數(shù)字電視信號(hào)的播出與傳輸

電視信號(hào)的傳播質(zhì)量，一直是人們最關(guān)心的事情，因?yàn)樗苯佑绊戨娨暯邮諜C(jī)的收視效果。在傳統(tǒng)的模擬電視號(hào)的傳播過程中，總有一定的信噪比存在，干擾電視信號(hào)的傳播與接收。

電視信號(hào)中的噪聲干擾主要來源于：

(1)接收信號(hào)源內(nèi)的原有噪聲(指二極能上差轉(zhuǎn)信號(hào)源)。

(2)外界的自發(fā)噪聲干擾。

(3)其他發(fā)射臺(tái)的電波干擾。

(4)由于多徑傳輸所引起的重影干擾。

(5)差轉(zhuǎn)機(jī)內(nèi)部的熱噪聲以及寬頻帶放大器非線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(zhuǎn)播，應(yīng)努力使電視接收機(jī)視頻輸出的信噪比在45dB以上。但它遠(yuǎn)不能滿足數(shù)字化高清晰度電視的要求。近幾年來，由于衛(wèi)星信道質(zhì)量好(相對(duì)地面廣播)，覆蓋面大，無(wú)需中繼，特別適合節(jié)目分配和廣播，因此得到了廣泛的應(yīng)用。但絕大多數(shù)利用衛(wèi)星傳送的電視節(jié)目為模擬制。模擬制方式傳送電視節(jié)目占用頻帶寬，一個(gè)36MHz的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器只能傳送一路模擬電視信號(hào)，因此信道利用率不高。

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

因此，在數(shù)字電視中，即使產(chǎn)生了數(shù)字電視信號(hào)，要提高數(shù)字電視機(jī)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(xì)節(jié)問題。

1.演播中心的播控系統(tǒng)

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

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)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(zhuǎn)向半自動(dòng)及全自動(dòng)播控。數(shù)字化無(wú)磁帶播出即將取代傳統(tǒng)的磁帶化播出方式。計(jì)算機(jī)海量存儲(chǔ)技術(shù)、數(shù)字壓縮編碼技術(shù)、光纖通信技術(shù)、多媒體通信技術(shù)、磁盤技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)字化設(shè)備成本的不斷降低。將使播控系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)的飛躍，使網(wǎng)絡(luò)的電視播控完全數(shù)字化，從而極大地提高電視信號(hào)的播出質(zhì)量。

但是，使用磁盤代替磁帶并非數(shù)字化的全部含義。數(shù)字化的播控系統(tǒng)，應(yīng)是先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，以多臺(tái)服務(wù)器、工作站、PC構(gòu)成主體，一方面繼承過去的磁帶式播出方式，使用錄在磁帶或光盤等媒介載體上的節(jié)目源，使模擬量或分量的錄像機(jī)等可以與新式數(shù)字化設(shè)備并存;另一方面可以通過功能的網(wǎng)絡(luò)獲取播出信息及節(jié)目?jī)?nèi)容。

自動(dòng)播控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)是一個(gè)十分嚴(yán)肅的工程技術(shù)問題。首先它必須是能夠通過提高硬件質(zhì)量、有效備份和加強(qiáng)監(jiān)測(cè)手段來減少故障因素，同時(shí)提供多種應(yīng)急手段;在提高播出質(zhì)量的基礎(chǔ)上，盡可能地提高播出部門的自動(dòng)化程度，使系統(tǒng)更具體整體性。

先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)播控系統(tǒng)將是電視臺(tái)播出裝備升級(jí)換代、提高播出質(zhì)量的重要手段，它可以根據(jù)人工操作習(xí)慣和軟件的智能化管理，實(shí)時(shí)地對(duì)各錄像機(jī)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)度、自動(dòng)播放、自動(dòng)切換，以達(dá)到定時(shí)播出、順序播出、觸發(fā)播出和節(jié)目插播功能，從而極大地提高節(jié)目錄像帶的規(guī)范化程序。

自動(dòng)播控系統(tǒng)是由許多環(huán)節(jié)構(gòu)成的，因此，它必須有分級(jí)監(jiān)視和交互監(jiān)視的方法，對(duì)播出信號(hào)實(shí)時(shí)地進(jìn)行主觀評(píng)價(jià);能夠利用示波器和綜合測(cè)試儀對(duì)重要進(jìn)行定量的技術(shù)監(jiān)測(cè)。使視音頻技術(shù)質(zhì)量等級(jí)要求達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

隨著人們生活水平的不斷提高，要求電視臺(tái)的發(fā)展是頻道增多，播出時(shí)間增長(zhǎng)，節(jié)目量增大，直播節(jié)目增多，節(jié)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(hào)的高質(zhì)量、操作的簡(jiǎn)易性以及系統(tǒng)的良好擴(kuò)容能力。這就要求演播中心的播控系統(tǒng)的發(fā)展將是應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)的完全自動(dòng)化，否則將難以適應(yīng)未來數(shù)字化視音頻信號(hào)傳輸技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化。

2.數(shù)字電視的傳輸方式

由于數(shù)字視頻碼率壓縮技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字壓縮電視節(jié)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(jié)目分配和廣播到戶，已愈來愈引起人們的關(guān)注。

目前，民辦一些發(fā)達(dá)國(guó)家已普遍采用衛(wèi)星、微波和有線相結(jié)合的傳輸網(wǎng)絡(luò)。我國(guó)也開始利用衛(wèi)星傳送多路數(shù)字壓縮電視節(jié)目，以及微波中繼系統(tǒng)和CATV系統(tǒng)形成的網(wǎng)絡(luò)到戶。

1995年11月，我國(guó)中央電視臺(tái)用中星5號(hào)G頻段成功地向全國(guó)播出了體育、電影等五套數(shù)字壓縮的電視節(jié)目。1996年8月又采用美國(guó)SA公司的符合MPEG-2/DVB標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備向全世界播出了中央3臺(tái)和中央4臺(tái)的數(shù)字壓縮電視節(jié)目。

1997年初，我國(guó)MPEG-2/DVB標(biāo)準(zhǔn)，用亞洲2號(hào)衛(wèi)星的3B轉(zhuǎn)發(fā)器以SCPC方式傳送了河南、內(nèi)蒙古、青海、廣西、湖南等五省區(qū)的數(shù)字壓縮電視節(jié)目;用亞洲2號(hào)衛(wèi)星的6B轉(zhuǎn)發(fā)器傳送了福建、廣東、湖北、江西、遼寧等五省的數(shù)字壓縮電視節(jié)目，(也采用SCPC方式)。數(shù)字壓縮技術(shù)的上星廣播，給我國(guó)的數(shù)字電視發(fā)展注入了新的生機(jī)。

在我國(guó)將多套數(shù)字壓縮電視節(jié)目送上衛(wèi)星的方式，通常有兩種：一種是將每套節(jié)目各自調(diào)制一個(gè)載波后發(fā)至衛(wèi)星，另一種是將幾套節(jié)目的數(shù)據(jù)流合成一個(gè)數(shù)據(jù)，然后調(diào)制一個(gè)載波，將其發(fā)至衛(wèi)星。前者被稱為SCPC(單路單載波)方式，后者被稱為MCPC(多路單載波)方式。我國(guó)各省臺(tái)采用的SCPC方式，共用一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，中央臺(tái)因傳送的是多套節(jié)目，因而采用了MCPC方式。

在接收端根據(jù)不同用途可有兩種接收方式：一種是通過有線電視臺(tái)配備的IRD業(yè)務(wù)，將收到的衛(wèi)星數(shù)字電視信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，以常規(guī)方式送入有線電視網(wǎng);另一種是直接到戶，但這時(shí)家庭要配備一個(gè)家用IRD，衛(wèi)星數(shù)字電視信號(hào)就可以直接送到電視機(jī)，使用戶十分方便地收看到電視節(jié)目。

目前，我國(guó)各地城鎮(zhèn)已建起了CATV系統(tǒng)，并且也正在向更高級(jí)階段發(fā)展，使得大型工礦企業(yè)能與城鎮(zhèn)，或幾個(gè)城市之間實(shí)現(xiàn)CATV的系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，從而使傳輸距離由幾公里擴(kuò)大到幾十分里至幾百分里的范圍。由于業(yè)務(wù)內(nèi)容的不斷增多，對(duì)傳輸距離的擴(kuò)大，除了要求各種設(shè)備的高性能外，還必須解決遠(yuǎn)距離傳送手段。目前普遍使用的優(yōu)質(zhì)同軸電纜，即使設(shè)計(jì)了合理的放大器，對(duì)于甚高頻最遠(yuǎn)可傳14km，而全頻道系統(tǒng)只能傳送2.75km.因此解決遠(yuǎn)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(tǒng)的延紳。微波即頻率為30MHz-300GHz范圍內(nèi)的電磁波，其波長(zhǎng)為1m-1mm。由于微波具有頻帶寬、穩(wěn)定性好、直線傳播、定向收發(fā)等特點(diǎn)，目前各國(guó)的電視傳輸網(wǎng)中的遠(yuǎn)距離傳輸幾乎都采用了微波中繼系統(tǒng)。我國(guó)也是如此，在大型CATV系統(tǒng)中已經(jīng)進(jìn)入使用