數字電視信號的播出與傳輸

電視信號的傳播質(zhì)量，一直是人們最關(guān)心的事情，因為它直接影響電視接收機的收視效果。在傳統的模擬電視號的傳播過(guò)程中，總有一定的信噪比存在，干擾電視信號的傳播與接收。

電視信號中的噪聲干擾主要來(lái)源于：

(1)接收信號源內的原有噪聲(指二極能上差轉信號源)。

(2)外界的自發(fā)噪聲干擾。

(3)其他發(fā)射臺的電波干擾。

(4)由于多徑傳輸所引起的重影干擾。

(5)差轉機內部的熱噪聲以及寬頻帶放大器非線(xiàn)性畸變所引起的干擾。

(6)交流干擾及組合頻率干擾。

較理想的電視轉播，應努力使電視接收機視頻輸出的信噪比在45dB以上。但它遠不能滿(mǎn)足數字化高清晰度電視的要求。近幾年來(lái)，由于衛星信道質(zhì)量好(相對地面廣播)，覆蓋面大，無(wú)需中繼，特別適合節目分配和廣播，因此得到了廣泛的應用。但絕大多數利用衛星傳送的電視節目為模擬制。模擬制方式傳送電視節目占用頻帶寬，一個(gè)36MHz的衛星轉發(fā)器只能傳送一路模擬電視信號，因此信道利用率不高。

隨著(zhù)數字視頻碼率壓縮技術(shù)的迅速發(fā)展和超大規模集成電路的研制成功，使數字化播控系統和利用衛星傳送數字廣播電視節目變成了現實(shí)，使圖像質(zhì)量得到極大提高，用以滿(mǎn)足高清晰度電視的廣播級要求。同時(shí)，由于采用現代的數字視頻壓縮技術(shù)和信道調制技術(shù)，可實(shí)現在一路模擬電視信號占用帶寬內傳送4-6路數字壓縮電視節目，從而大大提高了信道利用率，降低了每路電視節目的傳輸費用，同時(shí)也減去了噪聲干擾。

因此，在數字電視中，即使產(chǎn)生了數字電視信號，要提高數字電視機的接收質(zhì)量，還有演播中心和電視傳輸的兩個(gè)方面的細節問(wèn)題。

1.演播中心的播控系統

在早期的電視臺播控技術(shù)中，主要依靠人工手動(dòng)控制數臺錄像機來(lái)完成視、音切換控制。隨著(zhù)頻道節目增加，播出時(shí)間延長(cháng)，播控人員在整個(gè)播出過(guò)程中時(shí)刻處于高度緊張狀態(tài)，極大地增大了勞動(dòng)強度及心理壓力，從而不免發(fā)生播放事故，特別在切換過(guò)程中極易出現瞬間的抖動(dòng)噪聲，嚴重影響了播出質(zhì)量。

隨著(zhù)微電子技術(shù)的發(fā)展、計算機的普及，電視播控方式與隨之發(fā)生變化，由人工手動(dòng)切換轉向半自動(dòng)及全自動(dòng)播控。數字化無(wú)磁帶播出即將取代傳統的磁帶化播出方式。計算機海量存儲技術(shù)、數字壓縮編碼技術(shù)、光纖通信技術(shù)、多媒體通信技術(shù)、磁盤(pán)技術(shù)的發(fā)展以及數字化設備成本的不斷降低。將使播控系統發(fā)生質(zhì)的飛躍，使網(wǎng)絡(luò )的電視播控完全數字化，從而極大地提高電視信號的播出質(zhì)量。

但是，使用磁盤(pán)代替磁帶并非數字化的全部含義。數字化的播控系統，應是先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，以多臺服務(wù)器、工作站、PC構成主體，一方面繼承過(guò)去的磁帶式播出方式，使用錄在磁帶或光盤(pán)等媒介載體上的節目源，使模擬量或分量的錄像機等可以與新式數字化設備并存;另一方面可以通過(guò)功能的網(wǎng)絡(luò )獲取播出信息及節目?jì)热荨?/p>

自動(dòng)播控系統的設計和實(shí)現是一個(gè)十分嚴肅的工程技術(shù)問(wèn)題。首先它必須是能夠通過(guò)提高硬件質(zhì)量、有效備份和加強監測手段來(lái)減少故障因素，同時(shí)提供多種應急手段;在提高播出質(zhì)量的基礎上，盡可能地提高播出部門(mén)的自動(dòng)化程度，使系統更具體整體性。

先進(jìn)的計算機控制自動(dòng)播控系統將是電視臺播出裝備升級換代、提高播出質(zhì)量的重要手段，它可以根據人工操作習慣和軟件的智能化管理，實(shí)時(shí)地對各錄像機進(jìn)行自動(dòng)調度、自動(dòng)播放、自動(dòng)切換，以達到定時(shí)播出、順序播出、觸發(fā)播出和節目插播功能，從而極大地提高節目錄像帶的規范化程序。

自動(dòng)播控系統是由許多環(huán)節構成的，因此，它必須有分級監視和交互監視的方法，對播出信號實(shí)時(shí)地進(jìn)行主觀(guān)評價(jià);能夠利用示波器和綜合測試儀對重要進(jìn)行定量的技術(shù)監測。使視音頻技術(shù)質(zhì)量等級要求達到行業(yè)標準。

隨著(zhù)人們生活水平的不斷提高，要求電視臺的發(fā)展是頻道增多，播出時(shí)間增長(cháng)，節目量增大，直播節目增多，節目輸出點(diǎn)增多。并且還要同時(shí)保證播出的高可靠性、信號的高質(zhì)量、操作的簡(jiǎn)易性以及系統的良好擴容能力。這就要求演播中心的播控系統的發(fā)展將是應用機器人技術(shù)的完全自動(dòng)化，否則將難以適應未來(lái)數字化視音頻信號傳輸技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )化。

2.數字電視的傳輸方式

由于數字視頻碼率壓縮技術(shù)的迅速發(fā)展，數字壓縮電視節目不斷增多，電視人口覆蓋率要求不斷提高，一個(gè)完美的視、音傳輸方式，能否將電視節目分配和廣播到戶(hù)，已愈來(lái)愈引起人們的關(guān)注。

目前，民辦一些發(fā)達國家已普遍采用衛星、微波和有線(xiàn)相結合的傳輸網(wǎng)絡(luò )。我國也開(kāi)始利用衛星傳送多路數字壓縮電視節目，以及微波中繼系統和CATV系統形成的網(wǎng)絡(luò )到戶(hù)。

1995年11月，我國中央電視臺用中星5號G頻段成功地向全國播出了體育、電影等五套數字壓縮的電視節目。1996年8月又采用美國SA公司的符合MPEG-2/DVB標準的設備向全世界播出了中央3臺和中央4臺的數字壓縮電視節目。

1997年初，我國MPEG-2/DVB標準，用亞洲2號衛星的3B轉發(fā)器以SCPC方式傳送了河南、內蒙古、青海、廣西、湖南等五省區的數字壓縮電視節目;用亞洲2號衛星的6B轉發(fā)器傳送了福建、廣東、湖北、江西、遼寧等五省的數字壓縮電視節目，(也采用SCPC方式)。數字壓縮技術(shù)的上星廣播，給我國的數字電視發(fā)展注入了新的生機。

在我國將多套數字壓縮電視節目送上衛星的方式，通常有兩種：一種是將每套節目各自調制一個(gè)載波后發(fā)至衛星，另一種是將幾套節目的數據流合成一個(gè)數據，然后調制一個(gè)載波，將其發(fā)至衛星。前者被稱(chēng)為SCPC(單路單載波)方式，后者被稱(chēng)為MCPC(多路單載波)方式。我國各省臺采用的SCPC方式，共用一個(gè)轉發(fā)器，中央臺因傳送的是多套節目，因而采用了MCPC方式。

在接收端根據不同用途可有兩種接收方式：一種是通過(guò)有線(xiàn)電視臺配備的IRD業(yè)務(wù)，將收到的衛星數字電視信號轉換成模擬信號，以常規方式送入有線(xiàn)電視網(wǎng);另一種是直接到戶(hù)，但這時(shí)家庭要配備一個(gè)家用IRD，衛星數字電視信號就可以直接送到電視機，使用戶(hù)十分方便地收看到電視節目。

目前，我國各地城鎮已建起了CATV系統，并且也正在向更高級階段發(fā)展，使得大型工礦企業(yè)能與城鎮，或幾個(gè)城市之間實(shí)現CATV的系統聯(lián)網(wǎng)，從而使傳輸距離由幾公里擴大到幾十分里至幾百分里的范圍。由于業(yè)務(wù)內容的不斷增多，對傳輸距離的擴大，除了要求各種設備的高性能外，還必須解決遠距離傳送手段。目前普遍使用的優(yōu)質(zhì)同軸電纜，即使設計了合理的放大器，對于甚高頻最遠可傳14km，而全頻道系統只能傳送2.75km.因此解決遠距離傳送，除利用可以傳送幾十公里的光纖技術(shù)外，主要一種方法是利用微波技術(shù)，即用微波作為CATV系統的延紳。微波即頻率為30MHz-300GHz范圍內的電磁波，其波長(cháng)為1m-1mm。由于微波具有頻帶寬、穩定性好、直線(xiàn)傳播、定向收發(fā)等特點(diǎn)，目前各國的電視傳輸網(wǎng)中的遠距離傳輸幾乎都采用了微波中繼系統。我國也是如此，在大型CATV系統中已經(jīng)進(jìn)入使用