高清數字電視的數據傳輸技術及發展趨勢分析

曹 震

（遼寧省廣播電視錦州醫巫閭山轉播臺，遼寧 錦州121000）

我國數字電視技術起步較晚，但隨著電子技術、信息技術的快速發展，數字電視技術的發展速度較快，當前我國全面普及高清數字電視，有效地替代了傳統的衛星數字電視。數字電視技術融多種技術為一體，提升了節目的畫面質感和清晰度，而且具有較強的抗干擾能力，數據傳輸效率較高，并具有較好的兼容性，這也使高清數字電視技術自應用以來深受用戶的青睞。因此通過對高清數字電視傳輸技術的分析，積極促進技術的發展和優化，從而為電視用戶帶來更高質量的數字電視節目。

1 高清數字電視的數據傳輸技術概述

高清數字電視數據傳輸技術集多種先進技術于一身，并以地面、衛星和有線三大數據傳輸網絡為基礎。在地面網絡中，電視臺借助于發射系統發射無線電視信息，實現對電視用戶數據網絡的全面覆蓋，用戶通過接收信號收看電視節目。地面網絡作為高清數字電視信息傳輸的最基本模式，隨著光纖寬帶傳輸技術的發展和應用，采用樹形光纖數據傳輸技術進行電視廣播數據的傳輸，而且樹形光纖與數據傳輸技術在不斷發展過程中，能夠脫離地面傳輸網絡系統單獨存在，發展成為具有獨立性的有線網絡，數據傳播特點更具獨特性，這也使其擁有更多的電視用戶。相較于地面傳輸網絡，有線傳輸頻率與其存在差異性，實現了一城一網或是一地一網的傳輸，并借助電視用戶端口有效連接起有線機頂盒和電視。而衛星電視傳輸技術是通過集中電視節目內容，借助衛星地面發射站的相關設備，并利用微波將數據傳輸至同步衛星上，通過同步衛星發送至地面，從而使用戶能夠接收到實時的高精數字電視節目。我國高清數字電視數據傳輸方面起步較晚，但近年來發展速度較快，具體以雙絞線、同軸電纜和電纜作為傳輸媒介，這幾種媒介具有較好的經濟性、適用性和擴展性，后期維護更加便捷。當前我國無線傳輸技術也取得較快的發展，這也為高清數字電視數據傳輸提供了重要的技術保障。

2 高清數字電視數據傳輸技術的優越性

2.1 傳播效率更高

廣播電視行業在先進技術支持下，近年來用戶能夠收看的電視節目越來越多。特別是高清數字電視傳輸技術的應用，相較于傳統電視節目少和用戶體驗差的問題，高清數字電視數據傳輸技術借助于自身的優勢，增加了電視節目的數量，在傳輸過程中通過壓縮電視數據和信號，使用戶觀看到更多的電視節目，用戶能夠獲得良好的體驗。而且高清數字電視用戶能夠進行點播和選擇，自主觀看自己喜歡的電視節目。

2.2 畫質更加清晰

當前人們對于電視、手機等的畫質和音質要求不斷提高，畫質和音質是選擇的重要標準。由于高清數字電視在數據傳輸過程中具有較強的抗干擾能力，可以進一步提高畫質的清晰度，音質也沒有雜音，能夠更好地滿足用戶的不同需求，這也是高清數字電視自發展以來備受用戶青睞的主要原因。

2.3 高清數字電視兼容性強

在高清數字電視的安裝和運用過程中，在非數字電視機上安裝一個機頂盒即可以接收和觀看數字電視節目，具有較強的兼容性。通過購買高清數字電視還能夠獲得更多種類的服務，為用戶帶來良好的觀看體驗。

3 高清數字電視的數據傳輸技術分析

3.1 電視信號的傳輸

借助數據傳輸的方式進行高精電視信號傳輸，實現了電視節目整個過程的數字化。而且對于高清數字電視而言，對其視頻分辨率標準、音頻數字格式、屏幕寬高等都有明確的規定。在當前許多電視節目制作、編輯和存儲過程中也實現了全部高清化。在具體制作電視節目過程中，利用高清攝像機拍攝圖像，并由電視臺進行編輯處理，形成高清的HD-SDI 信號。這些高清信號需要經過壓縮處理后才能傳輸至用戶液晶電視上并顯示出來。而且高清的HD-SDI 信號要與衛星或是有線網絡傳輸相適應，需要利用編碼器設備針對信號實施編碼壓縮處理。具體使用的編碼器通常會采取兩種技術方案，一種是借助于ASIC 芯片，具有高效率和編碼質量好的優點，但芯片開放性不足，更新速度慢，不便于加入新功能模塊，芯片穩定性有待提高。高清電視信息編碼完成后，借助于有線網絡或是衛星進行無損傳輸，并針對傳輸的數據流進行處理，利用同軸電纜將其送達用戶，用戶借助機頂盒接收器和高分辨率的電視機即可以收看到高清電視節目。

3.2 高清數字電視數據在有線網絡中的處理技術

由于采用全數字化格式的電視數據，這也使其在有線網絡中的處理更具便捷性。當前高清電視節目從提供商至運營商通常通過兩種方式實現，即利用SDH 地面傳遞模式和衛星覆蓋模式。高清電視節目經過編碼處理，有線前端通過對以傳輸流格式傳輸的高清節目進行接收，并利用加擾、插入和VOD 等系統對信號進行點播和時移處理，并利用QAM 調制后送至有線網絡，完成向電視用戶的傳輸。通常情況下我國有線數字電視前端系統播出的高清節目采用MPEG-2 編碼格式，而且針對每個QAM頻點可以放置兩套節目。

3.3 高清數字電視數據在傳輸中的轉碼技術

當前各電視開展VOD 業務，同時進一步增加了高清節目，這也使有線電視頻點資源呈現出緊張的狀況。由于傳統MPEG-2 高清節目存在頻譜利用率低和帶寬占用大的問題，因此宜重視轉碼技術的應用，將MPEG-2 格式轉化為H.264 格式。由于在編碼格式不同的情況下，宏模板大小各異，在轉化MPEG-2 格式的碼流過程中存在較大的難度。當前市場上的轉化方案有幾種，可以借助于英特爾的CPU 和軟件進行轉碼，也可以借助于碼流控制或是通過ASIC 芯片完全解碼后再編碼。

4 高清數字電視數據傳輸技術的應用現狀及發展趨勢

4.1 高清數字電視數據傳輸技術的應用現狀

當前高清數學電視的數據傳輸技術在應用過程中一般以DVB 標準為主，覆蓋面十分廣泛，通過控制頻率和中轉發器的傳輸速度，能夠保證多種電視節目的復用。利用DVB 標準開展的相關業務，部分通用接口能夠有效地減少干擾，保證高清數字電視數據的正常傳輸。同時將DVB 標準與SDH 等數據傳輸網絡進行連接，可以進一步拓寬DVB 標準的發展廣度，建立與我國實際情況相符合的DVB 數據傳輸網絡和標準。相較于傳統電視技術，高清數字電視傳輸具有較多的優勢，能夠有效滿足用戶多方面的需求。但高清數字電視在發展過程中仍存在較大的挑戰，其需要依托網絡技術進行數據傳輸，互聯網的發展也有效帶動了高清數字電視的發展。互聯網也具有高清數字電視中存在的信息和數據，而且互聯網還不受時空束縛，這也給高清數字電視的發展帶來了較大的挑戰。高清數字電視與互聯網之間存在較強的共通性，這也對高清數字電視資源的安全性帶來較大的風險，影響用戶的正常使用，因此在高清數字電視發展過程中，安全是較為關鍵的一項內容，需要加大重視力度。

4.2 高清數字電視數據傳輸技術的發展趨勢

4.2.1 向3D 視覺效果方向發展

近年來科學技術的快速發展，影視技術有了全新的突破，這也使用戶對影像視覺效果的要求不斷提高。隨著人們藝術審美要求的提升，傳統平面動態圖像已無法滿足人們對真實場景的需求，在這種情況下，3D 技術的應用有效彌補了傳統平面動態圖像的不足。通過推進高清數字電視的傳輸技術向3D 視覺效果方面的發展，可以為人們帶來視覺上的享受，在家通過觀看電視節目即可以體驗到3D 視覺效果。

4.2.2 4K 傳輸與最新應用

近年來人們對3D 電視關注度提升，通過應用4K 技術可以有效地提高HD 高清信號的分辨率和像素點。而且4K 視頻數據量的改進也對視頻信號傳輸能力提出了更高的要求。隨著壓縮技術的發展，4K 技術取得了一定的成效，但在實際發展過程中仍需要重視信號傳輸，并要考慮選擇何種方式傳輸，從而保證傳輸信號的高清度。

4.2.3 實現高階調制技術的推廣

廣播電視行業的迅速發展也帶來了一些問題，這其中最常見的問題即是頻譜使用頻率問題。針對這種情況，需要重視發揮高階調制技術的優勢，全面提高頻譜使用效率。但當前我國高階調制技術的應用仍處于初始階段，許多內容需要進一步完善，特別是針對覆蓋范圍有限和無法滿足廣泛用戶需求的問題。但在實踐操作過程中，當擴大覆蓋范圍時，必然會導致抗干擾能力的下降。因此在數字傳輸技術發展過程中，還需要重視與先進技術的有效結合，不斷優化和改善頻譜使用效果，全面提高頻譜使用率確保擴大覆蓋范圍。這樣才能進一步提高頻譜使用效率，為高清數字電視的數據傳輸技術快速發展打下良好基礎。

4.2.4 實現互聯網、廣播電視網、電信網的三網聯合

在當前數字電視發展過程中，三網融合已成為數字傳輸技術發展的必然趨勢。特別是隨著DTMB 標準的推廣和應用，這也使我國數字電視技術進入了一個全新的發展階段。但當前網絡傳輸技術、有線和無線數字傳輸技術的整體發展仍處于較低水平，在實際應用過程中會出現許多問題，對廣播電視傳輸技術的應用效能帶來較大的影響，無法更好地滿足人們的需求。通過三網聯合的實現，可以實現優勢互補，有效對彼此之間的不足進行彌補，積極推進數字電視傳輸技術的優化和創新，進一步解決技術應用中存在的問題，將高清數字電視數據傳輸技術的優勢更好地凸顯出來。

5 結束語

在當前科學技術快速發展的新形勢下，高清數字電視的數據傳輸技術取得了較快發展，并成為廣播電視行業發展過程中不可或缺的重要技術之一。目前高清數字電視傳輸技術雖然有較大的發展空間，但在實際發展中仍然面臨較大的挑戰。高清數字電視傳輸技術的發展可以有效地滿足人們的需求，同時也是科學技術發展的必然趨勢。隨著人們對廣播電視視覺畫面要求的提高，數據傳輸技術也得以發展和進步，通過在高清數字電視傳輸技術應用過程中不斷地提升技術水平，可以為我國高清數字電視的發展起到重要的助力支持。