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有线数字电视基础知识

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有线数字电视基础知识

有线数字电视基础知识

一、有线电视概述
1、电视信号的传输形式
就电视技术的原理而言,传送活动景像的电视系统,通常由摄像、信号处理、传输、显像等部分组成。图像信息的顺序传送原理,是电视信号产生的基础。其基本方法是将要传送的图像分解为许多像素,将各像素的特征,如亮度和颜色按一定的顺序和方法转变为电信号的幅度和时间序列,依次传送和处理,并附加表示各像素相对位置的特征信号——同步信号,以便于在接收端电—光信息还原时像素的再现定位,这就是电视技术中电视信号的产生原理。对于这种包含全部图像信息的全电视信号,其传输的基本形式可分为以下三种方式。
(1)基带传输是通过传输线或其它媒介直接传输基带信号。一般应用在视频设备比较集中的地方。
(2)无线电视传输
即将基带电视信号和伴音信号通过幅度调制的信号变换处理方法,调制在射频载波上,以便由后者通过适当的天线以高频电磁波形式幅射出去。
对于无线传输方式的接收端来说,要通过各种形式和规模的接收天线设施来提高接收信号的强度和质量,信号还原的水平因人因地而异,不能做到一致的效果和普遍的稳定。
(3)有线电视传输将一定幅度的全电视信号经射频调制处理后,把具备全部声像信息特征的射频载波信号,通过有形的传输媒介,如同轴电缆、光纤等介质构成的线路网络形式来进行传输处理的方式。由于无线广播电视因其固有的开路发射特点而带来的种种弊端,如节目源增加要扩展频道的数量,其结果又受到频率分配的限制。而有线电视可以在前端演播室利用录像机等设备的视频节目,以及卫星电视信号、微波中继信号等各类基带视听信息加以选择、处理、解调、调制等,再经电缆分配系统传送给闭路系统网络内所覆盖的广大用户。这种不受频率使用法规的局限、不受自然环境干扰的电视信号传输形式,得到了迅速的发展,支持其设施发展的基础产业也逐渐形成,推动了用同轴电缆作为传输线路媒体并具有处理多路多功信号特点的电缆电视系统。随着光纤设备的技术运用,网络的覆盖途径和范围更加扩大,系统的功能和网络管理又列入了自动调节控制技术,智能型计算机技术和各种辅助工程技术,在有线电视系统信息来源的新技术运用方面发展也很快。因此,作为一种信息传输的有效手段,有线电视还在信息社会需求中不断地发展变化。而电视信号的传输形式最终将突破现有各类形式向更市制阶段发展,以适应未来社会对电视信息的新要求。
2、有线电视系统的组成目前,我国的有线电视系统一般都是由信号源和机房设备、前端设备、传输网络、分配网络、用户终端五个部分组成的整体系统。
(1)信号源和机房设备。有线电视节目来源包括卫星地面站接收的模拟和数字电视信号,本地微波站发射的电视信号,本地电视台发射的电视信号,上行电视信号和数据等。为实现信号源的播放,机房内应有卫星接收机、模拟和数字播放机、多功能控制台、摄像机、特技图文处理设备、编辑设备、视频服务器,用户管理控制设备、数字信号处理设备等。
(2)前端设备。前端设备是接在信号源与干线传输网络之间的设备。它把接收来的电视信号进行处理后,再把全部电视信号经混合器混合,然后送入干线传输网络,以实现多信号的单路传输。前端设备输出信号频率范围可在5MHz—1GHz之间。前端输出可接电缆干线,也可接光缆和微波干线。
(3)传输网络。传输网络处于前端设备和用户分配网络之间,其作用是将前端输出的各种信号不失真地、稳定地传输给用户分配部分。传输媒介可以是射频同轴电缆、光缆、微波或它们的组合,当前使用最多的是光缆和同轴电缆混合(HFC)传输。
(4)分配网络。有线电视的分配网络都是采用电缆传输,其作用是将放大器输出信号按一定电平分配给楼栋单元和用户。
(5)用户终端。用户终端是接到千家万户的用户端口,用户端口与电视机相连。目前,用户端口普遍采用单口用户盒或双口用户盒,或串接一分支。未来用户终端包括机顶盒、电缆调制解调器、解扰器等。
二、数字电视有线传输
1、何谓数字电视?数字电视是指包括节目摄制、编辑、发送、传输、存储、接收和显示等环节,全部采用数字处理的全新电视系统。也可以说数字电视是在信源、信道、信宿三个方面全面实现数字化和数字处理的电视系统。
2、何谓数字化电视?
数字化电视(或者叫数码电视)在现有模拟彩色电视机的电路中采用了多种数字化处理技术,例如:数码100HZ扫描技术、3D/5D数字化图像处理技术、I2C数字总线技术、数字画中画技术、NICAM数字伴音技术等。采用了这些数字处理技术的彩色电视机,获得了更好的图像、声音质量,增加了电视机的功能。从本质上讲,数字化的电视仍属于模拟电视的范畴。
3、数字电视与模拟电视相比有哪些优点?
与模拟电视相比,数字电视有如下优点:
(1)图像传输质量较高,距离远。模拟电视图像信号在传输过程中,要受到传输信道特性(幅频特性、微分增益、微分相位特性)和噪声干扰等的影响,质量不高,而且经过多次转换传输,通道特性和噪声干扰等影响积累,导致图像质量的进一步下降,而这些影响对于数字电视信号来说,有些是不存在的。数字电视信号在传输过程中,多次中继(或复制)后不会发生干扰和噪声的积累,同时可采用纠错编码技术,收端图像质量较好,基本保持与发端一致,且传输距离不受限制。
(2)频道资源利用率高。频谱资源是重要的国家资源,模拟电视的频谱资源有限,一套模拟电视节目要占用36MHz带宽的卫星转发器,占用8MHz的地面电视广播和有线电视频带。而数字电视采用压缩编码技术,在36MHz的卫星转发器中传送5套SDTV节目,显示清晰度约400线,在一个8MHz频道内传送4套以上的SDTV节目。
(3)提供全新的业务,实现高速数据传输。在数字电视通信中可以互不干扰地同时传送文字、数据、语音、静止图像等多种数字信息。数字电视网可与电脑网、电信网互连互通,不仅使信息源更为丰富,还可以增加用户与各种信息源之间的交互性,实现用户自由点播节目、电子商务、网上购物、网上教学、网上医疗、网上游戏等多种高速数据业务(在8MHz带宽内采用64QAM调制,可以达到约32~38Mbit/s的数据传输率)。
(4)信号稳定可靠,设备维护、使用简单。模拟电视信号数字化后,信号以二进制码的形式出现,它只有“0”和“1”两种状态,二进制数字信号不受电源波动、器件非线性的影响,所以信号能保持稳定、可靠。处理数字信号可采用大规模集成电路,可降低设备的功耗,减少体积,提高设备的可靠性。同时数字化设备不需调节,维护简单,使用方便。
(5)节省发送功率,覆盖范围广。数字电视发射设备在相同覆盖服务区所需平均功率,比模拟电视发射设备的峰值功率要低一个数量级,比如模拟MMDS接收电平最低为56db,而数字MMDS在64QAM调制下接收电平仅为39db,所以数字电视发射设备的覆盖范围比模拟电视相同功率的发射设备的覆盖范围大几倍。
(6)灵活友好的人机界面。灵活和实用的人机交互界面,便于普通群众操作,除显示设备外,容易实现系统集成而大规模生产,价格低廉便于推广普及。
(7)易于实现条件接收。数字电视信号容易进行加密/加扰,有利信息安全,便于实现付费电视、视频点播及交互式电视。
4、模拟信号如何数字化
模拟信号数字化要经过取样、量化、编码三个过程,形成二进制数字信号,这三个过程总称为脉冲编码调制(PCM)。
5、何谓高清晰度电视?数字高晰度电视(HDTV)是目前世界上发达国家积极开发应用的高新电视技术,它采用数字信号传输技术,比普通模拟电视信号传输具有更强的抗干扰性能,图像的清晰度显著提高,接收图像的宽高比为16:9,配合多声道数字伴音,可达到35mm宽银幕电影的放映效果。
CCIR(国际无线电咨询委员会,现改名ITU—R)的801报告中为HDTV规定的定义是:“高清晰度电视系统的设计,要求使观看者在大约屏面高度的三倍距离处能看到或接近得到清晰细节的程度,达到与视力正常的观看者在看原始景物相同的感觉”。
6、何谓付费电视?付费电视不同于现有的基本公益电视。它以满足人民群众个性化、多样

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