ATSC和DVB數字電視系統的比較
2009年美國將全面停止模擬電視的播放,ATSC制數字電視的銷(xiāo)量將會(huì )大幅度增長(cháng),因此,國內許多廠(chǎng)家紛紛瞄準了ATSC標準的數字電視產(chǎn)品的研發(fā)。由于我國大部分數字電視工程師都具有一定的DVB產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗,而DVB和ATSC的標準雖然在原理上相似,但實(shí)際的標準還是存在著(zhù)很大的差異。
本文的主要目的是幫助DVB開(kāi)發(fā)人員了解ATSC標準。本文并不涉及兩種標準在物理層面(如調制解調)的差別,而主要討論上層協(xié)議的區別,主要集中在如下四個(gè)方面:
- 音頻壓縮
- 服務(wù)信息系統
- 條件接收系統
- 數據廣播
1 音頻壓縮
ATSC數字電視接收器必須具備Digital Audio Compression (AC-3)音頻壓縮算法的解碼能力,算法的具體細節可以參考文獻[2]。
AC-3算法與ISO/IEC 13818-3(參考文獻[3])相比,在多通道編碼方面的表現比較出色。AC-3一共包含有5.1個(gè)聲道:左前(L)、中央(C)、右前(R)、左環(huán)繞(Ls)、右環(huán)繞(Rs)和一個(gè)超重低音(LFE)。超重低音頻寬是其它幾個(gè)聲道的1/10,因此稱(chēng)為5.1聲道。通道的結合方式有1/0、1+1/0、2+1/0、3+1/0、2/1、3/1、2/2、3/2這8種,其中斜杠前表示前聲道的個(gè)數,斜杠后表示后環(huán)繞聲的個(gè)數,在8種組合中都可選擇加設超低音通道。
對比DVB
DVB的音頻壓縮算法必須遵從ISO/IEC 13818-3[3]標準,因此ISO/IEC 13818-3模塊對DVB的接收系統來(lái)說(shuō)是必不可少的;相比之下,ATSC采用的是AC-3標準,因此,ISO/IEC 13818-3對于A(yíng)TSC接收器來(lái)說(shuō)是可選模塊,而AC-3音頻解碼模塊是不可缺少的。
雖然在DVB和ATSC系統中都可以把AC-3的音頻流映射到MPEG的Multiplex上傳輸,但是在實(shí)現方式上還存在著(zhù)一些差異。
表1列出了AC-3音頻流在A(yíng)TSC和DVB系統中的傳輸比較。其中registration descriptor僅僅存在于A(yíng)TSC系統,因為在DVB系統中,AC-3 descriptor是公開(kāi)的描述符,無(wú)需用registration descriptor來(lái)注冊。
2 服務(wù)信息表
電子節目指南(EPG)是數字電視中非常重要的部分,它相當于傳統報紙上的節目表。而電子節目指南則是基于TS流中的Service Information(SI)而構造的。
DVB和ATSC標準分別定義了各自不同的SI結構,采用不同的機制來(lái)產(chǎn)生EPG。本章后續部分將介紹ATSC的SI1系統,并將其與DVB進(jìn)行對比。
● 層次結構
ATSC包含了層次化的表格來(lái)描述系統信息和節目指南數據(參考文獻[4])。其中,一個(gè)公用的基礎PID(Base PID)是所有表格的入口,它被顯示定義為0x1FFB,根據Base PID可以在地面廣播系統和有線(xiàn)電視系統中定位如下表格。
- System Time Table (STT)——包含同步所需的時(shí)間信息
- Master Guide Table (MGT)——包含其它相關(guān)表格的大小,PID以及版本號
- Rating Region Table (RRT)——包含不同地區和國家的節目等級信息
- Virtual Channel Table (VCT)——包含節目導航和轉換的虛擬頻道表格
- The optional Directed Channel Change Table (DCCT)——在特定時(shí)間特定環(huán)境下要求接受者轉換到特定的虛擬頻道上去
- The optional Directed Channel Change Selection Code Table (DCCSCT)——基本種類(lèi)列表和位置代碼表的擴展
事件信息表(Event Information Table, EIT)也是SI系統的一部分,它們的PID定義在MGT之中。每一個(gè)EIT都按照VCT里面所定義的虛擬頻道列出電視節目(事件)清單,并按照時(shí)間先后從EIT-0到EIT-127排序。ATSC標準規定,每一個(gè)EIT必須有3個(gè)小時(shí)的時(shí)間長(cháng)度,而且所有EIT的開(kāi)始時(shí)間都被限制在0:00(午夜),3:00,nbs p; 6:00, 9:00,12:00(中午),15:00,18:00和21:00(所有的時(shí)間都是UTC制)。這樣,EIT-0代表的就是當前3個(gè)小時(shí)內的所有電視節目,EIT-1代表的是接下來(lái)3個(gè)小時(shí)的信息,而每隔三個(gè)小時(shí),原先的EIT-0就被廢棄,之前的EIT-1將取代EIT-0的位置,依此類(lèi)推。另外,ATSC還定義了可選的擴展文字表(Extended Text Table,ETT),ETT包含了有關(guān)EIT的相對比較長(cháng)的文字描述,它們的PID也同樣包含在MGT中。
圖1描述了上述表格的層次結構。在一個(gè)數字電視TS流中,SI表格必須包含對當前TS流中所有的數字電視頻道的描述,同時(shí)為了方便起見(jiàn),還可能包括了相關(guān)的模擬頻道信息以及其它TS流中的數字頻道信息。對于地面廣播系統,STT, TVCT(VCT的地面版本),MGT和前4個(gè)EIT都是強制要求的;對于有線(xiàn)電視系統,STT,CVCT(VCT的有線(xiàn)版本)或者TVCT,以及MGT都是必需的。
● 與DVB-SI的比較
圖 2說(shuō)明了DVB SI表格的層次結構??偟膩?lái)說(shuō),DVB-SI和ATSC-SI的目的都是為了構造EPG,他們在功能上是相似的。例如:ATSC的STT就時(shí)間同步功能來(lái)說(shuō)等價(jià)于DVB中的TDT,ATSC的VCT就虛擬頻道(服務(wù))描述來(lái)說(shuō)和DVB中的SDT等價(jià),ATSC和DVB中的EIT同樣提供TV節目清單。
即便如此,ATSC-SI和DVB-SI仍然存在如下一些差異:
1. 節目標識:在DVB系統中,節目總是以original network id/ transport stream id/ service id的方式標識的。其中original network id是由授權中心頒發(fā)給經(jīng)認證的運營(yíng)商或者廣播商的。采用這種聯(lián)合方式來(lái)標識能夠方便收費和訂閱信息的管理。而在A(yíng)TSC系統中,不存在original network id的標識,用戶(hù)能看到的是一個(gè)類(lèi)似于2-1主次號結合的標識符,這里主號2是廣播商的NTSC牌照,該廣播商的所有服務(wù)都采用該主號來(lái)標識;次號1是用來(lái)在該主號群組中標識特定的服務(wù),次號0預留給該廣播商的模擬頻道服務(wù),1-999可以用來(lái)標識數字電視服務(wù)(圖3顯示的是采用主次頻道結合標識的一個(gè)例子)。這種機制使得transport stream id和service id對電視終端用戶(hù)不可見(jiàn)。
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