建立数字电视网络系统(文件为doc格式)-建立数字电视网

建立数字电视网络系统（一）数字电视是含盖了整个电视系统的整体概念，它包括从节目的制作、生产、传输以及用户的接收和全系统的运行、管理都是以数字技术为基础。数字电视的概念来源于70年代提出的高清晰度电视（HDTV），从那以后电视系统的数字化便从个别的设备数字化开始了，这只是代表电视系统数字化的第一阶段，在这第一阶段中主要是应用数字技术针对现行的彩色电视制式的主要缺陷进行改良，即：改良电视制式（ExtendedDefinitionTV）阶段。随着数字技术、计算机技术和数字图像处理技术的发展，演播室的全面数字化全面展开，其重要标志就是ITU-RBT601标准的制定，使电视节目的数字化生产、制作成为可能，这是电视系统数字化的第二阶段。第三阶段的数字化工作的重要标志是传输网络与用户接收的数字化，开始于90年代，首先是日本于1994年开始了MUSE系统的高清晰度电视广播，美国在当时表示支持日本的MUSE系统，但美国意识到其巨大的潜在市场时，立即推出了全数字化高清晰度标准，即ATSC（AdvancedTelevisionSystemCommitee）。“ATSC”的突出优点是包括了从低清晰度、标准清晰度（SDTV）到高清晰度的全部领域而全系统数字化。同时，欧洲也提出了相应的标准DVB，从而使网络在传输、数字电视节目，到用户的接收有标准可依。网络因此而发展。2.技术与标准2.1活动图像处理技术MPEG2.1.1问题的提出电视信号的数字化有两个途径：（1）对复合的模拟电视信号直接进行采样、量化而得到。由于复合模拟电视信号中是多种信号的复合体，比如有行场同步信号、色度同步信号、行场消隐信号、色度信号（色度行调制在色度副载波之上），这些行号在时间上是相关的，即它们之间有严格的相位关系（关于复合彩色全电视信号可参考GB3174-82《中华人民共和国彩色电视广播标准》）。对于这样的复合信号，不能按最高频率的2倍（Nyguist采样）进行采样，其采样频率为13.5MHz，10bit量化（ITU-RBT601）将会产生140Mbps。对于分量信号其采样频率分别是13.5MHz、6.75MHz、6.75MHz，10bit量化，将产生270Mbps视频数据流。不论是140Mbps的数据流还是270Mbps的数据流所占带宽太宽，都不适于在网络上传输，因此，利用电视信号自身的特点时间和空间的相关性，对数据流进行压缩，在模拟信号是做不到的。2.1.2MPEGMPEG（MovingPictureExpertGroup，移动图像专家组）是ISO（IntermationalOrganizationforStandardization，国际标准化组织），与IEC（InternationalElectrotechnicalCommission，国际电工委员会）的技术联合委员会JTC（JointTechnicalCommittee）下的第29小组（SC29），其研究对象是活动图像的压缩、编码，由此而制定的标准称为MPEG（本文在此不讨论MPEG的技术细节，详见本刊中关于MPEG的技术介绍以及相关资料）。MPEG有一系列标准，其中在广播电视网络中大量运用的是MPEG-2。MPEG-2只是定义了如何对活动图像产生的高速码流进行压缩，而获得较为合适的低速码流，而没有定义如何通过不同的网络介质将此压缩图像码流转送到用户端，也没有定义用户如何对此图像流进行接收处理，并且MPEG整个压缩处理是基于对图解有损伤压缩，只是人眼不易觉查罢了。MPEG本身并没有定义各种网络接口标准，因此，目前国际上各产品供应商所提供的产品在网络接口互通性上存在困难。2.1.3DVB、ATSC与ISDB数字电视系统的目标是要将活动图像码流通过网络传输至用户，并且用户端获得良好的图像和伴音，网络传输与接口问题是实现图像码流传送的关键所在，MPEG自身解决此问题。DVB（DigitalVidioBroadcasting）是Davic（DigitalAudioVideoIndustrialCommittee）提出一套数字电视网络传输标准，相同的标准有美国的ATSC和日本的ISDB（IntegratedServiceDigitalBroadcasting，综合业务数字广播）。由于我国的模拟广播电视频道是按PAL-D方式划分，一个标准电视频道宽度为8MHz，而ATSC和ISDB是基于NTSC，射频频道宽度为6MHz，我国的数字电视广播标准正在制定之中，根据目前情况看，比较倾向于DVB，DVB和我国现有情况比较接近。DVB已制形成了一系列完整标准，其中包括了用于卫星传送的DVB-S，用于有线电视网传输的DVB-C，用于开路无线广播的DVB-T，用于SDH传输的接口标准DVB-SDH，同时还定义了用于数据传输的DVB-Data的一系列服务和管理标准。所有DVB系统都使用MPEG-2的传输流（TS）来传送视频、音频和其他数据流，同时所有DVB系统都使用统一的公共服务信息（SI）为所传送的节目提供详细的服务信息，并且都使用统一的共同的理德·所罗门（Reed-Solomon）前向纠错（FEC）。DVB系统针对不同的传输网络介质而采用了不同的信道编码和调制。DVB标准所定义的数字电视系统含水量盖的电视清晰度从352×240（MP@ML）到1920×1152（MP@HL），其帧速率从24000/1001到60Hz。DVB不仅仅是定义了视频流的编码传输机制，更重要的是详细定义了文本的适应范围。2.2条件接入、用户管理数字电视系统要投入商业运营，就必须具备对节目内容进行授权管理，CA（ConditionalAccess，条件接入）系统即是对节目授权管理的系统。DVB也定义相应的文件，即DVB－CS（ETR289BluebookA007）。CA系统的基本功能是对商业运营的数字电视系统中的播出内容码流进行加密，合法的用户可以对加密的内容码流进行解密，并完成正常接收CA系统与用户管理系统（SMS，SubscriberManagementSystem）配合应用可以实现用户－银行－运营商间商业财务结算关系，使用户得到更好的服务。我国于2001年发布了自己的CA系统规范：《GY/Z175－2001数字电视广播条件接收系统规范》。CA系统的构成如图1所示。图1典型的条件接收系统逻辑结构由于在实际的商业播出系统中，在同一播出节目内容密码流中进行多重CA加密成为商业的需求。对同一节目内容流进行多重CA加密需应用同密/多密技术，图2为同密/多密的系统架构。关于同密/多密的详细技术请参阅《GY/Z175－2001数字电视广播条件接收系统规范》。用户管理系统主要实现数字电视广播条件接收用户的管理，包括对用户信息、用户设备信息、用户预订信息、用户授权信息、财务信息等进行记录、处理、维护和管理。用户管理的主要功能是编辑和管理用户信息，处理用户的节目定单，检查用户的付费情况，产生用户的预授权信息，根据用户的请求及财务情况对用户进行授权。用户的授权管理主要是负责用户业务开通前的授权预处理操作，包括对用户的信用度的确认，用户业务与智能卡有效性确认等。用户管理系统的另一个重要功能是通过对用户信息的编辑分析，可以得到用户的分布、用户的喜好，因此运营商可根据用户的分布情况而进行业务决策。（未完待续）数字电视业务在国外已进入正式运营阶段，但在国内却还刚刚起步特别是对于地处内陆的四川而言，仍属于一种全新的电视系统。在四川省广播电视网络有限责任公司率先推出数字电视，大力推广数字电视之际，为了使广大用户能够更加了解数字电视，更好的使用数字电视，在此先对数字电视的优越性做一个简单的介绍。数字电视是指从拍摄、编辑、制作、播出、传输、接收等电视信号播放和接收的全过程都使用数字技术的电视系统，是传统模拟电视系统的数字化。它将活动图像、声音和数据，通过数字技术进行压缩、编码、传输／存储，而实时发送／广播或者经过纪录媒体的传播，供观众接收／播放。数字电视具有以下优越性：一、节省带宽资源我国电视的模拟电视制式为PALD/K，有线电视系统的总带宽为750MHz，一个电视频道的带宽是8MHz,即采用模拟传输体制，每8MHz带宽只能传送一套电视节目。而采用数字电视传输体制，利用QAM64的调制方式，在1个8MHz模拟频道可以传6～8套数字电视节目，大大增加了有线电视系统的传输能力。这样算一算可以发现，在550MHz~750MHz的200MHz的带宽中，传输的节目可达到200多套。省网络公司的有线电视传输系统中已经含有数字电视信号，省网用户在收看省网络公司播出的模拟电视信号的同时，只要为电视机加装一台机顶盒就能收看到数字电视节目，机顶盒连接简单，操作方便。加装机顶盒后完全不影响用户对模拟电视的收看。二、图像质量更好在收看模拟电视信号的时候用户往往会发现，随着传输距离的增加，信号质量会逐渐劣化。越是尾端的用户越是感到收看的图像质量不佳。而数字电视设备输出信号稳定可靠，能够避免在模拟系统中非线性失真对图像的影响，消除了微分增益和微分相位失真引起的图像畸变；另一方面，数字信号通过再生技术和纠错编解码技术使在传输过程中噪声不逐步积累；基本不产生新的噪声，保持信噪比基本不变，接收端图像质量基本保持与发送端一致，适合多环节、长距离传输。用户收看数字电视再也不会为雪花、重影所困扰，音画质量将达到DVD效果。在加装机顶盒后用户可用自已的电视机比较一下模拟电视和数字电视的效果就能明显感觉到图像质量的不同。三、用户服务个性化在收看模拟电视节目的时候用户往往会不时用遥控器翻看其它的频道，浪费了大量的时间，还往往错过自已喜爱节目的收看。省网用户安装机顶盒后，可以像选择“套餐”一样，定制自己喜欢的节目或服务，自由驾驭自己的娱乐空间。因为数字电视独具电子节目菜单功能，可以对收视节目进行全面导航和管理，用户可以利用有限的时间收看到自已喜爱的节目，还可对帐户进行查询和管理。四、节目存储、再处理更加方便目前电视台普遍采用录像带存储模拟电视节目，不仅需要大量的录像带，而且录像带容易因老化而损坏。数字化后，电视节目可保存在硬盘、光盘等存储介质中，硬盘和光盘与录像带相比，有体积小、使用寿命长等优点。另外，由于在数字化的过程中采用了数字压缩技术，使得存储所需的空间更小。在数字化后，便于使用各种数字处理，如帧存储器、数字特技机、数字时基校正器，产生新的特技形式，增强了屏幕艺术效果，同时，数字电视信号具有极强的可复制性，用在节目制作上可大大提高图像质量。五、开展更丰富的业务数字电视系统，可以提供模拟系统根本无法实现的业务。在基本业务方面，应用此数字电视系统，用户可以收看100套以上包括付费电视在内的数字电视节目，以及几十套调频广播节目和数字音频广播（DAB）节目；其次，在电视扩展业务方面，可提供如广播式的服务，如图文电视、电视会议、数据信息广播、加密电视、准视频点播（NVOD）等；同时，在增值业务方面将来可以通过双向传输系统进行交互式的多功能应用，如互联网接入、远程教学、远程医疗、电子邮件、计算机联网、数据通讯、家庭保安监控等多媒体信息服务等。应用数字化的有线电视网络能向人们提供的已不仅仅是传统意义上的普通电视节目，而是提供包括图像、数据、语音等全方位的服务。因为有线电视网的入户带宽为几百兆，因而可利用它开展增值业务或信息业务。四川省广播电视网络有限责任公司将根据用户的需要，不断推出数字电视相关业务。六、数字电视是互动电视1.互动电视的概念互动电视节目是电视数字化和网络化后的产物，是数字电视系统提供的多种业务中的一种，属于交互式业务的范畴。目前的互动电视处于交互业务的第一个阶段（本地交互），即不需要回传通道，是用户与机顶盒之间的互动。2.互动电视与普通电视普通电视主要依赖于硬件，微处理器（8位）以及逻辑控制，结构比较简单；互动电视在一定硬件结构基础上更多侧重于系统的软件控制，由强大的嵌入式微处理器（32位）及嵌入式操作系统和一些应用软件构成。普通电视功能单一，出厂定终身，功能无法扩展；互动电视内置智能化平台，其应用功能可以升级，不断扩展和更