浅谈数字电视基本知识

董强生

山东广播电视台 山东 济南250000

0 引言

随着科技的发展和技术的进步,电视领域发生了一系列的变化,电视数字化的进程明显加快,2020年已经全面关停模拟电视无线发射,数字信号已经全面取代模拟信号,电视会议、数字电视及高清晰度电视等新技术正迅速走进我们的生活。电视系统的全面数字化使节目制作、传输直到播出带来了革命性的变化。数字广播电视的双向化和数字化,广播电视和互联网的融合,预示着一个全新信息化时代的到来。本文就数字电视的概念,分类及标准做了简单的阐述。

1 数字电视的概念

1.1 数字电视定义 数字电视(DTV)是数字电视系统的简称,是音频、视频和数据信号从信源编码、信道编码和调制、接收和处理等均采用数字技术的电视系统。

数字电视系统的电视信号从编辑、发送、传输到接收等整个过程,都以数字信号的形式进行处理。只在现行电视广播系统演播室或电视广播系统的某些部分,采用数字处理技术、器材和设备,来改善性能或增加功能,不是真正意义上的数字电视系统。

1.1.1 数字电视分类 按扫描标准、图像格式和图像质量分类:标准清晰度电视(SDTV)和高清晰度电视(HDTV)。

按传输途径和方式分类:卫星数字电视、有线数字电视和地面数字电视。

按服务方式分类:面向公众的数字电视广播和只服务于付费用户的条件接收数字电视。

1.1.2 数字电视特点

(1)信噪比可不随数字信号处理次数的增加而逐次下降。

(2)图像可更清晰,音质可更高。

(3)频谱资源得以充分利用,便于增加节目数量和服务形态。

(4)便于开展条件(CA)业务。

(5)便于开展增值业务。

(6)易于存储和复制。

(7)便于数字处理和计算机处理。

(8)便于控制和管理。

(9)具有可扩展性、可分级性和互操作性。

(10)便于与计算机网络和电信网络实现三网融合(3C融合)。

1.2 数字电视系统的组成 数字电视系统主要有前端、传输和分配网络和接收显示终端三部分组成,前端包括信源处理、信号处理和传输处理;传输与分配网络包括卫星、有线宽带网络、地面无线发射和各级光纤/微波网络;接收显示终端包括机顶盒加显示器、数字电视一体机和计算机接收卡和显示器。

2 数字电视的标准

目前国际电工委员会(IEC)和国际电信联盟(ITU)的地面数字电视传输标准主要有欧洲的DVB-T、美国的ATSC和日本的ISDB-T[1]。通过数字电视的三种传输途径来阐述标准。

2.1 卫星数字电视传输标准 卫星数字电视传输标准在全球范围内几乎均采用DVB-S技术,DVB-S采用四相相移键控(QPSK,Quater nary phase-shift Keying)调制方式;日本的卫星数字电视采用ARIB STD-B20标准,调制方式为8PSK(八相相移键控);我国的卫星数字标准是国家质量技术监督局1999.3 .23发布的GB-T 17700-1999《卫星数字电视广播信道编码调制》国家标准,于1999 年10 月1 日实施,该标准与ITU-R BO.1211,即DVB-S的帧结构、信道编码和调制方式等效。

2.2 有线数字电视标准 有线数字电视传输标准在全球范围内几乎均采用DVB-C技术,DVB-C采用多电平正交幅度调制(QAM Quadrature Amplitude Modulation),日本的有线数字电视采用了ITU-T J.83C标准,调制方式为QAM;我国的有线数字电视标准是国家电影电视总局2001.0 5.2 4发布的GY/T 170-2001《有线数字电视广播信道编码与调制规范》,该标准等效采用国际电信联盟ITU-T J.83建议书,并参考了国际电工委员会IEC60728-9。

2.3 地面数字电视标准 地面数字电视标准在全球范围内主要有欧洲、北美和日本三种标准,美国的地面数字电视采用ATSC(Advanced Television Systems Committee),ATSC视频编码采用了MPEG-2标准,音频编码采用了5.1 声道Dolby AC-3。欧洲地面数字电视标准采用了DVB-T 技术,DVB-T采用编码正交频分复用(COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing)调制方式,视频编码采用MPEG-2标准的第2部分,音频编码采用MPEG-1层2和Dolby AC-3;日本的地面数字电视标准采用了ISDB-T(地面综合业务数字广播),调制方式为BST-OFDM(频带分段传输正交频分复用),视频编码采用MPEG-2标准,音频编码采用MPEG-2 AAC(先进音频编码)标准。我国的地面数字电视标准采用国家质量监督检验总局2006年8月30日发布、2007年8月1日实施的GB20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》[2]。

2.4 三种数字电视标准的比较 无论哪一种制式,它们的视频压缩技术都采用了MPEG-2标准,但是由于美国和欧洲等在模拟电视的制式的差别,为了兼容性,它们的视频采样格式也存在差别,主要体现在行和列的分辨率及场频等,在数字电视信号的传输中,卫星传输一般采用QPSK 调制技术,电缆传输一般采用QAM 调制技术,但地面传输采用的技术则在不同的制式中存在很大差别,如美国的ATSC采用的是VSB调制技术,而欧洲的DVB和日本的ISDB则使用OFDM调制技术。ATSC系统能较好地支持固定接收,发射机数字化改造和接收机成本较低;DVB-T 为多载波调制,具有抗回波发射能力,能较好地支持固定接收和移动接收,既能用于多频网(MSN),也能用于单频网(SFN);ISDB-T的一个很大的特点是同时适用于便携终端移动接收。

3 数字电视现状及发展

3.1 数字电视的现状 数字电视作为新型的电视技术,在国内外都得到了广泛的认可和应用,为人们的生活和社会的发展带来便利,随着我国2020年全面关停模拟电视信号无线发射,预示着模拟电视和数字电视共同存在的时期结束,全面进入数字电视时代。

3.2 数字电视的发展 数字电视是未来发展的方向,数字电视较以往的模拟电视有了明显的优势,已成为当今电视行业的主力军,深受群众的喜爱,这样的现状为数字电视带来更大的发展空间,为了随着电视技术和网络技术的发展,高清数字电视、手机电视和卫星直播电视都会走进百姓的生活,我们必须顺应时代发展的要求,在高速发展的时期进一步做好电视数字化的改造。