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數字電視標準綜述(1)

數字電視標準綜述(1)

轉自:DVBCN數字電視中文網
摘要:本文從數字電視技術標準所起的作用,美國ATSC標準,歐洲DVB標準,日本ISDB標準,DVB與 ATSC的比較,三種標準的數字地麵廣播係統比較,我國數字廣播電視標準化工作的現狀等方麵,詳細地介紹了數字電視標準。

關鍵詞:數字電視標準,ATSC標準, DVB標準, ISDB標準。

  在數字電視傳輸碼流中,一個數據包有多大,含有多少字節,每個字節的含義是什麼,甚至一個字節的某一比特位是何意義,都有明確的規定,這就是標準。
  目前,美國、歐洲和日本各自形成三種不同的數字電視標準。美國的標準是ATSC(Advanced Television System Committee先進電視製式委員會);歐洲的標準是DVB(Digital Video Broadcasting 數字視頻廣播);日本的標準是ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting 綜合業務數字廣播)。
  我國數字電視的製式標準遲遲未能出台,這成為不少人士關注的焦點。因為標準在2003年能否順利出台,事關中國的數字電視產業能否盡早啟動:“在彩電業一片虧損聲中,不少廠家之所以沒有放棄彩電就是要苦熬數字電視時代的到來。”中國一旦確定並公布數字電視的製式標準,中國數字電視將迅速形成產業化,彩電將真正迎來第二春。
  廣播電視從模擬係統向數字係統過渡,沒有統一的標準就不可能實現。與模擬係統相比,技術標準在數字化、網絡化中具有更重要的地位和作用。
  一、數字電視技術標準所起的作用
  技術標準在數字化、網絡化中具有的作用主要體現在以下幾個方麵:
  (1)在設備方麵,模擬係統的標準主要規定設備的外在接口,而數字係統的標準不僅規定設備的外在接口,還要對數字信號處理的整個過程和細節甚至是每個比特都做詳細的規定,如果標準不統一,設備和網絡都將無法聯通,數字信號將無法暢通。
  (2)在係統方麵,模擬係統工程是單一的、相互獨立的業務係統,而數字係統則是統一的、綜合的、從播出到接收的大係統,接收端與播出端必須完全對應,這就要求對播出係統、傳輸係統與機頂盒或接收機統一製訂標準。
  (3)在相互關係方麵,模擬係統的標準主要是單一的技術標準,而數字係統的標準則是集信息標準、廣播電視技術標準、通信傳輸標準、計算機標準於一體的多層次的標準。
  我們必須充分認識標準在數字化、網絡化進程中的地位和作用,進一步增強標準意識,在設備選型、新技術運作、事業建設、技術改造等工作中首先必須考慮是否符合國家標準的問題,遵循標準化的規律,推進電視數字化的健康發展。
  二、美國ATSC標準
  ATSC數字電視標準由四個分離的層級組成,層級之間有清晰的界麵。最高層為圖像層,確定圖像的形式,包括像素陣列,幅型比和幀頻。第二層是圖像壓縮層,采用MPEG-2圖像壓縮標準。第三層是係統複用層,特定的數據被納入不同的壓縮包中,如節目1圖像,節目2聲音,或者輔助數據,采用MPEG-2係統標準。最後一層是傳輸層,確定數據傳輸的調製和信道編碼方案。
  對於地麵廣播,其標準采用Zenith公司開發的8VSB,此係統可通過 6MHz的地麵廣播頻道實現19.3Mb/s的傳輸速率。該標準也包含適合有線電視係統高數據率的16VSB模式,可在6MHz的有線信道中實現38. 6Mb/s的傳輸速率。下麵兩層共同承擔普通數據的傳輸,上麵兩層確定地普通數據傳輸的基礎上運行的特定配置,如HDTV或SDTV(標準清晰度電視)。上麵兩層還確定ATSC 標準支持的具體圖像格式,共有18種格式(HDTV6種、SDTV12種),14種采用逐行掃描方式。
  ⑴ HDTV,1920像素(H)×1080像素(V),寬高比16:9,幀頻60Hz/隔行掃描製,幀頻30Hz/逐行掃描製,幀頻24Hz/逐行掃描製;
  ⑵ HDTV,1280像素(H)×720像素(V),寬高比16:9,幀頻60Hz/逐行掃描製,幀頻30Hz/逐行掃描製,幀頻24Hz/逐行掃描製;
⑶ SDTV,704像素(H)×480像素(V),寬高比16:9或4:3,幀頻60Hz/隔行掃描製,幀頻60Hz/逐行掃描製,幀頻30Hz/逐行掃描製,幀頻24Hz/逐行掃描製;
  ⑷ SDTV,640像素(H)×480像素(V),寬高比4:3,幀頻60Hz/隔行掃描製,幀頻60Hz/逐行掃描製,幀頻30Hz/逐行掃描製,幀頻24Hz/逐行掃描製。
  HDTV除一種之外,圖像格式都采用逐行掃描。因為1920×1080格式不適合在6MHz信道內以60幀/秒進行逐行掃描,故以隔行掃描取代之。 SDTV的640×480圖像格式與計算機的VGA格式相同,保證了與計算機的適用性。在所有12種SDTV格式中,有9種采用逐行掃描,保留3種為隔行掃描方式以適應現有的視頻係統。
  盡管ATSC DTV標準包含了高數據率的16VSB傳輸模式以適應有線電視係統,而美國的有線電視業實際上采用的是相近但不相同的標準,這是因為美國有線電視業在 ATSC DTV標準被FCC通過之前已對發展不同的數字化技術投入大量的資金。作為ATSC的重要成員,有線電視通信工程協會已采納了數字化有線係統的標準,此標準協調了美國有線工業現行標準化和ATSC DTV的標準。另外,這些有線標準包括反映現行標準的一級圖像格式,ATSC SDTV圖像格式,同時設定了一套二級圖像格式,有線業可用於後兼容的電視上。二級圖像格式與ATSC DTV格式相同,包括HDTV和SDTV兩種格式。
  另外,ATSC還開發通過了在幀頻為50Hz的國家使用的另行標準。HDTV的像素陣列相同,但幀頻為25HZ和50HZ。SDTV格式的垂直分辨率為576行而水平分辨率則不同;也包含352×288格式,適應必要的窗口設置。基於 50Hz版本的ATSC DTV標準使采用幀頻為50Hz的國家更易於使用。
  ATSC成員30個,其中有美國國內成員20個、來自阿根廷、法國、韓國等7個國家的成員10個,我國的廣播科學研究院也參加了ATSC組織。
  三、歐洲DVB標準
  DVB標準包括:DVB廣播傳輸係統、DVB 基帶附加信息係統、DVB交互業務係統、DVB 條件接收及接口標準。具體如下:
  1.DVB廣播傳輸係統
  DVB 數字廣播傳輸係統利用了包括衛星、有線、地麵、SMATV、MNDSD 在內的所有通用電視廣播傳輸媒體。它們分別對應的DVB標準中:DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-SMATV、DVB-MS和DVB-MC。
  ⑴ DVB-S(ETS 300 421)——數字衛星直播係統標準
  該標準以衛星作為傳輸介質。通過衛星轉發的壓縮數字信號,經過衛星接收機後由衛星機頂盒處理,輸出現有模擬電視機可以接收的信號。這種傳輸覆蓋麵廣,節目量大。數據流的調製采用四相相移鍵控調製(QPSK)方式,工作頻率為11/12GHz。在使用MPEG—2的MP@ML(主類@主級)格式時,用戶端達到CCIR601演播室質量的碼率為9Mb/s,達到PAL質量的碼率為5Mb/s。一個54MHz轉達發器傳送速率可達68Mb/s,並可供多套節目複用。
  在DVB-S標準公布之後,幾乎所有的衛星直播數字電視均采用該標準,包括美國的Echostar等。我國也選用了DVB-S標準。
  ⑵ DVB-C(ETS 300 429)——數字有線廣播電係統標準
  該標準以有線電視網作為傳輸介質,應用範圍廣。它具有16、32、64QAM三種方式,工作頻率在10GHz以下。采用64QAM正交調幅調製時,一個 PAL通道的傳送碼率為41.34Mb/s,還可供多套節目複用。係統前端可從衛星和地麵發射獲得信號,在終端需要電纜機頂盒。2001年國家廣電總局已頒布行業標準:《有線數字電視廣播信道編碼和調製規範》,該標準等同於DVB-C標準。行標的製訂有利於我國有線數字電視的推進。
  ⑶ DVB-T(ETS 300 744)——數字地麵廣播係統標準
  這是最複雜的DVB傳輸係統。地麵數字發射的傳輸容量,在理論上大致與有線電視係統相當,本地區覆蓋好。現在采用編碼正交頻分複用(COFDM)調製方式,8MHz帶寬內能傳送4套電視節目,而且傳輸質量高。但這種係統其接收費用高,頻道也較少。
 ⑷ DVB-SMATV(ETS 300 473)——數字SMATV(衛星共用天線電視)廣播係統標準
  該標準是在DVB-S和DVB-C基礎上製定的。
  ⑸ DVB-MS(ETS 300 748)——高於10GHz的數字廣播MMDS分配係統標準
  MMDS是采用調幅微波向多點傳送,分配多頻道電視節目的係統。該標準基於DVB-S,使攜帶大量節目的微波信號直接入戶。用DVB-S接收機配上一個MMDS頻率變換器就可接收DVB-MS信號。
  ⑹ DVB-MC(ETS 300 749)——低於10GHz的數字廣播MMDS分配係統標準
  該標準基於DVB-C,使攜帶大量節目的微波信號直接入戶。用DVB-C接收機配上一個MMDS頻率變換器就可接收DVB-MC信號。
  2.DVB基帶附加信息係統
  DVB數字廣播係統除傳送普通的視頻、音頻信號外,還需傳送接收IRD調諧、節目指南,以及圖文、字幕、圖標等信息。適用於此類基帶附加信息係統的DVB標準包括:DVB-SI、DVB-TXT和DVB-SUB。
  ⑴ DVB-SI(ETS 300 468)——數字廣播業務信息係統標準
  該標準用於IRD自行設置,並為用戶提供廣播業務指南。DVB—SI由一係列的表和描述符構成,它們給出了有關DVB業務或節目的所有參數。
  ⑵ DVB-TXT(ETS 300 472)——數字圖文廣播係統標準:該標準用於固定格式圖文電視的傳送。
  ⑶ DVB-SUB(ETS 300 743)——數字廣播字幕係統標準:該標準用於字幕及圖標(台標等)的傳送。
  3.DVB交互業務係統
  DVB數字廣播係統中的許多業務能根據需要,提供某中形式的交互服務。在通用DVB數字廣播係統的基礎上,進一步構成交互業務係統的要素包括與其他相關國際標準兼容的交互業務網絡獨立協議,傳送交互服務過程命令與控製信號的回傳信道等。與此對應的交互業務係統DVB標準有:DVB—NIP、DVB- RCC和DVB-RCT。
  ⑴ DVB-NIP(ETS 300 802)——DVB交互業務網絡獨立協議標準;
  ⑵ DVB-RCC(ETS 300 800)——CATV係統DVB反傳信道標準;
  ⑶ DVB-RCT(ETS 300 801)——PSTN/ISDN的DVB反傳信道標準。
  4.DVB 條件接收及接口表準
  DVB數字廣播係統中有些業務傳送的是加擾的條件接受信息。條件接收的通用接口,使 IRD(Integrated Receiver Decoder,綜合解碼接收機)能夠解擾采用通用加擾算法的加擾信息。DVB數字廣播係統與其他電信網絡(例如PDH、SDH、ATM等)的連接擴展了 DVB技術的應用範圍,其與這些電信網絡的接口實現了DVB向電信網絡的過渡。此外還有用於連接專業設備及IRD的接口。關於這些接口的DVB標準包括: DVB-CI、DVB-PDH、DVB-SDH、DVB-ATM、DVB-PI和DVB-IRDI。
  ⑴ DVB-CI(EN 50221)——條件接收及其它應用的通用接口標準
  條件接收可確定哪些數字接收機能夠接收特定的廣播電視節目。這是付費電視廣播的基本部分,因而對數字電視運行的成功發展至關重要。
  ⑵ DVB-PDH(ETS 300 813)——PDH(準同步數字係列)網絡DVB接口標準;
  ⑶ DVB-SDH(ETS 300 814)——SDH(同步數字係列)網絡DVB接口標準;
  ⑷ DVB-ATM(ETS 300 815)——ATM網絡DVB接口標準;
  ⑸ DVB-PI(EN 50083—9)——CATV/SMATV前端及類似的專業設備接口標準;
  ⑹ DVB-IPDI(EN 50201)——DVB-IRD接口標準。
  DVB成員已經達到265個(來自35個國家和地區),主要集中在歐洲並遍及世界各地,我國的廣播科學研究院和TCL電子集團也在其中。從三個數字電視標準的成員數量及分布情況看,DVB 標準的發展最快,普及範圍最大。
  四、日本ISDB標準
  ISDB是日本的DIBEG(Digital Broadcasting Experts Group 數字廣播專家組)製訂的數字廣播係統標準,它利用一種已經標準化的複用方案在一個普通的傳輸信道上發送各種不同種類的信號,同時已經複用的信號也可以通過各種不同的傳輸信道發送出去。ISDB具有柔軟性、擴展性、共通性等特點,可以靈活地集成和發送多節目的電視和其它數據業務。
ISDB籌劃指導委員會委員17個,其他成員23個,其成員都是日本國內的電子公司和廣播機構

最後更新:2017-04-03 07:57:10

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