關(guān)于數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)環(huán)境的構(gòu)建

摘要：結(jié)合教學(xué)要求，對數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)環(huán)境的構(gòu)建進(jìn)行了闡述，并介紹了一套切實(shí)可行的建設(shè)方案。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電視；實(shí)驗(yàn)環(huán)境；建設(shè)方案

《數(shù)字電視技術(shù)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在教學(xué)中，必須配備相應(yīng)的數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)環(huán)境。目前國內(nèi)沒有一所高職院校建設(shè)成完整的數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)室。

數(shù)字電視系統(tǒng)是將模擬電視信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電視信號進(jìn)行傳輸、接收、處理、存儲、記錄和控制的系統(tǒng)，完全不同于模擬電視系統(tǒng)。所以，數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)是一個完整的數(shù)字電視發(fā)射、傳輸和接收的系統(tǒng)建設(shè)，要求符合數(shù)字電視系統(tǒng)相關(guān)的國際、國內(nèi)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，要使學(xué)生對數(shù)字電視信號制作和發(fā)射、數(shù)字電視信號編碼與調(diào)制、數(shù)字電視信號傳輸、音視頻技術(shù)處理、數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字電視業(yè)務(wù)、數(shù)字電視機(jī)頂盒、液晶電視等有系統(tǒng)的認(rèn)識，增強(qiáng)學(xué)生傳輸、調(diào)制、數(shù)字信號處理、視頻與音頻、數(shù)字系統(tǒng)運(yùn)行、顯示技術(shù)等方面的知識與能力。

數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)環(huán)境構(gòu)成

數(shù)字電視系統(tǒng)數(shù)字電視系統(tǒng)主要由四個部分組成：前端系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、終端接收系統(tǒng)和數(shù)字音視頻系統(tǒng)。這里主要介紹一種有線電視（DVB-C）的數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)環(huán)境系統(tǒng)，其完整組成框圖如下圖所示。前端系統(tǒng)用于發(fā)送和采集各種數(shù)字電視節(jié)目信號，主要包括衛(wèi)星節(jié)目播出系統(tǒng)、數(shù)字電視信號接收采集系統(tǒng)、數(shù)字電視服務(wù)器系統(tǒng)、傳輸流和PSI/SI編輯系統(tǒng)（電子節(jié)目指南EPG）和傳輸流播出系統(tǒng)，發(fā)射出經(jīng)過編碼、調(diào)制的射頻電視信號。傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是用于傳輸調(diào)制后的射頻信號并能對信號進(jìn)行測量，主要包括信號幅度的測量和放大器失真影響等測量，包括傳輸網(wǎng)絡(luò)和測試設(shè)備等。傳輸網(wǎng)絡(luò)的布局要合理，便于實(shí)驗(yàn)中隨時改變信號的幅度和質(zhì)量，有利于學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識。終端接收系統(tǒng)主要用于DVB-C有線電視信號的接收處理，其主要由數(shù)字有線電視機(jī)頂盒及相關(guān)配套設(shè)備等組成，配備機(jī)頂盒的開發(fā)平臺，有利于學(xué)生進(jìn)行機(jī)頂盒的認(rèn)識和開發(fā)實(shí)驗(yàn)。數(shù)字音視頻系統(tǒng)是用于呈現(xiàn)數(shù)字音視頻效果并明確認(rèn)識音視頻的性能指標(biāo)的，包括液晶電視機(jī)（或等離子電視等數(shù)字型電視機(jī)）和相關(guān)的測試設(shè)備。另外，在數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，還設(shè)置建立流媒體點(diǎn)播系統(tǒng)平臺，向客戶提供高質(zhì)量的電影點(diǎn)播、電視劇點(diǎn)播、電視直播等業(yè)務(wù)。

建設(shè)數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)環(huán)境所需設(shè)備所需設(shè)備包括系統(tǒng)設(shè)備和測試設(shè)備。系統(tǒng)設(shè)備包括：前端系統(tǒng)中的數(shù)字和模擬衛(wèi)星電視接收機(jī)（機(jī)頂盒）、MPEG-2編碼器、復(fù)用器、QAM調(diào)制器、計算機(jī)、傳輸流錄播平臺、數(shù)字有線電視接收機(jī)（機(jī)頂盒）、傳輸流采集盒（或卡）、傳輸流發(fā)送盒（或卡）；傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的放大器、衰減器、分支分配器、有線電纜；終端接收系統(tǒng)中的數(shù)字有線電視機(jī)頂盒及其開發(fā)平臺；數(shù)字音視頻系統(tǒng)中的液晶電視。其中傳輸流的采集、播出以及服務(wù)器系統(tǒng)可采用StreamHighway、藍(lán)拓?fù)洹扇A園等公司的設(shè)備及傳輸流錄播平臺，軟件系統(tǒng)都能隨時升級。測試設(shè)備包括：常用電子實(shí)驗(yàn)工具和儀器一套、數(shù)字存儲示波器、數(shù)字頻率計、數(shù)字場強(qiáng)儀、音視頻測試儀、邏輯分析儀等。數(shù)字場強(qiáng)儀要求支持模擬信號和數(shù)字信號電平的測量，支持?jǐn)?shù)字QAM解調(diào)、誤碼率BER、矢量誤差MER的測量以及QAM星座和頻譜的顯示。試驗(yàn)環(huán)境中設(shè)備的套數(shù)，由實(shí)驗(yàn)室的大小和學(xué)生人數(shù)的多少來決定。

數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)對教師的要求一個實(shí)驗(yàn)室至少需要兩名承擔(dān)數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“雙師型”教師，至少一名教師有高級職稱。教師必須經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)，熟悉數(shù)字電視技術(shù)理論，熟練掌握數(shù)字電視系統(tǒng)中的所有設(shè)備操作和其中的硬件、軟件實(shí)驗(yàn)，具備解決實(shí)際問題的能力，同時工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，對學(xué)生有耐心和愛心。

數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)所需教材數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)室開設(shè)的可以是數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)課，也可以是數(shù)字電視實(shí)訓(xùn)課，需要一本與之相適應(yīng)的教學(xué)指導(dǎo)教材。我們編寫的《數(shù)字電視實(shí)訓(xùn)教程》就是專門針對實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教材，內(nèi)容包括整個系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的硬件和軟件實(shí)驗(yàn)。

數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計

前端系統(tǒng)部分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計衛(wèi)星接收機(jī)接收節(jié)目的調(diào)整實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解數(shù)字衛(wèi)星電視接收機(jī)和數(shù)字衛(wèi)星機(jī)頂盒的使用。視音頻信號的MPEG-2壓縮編碼實(shí)驗(yàn)，將學(xué)過的MPEG-2壓縮編碼技術(shù)運(yùn)用到實(shí)踐中，根據(jù)編碼器情況可以從硬件和軟件上安排實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對模擬信號和數(shù)字傳輸流信號進(jìn)行比較。多節(jié)目流的復(fù)用實(shí)驗(yàn)，對數(shù)字電視特有的復(fù)用技術(shù)有直觀的認(rèn)識。有線電視的QAM調(diào)制實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可對多種QAM調(diào)制方式有具體的認(rèn)識。傳輸流的采集與存儲實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生熟練運(yùn)用傳輸流錄播平臺。還可設(shè)計其他一些實(shí)驗(yàn)，如各種節(jié)目流的內(nèi)容編輯、編排和管理實(shí)驗(yàn)；電子節(jié)目指南的編排和管理實(shí)驗(yàn)；數(shù)字廣播的管理與播出實(shí)驗(yàn)；視頻點(diǎn)播實(shí)驗(yàn)；計算機(jī)硬盤上的PSI/SI編輯軟件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)；播出節(jié)目的編排與控制實(shí)驗(yàn)；節(jié)目加解擾實(shí)驗(yàn)；數(shù)字碼流硬盤播放與QAM調(diào)制的參數(shù)設(shè)置實(shí)驗(yàn)等等。

傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)部分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計這一部分的實(shí)驗(yàn)有：傳輸信號的幅度與頻譜測量實(shí)驗(yàn)；傳輸放大器的失真檢測，交、互調(diào)現(xiàn)象觀察實(shí)驗(yàn)；傳輸信號放大或衰減對接收信號靈敏度的影響實(shí)驗(yàn)；數(shù)字電視信號與模擬電視信號的比較實(shí)驗(yàn)等。這些實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生對傳輸網(wǎng)絡(luò)有了明確認(rèn)識，對今后從事網(wǎng)絡(luò)工程和維護(hù)大有裨益。

終端接收系統(tǒng)部分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計這一部分的實(shí)驗(yàn)有：機(jī)頂盒的認(rèn)識實(shí)驗(yàn)；使用遙控器或鍵盤配置調(diào)整機(jī)頂盒的實(shí)驗(yàn)；運(yùn)用機(jī)頂盒的開發(fā)平臺進(jìn)行應(yīng)用軟件下載實(shí)驗(yàn)；機(jī)頂盒的OSD及一些播放功能軟件開發(fā)實(shí)驗(yàn)；音視頻模擬信號及接口認(rèn)識與處理實(shí)驗(yàn)等。要求學(xué)生對機(jī)頂盒的硬件和軟件有清楚的認(rèn)識。利用此系統(tǒng)還可以開設(shè)數(shù)字機(jī)頂盒的維修實(shí)訓(xùn)課程。

數(shù)字音視頻系統(tǒng)部分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計數(shù)字音視頻系統(tǒng)可以使學(xué)生實(shí)現(xiàn)液晶電視機(jī)或等離子電視機(jī)的結(jié)構(gòu)認(rèn)識與相關(guān)測試實(shí)驗(yàn)，音視頻的各種性能指標(biāo)測試實(shí)驗(yàn)，還可以開設(shè)液晶電視機(jī)或等離子電視機(jī)的維修實(shí)訓(xùn)課程。

系統(tǒng)中可以完成的實(shí)驗(yàn)還有很多，我們可以根據(jù)自己的教學(xué)側(cè)重點(diǎn)加以設(shè)計和選擇。

教學(xué)安排

數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)教學(xué)可穿插在《數(shù)字電視技術(shù)》理論課的相應(yīng)章節(jié)中進(jìn)行，以加深學(xué)生對理論的理解與認(rèn)識。

數(shù)字電視實(shí)訓(xùn)教學(xué)需要84學(xué)時，至少安排12個實(shí)訓(xùn)課題，包括數(shù)字電視系統(tǒng)各個部分的軟、硬件實(shí)訓(xùn)課題。這些實(shí)訓(xùn)課題對學(xué)生要求較高，要求認(rèn)識和熟悉數(shù)字電視系統(tǒng)的全部工作過程。

數(shù)字電視機(jī)維修實(shí)訓(xùn)教學(xué)課也需要84學(xué)時，主要內(nèi)容是數(shù)字機(jī)頂盒和液晶電視機(jī)的測試與維修，培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)字產(chǎn)品的維修能力。

在我們構(gòu)建的數(shù)字電視實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，可以開展數(shù)字電視一系列實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)活動，學(xué)生對數(shù)字電視的發(fā)射、傳輸和接收的整個系統(tǒng)有了系統(tǒng)的認(rèn)識，提高了實(shí)踐能力，能夠滿足高職高專院校培養(yǎng)數(shù)字電視專業(yè)人才的教學(xué)需求，教職工還可以利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行科研和教學(xué)開發(fā)，以提高學(xué)校的教學(xué)和科研水平。

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作者簡介：

王璇（1971—），女，南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程系教師，高級工程師，研究方向?yàn)閿?shù)字聲像技術(shù)（數(shù)字電視）。

（本欄責(zé)任編輯：周秀峰）