有線數字電視基礎知識

有線數字電視基礎知識

一、有線電視概述
1、電視信號的傳輸形式
就電視技術的原理而言，傳送活動景像的電視系統，通常由攝像、信號處理、傳輸、顯像等部分組成。圖像信息的順序傳送原理，是電視信號產生的基礎。其基本方法是將要傳送的圖像分解為許多像素，將各像素的特征，如亮度和顏色按一定的順序和方法轉變為電信號的幅度和時間序列，依次傳送和處理，并附加表示各像素相對位置的特征信號——同步信號，以便于在接收端電—光信息還原時像素的再現定位，這就是電視技術中電視信號的產生原理。對于這種包含全部圖像信息的全電視信號，其傳輸的基本形式可分為以下三種方式。
（1）基帶傳輸
是通過傳輸線或其它媒介直接傳輸基帶信號。一般應用在視頻設備比較集中的地方。
（2）無線電視傳輸
即將基帶電視信號和伴音信號通過幅度調制的信號變換處理方法，調制在射頻載波上，以便由后者通過適當的天線以高頻電磁波形式幅射出去。
對于無線傳輸方式的接收端來說，要通過各種形式和規模的接收天線設施來提高接收信號的強度和質量，信號還原的水平因人因地而異，不能做到一致的效果和普遍的穩定。
（3）有線電視傳輸
將一定幅度的全電視信號經射頻調制處理后，把具備全部聲像信息特征的射頻載波信號，通過有形的傳輸媒介，如同軸電纜、光纖等介質構成的線路網絡形式來進行傳輸處理的方式。由于無線廣播電視因其固有的開路發射特點而帶來的種種弊端，如節目源增加要擴展頻道的數量，其結果又受到頻率分配的限制。而有線電視可以在前端演播室利用錄像機等設備的視頻節目，以及衛星電視信號、微波中繼信號等各類基帶視聽信息加以選擇、處理、解調、調制等，再經電纜分配系統傳送給閉路系統網絡內所覆蓋的廣大用戶。這種不受頻率使用法規的局限、不受自然環境干擾的電視信號傳輸形式，得到了迅速的發展，支持其設施發展的基礎產業也逐漸形成，推動了用同軸電纜作為傳輸線路媒體并具有處理多路多功信號特點的電纜電視系統。隨著光纖設備的技術運用，網絡的覆蓋途徑和范圍更加擴大，系統的功能和網絡管理又列入了自動調節控制技術，智能型計算機技術和各種輔助工程技術，在有線電視系統信息來源的新技術運用方面發展也很快。因此，作為一種信息傳輸的有效手段，有線電視還在信息社會需求中不斷地發展變化。而電視信號的傳輸形式最終將突破現有各類形式向更市制階段發展，以適應未來社會對電視信息的新要求。
2、有線電視系統的組成
目前，我國的有線電視系統一般都是由信號源和機房設備、前端設備、傳輸網絡、分配網絡、用戶終端五個部分組成的整體系統。
（1）信號源和機房設備。有線電視節目來源包括衛星地面站接收的模擬和數字電視信號，本地微波站發射的電視信號，本地電視臺發射的電視信號，上行電視信號和數據等。為實現信號源的播放，機房內應有衛星接收機、模擬和數字播放機、多功能控制臺、攝像機、特技圖文處理設備、編輯設備、視頻服務器，用戶管理控制設備、數字信號處理設備等。
（2）前端設備。前端設備是接在信號源與干線傳輸網絡之間的設備。它把接收來的電視信號進行處理后，再把全部電視信號經混合器混合，然后送入干線傳輸網絡，以實現多信號的單路傳輸。前端設備輸出信號頻率范圍可在5MHz—1GHz之間。前端輸出可接電纜干線，也可接光纜和微波干線。
（3）傳輸網絡。傳輸網絡處于前端設備和用戶分配網絡之間，其作用是將前端輸出的各種信號不失真地、穩定地傳輸給用戶分配部分。傳輸媒介可以是射頻同軸電纜、光纜、微波或它們的組合，當前使用最多的是光纜和同軸電纜混合（HFC）傳輸。
（4）分配網絡。有線電視的分配網絡都是采用電纜傳輸，其作用是將放大器輸出信號按一定電平分配給樓棟單元和用戶。
（5）用戶終端。用戶終端是接到千家萬戶的用戶端口，用戶端口與電視機相連。目前，用戶端口普遍采用單口用戶盒或雙口用戶盒，或串接一分支。未來用戶終端包括機頂盒、電纜調制解調器、解擾器等。
二、數字電視有線傳輸
1、何謂數字電視？
數字電視是指包括節目攝制、編輯、發送、傳輸、存儲、接收和顯示等環節，全部采用數字處理的全新電視系統。也可以說數字電視是在信源、信道、信宿三個方面全面實現數字化和數字處理的電視系統。
2、何謂數字化電視？
數字化電視（或者叫數碼電視）在現有模擬彩色電視機的電路中采用了多種數字化處理技術，例如：數碼100HZ掃描技術、3D/5D數字化圖像處理技術、I2C數字總線技術、數字畫中畫技術、NICAM數字伴音技術等。采用了這些數字處理技術的彩色電視機，獲得了更好的圖像、聲音質量，增加了電視機的功能。從本質上講，數字化的電視仍屬于模擬電視的范疇。
3、數字電視與模擬電視相比有哪些優點？
與模擬電視相比，數字電視有如下優點：
（1）圖像傳輸質量較高，距離遠。模擬電視圖像信號在傳輸過程中，要受到傳輸信道特性（幅頻特性、微分增益、微分相位特性）和噪聲干擾等的影響，質量不高，而且經過多次轉換傳輸，通道特性和噪聲干擾等影響積累，導致圖像質量的進一步下降，而這些影響對于數字電視信號來說，有些是不存在的。數字電視信號在傳輸過程中，多次中繼（或復制）后不會發生干擾和噪聲的積累，同時可采用糾錯編碼技術，收端圖像質量較好，基本保持與發端一致，且傳輸距離不受限制。
（2）頻道資源利用率高。頻譜資源是重要的國家資源，模擬電視的頻譜資源有限，一套模擬電視節目要占用36MHz帶寬的衛星轉發器，占用8MHz的地面電視廣播和有線電視頻帶。而數字電視采用壓縮編碼技術，在36MHz的衛星轉發器中傳送5套SDTV節目，顯示清晰度約400線，在一個8MHz頻道內傳送4套以上的SDTV節目。
（3）提供全新的業務，實現高速數據傳輸。在數字電視通信中可以互不干擾地同時傳送文字、數據、語音、靜止圖像等多種數字信息。數字電視網可與電腦網、電信網互連互通，不僅使信息源更為豐富，還可以增加用戶與各種信息源之間的交互性，實現用戶自由點播節目、電子商務、網上購物、網上教學、網上醫療、網上游戲等多種高速數據業務（在8MHz帶寬內采用64QAM調制，可以達到約32~38Mbit/s的數據傳輸率）。
（4）信號穩定可靠，設備維護、使用簡單。模擬電視信號數字化后，信號以二進制碼的形式出現，它只有“0”和“1”兩種狀態，二進制數字信號不受電源波動、器件非線性的影響，所以信號能保持穩定、可靠。處理數字信號可采用大規模集成電路，可降低設備的功耗，減少體積，提高設備的可靠性。同時數字化設備不需調節，維護簡單，使用方便。
（5）節省發送功率，覆蓋范圍廣。數字電視發射設備在相同覆蓋服務區所需平均功率，比模擬電視發射設備的峰值功率要低一個數量級，比如模擬MMDS接收電平最低為56db，而數字MMDS在64QAM調制下接收電平僅為39db，所以數字電視發射設備的覆蓋范圍比模擬電視相同功率的發射設備的覆蓋范圍大幾倍。
（6）靈活友好的人機界面。靈活和實用的人機交互界面，便于普通群眾操作，除顯示設備外，容易實現系統集成而大規模生產，價格低廉便于推廣普及。
（7）易于實現條件接收。數字電視信號容易進行加密/加擾，有利信息安全，便于實現付費電視、視頻點播及交互式電視。
4、模擬信號如何數字化？
模擬信號數字化要經過取樣、量化、編碼三個過程，形成二進制數字信號，這三個過程總稱為脈沖編碼調制（PCM）。
5、何謂高清晰度電視？
數字高晰度電視（HDTV）是目前世界上發達國家積極開發應用的高新電視技術，它采用數字信號傳輸技術，比普通模擬電視信號傳輸具有更強的抗干擾性能，圖像的清晰度顯著提高，接收圖像的寬高比為16：9，配合多聲道數字伴音，可達到35mm寬銀幕電影的放映效果。
CCIR（國際無線電咨詢委員會，現改名ITU—R）的801報告中為HDTV規定的定義是：“高清晰度電視系統的設計，要求使觀看者在大約屏面高度的三倍距離處能看到或接近得到清晰細節的程度，達到與視力正常的觀看者在看原始景物相同的感覺”。
6、何謂付費電視？
付費電視不同于現有的基本公益電視。它以滿足人民群眾個性化、多樣