數字電視技術(shù)及其應用（二）

圖8 DVB-S系統方框圖

QPSK調制器主要性能如表5。

2、DVB-C有線(xiàn)數字電視

由于有線(xiàn)電視信號在同軸電纜和光纖中傳輸，受外界干擾小，DVB-C規定使用QAM調制方式。信道編碼和調制主要內容有：1）頻譜擴散。在數據流中加入偽隨機序列，其頻譜如白噪聲的頻譜。2）采用RS編碼。在數據包的188個(gè)字節上加16個(gè)保護字節，用來(lái)進(jìn)行前向糾錯。3）比特交織編碼。深度12字節，用來(lái)糾正突發(fā)錯誤。4）QAM調制。根據傳輸環(huán)境，可采用16-QAM、3-2QAM、64-QAM、258-QAM。傳輸距離遠、噪聲較大的系統采用低速率的16-QAM、3-2QAM，反之采用高速率的64-QAM、258-QAM。比如64-QAM在8MHz帶寬內傳輸速率達38.5Mb/s。5）平方根奈奎斯特濾波器。滾降率15%，以兼顧頻道利用率和非線(xiàn)性失真。M-QAM數字調制器主要技術(shù)性能見(jiàn)表6，M=16，32，64，128，256。

有線(xiàn)數字電視前端如果信號源是錄像機AV輸出，用MPEG-2編碼壓縮器轉換成數據流；如果是衛星模擬電視，經(jīng)過(guò)高頻頭、衛星接收機輸出AV信號，用MPEG-2編碼壓縮器轉換成數據流，多路數據流經(jīng)數字多路復用器混合成MPEG-2碼流，采用QAM調制，輸出中頻36MHz或44MHz，再上變頻到有線(xiàn)電視頻道。如果是衛星數字電視，經(jīng)過(guò)高頻頭下變頻后送入QPSK-QAM調制轉換器，（QPSK-QAM調制轉換器主要技術(shù)性能見(jiàn)表7），將QPSK轉換為QAM調制信號，再通過(guò)上變頻器上變頻到有線(xiàn)電視頻道。最后將多路有線(xiàn)電視頻道混合送入電纜網(wǎng)絡(luò )或者光發(fā)送機，也可以送入寬頻帶微波發(fā)射機。

3、DVB-T開(kāi)路數字電視

在開(kāi)路模擬電視頻段（UHF、VHF），由于建筑物、高山的多次反射和各種噪聲干擾，使開(kāi)路電視的質(zhì)量不高，并且頻率資源嚴重不足，為此有必要改進(jìn)為開(kāi)路數字電視。開(kāi)路數字電視系統由MPEG-2編碼壓縮器、前向糾錯（FEC）、正交編碼頻分復用器（COFDM）、數字調制器、上變頻器組成，最后輸出頻段仍然是UHF、VHF各個(gè)頻道，如圖9所示。除了MPEG-2編碼壓縮器、前向糾錯與衛星數字電視和有線(xiàn)數字電視相同外，正交編碼頻分復用器是開(kāi)路數字電視的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)有：（1）在頻域上采用多載波方式，有2000個(gè)或8000個(gè)載波。（2）在時(shí)域上將數字基帶信號分成若干區段去調制多個(gè)載波。（3）構成DVB-T的某一發(fā)射網(wǎng)絡(luò )的所有發(fā)射站，通過(guò)全球定位系統（GPS）被鎖定在某個(gè)精密頻率上，使所有發(fā)射機使用同一頻率，在同一時(shí)間發(fā)射同一比特信息。

圖9 開(kāi)路數字電視廣播系統方框圖

開(kāi)路數字電視可以采用QPSK調制，也可以采用QAM調制，其輸出上變頻后送入發(fā)射天線(xiàn)向空間發(fā)射。

九、主要網(wǎng)絡(luò )標準

信息傳輸包括傳送、交換和接入3部分，CATV是未來(lái)信息傳輸的寬帶接入部分，也可能成為完全的信息傳輸網(wǎng)絡(luò )。寬帶接入網(wǎng)絡(luò )適用于傳送模擬和數字業(yè)務(wù)，如電話(huà)、有線(xiàn)電視、數據（會(huì )議電視、HDTV、電視購物）等等。為了與其他信息傳輸網(wǎng)絡(luò )連接，CATV也必須符合統一的網(wǎng)絡(luò )標準，考慮到有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )未來(lái)接入國際互聯(lián)網(wǎng)或者廣域網(wǎng)，現對幾種主要網(wǎng)絡(luò )標準與規范做出如下簡(jiǎn)單介紹，其中，傳輸和接收數字電視也離不開(kāi)這幾種主要網(wǎng)絡(luò )標準。

在局部范圍內（如1個(gè)企業(yè)、1個(gè)大廈、1個(gè)大飯店內）把多臺計算機連接起來(lái)互相通信，以共享硬件資源和數據信息的網(wǎng)絡(luò )稱(chēng)為局域網(wǎng)（LAN，Local Area Networks）。當前世界上最多的LAN是以太網(wǎng)（Ethernet，局域網(wǎng)的一種），以太網(wǎng)標準是IEEE802.3系列中的多個(gè)標準，包括10BASE、100BASE、1000BASE等多種，它們成功地解決了計算機連接口、連接介質(zhì)和信息傳輸等問(wèn)題。由于信號在線(xiàn)路上的損耗，各種LAN技術(shù)都限制了局域網(wǎng)的覆蓋范圍，如10BASE5最大傳輸距離500m；10BROAD36適用于有線(xiàn)電視電纜傳輸，最大距離3600m，傳輸速率最高可達到10Mb/s。為了實(shí)現計算機的遠距離連接，又制訂了廣域網(wǎng)WAN（Wide Area Networks）標準，包括X..25、幀中繼、ATM、IDSN、SDH等標準（或協(xié)議），主要采用高速調制解調器和數字用戶(hù)線(xiàn)路（DSL）來(lái)傳輸信號，并采用專(zhuān)用計算機來(lái)處理和傳送信號給本地多媒體計算機。

1、國際互聯(lián)網(wǎng)（因特網(wǎng)）協(xié)議

為了把不兼容的WAN和LAN互連而成為國際互連網(wǎng)，需要統一的國際標準，以協(xié)調符合各自網(wǎng)絡(luò )標準（或協(xié)議）的軟件和硬件的運行。這些標準中主要的兩個(gè)是傳輸控制協(xié)議TCP（Transimission Control Protocol）和網(wǎng)際協(xié)議IP（Internet Protocol），合稱(chēng)為傳輸控制/網(wǎng)際協(xié)議（TCP/IP）。IP網(wǎng)絡(luò )比起其他網(wǎng)絡(luò )有下述特點(diǎn)：對子網(wǎng)的特定協(xié)議有高度獨立性，子網(wǎng)之間也有較強的獨立性，子網(wǎng)對用戶(hù)特定協(xié)議有高度獨立性。因此，IP的子網(wǎng)可以是以太網(wǎng)、幀中繼、ATM等各種網(wǎng)絡(luò )。

IP是無(wú)連接操作協(xié)議，TCP是面向連接的協(xié)議。無(wú)連接操作指在數據傳輸前，用戶(hù)和網(wǎng)絡(luò )間不建立邏輯連接，每個(gè)數據單元都作為一個(gè)獨立的單元傳輸。因此，數據單元可以采取不同的路徑以避開(kāi)網(wǎng)絡(luò )中的故障節點(diǎn)和擁塞節點(diǎn)。面向連接操作指在數據傳輸前，用戶(hù)和網(wǎng)絡(luò )間首先建立起一個(gè)邏輯連接，然后通過(guò)邏輯連接傳輸數據單元，這些數據單元之間保持著(zhù)某種關(guān)系。由于IP數據單元的頭信息較長(cháng)，“位”的開(kāi)銷(xiāo)大，并且不支持（或很少支持）順序控制和確認功能，用戶(hù)數據可能會(huì )丟失、重復甚至順序顛倒。傳輸控制協(xié)議TCP卻能解決這些問(wèn)題，它能很好地完成可靠性控制、流量控制、順序控制等任務(wù)，所以TCP和IP聯(lián)系非常緊密，以致于把TCP和IP緊接在一起，成為T(mén)CP/IP協(xié)議。