數(shù)字電視簡介第一頁，共37頁。數(shù)字電視—歷史性的革命什么是數(shù)字電視采用數(shù)字信號來進行圖象和聲音廣播的新一代電視系統(tǒng)。其從節(jié)目采編、壓縮、傳輸?shù)浇邮盏娜^程，都全部采用數(shù)字編碼與數(shù)字傳輸技術(shù)。數(shù)字電視的優(yōu)勢編、播、收無損，提高效率，降低成本編碼壓縮，節(jié)省帶寬，提高信息的傳送量電視數(shù)字化=信息網(wǎng)絡進入家庭-〉信息終端第二頁，共37頁。第一階段：到2005年，直轄市、東部地區(qū)地（市）以上城市的有線電視完成向數(shù)字過渡。第二階段：到2008年，東部地區(qū)縣以上城市的有線電視基本完成向數(shù)字過渡。第三階段：到2010年，中部地區(qū)縣級城市、西部地區(qū)大部分縣以上城市的有線電視基本完成向數(shù)字過渡。第四階段：到2015年，全國的有線電視基本完成向數(shù)字過渡。

國內(nèi)數(shù)字電視發(fā)展第三頁，共37頁。數(shù)字化的理由性能的優(yōu)越性數(shù)字信號誤碼率、圖象音質(zhì)性能優(yōu)于模擬信號抗干擾性和保真度優(yōu)于模擬信號模擬信號：時間與幅度上連續(xù)，難復原；數(shù)字信號：不連續(xù)，可再生節(jié)目的多樣性一個頻道內(nèi)可復接多比特流，節(jié)目增加可使輔助信號或IP數(shù)據(jù)與視音頻信號統(tǒng)一處理，從而拓展綜合信息廣播的能力，

運營的高效性使用壓縮編碼技術(shù)，以提高頻譜利用率、增加系統(tǒng)可靠性、降低運行費用第四頁，共37頁。數(shù)字化的內(nèi)容HFC網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的改造電信技術(shù)的引入大規(guī)模的投入：HFC網(wǎng)絡改造數(shù)字電視前端交互式：美國的DOCSIS，歐洲的DAVIC標準（即修改后的DVB—C）視頻傳輸：視頻壓縮編碼和傳輸碼流復用均采用MPEG—2標準（ISO13818）音頻傳輸：ATSC：DolbyAC-3；DVB：MP2第五頁，共37頁。相關(guān)的國際標準ATSC美國、加拿大、英國、阿根廷、南韓和臺灣地區(qū)DVB歐洲、亞洲（中國、印度）、澳大利亞衛(wèi)星廣播DVB-S有線電視網(wǎng)DVB-C地面廣播DVB-TISDB-僅在日本地區(qū)應用第六頁，共37頁。各標準間的優(yōu)劣與異同比較DVB優(yōu)勢：所有系統(tǒng)統(tǒng)一編碼及復用，各種系統(tǒng)兼容互通、設(shè)備通用，可簡化前端設(shè)備；缺點：結(jié)構(gòu)復雜，成本較高ATSC優(yōu)勢：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)，成本較低缺點：兼容性較差，各系統(tǒng)各不相同；不適用于移動接收ISDB優(yōu)勢：同DVB缺點：僅在日本地區(qū)應用相同點信源編碼均采用MPEG2，TS流接口不同點音頻編碼不同傳輸方案：即信道編碼和調(diào)制子系統(tǒng)不同第七頁，共37頁。我國的數(shù)字電視標準衛(wèi)星數(shù)字廣播我國于97年元旦開始，在衛(wèi)星數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中采用DVB-S標準有線電視數(shù)字廣播符合DVB-C的信道編碼和調(diào)制方式的有線電視數(shù)字傳輸標準，國家廣電總局正在報批之中；地面新的數(shù)字電視傳輸標準的制定，從技術(shù)上講完全可以實現(xiàn)數(shù)字信息多媒體兼容5套方案：擬01年10月測試，02年試播，03年部分地區(qū)開播；總體組，清華大學，廣科院第八頁，共37頁。數(shù)字電視技術(shù)簡介數(shù)字信號僅取0和1兩個不同的狀態(tài)，傳輸數(shù)字信號也只需要傳輸這兩個符號，通常用飽和與截止狀態(tài)來對這兩個符號進行復制，若我們以5V高電平代表“1”而以0V的低電平代表“0”，則在傳輸時即使通道干擾或失真，使低電平躍升為1.5V，高電平跌到3.5V，技術(shù)上還是有十分充足的把握毫不費力地將它們判斷出來。DVB業(yè)務，它是一種基于信源編碼為MPEG-2的數(shù)字廣播技術(shù)，這種技術(shù)有三種標準：1、DVB-S，它多用在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器上，帶寬為26MHZ—72MHZ；2、DVB-T，它是針對地面廣播的；3、DVB-C它主要用在有線電視上。DVB-C數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)的信號通常采用QAM（正交幅相調(diào)制）方式進行傳送，信號產(chǎn)生的流程圖如圖所示。第九頁，共37頁。數(shù)字電視技術(shù)簡介模擬視頻信號和音頻信號要變成數(shù)字信號，通常都要通過信元編碼和信道編碼兩個過程才能完成。最常用的信源編碼方式是脈沖編碼（PCM），它需要經(jīng)過抽樣、量化和編碼三個過程。量化是將經(jīng)抽樣后幅度上無限多種連續(xù)的樣值變?yōu)橛邢迋€離散值的過程。信源編碼

MPEG-2編碼是屬于信源編碼范疇，它是DVB數(shù)字視頻廣播的視音頻信源編碼標準。這種信源編碼以壓縮信源數(shù)碼率為目的，主要方法是找出各樣值的相關(guān)特性予以去除，從而達到對視音頻數(shù)據(jù)碼率壓縮的目的。抽樣量化MPEG-2編碼RS編碼卷積交織

QAM調(diào)制視音頻信號信源編碼信道編碼RF信號第十頁，共37頁。數(shù)字電視技術(shù)簡介大量的數(shù)據(jù)中，頭一些是帶有信息的，而另外一些則幾乎不攜帶什么信息。我們把這大數(shù)據(jù)的總量稱為數(shù)據(jù)量，把攜帶信息那部分的數(shù)據(jù)稱為信息量，而把不攜帶信息的那部分數(shù)據(jù)稱為冗余量，在信源編碼時，人們總是力求去除那些冗余，以提高信號傳輸與存儲的效率。

信道編碼采用合適的調(diào)制方式和糾錯方法，以提高數(shù)據(jù)傳輸效率，降低誤碼率是信道編碼的任務。信道編碼的本質(zhì)是增加通信的可靠性。數(shù)字信號在傳輸中往往由于各種原因，使得在傳送的數(shù)據(jù)流中產(chǎn)生誤碼，從而使接收端產(chǎn)生圖象跳躍、不連續(xù)、出現(xiàn)馬賽克等現(xiàn)象。所以通過信道編碼這一環(huán)節(jié)，對數(shù)碼流進行相應的處理，使系統(tǒng)具有一定的糾錯能力和抗干擾能力，從而極大地避免碼流傳送中誤碼的發(fā)生。

第十一頁，共37頁。數(shù)字電視技術(shù)簡介調(diào)制在DVB系統(tǒng)中經(jīng)過糾錯處理的數(shù)碼流（TS流）將送到調(diào)制器變成RF高頻信號傳送出去。常用的數(shù)字調(diào)制方式有兩種，一種是QPSK（四進制相移鍵控調(diào)制），一種是QAM（正交幅相調(diào)制）。QAM是用數(shù)字信號去調(diào)制載波的幅度和相位，使載波的幅度和相位受控于數(shù)字信號，常用有16QAM、32QAM、64QAM等。這種調(diào)制由于載波的幅度和相位都帶有信息，所以它比QPSK方式所能傳輸?shù)臄?shù)碼率高。一般情況下，由于QPSK方式具有較強的抗干擾能力，所以多用在雙向網(wǎng)的回傳。而QAM因其傳輸?shù)拇a率高，所以多用在下傳。DVB-C的信號就多用64QAM的調(diào)制方式。在一個標準的模擬電視頻道帶寬內(nèi)（8M，64QAM此時的總碼率是38MB/S），以標準電視的模式（此時，MPEG-2的壓縮碼率為4MB/S）可傳送9套數(shù)字電視信號。第十二頁，共37頁。傳輸流的形成TS傳輸流復用器視頻編碼器1音頻編碼器1視頻編碼器n音頻編碼器m視頻1音頻1視頻n數(shù)據(jù)音頻mES數(shù)據(jù)打包器視頻打包器1音頻打包器1視頻打包器n音頻編碼器mPES第十三頁，共37頁。MPEG-2傳輸流的形成

可變包頭ESPESTS包頭188188188188188188視頻視頻音頻音頻數(shù)據(jù)填充自適應域第十四頁，共37頁。有效載荷包頭4bytes184bytes同步字節(jié)傳輸流出錯指示載荷單元起始指示傳輸流優(yōu)先級PID傳輸流加擾控制自適應域控制連續(xù)性計數(shù)器8bits1bit1bit1bit13bits2bits2bits4bits凈載荷指針域自適應域TS包結(jié)構(gòu)188bytes第十五頁，共37頁。GigE傳輸QAM調(diào)制QPSK上星SDH傳輸數(shù)字前端組成信源采集部分核心平臺處理部分本地或遠程傳輸網(wǎng)管系統(tǒng)衛(wèi)星節(jié)目SDH主干網(wǎng)節(jié)目自辦節(jié)目其它數(shù)據(jù)業(yè)務輸入傳輸流信號切換傳輸流再復用處理DVB同密加擾SMSEPGIPVODCAS第十六頁，共37頁。信號采集接收信號并將其轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的格式基帶數(shù)字信號傳輸

ASI/IP衛(wèi)星節(jié)目SDH主干網(wǎng)節(jié)目自辦節(jié)目其它數(shù)據(jù)業(yè)務第十七頁，共37頁。復用和再復用提取和增加節(jié)目并形成一個新的傳輸流標準接口ASI/IP接口用于各種設(shè)備和網(wǎng)絡之間的相互連接Web用戶接口和SNMP用于監(jiān)視和控制簡化再復用處理PSI/SI的生成應該是自動完成的最小化“誤操作”監(jiān)視輸入的傳輸流紀錄并糾正傳輸流中的錯誤，以防止將這種錯誤帶入用戶的機頂盒動態(tài)PSI/SI再生輸入傳輸流中的任何變化都將在輸出傳輸流中反映出來插入離線生成的PSI/SI用于電子節(jié)目指南(EPG)的EIT特定小網(wǎng)的描述字傳輸流復用和再復用第十八頁，共37頁。加擾節(jié)目加擾與條件接收(CAS)緊密相關(guān)加擾器應該兼容開放的標準同密(SimulCrypt)，支持多個CA系統(tǒng)加擾相同的傳輸流其它與CA相關(guān)的處理EMM和ECM的插入與CA相關(guān)的PSI和SI更新DVB同密加擾CAS第十九頁，共37頁。CA系統(tǒng)原理框架用戶有線運營者智能卡資料智能卡“權(quán)限”管理層EMM’sEMM’s控制層ECM’sECM’s加擾層控制字使能控制字加擾解擾解復用復用第二十頁，共37頁。傳統(tǒng)數(shù)字前端解決方案傳輸HFCSDHGigE數(shù)字廣播網(wǎng)絡服務器編碼器信源復用器碼流轉(zhuǎn)換器加擾器/卡傳輸流切換矩陣碼流轉(zhuǎn)換器加擾器/卡QAM碼流轉(zhuǎn)換器加擾器/卡碼流轉(zhuǎn)換器加擾器/卡碼流轉(zhuǎn)換器加擾器/卡碼流轉(zhuǎn)換器加擾器/卡碼流轉(zhuǎn)換器加擾器/卡碼流轉(zhuǎn)換器加擾器/卡復用器復用器復用器復用器復用器復用器復用器QAMQAMQAMQAMQAMQAMQAMIP傳輸網(wǎng)關(guān)數(shù)字前端平臺核心處理部分傳輸流切換矩陣廣告插播網(wǎng)關(guān)復用器IP打包器視頻服務器HubCAS和SMS系統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)第二十一頁，共37頁。GigE傳輸QAM調(diào)制QPSK上星SDH傳輸新型數(shù)字前端信源輸入部分核心平臺處理部分本地或遠程傳輸網(wǎng)管系統(tǒng)衛(wèi)星節(jié)目SDH主干網(wǎng)節(jié)目自辦節(jié)目其它數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸流路由交換碼流重組優(yōu)化傳輸流再復用處理新型數(shù)字業(yè)務功能DVB同密加擾SMSEPGIPVODCAS第二十二頁，共37頁。機頂盒機頂盒（SetTopBox，STB

）：接收各種傳輸介質(zhì)來的數(shù)字電視和各種數(shù)據(jù)信息，通過解調(diào)、解復用、解碼和音視頻編碼(或者通過相應的數(shù)據(jù)解析模塊)，在模擬電視機上觀看數(shù)字電視節(jié)目和各種數(shù)據(jù)信息。

第二十三頁，共37頁。機頂盒分類根據(jù)信號傳輸介質(zhì)的不同分類：有線、衛(wèi)星和地面三種數(shù)字電視機頂盒清晰度分類：標準清晰度(SD)和高清晰度(HD)兩種級別；按照業(yè)務和功能分類：基本型、增強型、高級型第二十四頁，共37頁。普及型機頂盒

主要以接收基本的付費數(shù)字電視節(jié)目為主，滿足大多數(shù)用戶需求，并且具有良好的性能價格比。主要功能如下:

●支持基本的數(shù)字音視頻和數(shù)字音頻廣播接收。

●集成有條件接收系統(tǒng)。

●具有中文電子節(jié)目指南(EPG)和二級以上字庫。

●支持軟件在線更新功能。

●支持復合視頻(Cvbs)輸出，具有音頻輸出處理功能(單聲道、立體聲和雙聲道)。

第二十五頁，共37頁。增強型機頂盒

在普及型機頂盒基礎(chǔ)上增加基本中間件軟件系統(tǒng)，基于基本中間件可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息瀏覽、準視頻點播、實時股票接收等多種應用。這款機頂盒已經(jīng)超越了以觀看數(shù)字電視為主的需求，增加了多種增值業(yè)務，且具有可升級性。新增功能如下:

●集成基本中間件系統(tǒng)。

●支持數(shù)據(jù)廣播、實時股票等數(shù)據(jù)信息接收功能。

●支持NVOD點播功能。

●具有多種游戲。

●具有音頻輸出處理功能(單聲道、立體聲和雙聲道)。

●具有Y/C、復合視頻(Cvbs)、Y/Cb/Cr輸出(可選功能)。

●具有逐行掃描輸出(可選功能)。

●可支持Modem電話撥號回傳方式。

第二十六頁，共37頁。交互式機頂盒集成了符合MHP標準的中間件軟件系統(tǒng)，除提供增強型機頂盒主要功能外，還可以基于MHP提供交互式應用、網(wǎng)頁信息瀏覽等多種增值業(yè)務。新增功能如下:

●集成MHP中間件系統(tǒng)。

●支持交互式應用，如:視頻點播、互動游戲、網(wǎng)上沖浪等。

第二十七頁，共37頁。機頂盒原理數(shù)字電視機頂盒接收數(shù)字電視節(jié)目，處理數(shù)據(jù)業(yè)務和完成多種應用的解析。各類信源在進入有線電視網(wǎng)絡之前經(jīng)過兩級編碼，第一級是視音頻信號的信源編碼，并將所有信源封裝成傳輸流，第二級是傳輸用的信道編碼。與前端相應，數(shù)字電視機頂盒首先從傳輸層提取信道編碼信號，完成信道解調(diào)，接著還原壓縮的信源編碼信號，恢復原始視音頻流，同時完成數(shù)據(jù)業(yè)務和多種應用的接收、解析。

第二十八頁，共37頁。機頂盒工作過程通過網(wǎng)絡接口模塊選擇頻道，并進行解調(diào)和和信道解碼處理，輸出MPEG-2多節(jié)目傳輸流數(shù)據(jù)，送給解復用器，解復用器從MPEG-2傳輸流數(shù)據(jù)中抽出一個節(jié)目的已打包的視音頻基本流（PES）數(shù)據(jù)，包括視頻PES，音頻PES和輔助數(shù)據(jù)PES，解復用器中包含一個解擾引擎，可在傳輸流層和PES層對加擾的數(shù)據(jù)進行解擾，解復用器輸出的是已解擾的視音頻PES。視頻PES送入視頻解碼器，取出MPEG-2視頻數(shù)據(jù)并對其解碼后，輸出到模擬編碼器，編碼成模擬視頻信號，再經(jīng)視頻輸出電路輸出。音頻PES送入音頻解碼器，取出MPEG-2音頻數(shù)據(jù)并對其解碼，輸出PCM音頻數(shù)據(jù)到音頻D/A變換器，音頻D/A變換器輸出模擬立體聲音頻信號，經(jīng)音頻輸出電路輸出。

第二十九頁，共37頁。機頂盒結(jié)構(gòu)原理圖

第三十頁，共37頁。機頂盒硬件組成（一）（1）網(wǎng)絡接口模塊（NIM）：網(wǎng)絡接口模塊完成信道解調(diào)和信道解碼功能，送出包含視音頻和其他數(shù)據(jù)信息的傳輸流（TS）。（2）信源數(shù)據(jù)傳輸流解復用器：傳送流中一般包含多個音視頻流及一些數(shù)據(jù)信息，傳輸流解復用器用來區(qū)分不同的節(jié)目，提取相應的音視頻流和數(shù)據(jù)流，送入視音頻解碼器和相應的解析軟件。（3）條件接收模塊：對于付費電視，條件接收模塊還對音視頻流實施解擾，并采用含有識別用戶和記憶功能的智能卡，保證合法用戶

第三十一頁，共37頁。機頂盒硬件組成（二）（4）視音頻解碼器和后處理：MPEG-2解碼器完成對音視頻信號的解壓縮，經(jīng)視頻編碼器和音頻D/A變換，還原出模擬音視頻信號，在模擬電視機上顯示高質(zhì)量圖像，并提供多聲道立體聲節(jié)目。（5）嵌入式CPU與存儲器模塊和接口電路：嵌入式CPU是數(shù)字電視機頂盒的心臟，它與存儲器模塊用來存儲和運行軟件系統(tǒng)，并對各個硬件模塊進行控制。接口電路提供豐富的外部接口，包括通用串行接口USB，以太網(wǎng)接口及RS232，模擬、數(shù)字視音頻接口，數(shù)據(jù)接口等。

第三十二頁，共37頁。機頂盒軟件系統(tǒng)在機頂盒中，軟件系統(tǒng)是一個重要的組成部分。主控制器的工作通過軟件的執(zhí)行來完成。

第三十三頁，共