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DVB-C數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)綜述

本文系統(tǒng)、全面地闡述了有線數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)所涉及的技術(shù)，以及DVB-C系統(tǒng)的構(gòu)成，并針對(duì)DVB-C終端接收設(shè)備——機(jī)頂盒，在工作原理、模塊構(gòu)成和關(guān)鍵技術(shù)方面做了較為詳細(xì)的介紹 。 
　　隨著世界經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，寬帶已成為當(dāng)今社會(huì)zui令商人興奮的話題。電子商務(wù)、視頻點(diǎn)播、網(wǎng)上購(gòu)物、遠(yuǎn)程教育等一些在早幾年對(duì)我們而言還十分陌生的詞匯，如今己經(jīng)*、耳熟能詳了。因?yàn)閷拵У母拍钍前殡S著互聯(lián)網(wǎng)的普及出現(xiàn)的，所以人們總是不由自主地將兩者關(guān)聯(lián)起來(lái)，于是電信網(wǎng)絡(luò)理所當(dāng)然地成為了寬帶服務(wù)的主要載體。從撥號(hào)上網(wǎng)到ISDN、DDN、ADSL，再到現(xiàn)在的光纖直通，電信網(wǎng)絡(luò)的寬帶改造如火如荼地進(jìn)行著。與此同時(shí)，人們不由自主地將目光投向了有線電視網(wǎng)，實(shí)際上這一現(xiàn)成的寬帶網(wǎng)早已鋪進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù)，通過(guò)它可以做的事情太多了，而我們卻一直只是在用它傳輸模擬信號(hào)，數(shù)字化應(yīng)用的開(kāi)發(fā)幾近于空白。 

　　1 有線數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景分析 
　　數(shù)字視頻廣播的概念是在20世紀(jì)80年代由歐洲提出的。之后，歐美國(guó)家的企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)用了近8年的時(shí)間，完成了數(shù)字視頻廣播技術(shù)的研發(fā)以及標(biāo)準(zhǔn)的制訂，并先后于1998年11月和1999年春天分別開(kāi)播了數(shù)字電視。據(jù)悉，美國(guó)已經(jīng)宣布在2006年淘汰模擬電視，歐洲也表示要在2010年實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視的全面普及。 
　　由于我國(guó)目前沒(méi)有發(fā)展衛(wèi)星電視廣播的個(gè)體接收，人們收看電視主要是通過(guò)地面無(wú)線廣播和有線電視廣播兩種方式。在用戶(hù)群方面，接收地面電視廣播的用戶(hù)，大部分分布在農(nóng)村，這部分電視觀眾已購(gòu)置的模擬電視機(jī)，要全部增加數(shù)字視頻廣播終端設(shè)備變?yōu)閿?shù)字電視接收機(jī)還有一個(gè)過(guò)程，而8000萬(wàn)戶(hù)有線電視用戶(hù)大部分為城市人口，對(duì)數(shù)字視頻廣播的需求較強(qiáng)。在節(jié)目源方面，有線數(shù)字視頻廣播除少量自辦節(jié)目外，大多數(shù)為中央電視臺(tái)和各?。ㄊ校╇娨暸_(tái)的衛(wèi)星數(shù)字電視信號(hào)，這是一種采用MPEG—2壓縮編碼技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)清晰度的數(shù)字電視信號(hào)，如果有線電視臺(tái)將前端設(shè)備稍加改造，便可將這種數(shù)字電視信號(hào)直接傳送給用戶(hù)。在市場(chǎng)方面，有線數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)基本統(tǒng)一在DVB—C標(biāo)準(zhǔn)之下，發(fā)展有線數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)的不確定性要小很多，市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)也小。在技術(shù)方面，有線數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力、頻譜利用率等的要求較低，技術(shù)難度和設(shè)備的復(fù)雜性也相對(duì)較低。在系統(tǒng)投資方面，在已經(jīng)建成的有線電視網(wǎng)上播出數(shù)字節(jié)目增加的系統(tǒng)設(shè)備投資要少于同樣的地面廣播。因此，我國(guó)視頻廣播的數(shù)字化將從有線數(shù)字視頻廣播開(kāi)始。 
　　據(jù)不*統(tǒng)計(jì)，截至2000年底，全國(guó)電視機(jī)擁有量為3.26億臺(tái)，電視人口覆蓋率90％以上。有線電視用戶(hù)已超過(guò)1億，并以每年500萬(wàn)戶(hù)左右的速度增長(zhǎng)。有線數(shù)字視頻廣播技術(shù)的引入，可以為有線電視用戶(hù)提供上百套的數(shù)字電視節(jié)目和新型的寬帶多媒體業(yè)務(wù)，擴(kuò)大了有線電視網(wǎng)的服務(wù)空間，充分挖掘其雙向傳輸能力，真正實(shí)現(xiàn)寬帶高速接入，孕育著巨大的市場(chǎng)發(fā)展空間。如果按現(xiàn)有3.26億臺(tái)電視機(jī)為基數(shù)計(jì)算，每年以5％的數(shù)量進(jìn)行數(shù)字化更新，則每年需求有線數(shù)字視頻廣播終端接收機(jī)600萬(wàn)臺(tái)，有線數(shù)字視頻廣播還將推動(dòng)DVD的發(fā)展和以數(shù)字技術(shù)為核心的信息家電的迅速發(fā)展，有線數(shù)字視頻廣播已經(jīng)成為我國(guó)二十一世紀(jì)開(kāi)端的一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。 
　　2001年國(guó)家廣電總局已頒布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：《有線數(shù)字電視廣播信道編碼和調(diào)制規(guī)范》，該標(biāo)準(zhǔn)等同于DVB-C標(biāo)準(zhǔn)。行標(biāo)的制訂有利于我國(guó)有線數(shù)字電視的推進(jìn)。 
　　2　DVB標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻廣播技術(shù) 
　　DVB標(biāo)準(zhǔn)提供了一套完整的、適用于不同媒介的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)規(guī)范。DVB選定ISO／IEC MPEG—2標(biāo)準(zhǔn)作為音頻及視頻的編碼壓縮方式，對(duì)信源編碼進(jìn)行了統(tǒng)一，隨后對(duì)MPEG—2碼流進(jìn)行打包形成傳輸流（TS），進(jìn)行多個(gè)傳輸流復(fù)用，zui后通過(guò)衛(wèi)星、有線電視及開(kāi)路電視等不同媒介傳輸方式進(jìn)行傳輸。 
　　2.1　DVB標(biāo)準(zhǔn)的核心 
　　系統(tǒng)采用MPEG壓縮的音頻、視頻及數(shù)據(jù)格式作為數(shù)據(jù)源。 
　　系統(tǒng)采用公共MPEG—2傳輸流（TS）復(fù)用方式。 
　　系統(tǒng)采用公共的用于描述廣播節(jié)目的系統(tǒng)業(yè)務(wù)信息用（SI）。 
　　系統(tǒng)的*級(jí)信道編碼采用 R-S前向糾錯(cuò)編碼保護(hù)。 
　　調(diào)制與其它附屬的信道編碼方式，由不同的傳輸媒介來(lái)確定。 
　　使用通用的加擾方式以及有條件接收界面。 
　　2.2　DVB音頻特點(diǎn) 
　　DVB系統(tǒng)的音頻編碼使用 MPEG—1 Layer Ⅱ（第二層）音頻編碼，也稱(chēng)做MUSICAM。音頻的 MPEG—1 Layer Ⅱ編碼壓縮系統(tǒng)利用了聲音的低聲音頻譜掩蔽效應(yīng)，這一人體生理學(xué)效應(yīng)允許我們對(duì)于人耳不太敏感的頻率進(jìn)行低碼率編碼，這一技術(shù)的采用可以大大地降低音頻編碼速率。MPEG—1 LayerⅡ音頻編碼可用于單音、立體聲、環(huán)繞聲和多路多語(yǔ)言聲音的編碼。 
　　2.3　DVB視頻特點(diǎn) 
　　對(duì)于視頻，上采用標(biāo)準(zhǔn)的MPEG—2壓縮編碼，MPEG—2視頻編碼系統(tǒng)由一個(gè)大家族構(gòu)成，每一個(gè)系統(tǒng)之間都有兼容性和共同性，根據(jù)圖像清晰度的不同，它分成四種信源格式或稱(chēng)“級(jí)”（LEVEL），從錄像帶（VCR）的低圖像清晰度，到高清晰度電視。除了根據(jù)圖像清晰度定義的“級(jí)”以外，DVB視頻標(biāo)準(zhǔn)還定義了“類(lèi)”（PROFILE）的概念，每一個(gè)不同的“類(lèi)”（PROFILE）能夠提供構(gòu)成編碼系統(tǒng)的壓縮工具和壓縮算法。 
　　（1）“類(lèi)”（PROFILE） 
　　目前在MPEG—2系統(tǒng)中存在5個(gè)“類(lèi)”（PROFILE）。 
　　“類(lèi)”的zui初級(jí)叫做簡(jiǎn)單類(lèi)（SIMPLE PROFILE）、隨后是主類(lèi)（MAIN PROFILE）、信噪比可分級(jí)類(lèi)（SNRSCALABLE PROFILE）、及空間頻譜可分級(jí)類(lèi)（SPACIALL SCALABLE PROFILE）。zui后為“類(lèi)”（HIGH PROFILE）。 
　　在“類(lèi)”中存在兩種圖像取樣方式，即：4：2：2和4：2：0格式。 
　　（2）“級(jí)”（LEVEL） 
　　根據(jù)圖像節(jié)目源清晰度由低到高的不同，DVB MPEG—2標(biāo)準(zhǔn)分成4個(gè)“級(jí)”。zui低為低級(jí)（LOW LEVEL），隨后是主級(jí)（MAIN LEVEL）、1440（HIGH—1440 LEVEL）和（HIGH LEVEU，則采用了更高的每行1920的取樣方法。 
　　目前在世界上zui常用的MPEG—2標(biāo)準(zhǔn)是MP＠ML，即；MAIN PROFILE＠ MAIN LEVEL（主類(lèi)／主級(jí)），它是*代數(shù)宇有線電視和數(shù)字衛(wèi)星電視的基礎(chǔ)，節(jié)目提供者可以提供625線質(zhì)量的節(jié)目，圖像的長(zhǎng)寬比可以是4：3或16：9，至于碼流率，它是由節(jié)目提供者根據(jù)節(jié)目質(zhì)量來(lái)選定的，圖像質(zhì)量越高，所需碼流率越高，反之則越低。