《有线数字电视技术》课件第1章.ppt

1、第第1 1章章 绪绪 论论第第1 1章章 绪绪 论论1.1 有线电视技术的发展历程有线电视技术的发展历程 1.2 有线数字电视的优点有线数字电视的优点 1.3 有线数字电视的发展趋势有线数字电视的发展趋势 第第1 1章章 绪绪 论论 1.1 有线电视技术的发展历程有线电视技术的发展历程有线电视是利用高频电缆、光缆、微波等传输介质，在一定的用户中进行分配和交换声音、图像及数据的电视系统。其主要特点是以闭路传输方式把电视节目传送给千家万户。第第1 1章章 绪绪 论论有线电视技术的产生和发展离不开现代科学技术的孕育和催生。1949年，美国俄勒冈州的阿斯特利亚镇为了解决电视阴影区居民收看电视的困难，在

2、山顶上架设了增益高的大型天线，通过电缆把天线接收下来的信号传输到居民区，分配给用户，这就是最早的共用天线系统(MATV)，这种方式一直沿用至今。随着城市建设的逐步发展，高层建筑物越来越多，对电视信号形成遮挡，加之各类电波的干扰，致使MATV的发展受到限制。另一方面，随着人们对文化、教育和信息等方面需求大幅度的提高，大家不再满足于当地电视台开路播放的电视节目，而是期望实现高质量、多频道、多功能的电视传播，面对电视大众新的更高的需求，共用天线系统已无法适应新的形势。换言之，共用天线系统作为有线电视系统的初始阶段的历史使命已经完成。大众需求促进了技术进步，技术进步使有线电视跨出了共用天线阶段，步入了

3、有线电视的闭路电视阶段。这一阶段通常被人们称为有线电视的开路电视阶段。第第1 1章章 绪绪 论论CATV闭路电视阶段在技术上的主要特点是以电缆传播方式为主的公寓、办公大楼、小型住宅区、大型企业或城域网络，所以闭路电视又称为电缆电视系统。电缆电视系统有效解决了电视节目的传输质量和节目数量的增加，并在20世纪6070年代得到全面发展。电缆电视采用了邻频传输技术，提高了频带利用率，增加了频道容量，同时采用了电平控制技术，提高了信号传输的质量。它是在有线电视台、站配备前端设备，并用同轴电缆做干线传输，以闭路的方式组建电视台网，其规模小到几十户，大到上万户。中小型有线电视网通常采用电缆传输方式，而大型有

4、线电视网在体制和结构上已从电缆向光缆干线与电缆网络相结合的HFC形式过渡。第第1 1章章 绪绪 论论有线电视网络技术发展的第三个阶段为有线网络电视阶段。有线网络电视的发展是伴随着微波技术、卫星电视技术和光纤传输技术的发展而同步进行的。20世纪80年代，采用多路微波分配系统、光纤传输代替同轴电缆进行干线和超干线传输的方式进入实用阶段，使有线电视的网络结构更为合理，规模更加扩大，使大范围布网成为可能。有线电视由单向传输模拟电视节目向双向传输多功能综合业务方向发展已成为信息社会的必然趋势。电信网、有线电视网和计算机数据网的“三网合一”是信息社会发展的需要。第第1 1章章 绪绪 论论随着光纤技术逐步引

5、入网络主干网，使网络带宽的瓶颈转移到网络最后1000米范围的用户接入系统。相比之下，采用同轴电缆分配结构的有线电视分配网要比采用铜绞线的电信接入网更具有优势。HFC结构的有线电视网，其数据传输速率是目前采用ADSL或N-ISDN接入方式的电信网的20200倍，且传输距离长，运行成本低。因此近几年来，有线电视网的宽带特性备受关注，使得在国外有多个电信业巨头不断出资并购有线电视网。总之，CATV网络以其实用性、经济性、技术性和先进性，不仅在国外，而且在国内仅仅用了十多年时间，就已发展和形成了一个巨大的产业。为了适应数字电视广播或未来高清晰度电视广播的传输要求，并满足不断增长的数据业务对网络带宽的需

6、求，有线电视系统的数字化势在必行。第第1 1章章 绪绪 论论有线数字电视阶段又称数字有线网络电视阶段，它是有线电视技术发展的高级阶段，是先进的有线电视系统。有线数字电视汇集了当代电子技术许多领域的新成就，包括电视、广播、微波传输、数字通信、自动控制、遥控遥测和电子计算机技术等，而且还将与“信息高速公路”紧密地联系在一起。卫星传送与地面有线电视覆盖的星网相结合的结构模式不仅成为21世纪广播电视覆盖的主要技术手段，也将构成“信息高速公路”的基础框架。它将改变传统的信息传递模式，打破行业界限，做到统一规划，建立一个宽频带、高速率的公用信息网络，利用多媒体技术把计算机、电视机、录像机、录音机、电话机、

7、电传机和游戏机等融为一体，进行文字、图像、音频、视频的多功能处理，将各种社会所需的信息服务业务纳入网络，从而给人们的工作、学习、卫生保健、商业购物和娱乐方式带来一次革命。第第1 1章章 绪绪 论论目前世界范围内通用的数字有线电视网结构为光纤同轴电缆混合网，即HFC网。该网既可以传输数字电视节目，也可以传输模拟电视节目，还可以传输数据，以及与Internet网相接。我国最早使用的数字电视系统是中央电视台的卫星加密频道。考虑到我国电视广播的主要传输方式是有线电视广播，如何充分利用有线电视的带宽优势和HFC双向传输网络使数字电视在有线电视网中得到充分应用，成为众多厂家都在考虑的问题。第第1 1章章

8、绪绪 论论人类已步入21世纪，这是个信息技术飞速发展的时代，其基本特征是数字化、网络化和信息化。纵观世界，各国都在提出自己的信息基础建设计划。美国在1988年就成立了“有线电视实验室”，由它来制定业界的标准。日本也于2000年6月成立了“日本有线电视实验室”，开始了制定标准的工作。为了进一步发展有线电视技术，从2000年4月起，日本开始了大容量有线电视传输技术、有线电视安全技术和双向传输技术的研究开发。我国的有线电视经历了30余年的发展，已经成为世界第一有线电视用户国。我国的有线电视网络覆盖率达52%，入户率达27%，它已成为国家主要的信息基础网络之一。当前，我国的有线电视正在向数字化、多功能

9、化、产业化和全国联网的方向普及和发展。我国有线数字电视传输标准已经公布，该标准为大力发展有线数字电视奠定了坚实的技术基础。我国的数字电视广播得到各级政府、有线电视运营商、设备制造商、投资商的普遍认同，目前全国各有线电视台(网)都已开始了数字电视广播，他们在积极探索如何利用有线电视网开展数字电视业务，有线电视的数字化改造和整体转换已拉开序幕并取得了巨大成功。据统计资料显示，2005年全国已有49个大中城市开通了数字有线电视，目前正向中小城镇纵深发展。第第1 1章章 绪绪 论论1.2 有线数字电视的优点有线数字电视的优点有线电视网之所以经过短短几十年就能够在国内外得以迅速发展，说到底是与其自身的优

10、势分不开的。有线数字电视的主要优点如下：(1)可以解决位于电视信号弱场强区和阴影区用户的电视接收问题，提高电视覆盖率。(2)抗干扰，提高了图像的质量。第第1 1章章 绪绪 论论(3)增加了频道，可供给用户更多电视节目。一般一个大城市的电视台能发射七八套开路电视节目，中小城市的电视台能发射四五套电视节目，否则将会与邻近地区的电视台形成同频干扰。因此，仅靠开路传输电视节目，一个用户的电视机能够收到的电视节目是很少的。有线电视系统是一个独立系统，在系统内部传输的信号不受外界干扰，也不干扰其他系统的信号，因而最大限度地利用了频率资源。除国家统一的电视标准频道外，还可设立几十个增补频道，例如550 MH

11、z的模拟系统可传60套节目。若采用先进的数字码率压缩技术，仅在一个频道内便可传输810套节目，因此，该系统可为用户提供几百套不同的电视节目。第第1 1章章 绪绪 论论(4)便于综合利用。有线电视最大的优点是可以实现综合利用。有线电视系统是一个大型的宽带网络，它把千家万户联系起来，我们不仅能在有线网络中传输电视节目，而且还可传送电话，包括可视电话及各种数据。随着有线电视向数字化方向发展，有线电视将能实现各种数字业务及交互式电视业务等新型服务方式，CATV网将成为多功能服务网。第第1 1章章 绪绪 论论由此可以看出，有线数字电视比有线模拟电视将显示出更多、更突出的优点，概括如下:(1)收视节目更多

12、，内容更丰富。有线数字电视用户收视的节目更多，这有三个方面的含义：一是可收看常规电视频道的节目数大大增加；二是数字信号的比特流可以在一个传输频道内复接、交织，因而可使辅助信号或数据信号与视、音频信号一起被发射、传输、储存或处理，使原来的广播电视频道具有拓展综合信息广播的功能，增加了广播电视节目的多样性；三是数字业务、交互式电视业务专用频道的开播，用户由单纯的收视者变为积极的参与者，利用专用频道还可进行电话、计算机浏览等业务，也可以实现电视购物、电子银行、远程教育、VOD等新型有条件接收的交互式业务。第第1 1章章 绪绪 论论我国模拟电视的频道宽带是8 MHz，一个8 MHz电视频道可以传输81

13、0套数字电视节目(有线数字电视的调制方式为64QAM)。也就是说，在不增加模拟信号频道的情况下，可以开展视频点播(VOD)及其他多媒体业务。另外，有线数字电视的节目源更为丰富，除了可以转播当地电视台开路发送的电视节目、卫星电视节目及其他有线电视台或企事业单位的有线电视节目外，也可以转播光碟、计算机硬盘、互联网等媒介上的娱乐、特技或解说的内容，使节目内容丰富多彩。数字电视在信号源编码方面已有统一的国际标准，因此有线数字电视信号源进行国际间的交流更为方便、快捷。第第1 1章章 绪绪 论论(2)图像质量更好，伴音更为悦耳动听。众所周知，有线电视由于采用闭路方式传输信号，因此使图像质量大大优于开路收视

14、无线电视信号的图像质量。即使用普通彩色电视机收看，有线数字电视信号的图像质量也会更好(一般会提高一级)。特别是在传输高清晰度的数字电视信号后，配合高清晰度的彩色电视机，可使用户真正观看到宽屏幕电影般的艺术效果；数字电视信号本身的技术特点，如无噪声积累，不怕干扰，无幅度失真等，再加上闭路传输方式，较为彻底地解决了图像重影、干扰等影响图像质量的诸多因素，从而使高清晰度的信号源能够高质量地传输到客户端。第第1 1章章 绪绪 论论数字电视信号的伴音质量本身就远远高于模拟电视，与CD音质等同。特别是高清晰度数字电视的伴音为5.1声道，加上有线电视优越的传输条件，为用户身临其境地聆听优美的电视伴音提供了条

15、件。第第1 1章章 绪绪 论论(3)频道资源的利用更为充分。频谱资源是有限的，对于无线传输的电视频段有着严格的划分。我国的无线电视台、转播台通常采用隔频发射方式，或VHF频段覆盖范围靠近的两个电视台、转播台的工作频道彼此之间至少要隔一个频道，UHF频段要隔六个频道。例如，在北京地区中央电视台第一套节目安排在VHF频段的2频道，北京电视台第一套节目安排在VHF频段的6频道，中央电视台第二套节目是8频道，中央电视台第三、第五套节目分别在15、33频道，北京电视台第二、第三套节目分别在21、27频道。除此之外，各电视台、转播台的铁塔高度和设备的发射功率、天线形式都必须严格遵守国家的统一规划。显然，在

16、这样的工作方式下，其频率资源不能得到充分利用。有线电视采用闭路传输，其信号不会对空间电波形成干扰，因此，不仅可以采用邻频传输，而且可以启用无线传输留给其他邻域的频段，即所谓的增补频段，使每个频段都可用来传输电视节目，从而使频谱资源得到充分利用。第第1 1章章 绪绪 论论目前，我国有线数字电视信号釆用的调制方式一般为64QAM，可在一个8 MHz的模拟信号带宽内传送810套数字电视节目，从而使频谱的利用率提高到一个新的水平。顺便指出，随着有线电视系统的快速发展，同轴电缆的性能不断提高，尤其是光纤的大量应用，使网络带宽得到迅速提高，5 MHz1 GHz的带宽越来越受到重视，它为开展多种业务提供了非

17、常富裕的频谱资源。第第1 1章章 绪绪 论论(4)双向服务与多功能业务的开展成为可能。随着有线数字电视频谱资源的开发，可使用频道的大量增加和一系列新技术的应用，在有线电视网上进行增值业务和扩展业务的开发成为可能。例如，把有线电视工作频段划分出一些作为上行传输专用频段，开展双向服务，利用图像与声音的回传，用以实现电视会议、远程教育、远程医疗、可视电话、电视购物及视频点播等。第第1 1章章 绪绪 论论VOD就是有线电视台提供的节目单，用户可以从中选择自己喜爱的节目进行点播。VOD改变了各类节目都必须按照电视台安排的时间顺序收视的被动方式，使用户可以依据自己的时间灵活安排收看。另外，利用有线电视双向

18、传输功能，还能把图像、语言、数字、计算机技术综合成一个整体(即多媒体)进行信息交流。有线电视在监控、防火、防盗和报警等方面也能为广大用户带来新的服务项目。可以预计，有线数字电视将成为国家一个新兴的高科技的网络媒体，将成为社会经济及人们日常生活中的一个新亮点。第第1 1章章 绪绪 论论(5)有线数字电视使电视信号的有条件接收变得更为容易。我国传统的有线电视是直接接入用户电视机的，这一方面使管理部门收取维护费用相当麻烦，另一方面也无法向不同的用户群提供优质的收费节目服务或提供特定收看内容。在模拟电视信号中实现加扰、解扰或加密、解密等有条件接收，在技术上难度较大，弄不好还可能对电视图像造成干扰，甚至

19、影响图像质量。而在数字电视中这些问题的解决变得相对简单，甚至可以在软件上进行处理，真正实现有线电视的有条件接收，在管理上也由被动的局面变为主动服务。第第1 1章章 绪绪 论论1.3 有线数字电视的发展趋势有线数字电视的发展趋势在迎面而来的广播电视数字化大潮的推动下，数字技术将在有线广播电视、地面广播电视和卫星广播电视中得到全面的应用。同时，有线、卫星和地面电视广播等各种传输媒体的全面竞争也将更加激烈。所谓“全面竞争”，这其中包括业务的竞争、传输方式的竞争和服务的竞争。其中作为“潮头”的有线广播电视，要充分利用现有的用户资源和网络优势，开展适合于有线电视的新业务，使有线广播数字电视能在广播电视数

20、字化这场革命大潮中不断发展和壮大。第第1 1章章 绪绪 论论在从模拟电视向数字电视的过渡阶段，有线电视网主要将从模拟窄带网发展为宽带数字网，传输媒介以光纤为主，发展数字有线电视。在我国，目前有线电视的发展主要体现在以下方面：在节目源方面，实现C波段卫星电视向Ku波段转变，从线性编辑到非线性编辑过渡；采用MPEG-2数码压缩技术，8 MHz内传送48套节目，并从2008年起推广具有我国自主知识产权的AVS压缩编码技术；采用IP和SDH网络标准，实现从模拟向数字过渡的行政区域联网及全国联网；采用数字或模拟加扰，实现有线电视付费收看；开展综合业务，如会议电视，点播世界广播节目，数字音频广播(DAB)

21、，数据广播，图文电视，计算机联网，家庭购物，金融股市信息查询，远程教学，远程治疗等。第第1 1章章 绪绪 论论进入20世纪90年代以后，广播电视的全面数字化和因特网的迅速发展对有线电视形成了有力的挑战，同时也给有线电视的发展带来了千载难逢的机遇。全球在广播电视数字化方面，美国因其科技与经济实力而走在发展的前列，除此以外，许多先进的国家如德国、西班牙、澳大利亚、英国、日本也相继制定了自己的数字电视发展规划。面对崭新的形势，有线广播电视的发展机遇在于数字技术和业务服务的引进。其中，数字技术可以使本来已经很宽的有线电视网增加更多的服务空间，而数据服务则可以使有线电视网真正走进信息基础设施的行列。数字

22、化能够充分挖掘有线电视的双向传输能力，真正实现宽带高速接入，使有线电视网络在21世纪的信息时代与广大用户更紧密地连接在一起。第第1 1章章 绪绪 论论展望未来，有线电视的数字化决不仅仅是个产业的问题，它还有着更丰富的内涵，这就是多媒体时代将随着有线电视的数字化进入千家万户。大家知道，因特网的出现标志着网络媒体时代已经到来，网络媒体的最大优点是高速的交互式媒体，以极低的价格和方便的形式为最基本的用户服务。它既不同于传统的报纸媒体和广播媒体这些单向媒体，也不同于目前的因特网。网络媒体的出现使传统媒体由“被动观众”变成“主动用户”(互动用户)，网络媒体的互动用户有充分的表现主体意识的主动空间，因此具

23、有更大的吸引力。此外，网络媒体的出现不仅会启动一个巨大的产业，而且“数字生活”会引起巨大的社会观念和社会文化的变革，其影响无论怎样估计都不为过。但是，因特网不是网络媒体的主体，今后的网络媒体中占主导地位的是经过改造后的有线电视网。有线电视的宽频带的特性可以解决因特网存在的若干方面的缺点，如用户的交换速率低，对文化的要求高，信息离散性太大，使用费用太高等不利于普及的问题。因为因特网无法面向基本的社会群众，对这一点，IT界的业内人士都看得很清楚，所以才要努力进入有线电视领域。第第1 1章章 绪绪 论论针对有线电视数字化发展的机遇和挑战，世界各国有线电视界都在积极应战，都在采取促进技术和业务发展的务实措施。这些务实措施首先是对已有的有线电视基础网络的改造，许多国家花巨资进行光纤传输网络和现代HFC网的改造，使得有线电视的光节点尽量靠近家庭；其次是在业务开展方面，完善有线电视节目的分层体制(即基本类、付费类和点播类业务)，通过数字技术的引入，为用户提供上百套的数字电视节目和宽带多媒体业务；第三是在网络运营管理上，在有线电视用户家中普遍采用机顶盒进行有线数字电视节目的收费管理，使有线电视网成长为集约型的经营实体。目前在美国等先进国家，有线电视公司和电信公司都在开发高速入户数据服务，全球知名的计算机公司如微软，电信公司如AT&T等也纷纷把眼光投向了引领潮流的数字有线电视。