数字电视基础知识培训(有线电视网络技术培训班)100406

新疆广电网络2010年全疆广播影视系统有线电视网络技术培训班数字电视技术原理©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络教学目的数字电视技术作为广播电视的第二次革命，目前已广泛应用于广播电视系统的各个领域，从节目制作、播出的电视台、电台到节目传输的节传中心、网络公司等广电系统的各个台站都已实现广播电视的数字化。本课程的目的是通过系统地讲解数字电视关键技术的理论知识，并结合实际应用，进一步提高工程技术人员数字电视理论水平，系统地掌握数字电视的组成结构和关键技术。©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络教学重点与难点1、数字电视的概念2、数字电视系统组成结构3、数字化的三要素4、信源编码技术（编码算法）5、传输流及复用技术6、信道编码技术8、调制技术©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络数字电视技术课程安排第1章：数字电视概述（计划时间0.5小时）第2章：数字电视编码技术（信源编码）计划时间（1.5个小时)第3章：传输码流及其复用技术(0.5个小时)第4章：信道编码、调制技术（计划1个小时）©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络参考书数字电视基本原理（机械工业出版社）数字电视基础—视频和音频系统的设计与安装（人民邮电出版社）©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络数字电视技术原理第1章数字电视概述©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络本章要点●了解数字电视的概念、优点。●了解数字电视系统结构框图。●了解数字电视的标准。●了解数字电视的核心技术。©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络模拟电视系统的特点在电视信号的制作处理、控制调节、记录重放、调制解调、传输转播、接收显示等过程中，图像信号和伴音信号都是在时间轴上和振幅轴上连续变化的模拟信号。模拟电视最明显的缺点是接力传输方式产生噪声，长距离传输的信噪比恶化，使图像清晰度越来越受到损伤；发送传输设备中，放大器的非线性积累使图像对比度产生越来越大的畸变；相位失真的积累产生色彩失真，使“鬼影”现象愈来愈严重。同时，模拟电视还具有稳定度差、可靠性低、调整繁杂、不便集成、自动控制困难等。©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络数字电视的概念与优势数字电视的概念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。“数码彩电”：在现有模拟电视广播制式下，在接收机内部的电路设计、信号处理中使用了一些数字技术，将接收的模拟电视信号部分地进行了数字化处理，改进和提高现有彩电的图像及伴音质量，既不能接收数字电视信号，也不能按数字电视显示格式显示图像。它不是真正意义上的“数字电视”接收机，本质上仍然是模拟电视。©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络(1)抗干扰能力强、无噪声积累。模拟信号在传输的每个环节，都要加入噪声，如放大器，每级放大器的噪声都要加进去，放大后信号大了，C/N低了。数字信号是一连串的“0”和“1”脉冲序列，在传输过程中，侵入的噪声可以通过再生的方法去除。所谓再生处理，就是收到信号后，不是直接放大，而是重新在有脉冲的位置制作一个形状完全相同的脉冲，恢复信号中脉冲的原样而清除了噪声。再生是基带数字传输抗干扰的重要手段。其次，数字传输技术有非常有效的纠错方式，如我们使用的R-S纠错，可以把误码率由10E-4改善到10E-12。所以，我们收看数字有线电视时，主观感觉最为明显的是画面清洁，没有杂波、雪花。(2)便于加密处理。(3)便于存储、处理和交换。(4)频谱资源利用率高：由于采用压缩率非常高的MPEG-2压缩方法，使码率降低很多，加上采用高效率的调制方式，可以在一个8Mhz的带宽里传送6套以上质量达到标准清晰度（SDTV）的节目。(5)节省发送功率，覆盖范围广：数字信号对C/N的要求也比模拟信号宽容。模拟信号C/N=43dB时可以得到4分的收看质量。数字电视C/N=31dB就可以满意收看。事实上，整个网络中，数字信号的功率电平就是以比模拟电平低10dB来传输的。(6)设备便于集成化、微型化。(7)便于构成综合业务数字网。数字电视的优点©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络数字电视设备和技术数字电视是一个大系统，从横向来说由以下四个方面组成：数字电视节目制作的设备主要有：数字摄像机、数字录像机、数字特技机、数字编辑机、数字字幕机和非线性编辑系统等；数字信号处理的技术有：压缩编码和解码技术、数据加扰和解扰、加密和解密技术等；信号传输的方式有：地面无线传输、有线(光缆)传输、卫星广播等；用于显示的设备有：阴极射线管显示器(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体显示器(PDP)、投影显示(包括前投、背投)等。显示器是最终体现数字电视效果或魅力的产品。从纵向来说，是物理层传输协议、中间件标准、信息表述、信息使用、内容保护等一系列的系统问题。其中信源编／解码技术、传送复用技术、信道编／解码技术、调制／解调技术、中间件技术、条件接收、大屏幕显示技术。©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络数字电视系统结构框图视频音频节目制作基带音频、视频标清、高清MPEG、DV视频编码音频编码节目复用器信道编码卫星、地面、有线电视传输系统解调制调制解复用、解码器视频D/A音频D/A数字视频数字音频模拟视频模拟音频数据数据QAM,QPSKVSB,COFDM传送复用器1N信源编码部分复用部分信道编码和调制部分解信道编码信宿部分©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络（1）信源编码和压缩编码：设法减少原始数字视频、音频和各种辅助数据流的比特率。（2）复用：将数字化的数据流分割成许多信息包，并标识各种信息包及类型，将视频数据流、音频数据流和辅助数据流复用成一个单一的复用数据流。©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络（3）信道编码和调制：信道编解码是负责传输误码的检测和校正的环节，调制解调是负责信号变换和频带搬移的环节；（4）传输信道：可以是广播电视系统（如地面、卫星或有线电视广播系统），也可以是电信网络系统，或存储媒介（如磁盘、光盘等）；（5）接收机：包括解调、信道解码、解复用、视频、音频和各种辅助数据流的解码和终端显示等。©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络广电一体化的数字电视系统非线编录像机摄像机信号源切换台CASIEPG复用业务集成接收卫星有线网地面无线接入互联网接入视频压缩编码音频压缩编码©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络数字电视系统卫星传输卫星直播有线干线网有线接入网互联网无线网通信网传输网络加密用户管理网络管理BOSSPSI/SI监控监测收费系统管理系统非线性编辑后期制作硬盘播出节目库台内网电视台、电台资产管理家用网中间件机顶盒硬件xDSLCableMod.应用软件以太网卡无线接入©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络数字电视的主要功能免费基本数字电视业务按频道付费的数字电视业务（PPC等）VOD视频点播业务按次/时间付费的数字电视业务（IPPV、IPPT等）增强电视节目（EPG、电视广告等）数据广播业务其它业务（音乐、游戏、远程教育、双向互动业务）……©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络数字电视产业的发展趋势随着HDTV技术、双向交互式数字电视技术、IPTV技术、移动电视与手机电视技术在数字电视领域的应用，目前的数字电视产业技术上可以实现以下功能：标准清晰度电视和高清晰度电视单向广播、双向交互固定接收、移动接收和手持接收©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络有线数字电视系统示意图©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络广播电视数字化与三网融合国家“十一五”规划明确指出：要“加强宽带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息基础设施建设，推进三网融合”。三网融合的基础是下一代通信网、互联网和数字电视网。传统电信网、计算机网主要指因特网和有线电视网正通过各种方式趋向于相互渗透和融合,它涉及技术、业务、市场、行业、终端、网络乃至行业管制和政策等方面。三网融合表现为技术上趋向一致,网络层上可以实现互联互通,业务层上互相渗透和交叉,应用层上趋向使用统一的协议,行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。在未来通信中,数字化是基础,个性化、综合化是目标,宽带化、多媒化、软件化与智能化是实现的主要手段。©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络TV为核心的家庭网络结构ADSLmodem2M4MADSLPOTSBluetoothBluetoothWebpadKitchenmateGamesplayerUSB1394EmailphoneBluetoothSatelliticTerrestrialOpenworldPDRA/VOutRFSTBADSLPCHUBAPBluetoothEthernet100B/TA/Vin/outHi-FiD-VCRCamcorder(POTS)USBCameraPrinterCable©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络习题什么是数字电视？与模拟电视比有哪些优点?简述数字电视系统的组成及其关键技术？什么是三网融合？©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络第2章数字电视编码技术（信源编码）©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络本章要点●了解模拟信号和数字信号的特点●各种电视信号的格式和简介●熟悉模拟信号数字化的基本过程。●熟悉电视图像信号的压缩编码方法。●熟悉音频信号压缩编码方法。©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络数字化的应用中发现的问题1、视频信号质量影响编码后的数字信号视觉效果。（数字量化导致的）2、数字化后视频信号受带外干扰。（抽样频率和干扰源频率接近导致的）3、码率压缩太低，造成画面出现块效应。4、视频和音频不同步—口形对不上。©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络2.1模拟信号与数字信号的区别2.1.1模拟信号的特点特点是幅度连续(连续的含义是在某一取值范围内可以取无限多个数值)。图2－2(a)所示的信号是模拟信号，其信号波形在时间上也是连续的，因此它又是连续信号。图2－2(b)所示的信号是对图(a)所示的模拟信号按一定的时间间隔T抽样后的抽样信号，由于其波形在时间上是离散的，它又叫离散信号。但此信号的幅度仍然是连续的，所以仍然是模拟信号。电话、传真、电视信号都是模拟信号。©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络2.1.2数字信号的特点数字信图2－３是数字信号，其特点是幅值被限制在有限个数值之内，它不是连续的而是离散的。图2－３(a)是二进码，每一个码元只取两个幅值(0，A)：图(b)是四进码，每个码元取四(3、1、－1、－3)中的一个。这种幅度是离散的信号称数字信号。©2001-2008XJNT.Allrightsreserved.新疆广电网络2.1.3.模拟信号数字化模拟信号的数字化过程称为脉冲编码调制PCM（PulseCodeModulation）P