數字電視傳輸技術的分析與探討

練溫巖

(云和縣浮云街道辦事處,浙江 麗水323600)

1 數字電視簡介以及發展狀況

數字電視（DTV）的含義并不是指我們家中的高檔電視，它是指電視節目中信號的處理、發射、傳輸和接收過程中使用數字信號的電視系統或電視設備；是指一個電視節目從采集制作到傳輸再到用戶端，都是用數字方式處理信號的一種端到端的系統；是將傳統的模擬信號進行取樣、量化和編碼后轉變為數字信號，其信號傳播都是以0、1所組成的2進制代碼構成的數字流傳播的。其信號的具體傳播過程是：電視臺發出節目的聲音和圖像信號，經過數字壓縮和調制形成數字信號，再經過衛星、地面無線或有線傳播，最后由數字電視接收進行解碼還原，最終到電視節目。與傳統的模擬電視相比，數字電視運用了高效壓縮編碼、高效數字調制技術和多路數據復用技術，使得節目量和節目套數大大增加；數字電視信號有著高質量的傳輸，可以保證電視節目的圖像更清晰，音質更高；同時數字電視還可以根據自身需求實現軟件下載、上網沖浪、網絡購物、遠程教育、信息服務等一系列功能。

數字電視時代是信息化革命的一個階段，數字電視的廣泛應用是科學發展進步的趨勢。全球化的數字時代已經來臨，歐美發達國家已經先后完成了數字電視代替模擬電視的進程。2005年左右香港也停止發送模擬電視信號，進入數字電視時代。我國內陸地區自然也不甘落后，依據各地區不同的發展水平先后開展數字電視普及活動。我國的數字電視有著巨大的軟硬件市場和數字電視的運營市場，具有很大的發展潛力。這個市場會帶動無數商人加入到數字化的進程中，而國家在全民數字化的進程中即要制定具體的細節標準，又要在大的發展方向上做出宏觀調控，力圖保證數字化進程的和諧穩定，做到利于民，惠于民保證全體百姓的利益。

2 數字電視的傳輸方式

隨著技術的不斷發展，數字電視的信號傳輸方式也在增多，主要有地面無線數字傳輸（DVB-T）、有線數字傳輸（DVB-C）、衛星數字傳輸(DVB-S)和IPTV等方式。

2.1 地面無線數字傳輸方式是指地面數字電視節目通過電視臺制高點的天線發射無線電波，再由用戶的天線和電視機接收信號收看電視節目。地面無線傳輸是數字電視網絡的重要組成部分，具有娛樂、學習和公益等重要作用，是車載電視、公交電視、樓宇電視的主要傳輸方式，有普遍性高、實用性高、收費便宜同時還有一定的可控性等諸多特點。但其傳輸需要建立大量的中繼站，信號容易受地形和天氣的影響，使其在應用上受到了一定的限制。

2.2 有線數字傳輸目前是我國城鎮居民使用的主要傳輸途徑，一般采用光纜和同軸電纜混合方式傳輸，即HFC方式。通常有兩種使用方式：一種是單向HFC方式，用戶只能接受前端的信號；另一種是雙向HFC方式，用戶可以接受上行和下行的信號，利于交互式業務的發展。有線數字電視傳輸信號質量高，分配合理，是我國現在以及未來很長一段時間內數字電視傳輸的主體。

2.3 衛星傳輸方式是電視節目信號經過數字加工編碼壓縮，由地面發射到衛星，再由地球同步衛星將信號直接傳輸到用戶家中。可以分為前端、傳輸和用戶3個方面。前端負責節目的采編制作和數字信號的編碼壓縮（通常采用MPEG-2編碼），傳輸系統再把信號進行加工處理，通過發射天線發送到衛星，再經衛星的轉發器把信號放大向全球進行覆蓋，最后通過用戶系統的接受裝置把信號還原。衛星電視是近幾年來發展最迅速的傳輸方式，其覆蓋范圍廣、信號傳輸質量高、收視快捷等，已成為數字電視的重要組成部分。

2.4 IPTV是數字電視的最新表現形式，它是集合互聯網技術，多媒體技術、數字通信技術等多種先進科學技術為一體的新型數字電視模式，它通過網絡IP向用戶提供數字電視服務，是未來數字電視發展的一種重要形式。

3 數字電視信號

數字電視信號強調的就是"數字"這兩個字，那么數字電視信號是怎么產生的呢？我們用攝像機拍攝的電視節目經過光電轉化后得到的是模擬信號，模擬信號要變成數字信號就要經過A/D轉化的過程，就是我們說的數字化過程。簡單的說就是把在時間上連續的模擬信號進行分割，使其成為時間上離散的信號，再將幅度上的連續取值變成離散取值（我們也可以把其想象為XY坐標軸），最后再通過編碼把離散的取值進行二進制編碼，最終形成數字信號流進行數字傳輸。當然每一步都是有嚴格要求的，在取樣上要選擇合理的取樣頻率和取樣結構，在量化上要盡量增加量化級數減少量化誤差，在編碼上根據實際情況，按照一定的規律采用不同的編碼方式（復合式和分量式），才能最終形成完美的數字信號。經過這樣一系列處理后得到的數字電視信號有很多優點：信號可以經過多次復制、轉接、可以進行遠距離傳輸，抗干擾性強，信噪比好；系統由集成電路組成，所以系統的穩定性、可靠性強；還可以實現時間軸處理、特技處理、制式處理、二維濾波等功能，與傳統的模擬信號相比有著無可比擬的優越性。

4 數字電視的傳輸標準

標準是指對于產品的一系列規范，數字電視由于其行業的特性就更需要一個好的標準來保護大家的共同利益。目前已經被大家普遍接受使用的標準有三種，以下是我們對三種標準作簡單的介紹。

4.1 美國使用的數字電視國家標準（ATSC）

ATSC是一個結構清晰、層次分明的標準準則。它從數字電視傳輸的各個層次上出發，在每一方面都做出了詳細的規定。它不但從圖像的格式，視頻音頻的壓縮編碼方式、復用方式，頻道的寬度、信道的外碼和內碼以及外碼和內碼交織方式、總碼率、調制技術、載波數、接收門限(C/N)以至傳輸方案等方面做出了詳細的標準，而且在數字信號的形成、傳輸到最后還原成電視信號等方面，都做出了詳細的規定。

4.2 歐洲采用的DVB標準

DVB標準是目前最復雜，最全面的標準，主要形成于衛星、地面無線傳輸和有線傳輸的交互業務。DVB標準是一系列標準的組合，其核心規定了視頻、音頻及資料的以何種壓縮格式（MPEG-2）作為資源，規定了系統的時間分片和一系列參數，同時也在信道編碼和保護糾錯上做出了詳細規定，在傳輸上DVB標準提出了數字信號的3種主要傳輸方式，以及傳輸時信號的各種具體要求。

4.3 日本近年來研究開發的ISDB標準

ISDB是一個標準化的復用方案，即在一個信道上可以傳輸不同的信號，也可以在多個信號上選擇部分接收，有很強的靈活性和擴展性。其把信號進行頻帶分割分層次傳輸，同時伴隨強力的時間交織，即可固定接收，又可移動接收。比如現在的3G手機業務就是移動接收的例子。

我國數字電視發展迅速，數字電視的傳輸標準也逐漸完善。我國的數字電視標準從地面無線傳播技術入手，集合國際的數字電視標準，博采眾長，建立具有自主知識產權的數字電視傳輸標準，維持我國數字化進程的穩步前進。

結語

現我國的數字電視產業不但發展迅速，而且具有龐大的市場，所以我們要更加合理利用、開發和支配整個市場，保證全民的利益。隨著數字電視越來愈普及，地面無線傳輸、有線傳輸和衛星傳輸也起到越來越重要的作用。我們在借助現有高端技術和標準的同時，需要更多的開發和使用新技術，并且通過全民的共同努力，以致讓大家盡快進入數字時代。

[1]馬天義，潘愛霞.在數字電視系統中建立時間服務器的討論[J]，中國有線電視，2012(07):25-25.