數(shù)字電視技術(shù)及其應(yīng)用（二）

圖8 DVB-S系統(tǒng)方框圖

QPSK調(diào)制器主要性能如表5。

2、DVB-C有線數(shù)字電視

由于有線電視信號在同軸電纜和光纖中傳輸，受外界干擾小，DVB-C規(guī)定使用QAM調(diào)制方式。信道編碼和調(diào)制主要內(nèi)容有：1）頻譜擴(kuò)散。在數(shù)據(jù)流中加入偽隨機(jī)序列，其頻譜如白噪聲的頻譜。2）采用RS編碼。在數(shù)據(jù)包的188個字節(jié)上加16個保護(hù)字節(jié)，用來進(jìn)行前向糾錯。3）比特交織編碼。深度12字節(jié)，用來糾正突發(fā)錯誤。4）QAM調(diào)制。根據(jù)傳輸環(huán)境，可采用16-QAM、3-2QAM、64-QAM、258-QAM。傳輸距離遠(yuǎn)、噪聲較大的系統(tǒng)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(nèi)傳輸速率達(dá)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性失真。M-QAM數(shù)字調(diào)制器主要技術(shù)性能見表6，M=16，32，64，128，256。

有線數(shù)字電視前端如果信號源是錄像機(jī)AV輸出，用MPEG-2編碼壓縮器轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)流；如果是衛(wèi)星模擬電視，經(jīng)過高頻頭、衛(wèi)星接收機(jī)輸出AV信號，用MPEG-2編碼壓縮器轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)流，多路數(shù)據(jù)流經(jīng)數(shù)字多路復(fù)用器混合成MPEG-2碼流，采用QAM調(diào)制，輸出中頻36MHz或44MHz，再上變頻到有線電視頻道。如果是衛(wèi)星數(shù)字電視，經(jīng)過高頻頭下變頻后送入QPSK-QAM調(diào)制轉(zhuǎn)換器，（QPSK-QAM調(diào)制轉(zhuǎn)換器主要技術(shù)性能見表7），將QPSK轉(zhuǎn)換為QAM調(diào)制信號，再通過上變頻器上變頻到有線電視頻道。最后將多路有線電視頻道混合送入電纜網(wǎng)絡(luò)或者光發(fā)送機(jī)，也可以送入寬頻帶微波發(fā)射機(jī)。

3、DVB-T開路數(shù)字電視

在開路模擬電視頻段（UHF、VHF），由于建筑物、高山的多次反射和各種噪聲干擾，使開路電視的質(zhì)量不高，并且頻率資源嚴(yán)重不足，為此有必要改進(jìn)為開路數(shù)字電視。開路數(shù)字電視系統(tǒng)由MPEG-2編碼壓縮器、前向糾錯（FEC）、正交編碼頻分復(fù)用器（COFDM）、數(shù)字調(diào)制器、上變頻器組成，最后輸出頻段仍然是UHF、VHF各個頻道，如圖9所示。除了MPEG-2編碼壓縮器、前向糾錯與衛(wèi)星數(shù)字電視和有線數(shù)字電視相同外，正交編碼頻分復(fù)用器是開路數(shù)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個或8000個載波。（2）在時域上將數(shù)字基帶信號分成若干區(qū)段去調(diào)制多個載波。（3）構(gòu)成DVB-T的某一發(fā)射網(wǎng)絡(luò)的所有發(fā)射站，通過全球定位系統(tǒng)（GPS）被鎖定在某個精密頻率上，使所有發(fā)射機(jī)使用同一頻率，在同一時間發(fā)射同一比特信息。

圖9 開路數(shù)字電視廣播系統(tǒng)方框圖

開路數(shù)字電視可以采用QPSK調(diào)制，也可以采用QAM調(diào)制，其輸出上變頻后送入發(fā)射天線向空間發(fā)射。

九、主要網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)

信息傳輸包括傳送、交換和接入3部分，CATV是未來信息傳輸?shù)膶拵Ы尤氩糠?，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(shù)字業(yè)務(wù)，如電話、有線電視、數(shù)據(jù)（會議電視、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(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，考慮到有線電視網(wǎng)絡(luò)未來接入國際互聯(lián)網(wǎng)或者廣域網(wǎng)，現(xiàn)對幾種主要網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范做出如下簡單介紹，其中，傳輸和接收數(shù)字電視也離不開這幾種主要網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。

在局部范圍內(nèi)（如1個企業(yè)、1個大廈、1個大飯店內(nèi)）把多臺計算機(jī)連接起來互相通信，以共享硬件資源和數(shù)據(jù)信息的網(wǎng)絡(luò)稱為局域網(wǎng)（LAN，Local Area Networks）。當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.3系列中的多個標(biāo)準(zhǔn)，包括10BASE、100BASE、1000BASE等多種，它們成功地解決了計算機(jī)連接口、連接介質(zhì)和信息傳輸?shù)葐栴}。由于信號在線路上的損耗，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適用于有線電視電纜傳輸，最大距離3600m，傳輸速率最高可達(dá)到10Mb/s。為了實(shí)現(xiàn)計算機(jī)的遠(yuǎn)距離連接，又制訂了廣域網(wǎng)WAN（Wide Area Networks）標(biāo)準(zhǔn)，包括X..25、幀中繼、ATM、IDSN、SDH等標(biāo)準(zhǔn)（或協(xié)議），主要采用高速調(diào)制解調(diào)器和數(shù)字用戶線路（DSL）來傳輸信號，并采用專用計算機(jī)來處理和傳送信號給本地多媒體計算機(jī)。

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(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，以協(xié)調(diào)符合各自網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)（或協(xié)議）的軟件和硬件的運(yùn)行。這些標(biāo)準(zhǔn)中主要的兩個是傳輸控制協(xié)議TCP（Transimission Control Protocol）和網(wǎng)際協(xié)議IP（Internet Protocol），合稱為傳輸控制/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(dú)立性，子網(wǎng)之間也有較強(qiáng)的獨(dú)立性，子網(wǎng)對用戶特定協(xié)議有高度獨(dú)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是無連接操作協(xié)議，TCP是面向連接的協(xié)議。無連接操作指在數(shù)據(jù)傳輸前，用戶和網(wǎng)絡(luò)間不建立邏輯連接，每個數(shù)據(jù)單元都作為一個獨(dú)立的單元傳輸。因此，數(shù)據(jù)單元可以采取不同的路徑以避開網(wǎng)絡(luò)中的故障節(jié)點(diǎn)和擁塞節(jié)點(diǎn)。面向連接操作指在數(shù)據(jù)傳輸前，用戶和網(wǎng)絡(luò)間首先建立起一個邏輯連接，然后通過邏輯連接傳輸數(shù)據(jù)單元，這些數(shù)據(jù)單元之間保持著某種關(guān)系。由于IP數(shù)據(jù)單元的頭信息較長，“位”的開銷大，并且不支持（或很少支持）順序控制和確認(rèn)功能，用戶數(shù)據(jù)可能會丟失、重復(fù)甚至順序顛倒。傳輸控制協(xié)議TCP卻能解決這些問題，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TCP/IP協(xié)議。