现代通信网络课件2

现代通信网络ModernTelecommunicationNetworkLecture2IPTV原理与技术北邮软件学院：陈候武[e-mail]电话：[phone]CommunicationNetworks【通信网络的分类】CommunicationNetworkSwitchedCommunicationNetworkVirtualCircuitNetwork:MPLSBroadcastCommunicationNetwork广播，电视，卫星PacketSwitch(PS)-分组交换DatagramNetwork:Internet:IP因特网Circuit-Switched(CS)-电话三网融合之–NGBNextGenerationBroadcastingNetworkNGB-下一代广播电视网NGB以有线电视网数字化整体转换和移动多媒体广播（ChinaMobileMultimediaBroadcasting，简称CMMB）的成果为基础；以“高性能宽带信息网”（3TNet）自主创新的核心技术为支撑；将电信网、计算机网和有线电视网三网融合，有线/无线相结合，全程全网的下一代广播电视网高性能宽带信息网-3TNet3TNet：Terabit【兆位】T比特的路由、T比特的交换T比特的传输NGB具备“T级骨干、千兆进楼、百兆到户”的网络承载能力；能轻松实现高速宽带、高清互动电视、多媒体通讯、家庭金融、远程互动教育、电视游戏、智能家庭等三网融合全业务运营;满足未来每个家庭“出门就上高速路”的信息服务需求Television’sDevelopmentHistory1930BlackandWhiteTV1950CableTV(CATV-有线电视)1954ColorTVbroadcasting1973Giant-screenprojectioncolorTV(背投）1982Surroundsoundisintroduced1986SatelliteTVbroadcasting1994DigitalSatelliteTV1996WebTV1998DigitalTV/HDTV广播电视节目分类：有线电视广播（CATV-CableTV）：模拟信号（PAL,NTSC）数字信号（DVB-C）信道有限：“定点发送、群点接收”的通信方式-只有分配，不存在交换，因而，限制了网络容量的扩展。IPTV：在数据信道传输信号（MPEG，AVS）信道无限–组成IP网络的节点采用IP选路和交换，使得IP网络的容量理论上可以无限扩容。其上的IP业务也是不受限制。电视TV基本构成-TV数字电视分为三个部分:1.视频源的采集，例如用摄像机录下图像；2.视频信号压缩编码/通过线路(有线/无线的)传到用户家中3.信号在用户家中的数字电视上解码并重现到用户眼前DVB数字电视：编/解码器在网络中的位置Internet摄像机编码版Wi-FiSIP代理服务器LTE基站PC用户液晶电视路由器解码板Wi-FiLTE基站路由器广播电视：模拟信号（PAL：NTSC）CompositeVideoStandards(复合视频标准)NTSC–NationalTelevisionStandardsCommitteePAL–PhaseAlternatingLineSECAM–SequentialColorAndMemoryBroadcastTV:SourceModelSourcemodel:Eachsceneisscannedperiodically,clockedbyasyncpulse.Theresultisacompositesignal,withadigitalsyncandananalogsignalforthevideoframeBetweenonescanandthenext(maybeafullframe，orinterlacing间行),thedisplayCRTisturnedoff(binaryblankinginterval）US/NTSCB&Wsourcemodel30framespersec,60fieldspersecsyncpulsepresentforeachline,plusforeachscreen(2fields)-i.e.horizontalandvertical.US/NTSCSpectrumStandardsBandwidth6Mhzvideocarrier1.25Mhz+/-1000Hzaudiocarrier4.5MhzAspect(外表)ratio4:3(horizon:vertical)USA:北美标准广播电视信道：NTSC频谱分配6MHz(U.S.A)–NTSC标准6MHzchannelcansupportabout20-30Mbpsdatarateusingsophisticatedmodulationtechniques(e.g.,QAMorVBS)TobroadcastdigitalHDTVover6MHzchannel,weneedabout663.5:20=34:1compressionAsingle6MHzTVchannelcansupport：4or5standardresolutiondigitalTVprograms每个节目：(at4-5Mbpseach)中国广播电视信号频谱结构：8MHz中国广播电视信号：每一路电视节目所占的频带为8MH电视信号在通过无线广播发射或有线传输时，调制原理：图像信号采用残留边带调幅；对伴音信号采用调频的发送方式。中国电视信道：PAL频谱分配中国：采用欧洲PAL标准：每一路电视节目-频带8MHz无线电视频谱：4－958MHz范围内–划分5个频段：I频段：电视广播【1–5】频道II频段：调频广播和通信专用【中国移动800MHzGSM】III频段：电视广播6–12频道IV频段：电视广播13–24频道V频段：电视广播25–68频道1-12频道为VHF甚高频段13–68频道：UHF特高频道开路广播电视：WirelessTV有线广播电视：CATV-CableTV：闭路广播电视ElectromagneticSpectrum电磁频谱图欧洲：8MHz(Europe)–PAL标准DVB-C(Cable)规定了在有线电视网中传播数字电视的调制标准，工作频率在10GHz以下它具有16、32、64QAM三种调制方式，其传输数据率高，误码率低，在HFC（光纤同轴混合电缆）中采用64QAM调制方式，一个标准的【8M电视频道】传数据率可达40Mbps，使原来传送一套【PAL制】节目的频道可以传播四至六套数字电视节目，广播电视：扫描成像原理ProgressiveScan(P-逐行扫描:720p)Eachframeismadeupoflines(verticalsampling)Horizontalretrace:VerticalretraceInterlacedScan(I-隔行扫描:1080i)Aframeissplitintotwofields;atradeoffbetweentemporal[时间]andverticalresolutionVideoInterlacedScanningInterlacedScan(i-隔行扫描:1080i)高清电视HDTV(HighDefinitionTV)Wishtogofrom625linetotwiceresolution(approx35mmfilm)aspectratiochangetooto16:9insteadof4:3lotsofproposalsdeploymentcosts(esp.digital)veryhighmayincludedatamuxingonchannel(atquitehighrate,evencomparedtoCATV..CATV–CableTVHDTV的高清晰主要表现在它支持1280×720，1920×1080和1920×1080三种显示模式HDTV的视频信号采用MPEG-2进行压缩。高清晰度电视HDTV：分类ＳＭＰＴＥ（美国电影电视工程协会）将数字高清信号，数字电视扫描线的不同分为：１０８０Ｐ：【1920×1080p】１０８０Ｉ：【1920×1080i】７２０Ｐ：【1280×720】ｉ是ｉｎｔｅｒｌａｃｅ，隔行扫描ｐ是ｐｒｏｇｒｅｓｉｖｅ，逐行扫描高清晰度电视HDTV（2）1080i和720p同是国际认可的数字高清晰度电视标准原NTSC国家采用的是1080i/60Hz格式，同NTSC模拟电视场频相同。而欧洲以及中国等一些原PAL制国家则采用了1080i/50Hz模式，场频同PAL模拟电视相同。中国的彩电已从：1080i到720p再到1080p1080i和720P：I-隔行就像百叶窗，是不完整的图像，P-逐行才是一次显示一幅完整的画面。而1080、720则代表垂直方向所能达到的分辨率尽管1080i可以提供更高的象素（207万），比720p的92万高出不少，但是画面稳定度则720P更具有优势。前沿技术：1080P１０８０Ｐ是美国电影电视工程师协会（ＳＭＰＴＥ）制定的最高等级高清数字电视的格式标准，有效显示格式为：１９２０×１０８０，像素数达到２０７．３６万。１０８０Ｐ是一种在逐行扫描下达到１９２０×１０８０的分辨率的显示格式。是数字电影成像技术和计算机技术的完美融合。广播电视：数字信号（DVB-C）DigitalVideoBroadcasting-CableDVBOverview–【1】DVB（DigitalVideoBroadcasting）数字视频广播，是一种新型的电视广播系统，DVB的所有标准和蓝皮书都是由欧洲的一个法定标准化组织：欧洲电信标准协会（ETSI）颁布的。DVB组织认为要以市场的商业需求指导标准制订，设计一个通用的数字电视系统，此系统与各种传输方式之间的转接有最简单的方式，尽可能的增加通用性；DVB组织选定MPEG-2作为音频及视频的编码压缩方式，对信号源进行统一编码;经压缩后的MPEG-2码流再打包形成传输流(TS)，进行多个传输流复用；DVBOverview–【2】DVB信道传输部分则根据信道不同而分为:卫星(DVB-S)-Satellite有线电视(DVB-C)-Cable开路电视(DVB-T)手持移动终端（DVB-H）、卫星共用天线（DVB-SMATV）、多点分配系统（DVB-MS）和DVB-MCDVB-C：数字电视系统的工作原理DVB-C【发射机】端：信号流程1.信源编码：对输入的模拟音/视频信号及数据信号进行采样、量化、编码的A/D转换处理；再按照MPEG-2标准进行压缩编码及数字化处理过程；信源编码通过各种编码方式尽可能地去除信号中的冗余信息，提高数字通信的传输效率2.基本流：ES-ElementaryStreamMPEG-2标准可分为三部分：视频、音频和系统；MPEG-2视频、音频编码是针对每一路电视信号的图像和伴音进行的其中：某一路节目的视频、音频或其他数据经过MPEG-2信源编码后即形成音、视频和数据基本码流ES；系统层再将不同的ES流加包头（含有包标识符PID）打包（即分组）成为分组基本码流PESES-ElementaryStreamPES-PacketizedElementaryStream2.1MPEG-2系统传输层结构2.2MPEG-2码流PES流的包长度可变的，包括：视频通常是一帧（即一幅图像）一个包；音频包长度通常为一个音频帧，不超过64KB打包的视频、音频基本码流再经过复用打包，可形成两种不同的码流，即：节目流PS（ProgramStream）传送流TS（TransportStream）。3.节目复用：将