-1标准的第3部分（ISO/IEC11172-3）中的层2；编码后的音视频码流复用均执行MPEG-2标准的第1部分（ISO/IEC13818-1）。ISO就是负责制订全球协商一致的国际标准的组织，权威极高；而IEC则是在电气、电子工程领域担负的技术标准编制工作。2.1数字电视的基本概念水平扫描频率：是指电子枪按照从左至右，从上至下的顺序扫过所有像素（Pixel）的过程。通常可以简单认为行频=行数*场频，例如在800*600的分辨率下，当刷新率为85Hz时（通常表述800*600@85Hz），行频至少是600*85Hz=51Khz。垂直扫描频率：也称为也称帧频或刷新率。计算单位为Hz。它决定了每秒扫描屏幕的次数，即所显示的图象数。其该频率越高说明垂直分辨率越高。标准清晰度数字电视：我国SDTV图像分辨率为720（水平）*576（垂直），图像宽度比4：3；高清晰度数字电视：我国HDTV图像分辨率为1920（水平）*1080i（垂直）或者1280（水平）*720P（垂直）；2.1数字电视的基本概念VCEG（videocodeexpertgroup）：是国际电信联盟（ITU-T）下的频频编码专家组；MPEG（motionpictureexpertgroup）：是国际标准化组织/国际电工委员会（ISO/IEC）下的运动图像专家组；2000年底ISO/IECMPEG专家组开始与ITU-TVCEG专家组合作成立联合视频工作组JVT（joinvideoteam）。2.1数字电视的基本概念MPEG-1：数字电视标准，1992年正式发布，压缩标准为VCD采纳。MPEG-2：数字电视标准，压缩标准为DCD采纳。MPEG-3：已于1992年7月合并到高清晰度电视(High-DefinitionTV，HDTV)工作组。MPEG-4：多媒体应用标准(1999年发布)，其中MPEG-4第10部分（MPEG-4AVC）为ITU－T的H.264。MPEG-5：直至1998年9月还没有见到定义。MPEG-6：直至1998年9月还没有见到定义。MPEG-7：多媒体内容描述接口标准/互联网视频检索制定标准。MPEG-21：多媒体集成框架2.1数字电视的基本概念——MPEG标准的关键技术MPEG标准的关键技术：帧间压缩编码技术DCT技术熵编码视频输入预测（消除时间上的冗余度）DCT（消除空间上的冗余度）DCT系数量化哈夫编码缓冲存储数码率可变固定比特率输出数码率控制量化比率控制熵编码即编码过程中按熵原理不丢失任何信息的编码。信息熵为信源的平均信息量（不确定性的度量）。常见的熵编码有：LZW编码、香农(Shannon)编码、哈夫曼(Huffman)编码和算术编码(arithmeticcoding)。在视频编码中，熵编码把一系列用来表示视频序列的元素符号转变为一个用来传输或是存储的压缩码流。输入的符号可能包括量化后的变换系数，运动向量，头信息（宏块头，图象头，序列的头等）以及附加信息（对于正确解码来说重要的标记位信息）。2.2数字视音频压缩技术——H.26X系列标准由ITU-T的VCEG制定，针对单一矩形视频对对象，追求更高的压缩效率。H.26X标准H.261：1990年ITU-T制定的一个视频编码标准，属于视频编解码器。H.262：ITU-T的一个数字视频编码标准，属于视频编解码器。H.262在技术内容上和ISO/IEC的MPEG-2视频标准(正式名称是ISO/IEC13818-2)一致。H.263：主要用在视频会议、视频电话和网络视频上。在对逐行扫描的视频源进行压缩的方面，H.263比它之前的视频编码标准在性能上有了较大的提升。尤其是在低码率端，它可以在保证一定质量的前提下大大的节约码率。H.264：同时也是MPEG-4第十部分，是由ITU-T视频编码专家组（VCEG）和ISO/IEC动态图像专家组（MPEG）联合组成的联合视频组（JVT，JointVideoTeam）提出的高度压缩数字视频编解码器标准。2.2数字视音压缩编码技术——H.264标准H.264标准压缩系统由视频编码（VCL）和网络提取层（NAL）两部分组成。控制数据视频编码(VCL)数据划分网络提取层(NAL)H.320MP4FFH.323/IPMPEG2编码后的宏块编码后的分区2.2数字视音频压缩编码技术—AVS标准AVS包包括系统、视频、音频、数字版权管理等四个主要技术标准和符合性测试等标准。AVS标准的特点先进自主开放2.3数字电视传输信号的形成——传输流（TS）的形成视频音频数据视频编码音频编码数据编码ESES打包器打包器PESPESTS复用TS复用TS码流PS码流编码层系统层发送层TS是传输数据流(transitionstream)：主要用于数据传输，如HDV机器内部记录的m2tES是基本数据流(elementarystream)：用于某些硬盘播或编辑系统，如m2vPS是程序数据流(programstream)：用于播放或编辑系统，如m2p2.3数字电视传输信号的形成——PSI表结构2.CAT：条件接收表提供了在复用流中条件接收系统的有关信息。当有EMM时，它还包括了EMM（授权管理信息）所在的PID（CA_PID）；3.PMT：PMT表存放的是节目中包含的音频、视频、其他数据的PID信息。每一个节目的所有信息必须包含在一个PMT中，但在一个PMT中可以包含多个节目的信息。PMT本身的PID由PAT表格提供。；4.NIT表：主要是提供有关物理网络的信息，网络信息表传送本网络以及与此有关的其它网络的一些信息。每个网络都有唯一的识别符（network_id）。网络信息表主要携带：网络识别符(Network_ID)、网络名称、传输系统参数(有线传输系统参数包括：频率、调制方式、FEC外码、符号率、FEC内码)、节目业务类型及Service_ID等信息。机顶盒只要调谐到携带NIT表的传送流中，即可提取其它网络的参数，一般解码器便可根据提取出来的信息，自动搜索频道。1.节目关联表(PATProgramAssociationTable)是数字电视系统中节目指示的根节点:其包标识符（PacketIDentifier、简称PID）为0。终端设备（如机顶盒）搜索节目时最先都是从这张表开始搜索的。从PAT中解析出节目映射表（PMT），再从PMT解析出基本元素（如视频、音频、数据等）的PID及节目号、再根据节目从节目业务描述表（ServiceDescriptionTable、简称SDT）中搜索出节目名称。CAT相关表是从PMT中得到。2.3数字电视传输信号的形成——PSI从码流中选择节目的过程PSI表格信息详解（以解码端工作过程举例）